上海轨道交通多编组列车运行组织申请建设可行性研究.doc

摘 要城市轨道交通系统是城市公共客运交通网络中的骨干，是解决大城市客运交通问题的重要途径。城市轨道交通建设不仅能够缓解城市的交通堵塞问题，并且对于城市发展也有着巨大的社会经济效益，其中包括刺激内需，拉动经济增长，拉动房地产投资等。因此，大力发展轨道交通, 对于提升城市结构, 解决城市发展中面临的经济与社会矛盾, 实现可持续发展战略, 具有特别重要的意义。轨道交通线路具有线路长、客流分布不均匀等特点。这样的线路必然会开行多种交路，在满足运能需求的前提下，部分线路还有可能开行不同编组的列车。研究了城市轨道交通运输组织方式的基本原则、列车交路形式和编组方式的相关理论，以及大小交路条件下，列车固定和非固定运用的对比分析；并以上海城市轨道交通线路为例，进行了多编组列车混合运行的可行性分析。借鉴国外的先进经验，将上海的轨道交通网络发展壮大，跻身于世界前列。关键词：城市轨道交通，多编组列车，节省运能The mixed running mode analysis of Urban Rail Transit in ShanghaiABSTRACTThe urban rail transit system is the backbone in the city pubic p-tranffic network, it also solves the p-traffic question which is the important way in cosmopolitan cities. The construction of urban rail transit not only can alleviate this citys question what is traffic jam, it says regarding the huge social economy benefit in the urban development, that including stimulating need, moving economic growth, drawing the real estate investment and so on. Therefore, it is particular significance that vigorously developing rail transportation, enhancing urban structure, to address the urban development in the economic and social contradictions, achieving sustainable development strategy.With the characteristics of long distance and asymmetric passenger distribution， the regional urban rail transit lines shall carry out the multimuting modes, in which some lines will operate the different marshalling modes. The article studies the basic prindples of urban rail operation organization, the forms of the muting modes and the theory of marshalling modes, makes a contrastive analysis of fixedunfixed applications on the long-short route. Finally, this paper analyses the quantity of operating trains and the requirements of the switchback stations under the mixed running modeWe should learn