《地铁设计规范》中限制列车加减速度规定的合理性分析与探讨.docx

? ? 《地铁设计规范》中限制列车加减速度规定的合理性分析与探讨 ? ? 杨振虹 梁广深 (1.中交铁道设计研究总院有限公司，100088，北京；2.北京城建设计发展集团股份有限公司，100037，北京∥第一作者，高级工程师) 旅行速度是评价地铁系统的重要指标之一。旅行速度高反映了地铁系统的运量大、快速和高效率，能够减少乘客出行时间，满足日益增长的服务需求[2]。地铁站间距离短，又要求运行速度快，为达此目的，就要求列车的起动加速度和制动减速度要大[3]。高的平均加速度表明列车具有良好的加速能力和较高的旅行速度(即较短的旅行时间)[4]。现在许多城市的轨道交通项目都选用加速度和减速度较大的4M2T编组列车，目的是为了提高列车的旅行速度。莫斯科地铁是世界上运输效率最高的地铁，其高峰小时开行列车40～45对，最小行车间隔为80 s，凭借的就是列车加速度为1.0～1.1 m/s2、减速度为1.2～1.3 m/s2[5]，列车高速进站和高速出站，停站时间不超过20 s。 GB 50157—2013《地铁设计规范》第3.3.6条规定：列车牵引计算正常情况下，计算起动加速度、制动减速度分别不宜大于最大加速度的90%和常用减速度的90%，且计算列车起动加速度和制动减速度均不宜大于0.9 m/s2。考虑列车牵引计算图是编制列车运行图的原始资料，是列车在轨道上运行轨迹的实际模拟图，列车的许多运行参数(如列车的起动加速时间、起动加速度、起动加速距离，以及到达下一站的制动初速、制动时间、制动减速度、制动距离、区间运行时间和牵引耗电量等)可从牵引计算图中查得[6]。而根据加减速度不大于0.9 m/s2，并按牵引计算图编制的列车运行图，则会降低列车旅行速度和服务水平，这与地铁管理单位和广大乘客的期望相悖，值得研究和商榷。 为了探讨这一问题，笔者选择重庆轨道交通5号线一段线路，采用B型车3M3T编组列车和4M2T编组列车，分别以100%牵引力和90%牵引力做列车牵引计算图，并对结果进行了深入分析。 1 列车仿真牵引计算 1.1 线路概况 重庆轨道交通5号线一期大石坝站至跳磴站，线路运营长度为23.044 km，设车站16座。最大站间距离为2 534 m，为重庆西站—创业大道站；最小站间距离为853 m，为北滨路站—大石坝站；平均站间距离为1 536 m。该段线路地形条件比较复杂，正线最大坡度为34‰。本文研究的列车运行方向为跳蹬站至大石坝站。 1.2 车辆参数 B型车为我国地铁采用最为普遍的车辆类型，因此本文研究分别采用B型车3M3T编组列车和4M2T编组列车进行相关计算，以使牵引计算结果具有较大参考价值。具体车辆参数如表1所示。 表1 本文研究采用的B型车3M3T编组与4M2T编组车辆参数 1.3 牵引计算结果 计算结果如表2和表3所示。 表2 B型车4M2T 编组(AW2工况)不同牵引力及制动力时的列车牵引计算结果 表3 B型车3M3T 编组(AW2工况)不同牵引力及制动力时的列车牵引计算结果 2 计算结果分析 2.1 列车加速度和减速度分析 2.1.1 B型车4M2T编制列车运行结果分析 由表2可见：4M2T编制列车以100%牵引力起动或以100%制动力制动时，出站加速度a1∈[0.66,1.0]，其平均值为0.84 m/s2；进站制动减速度a2∈[0.94,1.08]，其平均值为1.02 m/s2。4M2T编制列车以90%牵引力起动或以90%制动力制动时，出站加速度a1∈[0.57,0.93]，其平均值为0.75 m/s2；进站制动减速度a2∈[0.85,1.05]，其平均值为0.93 m/s2。 由分析可得出：4M2T编制列车以100%牵引力实际运行时的出站加速度，在15个区间中，只有4个区间因受出站大下坡影响而超过0.9 m/s2的要求；降低牵引力至90%后，在15个区间中，仍有1个区间因受出站大下坡影响超过0.9 m/s2的要求。反观制动减速度，无论是以100%制动力还是以90%制动力进行制动，进站制动减速度几乎均超过0.9 m/s2的要求。 2.1.2 B型车3M3T编制列车运行结果分析 由表3可见：3M3T编制列车以100%牵引力起动或以100%制动力制动时，出站加速度a1∈[0.40,0.83]，其平均值为0.60 m/s2；进站制动减速度a2∈[0.65,0.97]，其平均值为0.86 m/s2。3M3T编制列车以90%牵引力起动或以90%制动力制动时，出站加速度a1∈[0.40,0.8]，其平均值为0.54 m/s2；进站制动减速度a2∈[0.64,0.84]，其平均值为0.78 m/s2。 由分析可得出：3M3T编制列车无论是以100%牵引力还是以90%牵引力进行起动，实际运行时的出站加速度，在15个区间中均没有超过0.9