1、1屏蔽门系统在城市轨道交通中的应用摘 要：通过对国内、外城市轨道交通屏蔽门系统应用的介绍，从安全、节能、环保等方面分析了屏蔽门系统的特点，并根据我国在设计和建造城市轨道交通过程中的经验和应用，对屏蔽门系统的规划和建造提出几点建议。关键词：城市轨道交通；屏蔽门系统；应用；建议屏蔽门系统是上世纪 80 年代出现的应用在城市轨道交通中的一种安全装置。它设置于地铁站台边缘，将列车与地铁站台候车区域隔离开来，在列车到达和出发时可自动开启和关闭,为乘客营造了一个安全、舒适的候车环境。我国部分城市的地铁已经安装了或即将安装屏蔽门系统，作为一项新技术的应用，地铁屏蔽门系统在城市轨道交通中发挥了非常重要的作用。
2、1，屏蔽门系统的类型1.1 全封闭式屏蔽门。它是一道自上而下的玻璃隔离墙和活动门，沿着车站站台边缘和两端头设置，能把站台候车区与列车进站停靠区完全隔离。这种屏蔽门系统的主要功能是增加安全性、节约能耗以及降低噪音等。1.2 半封闭式屏蔽门。它是一道上不封顶的玻璃隔离墙和活动门或不锈钢篱笆门。与全封闭式相比，安装位置基本相同, 但结构简单，高度低，空气可以通过屏蔽门上部流通，造价也低。它主要是起一种隔离的作用，提高站台候车乘客的安全，同时它也还能起到一定的降噪作用。2，国外屏蔽门系统介绍2.1 新加坡于 1988 年在 NEL 地铁线上成功安装了世界上第一套全封闭式屏蔽门系统。当时主要考虑了经济与
3、安全等以下几个因素：2.1.1 充分考虑了乘客乘车的安全性。2.1.2 为了节约能源。由于新加坡常年气候炎热，空调运行费用在地铁运行成本中占较大比重，安装屏蔽门系统后其空调节能效率达到 50%左右。2.1.3 既有较高的可靠性，又满足了地铁的运营需要。2.2 在新加坡地铁第一个装设了屏蔽门系统后，世界许多国家不少城市如伦敦、吉隆坡、曼谷、香港地铁等，为了增加地铁乘客的安全，也纷纷采用了屏蔽门这一系统，取得了良好的运行效果。2.3 在保证乘客安全的前提下，为了降低地铁的运营管理成本，日本在东京地铁南北线和东京多摩线上安装了半封闭式屏蔽门。在东京地铁南北线上，站台几乎都设在400m500m 半径的
4、曲线上，这样从车头或车尾都无法看到列车全长，如果采用站务人员人工监视列车的方法就必须增加车站工作人员。设置了屏蔽门之后，站台上无需站务人员维持秩序，只需司机一人操作就可保证安全，减少了站台上的工作人员，降低了地铁的运营成本。3，屏蔽门系统的特点分析3. 1 优点3.1.1 安全2地铁列车在隧道内运行时会产生强烈的活塞效应,当列车进入站台时会给站台候车的乘客带来被活塞风吹吸的危险。装设屏蔽门后，由于站台与隧道空间有屏蔽门隔离开来，只有当列车停靠站台，并且列车门与屏蔽门完全对正时，屏蔽门才同时打开，从而避免了乘客探头张望和随车奔跑的现象，也避免了候车人员及物品意外跌落站台轨道的危险。另外，屏蔽门上
5、还安装了探测各种障碍物的传感器，一旦有障碍物存在，传感器发出的信息将使屏蔽门再次作出开闭动作，这样有效地减少了车门挟人、挟物的事故。如广州地铁二号线安装的屏蔽门，是全国第一套地铁屏蔽门系统，也是目前世界上最先进的第三代屏蔽门系统，它采用了高科技和人性化技术，技术水平已超过目前香港、巴黎和伦敦等地铁使用的屏蔽门系统。广州地铁二号线自开通运营以来，没有发生一起乘客跳轨或落轨的安全事故。而上海地铁因没有安置屏蔽门系统，致使乘客意外进入轨道而发生的事故已达 40 多起，死亡人数超过 20 人。3.1.2 节能由于地下车站和区间隧道是长条形的地下建筑，除车站的出入口、通风亭和隧道洞口与室外沟通外，基本上
6、与大气隔离，因此需要环控系统来保证乘客安全、舒适和设备使用安全。设置全封闭式屏蔽门系统后，车站候车空间与列车运行空间完全隔开，避免了大量空调冷气进入隧道，减少了列车刹车时所散发出的热量进入候车区，并减少站台出入口由于列车活塞作用吸入大量新风所带来的负荷。既减少了冷量消耗，又减少了空调设备的容量及空调设备方面的投资。3.1.3 降低人工成本在有些乘客不多的车站，安装屏蔽门后，可以减少甚至不需要站台工作人员，这将减少地铁的日常运营管理费用。在日本由于人力资源成本较高，东京地铁南北线安装屏蔽门就是出于此种考虑，大大节省了人工成本。3.1.4 环保列车行驶时会产生噪声。安装全封闭式屏蔽门系统之后，在站
