1、廣州市軌道交通三號(hào)線列車編組方式研究【摘要】本文以頂峰小時(shí)單向最大斷面客流預(yù)測(cè)為主要條件，研究了廣州軌道交通三號(hào)線列車編組節(jié)數(shù)，實(shí)現(xiàn)形式及車輛構(gòu)造型式的選擇，得出了滿足客流預(yù)測(cè)需求的列車編組方式、座位布置與載客才能，并對(duì)車輛載客才能的標(biāo)準(zhǔn)提出了討論。【關(guān)鍵詞】列車編組車輛構(gòu)造型式客流預(yù)測(cè)載客才能行車間隔1線路概況1.1線路走向廣州市軌道交通三號(hào)線(以下簡(jiǎn)稱：三號(hào)線)是貫穿廣州市南北的快速交通主干線，為國內(nèi)第一條設(shè)計(jì)最高運(yùn)營速度為120kh的決線線路，線路全長(zhǎng)3586k，呈“y型線路，分為廣州東站主線和天河客運(yùn)站支線(如圖1)。正線沿線經(jīng)過天河中心區(qū)、珠江新城、海珠中心區(qū)城市繁華區(qū)域，瀝窖新客港

2、、番禺大石、番禺區(qū)橋待開展的市郊區(qū)域。支線沿線經(jīng)過五山高校區(qū)、崗頂、天河金融區(qū)人口密集的區(qū)域。在列車編組方式上，要求從整體線路規(guī)劃出發(fā)，滿足初近遠(yuǎn)期規(guī)劃客流預(yù)測(cè)的需求。圖1線路走向圖1.2客流預(yù)測(cè)三號(hào)線早頂峰小時(shí)單向最大斷面客流在線路的中部，為了適應(yīng)初近遠(yuǎn)期客流量逐步增長(zhǎng)的需求，降低初期建造與運(yùn)營本錢，列車編組應(yīng)滿足不同規(guī)劃年份的客流預(yù)測(cè)需求，具有靈敏編組與解編的功能。三號(hào)線頂峰小時(shí)單向最大斷面客流預(yù)測(cè)如表1歷示。2列車編組方式2.1載客量與列車編組節(jié)數(shù)的關(guān)系頂峰小時(shí)單向最大斷面客流量是決定車輛載客量大小的決定因素。根據(jù)三號(hào)線客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，按不同的發(fā)車間隔90s、105s、120s、150s計(jì)

3、算，每列車定員載客量按照站立人數(shù)為6人平方米計(jì)算。頂峰小時(shí)單向最大斷面客流情況下的每列車需要滿足的最小載客量要求如表2所示。表2每列車滿足的暈小載客量需求22編組節(jié)數(shù)的選擇遠(yuǎn)期客流量預(yù)測(cè)是列車編組長(zhǎng)度計(jì)算的根據(jù)。表3根據(jù)“a、“b兩種構(gòu)造型式車輛，計(jì)算分析了經(jīng)過比選后的三種座位布置初步方案下，滿足表2列車最小載客量需求的列車編組節(jié)數(shù)的要求。表3列車編組節(jié)數(shù)選擇方案由于遠(yuǎn)期4節(jié)編組要求車站長(zhǎng)度較短，不利于客流組織，且90s的行車間隔將會(huì)對(duì)信號(hào)系統(tǒng)提出較高的要求；78節(jié)編組要求較長(zhǎng)的車站長(zhǎng)度，增大土建施工造價(jià)，且150s的行車間隔將會(huì)降低運(yùn)營效勞程度。因此，遠(yuǎn)期56節(jié)編組為可選的方案。又由于5節(jié)編

4、組存在車輛動(dòng)力配置與初近遠(yuǎn)期編組不靈敏的缺點(diǎn)，故遠(yuǎn)期6節(jié)編組為最適宜的編組方式。從表3可以優(yōu)選出兩種方案。(1)采用“a型車，行車間隔為120s，初期3節(jié)編組載客量為774人，近期5節(jié)編組載客量為1290人，遠(yuǎn)期6節(jié)編組載客量為1548人。(2)采用“b型車，行車間隔為105s，初期3節(jié)編組載客量為690人，近期5節(jié)編組載客量為1150人，遠(yuǎn)期6節(jié)編組載客量為1380人。這兩種方案在初近遠(yuǎn)期的列車編組節(jié)數(shù)均分srj為3節(jié)、5節(jié)和6節(jié)。為了滿足將來運(yùn)營編組解編操作方便及與站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不考慮近期5節(jié)編組的情況，采用初期列車編組為3節(jié)，近遠(yuǎn)期為6節(jié)的方案，且?guī)緳C(jī)室與不帶司機(jī)室的車輛車

