移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究

移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 摘 要 本文首先对闭塞方式的发展和基本知识进行了介绍，简单说明了本文的研究背景，城市轨道交通是解决世界经济的不断发展、城市化进程日益加快、许多城市正面临的由城市规模扩张、城市功能复杂化而引起的一系列问的首选，地铁列车对于缓解城市交通运输起到越来越大的作用，在移动闭塞条件下，通过计算机控制技术来提高列车的通过能力。 正文首先对移动闭塞进行了简单阐述，介绍了移动闭塞方式的基础知识和基本原理，对移动自动闭塞系统与固定自动闭塞系统进行了简单的比较，提出了移动闭塞的优势和其先进性，通过对线路通过能力、区间追踪间隔、制动方式等的简单讨论，并给出了计算模型，探讨了如何减低列车间最小追踪允许间隔，分析了城市轨道交通中列车线路通过能力的计算方法并对其主要因素进行了详细的分析。分析了城市轨道交通中列车的折返能力的计算方法，由于站后尽端线折返和站后双渡线折返分析的方法类似，所以主要对站后双渡线折返进行了详细的分析。同样，由于站前双渡线的分析也包含了简单的站前单渡线折返的过程 ，因此，本章也只对站前双渡线折返方式进行了详细的分析，并在分析后给出了影响列车折返能里的主要因素。并结合实例，分析了线路通过能力，优化折返方式，重点阐述了列车折返能力的提高措施，从而提高线路的通过能力。 在移动闭塞条件下，如何通过计算机控制技术来提高列车的通过能力、如何规划列车的运行是一个大的“系统工程”，还有很多工作需要进一步研究。 关键词:移动闭塞,通过能力, 折返方式，追踪间隔 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 I 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 ABSTRACT In this paper, blocking-way of development and basic knowledge is introduced , the research background briefly described. Urban rail transit is Preferred to solve a series of problems that is caused by the continuous development of world economy, ever-accelerating process of urbanization and many cities being faced with the scale of the urban expansion and the complexity。MTR train for alleviating urban transport has played an increasing role . Under the conditions of the moving block, train capacity is increased through computer control technology, which is to continue to be studied until after. Body of focus is described on the moving block, introducing the way of moving block of basic knowledge and basic principles, making a simple comparison between moving automatic block system and fixed automatic block system,posing moving block of advantages and nature,giving computing model through a brief discussion on line capacity , interval follow-up interval and braking mode, discussing how to reduce the train track to allow a minimum interval, analysising on the method of calculating train line capacity in urban rail transit and making detailed analysis. Analysising on the method of calculating train line capacity of the train reentrand in urban rail transit, as the method of analysising on end of line reentrand and double crossover reentrand is similar in the back of station ,it is main to analysis on double crossover reentrand detailedly.In the same,because analysis on the method of double crossover reentrand in front of station also includes the process of simple single crossover reentrand, only the method of double crossover reentrand in front of station is analysised on in this chapter and after analysis it gives the main factors affecting the ability of train reentrand.Besides,it analysises on capacity of line –carrying, optimizes the way to reentrand,and explains enhancement measures about capacity of train reentrand, thereby increasing the line carrying capacity. Under the conditions of the moving block ，how to increase the train capacity and plan to run trains through computer control technology is a large "systems engineering" .There are a lot of work needing to be further studied. KEY WORDS : Moving Block passing-capacity,The ability of pass through ,Way to turn back ,Follow-up interval. II 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 目 录 摘 要 ..................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................II 绪论 ........................................................................................................................ 