地鐵10號(hào)線(xiàn)拆除部分列車(chē)座椅提升運(yùn)力改造分析

李承

（北京地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司運(yùn)營(yíng)三分公司 北京 100080）

地鐵10 號(hào)線(xiàn)為有效緩解各個(gè)高峰時(shí)段的運(yùn)輸壓力，減緩客流負(fù)擔(dān)，提升列車(chē)運(yùn)輸能力，根據(jù)市政府相關(guān)要求，參考國(guó)內(nèi)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在保障整個(gè)列車(chē)安全結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)拆卸座椅方式，全面提高列車(chē)運(yùn)力，進(jìn)而滿(mǎn)足城市各個(gè)運(yùn)輸高峰時(shí)期客流運(yùn)輸需求，提升列車(chē)綜合運(yùn)力。

1 項(xiàng)目改造背景

此次研究中，針對(duì)北京地鐵10號(hào)線(xiàn)當(dāng)下運(yùn)力無(wú)法滿(mǎn)足乘客通行需求以及乘客和北京地鐵10號(hào)線(xiàn)有運(yùn)力矛盾問(wèn)題，提出相應(yīng)的整改措施。而現(xiàn)有設(shè)備也無(wú)法進(jìn)一步擴(kuò)大列車(chē)空間密度，為此，需要從車(chē)輛系統(tǒng)內(nèi)部入手，促進(jìn)整體布局全面優(yōu)化，提升單獨(dú)列車(chē)整體運(yùn)輸能力，優(yōu)化列車(chē)綜合改造方案，不僅可以提升列車(chē)的行車(chē)安全性，同時(shí)，還可以滿(mǎn)足地鐵列車(chē)在早晚通行高峰的客流斷面運(yùn)力需求。針對(duì)整個(gè)列車(chē)座椅整改成效實(shí)施科學(xué)評(píng)價(jià)，對(duì)于改善提升其他線(xiàn)路運(yùn)力具有重要參考意義。

北京地鐵10 號(hào)線(xiàn)屬于北京整個(gè)地鐵線(xiàn)路中的核心骨架部位，同時(shí)，也是北京地鐵系統(tǒng)中擁有最大規(guī)模客流的線(xiàn)路之一，該線(xiàn)路平均每日客流量大概是190萬(wàn)人。當(dāng)前，行車(chē)最小間隔是2min，地鐵最高運(yùn)能是每小時(shí)4.38萬(wàn)人，實(shí)踐運(yùn)行狀況如表1所示。

結(jié)合路網(wǎng)系統(tǒng)中心在2021年中的某個(gè)工作日地鐵中的人流量和地鐵內(nèi)部客流現(xiàn)狀分析，北京10號(hào)線(xiàn)地鐵一天內(nèi)的客流量達(dá)到184.85萬(wàn)人次。而當(dāng)天的早高峰最高客流量斷面主要從上行方向雙井站到國(guó)貿(mào)站這一環(huán)節(jié)體現(xiàn)出來(lái)，總?cè)藬?shù)達(dá)到每小時(shí)4.5萬(wàn)人。而晚運(yùn)行客流量最高峰斷面主要出現(xiàn)于下行金臺(tái)夕照以及國(guó)貿(mào)站這一區(qū)間內(nèi)，整體客流斷面平局達(dá)到每小時(shí)3.5萬(wàn)人左右。結(jié)合北京10 號(hào)線(xiàn)地鐵實(shí)際運(yùn)行狀況及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，該段線(xiàn)路整體運(yùn)輸能力無(wú)法滿(mǎn)足早高峰的最高運(yùn)輸客流需求，為此，需要采取有效措施，全面提升整體運(yùn)輸能力。因?yàn)楝F(xiàn)有北京10 號(hào)線(xiàn)地鐵的供電系統(tǒng)以及信號(hào)系統(tǒng)初步突破設(shè)計(jì)上限，為此，需要從其他層面尋找有效的解決措施，在對(duì)列車(chē)座椅進(jìn)行全面改造拆除基礎(chǔ)上，擴(kuò)大列車(chē)定員，促進(jìn)列車(chē)運(yùn)力得到有效提升［1］。

2 北京地鐵10號(hào)線(xiàn)拆除部分列車(chē)座椅提升運(yùn)力改造方案

2.1 Tc車(chē)客室座椅改造方案

北京10號(hào)線(xiàn)地鐵列車(chē)整體設(shè)計(jì)主要是六節(jié)編組，可以進(jìn)一步分成有動(dòng)力動(dòng)車(chē)單元車(chē)廂（即M 車(chē)）、無(wú)動(dòng)力拖車(chē)單元車(chē)廂（即Tc車(chē)）、無(wú)動(dòng)力拖車(chē)單元列車(chē)（即T車(chē)），共包括3種類(lèi)型車(chē)廂［2］。整個(gè)地鐵系統(tǒng)列車(chē)具體編組方式是Tc 車(chē)、M 車(chē)、T 車(chē)、M1 車(chē)、M 車(chē)和Tc 車(chē)。地鐵列車(chē)系統(tǒng)整體載客容量及運(yùn)行荷載狀況如下。

