市域快速轨道交通线路列车运行交路研究

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翻新时间：2013-12-17

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市域快速轨道交通线路列车运行交路研究

摘要随着市域轨道交通的不断建设和城市格局的发展 ,在不同阶段其沿线客流将呈现不同的特征,可采用不同的列车开行交路模式以适应变化的客流需求。提出了市域轨道交通线路运输组织的基本原则,从服务水平、线路通过能力、列车运用、车站布置以及客运组织等方面对比分析了不同交路形式的特点,并给出市域轨道交通线列车开行交路的建议。

关键词市域轨道交通,运行交路,运输组织,通过能力

市域快速轨道交通线(简为Ｒ线)作为城市轨道交通整体网络中的骨架线路,具有大容量、长距离、快速度的优势,能满足城市多中心发展及对外交通辐射的需要,实现为整个市区及周边地区提供快速到达城市主要集散点服务以及与对外辐射的重要交通设施(机场、港口、铁路客站等)相衔接功能[1]。具有线路长、站间距大、列车运行速度快、沿线断面客流量不均衡、客流断点明显等特点,其合理的运输组织方式的确定相对比较复杂,总体上应遵守以下几点基本原则:①最大限度地满足客流的需要;②充分发挥市域轨道交通快速度、长距离的优势;③考虑市域轨道交通线技术设备的要求;④考虑与其它轨道交通线路的衔接、配合;⑤考虑列车运行正点和可靠性。

Ｒ线合理运输组织方式的内容涉及到列车交路、列车编组等多方面。为了保证Ｒ线的良好经济和社会效益,最大程度地吸引客流,满足乘客的出行需求,同时又能合理地设计、安排和使用各项设备的运输能力,优化和合理地选择列车运行交路尤为重要。本文重点讨论Ｒ线的列车运行交路选择问题。

1 列车运行交路模式

1.1 单一交路模式

全线单一交路模式(如图

1)是指列车在线路的两个终点站间运行,为全线提供服务。这种交路模式,列车运行组织简单,适用于全程客流均匀、无明显客流断点的情况。

1.2 衔接交路模式衔接交路模式

(如图

2)是指列车在线路的某一区段内运行,在线路中间车站折返。它能够适应不同客流区段的运输需求,运输组织方便,但要求中间折返站具备两个方向(如图2ａ)或一个方向(如图2ｂ)的折返能力和方便的换乘条件。

1.3大小交路嵌套模式

大小交路嵌套模式(如图

3)是指线路上的某些区段内大小交路列车共线运行的形式,小交路列车在线路中间车站折返。这种组织方案适用于各区段客流量不均衡程度较大、有明显客流断点的情况。

在实际运输组织中,根据客流需求以及线路设施情况,可灵活采用以上三种基本的列车开行交路形式,也可以几种模式组合,在同一线路上既有相互衔接的交路,也有大小交路的嵌套,形成多种交路组合的模式(如图

4)。

2 不同列车交路的比较

合理、可行的列车交路能充分利用资源、降低运输成本,在不降低服务水平的前提下提高通过能力和车辆运用效率。采用全线单一交路可使全线保持较高服务水平,但可能会造成部分区段运能的浪费,此模式是城市轨道交通运输组织中常见的列车开行交路模式;而衔接交路模式和大小交路嵌套模式的运营组织相对复杂,对基础设施的要求较高。下面重点对多种交路衔接和大小交路嵌套的模式进行分析比较。

2.1 区段服务水平

2.1.1 列车开行间隔

衔接交路模式下,不同交路区段列车相当于独立运行,各区段的列车开行间隔可根据各自的客流条件和旅客的需求情况分别确定,从而保证有较高的均衡性和适应性。大小交路嵌套模式下,乘客出行到达目的地不需换乘,旅行时间较少。但由于小交路区段的行车间隔决定了其它区段的列车运行间隔,使其它区段中到发的列车运行间隔较大,乘客将花费较多的等候时间,从而使总出行时间有所增加。