1 1.1研究背景及意义 ......................................................................................... 1 1.1.1 国内外研究背景 .............................................................................. 1 1.2.2 研究意义 ....................................................................................... 2 第二章 闭塞技术的基础知识 .................................................................................. 4 2.1 闭塞技术的发展 ...................................................................................... 4 2.2 移动自动闭塞系统的基本概念 ................................................................. 5 2.3 移动闭塞的基本工作原理 ........................................................................ 6 2..3.1 移动自动闭塞系统与固定自动闭塞系统的比较 ............................ 7 2.3.2 移动闭塞与固定闭塞相比具有的优越性 ........................................ 8 第三章 移动闭塞条件下通过能力的计算 .............................................................10 3.1 研究通过能力计算的原因 .......................................................................10 3.2 线路通过能力计算 ..................................................................................10 3.3.1 区间追踪间隔 ............................................................................... 11 3.3.2 绝对制动方式 ............................................................................... 11 3.3.3 相对制动方式 ...............................................................................12 3.4 车站追踪间隔 .........................................................................................13 第四章 折返能力的计算及选择 ...........................................................................15 4.1 列车折返方式 .........................................................................................15 4.1.1 站后折返 ......................................................................................15 4.1.2 站前折返 ......................................................................................16 4.2 站后双渡线折返 .....................................................................................17 4.2.1 站后双渡线折返中列车最小到达间隔时间 ....................................17 4.2.2 站后双渡线折返中列车最小出发间隔时间 ....................................19 4.3 站前双渡线折返 .....................................................................................21 第五章 北京地铁一号线实例分析及提高通过能力的有关措施 ..............................24 5 .1 北京地铁一号线线路通过能力的分析及提高线路通过能力的措施 ..........24 5 .2 北京地铁一号线折返能力的分析 .............................................................25 5. 3 北京地铁列车折返能力的提高措施 .......................................................30 第六章 城市轨道交通未来展望 .............................................................................32 研究结论 ...............................................................................................................33 III 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 致 谢 ...................................................................................................................35 参考文献 ...............................................................................................................36 IV 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 绪论 1.1研究背景及意义 1.1.1 国内外研究背景 随着全世界经济的不断发展，城市化进程日益加快，许多城市正面临着由城市规模扩张，城市功能复杂化而引起的一系列问题。除了人口急剧膨胀引发的就业、住房挑战之外，就城市交通而言，一方面，城市人口、出行密度、出行距离与机动车保有量不断增加，城市交通总量成急剧增长趋势;另一方面，城市道路及交通工具的运能不足，又导致交通阻塞、车速下降、乘车拥挤和事故频繁等现象出现。 