城市軌道交通旅行速度影響因素分析及提升實(shí)踐

張知青

快軌論壇

城市軌道交通旅行速度影響因素分析及提升實(shí)踐

張知青

（上海申通地鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，上海 201103）

從不同地鐵運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路之間的旅行速度存在差異入手，分析影響旅行速度的主要因素及程度，包括平均站間距及最高運(yùn)行速度、區(qū)間限速、列車(chē)運(yùn)行等級(jí)、開(kāi)關(guān)門(mén)效率、乘客乘降時(shí)間等，其中擬合了最高運(yùn)行速度為80 km/h的運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路旅行速度與平均站間距之間的函數(shù)關(guān)系，為評(píng)價(jià)各線(xiàn)旅行速度的實(shí)際表現(xiàn)提供工具。最后結(jié)合運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路旅行速度提升需求，從區(qū)間限速、列車(chē)運(yùn)行等級(jí)、開(kāi)關(guān)門(mén)效率、乘客乘降時(shí)間4個(gè)方面提出了對(duì)策思路，并給出了上海地鐵的應(yīng)用案例。

軌道交通；旅行速度；停站時(shí)間；平均站間距；列車(chē)運(yùn)行等級(jí)

根據(jù)中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)發(fā)布的《2018年度統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告》[1]，截至2018年底，中國(guó)共有35個(gè)城市開(kāi)通城市軌道交通，運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路共計(jì)185條，平均旅行速度35.3 km/h，其中地鐵平均旅行速度37.3 km/h。而上海地鐵只有5號(hào)線(xiàn)、9號(hào)線(xiàn)、11號(hào)線(xiàn)、16號(hào)線(xiàn)、17號(hào)線(xiàn)的旅行速度超過(guò)行業(yè)平均水平，其他地鐵線(xiàn)路均在35 km/h以下[2]。不同地鐵運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路之間的旅行速度差異，一方面主要受平均站間距和最高運(yùn)行速度等客觀因素的制約，另一方面還受區(qū)間限速[3]、列車(chē)運(yùn)行等級(jí)、開(kāi)關(guān)門(mén)作業(yè)效率、乘客乘降效率等不同條件的影響。

本文主要圍繞旅行速度的以上影響因素進(jìn)行分析，并提出運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路旅行速度提升的對(duì)策思路，為運(yùn)營(yíng)企業(yè)提高運(yùn)營(yíng)效率提供參考。

1 旅行速度影響因素分析

1.1 平均站間距及最高運(yùn)行速度

平均站間距及最高運(yùn)行速度共同對(duì)旅行速度產(chǎn)生影響，且與旅行速度呈正相關(guān)。平均站間距及最高運(yùn)行速度越高，旅行速度相對(duì)較高。但當(dāng)站間距一定的情況下，最高運(yùn)行速度增加到一定值以后，由于站間距較小，其速度效益無(wú)法完全發(fā)揮，此時(shí)，再增加最高速度值對(duì)旅行速度的提升效果將不再明顯。可見(jiàn)，最高運(yùn)行速度的充分發(fā)揮需要一個(gè)合理的站間距與之相匹配[4]。

城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[5]對(duì)最高運(yùn)行速度及旅行速度的關(guān)系已有相關(guān)描述，如最高運(yùn)行速度定為80 km/h時(shí)，站間距大部分在1.2～1.5 km時(shí)，可以滿(mǎn)足旅行速度35 km/h；最高運(yùn)行速度定為100 km/h時(shí)，站間距大部分在2.5～3 km時(shí)，可以滿(mǎn)足旅行速度45～55 km/h。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，最高運(yùn)行速度均為80 km/h的86條運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路中，旅行速度在35 km/h的線(xiàn)路有26條，僅占30%，其中19條線(xiàn)路的平均站間距在1.5 km以上。為精確分析平均站間距與旅行速度的關(guān)系，本文對(duì)旅行速度的計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，并結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，具體過(guò)程如下。

