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1、城市轨道交通运营组织,城市轨道交通学院,城市轨道交通学院,苏州大学,第四章 运输能力,城市轨道交通学院,苏州大学,1、运输能力概述,运输能力是通过能力和输送能力的总称。运输能力的大小主要取决于固定设备、活动设备、技术设备的运用、行车组织方法和行车作业人员的数量、技能水平。 一、通过能力 轨道交通线路的通过能力是指在采用一定的车辆类型和一定的行车组织方法条件下，轨道交通线路的各项固定设备在单位时间内（通常是高峰小时）所能通过的最大列车数。研究影响通过能力的因素、通过能力的计算确定和提高通过能力的途径、措施等问题，对于轨道交通新线的规划设计和既有线的日常运能安排、扩能技术改造，都具有重要的理论和实
2、践意义。,城市轨道交通学院,苏州大学,1、运输能力概述,地铁、轻轨的通过能力按下列固定设备计算： 线路，线路是指由区间和车站构成的整体，其通过能力主要受正线数、列车停站时间、列车运行控制方式、车站是否设置配线、车辆技术性能、进出站线路平纵断面和行车组织方法等因素影响。 列车折返设备，其通过能力主要受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、调车速度以及列车长度等因素影响。 车辆段设备，其通过能力主要受车辆的检修台位、停车线等设备的数量和容量等因素影响。 牵引供电设备，其通过能力受牵引变电所的配置和容量等因素影响。,城市轨道交通学院,苏州
3、大学,1、运输能力概述,根据以上各项固定设备计算出来的通过能力一般是各不相同的，其中通过能力最小的固定设备限制了整条线路的通过能力，该项固定设备的通过能力即为整条线路的最终通过能力。 因此，通过能力是各项固定设备的综合能力。根据分阶段发展的可能性，各项固定设备的通过能力配置应相互匹配、协调，以避免出现通过能力紧张或闲置的现象。,城市轨道交通学院,苏州大学,1、运输能力概述,在实际工作中，通常还把通过能力分为设计通过能力、现有通过能力和需要通过能力三个不同的概念。 设计通过能力，是指新建线路或技术改造后的既有线路所能达到的通过能力。 现有通过能力，是指在现有固定设备和现有行车组织方法条件下，线路
4、能够达到的通过能力。 需要通过能力，是指为了适应中、远期规划年度的客运需求，线路应具备的包括后备能力在内的通过能力。,城市轨道交通学院,苏州大学,1、运输能力概述,二、输送能力 轨道交通线路的输送能力是指在一定的车辆类型、固定设备和行车组织方法的条件下，按照现有活动设备的数量、容量和乘务人员的数量，轨道交通线路在单位时间内（通常是高峰小时、一昼夜或一年）所能运送的乘客人数。输送能力是衡量轨道交通技术水平与服务水平的重要指标。 在最终通过能力一定的条件下，输送能力可按下式计算：,城市轨道交通学院,苏州大学,1、运输能力概述,三、通过能力与输送能力的关系 通过能力从固定设备的角度确定线路所能开行的
5、列车数，输送能力则是从活动设备与行车作业人员配备的角度确定线路所能运送的乘客人数。输送能力以通过能力为基础，输送能力是运输能力的最终体现。 在通过能力一定的条件下，线路最终输送能力还与车站设备的设计容量或能力存在密切关系。这些设备包括站台、售检票设备、自动扶梯、楼梯、通道和出入口等。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,一、线路通过能力计算原理 （1）追踪列车间隔时间 线路通过能力是指轨道交通线路在单位时间内（通常是高峰小时）能够通过的最大列车数。自动闭塞线路通过能力计算的一般公式为：,显然，线路通过能力计算的关键是确定追踪列车间隔时间。在自动闭塞行车时，列车停站时间与列车运行控制方
6、式是决定追踪列车间隔时间的主要因素。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,轨道交通通常是采用双线自动闭塞，列车追踪运行，并在每一个车站停车供乘客乘降。为了降低造价，轨道交通车站一般不设置配线，列车停在车站正线上供乘客上下车。根据这种特点，列车追踪运行经过车站时的间隔时间远大于列车在区间追踪运行时的间隔时间。列车停站时间是影响线路通过能力的主要因素之一。因此，在计算线路通过能力时，没有必要再去分别计算区间通过能力和车站通过能力，而应把区间和车站看成是一个线路整体来进行计算。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,列车运行控制概念通常涉及追踪运行列车的间隔、速度控制和行车调度指挥
