對(duì)地鐵線路曲線限速的幾點(diǎn)思考

1、對(duì)地鐵線路曲線限速的幾點(diǎn)思考摘要：對(duì)轉(zhuǎn)彎曲線限速的理解和計(jì)算在路線功能、駕駛、結(jié)構(gòu)、軌道、信 號(hào)等方面存在差異。線路專(zhuān)業(yè)將目標(biāo)速度視為無(wú)限的速度等級(jí)，曲線段以標(biāo)準(zhǔn)曲 線長(zhǎng)度為限速值。為了創(chuàng)建清晰的設(shè)計(jì)，主驅(qū)動(dòng)使用此計(jì)算方法，結(jié)構(gòu)核心使用 目標(biāo)速度作為負(fù)載計(jì)算的基礎(chǔ)，主軌道使用實(shí)際超高和最大欠超高作為控制元素。 為了計(jì)算速度限制，使用軌道提供主要信號(hào)，速度限制用作計(jì)算AT。目標(biāo)速度和 相關(guān)參數(shù)的上限。說(shuō)到限速，每個(gè)專(zhuān)業(yè)都有自己獨(dú)特的理解。為每項(xiàng)任務(wù)篩選想 法和算法，以最大限度地釋放線路、車(chē)輛和信號(hào)強(qiáng)度，以及適當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管 理指南。關(guān)鍵詞：城市軌道交通；曲線限速；線路；引言目標(biāo)速度是航線路最重

2、要的技術(shù)參數(shù)之一，是許多專(zhuān)業(yè)任務(wù)的主要輸入數(shù)據(jù)。 路線功能使用它來(lái)執(zhí)行路線規(guī)劃功能，以實(shí)現(xiàn)沿線組團(tuán)間出行的目標(biāo)。建筑工作 制定了適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，以滿足車(chē)輛對(duì)建筑物的效果。專(zhuān)家根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50157-2013）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)范）的超高緩和曲線表（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“緩長(zhǎng) 表”）進(jìn)行計(jì)算。軌道專(zhuān)家根據(jù)牽引計(jì)算設(shè)計(jì)實(shí)際高度，并根據(jù)此計(jì)算實(shí)際速度 限制，信號(hào)專(zhuān)業(yè)決定哪一個(gè)是合適的，信號(hào)系統(tǒng)的速度控制參數(shù)根據(jù)軌道專(zhuān)業(yè)提 供的限速值確定。這是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)品牌的主要廠商多為西門(mén)子、泰雷茲等外資企業(yè)。由于設(shè)計(jì)思 路的不同，對(duì)設(shè)計(jì)施加的曲線限速明顯（約10%）降低到實(shí)際列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行速 度。且軌道條件和施工結(jié)構(gòu)允許速度

3、差較大，難以充分利用車(chē)輛的軌道和運(yùn)行。1曲線限速常規(guī)算法對(duì)緩長(zhǎng)表的研究表明，最高限速一般基于不低于高度或不滿足最大隨時(shí)間變 化率的原則。動(dòng)能損失的速度和效果通常不會(huì)控制正常速度的目標(biāo)值。標(biāo)準(zhǔn)緩長(zhǎng) 表中的慢速和最大長(zhǎng)度均為推薦值。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，不能任意選擇特定圓曲 線的長(zhǎng)度，無(wú)特殊原因，應(yīng)該嚴(yán)格列在緩長(zhǎng)表中，對(duì)于行駛速度（通常四舍五入 到5公里/小時(shí)），選擇相同的緩和長(zhǎng)度，或者向左較短的緩和長(zhǎng)度，長(zhǎng)度必須 等于匹配的彎道限速，避免因彎道長(zhǎng)度限制導(dǎo)致彎道減速。實(shí)際超高往往需要軌道專(zhuān)家根據(jù)牽引計(jì)算進(jìn)行實(shí)際停留，計(jì)算結(jié)果往往與緩 長(zhǎng)表對(duì)應(yīng)的最大高度不同。因此，彎道的實(shí)際限速通常是結(jié)合函數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算