5、鉤連接面之間的間隔 相等。23列車編組實(shí)現(xiàn)形式的選擇三號(hào)線列車編組以初期3節(jié)，近遠(yuǎn)期6節(jié)為與客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)及便于運(yùn)營組織的最正確組合方式；在實(shí)現(xiàn)形式上以下兩種方案是不可取的：(1)初期3節(jié)編組，近遠(yuǎn)期插人新車擴(kuò)編成6節(jié)編組。這種方案在技術(shù)上雖然可行，但由于車輛設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的因素，以及新舊車混合編組對(duì)運(yùn)營和維修不利的原因，在實(shí)際操作上是不可能實(shí)現(xiàn)的。(2)初期3節(jié)編組，近遠(yuǎn)期重新組合逐漸增加為4、5、6節(jié)編組。這種方案雖然最能適應(yīng)客流量逐漸增加的需求，但由于地鐵車輛的設(shè)備是分布在組車輛內(nèi)而形成一組動(dòng)車組。重新組合車輛必須滿足形成動(dòng)車組的前提，逐漸增加是較難實(shí)現(xiàn)的。因此，可得出結(jié)論：三號(hào)錢在初近遠(yuǎn)期

6、列車編組實(shí)現(xiàn)形式上，采用初期3節(jié)，近遠(yuǎn)期對(duì)接成6節(jié)，即初期為a+b+a，近遠(yuǎn)期為a+b+aa+b+a=的對(duì)稱形式。同時(shí)，在近遠(yuǎn)期對(duì)接的6節(jié)編組列車在低峰期可拆編為3節(jié)編組，重新購置的6節(jié)編組列車那么為非對(duì)接固定編組形式，即a+b+a-a+b+a的編組形式。(為全自動(dòng)車鉤、-為半自動(dòng)車鉤、+為半永久牽引桿)2.4車輛構(gòu)造型式的選擇目前國內(nèi)地鐵車輛有兩種構(gòu)造形式，即長(zhǎng)為22，寬為3的“a型車，及長(zhǎng)為19，寬為28的“b型車。在車休構(gòu)造大小僅與載客量有親密的關(guān)系，不會(huì)影響到功能的發(fā)揮。因此，在滿足客流需求的根底上，“a型車與“b型車均可考慮采用。但針對(duì)三號(hào)線而言，有以下幾方面的差異。(1)軸重的取值

7、。與廣州地鐵一、二號(hào)線不同的是，三號(hào)線初期采用3節(jié)編組方式，采用“a型車那么帶司機(jī)室的a車將為配有牽引電機(jī)的動(dòng)車(或半動(dòng)車)，車輛軸重將會(huì)超過規(guī)定的16t，而有必要進(jìn)步車輛整體動(dòng)力學(xué)性能，進(jìn)步軌道運(yùn)行條件要求，較大地增大車輛的造價(jià)。假設(shè)采用“b型車，車輛軸重將在14-15t之間。(2)車站建筑規(guī)模。“a型車6節(jié)編組長(zhǎng)為1400，“b型車6節(jié)編組長(zhǎng)為1200。采用“b型車，車站站臺(tái)建筑長(zhǎng)度將大大減少，將有效地降低地下車站的建筑難度與土建投資。(3)隧道限界。廣州地鐵、二號(hào)線盾構(gòu)隧道直徑為54，采用“a型車隧道內(nèi)布置非常緊湊，幾乎沒有可再利用的剩余空隙。三號(hào)線最高運(yùn)行速度進(jìn)步到120k/h，車輛動(dòng)

8、態(tài)包絡(luò)線會(huì)有所增加，將對(duì)隧道直徑提出增大的要求。采用“b型車，隨著車體寬度的減小，車輛動(dòng)態(tài)包絡(luò)線與“a型車相比不會(huì)增大。(4)行車阻力。在隧道斷面與一、二號(hào)線一樣的情況下，車輛最高運(yùn)行速度增大到120kh，采用“a型車運(yùn)行是的阻塞比增大，隧道內(nèi)活塞風(fēng)將會(huì)對(duì)行車造成較大的阻力，列車能耗增大，采用“b型車那么可以通過車輛橫截面的減少加以抵消。(5)隧道內(nèi)溫度。采用“a型車，在采用屏蔽門的形式下，列車最高運(yùn)行速度進(jìn)步到120k/h，隧道內(nèi)的溫度將有所進(jìn)步，要到達(dá)車廂內(nèi)一定的適應(yīng)溫度，對(duì)列車空調(diào)的制冷才能將提出較高的要求。采用“b型車，隧道內(nèi)通風(fēng)條件將有所改善，隧道溫度可在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。(6)與一