7、。在研究追踪列车间隔时间的影响因素时，列车运行控制概念侧重于前者。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,（2）列车运行控制方式 在自动闭塞线路上，线路通过能力是由列车间隔时间决定的，而列车间隔时间又与列车间隔距离密切相关。缩短列车间隔距离能压缩列车间隔时间，进而提高线路通过能力。但，列车间隔距离的缩短是有前提的，不能危及列车运行安全。采用先进的列车运行控制方式，能在确保列车运行安全的同时使线路通过能力达到最大。 列车运行自动控制的一般原理是：自动检测追踪运行列车的位置、速度和线路的平纵断面等信息，并将检测到的信息传输到控制中心；控制中心根据接收到的信息、列车运行图资料，自动生成对车载
8、设备与地面设备的控制命令；车载设备与地面设备根据控制命令自动对列车运行间隔与速度等实施具体的控制。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,在采用的列车检测技术中，目前使用最多的是轨道电路技术，其他还有计轴设备、交叉感应环线和无线通信等技术。 根据列车运行控制技术的发展水平，轨道交通的列车运行控制主要有采用传统信号的列车运行控制、采用ATC的列车运行控制和基于通信的列车运行控制三种方式。 （1）采用传统信号的列车运行控制：自动闭塞信号设备将区间正线按传统原则划分成若干个固定的闭塞分区，每个闭塞分区内设置一个独立的轨道电路，每个闭塞分区的入口处设置通过信号机进行防护。通过轨道电路将列车运行
9、位置的变化与通过信号机的自动显示联系起来。在自动闭塞轨道线路上，追踪运行列车之间以闭塞分区作为间隔，通常用机车信号取代地面通过信号机，列车超速防护采用自动停车装置。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,轨道交通采用的自动闭塞类型通常是三显示带防护区段自动闭塞和四显示带自动闭塞两种。 三显示自动闭塞信号是指区间通过信号机的显示有红、黄、绿三种灯光，列车按图定速度在绿色灯光下运行，在带防护区段的情况下，通过信号机显示绿色灯光表示列车运行前方至少有三个闭塞分区空闲，一个黄色灯光表示列车运行前方还有两个闭塞分区空闲，一个红色灯光表示列车运行前方最多还有一个闭塞分区空闲，不准列车越过该信号机。
10、如果司机因失去警惕而未采取停车措施时，自动停车装置将起作用，使行驶的列车自动停车。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,在行车密度大、列车速度高的情况下，为提高线路通过能力和保证列车运行安全，可考虑采用四显示自动闭塞设备来进行列车间隔、速度的控制，即在红、黄、绿三种灯光信号显示的基础上，增加一种灯光信号显示（黄绿色），如图所示。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,列车间隔时间取决于列车间隔距离与列车运行速度，而列车间隔距离主要取决于闭塞分区的数目及其长度。在采用三显示带防护区段信号制式的自动闭塞线路上，为给司机创造良好的驾驶条件，当列车在区间追踪运行时，列车空间间隔一般应
11、保持四个闭塞分区，这样后行列车就能始终在绿色灯光下运行，不必频繁的调速。 闭塞分区的长度，应同时满足大于或等于列车制动距离加上一个安全距离余量和大于或等于列车长度。若不考虑线路平纵断面对制动距离的影响，闭塞分区长度可按下式计算：,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,（2）采用ATC的列车运行控制： 列车自动控制系统包括列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）和列车自动监控（ATS）三个子系统，具有列车运行自动化和行车指挥自动化两大功能。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,采用ATC系统时，区间正线划分成若干个固定的轨道电路区段，不设地面信号机，使用车载ATP速度信号