from the advandced experience of foreign countries to develop our urban rail transit system,than make it stand in the frontal of the word.Keyword: urban rail transit, organization of train operation, mixed running上海轨道交通多编组列车运行组织可行性研究张娴婷 040920230 引言城市轨道交通的建设承担了大量的客流，在城市的公共交通中发挥了重要作用。随着城市轨道交通网初具规模，公共交通运量的比重将大幅增加。同时城市轨道交通的建设与发展拉动了内需，是土地增值，促进了沿线的开发，加快了城市总体规划的实施，促进了城市的发展。面对日益增多的客流量，地铁在交通运输中所占的比重将越来越大，而其安全、准点、高效的运营模式也会被更多的人所接受。世界发达国家在实现工业化过程中，都经历了交通建设的高潮。在发展旅客运输过程中经历了市场竞争，促使了客运企业的改革和旅客运输的现代化。无论是铁路、公路、航空还是水运，都充分体现了快速便利、安全舒适的特点和高速化、智能化、大力提倡公共交通的发展趋势。目前国内许多正在进行轨道交通规划、设计的城市普遍遇到的一个较为敏感的问题，就是关于列车的编组形式，即初期、近期、远期列车编组辆数的确定。列车的编组形式直接决定了拟建地铁工程的规模，包括车站和车场的规模，以及线路、行车组织、系统运能等条件的确定。列车的编组形式首先要满足客流量的需求，同时还应考虑到服务水平、列车满载率、工程投资、运营成本及运营管理等因素，因此在确定一条地铁线甚至整个线网的列车编组形式时，要进行多方案的综合分析、比较，才能使设计达到科学、合理，并符合建设节约型轨道交通的原则。目前上海轨道交通部分线路已经形成了一条线路多种列车编组分段运营的格局。通过对车站设备布置、信号与车辆制式、车站管理模式等方面的分析，提出不同编组列车全线混合运行组织的可行性方案，有利于实现列车资源共享。以上海轨道交通2号线为例，通过分析比较上海轨道交通车站的信号设备、行车组织、客运组织、设备管理、故障救援的各项数据资料，结合国内外轨道交通系统的比较分析，对不同编组列车运能的合理运用、故障处理及运营管理模式等方面进行可行性分析研究。1 绪论1.1 研究背景城市轨道交通运量大、速度快、能耗低、污染小、安全、准点、方便经济、节省土地，是承担大流量交通走廊客流的最佳选择。此外，轨道交通与汽车交通构成的复合型交通走廊往往也是构成城市空间结构生长发育的基础，是组织城市空间结构、构成城市空间秩序的中枢系统，城市可以在生长轴方向有控制的发展。因此，城市轨道交通已成为大城市解决交通拥堵，优化城市布局的主要手段，在当今城市发展中倍受青睐。随着经济发展的需要,我国越来越多的城市开始发展轨道交通。由于轨道交通具有投资大、建设期较长、投资回收较久的特点，而且从世界各大城市地铁运营情况可以看出,大部分城市车票的收入只够运营支出的50%,除少量商业收入补贴外，剩余一半运营支出需政府补贴。因此在轨道交通的投资建设上要十分谨慎，倘若决策者能够在日后的运营过程中采用合理的列车运行方式，并且通过技术改进与成本降低来减少投资风险，那么在一定程度上就能保证轨道交通的顺利发展。本文通过分析比较上海轨道交通车站的信号设备、行车组织、客运组织、设备管理、故障救援的各项数据资料，结合国内外轨道交通系统的比较分析，对不同编组列车运能的合理运用、故障处理及运营管理模式等方面进行可行性分析研究。实现列车安全、高效、经济地运行。目前在上海轨道交通运营线路中，2号线东延伸段初期将采用四节编组的列车运行，形成了一条线路多种列车编组分段运营的格局。通过对车站设备布置、信号与车辆制式、车站管理模式等方面的分析，提出不同编组列车全线混合运行组织的可行性方案，将有利于实现列车资源共享，更加合理使用运能以及在非正常情况下全线联动处置。对轨道交通网络化运营也具有一定的借鉴意义。1.2 背景上海是我国重要的经济中心、工业基地、最大的港口和国际航运中心之一，是科技、信息、文化中心之一和国家的历史文化名城。