7、台和轨道之间形成了一个隔音屏障，大大降低了地铁候车区域中的噪声，能够降低约 20dB(A)25dB(A) 。安装半封闭式屏蔽门，也能减少噪声约 10dB(A)15dB(A) 。同时还可以把活塞风从隧道中带来的垃圾和灰尘拒之于屏蔽门外，使候车区域保持良好的卫生环境。3.1.5 不会减少候车面积由于安装屏蔽门系统只需要 25cm30cm 的宽度，而在没有屏蔽门系统的车站，乘客候车的安全线距站台边缘的距离有 50cm60cm，因此安装屏蔽门后不会影响车站的有效候车面积。3.2 缺点屏蔽门系统的最大缺点就是投资大，安装后还会增加维修费用。如香港地铁公司在它的 30 个车站的 74 个站台上安装了屏蔽门
8、系统，总投资达到 20 亿港元；悉尼地铁的Wynyard 车站和 Town Hall 车站共有 14 个站台，安装屏蔽门初期投资需要 1310 万澳元，年维修费用约 134 万澳元；广州地铁光购买屏蔽门每个车站就花了人民币 800 多万元，这也是当时国内许多城市在地铁建设中为了节约成本而不得不放弃采用屏蔽门系统的主要原因。上海地铁一号线于 1994 年建成，在规划设计中已经采用了屏蔽门系统作为其环控模式，但由于当时垄断屏蔽门技术的两家国外公司报价每个车站高达 3000 万元等原因，屏蔽门建设被迫搁置。4，对我国在建造轨道交通屏蔽门系统的建议34.1 由于屏蔽门系统会给城市轨道交通提供一个安全的
9、候车环境，为了防范候车乘客跌入轨道，应该在轨道交通车站推广安装屏蔽门系统。4.2 由于在地面和高架上轨道交通车站的环控系统都采用开放式的，对这些车站以及对环境、温度要求不太高的车站，可以考虑设置安全门系统。它与屏蔽门系统的区别是：安全门只能避免乘客落入轨道，不能节约能源，但造价仅是屏蔽门的三分之一。如上海地铁五号线安装的安全门系统，其高度约为 1.2 米。4.3 在那些常年需要空调进行环控的地铁车站，考虑长期利益，应安装全封闭式屏蔽门。4.4 由于地域的关系，各地地铁的屏蔽门系统要因地制宜。在南方城市可以考虑选择全封闭式屏蔽门以节约能源；而对于北方城市则可以考虑选择半封闭式屏蔽门以节省投资。4
10、.5 在设计和建造地铁线路时，就应该同时考虑建造屏蔽门系统，否则，等到将来再进行改造，其施工改造的难度非常大，还会耗费更多的物力和财力。如上海地铁一号线在改造中就遇到了非常大的困难，而且工期很长。综上所述，屏蔽门能够给地铁车站增加安全性、降低能耗、减少噪音等，但其资金的压力也不小。要针对不同的线路与车站，考虑是否安装屏蔽门及安装哪种类型的屏蔽门，使轨道交通在给我们带来便利的同时，也带来安全和环保。参考文献：1、蒋玉琨.东京地铁南北线的站台屏蔽门系统J.地铁与轻轨， 1994，(1)2、胡维撷.地铁站台屏蔽门系统述评J.地下工程与隧道， 1997，(4)3、刘承东.屏蔽门系统在地铁中的应用J.城
11、市轨道交通研究， 2000，(1)基于通信的列车控制技术在轨道交通信号系统升级中的应用来源：中国论文下载中心 08-12-18 15:09:00 作者：周彬 编辑：studa0714摘 要 对轨道交通系统中信号系统的升级需求进行了分析,归纳了系统升级中应考虑的几个问题。以英国伦敦维多利亚线信号系统升级项目为实例,分别从过渡设备的安装、车辆测试、信号系统更新、控制中心升级等方面介绍了基于通信的列车控制技术的应用及其关键技术。关键词 基于通信的列车控制,移动闭塞,信号系统基于通信的列车控制(简为 )技术,利用先进的通信、 计算机技术,突破了固定闭塞的局限,实现了移动闭塞,技术和成本上较传统的信号系
12、统有明显的优势。该技术无需在轨道上进行固定长度、固定位置的闭塞分区,而是把每一列车加上前后的一定安全距离作为一个移动的分区,列车制动的起点和终点都是动态的。列车的安全间距是按后续列车在当前速度下所需的制动距离加上安全余量计算得出的。列车的最小运行间隔在 90以内,个别条件下可实现小于 60的间隔时间。和传统的固定闭塞、准移动闭塞技术相比,移动闭塞技术实现了车载设备与轨旁设备不间断的信息双向传输,使列车定位更精确、控制更灵活,可以安全4有效地缩短列车间隔,提高列车运行的安全性与可靠性,降低列车的运营和维护成本1,2。我国于 2004 年投入运营的武汉轻轨是国内第一条采用方案的城市轨道交通线路。然