1.1.1 旅行速度的理論計(jì)算公式

列車(chē)在區(qū)間運(yùn)行的過(guò)程可以簡(jiǎn)化為出站起動(dòng)勻加速、最高速度持續(xù)運(yùn)行、勻減速制動(dòng)停站3個(gè)環(huán)節(jié)。站間距的大小將決定列車(chē)在區(qū)間運(yùn)行過(guò)程中是否能達(dá)到最高速度，以及最高速度持續(xù)運(yùn)行的時(shí)間。此外停站時(shí)間也是旅行時(shí)間的組成部分，因此旅行速度可以用以下公式進(jìn)行表示：

式中：旅指旅行速度，km/h；指平均站間距，km；為最高運(yùn)行速度，km/h；加為起動(dòng)勻加速度，km/h2；減為制動(dòng)勻減速度，km/h2；為中間站平均停站時(shí)間，h。

1.1.2 實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)擬合

將最高運(yùn)行速度80 km/h代入公式(2)，并結(jié)合2018年最高運(yùn)行速度均為80 km/h的86條運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路平均站間距和旅行速度的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過(guò)擬合計(jì)算(過(guò)程中去除8個(gè)偏差較大的噪點(diǎn)數(shù)據(jù))，最終得到常量=1.85。圖1展示了平均站間距與旅行速度之間的關(guān)系以及擬合的曲線(xiàn)和公式。

圖1　平均站間距與實(shí)際旅行速度的散點(diǎn)圖

Figure 1 Scatter diagram of average station spacing and the actual traveling speed

從擬合后的公式來(lái)看，旅行速度與平均站間距呈正相關(guān)。旅行速度30 km/h相對(duì)應(yīng)的平均站間距為1.11 km；旅行速度40 km/h相對(duì)應(yīng)的平均站間距為1.85 km?？梢?jiàn)，平均站間距提升66.6%，旅行速度理論上可提升33.3%(30 km/h提升至40 km/h)。此外，旅行速度35 km/h相對(duì)應(yīng)的平均站間距為1.44 km，說(shuō)明站間距在1.44 km以上的線(xiàn)路其旅行速度達(dá)到35 km/h的可能性非常大。

1.1.3 理論與實(shí)際對(duì)比分析

以上海地鐵最高運(yùn)行速度均為80 km/h的線(xiàn)路為例，結(jié)合平均站間距和旅行速度的擬合函數(shù)，計(jì)算各線(xiàn)理論上可以達(dá)到的旅行速度。由表1的計(jì)算結(jié)果可知：大部分線(xiàn)路旅行速度在35 km/h以下，主要是這些線(xiàn)路的平均站間距均在1.44 km以下；7條線(xiàn)路旅行速度的實(shí)際值與計(jì)算值偏差在1 km/h以?xún)?nèi)，說(shuō)明這些線(xiàn)路的旅行速度在可接受范圍之內(nèi)；10號(hào)線(xiàn)表現(xiàn)較好，而2號(hào)線(xiàn)和5號(hào)線(xiàn)的實(shí)際旅行速度偏低。

中高職銜接涉及兩個(gè)辦學(xué)主體，二者在辦學(xué)層次、辦學(xué)歷史、院校文化與特色、專(zhuān)業(yè)資源與條件等方面存在著很大的差異，為了促進(jìn)中職、高職、企業(yè)之間的溝通與聯(lián)系，保證人才培養(yǎng)的連貫性和適切性，高職院校應(yīng)聯(lián)合中職、企業(yè)的資源，牽頭搭建起開(kāi)放性的平臺(tái)。這種平臺(tái)既包括實(shí)體平臺(tái)，如產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)、經(jīng)驗(yàn)交流平臺(tái)，也包括虛擬的網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，如辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教研平臺(tái)、精品課程資源庫(kù)等。通過(guò)開(kāi)放平臺(tái)，中高職與企業(yè)之間有效地實(shí)現(xiàn)信息的共享、發(fā)布與交換，提高三方合作的效率。同時(shí)實(shí)現(xiàn)師資和專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，優(yōu)化配置職業(yè)教育資源，掌握市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)用工信息。