新一轮上海市城市总体规划、发展目标是：2020年，初步建成国际经济、金融、贸易和航运中心之际，基本确立国际经济中心城市的地位，发挥国际、国内两个扇面辐射转换的纽带作用。进一步促进长江三角洲和长江经济带的共同发展。总体规划按照城乡一体、协调发展的方针提出了中心城新城中心镇一般镇的市域城镇体系的空间布局，为了的上海市的城镇发展，将构筑梯度辐射、层次分明、各具特色、功效互补的城镇体系。上海市建设的战略目标是：抓住世纪之交的历史基于，经过若干年的努力把上海建设成为经济繁荣、科技先进、文化发达、布局合理、交通便捷、信息灵敏、环境整洁的现代化大都市。城市交通是城市建设的基础设施，将以公共交通为主体，轨道交通为骨干，建设立体化、网络化、大容量的城市综合交通体系。彻底改变交通基础设施薄弱的局面，是居民出行条件得到进一步改善。对于上海这样一个具有超量交通需求的国际化大都市，发展公共交通、适度控制私人交通工具，无疑是一项基本的交通政策。公交系统以各种手段并存，尤以大运载量的轨道交通作为骨干体系，承担大部分的客运任务。并且轨道交通具有线路长、客流分布不均等特点，因此，多编组列车运行方式的建设将是上海轨道交通发展的一个重要组成部分。1.3 本文主要研究内容本文首先对国内外的城市轨道交通多编组运营现状做了一定的分析，从中得出了在上海轨道交通存在的某些问题，然后通过分析比较上海轨道交通车站的信号设备、行车组织及设备管理等各项数据资料，分析了影响多编组列车运行的因素，并结合其他一些运行方式的仿真分析，提出了一些对上海轨道交通多编组列车运行有利的建议，最终得出上海多编组运行是可行的这一结论。本文主要是通过对不同编组列车运能的合理运用、故障处理及运营管理模式等方面进行可行性分析研究，实现列车安全、高效、经济地运行。多编组列车运行方式在国外已经相当成熟了，它不仅在很大程度上可以节省运能，同时也可以根据客流需要，合理安排列车运行，大大提高运营效率，而使用不同编组的列车，又能让乘客的舒适性得到一定的提高，增加轨道交通的社会效益，并且在结合了其它的运行方式之后，能使上海的轨道交通向网络化的运营模式更迈进一步。2 国外轨道交通多编组运营现状2.1 维也纳维也纳地铁车辆段是负责维也纳地铁2号线和3号线车辆的维修和运行工作的一个车辆段，其地铁列车的编组可以调节，6节编组可以快速解编为4节编组。维也纳2号线列车为6节编组，但可根据需要解编为4节。该列车为4动2拖，两端的1号车和6号车为拖车，不设动力装置，但设列车操作台（控制室），2号到5号车均为动力车。2号车与3号车之间、4号车与5号车之间用车钩连接，其余为固定连接。解编后由4动2拖改为2动2拖，解编的作业并不复杂，其中摘挂钩工作仅需要5min，其他连接工作（电、气等通道）及甩车调车等加在一起也只要1h，说明6节编组的列车可以灵活改编为4节编组。维也纳的列车很多都可以根据实际需要而改变编组数，再加上调节行车密度以适应不同时期和不同时段客流量变化上的要求，是提高地铁运行效率的有效途径，值得我们学习和借鉴。62.2 法兰克福乘坐法兰克福的地铁，可以担当多条线路在同一站台上实现换乘，而且在站台上发现有长、中、短列车标识。这是同一线路在不同时间根据客流情况，可以有长列（9节）、中列（6节）、短列（3节）不同长度的列车运行，既满足乘客的需求，也保证了一定的车辆利用率。7欧洲城市轨道交通的一个显著特点是多线共用站台，除了法兰克福外，柏林、科隆、维也纳等也经常采用多线路共用一条轨道，车站也是多线共用，这既充分挖掘了线路的运能，又方便了乘客的换乘。这给了我们一个重要的启示，即多线路混合运行是安全可靠的，另外加上法兰克福等众多城市的实际验证，说明了不同编组的列车同样可以在一条线路上行驶，而且是安全而可行的，这种运行方式对疏散大客流段紧张状况和方便偏远地区乘客有重要意义。62.3 东京我国采用多编组运行方式的时间还很短，但这种形式在国外已经使用了很长时间了。东京是世界上地铁发展水平领先的国家之一。就拿东京的京成线来说，它起始于东京都上野城市副中心，终止于东京成田国际机场。线路全长69.3km，共设42座车站，平均站间距为1.7km。它的全日客流分布明显不均衡，而且京成线上运营着几种列车，分别是普通站站停慢车，快速车、机场快速车，通勤特急车，早晚高峰特急车，直达车。