9、、二號(hào)線兼容。采用“b型車，將會(huì)增加了廣州地鐵的車型品種數(shù)量，特別是機(jī)械構(gòu)造差異將會(huì)較大，一些部件不可通用，以后將增大總體維修本錢。由于車站站臺(tái)邊緣與軌道中心線間隔 的減小，一、二號(hào)線車輛將不能駛?cè)肴?hào)線線路。因此，可得出結(jié)論：三號(hào)錢選擇采用“b型構(gòu)造的車輛。25座位布置方案按照以上分析結(jié)果，三號(hào)錢初期采用三節(jié)編組列車，近遠(yuǎn)期采用六節(jié)編組列車，行車間隔為105s，采用“b構(gòu)造的車輛，以車廂內(nèi)站立人數(shù)為6/平方米計(jì)算，可以設(shè)計(jì)出在滿足客流量的需求下的座位布置。設(shè)帶司機(jī)室的a車車廂內(nèi)的客室有效長(zhǎng)度為17，b車為19，a、b車廂內(nèi)有效寬度為252。設(shè)車廂內(nèi)電子電氣柜所占的面積與貫穿通道處的相等，按一

10、個(gè)座位所占面積為0322，設(shè)3節(jié)編組車輛座位總數(shù)為j因此，3節(jié)編組車輛可站立乘客的面積為：(17+17+19)x252-032x3節(jié)編組列車的最小載客量為：(13356-03)x6+x=672計(jì)算得出3節(jié)編組列車座位數(shù)量約為140座。由此設(shè)計(jì)出三種座位的布置方案，如圖2所示26載客量計(jì)算與分析按照?qǐng)D2中三種方案的座位布置，每節(jié)車輛及一列列車在不同情況下的載客量女d表4比選后，選擇方案二為采用方案。表4不同座位布置的載客量表4所示為站立人數(shù)按照67k2計(jì)算而得出的列車載客才能，而車輛在構(gòu)造設(shè)計(jì)上，站立人數(shù)是按照9人/平方米計(jì)算的，列車實(shí)際的載客才能應(yīng)為按照此計(jì)算的結(jié)果。表5給出了站立人數(shù)按6、7

11、、8、9人/平方米，行車間隔按105秒進(jìn)展計(jì)算，在頂峰小時(shí)時(shí)單向載客量最大通過才能的計(jì)算結(jié)果。表5頂峰小時(shí)單向最大斷面載客量通過才能計(jì)算從表5中不難看出，按照站立人數(shù)為9人/平方米計(jì)算出的載客量超過按6人平方米的客流預(yù)測(cè)的約40。在國外，快線列車設(shè)計(jì)載客量一般比客流量預(yù)測(cè)富裕10左占。富裕量過大將會(huì)造成車輛設(shè)計(jì)載客量過大的長(zhǎng)期浪費(fèi)，解決這一問題的方法，一是增大行車密度，一是增加座位數(shù)量，而控制突發(fā)客流下極度超員情況的發(fā)生。3結(jié)論與討論(1)三號(hào)線是一條從繁華城區(qū)通往城市郊區(qū)的陜速線路，既要滿足城區(qū)大客流量的需求，又要滿足郊區(qū)快捷方便的需要，運(yùn)營初期采用3節(jié)列車編組，近遠(yuǎn)期可對(duì)接成6節(jié)列車編組，實(shí)現(xiàn)高密度，小編組的運(yùn)營方式滿足了三號(hào)線線路設(shè)置與客流特性的需求。但在一般情況下，除非為專用線路，不宜采用城區(qū)與郊區(qū)混合貫穿的線路設(shè)置，在國外一股莊大客流與次要客流交匯處，均采用分線路轉(zhuǎn)乘的方式。(2)三號(hào)線采用“b型構(gòu)造車輛綜合考慮了列車編組、隧道建筑及應(yīng)用范圍等因素，“b型構(gòu)造車輛是城市郊區(qū)線路與中大客運(yùn)量線路首先考慮的選擇方案。從降低建造投資與節(jié)省運(yùn)營維修成奉的角度出發(fā)，同一座城市不宜采用多種型式的城市軌