12、。列车运行自动控制程序规定每一轨道电路区段的进、出口速度，即列车运行的最高速度和目标速度（所谓目标速度是指列车以最高速度进入轨道电路区段后立即施行制动，在考虑制动生效的情况下，列车到达轨道电路区段终点时的速度）。追踪运行列车之间以轨道电路区段作为间隔，ATP子系统负责列车的超速防护。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,从列车运行控制的角度，ATP子系统是ATC系统的核心，由地面设备和车载设备组成。其主要功能是：列车运行超速防护、追踪安全间隔控制、列车安全进站控制和车门控制。它是一个确保列车运行安全的子系统。 ATP设备根据前行列车位置及运行速度、区间运行限制速度等信息确定后行列车的
13、最大允许速度，车载设备将列车的最大允许速度与实际运行速度进行比较，并根据比较结果自动改变牵引工况（制动或加速）。 与采用传统信号设备的列车运行控制比较，采用ATP子系统能使列车在确保行车安全的前提下缩短列车间隔和提高运行速度，从而提高线路通过能力。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,按列车速度控制方式，ATP设备分为阶梯式速度控制和曲线式速度控制两类。按车-地信息传输方式，ATP设备分为点式信息传输和连续式信息传输两类。 根据列车自动控制程序对轨道电路区段进、出口速度的规定，轨道电路区段的长度可按下式计算：,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,上海轨道交通线路ATP设备比
14、较：,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,（3）基于通信的列车运行控制： 移动闭塞与固定闭塞的主要区别是：在移动闭塞的情况下，区间正线不再划分固定的闭塞分区或轨道电路区段，车-地信息传输不再通过有线方式进行，列车制动的起点和终点不再是固定的。 移动闭塞将前行列车的后部看成是假想的闭塞分区或轨道电路区段，由于这个假想的闭塞分区或轨道电路区段随着前行列车的运行而移动，因此，称为移动闭塞。 移动闭塞ATC系统由无线数据通信网、控制中心设备、联锁区设备和车载设备等组成。无线数据通信是移动闭塞实现的基础，并可实现车-地间双向、大容量的信息传输。,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,城
15、市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,二、线路通过能力计算方法 （1）固定（自动）闭塞线路 在把区间和车站作为一个整体进行分析时，计算追踪列车间隔时间的最小间隔距离如图所示。后行列车从初始位置至前行列车所处位置，需经历进站运行、制动停车、停站作业和起动出站四个单项作业过程，追踪列车间隔时间计算公式如下：,列车进站运行时间t运：,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,列车制动停车时间：,列车停站时间t站：,列车起动出站时间t加：,将上述四个单项作业时间的计算过程合并，得到车站不设置配线时的自动闭塞线路追踪列车间隔时间计算公式：,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,（2）移
16、动（自动）闭塞线路 计算移动闭塞线路通过能力的一般公式与自动闭塞线路相同。追踪运行列车先后经过车站时的间隔距离如图所示，后行列车从初始位置至前行列车所处位置，需经历制动停车、停站作业和起动出站三个单项作业过程，追踪列车间隔时间计算公式为：,城市轨道交通学院,苏州大学,2、线路通过能力,（3）非自动闭塞线路 双线线路：轨道交通新线建成后，如果自动闭塞信号系统尚未安装就投入过渡期试运营，此时除采用调度监督组织指挥列车运行外，为确保列车运行安全，列车间隔按同一时间、两个区间内只准有一个列车占用进行控制，即以双区间闭塞为基本闭塞法。 在双区间闭塞情况下，同方向列车按连发方式运行，a站开放出站信号的条件是前行列车已驶离c站的车站正线和双区间闭塞手续办妥。如图所示。线路通过能力计算公式为：,