13、而对于仍在运营的轨道交通系统,如何在不影响服务的条件下应用先进的信号系统,是运营商在考虑对信号系统进行升级时必须面对的问题。本文结合一个工程实例说明技术在信号系统升级中的应用。1 信号系统升级需求欧洲的许多轨道系统设备超过了 30 年的历史,潜在的轨道交通信号系统升级业务巨大。在亚洲也存在着类似的情况。信号系统升级的需求来自以下几个方面。技术过时:20 世纪 70 年代建造的轨道系统都使用了当时的先进技术,如香港使用当时先进的基于轨道的模拟列车自动防护() 和数字化的列车自动运行 ()系统。而现在这样的信号系统已过时,组成系统的构件或子系统部件已很难获得,甚至无法找到合适的替代品用以更换。同样
14、,维护这些过时系统所需的人力成本也相当高。缺少可替换元件及相应的维修人员,使维护时间延长,导致系统可靠性下降。性能:在亚洲,许多城市轨道交通系统的建设滞后于交通需求的增长,使得投入运营的线路马上达到了其设计通行能力甚至超负荷运行。上海轨道交通 1 号线北延伸段就是一例,为了缓解运能紧张,不得不采用地面公交分散客流。提高运能最直接的手段就是缩短发车间隔,而这又受到信号系统本身能力的限制。标准:一个城市轨道交通网络中存在多条线路运营,如采用了不同供应商的系统,则不同信号系统使用的标准可能不同,这不利于轨道网络的互联互通3。而采用,其控制系统间的接口均通过数据通信系统实现,采用开放式的国际标准,有利
15、于实现不同线路的互联互通。2 升级中应考虑的问题在确定了信号系统升级需求后,对升级项目进行规划是非常必要的。有三种可以考虑的方案:使用兼容新旧两个系统的轨旁设备,使车辆始终在信号控制系统中运行;使用兼容新旧两个系统的车载设备,使升级工程在局部展开;停止服务或使系统运行于没有的特殊环境下,更换所有设备。选择以上任一方案时,应考虑以下问题。(1)列车应照常运行世界上只有少数的城市轨道系统能保证在列车运行时进行维护工作。纽约的轨道交通系统是一例,它在部分区段有 4 条并行的线路,保证了列车运行和维护工作完全隔离。其它许多轨道系统没有这样的条件,也不可能在进行信号系统升级时将整个系统关闭,通常每晚只有
16、34可以进行系统升级工作,且同时必须兼顾正常维护工作的进行。这使得系统升级必须分阶段实施,并制定周密的计划保证系统运行的可靠性和安全性。(2)可用空间信号系统升级过程中必然有一个阶段是新旧两个系统共同存在的,这就要求轨旁、列车及控制系统中有足够的空间。这个问题往往在制定计划时被忽略。如果需要在列车上同时安装两套设备,这个问题就更加突出了。(3)设备的兼容性如果新的设备或系统能从已有系统中获得信息并发送给新的信号系统,这将使升级中的风险大大降低。现有的联锁系统和系统可工作到所有都更换完成时,而这要求新系统对已有系统的兼容能力。为此,新系统的模块化(包括硬件、软件、数据等方5面) 3 应用实例于
17、1968 年开始运行的伦敦维多利亚线使用的系统,虽然经过一些小的改造,但基本保留了建设初期使用的信号系统:电压联锁和单机,基于轨道代码的和基于轨道电路的系统、控制机和控制中心。其升级目标为:计算机控制联锁,高性能车辆控制系统(包括先进的基于无线通信的及),先进的控制中心。由于列车内可用空间和站台空间的限制,决定在新列车上使用新的和,并改造轨旁系统使其能兼容两套信号系统直到所有旧的列车被替换。升级工程包括:过渡性设备的安装,车辆测试,信号系统更新,控制中心升级等。1) 过渡性设备的安装新列车的安装、调试和运行需要在非运营时间进行,包括如下工作:在设备方面安装联锁机和系统的接口设备,安装处理器以及
18、无线电通信设备;在轨旁安装漏泄电缆无线电通信设备,安装绝对定位参照信标。上述工作可采用不同的次序进行。在实际工程中,首先从维多利亚线的北端一段线路开始;一旦这一段线路的安装、调试和试运行完成,就可以进行下一段线路的升级工程。2) 车辆测试车辆测试同样要分阶段进行,这包括在不断扩大的范围内进行的测试:在试车场进行; 非运营时间单车测试;非运营时间多车测试 ;运营时间单车测试 ;运营时间多车测试。经过这些系统的测试,才能确保新旧车辆、新旧信号系统安全可靠地联合运行。3) 信号系统更新由于在联锁机和系统安装了接口设备,故可将现有的联锁机更新。新的联锁机设备是数据驱动的,这使得更新过程中涉及到的只是输