美国与加拿大于1982年提出了先进列车控制系统 ATCS(AdvancedTrain Control System)和先进铁路电子系统ARES(Advanced RailwayElectric System)1891，系统采用无线技术把调度所(或中央控制中)的中央计算机、线路两侧设备与列车上的微处理器联成闭环组成一个综合铁路指令和控制系统，取代了传统的自动闭塞、列车自动控制与调度集中等信号系统的功能。其主要目的是通过有效地运用机车车辆和优化列车控制来降低生产成本，以控制货物列车为主，而对提高线路的通过能力不作 。[1]主要要求。 日本于1985年提出计算机及无线列车控制系统CARAT (Computer andRadio Aided Train Control System)，其主要目的是提高线路的通过能力，满足列车高速、高密度行驶需要，改善铁路运营的灵活性及适应性.目前正处于最终的性能评价和实用化重新评估阶段，讨论选定具体的实用化线路。其主要工作仍是集中于列车一地面的控制[e-gal]法国国铁于1986年开始研制的实时追踪自动化系统ASTREEI "1，是一种基于无线的列车控制系统，该系统连续检测列车的位置和速度，通过列车无线系统(450Hz)在各列车和地面设备之间传送。该系统设计的主导思想是:(1)集中列车控制，各环节联动工作;(2)不凭经验，以数据来管理列车运行;(3)尽量在移动设备上进行数据改造或增加设备，对固定的地设备少动和少装设备。其开发目标是提高线路通过能力、保障列车正点运行、节能、增强运输组织灵活性和提高劳动生产率。 欧洲于1991年开始研究的列车控制系统ETCS18-91(E uropeanT rainControl Syste动，目的是提高欧洲铁路的竞争力，它需要适应多种制式 1 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 的运行条件、设备、语言、信号制式，其不同级别的系统满足不同的列车速度、列车密度运行需要，在较高级别中即采用移动自动闭塞。近几年来，德国西门子公司在已有的LZB(采用轨间电缆作为信息传输通道)的基础上，推出了FZB系统0I1.与LZB系统相比，FZB的主要特点是利用铁路沿线己有的无线移动通信网，建立车上一地面信息通道.FZB由于无固定的闭塞分区长度、所以对任何类型的列车(高速列车、重载列车等)都可提高运行速度。目前，FZB正在柏林一莱比锡之间约150km长的线路上安装、调试近期将开通并投入使用。 在中国，MBS的基本原理是我国学者最早于60年代提出来的。1961-1963年在北京铁道学院成立了一个专题科研组，由于当时的各种条件，工作没有继续下去。但在这方面的学术探讨却一直没有停止。40多年来，我国在MBS方面的研究主要涉及如下方面:汪希时教授于1963年发表了首篇阐述MBS思想的文章;丁正庭教授于1980年发表了探讨MBS系统结构的研究文章，之后，陆续有文献对MBS的系统结构进行研究。1989年汪希时教授和丁正庭教授提出了较成熟的MBS的总体结构，使MBS的思想得到了进一步的发展和完善。 近十几年 ，移动自动闭塞系统广泛应用于城市轨道交通运输中，西门子、阿尔卡特等公司开发出基于移动自动闭塞的地铁列车自动控制系统，大大提高了列车的通过能立，被地铁公司所广泛使用。 1.2.2 研究意义 我国地大物博，人口众多，铁路运输仍是最主要的交通运输手段。近十几年来，城市轨道交通迅速发展，已经成为人们出行的主要交通工具。纵观我国的城市轨道交通运营情况，普遍存在着列车发车间隔时间较长、晚点率较高、乘客乘坐舒适性差等问题，运营质量亚待提高;就有关城市轨道交通的理论研究而言，到目前为止，关于移动自动闭塞在城市轨道交通中的研究刚刚起步，研究成果、论文较少，这也在某种程度上制约了我国城市轨道交通的发展。移动闭塞毕竟是一项新技术，目前的研究仍处于可行性研究和论证阶段，而国内对MBS的研究也还局限于MBS的基本理论、系统结构等方面，在运输组织方面的研究刚刚展开，还有大量问题鱼待解决，与国外的研究水平具有很大的差距。虽然国内多年来关于行车组织及能力利用问题的研究取得了非常显著的研究成果，尤其是在FBS条件下的运行组织与调整，这些都为MBS条件下的能力基本问题的研究开拓了思路，并且可以广泛借鉴，但是，由于MBS下列车追踪运行间隔与FBS有 2 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 了本质上的区别，MBS下的运行线路图应该更详细地表示列车运行情况，因此在运输组织、调整等方面，MBS肯定将会带来许多不同于FBS的新特点和新问题。 虽然我国在建的城市轨道交通系统已经采用了先进的移动自动闭塞系统，但其核心技术都是由国外引进的，而且各不相同城市轨道交通的线路通过能力是系统综合能力的反映，决定于行车密度，从而影响运输能力。通常线路能力由区间追踪能力，中间站通过能力和折返站折返能力组成，其中折返能力往往是限制线路通过能力的主要因素。过饱和的城市道路，超负荷的客运交通，使得出行难、乘车难、行车难不仅成为居民工作和生活中的突出问题，而且成为制约城市经济发展的难题。此外，机动车辆产生的废气、躁声等对环境造成的污染，以及能源紧缺问题也越来越引起人们的重视。当城市社会经济可持续发展，尤其是城市道路交通面临着前所未有的压力，简单的扩建道路，增加车辆已然无法解决这一重大问题时，建设高效的公共交通系统，优先发展城市公共交通就成为缓解交通拥挤形势、实施城市经济可持续发展战略的必然选择。公共交通一直被视为城市的命脉。任何一个现代化的大城市如果想要快速、可持续地发展，都必须具备高效、安全、畅通的交通网络。而从世界其他各国的经验来看，仅仅依靠常规公交汽车、电车、是很难提高整个公共交通系统的客流分担比重的;而轨道交通，尤其是地铁系统，凭借其路权专用、运量大、速度快、准时、无污染的特点，不仅可以解决城市交通问题，更重要的是可以促进称呼司的改造和发展，逐步实现城市的可持续发展战略。 因此可以说，发展地铁是解决大城市交通诸多矛盾的战略选择和有效方式，而提高地铁的线路通过能力，又是其重中之重。MB S的条件下列车追踪控制是一个最优化控制问题，采取什么样的控制方法对列车间隔进行控制是至关重要的，它既是一个安全问题，也是一个效率问题，因而探讨MBS条件下的行车控制方法和其通过能力的研究是很有必要的。 3 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 第二章 闭塞技术的基础知识 2.1 闭塞技术的发展 城市轨道交通信号技术已经历了传统运行方式、列车自动控制(ATC)技术、全自动无人驾驶方式等几个发展阶段,从间断、间接的控制到连续、直接的列车控制,人们逐步实现了更加安全、有效和经济(节能)的列车控制技术。 以地铁、轻轨、市郊铁路为代表的轨道交通是指城市中有轨的大运量公共交通运输系统全称叫做城市快速轨道交通.近年来，伴随着我国城市化进程的加快以及经济的高速发展，城市人口迅速增长，城市规模不断扩大，许多大城市的地面交通已经无法适应日益增长的客运需求。由于城市轨道交通系统具有快速、便捷、大运量的特点，在缓解城市交通矛盾中具有突出作用，因此许多城市己经确定了以轨道交通作为公共交通骨千的战略。列车在区间运行必须保证安全，同一区间除了不能有对向运行的列车以外，同向运行的各列车之间应相互保持一定的间隔，以满足列车制动距离的需要，防止发生列车追尾事故。191 1年美国工程师SedwickN .Wight提出了绝对允许闭塞制，第一次提出了闭塞的概念。闭塞是在铁路运输中，为了保证列车运行安全，防止列车在区间内发生冲突或追尾事故，在同一区间或同一闭塞分区内只允许有一列列车运行的行车方法。基本的行车闭塞方法有以下三种:电气路签(牌)闭塞，半自动闭塞和自动闭塞。任何一种闭塞方法，从安全方面讲，至少应包括以下几个方面: 1、高可靠的列车位置检测系统，即列车定位; 2、高可靠的信息传输系统，保证列车与列车、列车与车站之间的通信; 3、高可靠的列车间隔控制系统，以保证各列车按规定的间隔运行; 这三个方面对于一个闭塞系统来说是缺一不可的，脱离任何一个环节 [2]都将使闭塞系统造成危害。 