4、成 本增加到一個(gè)合適的函數(shù)。目前最常用的計(jì)算軌道運(yùn)行速度限制的方法是通過(guò)將 實(shí)際最大高度和最大允許增加量設(shè)置為小于或等于最大數(shù)來(lái)解決問(wèn)題。8 111.9其中：，是為軌道設(shè)計(jì)的實(shí)際最大高度；是超高邊坡允許高度（通常 為61mm）； R為曲線半徑。2信號(hào)系統(tǒng)對(duì)車(chē)速進(jìn)行折減的原因信號(hào)系統(tǒng)具有三種列車(chē)控制模式：ATO+ATP、ATP和ATP去除（ATO為列車(chē)自 動(dòng)駕駛系統(tǒng)，ATP為列車(chē)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)）。1）ATO+ATP模式下，信號(hào)系統(tǒng)控制列車(chē)速度上下波動(dòng)ATO目標(biāo)速度（速度容 差為2.5至3.6公里/小時(shí)）。當(dāng)列車(chē)速度超過(guò)ATO+指示速度和最高速度容錯(cuò)時(shí)， 信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)始緊急制動(dòng)。2）在ATP模式下，信

5、號(hào)系統(tǒng)不控制列車(chē)速度，只起高速保護(hù)作用。列車(chē)的 速度由司機(jī)控制，如果列車(chē)速度達(dá)到ATP指令速度的某一速度，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出緊 急制動(dòng)報(bào)警。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行速度超過(guò)ATP制動(dòng)速度時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)啟動(dòng)緊急制動(dòng)。3）ATP去除模式下，列車(chē)速度由駕駛員控制，信號(hào)系統(tǒng)不進(jìn)行速度控制和速 度保護(hù)。當(dāng)條件滿足時(shí)，當(dāng)駕駛員控制的列車(chē)速度接近一定速度時(shí)，車(chē)輛的各種 限速控制和緊急制動(dòng)都被激活。當(dāng)列車(chē)速度達(dá)到車(chē)輛的最大保護(hù)速度時(shí)，車(chē)輛啟 用最大速度保護(hù)（緊急制動(dòng)）。用于緊急制動(dòng)的ATP命令和響應(yīng)開(kāi)始之間有0.1秒的延遲。啟動(dòng)緊急制動(dòng) 后，從連接到制動(dòng)能力達(dá)到90%大約需要1.6秒。與此同時(shí)，汽車(chē)的速度還在 繼續(xù)，系統(tǒng)必須保證列

6、車(chē)的行駛速度不超過(guò)ATP系統(tǒng)限制的速度。目前，ATP系 統(tǒng)的限速使用較多的是軌道專(zhuān)家的限速，在軌道專(zhuān)家的支持下，列車(chē)保持了近90% 的速度。如果限速由城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（建設(shè)等級(jí)104-2008）第33條規(guī)定的 ATP信號(hào)控制，則出現(xiàn)系統(tǒng)控制延遲，可能出現(xiàn)瞬時(shí)加速。出于這個(gè)原因，據(jù)說(shuō) 隨著最高速度增加到5公里/小時(shí)，5公里/小時(shí)的最大允許速度被認(rèn)為會(huì)使信 號(hào)系統(tǒng)減速。3相關(guān)控制導(dǎo)則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2017年5月，由中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)、全國(guó)城市軌道交通運(yùn)行研究所發(fā)布 的城市軌道交通列車(chē)管理（以下簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)則），在鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限速 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)）框架內(nèi)考慮，分別提出了軌道最大允許工作速度、軌道最 大極