表1　上海地鐵2018年最高運(yùn)行速度為80km/h的運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路旅行速度對(duì)比

1.2 區(qū)間限速

區(qū)間限速是指列車(chē)在區(qū)間運(yùn)行過(guò)程中受過(guò)岔、平縱曲線(xiàn)等客觀因素影響，為保證安全而不能以理論上的速度運(yùn)行，此外還有滿(mǎn)足振動(dòng)噪聲控制需求等臨時(shí)限速因素。按限速發(fā)生的位置不同，區(qū)間限速可以分為出站限速、中部限速、進(jìn)站限速。不同位置的限速對(duì)旅行速度的影響程度不盡相同，列車(chē)在中部勻速運(yùn)行時(shí)要求達(dá)到最高速度，其限速對(duì)旅行速度影響最大，而進(jìn)站列車(chē)本身需要制動(dòng)，因此影響最小。

本文以平均站間距為1.5 km的運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路(全長(zhǎng)39 km、27座車(chē)站、停站時(shí)間30 s)為例，定量分析區(qū)間中部限速對(duì)旅行速度的影響程度。假設(shè)區(qū)間中部的限速區(qū)段長(zhǎng)度為，限速值為限，列車(chē)長(zhǎng)度為140 m，最高運(yùn)行速度為80 km/h，平均加速度加取0.4 m/s2[6]，平均減速度減取0.6 m/s2。

列車(chē)限速前后的單個(gè)區(qū)間運(yùn)行時(shí)間差計(jì)算公式為：

將相關(guān)參數(shù)代入上述公式，并統(tǒng)一單位，計(jì)算得到不同限速區(qū)段長(zhǎng)度、不同限速值的單個(gè)區(qū)間運(yùn)行時(shí)間差。表2列出了不同限速值下單個(gè)區(qū)間限速前后時(shí)間差的理論計(jì)算結(jié)果以及相應(yīng)的旅行速度(假設(shè)所有區(qū)間都限速)。

表2 不同限速值下ΔT的理論計(jì)算結(jié)果

從表2數(shù)據(jù)可知，限速值大小和限速區(qū)段長(zhǎng)度均對(duì)旅行速度產(chǎn)生影響，限速值越低、限速區(qū)段越長(zhǎng)，旅行速度受到的影響越大。限速值在55 km/h及以上時(shí)，旅行速度基本能達(dá)到35 km/h，此時(shí)限速區(qū)間長(zhǎng)度對(duì)旅行速度影響不大；限速值在35 km/h及以下時(shí)，旅行速度開(kāi)始低于30 km/h，此時(shí)限速區(qū)間長(zhǎng)度對(duì)旅行速度影響較大，每100 m區(qū)間的旅行速度相差1 km/h。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，如果區(qū)間中部不可避免設(shè)置區(qū)間限速時(shí)，建議盡量將限速值控制在55 km/h以上。

1.3 列車(chē)運(yùn)行等級(jí)

列車(chē)運(yùn)行等級(jí)主要由信號(hào)ATS系統(tǒng)設(shè)定，不同的信號(hào)供應(yīng)商設(shè)有不同的列車(chē)運(yùn)行等級(jí)曲線(xiàn)[6]，一般情況下均支持5條速度曲線(xiàn)，從快到慢分別為加速曲線(xiàn)、正常速度曲線(xiàn)、中間速度曲線(xiàn)1、中間速度曲線(xiàn)2、節(jié)能速度曲線(xiàn)，相鄰等級(jí)之間的運(yùn)行時(shí)間相差一般在3%～5%。同樣以平均站間距為1.5 km的運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路(全長(zhǎng)39 km、27座車(chē)站、停站時(shí)間30 s)為例進(jìn)行定量分析，根據(jù)圖2所示的不同運(yùn)行等級(jí)下的距離—速度曲線(xiàn)，可計(jì)算得到如表3所示的不同運(yùn)行等級(jí)相對(duì)應(yīng)的旅行速度?？梢?jiàn)，與加速曲線(xiàn)相比，正常速度曲線(xiàn)下的旅行速度下降幅度不大，而節(jié)能速度曲線(xiàn)的旅行速度下降幅度近19%。