而且不同种列车它的编组数量也是不相同的，一些客流较小的车站，一般都使用小编组列车，而大客流车站则使用大编组的列车。3东京地铁同时也采用了快慢车这一运营组织方式，一方面可以保证大多数乘客缩短出行时间的需求，另一方面也可以保证全线有较高的服务水平。京成线上几种列车停站不同，编组也不相同，普通列车有4辆和6辆编组，特急、通勤和直达列车均为8辆编组3，而且直达列车为全程对号入座，充分体现了以人为本的思想，同时也提高了列车满载率，节约了运营成本。由此可见，东京地铁的多编组运营组织方式不仅可行而且是相当成功的，它既满足了多数乘客减少旅行时间的要求，同时又为沿线小站的乘客提供了便捷的出行机会，增加了线路的客流吸引能力。这方面的运营组织方法是很值得上海地铁学习的。2.4 国外多编组运营所带来的启示6国外的多编组列车运行技术已经发展得很成熟了，并且他们将多编组运行技术与其它技术结合使用，如列车的灵活编组、快慢车运行、换乘与多线共用站台等等，这样做不仅没有减弱多编组的运行效果，而且还更好的发挥了它的特性，对降低地铁造价、提高运营效率具有重要的意义。此外先进的技术和产品依靠的是科技进步和技术创新，在我国地铁建设造价的构成中，主要的设备如车辆和信号系统等都依赖于进口，致使地铁造价大幅上升，严重制约了地铁建设的发展，而且后期运营和维护费用也十分昂贵，所以我们除了在运营方式上采用节省耗能的多编组运行方式外，也要不断提高技术水平，做到设备的国产化运营。3 上海轨道交通多编组运营现状在上海轨道交通运营中,客流的不均衡性是客观存在的，有一条线路上不同区段的运量不等(有所谓的最大断面流量)；同一区段不同时间的运量也不同(有早高峰、晚高峰) ；在地铁的整个发展过程中,初、近、远期的运量也在随时间而增长着。以前我们都是按远期最大断面区间的高峰小时运量来设计地铁,继而购置设备。在运营中能采取的调节手段单一,仅仅靠不同的行车密度来适应不同的运量。通过分析发现,可以有很多种运输组织措施来适应运量的不同要求: 可以灵活编组,改编列车的长度； 在中途折返,开行区间列车,实行“套跑方案”；采用多编组结合快慢车运行方式，节省运能；可以多条线路在繁忙区段共线运行,以满足运量的要求等。在我国的地铁建设和运营中,加强运输管理科学的研究尚有很大的空间。国外很多城市都已经在地铁线路上使用了多编组列车运行的技术，但他们除此之外还以快慢车的列车车开行方式来协助多编组运营，比如在客流较多的两个车站间开行大编组的直达快车，又或是在大交路上采用小编组的站站停慢车运行，使其达到更好的效果，真正起到降低列车能耗、节省运能、提高运行效率的作用。下面就以上海轨道交通2号线东延伸段为例，谈一下上海的多编组运行现状，提出自己的一些建议：3.1 2号线概况及作用意义3.1.1 2号线概况根据上海市轨道交通系统规划，轨道交通2号线（R2线）是上海市轨道网络中构成线网主要骨架的4条市域线之一，是一条东西向的直径线，连接青浦、虹桥机场、市中心、浦东机场和铁路浦东客站，它由既有的2号线、以及后续建设的西延伸段和东延伸段三大部分构成。该线建立起市中心和两个国际机场之间的便捷客运通道，连接市区的主要活动中心和大型客流集散点，如中山公园地区、静安寺地区、花木城市副中心等地区，并且带动张江、唐镇、川沙等沿线重要地区发展。规划线路总长116km，在城市交通中发挥了重要作用。3.1.2 2号线的作用意义其中2号线东延伸段的顺利建成将形成城市东西向的发展轴和快速客运交通走廊，促进浦东、浦西的联动发展，实现浦东、虹桥的两个国际机场的连接，促进国际航空枢纽的形成，进一步提高2号线的运营效益，同时对沿线地区的土地开发利用和经济发展也具有重要意义。为了构筑国际化大都市的现代化交通体系，上海从九十年代开始大力发展轨道交通，以促进经济社会发展，改善投资环境，提高市民生活质量，缓解交通拥挤。轨道交通2号线东延伸段是轨道交通网中重要的组成部分，它的建设具有重要意义。