06城市軌道交通運輸能力

6.1運輸能力基本概念6.2運輸能力的影響因素6.3運輸能力的計算6.4加強運輸能力的措施6.5提高運行效率的措施

6城市軌道交通運輸能力6.1運輸能力基本概念運輸能力：某線路上、某一方向、一小時內(nèi)所能輸送的旅客總數(shù)。是通過能力和輸送能力的總稱。運輸能力的大小主要取決于固定設(shè)備、移動設(shè)備、技術(shù)設(shè)備的運用，行車組織方法和行車作業(yè)人員的數(shù)量、技能水平。運輸能力計算涉及新建及拓展項目的規(guī)劃與運營分析、運輸線路評價、新的信號與控制技術(shù)的評估、系統(tǒng)能力與運營隨時間的變化等。

6城市軌道交通運輸能力1、通過能力

通過能力是指一定的車輛類型、行車組織方法條件下，城市軌道交通固定設(shè)備在單位時間內(nèi)（通常是高峰小時）所能通過的最大列車數(shù)。（1）.通過能力的分類設(shè)計通過能力（新線或技術(shù)改造后的既有線）現(xiàn)有通過能力（當前）需要通過能力（后備）6城市軌道交通運輸能力（2）.通過能力的計算通過能力應按固定設(shè)備計算：輕軌、地鐵：線路（信號系統(tǒng)構(gòu)成、列車運行控制方式、車輛技術(shù)性能、行車組織方法、進出站線路橫縱斷面、停站時間標準等。）列車折返設(shè)備（折返線布置、信號聯(lián)鎖設(shè)備、折返站內(nèi)運行速度、折返站標準停時等）車輛段設(shè)備（車輛檢修臺位、停車線數(shù)量）牽引供電設(shè)備（牽引變電所的數(shù)量、容量）6城市軌道交通運輸能力通過能力應按固定設(shè)備計算：市郊鐵路：區(qū)間（區(qū)間正線數(shù)、區(qū)間長度、線路平縱斷面等）車站（車站到發(fā)線數(shù)、咽喉道岔布置等）機務(wù)段設(shè)備和整備設(shè)備（段內(nèi)整備線、定修臺位等）牽引供電設(shè)備（牽引變電所、接觸網(wǎng)）6城市軌道交通運輸能力限制通過能力的最主要的因素：由各項固定設(shè)備計算得到的通過能力，往往不同，其中通過能力最小的設(shè)備限制了整個線路的通過能力。影響通過能力的諸多因素中，最主要的是列車運行控制方式和停站時間。通過能力的正確計算和合理確定，在軌道交通系統(tǒng)的新線規(guī)劃設(shè)計、日常運輸能力安排及既有線改造過程中都是一個重要問題。6城市軌道交通運輸能力2、輸送能力

輸送能力是在一定的車輛類型、固定設(shè)備和行車組織方法的條件下，按照現(xiàn)有設(shè)備和乘務(wù)人員的數(shù)量，城市軌道交通系統(tǒng)在單位時間內(nèi)所能運送的乘客人數(shù)。輸送能力與通過能力、列車定員、車站設(shè)備的設(shè)計容量有關(guān)。輸送能力是衡量軌道交通技術(shù)水平與服務(wù)水平的重要指標。6城市軌道交通運輸能力3、通過能力與輸送能力的關(guān)系

6城市軌道交通運輸能力運輸能力通過能力輸送能力從固定設(shè)備角度確定線路所能開行的列車數(shù)是輸送能力的基礎(chǔ)從移動設(shè)備與行車作業(yè)人員的配備角度確定輸送乘客數(shù)是通過能力的最終體現(xiàn)（1）設(shè)計通過能力（2）現(xiàn)有通過能力（3）需要通過能力新線當前后備（1）線路（2）列車折返設(shè)備（3）車輛段設(shè)備（4）牽引供電設(shè)備車站設(shè)計客容量、列車定員、線路服務(wù)定位等衡量軌道交通技術(shù)水平與服務(wù)水平的重要指標6.2運輸能力的影響因素6.2.1線路能力

