東京圈輸送管理系統(tǒng)課件

1、東京圏輸送管理東京圈輸送管理系統(tǒng)AUTONOMOUS DECENTRALIZED TRANSPORT OPERATION CONTROL SYSTEM OF TOKYO METROPOLITAN第1頁，共53頁。東京圈東京圈是以皇宮為中心，以50km為半徑的范圍，包括東京都、琦玉縣、千葉縣、神奈川縣（含橫濱市）的部分地區(qū)和茨城縣南部地區(qū)，面積約1 0117 km2，人口2 994 萬人，占日本全國人口的23%4。第2頁，共53頁。第3頁，共53頁。東京的軌道交通系統(tǒng) 東京的軌道交通系統(tǒng)究竟有多么可怕，讓我們先看一看中國大城市的情況 北京地鐵：預(yù)計(jì)到2015年會(huì)有至少19條線路、660公里。20

2、11年4月29日創(chuàng)下最高值，達(dá)到724.51萬人次。 上海軌道交通：到2014年，將達(dá)到600公里。2010年10月22日，上海地鐵全路網(wǎng)客流創(chuàng)歷史新高，達(dá)到7548萬人次。 成都地鐵：2020年前，298Km。第4頁，共53頁。東京的軌道交通系統(tǒng) 眾所周知，東京是世界上鐵路網(wǎng)最密集的城市（之一），據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前(2008)東京圈內(nèi)軌道交通線路為130 條左右長約2 369.3 km4，平均路網(wǎng)密度達(dá)到231 m/km2；東京中心城區(qū)（半徑15 km）范圍內(nèi)，線路總長為620.2 km，網(wǎng)絡(luò)密度達(dá)1005m/km2，人們步行10 min 之內(nèi)就至少會(huì)有一個(gè)軌道交通車站，特別是在環(huán)狀山手線所經(jīng)的范

3、圍內(nèi)?？傑囌緮?shù)超過600個(gè)。第5頁，共53頁。東京的軌道交通系統(tǒng)軌道交通所占的市場份額在54%-60%，2006年全年輸送138億人次（3780萬/日）高峰期90%進(jìn)入市中心的客流通過軌道交通新宿站（346萬）、池袋站（271萬）的日均客流分別是世界第一和第二位 所以3.11大地震時(shí)幾乎所有鐵路的停運(yùn)，導(dǎo)致東京道路交通徹底癱瘓。第6頁，共53頁。東京的軌道交通系統(tǒng)東京的軌道交通分類相當(dāng)繁多，按營業(yè)者分類基本如下：JR新干線JR各社（主要是JR東日本）國鐵線路各私鐵（東武、西武、小田急、京急等）線路東京地下鐵（前身是營團(tuán)地下鐵）東京都交通局線路（都營地下鐵、都電荒川線【東京僅存的有軌電車線】等）

4、多摩都市單軌、羽田機(jī)場單軌百合鷗公司：無人駕駛新交通系統(tǒng)臨海線第7頁，共53頁。JR東日本既有線車輛圖例著名的E231系，通勤主力車型成田機(jī)場快線特急E259系第8頁，共53頁。京急電鐵京成電鐵小田急電鐵東武鐵道私鐵車輛圖例第9頁，共53頁。單軌鐵路多摩都市單軌（某科學(xué)的超電磁炮中單軌列車原型）羽田機(jī)場單軌（東京單軌）第10頁，共53頁。都電荒川線東京都僅存唯一一條有軌電車線第11頁，共53頁。百合鷗臨海新交通系統(tǒng)線無人駕駛，最高時(shí)速60km/h第12頁，共53頁。首都圏鉄道路線図二八第13頁，共53頁。面對(duì)如此繁雜的線路，怎么樣才能保證最高效地運(yùn)行？ 經(jīng)過數(shù)十年的摸索，東京圈各社逐漸意識(shí)到只

