城市轨道（最新）

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向早高蜂客流强度需求为原则，实现高峰时段乘客的有效运载。图2-l是～个居民日出行总量为900万人次城市的日客流强度图。从时段划分来看，除了早高峰的约2．5h和晚高峰的约2h客流强度大于等于最大强度的50％之外，平峰时段的客流强度在最大客流强度的一半以下，而在清晨和夜间的约6个小时内，其客流强度仅为最大客流强度的20％或以下。也就是说，在城市轨道交通运营的18个小时中，约有3／4处于低强度客流需求时段。应该说明的是，尽管存在由于工作日和非工作日、节假日和特殊庆典等因素会造成每日客流强度分布的变化，但根据上述日客流调查及特征分析表明，城市轨道交通运营存在进行调整编组大小和发车密度的可能性和必要性，以分时段采用不同的编组行车方案，灵活满足客流需求3。若城市轨道交通运营公司采用传统固定编组的运营方案，对于占大多数时间的平峰期间的运营策略则是降低服务品质，加长发车间隔来提高满载率和降低能耗；=是牺牲满载率，增加能耗，来提高服务品质。通常的做法是在两者之间寻找平衡点，以获得运营公司可接受的经济损失和乘客可接受的时间损失。在过去信号技术水平尚不具备条件的情况下，这应该说是可以接受的方案。然而，当信号系统可以充分发挥效率的情况下，可以打破固定编组的常舰，采用可解列的小编组的运营方案；通过合理的行车调度，使所发出的列车编组和密度最大限度地符合客流需求：在提高服务水平的同时，减少非高峰期间运营能耗，获得最佳运营效果。此外，增大列车载客率、有效减少空载磨损，有利于列车全寿命周期的综合效率。

2．3．2列车编组方案、运能分析

建设业主、规划设计单位和运营公司应将高水平的服务和低能耗的思想贯穿到新线

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何晔．南京地铁2号线列车编组的比较研究[J]．城市轨道交通，2010(6)．

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的规划、设计、建设，以及运营的初期、近期和远期，使各个时期的运营更加有效。其中关键核心在于列车编组方案、信号和运营组织。图2．1虽是某城市目前的客流出行调查结果，但其远期客流强度分布与该出行规律大致相当。现以该城市远期单向高峰小时预测客流为3．8万人次(初近期分别为1．1和2．3万人次)的需求为例进行分析，以期得出合理选择列车编组的指导意见。

(1)列车编组及运能分析

根据列车编组技术可行性和适应不同时期的客流需求，以B型车的编组为例，远期最大编组为6节车时，初近期列车可按4辆(2动2拖)、3辆(2动1拖)进行编组(如表2．1所示)。从满足客流需求来说，远期必须采用高蜂小时运能为4．32万人次的6辆编组，以满足3．8万人次的单向高峰客流需求。而初期和近期是采用3辆还是4辆编组方案，这是需要研究的。

(2)初近期行车组织分析

1．4／6编组方案。从初、近、远期客流强度可以看出，4辆编组不仅能满足初期、而且能较好地满足近期的客流需求。但列车在运行初期和很长的一段时期内，其服务水平与3辆编组相比，存在很大的差异：高峰时段的发车间隔为3～6min，在平峰时段则可能长达810min；对客流增加采用6节编组列车后，4辆编组列车仍然需要和6辆编组混行。将4辆编组改装为6辆编组的技术改造还会导致新旧车维修周期的不一致；若将4辆编组列车转移至另一条线路运行，这又对下～条线路的信号系统选择产生制约。因此，4／6编组方案无论在后期的技术改造还是运营管理和服务水平上都存在一定缺陷。

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2．3／6编组方案。从初、近、远期客流强度来看，3辆编组能以较高的服务水平满足包括初期和近期的一段时期内的客流需求(运营初期的配车总数仍以近期客流需求为宜)，即列车大多以2～3．5min的发车间隔满足高峰客流需求，而平峰时段则在乘客可接受的4～8min内。随着客流强度的增加，可采用3、6编组混行的行车组织方案来提高运能。此后，可逐渐采用6辆编组的列车，以满足不断增长的客流需求。

2．3．3基于节能和高服务水平的列车编组和运营方案

(1)基于节能的运营

根据国内外城市轨道交通运营经验，运营公司成本的～半将用于电费开支。而电力消耗中列车牵引和环控通风所用能耗又占大部分。因此，在满足运营需求的基础上，必须从分析能耗入手，尽可能降低无效能耗，以达到节约系统运营成本的目的。系统的能耗包括列车加速牵引能耗和用于排除未被吸收制动能量的环控能耗两部分。其中列车牵引能耗的大小是关系到整个系统能耗总量的关键。列车牵引能耗主要发生在列车加速启动的过程中。从静止到最高车速的加速耗能阶段，列车从初期的恒扭矩驱动到高速的恒功率驱动；惰行后的减速过程为电力牵弓}系统、电阻制动系统和祝械制动系统的能量吸收或耗散阶段。若从列车牵引来进行定量分析，会非常繁琐和冗长。现试图从基本的能量原理得出定性的结论。从动力学基本原理可知，控制列车牵引能耗除了与最高速度的二次方成正比外，还与列车质量、加速度和走行距离成正比。在相同线路条件、列车动力学和牵引控制特性的前提下，提高列车满载率、减少空载，是降低能耗最有效的手段。

1．满载率降低的能耗增加。列车质量包括列车自重和旅客载重(如表2，2所示)。其中列车自重占了很大部分。即便是在满载情况下，旅客质量在列车质量中也只占约30％。随着列车满载率下降到运营公司可以接受的50％，旅客质量在列车总质量中下降到17．8％左右。换言之，随着满载率的下降，牵引能耗将主要用于无效牵引。如图2—2所示，随着列车满载率从100％逐渐降低(以6辆编组列车为例，不同编组列车的运能曲线基本相同)，运送相同客流量所占的列车质量将迅速上升。当满载率为50％时，为了运送同等数量的旅客，列车因无效牵引质量的增加而总能耗将增加69-8％：当满载率低于40％后，列车牵引能耗将成倍增长。因此，如果能将列车的满载率控制在80％～如0％，将有效控制列车牵引能耗。

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2．其他节能因素。根据不同时段客流需求而进行相应编组的高密度行车组织，除了直接降低列车牵引能耗外，还会进一步减少系统能耗。一方面因较小的列车总能耗，环控通风系统的负荷将有所减小。另一方面，由于列车行车密度较大，列车再生制动产生的电能还可为相邻的取流列车所利用，从而实现节能的良性循环。而这对大编组列车在平峰时段的行车来说是不可能的。

3．平峰时段的行车组织。在表2．2所示，在每日占大多数的平峰运营阶段(客流强度小于高峰客流的一半)，当有3辆小编组根据不同客流强度需求以发车间隔2～10min、满载率100％运行时，4辆编组和6辆编组则在相同服务水平情况下，其满载率降低到约75％和50％；在运送相同旅客量的情况下，其列车总重增加率分别约21％或68％；也就是相应列车能耗总量将增加21％或68％。若6辆编组列车希望提高满载率，则需大幅降低服务水平，将平峰时段的发车间隔扩大到4～10min。这对于平峰时段客流占总客流80％的乘客，尤其是客流强度约在高峰客流三分之一时段的50％乘客来说，其

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