目前各国广泛采用的自动闭塞主要是固定自动闭塞系统(FixedB lockSystem，简称FBS)，它的主要特征是在线路上划分固定的闭塞分区，并在分区的入口处设置信号机进行防护，闭塞分区分隔好后就固定不变。由轨道电路等组成列车位置检侧系统，检查列车占用闭塞分区情况。通过轨道电路、电缆、信号机等组成信息传输系统，将列车位置信息传送给司 4 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 机或列车自动控制系统，控制列车运行速度，以保证各列车之间保持若千个空闲闭塞分区，防止列车进入已被前方列车占用的闭塞分区。FBS条件下要求保持的空闲闭塞分区数目取决于信号显示。FBS在过去的八十多年里，无论是在保证行车安全，还是提高铁路运输效率方面都起到了不可磨灭的作用，但FBS中确也存在以下一些缺点: 1、闭塞分区的划分必须按照性能最差的列车制动距离来确定，因此只适应于制动性能较为一致的车辆，对于条件较好的列车则降低了区间通过能力; 2、随着列车牵引重量的增加，列车速度的提高，或是采用了新型的机车车辆，其闭塞分区长度可能会出现不相适应的情况; 3、追踪列车的司机无法确切掌握前行列车的运行工况、速度、精确位置等信息，使得追踪驾驶困难，即FBS为开环控制; 4、通过缩短闭塞分区长度来提高区间通过能力，技术经济性差; 5、在相同列车追踪间隔条件下，克服运行中干扰的弹性小，当列车运行偏离时，容易造成大面积运行延误; 6、因列车的运行工况、速度、精确位置无法掌握，调度员无法获得最佳的调度，人工智能技术难以应用和发挥作用; 随着社会的发展，工业化程度不断提高，人口大量集中，人口密度大增，城市交通变得前所未有的拥挤，而轨道交通是解决城市交通拥挤的有效手段，它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全和正点。近几十年来，世界城市人口的急剧膨胀，从而对轨道交通的载客能力提出了越来越高的要求。计算机技术的迅速发展，已将2l世纪变成全新的信息时代，社会的各行各业都在实现信息化，身为全国的运输大动脉一铁路行业亦加速信息化建设，经过数10年的铁路有关专家、学者及各部门的有关人员的辛勤努力，铁路信息化已取得了丰硕的成果。而移动闭塞技术的发展提高铁路有关部门的工作效率，缩短了发车间隔，提高了载客能力。 2.2 移动自动闭塞系统的基本概念 移动自动闭塞系统是一种区间不分割，根据连续检测先行列车位置和速度，进行列车间隔控制，确保后续列车不会与先行列车发生冲突，能够安全停车的列车安全系统。它把先行列车的后部看作假想的闭塞区间，由于这个假想的闭塞区间随着列车而移动，所以叫做移动闭塞 (MovingBlock)。 5 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 移动闭塞是相对于固定闭塞而言的，固定闭塞有固定的闭塞区间和相应的防护信号，而移动闭塞无固定的闭塞区间，其闭塞区间的长度随条件变化而改变，并随着列车的运行而移动，即随后续列车和前方列车的实际行车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数的具体情况而变化.采用移动闭塞的目的是:在确保列车运行安全的前提下(列车间保持安全制动距离)最大限度地缩短列车运行间隔，提高线路的通过能力。上世纪80年代后，计算机技术和通信技术的发展，为移动自动闭塞系统的实现创造了条件，许多国家相继研制了不同形式的移动自动闭塞系统。[3] 2.3 移动闭塞的基本工作原理 移动闭塞是基于区间闭塞原理发展起来的一种新型闭塞技术。它根据实际运行速度，制动曲线和进路上列车的位置，动态计算相邻列车之间的安全距离。根据当前的运行速度，后续列车可以安全地接近前一列车尾部最后一次被证实的位置，直至两者之间的距离不小于安全制动距离。移动闭塞最显著的特点是取消了以信号机分隔的固定闭塞区间，列车之间的最小运行间隔距离由列车在线路上的实际运行位置和运行状态确定，所以闭塞区间随着列车的行驶，不断地向前移动和调整。在移动闭腮技术中，闭塞区间仅仅是保证列车安全运行的逻辑间隔，与实际线路并无物理上的对于关系。因此，移动闭塞在设计和实现上与固定闭塞有比较大的区别。 图2.1 移动闭塞系统安全行车间隔 6 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 移动闭塞一般采用无线通信和无线定位技术来实现，它的线路取消了物理层次上的分区划分，而是将线路分成了若干个通过数据库预先定义的线路单元，每个单元长度为几米到十几米之间，移动闭塞分区即由一定数量的单元组成，单元的数目可随着列车的速度和位置而变化，分区的长度也是动态变化的。线路单元一数字地图的矢量表示，线路拓扑结构示意图如下: 标注: 1、边线e7连接节点n5和n6～默认方向为n6到n5, 2、节点n7于边线e7、e8和e11相连。 图2.2 线路拓扑结构的示意图 移动闭塞系统中列车和轨旁车备必须保持连续的双向通信。列车不间断向轨旁控制器传输其标识、位置、方向和速度，轨旁控制器根据来自列车的信息计算、确定列车的安全行车间隔，并将相关信息(如先行列车位置，移动授权等)传递给列车，控制列车运行。 2..3.1 移动自动闭塞系统与固定自动闭塞系统的比较 从闭塞制式的角度来看，装备列车运行控制自动的自动闭塞可分为三类:固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。传统信号系统的主要设计方式是:列车定位基于轨道电路，通过线路旁信号机显示、车站停车和司机告警等 7 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 来确保后续列车不能进入被前一列车所占用的闭塞区间，从而保证了一定的列车安全间隔;与此不同，移动闭塞系统独立于轨道电路，通过列车的精确定位来提高安全性和列车行车的密度，通过车载和地面安全设备之间的快速连续双向数据通信实现对列车的控制。一套移动闭塞系统可安全地允许多列列车同时占用同一闭塞分区，此区间对于固定闭塞而言只能被一列里车安全占用，从而提高发车间隔，增加旅客运能。固定闭塞制式下，系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界。为充分保证安全，必须在两列车之间增加一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使用效率。 移动闭塞采用报文式轨道电路之环线或应答器来判断分区占用并传输信息，信息量大，可以告知后续列车前行的距离，后续列车可根据这一距离合理地采取减速或制动，列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点，从而可改善列车速度控制，缩小列车安全间隔，提高线路利用效率。移动闭塞最显著的特点在于消除以信号机分隔的固定闭塞区间，列车间的最小运行间隔距离由列车在线路上的实际运行位置和运行状态确定，所以闭塞区间随着列车的行驶，不断地向前移动和调整。在移动闭塞技术中，闭塞区间仅仅是保证列车安全运行的逻辑间隔，与实际线路并无物理上的 [4]对应关系。 2.3.2 移动闭塞与固定闭塞相比具有的优越性 1、安全性:MBS是一个闭环控制系统，能够根据列车间的距离和速度进行反馈控制，保证了列车运行的安全: 2、通过能力:MBS条件下没有固定的闭塞分区，随着前行列车的移动随机形成闭塞分区，列车追踪间隔时分大大缩短，便于提高列车的行车密度和线路通过能力; 3、适应性:MBS无固定的闭塞分区，可以适应各种类型、各种速度的列车; 4、列车自动驾驶:根据前行列车的位置、状态信息，后续列车可以依据自身的位置、状态、列车的早晚点情况等，按照一定的控制算法计算出本列车的速度，可以实现节省燃料，缩短运行时间，提高乘车舒适性等多目标优化控制，为开发优化列车追踪的自动控制系统ATO提供了方便的条件; 5、设备维护和管理:MBS省去了区间信号点、信号电缆等设备，全部设备集中车站和机车上，便于设备维护和管理; 8 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 6、运输组织和管理:MBS基本上实现了行车控制、调度指挥等运输组织方面的自动化，又能自动地、实时地采集所有区间行车信息，快速地 [5]送到信息管理系统中，实现运输管理。 