線路能力是指在采用一定的車輛類型、信號設(shè)備和行車組織方法條件下，城市軌道交通系統(tǒng)線路的各項固定設(shè)備在單位時間內(nèi)（通常是高峰小時）所能通過的列車數(shù)。線路能力主要取決于最小列車間隔和車站停留時間。

6城市軌道交通運輸能力1、最小列車間隔（1）列車控制系統(tǒng)與閉塞分區(qū)長度的影響

ATC系統(tǒng)：固定閉塞ATC系統(tǒng)準移動閉塞ATC系統(tǒng)移動閉塞ATC系統(tǒng)（2）折返站的折返能力折返方式：站前折返站后折返（站后折返的折返能力較大）

6城市軌道交通運輸能力2、車站停留時間在滿足服務(wù)安全性的前提下，列車在站點停車時間越短越好。車站停留時間包括：（1）客流上下車時間（2）開關(guān)門時間（3）車門關(guān)閉后的等待時間

6城市軌道交通運輸能力車站停留時間確定的影響因素：（1）車門運行（2）客流量（3）車門數(shù)量、寬度、間隔（4）站臺周轉(zhuǎn)情況（5）站臺高度（6）列車停站前、關(guān)門后的延誤（7）單/雙向上下車

6城市軌道交通運輸能力6.2.2列車能力分析列車能力：設(shè)計列車能力=每列車編組數(shù)×每輛車定員數(shù)實用列車能力=每列車編組數(shù)×每輛車定員數(shù)×發(fā)散系數(shù)每輛車定員數(shù)：每輛車定員數(shù)=車廂固定座位數(shù)+車廂有效站立面積×每單位面積允許站立人數(shù)

6城市軌道交通運輸能力1、設(shè)計能力

如果選擇了某一類車輛：（1）座位數(shù)，假定所有座位滿載。（2）站立面積，即可用面積，要扣除座位旅客的腿部所占面積。

（3）站立密度，一般的，高峰期短時間可承受的平均站立密度為9人/m2，距離長時應相應減少；有時，服務(wù)策略、地區(qū)條件也是調(diào)整的因子。

6城市軌道交通運輸能力（4）站立效率，是用來增加或減少期望站立密度的一個直接因素，它需要兼顧站立空間的特性。（5）輪椅調(diào)整系數(shù)，很多城市軌道交通系統(tǒng)是可兼容輪椅的，這一問題要在計算時加以考慮。一般的，一個輪椅所占面積可按1.2~1.5m2計算，大致相當于2~6名站立旅客。（6）行李調(diào)整系數(shù)，與輪椅類似，當旅客攜帶一些大的物體時，需要調(diào)整能力。

6城市軌道交通運輸能力2、可用能力當沒有為系統(tǒng)選定車輛時，可以參考某種通用的車輛參數(shù)來計算能力。

影響車輛能力的主要參數(shù)包括：（1）車輛長度，可參照按車鉤中點計算列車全長的車輛名義長度。

6城市軌道交通運輸能力（2）車輛寬度，座椅后背高度處車輛的寬度，主要考慮到人的肩部較腳部寬。該處一般比地板高出0.8m，它比站臺水平上的車輛寬度寬0.10~0.15m，車輛寬度采用外部尺寸，再轉(zhuǎn)換為內(nèi)部尺寸。一般可假定車體一側(cè)的墻厚為0.05~0.10m。

（3）無乘客空間，主要兼顧駕駛室、設(shè)備及端墻等，包括車鉤末端的300mm距離。（4）座位密度，一般為1.5~2.0人/m2，低限適合通勤或長距離市郊快速鐵路，高限適合某些重軌快速線路。

6城市軌道交通運輸能力（5）座位利用率，與座位密度類似，旅客就座率也是一個特定場合的設(shè)計參數(shù)，受政策決策影響。（6）標準密度，沒有被座位占用或為輪椅、行李甚至自行車設(shè)計占用的車輛地板的空間一般單位面積可以容納的人數(shù)，根據(jù)不同技術(shù)標準，其數(shù)值也有不同。長期以來我國軌道交通建設(shè)一直采用：定員6人/m2，超員9人/m2的標準。車輛能力的計算，涉及三個方面：座位密度、作為率、站立密度。對于站立密度，未來的發(fā)展趨勢必然會考慮舒適度的需求。6城市軌道交通運輸能力6城市軌道交通運輸能力3、