衔接交路模式下,乘客出行到达目的地所需换乘的次数取决于交路区段的数量,由于乘客跨区段出行都需进行换乘,这将增加乘客的出行时间。但通过合理地调整各交路区段的列车运行间隔及各区段间列车运行图的优化衔接,可减少乘客的换乘时间。因此,仅从乘客出行总时间上来看,两种交路模式的差别不大;但从乘客出行无换乘的角度看,衔接交路模式相对较差。

2.2 线路通过能力和列车运用

大小交路嵌套时,大交路列车运行间隔一般应为小交路列车运行间隔的整数倍。在大小交路列车的运行间隔不能满足这样的比例要求时,运行图上将会产生空费时间,从而影响线路通过能力的实际运用。

同时,由于不同交路区段的列车相当于共线运行,大小交路列车运行相互制约,运行图上列车的周转往往难以达到理想的匹配,将使列车折返时间增加,从而引起车辆运用效率的降低。

图6表示以大交路列车开行为基础确定的大小交路嵌套形式的运行图周期。从图中可以看出,如果大交路的发车间隔为ｄ大,小交路的发车间隔为ｄ小,则每小时造成的能力损失为(ｄ大ｍｏｄｄ小)·[Ｔ周/ｄ大];同时,小交路列车在折返站ｂ的折返时间ｔ′折将会比规定的最小折返时间ｔ折有所增加(ｔ′折≥ｔ折),由此形成列车运用数量的增加。同理,以小交路列车开行为基础确定的大小交路嵌套形式的运行图周期也有上述类似的结论。

运用“运行图周期分析法”进行的研究分析[2]结果表明:采用大小交路嵌套形式,线路通过能力和列车运用受影响程度与大小交路的运行图周期、大小交路列车开行的比例、最小行车间隔和列车在大小交路区段运行时分相关。因此,需根据客流需求确定合理的开行比例和大小交路列车的开行区段。

衔接交路模式下,不同交路列车相互独立运行,衔接站(多种交路的中间折返站)的折返和换乘能力将成为整个线路能力的瓶颈。为满足双向列车折返的要求,使各区段的通过能力和列车运用不受影响, 车站设置将相对复杂。

2.3 车站布置与客运组织

大小交路嵌套条件下,列车要通过折返站跨线运行,因此折返站站型设计要求较高,车站设计也较复杂,且折返站可能成为通过能力的瓶颈。由于大小交路嵌套时,非共线区段列车运行间隔较长,共线运行区段的客运组织工作中应保证乘客有方便的乘车、换乘条件,车站应设置清晰的乘客导向标志和信息公告系统。

相互衔接交路条件下列车折返方式比较复杂,车站设置不但要考虑满足不同交路的折返要求,还要方便旅客换乘,因此,衔接交路条件下的折返车站设置不同于终点式的折返站也不同于开行大小交路嵌套的中间折返站,对车站的设计要求较高。

2.4 车辆、信号等设备的制式

大小交路嵌套的车辆、信号等设备要求制式统一或兼容。市域快速轨道交通线这种长大线路一般都是分期建设的,不同时期建设的车辆、信号等制式必须保持一致。对于相互衔接的交路虽然可以根据实际需要采取不同的车辆、信号制式,但考虑到全线运输组织的需要,也应保持一致。

3 Ｒ线列车运行交路的选择

根据各种交路的主要特点分析,给出上海市Ｒ线列车运行交路选择的建议如下:

1)根据Ｒ线线路长,站间距在市郊区段较大,而在城市中心段站间距又较小,同时客流存在明显的断点等特殊性,Ｒ线的列车运行交路总体上应是多种交路组合并存的形式,具体应根据各线客流需求特点和线路条件决定相应的运营方案。

2)由于上海市的Ｒ线具有分期建设、逐步延伸的特点,因此列车运行交路的选择应该采用逐步过渡的模式。即初期以某种交路(如多种交路衔接、大小交路嵌套)为主,在此基础上,根据建设进程和客流变化的特点,逐步增加和改变交路形式,其交路过渡变化的模式如图7所示。

图7ａ表示从多种交路衔接模式过渡为多种交路组合模式,图7ｂ表示从大小交路嵌套模式过渡为多种交路组合模式。为适应这样的列车交路逐步过渡的运营组织要求,线路和车站设计应满足今后实现灵活调整运营组织方式的要求,提供充足的条件或预留相应的空间。