3.2 2号线运营组织特征及主要存在的问题轨道交通2号线作为一条超长距离的市域轨道交通线，综合考虑该线的线路特点、客流特征等多方面因素，目前运营线路采用8节编组列车，东延伸段采用四节编组的列车进行运营，为充分发挥该市域轨道交通线的功能、满足客流需求、经济合理地使用列车车辆和信号制式，在该线的运输组织中还需研究以下问题：（1）2号线全线线路长，按照常规的城市轨道交通运营组织模式，则列车全程旅行时间长，因此需要研究通过合理的列车编组形式和运输组织优化，提高列车旅行速度，缩短乘客旅行时间以及提高车辆运用效率问题；（2）2号线全线客流密度变化大，特别是东延伸段区段客流与市区段相比相对较小，为保证较好的服务水平和车辆运用效率，根据2号线的客流特点，研究2号线列车运行交路、列车编组方式、开行数量，重点研究采用4、6、8编组列车固定车底混跑的可行性问题；3.3 2号线的运输组织方式的选择随着城市的迅速发展和人们生活水平的不断提高，工作和生活节奏加快，时间价值观念增强，人们对出行提出了更高的质量要求，人性化、捷运化、信息化和生态化成为了上海减少城市交通空间的目标。2号线作为上海城市轨道交通网络中一条主要市域快速轨道交通线路，具有大容量、长距离、快速度的特点，可以承担城市范围的乘客长距离出行需求。因此以人为本，方便、快速和安全地组织旅客运输，使2号线能最大承担地吸引客流，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，保证市域快速轨道交通线路良好的经济效益和社会效益，是研究运输组织方式的前提。合理的运输组织方式，将直接关系到2号线的能力、效益和安全。市域快速轨道交通线的运输组织方式主要指在一定的技术设备和客流条件下，列车开行方案的确定、车站设施的配置和使用等问题。具体内容主要包括：列车开行的交路形式、列车开行种类和数量、列车编组和开行间隔以及车底运用方案等。而交路形式和列车编组是运输组织方式中的重点，因此下面将重点分析2号线的交路形式和列车编组方式。3.3.1 运输组织方式应遵守的基本原则2号线的运输组织方式应遵守以下几点基本原则：（1）客流是决定运输组织方式的基础，客流特点和结构的不同决定了运输组织方式的不同。客流按其产生和消失的地点可分为本线客流和跨线换乘客流；按其旅行距离的长大可分为短途客流和长途客流。这些客流的构成和特点都会直接影响运输组织方式。运输组织方式的确定必须以最大限度地满足客流需求为主要目标，满足不同层次、不同类别客流的各自需要。合理的运输组织方式应能满足长途客流，兼顾短途客流，方便跨线换乘客流。对于2号线而言，跨区长途客流、短途客流、向心客流、换乘客流量的大小及客流的潮汐式变化等特点都将对运输组织方式起到十分重要的影响。（2）充分发挥2号线快速度、长距离的优势，提高列车旅行速度和客运服务质量与其它城市轨道交通线路相比，2号线的最大特点是快速度、长距离，连接两个机场，全线客流分布不均，因此在运输组织中，既要考虑运输组织的方便，又要充分发挥市域快速轨道交通线的特点和优势，采用不同的列车编组形式和开行交路，开行的列车应能覆盖主要的客流区段，并尽可能提高列车的旅行速度，减少旅客的出行时间和换乘次数，提高服务水平。3.3.2 2号线列车交路方案（1）列车交路的形式合理、可行的列车交路能够充分利用有限资源、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。根据市域快速轨道交通线路长、客流分布不均衡的特点，列车交路可采用以下几种类型。1）全线单一交路模式全线单一交路模式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，对中间折返设备要求不高，适用于全程客流均匀、无明显客流断点的情况，这样，全程的所有区段运能的浪费情况不大。鉴于2号线的线路和客流特点，采用此种方案的可能性较小，如下图3.1： 图3.12）相互衔接的交路模式相互衔接的交路模式（如下图3.2）是指列车在线路的某一区段内运行，在指定车站折返，它可为某一区段旅客提供服务，能够适应不同客流区段的运输需求，运输组织方便，运营比较经济，但要求中间折返站具备两个方向的折返能力和方便的换乘条件。从乘客的角度看，部分长距离出行的换乘次数有所增加，乘客服务水平有所降低。图3.23）大小交路嵌套模式大小交路嵌套模式（如下图3.3）是指线路上大小交路并存的形式。这种组织方案，既能满足运输需求，又能提高运营效益，适用于区段客流量不均衡程度较大、有明显客流断点的情况。但这种大小交路嵌套的形式实际运输组织的难度较大。