圖2 站間距為1.5 km下的不同列車(chē)運(yùn)行等級(jí)曲線(xiàn)示意

Figure 2 Schematic of different running level curves for 1.5 km station spacing

表3 不同運(yùn)行等級(jí)下的理論計(jì)算結(jié)果

加速曲線(xiàn)是旅行速度最高的速度曲線(xiàn)，一般用于晚點(diǎn)時(shí)的列車(chē)趕點(diǎn)，能耗最高；正常速度曲線(xiàn)是用得最多的列車(chē)速度曲線(xiàn)，既保證列車(chē)運(yùn)行速度又加快了車(chē)輛的周轉(zhuǎn)；中間速度曲線(xiàn)1和中間速度曲線(xiàn)2介于正常速度曲線(xiàn)和節(jié)能速度曲線(xiàn)之間；節(jié)能速度曲線(xiàn)是旅行速度最低的速度曲線(xiàn)，在運(yùn)行過(guò)程盡可能減少使用牽引及制動(dòng)來(lái)達(dá)到節(jié)能的效果，一般在非高峰客流時(shí)段使用。

在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商一般采用正常速度曲線(xiàn)來(lái)制定列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃，列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中如果有小幅偏離運(yùn)行計(jì)劃時(shí)，ATS可自動(dòng)調(diào)整下一個(gè)區(qū)間的運(yùn)行等級(jí)，使列車(chē)盡量按計(jì)劃準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行?？梢?jiàn)，通過(guò)調(diào)整列車(chē)運(yùn)行等級(jí)能夠使旅行速度得到一定的提升。

1.4 開(kāi)關(guān)門(mén)效率

列車(chē)在車(chē)站的開(kāi)關(guān)門(mén)效率將影響列車(chē)的停站時(shí)間，從而影響全程的旅行速度。列車(chē)停站的開(kāi)關(guān)門(mén)效率，既受到設(shè)備自身性能因素的影響，如自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、雙門(mén)聯(lián)動(dòng)，也受到管理因素，如司機(jī)開(kāi)關(guān)門(mén)作業(yè)效率的影響。

目前我國(guó)城市軌道交通車(chē)站一般都安裝站臺(tái)門(mén)，列車(chē)停站的開(kāi)關(guān)門(mén)作業(yè)包括站臺(tái)門(mén)和列車(chē)門(mén)的操作，根據(jù)列車(chē)門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的功能不同以及是否與站臺(tái)門(mén)聯(lián)動(dòng)，可將雙門(mén)動(dòng)作類(lèi)型分為5種。分別統(tǒng)計(jì)完成列車(chē)開(kāi)門(mén)動(dòng)作和關(guān)門(mén)動(dòng)作所需要的時(shí)間，表4列出了上海地鐵不同類(lèi)型站臺(tái)門(mén)的開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作時(shí)間?？梢?jiàn)，雙門(mén)全自動(dòng)開(kāi)關(guān)且聯(lián)動(dòng)，與雙門(mén)全手動(dòng)開(kāi)關(guān)相比，兩者相差10 s，相當(dāng)于由于雙門(mén)的設(shè)備類(lèi)型不同導(dǎo)致每座車(chē)站的停站時(shí)間相差10 s；對(duì)于原停站時(shí)間30 s、平均站間距為1.5 km的運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，如果采用全手動(dòng)開(kāi)關(guān)的列車(chē)門(mén)和站臺(tái)門(mén)，旅行速度將從36.7 km/h下降至34.5 km/h，下降幅度達(dá)6%。

表4 不同自動(dòng)化類(lèi)型的開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作時(shí)間