19、入输出数据的改变和相应的测试。当旧的列车都被更换掉后,将旧的联锁机、代码选择电路和、系统停止工作。其他设备的更新如轨道电路、报文头等也同时展开。4) 控制中心升级控制中心的安装可与信号系统的安装相互独立。本地计算机() 和接口设备以及无线电通信设备一起安装 ,并通过接口设备与已有信号系统交互。在经过必要的出厂测试后,控制中心可以在受控模式下运行,此时控制输出被屏蔽。一旦系统运行稳定后,控制中心开始对设备进行控制,这时新旧系统运行在一个可相互切换的状态。一旦相关的控制设备更换完成,新的信号系统完全控制联锁系统,这时旧控制中心可以被拆除了。从以上的应用实例中可以归纳出如下信号系统升级中的几个关键技
20、术。覆盖方式:在进行新旧系统的更新时,必然会以一定的方式用新设备将旧设备覆盖,但又要保证过渡时期设备运行的平稳性。实现灵活高精度的列车控制,提高了系统的集成度,简化了系统的结构,本身能为互联互通提供技术基础,可以叠加在已有信号系统上,便于已有系统的改造。使用无线通信技术很大程度上提高了这种方法的可行性。只要符合频率和通信协议的要求,任何一个厂商的无线电系统都可以被采用,这增加了系统的灵活性。模块化:在升级项目中不可避免地将工作分阶段进行,因此信号及车辆控制设备的模块化相当关键。通过使用接口设备使新设备运行时对已有设备的干扰最小,这样也减少了测试所需的时间。系统安全保障:从技术特点来讲,提供的是
21、基于软件和信息安全的控制,使得系统调度安全控制向自动化、智能化、信息化的方向发展。系统安全在设备设计、生产、安装、测试和运行的每个阶段都必须予以统一考虑。在工程的每个阶段,都需要用户及监管部6门的授权以降低风险,这也是工程顺利进行的必要保障。希望通过本文的介绍,加深对信号系统升级中涉及的控制技术、工程技术等问题的认识,推动技术及相关信号系统国产化的进程。参考文献1 诸蓉萍,吴汶麒.移动闭塞技术及其应用 .城市轨道交通研究,2004(2):81.2 张超,董德存.基于无线通信的列车控制系统 .城市轨道交通研究,2005(3):75.3 段綦,孙章,徐金祥.基于无线通信的列车控制技术与互联互通 .
22、城市轨道交通研究,2004(1):10.是有效手段。城市轨道交通车辆最高运行速度的选择来源：中国论文下载中心 08-12-12 12:55:00 作者：徐德新 编辑：studa0714摘要:研究目的:通过对影响列车最高运行速度的几大要素进行分析 ,寻找轨道交通车辆选型时确定列车最高运行速度等级的一般规律,从而达到节约能源、减少车底数的目的。研究结论:确定城市轨道交通车辆最高运行速度等级时一般以平均车站间距作为首要依据,车站间距约为 3.4km 时,推荐选择列车最高运行速度 120km/h;当车站站间距约为 2.3km 时,推荐选择列车最高运行速度 100km/h;当车站站间距约为 1.5km
23、时,推荐选择列车最高运行速度80km/h。关键词:城市轨道交通;车辆选型;最高运行速度对于城市轨道交通车辆选型来说,当交通制式确定以后,列车速度是一个重要参数。列车最高运行速度的选择要考虑到多种因素:平均旅行速度,列车周转时间,站间距,节约能耗,线路条件等等。这里以城市地铁为例来讨论影响列车速度选择的几大因素和当前确定列车速度的实际经验。1 影响城市轨道交通车辆最高速度选择的几个因素1.1 考虑平均旅行速度与列车周转时间的要求一般来说,地方政府在规划城市轨道交通网络时,每条线路都是以某个商业核心区或者客流集散地(如机场、车站)为中心考虑的。规划时,通常对各条线路的端点站到商业核心区或客流集散地
24、有一个旅行时间要求,规定不超过多少分钟。这个时间就作为我们设计时的目标值。当旅行时间确定以后,随着线路专业确定了线路长度,列车平均旅行速度也就确定了。列车平均速度对列车最高速度的选择有决定性影响。1.2 考虑站间距的影响第二个对列车最高速度的选择有影响的因素是站间距。列车最高速度的大小必须结合站间距的大小来考虑。现代地铁车辆采用动力分散式布置后,平均加速度一般都在0.50.6m/s2,最大常用制动减速度在 1.01.2m/s2。如果列车最高速度配置偏大,站间距偏小,则可能在列车还没有运行到最高速度或在最高速度时运行极短时间就开始减速,这不符合经济运行要求。如果列车最高运行速度配置偏小,站间距偏
25、大,则列车的加速时间短,平均速度7低,延长了旅行时间,同样也不合理。所以列车最高速度应与站间距相匹配,达到经济运行又满足预定要求的结果。1.3 考虑线路条件的影响线路条件主要包括坡道、平面曲线半径、竖曲线半径、外轨超高、隧道线路及地面或高架线路等。根据国标 GB501572003地铁设计规范的规定,地铁线路正线的最大坡度不宜大于 30,困难地段可采用 35。线路平面曲线半径的要求如表 1。式中 h超高值(mm);VC列车通过速度(km/h);R曲线半径(m)。曲线的最大超高宜为 120mm,当设置的超高值不足时, 一般可允许有不大于 61mm 的欠超高。当线路条件确定以后,为了保证列车运行的安