因此全线交路的种类和数量应该适当控制，否则会给列车运行组织、乘客等候时间、运输能力利用等方面带来不利之处。图3.3在开行大小交路嵌套模式时，大交路列车与小交路列车需要严格按照一定的比例关系（如1：1，1：2，2：3）开行，另外如果大小交路列车的编组和信号制式相同，则可以考虑大小交路车底套跑运用，这样不仅有可能减少车底的运用数量，也可以提高列车运用的灵活性。从客流的角度考虑，采用多种组合交路更能适应断面客流变化，节省运用车辆，而单一交路可以使全线保持较高服务水平；但当断面客流中间大，两端小，差异较大，若采用单一交路将造成部分区段运能浪费，因此根据目前2号线的客流特点，不推荐采用单一交路模式，而适合采取多种交路衔接、大小交路嵌套或相互组合的模式。由于多种交路衔接模式条件下，不同交路区段列车运行相互独立，影响较小，因此，在该模式下的各项指标类似于单一交路，但是开行衔接交路时，对衔接车站配线要求非常高，衔接站的配线不仅要能满足两端交路折返的要求，也要考虑两交路贯通运营需要。在大小交路嵌套模式的条件下，大小交路列车运行相互影响。相互制约，同时存在两个交路列车编组不同的情况，运营组织的难度较大。（2）列车编组18列车编组数量是快速轨道交通设计的主要参数，由此确定系统的车站长度、供电和通风设备的容量、系统运输能力，以及检修车库的长度等。列车编组数量的合理性即关系到快速轨道交通系统设计参数，建设成本，也关系到线路开通时运营部门的运营成本。同时也关系到对乘客的服务水平。1）单一编组这样的列车编组方式是指列车全部采用4辆、6辆或8辆编组，高峰和非高峰时段采用不同行车间隔。这种列车编组方式运营难度较小。采用单一列车编组方式，无疑会造成运能的浪费或是不足。如统一采用大编组的列车，那么在线路的平峰或低峰时段必定会造成运能的浪费，就拿6号线来说，在低峰时段，整列车一共也就十来个人，如果开行的是8节编组的列车，这难道不是在浪费么？还有上海的8号线，采用的是6节编组的小型车，但目前来看，它的客流量正在日益上升，在高峰时段多少会有些运能不足的现象，所以说面对上海日益增多的客流量，采用多编组运营方式是可行而且有必要的。2）不同交路的多种编组不同交路根据不同区段的客流需求选择不同的列车编组方式。应该指出的是在这样的编组方式下，统一种类交路的列车编组应该固定，不宜采用多次解编的方法。多编组的运营方式是根据线路客流量的实际情况，合理安排列车的运行，尽可能减少列车的能耗，节省运营成本，是符合上海运营需求的一种有效的运行方法。上海的轨道交通2号线将是一个典型的多编组运营线路，由于2号线东延伸客流相对市区客流偏小，因此为了不降低2号线东延伸的服务水平，在东延伸可以采用小编组（6辆或4辆）的列车，而西端则采用8节编组进行运营，这样不仅为上海的轨道交通节省了能耗，更为其日后其他线路的运营提供了参考。3.4 多编组形式下的运输组织（1）2号线的开行交路以及开行对数建议根据2号线的预测客流，采用不同编组列车运行是必要的，而在不同的交路形式下，开行的多编组列车对数也不同。以下是两种不同交路形式下东延伸区段的开行对数。1） 广兰路分段在广兰路分段时，不同的交路形式下，东延伸开行的对数（东延伸均采用4辆编组）如图3.4和图3.5。图3.4广兰路分段衔接交路方案条件下东延伸开行的对数 图3.5广兰路分段大小交路方案条件下东延伸开行的对数2） 龙阳路分段在龙阳路分段时，不同的交路形式下，东延伸开行的对数（东延伸均采用4辆编组）如图3.6和图3.7。图3.6 龙阳路分段衔接交路方案条件下东延伸开行的对数图3.7龙阳路分段大小交路方案条件下东延伸开行的对数（2）大小交路车辆运用方案分析1） 基本定义和假设大小交路条件下，车辆的运用可以分为固定和非固定两种方式（或称套跑与不套跑方式）。其含义是：车底固定使用（不套跑）条件下，某类车底仅担当某一固定交路的列车运行任务；而车底非固定使用（套跑）条件下，某类车底可以担当多种交路的列车运行任务。以2号线为例，如要实现全线4、6、8编组混跑，则必须采用车底固定使用（不套跑）的方式。车底的固定和非固定两种运用方式，仅从列车的运行组织实现的可能性来看，并无本质区别，在折返能力、信号制式、站台客运管理等方面条件满足的条件下均可以实现，并各自具有自身的优缺点。