7、限、路段設(shè)計(jì)速度、路段臨界速度等概念。3.1導(dǎo)則中的相關(guān)概念線路最大允許工作速度：根據(jù)a=0.4m/、，即當(dāng)允許高度小于61mm時(shí)，結(jié)合 公式（1）的最大速度限制為當(dāng)前專(zhuān)業(yè)平均速度的限制。最大線速度限制：根據(jù) a=0.6m/、，即允許高度小于90mm，結(jié)合公式（1）計(jì)算最大限制速度（a為未被 平衡的橫向加速度值），列車(chē)最高限速：信號(hào)專(zhuān)業(yè)綜合線路允許最高運(yùn)行速度、 車(chē)輛最高運(yùn)行速度和運(yùn)行條件，列車(chē)所能達(dá)到的最大速度被確定為不超過(guò)最大線 速度。ATP系統(tǒng)的限速是根據(jù)列車(chē)最高運(yùn)行速度和列車(chē)運(yùn)行狀況通過(guò)變量計(jì)算確定 的，緊急制動(dòng)速度由ATP的實(shí)時(shí)計(jì)算和加速度確定，線基的設(shè)計(jì)速度應(yīng)與車(chē)輛的 施工速度成正

8、比。3.2標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿（團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)）中的相關(guān)概念線路速度：可以理解為正常速度的目標(biāo)值，以滿足路線規(guī)劃的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)路 線上組團(tuán)之間的行程時(shí)間目標(biāo)。路段設(shè)計(jì)速度：以確保行車(chē)安全和良好舒適度， 預(yù)計(jì)列車(chē)將繼續(xù)在直路、彎道、路口和站臺(tái)段運(yùn)行。在計(jì)算中，未平衡的橫向加 速度a = 0.4 mA 在B = 0.3 mA 范圍內(nèi)，最大時(shí)間波動(dòng)f = 40 mm/s，最大速 度時(shí)間波動(dòng)根據(jù)三者最小值計(jì)算。臨界道路速度：列車(chē)可以通過(guò)彎道、出口臺(tái)階和平臺(tái)的速度，偽裝成確保安 全行駛并滿足一定程度的舒適度。計(jì)算值允許的最大公差小于99.45mm。即未平 衡橫向加速度a = 0.65 m/或線水平速度7 km/h，曲

9、線設(shè)計(jì)速度10 km/h，確 定較低的值。ATP頂篷的速度通常取路段的臨界速度，信號(hào)系統(tǒng)根據(jù)ATP速度計(jì) 算緊急制動(dòng)的觸發(fā)次數(shù)。正線區(qū)間設(shè)計(jì)速度應(yīng)為線速度+10km/h，由于上面提到 的性能標(biāo)準(zhǔn)和指南范圍很廣，所以在這里引用太多并不合適。與該主題相關(guān)的結(jié) 論可總結(jié)如下。1）計(jì)算ATP頂篷速度（即ATP系統(tǒng)限速）時(shí)，線限速，即等式（1）的計(jì)算 結(jié)果，允許高度小于99.45mm或90mm （根據(jù)相關(guān)研究，150mm的欠超高作為安全 指標(biāo)），扣除系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間后，實(shí)際運(yùn)行速度對(duì)應(yīng)一個(gè)更高的水平，以達(dá)到實(shí)際 設(shè)計(jì)的目的。2）信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算ATO引導(dǎo)速度應(yīng)努力保證列車(chē)達(dá)到路段速度或設(shè)計(jì)速度的 目標(biāo)速度，以滿足計(jì)劃和行駛時(shí)間，保證乘客舒適度。3）車(chē)站和岔道在相關(guān)服務(wù)中應(yīng)分別考慮。軌道的設(shè)計(jì)速度、限制和公共工 程必須以車(chē)輛建造速度來(lái)解決超速的影響。結(jié)語(yǔ)線路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是以速度為前提，通過(guò)結(jié)合緩長(zhǎng)表來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后建議使用更 寬松的線路條件。以后計(jì)算其他線路的實(shí)際最大高度時(shí)，最好同時(shí)考慮彎道半徑 和緩和曲線