9 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究第三章 移动闭塞条件下通过能力的计算 3.1 研究通过能力计算的原因 随着计算机技术和通信技术的发展，各国相继研究出不同形式的移动闭塞系(MAS)，MAS有许多的优越性，其中最重要的一点是，在MAS条件下，不仅可以大大的缩短前后两车的间隔距离，提高区间的通过能力。虽然在MAS条件下，城市轨道交通具有通过能力大的特点，但是如何计算系统能力，如何发挥城市轨道交通系统的综合效率还需要仔细研究。 3.2 线路通过能力计算 在移动闭塞条件下，列车追踪运行。由于城市轨道交通一般不设置配线，列车在正线上办理客运作业，列车停站时分是影响通过能力的重要因素之一。在计算轨道固定技术设备的通过能力时，没有必要再去分别计算区间的通过能力，而应该把车站和区间看作一个整体来综合分析，计算城市轨道交通线路通过能力。 3600 n,max线路通过能力计算公式可表示为: (3-1) t间 nmax其中: ——线路在1小时内通过的最大列车数; t ——最小列车间隔时间; 间 10 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 3.3 移动闭塞的条件下最小列车间隔时间计算 3.3.1 区间追踪间隔 在移动闭塞的条件下，没有固定划分的闭塞分区，它通过先进的通信手段来提高列车的定位精度，实现车地间的双向数据传输，进行列车间隔控制，在移动闭塞信号系统中，列车之间的安全间隔是根据列车当前的运行速度、制动曲线以及列车在线路上的位置动态计算得出的。由于列车位置定位精度高，因此后续列车可以按该线路区段最大允许速度安全地接近最后一次确认的前行列车尾部位置，并与之保持安全距离。同时，列车不需要在被占用的轨道电路分区入口处的前方停车，运行间隔显著缩短。 LZ 设前行列车与后续列车的最小间隔距离为，两者的速度、加速度及 ,,,VV,L122121T空走时间分别为、、、、、，列车的长度为，停车安全距 LS离为，则: VV21L,V(，,),V(，,)，L，LZ2211ST22,,21 (3-2) 式(2)等价于: L,L，L,L,L，L，LZ,,,,ST2211 (3-3) L,其中: :前行列车在司机或者车载设备反应时间走过的距离; ,11 L :前行列车的制动距离; ,1 L, :后续列车在司机或者车载设备反应时间走过的距离; ,22 L :后续列车的制动距离 ,2 在考虑追踪列车区间的追踪间隔距离时，通常有两种方式:绝对制动 [6] 距离和相对制动距离。 3.3.2 绝对制动方式 绝对制动方式又简称为“撞硬墙模型”，这种方式不考虑前行列车的速 ,,11度，只考虑位置，列车间隔如图1 所示，这时(2)式中的无穷大， 11 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 为零，则两车之间的最小间隔距离是: V2L,V(，,)，L，LZ22ST2,2 (3-4) 列车追踪间隔时间为: LLLV，2STZT,,,，，2ZVV,222 (3-5) 3.3.3 相对制动方式 这种方式考虑了在追踪列车制动过程前行列车走行的距离，列车间隔如图3.1(图中假定两车的速度相等)。 前行列车除了有上述的绝对制动方式情况或者以原有速度继续前进外，还有下面两种情况: (1)前行列车采用紧急制动停止; (2)前行列车采用常用制动停止; 相对于第一种情况，后续列车在考虑它和前行列车的间隔时，可以充分利用前行列车的制动距离，和“撞硬墙”相比，两车的距离可以进一步缩短，所以将这种 情况称为“撞软墙”: 图3.1 相对制动方式 对于第二种情况，由于常规制动距离大于紧急制动距离，两车之间的 12 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 距离可以在“撞软墙”的基础上进一步缩短，因此可以将这种情况称为“撞 ”[7]硬墙 3.4 车站追踪间隔 在移动闭塞条件下，前后两列车的最小安全间隔指的是:前行列车刚 LS刚出清车站，且驶过安全保护区段，后续列车以区间最大允许速度行驶，并且距车站入口的距离正好等于列车制动距离加上制动反应时间内列车驶过的距离。 列车的追踪间隔时间可以分为4个部分，分别如下: LTS1(1) :前行列车出清车站并驶过安全防护区段; T1 的计算又可分为两种情况: 12LLaT，,ST1v,2a(L，L)maxST2 当 时，有，即前行列车以加速 LS度出请车站并驶过，则 : LL2(，)STT,1a (3-6) 2VVmaxmaxL，L,，(T,)vST1maxv,2a(L，L)maxST2aa 当时，有，即前行 vvL，LmaxmaxST列车以加速度a运行达到，然后以速度匀速运行，共驶过，则有: 22a(LL)V，，maxTST,12aVmax (3-7) VTmaxR(2) :后续列车以行驶的时间，包括列车司机、列车设备的反映时间; 13 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 Vmax VTmaxbB(3) :后续列车以开始制动到停稳的时间，其值为; TD(4) :后续列车的停车时间。 所以，移动闭塞条件下，地铁列车的车站追踪间隔时间为: VLL2(，)maxSTTTT,，，，ZRDV2a(L，L)bamax,ST ( ) (3-8) 2V2a(LL)V，，maxmaxSTTTT,，，，ZRDb2aVV,2a(L，L)maxSTmax ()(3-9) 城市轨道交通线路能力的控制点是车站而不是区间，一般是受少数几个车站的控制，即终端站，中间折返站和换乘站，因此为了使全部区间，全部车站的通过能力在未来有充分发挥的可能，应该认真研究这些能力限 [8]制点，以及其能力扩展的方法。 14 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 第四章 折返能力的计算及选择 4.1 列车折返方式 一般来讲，列车折返发生在线路的终点站，但也有因临时调度需要，列车在中途站发生折返，这些通常称为列车折返，列车的折返对线路通过能力有较大的影响，需要对此工作进行研究。根据折返线布置形式的不同，列车折返分为站前折返和站后折返。 4.1.1 站后折返 站后折返一般常见的有站后双渡线折返和站后尽端线折返两种折返方式，如图所示，显然，当采用站后折返方式时，当上行到达列车在折返线规定的停留时间结束后即能进入车站正线，此时有最小的折返列车出发间隔时间。下面是两种站后折返方式的示意图:(1) 列车站后近端线折返 ;(2) 列车站后双渡线折返。 图4.1 列车站后近端线折返 15 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 图4.2 列车站后双渡线折返 4.1.2 站前折返 站前折返方式是列车经由站前渡线进行折返。主要有列车经由站前双渡线折返(一般在终点站采用)和列车经由站前单渡线折返(一般短交路列车在中间站折返时采用)。站前折返的缺点是出发列车和到达列车存在着进路交叉问题，影响行车安全，乘客同时上下车，站台秩序会受到影响。该方式一般在地形受限时采用，下面站前的三种折返方式:(1)站前单渡?;(2)站前单渡线折返?;(3) 站前双渡线折返。 图4.3 站前单渡? 图4.4 站前单渡线折返? 