列車能力設(shè)計列車能力是對車輛能力與編組數(shù)的簡單乘積。編組數(shù)受以下因素影響：（1）站臺長度，尤其是既有線。（2）街道約束，指在街道上行駛的車輛。6城市軌道交通運輸能力6.2.3車站對能力的約束需要考慮以下因素：（1）車站能力，包括占有率的限制。（2）站臺客流限制，主要是由于出入口的數(shù)量及寬度限制引起的。（3）車站停留空間不足。（4）收費系統(tǒng)的能力限制。6城市軌道交通運輸能力6.2.4其它影響因素分析（1）站立密度不是絕對的，在擁擠條件下，人們可以擠得更緊。（2）一般不可能設(shè)想多單元列車上所有車輛均同樣擁擠。

（3）還有一些其他因素會減少列車能力，如牽引力大小，車門問題，操作者的差異。他們不僅會導致列車間隔的增大，還會增加間隔的變化幅度。

6城市軌道交通運輸能力（4）最小間隔概念上沒有給運行圖留出間隙，以作為恢復晚點延誤的空當，它使得系統(tǒng)不能適應服務(wù)的變化。（5）旅客需求在高峰期內(nèi)一般也不是平均分布的，存在一些需求波動，這與特定的工作開始時間和結(jié)束時間有關(guān)。（6）日常需求還存在一些隨星期、季節(jié)、假期、天氣而發(fā)生的波動，如周一與周五不同等，這增加了需求的不可預測性。（7）客運需求是有一定彈性的，有時可以有一些擁擠和延誤。

6城市軌道交通運輸能力6.3運輸能力計算6.3.1通過能力通過能力反映的是線路、列車折返設(shè)備、車輛段設(shè)備和牽引供電設(shè)備的綜合能力，其中主要制約通過能力的是線路通過能力和折返設(shè)備通過能力。6城市軌道交通運輸能力1、線路通過能力自動閉塞行車時的線路通過能力：n線：1小時內(nèi)線路能通過的最大列車數(shù)（列）t間：追蹤列車最小間隔時間（s）6城市軌道交通運輸能力雙區(qū)間閉塞線路通過能力ti運：i區(qū)間運行時分（s)

τ連：連發(fā)間隔時間（s）6城市軌道交通運輸能力2、列車折返設(shè)備通過能力（1）計算折返能力的一般公式

列車折返能力是指軌道交通折返站在單位時間（通常是高峰小時）能夠折返的最大列車數(shù)。

計算公式：式中：t折——折返出發(fā)間隔時間（s）。6城市軌道交通運輸能力

折返出發(fā)間隔時間是指在折返作業(yè)正常進行、考慮作業(yè)與進路干擾情況下，折返列車在折返站的最小出發(fā)間隔時間。站前折返與站后折返對應的折返出發(fā)間隔時間不同。6城市軌道交通運輸能力（2）站后折返6城市軌道交通運輸能力站臺②②①計算公式：式中：t離去——列車駛出車站閉塞分區(qū)的時間（s）；t作業(yè)——辦理出折返線調(diào)車進路的時間（s），包括道岔區(qū)段進路解鎖延遲、排列進路和開放調(diào)車信號等時間；t確認——司機確認信號時間（s）；t出段——列車從折返線至車站出發(fā)線的運行時間（s）6城市軌道交通運輸能力（3）站前折返側(cè)到直發(fā)折返、直到側(cè)發(fā)折返6城市軌道交通運輸能力站臺②②①計算公式：式中：t作業(yè)——辦理接車進路的時間（s），包括道岔區(qū)段進路解鎖延遲、排列進路和開放調(diào)車信號等時間；t進站——列車從進站渡線道岔外方確認信號距離至車站正線的走行時間（s）。t離去——列車駛出車站閉塞分區(qū)的時間（s）；6城市軌道交通運輸能力3、最終通過能力和使用通過能力（1）最終通過能力