26、全性和旅客乘车的舒适性,从而限制了列车的最高通过速度。当然,为了提高通过速度可以改善局部线路条件,如增大平面曲线半径、增大竖曲线半径、增大外轨超高等,但是要增加工程成本。隧道内线路对列车最高速度的影响是因为随着列车速度的增大,活塞风的阻力会随着速度的平方值增大,一般来说,隧道内线路的最高速度值不宜超过 80km/h。高架线路或地面线路不存在这种情况 ,速度可以更高一点。81.4 考虑节约列车运营能耗的要求从列车的行驶阻力公式(以深圳地铁 3 号线日本日立公司的计算公式为例), 地上R=(1.65+0.0247v)Wm+(0.78+0.0028v)Wt+0.028+0.0078(n-1)v29.
27、8,地下R=(2.089+0.0394V+0.000675V2)9.8。式中 V速度(km/h);Wmm 车质量;WtT 车质量;n编挂辆数。可以看出,随着列车速度的增大,列车的运行阻力随着速度的平方值增大,则列车的能耗也随着速度的平方值增大。所以,从节能的角度考虑,列车的最高运营速度越小越好。1.5 考虑节省车辆购置费的要求城市轨道交通的特点就是大运量、高密度。特别是客流高峰期,为了满足乘客出行的需要,列车运行间隔很小。这就需要很多车底。但是当高峰期过了以后,客流量又大幅下降。如果为了高峰期配置过多车底,就会造成车辆浪费。这就要求提高列车的运行速度,减小列车周转时间,从而减少车底的数量,节约
28、车辆购置费,节省投资。2 国内部分轨道交通实例详见表 3。 93 实际经验总结根据目前国内的各城市地铁交通实际来看,城市规划时要求的旅行时间目标值不是太苛刻,平均旅行速度没有成为确定列车最高运行速度的制约因素。反而车站间距成为确定列车最高运行速度时考虑的首要因素。旅行时间目标值也会随着车站分布作适当调整。目前国内地铁车辆的最高运行速度大多数为 80km/h,大连轻轨为 100km/h,广州地铁 3 号线为120km/h。根据牵引计算,最高运行速度 120km/h 的地铁车辆经济合理运行站间距离约为3.4km,最高运行速度 100km/h 的地铁车辆经济合理运行站间距离约为 2.3km,最高运行
29、速度80km/h 的地铁车辆经济合理运行站间距离约为 1.5km。据前所述,我们知道地铁车辆的平均加速度一般都在 0.50.6m/s2,最大常用制动减速度在1.01.2m/s2。这里按平均加速度 0.5m/s2、最大常用制动减速度 1.0m/s2 计算,若采用最高速度 80km/h,则加速和制动距离合计为 740m;若采用最高速度 100km/h,则加速和制动距离为1157m;若采用最高速度 120km/h,则加速和制动距离为 1667m。从实际运用来看,比较经济合理的方案是巡航及惰行距离占平均车站间距一半来考虑。因为如果巡航和惰性距离过大,则势必最高速度偏小,加速距离短,平均速度低;如果巡航
30、和惰行距离过小,则势必最高速度偏大, 10加、减速距离长,能耗大,不经济。4 结论城市轨道交通工程是一个系统工程,确定列车最高运行速度时各个因素相互影响,彼此牵连。所以在选择列车最高运行速度时要综合考虑各种因素的影响,既要考虑提高旅行速度,减少旅行时间,也要考虑节约能耗和降低投资。所以当车站站间距约为 3.4km 时,推荐选择列车最高运行速度 120km/h;当车站站间距约为 2.3km 时,推荐选择列车最高运行速度 100km/h;当车站站间距约为 1.5km 时,推荐选择列车最高运行速度 80km/h。参考文献:1GB501572003,地铁设计规范 S.2GB/T79282003,地铁车
31、辆通用技术条件S.3汪松滋,等.城市轨道交通运营组织M. 北京: 中国建筑工业出版社,2003.4铁道第二勘察设计院,深圳市地铁三号线车辆用户需求书 Z.成都:铁道第二勘察设计院,2006.5铁道第二勘察设计院,长沙市轨道交通 1 号线可行性研究设计文件 Z.成都:铁道第二勘察设计院,2006.城市轨道交通系统中列车间隔的有关分析来源：中国论文下载中心 08-12-14 16:47:00 作者：郑晓龙 马琳 唐涛 编辑：studa0714摘 要 通过对城市轨道交通系统中列车间隔的分析,提出了影响列车间隔的 3 大因素:安全间距,车站停留时间和运行裕量。在此基础上推导固定自动闭塞和移动自动闭塞系
