城市軌道交通運(yùn)用車設(shè)計(jì)計(jì)算方法

　　摘　要:城市軌道交通運(yùn)用車的配屬數(shù)量直接決定了軌道交通線路的“輸送能力、服務(wù)水平”,并對(duì)工程總投資有很大影響。在簡(jiǎn)要總結(jié)目前使用的城市軌道交通運(yùn)用車計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)上海市已建成線路(1 號(hào)線和3 號(hào)線) 的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況,進(jìn)行分析研究,提出基于功能和定位的新的計(jì)算思路,并提出初步的計(jì)算方法。
關(guān)鍵詞:城市鐵路; 軌道交通; 運(yùn)用車; 計(jì)算方法; 系統(tǒng)能力
　　
首先,客流預(yù)測(cè)的主要依據(jù):城市人口規(guī)模發(fā)生了變化。當(dāng)時(shí)在進(jìn)行客流預(yù)測(cè)時(shí),上海人口指標(biāo)為2020 年達(dá)到1 600 萬(wàn),而實(shí)際上這一數(shù)值目前已經(jīng)達(dá)到了。還有一個(gè)原因就是對(duì)城市軌道交通發(fā)展的導(dǎo)向作用估計(jì)不足。上海城市軌道交通1 號(hào)線南段莘莊地區(qū)隨著該線建成而迅速發(fā)展,是1 號(hào)線的主要客流源,也導(dǎo)致1 號(hào)線高峰小時(shí)客流量超出了設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)。還應(yīng)該考慮到:設(shè)計(jì)年度一般跨度為25 年,客流預(yù)測(cè)也只預(yù)測(cè)到25 年后,所以產(chǎn)生了城市軌道交通工程是“5 年設(shè)計(jì)建設(shè)、按25 年設(shè)計(jì)、使用卻要100 年”的不合理邏輯。
所以,客流預(yù)測(cè)雖然是建立在科學(xué)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的,但是由于模型中大多數(shù)參數(shù)的變動(dòng)性大,隨著時(shí)間的不斷推移,往往超出預(yù)計(jì)范圍之外,從而導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果難以準(zhǔn)確,故軌道交通設(shè)計(jì)以客流預(yù)測(cè)為唯一依據(jù)值得商榷。
(1) 軌道交通服務(wù)水平、車型及列車編組
軌道交通服務(wù)水平、車型及列車編組在設(shè)計(jì)過(guò)程中總是相互影響并關(guān)聯(lián)著,也正是由于這個(gè)原因,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,這3 個(gè)因素有著多個(gè)能夠達(dá)到要求的不同組合,是爭(zhēng)議較為集中的地方。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,往往總是由工程甲方先確定車型,設(shè)計(jì)單位再按照用足最小行車間隔并在合理拖動(dòng)比和預(yù)留一定輸送能力儲(chǔ)備的條件下進(jìn)行列車編組確定。
筆者以為,設(shè)計(jì)過(guò)程的科學(xué)性難以保證。
(2) 工程投資
城市軌道交通的車輛價(jià)格昂貴,車輛購(gòu)置費(fèi)在工程總投資中占有較大的比重。目前采購(gòu)進(jìn)口的大型車價(jià)格為115 萬(wàn)美元/ 輛,小型車為90 萬(wàn)美元/ 輛,國(guó)產(chǎn)軌道交通車輛也要500 萬(wàn)元/ 輛。
軌道交通車輛的配屬可以分步實(shí)施,根據(jù)客流量的需要,分期采購(gòu),以達(dá)到較佳的投資效益。
(3) 固定設(shè)施利用
城市軌道交通的順利運(yùn)營(yíng)還需要大量的配屬設(shè)施為之服務(wù)。與運(yùn)用車配屬相關(guān)的還有車輛段和停車場(chǎng)等設(shè)施,運(yùn)用車的數(shù)量決定了這些設(shè)施的總規(guī)模,其規(guī)模也應(yīng)當(dāng)分期實(shí)施,但要做好預(yù)留。
(4) 舒適度標(biāo)準(zhǔn)
城市軌道交通的舒適度是城市文明程度的反映。為使舒適度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一個(gè)較高的水平,這就要求設(shè)計(jì)中每m2 的定員數(shù)量應(yīng)該取得較低才能滿足這一要求。在滿足客流需求和相同行車密度的條件下,較低的定員標(biāo)準(zhǔn)要求加大列車編組輛數(shù),雖然增大了投資,但卻有更大的社會(huì)效益。同時(shí),高標(biāo)準(zhǔn)的舒適度在一定程度上也是儲(chǔ)備了輸送能力,提高了城市軌道交通應(yīng)對(duì)突發(fā)性客流的能力。
3 　建議
從以上分析,城市軌道交通設(shè)計(jì)中的運(yùn)用車計(jì)算應(yīng)當(dāng)以“ 效能”為核心,以最優(yōu)的投資換取最佳的社會(huì)效益。
(1) 按照線路在城市公共交通系統(tǒng)或者城市軌道交通路網(wǎng)中的地位和等級(jí)來(lái)決定一些設(shè)計(jì)參數(shù)。在滿足遠(yuǎn)期客流需求的基礎(chǔ)上,綜合考慮最小行車間隔、車型和列車編組等相互制約的因素來(lái)決定各自的取值。
(2) 按線路最小行車間隔(目前為2 min) 計(jì)算運(yùn)用車數(shù),得出的值為線路系統(tǒng)能力。
(3) 以計(jì)算得出的系統(tǒng)能力作為該線設(shè)施配屬遠(yuǎn)期總規(guī)模的依據(jù)。

4 　公式修正
若采納以上建議,則前述的計(jì)算公式并不發(fā)生變化,只是計(jì)算過(guò)程的重新調(diào)整。
(1) 根據(jù)該線路在城市公共交通網(wǎng)絡(luò)或者城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的地位,確定其采用的車型和列車編組輛數(shù)。
以上海市城市軌道交通路網(wǎng)為例,分析認(rèn)為: R 線采用大型車,6 輛～8 輛編組,行車間隔取最小值;M 線采用大型車,4 輛～6 輛編組,行車間隔取最小值;L 線采用小型車,3 輛～6 輛編組,行車間隔取值最大不得超過(guò)6 min 。相關(guān)參數(shù)確定后必須滿足下式60 R高峰≤ r列× t間隔
其中,t 間隔必須不小于全線設(shè)施所允許的最小行車間隔。
(2) 將既定的列車編組輛數(shù)和最小行車間隔代入式(1) ,得最終運(yùn)用車配屬數(shù)量。
5 　評(píng)價(jià)
通過(guò)修正后的計(jì)算方法計(jì)算出的結(jié)果比原方法計(jì)算結(jié)果大,因?yàn)閮烧叩哪繕?biāo)函數(shù)不同。原方法為節(jié)省投資,修正后則是以最合理的投資達(dá)到最佳的社會(huì)效益,充分發(fā)揮城市軌道交通的“ 效能”,而且“按需投資” 的原則,為達(dá)到目標(biāo)提供了機(jī)動(dòng)空間。
參考文獻(xiàn):
[ 1 ] 　GB50157 92 , 地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范.