如固定车底的运用方式具有组织方式单一、便于车底操作维护；而非固定车底的运用方式具有组织灵活、车底运用效率较高等优点。这里仅就这两种车底运用方式在车底运用数量方面的特点进行分析。对于大小交路的车辆分配，一般以大交路跑小编组列车，小交路跑大编组列车的形式为主。因为既然在某一个站分了大小交路，则说明在小交路的客流量远远多于大交路的客流量，那么对于大客流用大编组列车，小客流用小编组列车就合情合理了，这也是为了节省能耗，充分利用每一份资源。2） 车辆运用数量车底需要数量（N车底）是指在满足给定的运行间隔时间条件下所需要运用的车底数量。N车底是由车底的运用周期与列车的开行间隔时间共同决定的。a）车底运用周期（T周）车底运用周期（T周）是指图定列车在指定交路的始发、终到车站间往返运行一周所需花费的时间，该时间有列车运行时分、停站时分及列车在始发、终到站的折返时间四部分组成，如图3.8所示。T周的计算公式为：T周=t上行+t下行+t始折+t终折（3.1 ）其中：t上行表示列车上下旅行时间; t下行表示列车下行旅行时间; t始折表示列车在始发站的折返时间; t终折表示列车在终到站的折返时间;图3.8一般来说，对于给定的开行方案（列车开行交路），t上行与t下行的时间基本是固定的，因此T周主要受t始折与t终折的影响，如果t始折与t终折都取最小折返时间，则T周达到最小值，称为Tmin周。b）车底需要数量（N车底） 在车底运用周期确定后，我们可以根据以下方式计算车需要数量：N车底=T周/t开行间隔（3.2 ）若T周恰好为t开行间隔的整倍数，则此时可以得到车底数量的最小值，否则将按下式计算：N车底=T周/t开行间隔（3.3 ）其中表示进整符号。由于以方面车底运用周期本身大多不为开行间隔的整倍数，同时，一般来说，在运行图铺画过程中，为了给运行图留有适当调整的空间，t始折与t终折比最小折返时间的值取得稍大一点，以此T周Tmin周。因此由上述计算得到的车底数量应该是以控制值。考虑全天运行由多个时间段组成，因此，综上所述，全天所需的车底数量可按下式计算：N车底i=min（T周/t间i ，N可用）（3.4 ）其中本身进整符号，i本身一天中第i个时间段。以此，一天中需要投入运营的最少的车底的数量（N天）应该为：N天=max（N车底i）（3.5 ）当开行多个交路列车，车底固定使用时，所需的车底数量应为各自交路所需车底数量的和。根据上述的分析，可以知道开行多编组列车能够提高列车的运营水平，缩短旅行时间，为长距离旅行的旅客提供更高水平的服务。2号线连接了两个机场，多个大型交通枢纽，通过提高列车的旅行速度，可以为旅客通过了更为快捷方便的服务，有利于城市的发展。此外由于提高了旅行速度，从而可以缩短列车的周转时间，提高车辆的利用效率，减少对运营车辆数量的需求。快慢车结合多编组的运营方法，不仅在很大程度上提高了运能、降低了能耗，同时也增加了地铁的社会和经济效益，是一个结合实际的运营方式，对上海的轨道交通网络有一定的推广和借鉴作用。4 影响多编组列车运行的因素分析4.1 客流因素 客流量是决定车辆编组的重要因素。修建地铁的根本目的，就是要保证旅客能够安全、快速地到达目的地，而地铁站口基本上都设在人口最密集的地方，因此如何最大限度地保证客流的通过，是确定车辆编组的关键。4.1.1 预测依据及基础资料（1） 客流预测依据以上海市城市总体规划（19992000）、上海市城市综合交通规划（19992020）等规划资料和相关交通预测模型为依据，同时参考以往轨道交通项目研究中已被广泛认可的参数和成果。20（2）客流预测过程和方法采用四步骤法，从“交通生成”、“交通方式”、 “交通分布”直至“客流分配”，最终得到轨道线路的各项客流指标，这一预测方法和技术路线是客流预测的理论基础，本次客流预测也将采用同样的方法。表4.1 轨道交通2号线客流预测指标汇总表 指标年限全日客运总量/万乘次高峰高断面客流量/万乘次客运强度/万乘次km-1东延伸平均乘距/km全线东延伸全线东延伸全线东延伸初期4042463.43.70.50.80.70.10.220近期778012155.55.81.01.31.30.40.523远期13714019226.36.31.51.81.50.60.723（3）客流需求对上海R线功能进行分析, 其客流量将与中心城区地铁线路的在同一等级上, 并且还有相当多的郊区客流。