32、统下列车间隔的计算公式。通过对两公式的比对,得出了移动自动闭塞系统能够缩短列车的运行间隔,提高线路的通行能力。关键词 固定自动闭塞;移动自动闭塞 ;列车间隔0 引 言列车间隔时间是指追踪运行的两列火车间的最小允许间隔时间,通过计算一列车头部到另一列车的头部的间隔时间确定。本文对固定自动闭塞和移动自动闭塞系统下列车间隔进行分析,从而得到线路通过能力优劣的比较,其中固定自动闭塞和移动自动闭塞系统原理的比较,如图 1 所示1,2。111 固定自动闭塞系统平面线路上无干扰条件下,列车正线运行间隔的计算方法为3式中:Hmin 为线路最小时间间隔,s;smin 为列车最小间距,m;L 为列车最大长度,取2
33、00m;vl 为线路速度,m/s。列车最小间距要考虑运营裕量和安全间隔,如图 2 所示3,即smin=saqzd+sjcwc+syxyl (2)式中;saqzd 为安全制动距离,m,指常用制动条件下的制动距离;sjcwc 为列车检测误差距离,m,反映了固定闭塞条件下闭塞分区的长度因素或移动闭塞条件下每一时间/ 速度增量下走行的距离;syxyl 为运营裕量 ,m,包括每一间隔时间段内的距离裕量。12安全制动距离包括以下几部分:常用制动条件下的制动距离,通过全额制动乘以某一比例系数 K 来刻画,K 推荐值取 0.75(75%);手动操作时驾驶员反应时间内列车走行距离,也为自动驾驶时的设备反应时间内
34、列车走行距离及列车速度控制失效下的一个安全裕量。速度控制失效是假定在最坏条件下(即列车在最大加速度下发出制动命令) 列车超速的裕量。这种情况下,列车在 tcs 时间内持续加速直到速度检测器检测到过速信息并实施制动3。式中:scyzd 为常用制动距离,m;sfy 为列车驾驶员/设备反应时间内的走行距离 ,m;scs 为超速行使距离,m。在常用制动条件下,列车以制动率 ds 从初速度 vl 到制动停车所走行的距离为式中:dcy 为常用制动下的减速度,m/s2 。现代轨道交通系统的制动系统通常均同时采用了摩擦制动和电阻制动,在紧急条件下要考虑力在制动开始及结束阶段有一个受力逐渐变化的过程3。自动驾驶
35、条件下列车运行超速直到速度监视器动作所走行的距离 scs 为式中:tcs 为超速监视器动作时间,一般取 3s;axl 为线路加速度,m/s2 。13将式(4),式(5) 代入式(3), 然后把式(3)代入式(2),再把式(2)代入式(1) 并整理,可得到式中:tfy为驾驶员反应时间或制动系统反应时间,s,tfy=sfl/vl;tyl 为制动力逐渐增加到最大的过程中的时间裕量系数,一般取 0.5s。常用加速度是依据列车从初始控制速度(常用顶端、最大或设备平衡速度) 减小到零时,牵引曲线的轨迹取值。某一具体速度下的加速度率不易得到,可采用近似法求解。当设备的平衡速度为 80km/h 时,从初始速度
36、到 1020km/h,可以维持初始速度,然后逐渐变小,以近似线性的方法增长到 5060km/h,接下来采用指数函数,直到加速度减小到零。当假定线路加速度系数近似与速度成反比时,各中间点的取值方法为3式中:vmax 为列车最大速度,m/s;acy 为常用初始加速度,m/s2 。转贴于 中国论文下载中心 http:/列车监测误差也不易确定,一般用闭塞分区长度或者制动距离加上一个安全裕量来确定。这个量对于调整三显示或具有多相位的机车信号系统与移动自动闭塞系统的差距非常有用,可以近似表达为3 式中:B 为描述制动距离百分数或增量的常数,称为安全间隔距离 ,也可用控制系统规定的列车间应隔离的闭塞分区数来
37、表示。对于多相位机车信号系统,B 取 1.2;对于三显示信号系统(规定列车间至少间隔两个无车闭塞分区),B 取 2.4;对于移动闭塞系统,B 则不能大于 1。将式(8)代入式(6), 可得到列车间隔的最终计算模型如下14然后在正线列车间隔时间的基础上来计算车站间隔时间。车站间隔时间是指负荷最大的车站一列车取代另一列车所需要的间隔时间。它是限制全线能力的最重要的要素。得到了线路间隔计算的数据后,可以按照以下的方法来计算车站间隔时间4。1)将线路速度改为进站速度,并求出这个速度;2)增加一列车离开并清空站台所需要的时间;3)增加列车在车站的停留时间;4)增加运营裕量。列车的站台清空的时间可计算为t