16 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 图 4.5 站前双渡线折返 列车折返设备的通过能力是指该设备在单位小时内能够折返的最大列车数，计算返能力的一般公式: 3600 n,折返 (4-1) max(tt)到达，出发 n折返—,折返设备的通过能力(列/小时) t到达——折返列车在折返站的最小达到间隔时间(S) t出发——折返列车在折返站的最小出发间隔时间(S) 由式(4-1)可以看出，列车在折返站最小到达或出发间隔时间是决定列车折返设备通过能力大小的基本参数，也是影响城市轻轨通过能力的主要因素之一，下面将围绕着不同折返方式下该间隔时间如何计算问题进行重 [9]点分析。 4.2 站后双渡线折返 下面结合列车在站后双渡线折返的作业过程，对列车最小到达间隔时间和最小出发间隔时间计算问题进行说明。 4.2.1 站后双渡线折返中列车最小到达间隔时间 列车在折返站的到达作业过程如图所示:前行列车进站停靠站台a侧，乘客下车同时预办调车进路，乘客下车完毕后开放调车信号;前行司机确认信号;前行列车由到达正线驶向车站轨道电路A点，当列车尾部驶过A点时，开放进站信号;后续列车司机确认信号;后续列车由D点向车站运 17 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 行并最终停靠在站台a侧。 图4.6 站后双渡线折返中列车在折返站到达作业过程 采用站后折返方式时，当上行到达列车在折返线规定的停留时间结束后即能进入下行列车正线，次时有最小的折返列车出发间隔时间，有如下公式: 12t,t，t，t，t，t，t确认确认 (4-2) 进站到达停站作业离开 在式(4-2)中: t ——前行列车在站台a侧的停站时间(S) 停站 1t ——前行列车司机确认信号的时间(S) 确认 t ——前行列车驶离车站轨道电路的时间(S) 离开 t ——车站为接后续列车而进行的办理进路、开放信号等的作业作业 时间(S) 2t ——后续列车司机确认信号时间(S) 确认 t ——后续列车由D点向车站运行到最终停妥所需要的时间(S) 进站 在这种折返形式下，列车最小到达间隔可以用图4.7来简单只管的表示: 18 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 图4.7 列车站后双渡线折返方式中到达间隔时间示意图 从图4.7我们可以得到，这一作业过程中，影响列车到达间隔时间的因素主要有: 1、前行列车停站时间; 2、前行列车尾部由站台a侧到车站闭塞分区A点的时间; 3、后续列车由D点到车站a侧的时间; 4、车站办理进路(包括进路解锁延迟)和ATP/ATO动作的时间; 5、列车司机为判断进路是否开放，确认进路信号的时间; 4.2.2 站后双渡线折返中列车最小出发间隔时间 列车在折返站的出发作业过程如图4.8所示。 图4.8 站后双渡线折返方式中列车在折返站出发作业过程 19 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 整个作业过程的描述如下:前行列车在驶离车站闭塞分区A点;办理调车路并开放调车信号;司机确认信号;列车由尽端折返线运行至站台b 。[10]侧停车;停站时间内乘客上车完毕，开放出站信号;司机确认。此时有最小出发间隔时间为: 12t,t，t，t，t，t，t (4-3) 出站出发作业确认出线停站确认在式中: t ——前行列车驶离车站闭塞分区的时间(S) 出站 t ——车站为接后续列车办理进路、开放信号等的作业时间(S) 作业 1t ——后续列车在进路尽端折返线以前，司机确认信号的时间(S) 确认 t ——后续列车通过尽端折返线所用的时间(S) 出线 t ——后续列车的停站时间(S) 停站 2t ——后续列车司机确认出站信号的时间(S) 确认 这种折返方式中，列车出发间隔时间可以用图4-9简单、直观的表示: 图4.9 列车站后双渡线折返方式中出发间隔时间示意图 从上述我们可以得到这一作业过程中，影响列车出发间隔时间的主要因素 20 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 [11]有: 1、前行列车由车站 b侧驶离车站闭塞分区A点的时间; 2、后续列车由8点经折返线到车站b侧的时间; 3、后续列车在站台b侧的停站时间; 4、车站办理进路和ATP/ATO动作的时间; 5、列车司机判断进路是否开放，确认信号的时间; 4.3 站前双渡线折返 从上面的分析我们可以看出，当列车采用经由站前单渡线折返时，停站时间是制约最小折返间隔时间的主要因素。当采用站前双渡线折返时，可以提高折返设备的通过能力。列车折返站作业过程见图4.10(假设两条折返线全部空闲); 图4.10 站前双渡线折返方式中列车折返作业过程 [12]如图4.10显示的是四列车到达、3列车出发的全部作业过程。即: 1、第I趟列车经过D点直向到达车站停靠站台a侧，乘客上下车同时办理侧向到达进路，进站信号机开放; 2、经过一个追踪间隔后，第I趟列车经过D点侧向到达车站，停靠在站台b侧，乘客上下车; 3、第II 趟列车停妥后，转换道岔，开放调车信号，第I趟列车在规定的停站时间结束后，司机确认信号侧向出发，腾空站台a侧; 4、第 I趟列车出清站前渡线轨道电路后，转换道岔，开放进站信号，第II趟列车司机确认信号后，列车运行至D点，直向到达车站停靠站台a侧; 5、第 III趟列车停妥后，转换道岔，开放调车信号，第I趟列车在规 21 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 定的停站时间结束后，司机确认信号直向出发，腾空站台b侧; 6、第 II 趟列车出清站前渡线轨道电路后，转换道岔，开放进站信号，第N 趟列车司机确认信号后，列车运行至D点，侧向到达车站停靠站台b侧。 需要说明的是，在实际运营中，列车直向到达与侧向到达、直向出发与侧向出发所用的时间是不完全相同的，但相差不会很大，为说明问题的方便，这里分别取相同的值。那么，这中折返方式中，列车折返间隔也可以用图来直观的表示，如图4.11所示: 图4.11 站前双渡线折返方式中列车折返间隔时间示意图 t为了保证安全，上图中的需满足的条件: , t,t，t,作业确认 (4-4) 由上图我们可以直接地观察到，这种折返方式中列车的到达间隔与出发间隔在数值上是相等的，他们可以表示如下; t,t,t，t，t，t，t (4-5) ,进站出发到达作业确认离开 从前面的分析我们可以看出，在这一作业过程中，影响列车折返间隔 [13]时间的因素主要有: 22 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 1、第n躺列车经站前渡线，侧向到达车站所运行的时间; 2、第 I 趟列车从车站a侧经站前渡线出清车站轨道电路A点时，所用的时间; 3、办理第I趟列车出站进路和ATP/ATO动作的时间; 4、办理第II趟列车进站进路和ATP/ATO动作的时间; 5、第I 趟列车和第m 趟列车司机判断进路是否开放，确认信号的时间; 23 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 第五章 北京地铁一号线实例分析及提高 通过能力的有关措施 5 .1 北京地铁一号线线路通过能力的分析及提高线路通过能力的措施 我们以北京地铁一号线苹果园到古城段为实例来分析线路通过能力。通过资料我查阅，古城段的站台长度为121米，两追踪运行的列车选用编组3拖动6辆编，列车长度为117.12m，在列车制动时采用的平均减速度 22SS为0.88Mm，加速度为1m/，车辆最高速度为80Km/h。那么此运行曲线如图5.1所示: 图5.1 列车追踪运行时前后两列车的时间——距离曲线 由上面的运行曲线我们可以看出，在线路中，全线的列车间隔受制于其中最薄弱的环节，列车在车站的停站时间在列车间隔中占有很大的比重，线路即正线最小间隔发生在后续列车接近车站的时候。也就是计算前行列车进站停稳至后续列车进站停稳之间的间隔时分。 经过实例，我们得到在我们选取的某一车站列车间隔时间在高峰时刻 24 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 为90秒，而在非高峰时刻为80秒。