對(duì)于其中的超員工狀況，可以根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施準(zhǔn)確計(jì)算，為9人∕㎡。Tc車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)為230人，座位數(shù)量是36人；6人∕㎡的站席數(shù)量是194，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為327，坐席為36；9人∕㎡的站席數(shù)量是291；AWO 重量是32 844kg，AW3 重量是52 464kg。M車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)為250 人，座位數(shù)量是42 人；6人∕㎡的站席數(shù)量是208，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為354，坐席為42；9 人∕㎡的站席數(shù)量是312；AWO 重量是33 628kg，AW3 重量是548 68kg。T 車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)為250人，座位數(shù)量是42人；6人∕㎡的站席數(shù)量是208，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為354，坐席為42；9 人∕㎡的站席數(shù)量是312；AWO重量是267 66kg，AW3重量是48 006kg。M1車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)為250 人，座位數(shù)量是42 人；6人∕㎡的站席數(shù)量是208，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為354，坐席為42；9 人∕㎡的站席數(shù)量是312；AWO 重量是33 870kg，AW3 重量是55 110kg。M 車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)為250人，座位數(shù)量是42人；6人∕㎡的站席數(shù)量是208，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為354，坐席為42；9 人∕㎡的站席數(shù)量是312；AWO 重量是33 471kg，AW3 重量是54 711kg。Tc車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)為230 人，座位數(shù)量是36 人；6人∕㎡的站席數(shù)量是194，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為327，坐席為36；9 人∕㎡的站席數(shù)量是291；AWO 重量是32 728kg，AW3 重量是52 348kg。全列車(chē)內(nèi)部空間定員人數(shù)為1460 人，座位數(shù)量是240 人；6 人∕㎡的站席數(shù)量是1220，超員標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量為2070，坐席為240；9 人∕㎡的站席數(shù)量是1830；AWO 重量是193 307kg，AW3 重量是317 507kg。其中，列車(chē)中的站立定員乘客數(shù)量主要根據(jù)6 人∕㎡的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)應(yīng)超員乘客的站立數(shù)量主要根據(jù)9 人∕㎡的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，列車(chē)內(nèi)的乘客平均重量主要根據(jù)60kg進(jìn)行計(jì)算。

結(jié)合上述信息數(shù)據(jù)分析，可以進(jìn)一步了解到，M列車(chē)根據(jù)超員工況9 人∕㎡的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，則整體重量總和分別是54 868kg 及54 711kg，結(jié)合單節(jié)車(chē)廂重量總和不超出56 000kg 這一軸重標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行計(jì)算，對(duì)應(yīng)重量綜合達(dá)到軸重最高限值的97.7%及97.9%。而M1對(duì)應(yīng)超員狀況重量總和突破55 110kg，整體重量總和突破軸中上限98.4%。至于T車(chē)以及Tc車(chē)對(duì)應(yīng)重量總和初步達(dá)到軸重最高限值的93.5%、85.7% 及93.5%。根據(jù)倒序方式排列，聯(lián)系整部列車(chē)的系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)分析，不建議針對(duì)M1 車(chē)及M 車(chē)實(shí)施改造拆除施工，應(yīng)該盡量維持原客室的處理方案，單純針對(duì)T車(chē)及Tc車(chē)實(shí)施座椅改造拆除施工［3］。

工程改造竣工后，相關(guān)Tc 車(chē)客室綜合布置方面，Tc車(chē)內(nèi)的座椅拆除改造施工中，共拆除6人座椅2套，同時(shí)，將對(duì)應(yīng)部位改造成設(shè)置2組6人腰靠及相關(guān)配套車(chē)頂踢腳線(xiàn)及扶手設(shè)施［4］。

2.2 T車(chē)客室座椅改造方案

T 車(chē)座椅拆除改造后的空間布置方面，10 號(hào)線(xiàn)地鐵中，對(duì)應(yīng)T 車(chē)共拆除6 人座椅4 組，3 人座椅2 組，同時(shí)，將其變成設(shè)置4組的6人用腰靠及相配套的踢腳線(xiàn)和車(chē)廂扶手，設(shè)置2組3人用的腰靠及基礎(chǔ)配套踢腳線(xiàn)和車(chē)廂固定扶手。