38、qk 再加上车站停留时间 ttz 和安全运行裕量 taq,最后可得到车站间隔时间 Hmin 的计算模型为式中:Lfq 为列车停站时其车头部到车站出口分区始端的长度,一般取 10m4;vjz 为列车进站速度,m/s;vmax 为线路最大速度,m/s;K 为制动安全系数,最坏情况下常用制动取正常值的 75%;B 为安全间隔距离,等于制动距离加上一个分开列车的安全裕量;ttz 为车站站停时间,s;taq 为安全运行裕量,s。对于车站,一般有两种典型的计算模式:三显示信号系统,B 取 2.4;多显示机车信号系统,B 取 1.2。2 移动自动闭塞系统移动自动闭塞系统的安全距离可以采用一个固定距离,再加上
39、一个列车的计算间隔距离或安全距离,或可随列车速度及坡度变化而连续变化的安全距离。15对移动闭塞系统来说,前行列车不一定需要出清站台且经过一列车长度的安全距离后,后续列车才能进站,而是当前行列车出站时,后续列车可以同时进站。因此,列车清空站台并使列车行驶一段安全距离的时间可以节省,安全间距 B(即列车间的闭塞分区数量)可以降低到零。固定安全距离可以加到列车长度上,由此得到列车行驶一个列车长度和安全间距。超速监视器的动作时间也可省略,它们可以在固定安全距离内得到体现。制动反应时间可根据设备情况调整,从而,车站间隔时间可描述为3式中:smb 为移动闭塞安全间距,m 。确定安全间距是比较复杂的,它关系
40、到如何去描述“最差情况”。安全间距的确定需要在各项管理规则及其决策与轨道交通系统运营(规则的执行)间进行协调。温哥华的 SkyTrain移动闭塞系统采用 50m 的较短安全间距 ,原因是其列车较短,具有高制动性能的独立于牵引动力的磁轨制动和电动制动,因此,系统最终通过能力较大,限制系统通行能力的瓶颈主要来自车站、交叉点及运行裕量。对传统设备来讲,其安全间距往往是上述系统的 34 倍。确定安全间距的一个折中方法是进行调整列车制动距离、牵引力大小和列车定位误差。为了保证安全,在这里设置 B 为 1,而不是理想状态的 0,可以得到式中:Pwc 为定位误差。将坡度综合到车站间隔后,坡度每增加 1%,常
41、用加速度的取值就也按重力加速度值的 1%增大,常用减速度则按类似规则减少,即加速度乘一个系数(1-gG/100)。式中:g 为重力加速度,取 9.807m/s2;G 为坡度值,%,下坡取负3。从而有163 结束语根据上面推出的公式,在固定自动闭塞系统下,当列车进站速度为 56km/h,可以计算出列车的最小间隔时间为 112s;在移动自动闭塞系统下 ,当列车进站速度为 56km/h,定位误差为6.25m 时,计算的最小间隔时间为 97s。从而可以看出,移动自动闭塞系统能够缩短列车的运行间隔,提高线路的通过能力。从上面的分析也可以看出,影响列车间隔的因素主要有:安全间距;车站停留时间;运行裕量。参
42、考文献1 LockyearMJ.Internationalconferenceondevelop-mentsinmasstransitsystems.ConferencePublica-tion,1998(543):20232 NishinagaEugene,EvansJA,GregoryL.Wirelessadvancedautomatictraincontrol.IEEE,1994.31463 TomParkinson,IanFisher.TCRPReport13:Railtransitcapacity.NationalAcademyPressWashington.DC,1996.2634
43、4 王 婷.城市轨道交通运行控制系统通过能力的仿真分析:学位论文.北京:北方交通大学,2002.1522城市轨道交通供电制式分析探讨来源：中国论文下载中心 08-12-11 09:21:00 作者：梁广深 编辑：studa0714摘要：本文介绍了国外快速轨道交通的供电制式情况，总的来看，采用 DC 750V 电压第三轨馈电的，占 76.8%。采用 DC 1500V 电压架空接触网馈电约占 23.2%。 文章还对城市轨道交通的两种供电方式，进行了分析比较。认为在设备投资方面，DC1500V 接触网供电系统与 DC750V 第三轨供电系统基本持平。DC750V 第三轨系统具有6 大优点：施工安装和