司機(jī)開(kāi)關(guān)門(mén)作業(yè)效率，主要表現(xiàn)在列車(chē)門(mén)不具備自動(dòng)關(guān)閉功能的車(chē)站，也就是需要司機(jī)手動(dòng)按壓關(guān)門(mén)按鈕，在按壓前司機(jī)要確認(rèn)雙門(mén)無(wú)夾人夾物，即使有雙門(mén)間隙的探測(cè)裝置仍需要人工目測(cè)一下以確保安全。司機(jī)操作設(shè)備及目測(cè)清障確認(rèn)安全的時(shí)間，導(dǎo)致了停站時(shí)間的延長(zhǎng)，從而影響了旅行速度，此外還受不同司機(jī)在開(kāi)關(guān)門(mén)作業(yè)效率的差異性影響。

1.5 乘客乘降時(shí)間

乘客乘降時(shí)間主要受客流量、行車(chē)密度、載客量、車(chē)門(mén)尺寸及數(shù)量、乘客主觀行為等因素影響?？土髁吭酱?，乘客完成乘降所需的時(shí)間自然越多；然而列車(chē)滿(mǎn)載率越高，站臺(tái)越擁擠，相同數(shù)量的乘客完成乘降作業(yè)的難度越大，效率越低，很容易導(dǎo)致拽門(mén)，從而延長(zhǎng)了停站時(shí)間，繼而影響旅行速度。同樣以1.2節(jié)的例子進(jìn)行說(shuō)明，如果每座車(chē)站受乘客影響導(dǎo)致停站時(shí)間增加5 s，那么全程的旅行速度下降約3%。

此外還有停站時(shí)間利用率較低的因素。目前停站時(shí)間一般是提前設(shè)定好的，無(wú)法根據(jù)實(shí)時(shí)客流情況實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整。高峰時(shí)段內(nèi)同一座車(chē)站一般只有一個(gè)停站時(shí)間，而乘客的不均衡到達(dá)導(dǎo)致了列車(chē)到站時(shí)的站臺(tái)人數(shù)差異，部分車(chē)站個(gè)別時(shí)段呈現(xiàn)人多擁擠現(xiàn)象，列車(chē)停留等候期間乘客已無(wú)法上車(chē)；而部分車(chē)站客流較小，列車(chē)停留等候期間乘客已上下車(chē)完畢，造成計(jì)劃停站時(shí)間中給予乘客乘降時(shí)間的利用率均較低。未來(lái)可根據(jù)客流特點(diǎn)，在高峰與平峰、上下行不同方向設(shè)置不同的停站時(shí)間，并進(jìn)一步優(yōu)化站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)組織，緩解大客流壓力對(duì)乘降時(shí)間的影響，提升列車(chē)運(yùn)行效率。

2 運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路的旅行速度提升對(duì)策

與列車(chē)正點(diǎn)率、行車(chē)間隔、列車(chē)服務(wù)可靠度等面向乘客的服務(wù)指標(biāo)不同，旅行速度屬于技術(shù)指標(biāo)范疇，與生產(chǎn)管理相關(guān)。當(dāng)運(yùn)用車(chē)不足時(shí)或開(kāi)行密度達(dá)到一定程度時(shí)(如20對(duì)/h以上)，該指標(biāo)才逐漸被重視，運(yùn)營(yíng)商希望通過(guò)提升旅行速度來(lái)提高列車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)效率、解決運(yùn)用車(chē)暫時(shí)不足的問(wèn)題。

通過(guò)分析可知，平均站間距及最高運(yùn)行速度與旅行速度正相關(guān)，在影響因素中起到主要作用。但對(duì)于已運(yùn)營(yíng)的線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，站間距及最高運(yùn)行速度在通車(chē)后已穩(wěn)定，對(duì)旅行速度來(lái)說(shuō)是一個(gè)常量，因此運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路的旅行速度提升通常可以從控制區(qū)間限速、提高運(yùn)行等級(jí)、提升開(kāi)關(guān)門(mén)效率、優(yōu)化乘客乘降時(shí)間4個(gè)方面改進(jìn)，具體的對(duì)策思路如下。