結(jié)合上述改造方案分析，當(dāng)下在將現(xiàn)有列車(chē)內(nèi)的1套3人座椅徹底拆除后，整體凈面積擴(kuò)大16㎡。此次工程改造中，對(duì)應(yīng)單列車(chē)總計(jì)拆除2組3人座椅及3組6 人座椅。工程改造后，整個(gè)列車(chē)空間內(nèi)部站立面積增加15㎡，對(duì)應(yīng)定員載客人數(shù)是33 人。工程改造后，對(duì)應(yīng)列車(chē)車(chē)輛整體承擔(dān)載荷及客容量如下所示。

通過(guò)綜合計(jì)算，可以了解到，對(duì)應(yīng)各節(jié)車(chē)廂AW3運(yùn)行荷載能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸重標(biāo)準(zhǔn)要求。

Tc車(chē)的內(nèi)部空間擴(kuò)張面積為3.2㎡，定員人數(shù)增加數(shù)量為7 人，定員人數(shù)是237 人，超員人數(shù)增長(zhǎng)數(shù)量為16 人，超員人數(shù)是343 人，AWO 重量是32 604kg，AW3重量是53 184kg。

M 車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)是250 人，超員人數(shù)是354人，AWO重量是33 628kg，AW3重量是54 868kg。T車(chē)的內(nèi)部空間擴(kuò)張面積為8.2㎡，定員人數(shù)增加數(shù)量為19人，定員人數(shù)是269人，超員人數(shù)增長(zhǎng)數(shù)量為43人，超員人數(shù)是397人，AWO重量是26 166kg，AW3重量是49 986kg。M1 車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)是250 人，超員人數(shù)是354 人，AWO 重量是33 870kg，AW3 重量是55 110kg。M車(chē)的內(nèi)部空間定員人數(shù)是250人，超員人數(shù)是354人，AWO重量是33 471kg，AW3重量是54 711kg。Tc車(chē)的內(nèi)部空間擴(kuò)張面積為3.2㎡，定員人數(shù)增加數(shù)量為7 人，定員人數(shù)是237 人，超員人數(shù)增長(zhǎng)數(shù)量為16人，超員人數(shù)是343 人，AWO 重量是32 488kg，AW3 重量是53 068kg。整列車(chē)的內(nèi)部空間擴(kuò)張面積為14.6㎡，定員人數(shù)增加數(shù)量為33 人，定員人數(shù)是1493 人，超員人數(shù)增漲數(shù)量為75人，超員人數(shù)是2145人，AWO重量是192 227kg，AW3 重量是320 927kg。其中，每組3 人座椅可以根據(jù)60kg 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，每組6 人座椅根據(jù)120kg標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算［5］。

2.3 改造結(jié)果

為對(duì)改造后的地鐵10 號(hào)線(xiàn)整體列車(chē)系統(tǒng)行車(chē)質(zhì)量、運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，針對(duì)改造列車(chē)相關(guān)動(dòng)應(yīng)力性能以及動(dòng)力學(xué)等實(shí)施綜合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，主要試驗(yàn)內(nèi)容如下。

針對(duì)列車(chē)線(xiàn)路整體動(dòng)力學(xué)性能實(shí)施全面檢驗(yàn)，具體試驗(yàn)對(duì)象包括橫向穩(wěn)定性、車(chē)廂橫向運(yùn)行加速度、輪軸橫向力、輪重減載系數(shù)、脫軌系數(shù)、車(chē)廂垂向穩(wěn)定性及垂向加速度等基礎(chǔ)指標(biāo)，對(duì)相關(guān)指標(biāo)實(shí)施科學(xué)評(píng)定。車(chē)輛懸掛系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)動(dòng)車(chē)及拖車(chē)整體穩(wěn)定運(yùn)行指標(biāo)滿(mǎn)足安全運(yùn)行速度要求，為每小時(shí)70km。列車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性相關(guān)指標(biāo)的平均值最高數(shù)值全部低于2.5，處于一種優(yōu)級(jí)等級(jí)狀態(tài)。針對(duì)列車(chē)轉(zhuǎn)向架整體構(gòu)架實(shí)施動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)，針對(duì)列車(chē)改造拖車(chē)架構(gòu)核部位整體疲勞強(qiáng)度實(shí)施動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)，處于A(yíng)W3超員荷載條件下，其中，動(dòng)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)整體最高等效應(yīng)力變化參數(shù)范圍主要可以從轉(zhuǎn)向架側(cè)梁測(cè)點(diǎn)體現(xiàn)出來(lái)，大概是45.7MPa，低于360 萬(wàn)km 范圍內(nèi)的疲勞允許應(yīng)力數(shù)值70MPa 狀況，達(dá)到列車(chē)安全運(yùn)行要求。列車(chē)牽引性能試驗(yàn)方面，涵蓋AW3 超員負(fù)載運(yùn)行條件下，坡道救援能力、故障運(yùn)行功能、電制動(dòng)功能、旅行速度、牽引加速度等試驗(yàn)條件，最終試驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)出全部合格狀態(tài)。針對(duì)列車(chē)制動(dòng)性能實(shí)施綜合試驗(yàn)中，涵蓋AW3超員負(fù)載運(yùn)行條件下，停放制動(dòng)、制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度及制動(dòng)缸運(yùn)行壓力等檢驗(yàn)內(nèi)容，各項(xiàng)參數(shù)全部滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求［6］。