5、有將各條線路綜合地利用起來才可以做到最高效運(yùn)行。為此，線路按照下面的理念設(shè)計(jì)。統(tǒng)一線路和車輛標(biāo)準(zhǔn)，從而車輛可以互相利用。不同社之間線路相互直通運(yùn)轉(zhuǎn)統(tǒng)一車票（Suica/PASMO等）JR東日本的ATOS系統(tǒng)第14頁，共53頁。1、統(tǒng)一線路和車輛標(biāo)準(zhǔn)軌道、供電的統(tǒng)一化第15頁，共53頁。日本的鐵道軌距在明治初期，日本開始建設(shè)鐵道。由于和英國有著類似地理?xiàng)l件，遂采用了和英國同標(biāo)準(zhǔn)的1067mm軌距（3英尺6英寸）。之后又多次為改軌而發(fā)生紛爭，皆因內(nèi)閣的變動(dòng)不了了之。在戰(zhàn)前，對(duì)于并不追求非常高速（1934年南滿洲鐵道(標(biāo)準(zhǔn)軌)特急大連長春間戰(zhàn)前亞洲最高速度130km/h）的日本國鐵和私鐵來說，沒有必

6、要花大成本改成標(biāo)準(zhǔn)軌，并一直延續(xù)至今。第16頁，共53頁。日本的鐵道軌距于是，日本的鐵路軌距以1067mm為主，部分鐵路（主要是新干線）采用1435mm準(zhǔn)軌，少數(shù)鐵路（如東京都營路面電車）采用1372mm軌距。而東京都絕大多數(shù)既有線使用的是1067mm軌距，這為直通運(yùn)行建立了條件。第17頁，共53頁。供電的統(tǒng)一東京圈鐵道100%電化。東京圈的國鐵既有線及私鐵和大多數(shù)地鐵線的架線式供電線路電壓均為直流1500V。不同車輛的動(dòng)力設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方式存在區(qū)別，但是都能兼容直流1500V標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一架線高度4.5m。第18頁，共53頁。2、直通運(yùn)轉(zhuǎn)不同線路、公司之間線路的相互直通運(yùn)轉(zhuǎn)第19頁，共53頁。東京地

7、下鐵有樂町線/東武東上本線 和光市站（界限站）相互直通運(yùn)轉(zhuǎn)的東京地下鐵10000系（左）和東武50070系（右）第20頁，共53頁。直通運(yùn)轉(zhuǎn)的好處直通運(yùn)轉(zhuǎn)的最大優(yōu)點(diǎn)是，乘客可以乘坐同一列車直達(dá)不同線路的站點(diǎn)，免去了換乘的煩惱，非常方便。極大地吸引了客源。保證軌道交通從一開始就有一定的客運(yùn)規(guī)模，加快資金回收。在東京中心城區(qū)建設(shè)軌道交通線路需要投入巨額資金，直通運(yùn)輸可以保證線路從開業(yè)時(shí)起就具備一定規(guī)模的客運(yùn)需求，加快其資金回收。第21頁，共53頁。直通運(yùn)轉(zhuǎn)的含義直通運(yùn)轉(zhuǎn)主要是指同一列車的運(yùn)行線路能在不同鐵道運(yùn)營公司之間的或者同一家公司不同路線之間延伸。由于線路和車輛標(biāo)準(zhǔn)相同，首都圈各線可以很方便地

8、實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)轉(zhuǎn)。第22頁，共53頁。實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)轉(zhuǎn)的方式首先，在實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)轉(zhuǎn)之前，有關(guān)的鐵路公司之間應(yīng)該就設(shè)施、業(yè)務(wù)和旅客的向?qū)А⒎?wù)、遺失物品之類的事項(xiàng)達(dá)成協(xié)定。第23頁，共53頁。實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)轉(zhuǎn)的方式在準(zhǔn)備直通運(yùn)轉(zhuǎn)的中間界限站，設(shè)置線路和信號(hào)配置設(shè)備。（進(jìn)路控制、通信控制等）如果軌距、供電規(guī)格不同，還需考慮換轉(zhuǎn)向架（中俄列車）或三軌化，以及自備發(fā)電機(jī)等。不過東京圈鐵道網(wǎng)沒有這個(gè)問題。第24頁，共53頁。實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)轉(zhuǎn)的方式如果要實(shí)現(xiàn)與地鐵的直通運(yùn)轉(zhuǎn)，還必須考慮車身寬度（如上例的東武50070系）。車輛的保安系統(tǒng)（ATC/ATS）和列車的無線通信方式和規(guī)則必須統(tǒng)一。第25頁，共53頁。東京的直通運(yùn)轉(zhuǎn)