2.1 控制區(qū)間限速

城市軌道交通列車(chē)通過(guò)小半徑曲線(xiàn)或側(cè)向通過(guò)道岔時(shí)，一般都要根據(jù)規(guī)定的限速值進(jìn)行常態(tài)限速，此外還有為滿(mǎn)足沿線(xiàn)居民區(qū)振動(dòng)噪聲控制需求而增加的臨時(shí)限速。對(duì)于常態(tài)限速，建議盡量貼著限速值通過(guò)限速區(qū)段，以提高運(yùn)行效率；對(duì)于臨時(shí)限速，建議采用減振降噪措施降低噪聲，高峰時(shí)段可盡量提高限速值以提高旅行速度、加快列車(chē)周轉(zhuǎn)，如限速值盡量控制在55 km/h以上，平峰及夜間時(shí)段限速值可適當(dāng)放低。

2.2 提升列車(chē)運(yùn)行等級(jí)

針對(duì)目前列車(chē)運(yùn)行等級(jí)普遍采用“正常速度曲線(xiàn)”的現(xiàn)象，為提升旅行速度，可考慮高峰與平峰采用不同運(yùn)行等級(jí)編制計(jì)劃運(yùn)行圖。高峰時(shí)段采用“加速曲線(xiàn)”，旅行速度可比“正常速度曲線(xiàn)”提升約4%，但不建議考核高峰時(shí)段的準(zhǔn)點(diǎn)率；平峰開(kāi)行密度相對(duì)較低，對(duì)運(yùn)用車(chē)的需求數(shù)量低于高峰，可采用“正常速度曲線(xiàn)”或“節(jié)能曲線(xiàn)”的運(yùn)行等級(jí)。

2.3 提高開(kāi)關(guān)門(mén)效率

提高開(kāi)關(guān)門(mén)效率，首先應(yīng)提高設(shè)備自動(dòng)化程度，即列車(chē)到站后應(yīng)具備自動(dòng)開(kāi)關(guān)列車(chē)門(mén)的功能，站臺(tái)門(mén)具備與列車(chē)門(mén)聯(lián)動(dòng)的功能。此外，還應(yīng)安裝能夠探測(cè)列車(chē)門(mén)與站臺(tái)門(mén)間隙安全的設(shè)備，與列車(chē)速度碼相關(guān)聯(lián)，同時(shí)消除探測(cè)裝置的探測(cè)盲區(qū)，使司機(jī)具備不下車(chē)監(jiān)護(hù)乘降作業(yè)的條件，以節(jié)省列車(chē)在車(chē)站的開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間以及關(guān)門(mén)后的安全確認(rèn)時(shí)間。這些措施的實(shí)施應(yīng)用，也是上海地鐵10號(hào)線(xiàn)實(shí)際旅行速度高出理論旅行速度1.2 km/h的重要原因之一。

2.4 優(yōu)化乘客乘降時(shí)間

優(yōu)化乘客乘降時(shí)間，主要是通過(guò)精細(xì)化統(tǒng)計(jì)各車(chē)站的乘客乘降時(shí)間，以?xún)?yōu)化不同時(shí)段、不同方向、不同車(chē)站的乘降時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)部分車(chē)站停站時(shí)間的適當(dāng)縮短，進(jìn)而提高運(yùn)行圖中的計(jì)劃旅行速度。而計(jì)劃旅行速度的實(shí)現(xiàn)，需要依靠強(qiáng)有力的客運(yùn)組織工作，具體措施包括：大客流車(chē)站可適當(dāng)采取限流措施，減小乘客吊門(mén)現(xiàn)象，避免列車(chē)延誤；高峰時(shí)段可增加站臺(tái)力量，及時(shí)制止乘客吊門(mén)，引導(dǎo)乘客有序乘車(chē)；可利用信息化技術(shù)顯示乘客排隊(duì)長(zhǎng)度及車(chē)廂滿(mǎn)載率，讓乘客自行均衡各車(chē)門(mén)排隊(duì)長(zhǎng)度。