城市軌道交通最終通過能力通常受限制于線路或列車折返設(shè)備的通過能力，則最終通過能力計算公式為：式中：nmax——城市軌道交通在1小時內(nèi)最終能夠通過的最大列車數(shù)量（列）。6城市軌道交通運輸能力（2）使用通過能力在日常行車組織中，因為列車運行時分偏離、設(shè)備故障、行車事故和外界影響等帶來的通過能力損失是不可避免的，實際可用的通過能力往往達不到理想作業(yè)條件下的理論計算能力。使用通過能力計算公式：

式中：n使用——扣除能力損失后，城市軌道交通在1小時內(nèi)最終能夠通過的最大列車數(shù)量（列）。t損失——平均每列車分攤到的損失時間。6城市軌道交通運輸能力6.3.2輸送能力城市軌道交通線路的輸送能力在線路條件一定的條件下，主要決定于列車編組輛數(shù)和車輛定員人數(shù)，具體計算公式為：

式中，p——線路每小時最大輸送能力(人)；P車——車輛定員（人）。6城市軌道交通運輸能力1、列車編組輛數(shù)列車編組輛數(shù)確定的主要依據(jù)是預測的規(guī)劃年度早高峰小時最大斷面客流量，計算公式如下：此外，在確定列車編組輛數(shù)時還應充分考慮如下制約因素：①站臺長度限制。②對線路能力的影響。③經(jīng)濟合理性。6城市軌道交通運輸能力2、車輛定員數(shù)

車輛定員數(shù)，指城市軌道交通列車的額定載客量，由車輛的座位人數(shù)和站位人數(shù)組成，為車廂座位數(shù)和空余面積上站立的乘客數(shù)之和。

站位面積，指車廂空余面積，為車廂面積減去坐位面積。計算公式：客車輛定員數(shù)=車廂固定乘客座位數(shù)+車廂有效站立面積（m2）×每平方米允許站人數(shù)6城市軌道交通運輸能力6.3.3運輸能力儲備運輸儲備能力，是指在一定時期內(nèi)，給定運量條件下，充分考慮運量波動、維修作業(yè)、技術(shù)改造和系統(tǒng)發(fā)展等因素后，運輸系統(tǒng)具備完成日常運輸任務(wù)所需的最小使用能力以外的附加能力。6城市軌道交通運輸能力運量波動和車輛運行波動運輸系統(tǒng)運營初期過余能力儲備實際上是利用設(shè)備冗余或時間冗余提高運輸系統(tǒng)的可靠性，使運輸系統(tǒng)的發(fā)展能夠適應不斷增長的運輸需求。6城市軌道交通運輸能力通過能力儲備：固定設(shè)備的能力儲備（比如通過能力設(shè)備）輸送能力儲備：活動設(shè)備的能力儲備（比如備用車輛）6.4輸送能力加強的措施6城市軌道交通運輸能力1、運能—運量適應分析假設(shè)需要運輸能力在運營初始年為25000人，平均每年增加2500人。序號運能狀態(tài)變化h(s)M(輛)P車（人）P(人次）1現(xiàn)有運能1806250300002擴能措施甲1808250400003擴能措施乙1208300720006城市軌道交通運輸能力2、影響運輸能力的變量（1）線路：包括正線數(shù)目，路權(quán)是否專用，交叉口的類型和交通控制方式等。（2）車輛：包括車輛定員數(shù)，最高運行速度，加、減速度，車門數(shù)及車門寬度和座椅布置方式等。（3）車站：包括站間距，站臺高度和寬度，售檢票方式和上下車區(qū)域是否分開等。（4）列車運行控制：包括信聯(lián)閉類型和列車自動控制系統(tǒng)等。