这个数据可以作进一步粗略的分析。 首先，我们先不考虑信号设备的影响，即假设信号设备动作是理想的，不需要时间，信号设备的控制没有误差，此时列车最小间隔主要由列车的停站时间、前行列车驶离站台的时间以及后续列车进入站台的时间。我们选取某一车站，测得仿真结果，在高峰时刻列车的停站时间约为40秒，在非高峰时刻约为30秒，前行列车驶离站台的时间为17秒，后续列车进入站台的时间为22秒。 以上三项时间加在一起就是列车的最小间隔，在高峰时刻为79秒，而在非高峰时刻则为69秒。 上叙述是测得信号设备为理想状况下的，但实际中的信号设备动作是需要一定的反应时间的，这个动作时间为5秒，再加上前行列车驶离车站十需要有确认信号的时间，这个时间为3秒，同样后续列车确认信号的时间也约为3秒。这样，信号设备工作需要所占的时间约为11秒，列车的间隔在高峰时刻为90秒，而在非高峰时刻为80秒。 通过我们这些仿真数据以及第三章我们所作的理论的分析，我们可以 [14]得到进一步提高列车在线路上的通过能力: 1、 在限制能力的个别车站，适当降低列车接近车站的速度以减少制动时间(越可以减少近10秒)，即以略微减低车辆使用效率和服务水平来换取全线通过能力不均衡状况的改善，但这种措施只宜在行车对数真正接近饱和时采用。因为能力不需要时，让每一列车均在次进行不必要的限速是不合适的。 2、 在限制能力的车站上，采用二侧开门，分侧组织旅客上、下车，可减少停站时间9秒左右。但在旅客十分拥挤的情况下，安全是否存在问题，有待实践验证。 3、改进信号设备: (1)加快系统反应速度; (2)提高后续列车的控制精度; (3)采用更高级的闭塞制式如移动闭塞，来提高列车定位精度; 4、 要想大幅度提高通过能力，只有增加车站股道，使前、后列车分别接入不同的股道。这样，可以使前行列车的停站时分和出清站台股道和站台前方(行车方向)保护区段的时间不再影响后续列车进站。 5 .2 北京地铁一号线折返能力的分析 目前，国内地铁的通过能力大都受终端站折返能力的控制，所以我们 25 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 应更加重视对折返能力的分析和对提高折返能力措施的探讨。如果折返能力不能相应地提高，单纯加强调加线路(一般指正线)通过能力，并没有太大的实际意义。 在分析列车在站台双渡线折返方式中的运行间隔时间时，我们选取北京地铁一号线苹果园站的想关数据。苹果圆站的站台长度为118m，两追踪运行的列车选用编组3拖3动6辆编，列车长度为117.12m，在列车制动 22SS时采用的平均减速0.88m/，加速度1m/，在苹果园站列车在下行线进站的距离为437m，上行线出站距离为561m列车的停站时间实际上要根据上、下车认数，仿真软件由第三章所建立的模型来计算得出停站时间。经实测，列车在站台双渡线折返的到达间隔时间在高峰时刻为113秒，非高峰时刻为122秒，那么这个折返间隔时间主要由以下部分测量结果组成(从 [15]前行列车自下行线进站开始到后续列车自下行线进站止): 1、前行列车停靠站台，车站排列进路，开放前行列车进路信号; 2、前行列车由到达正线驶离车站，开放后车进路，后续列车开始进路; 3、车站办理后续列车进站进路，开放后车进路，后续列车开始进站; 4、后续列车进站，至站台停稳; 另外，在计算折返间隔时，也要加上前、后列车司机的反应时间。 26 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 整个过程可在表5.1中详细表示如下: 表5.1 列车在苹果园站折返中出发间隔时间 序号 内容 折返时间 (秒) 1 前行列车停站,旅客上下车 30-40 2 办理由前行列车出站进路 15 3 ATP/ATO动作 5 4 前行列车司机确认信号 3 5 前行列车尾部由站台出发并出清车站轨道23 电路 6 办理后续列车到车站的进路 15 7 ATP/ATO动作 5 8 后续列车司机确认信号 3 9 后续列车进站并停靠站台 15 10 列车达到间隔 113—123 列车在苹果园站进行分析时，整个折返间隔时间在非高峰时测得为117 [16]秒，在高峰时刻为129秒，其出发间隔的过程包括一下几个部分: 1、前行列车驶离车站的闭塞分区; 2、车站办理后续列车的进路，开放调车信号; 3、后续列车经折返线运行至站台; 4、后续列车停站; 27 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 上述各部分的具体时间如表5.2所示 : 表5.2 列车在苹果园站折返中出发间隔时间 序号 内容 折返时间(秒) 1 前行列车由车站驶离车站闭塞分区 33 2 办理后续列车的进路 15 3 ATP/ATO动作 5 4 后续列车司机判断进路是否开放，确认3 信号 5 后续列车经折返线到车站 29 6 后续列车停在车站 30—40 7 办理后续列车出站进路 15 8 ATP/ATO动作 5 9 后续列车司机判断进路是否开放，确认3 信号 10 列车出发间隔 118—128 在上面我们详细描述了列车在站后双渡线折返的到达间隔和出发间隔时间，我们可以用同样的方法来分析列车在站前单渡线、站前双渡线以及站后尽端线折返的仿真结果，我们可以用同样的方法来测得站后双渡线折返和站后尽端折返的间隔时间，表5.3为我们测得常用折返方式中的列车折返间隔。 28 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 表5.3 列车在几种常用折返方式下的折返间隔 站前单渡线折站前双渡线折返 站后双渡线折返 站后尽端线折 返 返 127秒 113秒 118秒 117秒 由上表我们可以知道，站后双渡线折返和站后尽端线折返的间隔时间差不多，而站前单渡线折返和站前双渡线折返的间隔时间却相差很大，主要是因为站前双渡线折返很好的利用了列车的停站时间等因素，但是在实际中站前单渡线折返作业比较容易，而站前双渡线折返作业则比较难，随着信号设备等的改进，采用较多的双渡线折返将能提高列车的折返能力。站后双渡线折返和站后尽端线折返在列车的运营组织和折返站的形式等因素上都相差不多，所以列车的间隔时间也相差无几。表5.4为这几种折返方式的列车折返能力的比较。 表5.4 列车几种折返方式的列车折返能力 站前单渡线折站前双渡线折返 站后折返 返 折返间隔 大 较小 小 运行时分 短 较短 长 线路长短 短 短 长 作业难度 容易 难 容易 从上面的仿真数据，我们可以得出影响列车折返能力的主要因素为: 29 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 1、站后折返情况下有: 出发列车驶离车站闭塞分区时间; (1)车站为折返线列车办理调车进路以及ATP/ATOD等信号设备动作时间; (2) 列车从折返线至出发站线的走行时间; (3) 列车在车站的停站时间; 2、站前折返情况下有: (1)出发列车驶离车站闭塞分区的时间; (2)车站为进站列车办理接车进路以及ATP/ATO等信号设备动作 时间; (3)列车从进站信号机至到达站线的走行时间; (4)列车在车站的停站时间。 5. 3 北京地铁列车折返能力的提高措施 针对上一节的各种影响因素，为提高列车折返能力，我们可以建议采用以下几种措施:要提高地铁列车线路的通过能力，就必须减小瓶颈对通过能力的影响，即需提高列车的折返能力，减少折返的出发间隔时间。影响折返出发间隔时间的因素主要是折返站的配线布置形式及折返方式、列车停站时间、车站信号设备类型、车载设备反应时间、折返作业进路长度、调车速度、列车长度以及折返调车作业与接发列车作业的干扰等。基于以 [17]上分析，可采取以下几种提高列车折返能力的措施: 1、优化折返线布置: 采用混合式折返方式，可提高列车的折返能力。 2、改变折返方式: 在站前设有交叉渡线时采用交替折返方式，在折返线为站后正线时采用侧进直出的折返方式，均有助于压缩折返出发间隔时间。 