44、故障抢修方便、区间隧道土建费用低、供电可靠性高、使用寿命长、维修工作量小，维修费用低和城市景观效果好。快速轨道交通作为一种现代化的交通设施，在建设中人们对于城市景观效果、保护环境越来越重视。 关键词：电流 电压 第三轨 接触网 馈电方式,安全 景观171 城市轨道交通供电制式简述1.1 供电系统的构成城市轨道交通列车，是以电力为能源的电动车组，列车在运行过程中不断地从牵引网上获取电能，一个安全可靠的供电系统，是保证轨道交通安全运营的首要条件。城市轨道交通的供电系统，由变电所、接触网(接触轨) 和回流网三部分构成。变电所通过接触网(接触轨)，由车辆受电器向电动客车馈送电能，回流网是牵引电流返回变
45、电所的导体。牵引网的供电制式主要指电流制、电压等级和馈电方式。目前世界城市轨道交通的直流牵引电压等级,有 DC600V、DC750V 和 DC1500V 等多种；我国国家标准 ，规定了 DC1500V 和 DC750V 两种电压制。牵引网的馈电方式分为架空接触网和接触轨两种基本类型。其中电压制与馈电方式是密不可分的。一般 DC1500V 电压采用架空接触网馈电方式。DC750V 电压采用第三轨馈电方式。1.2 供电制式选择原则：在选择城市快速轨道交通供电制式时应遵循以下原则：1 供电制式与客流量相适应客流量是轨道交通设计的基础。根据预测客流量大小，选择适用的电动客车类型和列车编组数量，一般大运
46、量的轨道交通系统，采用 DC1500V 电压和架空接触网馈电，中运量的系统采用 DC750V 和接触轨馈电方式。2 供电安全可靠地下铁道是城市交通的骨干，一但牵引网发生故障，造成列车停运，就会影响市民出行，引起城市交通混乱。因此，安全可靠是选择供电制式的最重要条件。3 便于安装和事故抢修。选用的牵引网应便于施工安装和日常维修，一但发生牵引网故障，应便于抢修，尽快恢复运营。4 牵引网使用寿命长，维修工作量小，是降低轨道交通运营成本的重要条件。5 城市轨道交通是城市的基础设施，应注重环境和景观效果。2 国内外轨道交通供电制式的应用情况2.1 国外情况1 供电制式从 1863 年伦敦建成世界上第一条
47、地下铁道以来，在近 140 年的时间内，各国已有近百座城市修建了城市轨道交通。就电压制式而言，在不同的国家和城市，有不同的电压等级。目前接触网系统的电压等级有 DC600V、750V 、1100V、1500V 和 3000V 等多种。接触轨系统的电压等级有 DC600V、630V 、700V 、750V、825V、900V 、1000V 和1200V 等多种。地铁与轻轨杂志曾介绍过“世界地下铁道概况表“，表中列举的 82 条快速轨道交通线中。采用接触网馈电的有 19 条，约占总数的 23.2%，采用第三轨馈电的有 63 条，约占总数的76.8%。上述情况说明，DC1500V 接触网和 DC75
48、0V 第三轨馈电都是可行的。从世界范围来看，采用第三轨馈电的占多数。182 当前发展趋向目前，为了降低工程造价，各国城市快速轨道交通有向地面线和高架线发展的趋向。随着人们环保意识的增强，越来越重视轨道交通的城市景观效果，因此，新建的轨道交通系统采用第三轨馈电的日益增多。例如，1990 年建成的新加坡地铁、号称集中了世界最先进的技术，为保护旅游城市环境，采用第三轨馈电。近年新建的吉隆坡轻轨、曼谷地铁、德黑兰地铁，都采用 DC750V第三轨馈电。近年来，有人说第三轨馈电是陈旧落后的技术，接触网是先进技术。这是一种片面的说法。衡量一条地铁是否先进，应该是它的自动化水平高低，计算机技术和信息技术应用程度，以及是否符合环保要求和景观效果，而不是采用了那种供电方式。这种说法对我国城市快速轨道交通的健康发展是十分有害的。2.2.国内情况我国自 1969 年建成北京第一条地下铁道之后，相继已有天津、上海等 6 个城市的快速轨道交通投入商业运营。其中北京和天津地铁采用 DC750V 第三轨馈电。上海、广州和大连采用 DC1500V 接触网馈电。长春轻轨采用 DC750V 接触网馈电。正在筹建或将要运营的轨道交通的城市，南京和深圳地铁采用 DC1500V 接触网馈电。苏州、杭州、武汉和青岛采用 DC750V 第三轨馈电。3 两种供电制式分析比较3.1 设备施工安装比较架空接触网悬挂在钢轨轨面上方 4