3 旅行速度提升的應(yīng)用案例

上海軌道交通12號(hào)線(xiàn)全長(zhǎng)39.9 km、設(shè)有32座車(chē)站，于2015年底實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)貫通，開(kāi)通后的旅行速度為30.99 km/h。相比上海其他市區(qū)地鐵線(xiàn)而言，其旅行速度屬于偏低水平，因此選取12號(hào)線(xiàn)作為試點(diǎn)線(xiàn)路進(jìn)行旅行速度提升，具體從列車(chē)運(yùn)行等級(jí)、開(kāi)關(guān)門(mén)效率、乘客乘降時(shí)間3個(gè)方面開(kāi)展。

3.1 高峰時(shí)段列車(chē)運(yùn)行等級(jí)提升至最高級(jí)

12號(hào)線(xiàn)的區(qū)間運(yùn)行等級(jí)共分5個(gè)等級(jí)，原使用的是“正常速度曲線(xiàn)”，高峰時(shí)段通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)設(shè)置將運(yùn)行等級(jí)提高至“加速曲線(xiàn)”后，總區(qū)間運(yùn)行時(shí)間從3 339 s縮短至3167 s，節(jié)省了172 s，加上原總停站時(shí)間1 296 s，旅行速度可從30.99 km/h提升至32.18 km/h，提升幅度達(dá)3.8%。

3.2 優(yōu)化司機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以提升開(kāi)關(guān)門(mén)效率

12號(hào)線(xiàn)的列車(chē)門(mén)與站臺(tái)門(mén)聯(lián)動(dòng)，具備自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能，但需手動(dòng)關(guān)門(mén)。司機(jī)在站臺(tái)上手動(dòng)關(guān)門(mén)后，需要確認(rèn)雙門(mén)關(guān)閉、無(wú)夾人夾物，確保具備動(dòng)車(chē)條件，司機(jī)的實(shí)際作業(yè)時(shí)間普遍達(dá)到28 s左右，較大地影響了列車(chē)在每個(gè)車(chē)站的停留時(shí)間，進(jìn)而影響了12號(hào)線(xiàn)的旅行速度。因此，通過(guò)優(yōu)化司機(jī)確認(rèn)發(fā)車(chē)條件流程并形成作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將司機(jī)確認(rèn)發(fā)車(chē)條件控制在15 s之內(nèi)，并確保其嚴(yán)格按照作業(yè)要求執(zhí)行，以保證計(jì)劃旅行速度的實(shí)現(xiàn)。

3.3 個(gè)性化設(shè)置時(shí)間以提升乘客乘降效率

乘客上下車(chē)時(shí)間原是按照車(chē)站類(lèi)別進(jìn)行設(shè)置的。以早高峰為例，個(gè)別客流小站計(jì)劃停站時(shí)間為25 s，普通車(chē)站為30～35 s，客流較大的換乘車(chē)站為40～45 s，大型換乘站為50～55 s，而此類(lèi)時(shí)間設(shè)置方式不能精準(zhǔn)地匹配每個(gè)車(chē)站的客流特征。因此，12號(hào)線(xiàn)根據(jù)每個(gè)車(chē)站客流情況個(gè)性化設(shè)置乘客上下車(chē)時(shí)間，更加精準(zhǔn)匹配客流需求，盡可能地提升乘客乘降效率。通過(guò)優(yōu)化司機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和個(gè)性化設(shè)置上下車(chē)時(shí)間這兩項(xiàng)措施，12號(hào)線(xiàn)的總停站時(shí)間約減少102 s，旅行速度可從30.99 km/h提升至31.69 km/h，提升幅度達(dá)2.26%。