9、線路共有數(shù)十條。兩家地鐵與JR東日本、東急、東武、西武、小田急、京城、京王等等JR與眾私鐵等等第26頁，共53頁。直通運(yùn)轉(zhuǎn)的問題直通運(yùn)轉(zhuǎn)給制定運(yùn)行圖造成了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。由于直通運(yùn)輸涉及到不同運(yùn)營主體，其運(yùn)輸方案要經(jīng)過公司之間的協(xié)商，甚至需要多家企業(yè)進(jìn)行協(xié)商，才能達(dá)成一致，這無疑增大了行車組織的復(fù)雜程度。容易出現(xiàn)列車嚴(yán)重超員、列車晚點(diǎn)、服務(wù)質(zhì)量不高等問題。列車晚點(diǎn)波及到直通線路，會(huì)擴(kuò)大列車晚點(diǎn)范圍。第27頁，共53頁。直通運(yùn)轉(zhuǎn)的問題增加了道口事故發(fā)生的頻率和波及范圍。東京都的平交道口有628處，分布廣泛，一般鐵路道口事故在運(yùn)輸事故中所占的比重接近一半。而且將地鐵列車運(yùn)行到地面線路上，這對(duì)地鐵司機(jī)的

10、駕駛要求將是不同的。第28頁，共53頁。3、統(tǒng)一的車票服務(wù)Suica、PASMO等平緩?fù)ㄟ^，刷卡1秒第29頁，共53頁。統(tǒng)一的車票服務(wù)東京圈發(fā)行的電子客票種類繁多，主要是Suica和PASMO。東京圈目前已經(jīng)做到一卡乘遍幾乎所有鐵路和很多公交車。通用車票的好處是極大地方便了乘車，并且不會(huì)有黃牛黨的問題。第30頁，共53頁。第31頁，共53頁。SuicaSuica（）是在東日本旅客鉄道（JR東日本）東京單軌鐵路東京臨海高速鉄道等線路導(dǎo)入的使用射頻通信技術(shù)的通用乗車卡電子錢包。Suica是JR東日本的登録商標(biāo)。Suica來源是“SuperUrbanIntelligentCard”的略稱。而suic

11、a這個(gè)詞在日語中和“西瓜”的發(fā)音相同，正好對(duì)應(yīng)了JR東日本綠色的徽標(biāo)。第32頁，共53頁。Suica學(xué)生通勤季票第33頁，共53頁。Suica的用處自2001年正式導(dǎo)入后，至今日東京圈全部JR東日本線路均可使用（包括新干線和單軌鐵路），由JR東日本運(yùn)營的公共汽車線亦可使用。亦可以與PASMO等其他的電子客票通用，乘坐基本上全部的私鐵和地鐵線路。其他許多服務(wù)，如可以在一些店鋪和自動(dòng)售貨機(jī)消費(fèi)的電子錢包等。可以說有一張Suica就可以搞定東京都基本上全部的軌道交通。亦可以和學(xué)生證、職員證、手機(jī)結(jié)合。第34頁，共53頁。Suica的未來設(shè)想2013年春、北海道旅客鉄道（JR北海道）Kitaca、首都

12、圏的私鉄公共汽車公営交通的PASMO卡、JR東日本東京單軌東京臨海高速鉄道、名古屋市交通局及名古屋鉄道的manaca卡、JR東海的TOICA卡、PiTaPa、JR西日本的ICOCA、福岡市交通局的、西日本鉄道的nimoca、JR九州的SUGOCA的10種交通IC卡相互通用。 第35頁，共53頁。Suica的未來設(shè)想（時(shí)間未定）全日本所有鐵道通用第36頁，共53頁。PASMO和Suica一樣，PASMO是由株式會(huì)社PASMO開發(fā)的非接觸式IC卡。PASMO的主要導(dǎo)入對(duì)象是除了JR之外的關(guān)東地方鐵道會(huì)社，如私鐵、地鐵、多摩都市單軌、都營有軌電車和百合鷗臨海新交通線等。另外很多公共汽車公司使用PAS

13、MO，以及東京灣渡輪。PASMO在推出一個(gè)月后發(fā)行量就達(dá)400萬枚，以致PASMO公司不得不對(duì)發(fā)行進(jìn)行限制。第37頁，共53頁。PASMO卡Suica、PASMO相互利用的宣傳卡第38頁，共53頁。PASMO的功能和Suica功能類似，作為軌道交通和其他公共交通儲(chǔ)值卡使用。主要運(yùn)用在非JR路線上，不過可以和Suica完全互相通用于JR線路。第39頁，共53頁。4、JR東日本ATOS系統(tǒng)基于自律分散系統(tǒng)原理的列車綜合運(yùn)行控制系統(tǒng)第40頁，共53頁。ATOS東京圏輸送管理（通稱ATOS：Autonomous decentralized Transport Operation control Sys