相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果證明，列車(chē)改造后，相關(guān)運(yùn)行參數(shù)以及對(duì)應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果全部符合基礎(chǔ)指標(biāo)要求，證明此次列車(chē)改造工程滿(mǎn)足地鐵設(shè)計(jì)具體要求規(guī)范。同時(shí)，地鐵10號(hào)線(xiàn)在針對(duì)部分座位實(shí)施全面拆除改造后，上線(xiàn)運(yùn)營(yíng)載客各種基礎(chǔ)指標(biāo)狀態(tài)較好，沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)停車(chē)對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)等問(wèn)題。在針對(duì)地鐵10 號(hào)線(xiàn)中的部分列車(chē)座椅進(jìn)行全面拆除基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化列車(chē)座椅改造效果，整個(gè)列車(chē)內(nèi)的乘客站立面積大概增加15㎡，載客人員數(shù)量增加33人，列車(chē)最高運(yùn)輸能力擴(kuò)大3%，列車(chē)最高運(yùn)輸能力擴(kuò)大到每小時(shí)4.51 萬(wàn)人，符合早晚通行高峰期間的客流斷面運(yùn)力要求，可以幫助乘客進(jìn)一步縮減進(jìn)站時(shí)間和等候時(shí)間，方便乘客便捷出行。地鐵10號(hào)線(xiàn)在針對(duì)部分列車(chē)相關(guān)客室座椅實(shí)施綜合改造后，為乘客留出更多的站立空間，能夠有效縮減列車(chē)內(nèi)部擁擠度。而在列車(chē)改造后，將會(huì)直接拆除車(chē)廂中的部分座椅，額外增加相應(yīng)的腰靠設(shè)施，乘客站在列車(chē)車(chē)廂中可以在車(chē)窗內(nèi)斜靠站立。北京地鐵管理部門(mén)提供相關(guān)信息，列車(chē)對(duì)應(yīng)車(chē)廂座椅具體改造工程涵蓋部分車(chē)廂拆除12 組6 人座椅和2 組3 人座椅，額外設(shè)置26 組腰靠設(shè)施。工程改造后，全列車(chē)內(nèi)座椅拆除使乘客站立空間擴(kuò)大21㎡，其中，單獨(dú)列車(chē)最高運(yùn)輸承載能力擴(kuò)大5%。假如按照每平方米6人的站立標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，則每趟列車(chē)和以往相比能夠擴(kuò)大126 人。改造后，地鐵10 號(hào)線(xiàn)列車(chē)在第一節(jié)和第六節(jié)兩個(gè)車(chē)廂中分別拆除4排長(zhǎng)形座椅，列車(chē)中間一組車(chē)廂拆除2組3人短座椅和4 組長(zhǎng)形座椅，剩余車(chē)廂內(nèi)部未發(fā)生任何變化。地鐵運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)介紹，在實(shí)施座椅拆除改造后，10116首列列車(chē)主要集中于早晚高峰時(shí)期進(jìn)行正式通行應(yīng)用，縮減車(chē)廂擁擠度，擴(kuò)大空間站立面積［7］。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，北京地鐵10號(hào)線(xiàn)在整個(gè)北京的軌道交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中屬于客流量最高線(xiàn)路，特別是線(xiàn)路的北段和東段，與勁松、國(guó)貿(mào)、海淀黃莊的熱門(mén)區(qū)域連接，平均每天早高峰的載客率幾乎突破100%。為進(jìn)一步幫助10 號(hào)線(xiàn)順利緩解早晚高峰區(qū)間的乘客換乘負(fù)擔(dān)和壓力，控制乘客等候時(shí)間，需要進(jìn)一步改善北京地鐵10 號(hào)線(xiàn)運(yùn)力，為乘客提供更多站立空間，拆除部分座椅，工程改造完成后已開(kāi)始投入運(yùn)行。