3.4 應(yīng)用實(shí)施效果

上海地鐵12號(hào)線(xiàn)于2016年12月28日開(kāi)始在工作日早高峰進(jìn)行旅行速度優(yōu)化試跑，旅行速度從原來(lái)的30.99 km/h提升到32.94 km/h，增幅6%左右；在行車(chē)間隔不變的情況下，可以節(jié)省2列車(chē)的投用，節(jié)省約1.08億的購(gòu)車(chē)費(fèi)用。后期又結(jié)合實(shí)際提升效果，對(duì)部分車(chē)站的停站時(shí)間進(jìn)行了微調(diào)，最終12號(hào)線(xiàn)的旅行速度穩(wěn)定在32.31 km/h左右。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富以及對(duì)精細(xì)化管理要求的不斷提升，旅行速度技術(shù)指標(biāo)將隨著車(chē)輛緊張、提高效率、降低成本等訴求而被逐漸重視。除了12號(hào)線(xiàn)之外，上海地鐵近幾年還先后在13號(hào)線(xiàn)、6號(hào)線(xiàn)、16號(hào)線(xiàn)、7號(hào)線(xiàn)等多條運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路上推廣應(yīng)用，運(yùn)行效果良好。

實(shí)踐證明，提升列車(chē)運(yùn)行等級(jí)、提高開(kāi)關(guān)門(mén)效率、優(yōu)化乘客乘降時(shí)間等措施都能提升旅行速度，但效果有限。而平均站間距在所有影響因素中起著決定性作用，如果12號(hào)線(xiàn)采用A/B列車(chē)間隔跳站運(yùn)行，列車(chē)在中間10座車(chē)站通過(guò)不停車(chē)(不考慮進(jìn)站限速)，相當(dāng)于A列車(chē)或B列車(chē)在全程運(yùn)行中的平均站間距將從原來(lái)的1.29 km提高至1.9 km，按照旅行速度的擬合公式，跳站運(yùn)行后的理論旅行速度將達(dá)到40 km/h?？梢?jiàn)，A/B列車(chē)間隔跳站運(yùn)行能大幅提升旅行速度，在市域軌道交通線(xiàn)路上具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

[1] 中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì). 城市軌道交通2018年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告[R]. 北京: 中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì), 2018.

[2] 中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì). 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)報(bào)告(2018年年度)[R]. 北京: 中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì), 2019.

[3] 蘭星. 旅行速度影響因素淺析[J]. 鐵路通信信號(hào), 2017(6): 83-85.

[4] 徐德新. 城市軌道交通車(chē)輛最高運(yùn)行速度的選擇[J]. 鐵路工程學(xué)報(bào), 2008(2): 97-99. XU Dexin. Choice of maximum running speed of vehicles for urban mass transit[J]. Journal of railway engineering Society, 2008(2): 97-99

[5] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn): 建標(biāo)104-2008[S]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社, 2008.

[6] 上海申通地鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心. 上海地鐵旅行速度影響因素及提升方案研究[R]. 上海: 2017.

Influencing Factors and Improvement Practice of Traveling Speed of Urban Rail Transit

ZHANG Zhiqing

(Technology Center of Shanghai Shentong Metro Group Co., Ltd., Shanghai 201103)

Beginning from the difference in traveling speeds between different metro lines, this study analyzed the main influencing factors and degree of traveling speed, including the average station spacing and maximum operation speed, speed limit, train running level, efficiency of door opening and closing, and frequency of passenger riding and landing. The functional relationship was fitted between the traveling speed and average station spacing in operation lines with a maximum operation speed of 80 km/h, which can facilitate evaluation of the actual traveling speed. Finally, along with expressing the demand for improving the traveling speed of the operation lines, the paper puts forward countermeasures from the last four influencing factors and provides an application practice for the Shanghai Metro.

urban rail transit; traveling speed; dwell time in station; average station spacing; train running level

U231

A

1672-6073(2021)02-0048-06

10.3969/j.issn.1672-6073.2021.02.008

2019-07-30

2020-05-20

張知青，男，高級(jí)工程師，從事城市軌道交通指標(biāo)分析及運(yùn)營(yíng)管理研究，zhiqing1123@163.com

張知青. 城市軌道交通旅行速度影響因素分析及提升實(shí)踐[J]. 都市快軌交通，2021，34(2)：48-53.

ZHANG Zhiqing. Influencing factors and improvement practice of traveling speed of urban rail transit[J]. Urban rapid rail transit, 2021, 34(2): 48-53.

（編輯：郝京紅）