6城市軌道交通運輸能力（5）運輸組織：包括列車間隔時間，列車編組輛數(shù)，列車在折返站停留時間，列車正點率，客流的時間和空間分布特征等。（6）其他交通：在路權(quán)混用和平面交叉時，其他交通量及特點等。6城市軌道交通運輸能力3、加強運輸能力的途徑建設(shè)新線：即是指投入運營線路的增加使軌道交通線網(wǎng)逐步擴大，也包括既有線路延伸，以及從單線成為雙線或多線。建設(shè)新線能使運輸能力有較大的提高，滿足城市公共客運的需求，提高軌道交通線路的服務(wù)水平。6城市軌道交通運輸能力3、加強運輸能力的途徑提高行車密度：由于建設(shè)新線會遇到資金、土地及環(huán)保等一系列的困難或限制，并且建設(shè)新線也不是在任何客流條件下都是合理經(jīng)濟的。因此，提高既有線行車密度是提高既有線運輸能力的基本途徑。通過能力提高值可表示為：6城市軌道交通運輸能力3、加強運輸能力的途徑增加列車定員：通過增加列車編組輛數(shù)、采用大型車輛或優(yōu)化車輛內(nèi)部布置來增加列車定員，是提高既有線輸送能力的又一途徑。但地鐵列車的擴大編組往往受到站臺長度的限制；而輕軌線路在路權(quán)混用時，列車編組輛數(shù)多會在平交道口對其他交通產(chǎn)生一定影響。輸送能力提高值可表示為：6城市軌道交通運輸能力4、加強運輸能力的措施

提高運輸能力的措施大體上還是可以分為運輸組織措施和設(shè)備改造措施兩大類。運輸組織措施是運用比較完善的運輸組織方法，更有效地使用既有技術(shù)設(shè)備，從而提高運輸能力。設(shè)備改造措施是指通過加強技術(shù)設(shè)備的措施。6城市軌道交通運輸能力提高線路通過能力的措施（1）修建雙線或四線（2）改造線路平、縱斷面（3）客流較大中間站修建側(cè)線（4）客流較大中間站增建站臺（5）使用新型車輛。(車輛運行性能：構(gòu)造速度、啟動加速度、制動減速度等)（6）改進車輛設(shè)計。（針對縮短列車停站時間、增加車輛定員、增設(shè)車門）（7）采用先進的列車運行控制系統(tǒng)。（8）改用移動閉塞。（9）采用跨站停車的列車運行組織方式6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力（10）分割車站區(qū)域軌道電路（11）加強站臺客運組織提高列車折返能力的措施（1）修建環(huán)形折返線(優(yōu)化折返線布置)（2）增建站臺（3）優(yōu)化道岔與軌道電路設(shè)計（4）采用自動信號設(shè)備（5）在折返線上預置一列車周轉(zhuǎn)（6）改變折返方式有兩條折返進路的車站可分別使用兩條折返進路進行交替折返。壓縮停站時間！先側(cè)進直出，后直進側(cè)出直進側(cè)出：折返列車在折返過程中直向到達，側(cè)向出發(fā)。要同時占用上下行正線，而且在車輛運行過程中進站要減速出站要加速的實際情況來看，直向進站，速度高、減速范圍大；而側(cè)向出站需通過道岔，使列車加速受到限制。側(cè)進直出：折返列車側(cè)向到達、直向出發(fā)。折返列車借助于下行列車出發(fā)后的間隙，接入下行站臺正線，同時騰空了上行正線，且從列車出站的運行規(guī)律（進站減速出站加速）角度考慮，以及乘客乘坐的舒適度考慮，這種折返相對較好。交替折返：先側(cè)進直出、后直進側(cè)出，可提高車站折返能力站臺②②①提高輸送能力的措施（1）增加列車編組輛數(shù)（2）采用大型車輛（3）優(yōu)化車輛內(nèi)部布置6.5提高運行效率的措施提高城市軌道交通系統(tǒng)運行效率主要體現(xiàn)在提高旅客乘坐城市軌道交通出行速度。出行速度

出行速度，指的是乘客在城市中出行，按“門”到“門”出行距離和出行時間計算的平均速度。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力出行速度的計算公式：式中，v出行——乘客“門”到“門”出行速度，m/s；s全——乘客出行全程距離，m；t站外——從出行起點至進站口與從出站口至出行終點的

時間和，s；t乘車——乘坐城市軌道交通列車時間，s；t站內(nèi)——從進站口至上車、從下車至出站口以及在站內(nèi)