3、优化轨道电路设计: 在站后折返时，分割车站轨道电路能使办理折返列车出折返进路的时间提前，调整车站轨道电路绝缘位置能使办理到达列车接车进路的时间提前。因此，优化轨道电路设计能减少列车等待、加快折返。 4、优化道岔设计: 折返站采用l 2号道岔有助干提高列车侧向过岔速度，压缩折返运行时间。在站后尽端折返时，将单渡线道岔按两副单动道岔设计，只要进折返线列车的尾部越过第l副道岔，该道岔即可由开通侧向转换为开通直向， 30 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 办理到达列车的按车进路。 5、折返线预置一列车: 在站后折返时，如因列车到达折返站的间隔较大，当前行列车已经腾空出发正线，而后行列车还未进入折返线或还在折返线停留过程中，此时在折返线预置一列车可加快列车折返，提高列车折返能力。 6、采用自动信号设备: 采用该措施后,道岔转换\排列进路\信号开放及进路解锁等能根据列车折返运行情况自动进行.这样,列车在折返作业过程中,能减少办理调车或接车进路时间,从而达到加速列车折返的目的.。 7、修建环行折返线: 折返站的这种站场配置能缩短乘客的上\下总时间\消除列车在折返线等待前行列车滕空站线的时间,提高终点站的列车折返能力.。 8、增建侧式站台: 采用该措施形成一岛一侧式出发站台组合,可以缩短乘客上\下车总时间,加速列车的折返周转.该措施一般适用于地面线路情况。 9、调整列车乘务组劳动组织: 该措施通过列车司机与车长的职责互换，消除司机在折返线的更换驾驶室走行时间消耗，缩短列车在折返线的作业停留时间，以避免前行列车已经滕空出发站线，而后续列车还在折返线停留过程中，提高列车折返能 [18]力。 31 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 第六章 城市轨道交通未来展望 地铁列车对于缓解城市交通运输起到越来越大的作用。在移动闭塞条件下，如何通过计算机控制技术来提高列车的通过能力、如何规划列车的运行是一个大的“系统工程”。还有很多工作需要进一步研究: 1、列车追踪间隔模型的进一步细化。要对区间追踪建立更为准确的模型，进行大量的数据仿真实验; 2、车站是影响地铁通过能力的瓶颈问题，如何对车站进行科学配置，如何优化列车折返站配线布置，如何优化列车的车辆编组都会影响到列车的通过能力，这是一个1待解决的问题; 3、在移动闭塞条件下，列车自动控制系统ATC对于列车的运行起到了很好的保障作用，但是截止目前，我国地铁、轻轨列车信号系统的核心技术都是由国外引进的，而且各不相同。由于城市轨道交通信号设备具有专业性强、涉及专业多、技术复杂、品种多、设备用量少的特点，成套引进设备不仅使高昂，而且导致技术管理复杂、设备配件配备困难，给运营和设备维护带来一定的不便，更不利于系统的扩展。随着我国城市轨道交通的大力发展，必须要开发国产化的、具有自主知识产权的ATC系统，加快我国城市轨道交通的发展: 4、地铁列车的运行调整是一个很复杂的问题，运行调整过程中既有连续事件也有离散事件，还有很多不确定性因素的存在.随着更加先进的列车自动控制系统的出现，列车之间的运行间隔将会进一步缩短，如何借助计算机、利用先进的理念，诸如人工智能与传统优化算法项结合，开发快速的、准确的列车运行图铺划系统、列车运行调整系统，将是一个任重而道远的任务。 5、在对列车群运行调整的研究中，只考虑了单一线路上的列车调整问题，没有考虑多条线路上列车群的同步优化调整，而该问题是提高在多条 。线路交叉站上换乘列车的乘客乘车效率的关键。 32 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 研究结论 伴随国民经济发展与改革步伐的加快，为解决日益增加的交通紧张问题，我国的各大城市均已掀起轨道交通建设狂潮，城市轨道交通信号技术已经历了传统运行方式，列车自动控制技术，全自动无人驾驶方式等几个发展阶段，从间断、间接的控制到连续、直接的列车控制，人们逐渐实现更加安全、有效和经济的列车控制技术。而移动闭塞技术结合了当今信号控制领域及行车指挥自动化等方面的理念，使地铁运营公司有条件实现“小编组，高密度”的新型行车组织模式，从而快速、高效地实现最大化的客流周转量，并可以轻松地实现低于60S的行车间隔。从初期投资的角度来看，移动闭塞与传统的固定闭塞有较强的可比性。移动闭塞的核心技术采用软件来实现，使其在硬件设备数量方面大大低于传统的固定闭塞系统。 因此，选用移动闭塞能在建设初期以最大的性能价格比得到当今世界最先进的技术，综合造价低。此外，由于系统多由软件构成，易于扩展，还能为以后的扩容、改造及设备升级节省大量的资金。由于整个移动闭塞系统可以做到在室外除感应环线电缆外没有任何室外硬件设备，因此其日常维护费用和工作量都显著减少。移动闭塞信号系统在中国地铁和轻轨建设及中国高速铁路建设中发挥了重要的作用。移动闭塞方式下，在追踪间隔时间大于折返间隔时间时，尽管实际的折返间隔时间会增加，但列车折返能力不是最终通过能力的限制因素;而在折返间隔时间大于追踪间隔时间时，则需要研究提高列车折返能力的措施。考虑到因作业(进路)干扰或因列车到达间隔引起的等待，应按折返列车由车站出发来计算折返间隔时间;折返出发间隔时间应按不同的折返方式分别计算，对于不同的折返方式，有着不同的计算模型。我国铁路长期“运能紧张、运力不足”，提高车辆运用效率，“柔化”满表执行或近乎满表执行的刚性运行图，增加列车运行调度的调控弹性等，也一直是城市轨道运输工作的重点和难点(研究移动闭塞系统，使之成为适合我国国情路情、有效提高运输能力的列车运行安全控制与防护系统，符合我国城市轨道扩能提效的发展需求。 本文针对城市轨道交通的特点，主要总结在移动闭塞的条件下地铁列车线路通过能力的计算方法，提出通常构成线路通过能力的3个方面，即区间追踪能力、中间站通过能力及折返站折返能力。给出区问追踪能力和中间站通过能力的计算模型，最后探讨折返站的种类及折返能力，提出如何降低列车的行车间隔，从而提高线路的通过能力。文章通过讲述移动闭 33 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 塞信号系统的原理以及基本构成。在与准移动闭塞制式的信号系统的对比中，进一步阐述移动闭塞制式信号系统的优势与缺点，讨论了移动闭塞条件下列车追踪运行安全间隔的分析、计算，以及列车制动距离的控制，并以复线铁路平直线路上旅客列车为例作了仿真试验(研究方法可以推广到坡道和弯道的线路上，对移动闭塞技术应用于我国铁路运输有一定的参考价值与现实意义。列车在中间站折返时，存在列车作业或进路干扰的问题，由此引起折返出发间隔时间增加，站后折返要大于战前折返，因此列车密度较高的线路不宜采用站后折返;针对影响折返出发间隔时间的因素，提出了提高列车折返能力措施，而措施的具体选用应综合考虑需要折返能力、工程经济性与乘客服务水平等。 34 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 致 谢 感谢母校为我提供了一个安静，舒适的学习环境，图书馆大量的书籍使我收益匪浅，学院的电子阅览室为我提供了丰富的资料，最重要的我要感谢我的指导老师程钢老师，他细心的指出了我文章里的错误和不足，促使我不断的改进，指引我的论文方向，使我的思路更清晰。感谢李一龙教授、黄骅书记、颜保凡老师、朱文浩老师、苟莉老师、王艳艳老师，是他们不断的鼓励我，教授我知识，才能顺利的完成此文。还要感谢帮助我的同学，是他们和我一起学习，一起进步，才能取得今天的成果。对所以帮助我的领导、老师、同学以及父母说一声感谢～ 35 移动闭塞条件下城市轨道交通通过能力的研究 参考文献 [1] 潘登,郑应平.铁路移动闭塞系统列车追踪运行的安全间隔[J]同济大学学报.上海:电子与信息工程学院,2005. 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