将巴黎的RER线与上海的R线进行对比，从这两城市郊区的人口密度(巴黎约647人/km2, 上海为2090人/km2)的对比中可以看出, 未来上海R线的客流需求将大大超过巴黎RER。巴黎目前长度为550km的RER线路的全日总客流量为400万人次, 客流强度为0.73万人次/km；根据预测, 上海轨道交通规划的市域快速R线的长度为438km, 远景预测全日总客流量为841万人次, 客流强度达到了1.92万人次/km。（4）关于客流预测客流预测是确定车辆选型、车辆编组的重要依据之一。一般中小运量(如高峰高断面客流量3万人/ h) 轨道交通选用小型(C 型) 车辆,较大运量或大运量(高峰高断面客流量 3 万人/ h) 的轨道交通宜选用大型(A 型) 车辆或B 型车辆。而且,应该肯定客流预测机构对轨道交通的预测结果无可非议。但是,如果将该预测客流作为确定车辆选型和列车编组的唯一依据或者充分条件,则不仅是不科学的,也是不可靠的。对于客流预测机构对轨道交通的预测工作和结果应予以充分尊重和认可,但预测客流并不能作为确定轨道交通建设规模的唯一依据。轨道交通建设必须考虑一定的发展预留,而且这一预留不仅是运能方面,更是乘客舒适度方面,故车辆选型和列车编组应通过综合分析来确定。如果适当地提高标准,降低拥挤程度,车厢比较宽松,不仅增加了乘客乘车的舒适度,也增加了安全感。简而言之,要以发展的观点来确定轨道交通的远期规模。车辆编组及动拖比等技术条件应符合工程总体需要,车辆编组的灵活性有利于运输组织。相信车辆专业的技术人员和生产厂家能够解决车辆本身的技术问题,并完全有能力提供满足工程总体需要的车辆。8对于某些线路,若近期内客流较小,可按“高密度、小编组”的原则组织运营,也可暂采用小型车组织运营。这样,可以保证必要的行车密度,若采用小车还可以解决上海市已订购的小型车的使用问题。当然,这需要车辆能够灵活编组,或者要求线路满足大、小车兼容的技术条件,而这是不难做到的。4.1.2 客流出行特征分析从城市客流出行特征分析入手，探讨城市轨道交通在不同运营时期列车编组方案的可能性和存在的问题。提出了近期采用最大编组一半的小编组列车、远期采用可解列和连挂的灵活编组方案，以提供满足不同时期以及每日不同时段的运能要求和高水平运营服务。通过对列车不同满载率情况下列车牵引耗能的初步定量分析，以及对其他相关技术问题进行了分析后，认为在平峰时段采用小编组运营将有效减小运营支出和显著提高服务水平。城市客流特征表明，不同区域采用不同编组以提高满载率和服务水平是可行和必要的; 初、近期列车宜采用远期最大编组一半的小编组，使之具备灵活列车编组和高效运营的能力，保证不同时期和每日不同时段列车的满载率，以达到降低运营成本和提高服务水平的目的; 新建线路应从初期考虑车辆、信号、车站导向系统和车辆段设备的一致性，使设备功能和性能得到最大限度的发挥。4.2 设备因素4.2.1 车站设置车站站位应符合城市总体规划和上海市轨道交通网络规划的要求，能最大限度地吸引客流，车站布置应以交通功能为主，使用方便、灵活、直接，充分体现“以人为本”的理念，规模根据远期预测客流、运行组织、交通功能和消防等因素确定，同时应充分考虑站前广场的设置以及与周边开发的结合。4.2.2 车站主要设备分析17（1）供电：根据路网规划和城市供电网络设计，采用集中供电设备两路独立可靠的供电电源。（2）环控：高架站公共区采用自然通风方式，地下车站通风、空调系统按车站设置屏蔽门系统设计，设备关也难怪房按工艺需要设空调或通风系统。（3）设备监控：设置中央和车站两级管理，构成中央、车站和就地三级控制。（4）售检票：采用自动售检票系统，系统设计应安全可靠、操作简答、便于维护。(5) 设备选型：应满足功能要求，按照技术先进、安全可靠、经济耐用、管理简单、节约能源和便于维修的原则进行选型，设备综合国产化率不低于70%。（6）信号：采用完整ATC系统，与既有轨道交通2号线ATC一致或兼容，确保行车安全，提供行车效率。信号设计列车追踪间隔为100s，运营追踪最小间隔为120s，既有2号线工程采用的是美国US&U公司的EIE型与ATP/ATO系统相配套的微机连锁设备，它由主、备用微型计算机、转换模块和安全处理器组成。2号线