換乘的時間，s。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力一、影響出行速度的主要因素1、乘客從出行始、終點至車站的時間主要取決于出行始點至車站的距離。據(jù)國外研究，到達城市軌道交通車站的合理步行區(qū)應是以車站為圓心，半徑為600~800m的區(qū)域。影響步行距離的主要因素是站間距。此外，還有道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力對于居住在合理步行區(qū)外的乘客，需要利用地面公共交通作為城市軌道交通的銜接工具。據(jù)國外研究，為發(fā)揮城市軌道交通的快速優(yōu)越性，到達車站的合理接運交通區(qū)應是以車站為圓心，半徑為2500~3000m的區(qū)域。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力2、乘坐城市軌道交通的時間假設(shè)a=b，則該項時間可按下式計算：式中：n——乘車區(qū)間數(shù)；

v運——列車運行速度，m/s。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力3、站內(nèi)走行時間①車站出入口至站臺的水平和垂直距離②站臺入口數(shù)量有兩個或幾個站臺入口有助于乘客縮短進出站的距離和時間；也有利于乘客均勻分布在站臺候車，縮短列車停站時間。③通道、升降設(shè)備和售檢票設(shè)備等設(shè)施的通過能力客流量；

設(shè)備的通過能力。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力④候車時間站臺候車時間的長短與行車間隔有關(guān)。在行車間隔為2~5min的高密度行車情況下，站臺候車時間的理論平均值可等于行車間隔時間的二分之一。⑤換乘時間乘客換乘時間主要是由于乘客在不同線路站臺間的換乘引起的。走行時間的長短與兩個站臺間的水平和垂直距離有關(guān)，取決于換乘站建筑空間布局的緊湊程度和規(guī)劃設(shè)計的合理性。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力二、

提高出行速度的途徑與措施1、減少乘客從出行始、終點至車站的時間①增加城市軌道交通網(wǎng)的密度；②合理規(guī)劃車站周圍地區(qū)的土地使用；③優(yōu)化接運交通的設(shè)計。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力2、減少乘坐城市軌道交通列車時間即提高城市軌道交通運行速度（1）減少加減速時間減少加減速時間是指減少列車在加速距離或制動距離內(nèi)的運行時間，但有時也指減少列車起停車附加時間。減少加減速時間的措施主要有：①改善車輛的加速與制動性能；②合理設(shè)計地下車站線路段的縱斷面。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力（2）減少列車運行時間減少列車運行時間的措施主要有：①提高車輛構(gòu)造速度；②采用列車運行自動控制系統(tǒng)；③提高列車的制動能力；④適當延長站間距。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力（3）減少列車停站時間從列車一次停站而言，列車停站時間取決于高峰小時車站的上下車乘客數(shù)和平均上下一位乘客所需時間等。從列車的一次單程運行而言，列車總停站時間還與站間距和列車運行方案等因素有關(guān)。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力減少列車停站時間的措施主要有：①增加車輛的車門數(shù)及車門寬度；②采用高站臺或低地板車輛；③組織乘客均勻分布候車；④適當延長站間距；⑤采用跨站停車和分段停車等列車運行方案。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力3、減少乘客進出車站及候車、換乘時間乘客在城市軌道交通車站內(nèi)消耗時間的長短與車站設(shè)計的合理性和行車密度等因素有關(guān)。減少乘客進出車站及候車、換乘時間的措施：①盡可能采用淺埋深車站或地面車站；②保證通道、升降設(shè)備和售檢票設(shè)備等設(shè)施的通過能力；③適當增加行車密度；④優(yōu)化換乘站的設(shè)計。6城市軌道交通系統(tǒng)運輸能力1、某一城市軌道交通軌1號線部分運營資料如下：列車從經(jīng)過前一通過信號機或閉塞分區(qū)分界點時起至開始制動時的運行時間t運為100s；列車從開始制動時起至在站內(nèi)停車時止的常用制動時間t制為10s；列車運行圖規(guī)定的列車停站時間t站為30s；列車從在車站起動加速時起至出清車站閉塞分區(qū)時止的時間t加為10s；且列車采用盡端式折返，折返列車出發(fā)間隔時間t發(fā)為3分鐘。且車輛段設(shè)備和