14、tem）是東日本旅客鉄道（JR東日本）在首都圏各線導(dǎo)入的進(jìn)行有關(guān)鉄道列車運(yùn)行的信息管理以及機(jī)器控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。也被稱作自律分散型列車運(yùn)行管理系統(tǒng)。ATOS于1996年開始運(yùn)行，和新干線的COSMOS基本是同期開發(fā)的。第41頁，共53頁。ATOS之所以要開發(fā)這個(gè)系統(tǒng)，是為了解決JR東日本首都圈各線超高密度發(fā)車（最短間隔1min50s）的困難。另外，不同用途、性能、種類的車輛混合運(yùn)輸也是非常難以處理的事情。為了解決此這些問題，開發(fā)了基于自律分散原理的ATOS系統(tǒng)，以列車運(yùn)行圖數(shù)據(jù)庫為核心控制列車運(yùn)行。與COSMOS的主要區(qū)別就是要處理超高密度發(fā)車的控制。第42頁，共53頁。ATOS的特點(diǎn)高度自動(dòng)

15、化，車站根據(jù)運(yùn)行圖自動(dòng)控制發(fā)車和進(jìn)路，無需人為干預(yù)。操作高度快捷，在早上運(yùn)輸高峰時(shí)行車間隔僅為2min 的高密度運(yùn)輸區(qū)段, 不允許調(diào)度員在輸入上延遲。為此, 列車運(yùn)行圖表示在圖形顯示器上, 用鼠標(biāo)簡單地點(diǎn)取畫面上的列車標(biāo)識(shí), 就能輸入計(jì)劃變更。自律分散型網(wǎng)絡(luò)。第43頁，共53頁。系統(tǒng)構(gòu)成第44頁，共53頁。ATOS的功能運(yùn)行圖管理機(jī)能運(yùn)転整理機(jī)能車站進(jìn)路控制機(jī)能車站旅客向?qū)C(jī)能維護(hù)作業(yè)管理機(jī)能第45頁，共53頁。運(yùn)行圖管理機(jī)能行駛?cè)苛熊囘\(yùn)行圖，包括臨時(shí)試運(yùn)転回送貨物列車等的管理全部包含在內(nèi)。可以交互傳輸列車晚點(diǎn)信息，從而修改即時(shí)列車運(yùn)行圖。第46頁，共53頁。運(yùn)転整理機(jī)能當(dāng)列車晚點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行時(shí)

16、刻調(diào)整和到發(fā)順序變更。一旦變更，變更后的信息立即向各站傳送，同時(shí)顯示在旅客向?qū)聊簧?。?7頁，共53頁。出發(fā)時(shí)間顯示器延發(fā)顯示。上下表示交替顯示圖示情況是發(fā)車時(shí)間變更為28分15秒発車出發(fā)時(shí)間顯示器抑止顯示。運(yùn)行圖大幅混亂時(shí)，暫停發(fā)車。第48頁，共53頁。車站進(jìn)路控制機(jī)能通過列車運(yùn)行圖和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的轉(zhuǎn)轍機(jī)和信號(hào)機(jī)控制車輛進(jìn)路。另外，還有顯示列車在線位置的功能。第49頁，共53頁。車站旅客向?qū)C(jī)能基于列車運(yùn)行圖，列車的種別、愛稱（比如HIKARI光、TSUBAME燕）、發(fā)車時(shí)刻和順序等在由車站內(nèi)設(shè)置的發(fā)車顯示器和自動(dòng)放送裝置等構(gòu)成的旅客向?qū)аb置上顯示。一旦出現(xiàn)晚點(diǎn)，將會(huì)顯示列車目前位置和預(yù)計(jì)到發(fā)時(shí)間。第50頁，共53頁。正常情況延遲時(shí)特殊情況（如團(tuán)體列車）第51頁，共53頁。維護(hù)作業(yè)管理機(jī)能和COSMOS一樣，由工人手持設(shè)備進(jìn)行控制。第52頁，共53頁。參考資料：1、（日文）維基百科/wiki/東京圏輸送管理2、（日文）東京圏