灵活编组技术在城市轨道交通全自动运行系统中的应用

为实现城市轨道交通运输能力与运输效率的有机结合，使之在满足运营需求的条件下最大限度地降低运营成本。基于灵活编组技术的特点，详细介绍了灵活编组技术在城市轨道交通全自动运行系统中的应用方案，包括该技术对信号系统的要求、列车连挂/解编区域的选择、列车连挂/解编轨道区段长度的设置、列车连挂与解编场景等。重点介绍了连挂列车位置报告发送方案、连挂列车接口技术、近距离停车技术、车辆网络融合技术等列车灵活编组的关键技术。以北京地铁3号线列车灵活编组技术的应用为例，对其经济性进行了分析，证明该技术的合理性和可行性。     

在线编解模式下城市轨道交通列车灵活编组开行方案优化方法

为应对客流出行时空需求愈发多样及不均衡带来的能力浪费,提出一种在线编解（重联或解编）模式下城市轨道交通列车灵活编组开行方案优化方法。首先,描述列车在线编解的灵活编组运行场景,分析该场景下列车各项作业占用时间以及折返能力与行车间隔之间的关系;然后,以企业运营成本最小为优化目标,建立在线编解模式下列车灵活编组开行方案优化模型并设计算法;最后,依托某城市轨道交通线路构造算例,验证模型及算法的有效性。结果表明：与单一交路、大小交路和多编组混跑模式相比,在线编解的灵活编组运营模式下运营成本分别减少27.5%,15.4%和6.0%,车辆运用数分别减少23.8%,15.3%和4.7%,该模式能够在保障乘客服务水平的同时减少车辆运用数、节省列车走行公里,降低企业运营成本,并有望在列车控制技术不断升级的背景下进一步发挥优势;考虑到列车在线编解作业会对正线行车产生一定干扰,该模式更适用于通过能力尚未饱和的线路及能力饱和线路的客流平峰期。     

基于节能和面向旅客服务的列车编组方案研究

从城市客流出行特征分析入手,探讨了城市轨道交通在不同运营时期列车编组方案的可能性和存在的问题.提出了近期采用最大编组一半的小编组列车、远期采用可解列和连挂的灵活编组方案,以提供满足不同时期以及每日不同时段的运能要求和高水平运营服务.通过对列车不同满载率情况下列车牵引耗能的初步定量分析,以及对其他相关技术问题进行了分析后,认为在平峰时段采用小编组运营将有效减小运营支出和显著提高服务水平.     

城市轨道交通列车自动灵活编组技术应用研究

FAO(全自动运行)模式下,列车的灵活编组能快速地适应线路不同时段、不同区段的运力差异需求,减少运力浪费,提高运输经济性。分析了列车自动编组联挂和解编的过程,研究了列车编组识别、列车联挂状态检测、联挂列车编组防护包络管理和控制等设计方案,提出了联挂列车编组的多防护包络管理方式,以实现列车自动灵活编组运行。     

地铁列车在线联挂、解编功能分析

介绍了应用于广州地铁3号线的列车在线联挂、解编功能。广州地铁3号线采用了阿尔卡特S40移动闭塞信号系统,支持2列3节列车联挂成为6节编组列车及反向的解编操作。联挂或解编后的列车可以实现ATP/ATO功能。同时,系统可以对这些列车进行时刻表编辑,满足运营的调整需要。还重点介绍了信号系统支持下的联挂、解编步骤,讨论列车在线联挂、解编这一功能的使用优缺点及使用建议。     

城市轨道交通降低运营成本刍议

因建设成本和运营成本较高,城市轨道交通运营企业入不敷出的现象较为普遍,大多依靠政府财政补贴维持运营.从工程建设和运营管理等方面,提出了一些城市轨道交通运营减亏措施,如缩小列车编组、提高列车满载率、减少列车牵引能耗、降低车辆维修成本、改革运营管理方法等,以期提高运营效益,减少企业亏损和政府财政补贴.     

城市轨道交通灵活编组运营组织研究

研究目的:近年来,随着城市轨道交通的发展,一些城市开始建设旅游线。城市轨道交通旅游线路的客流构成复杂,随季节和日间的波动大,不同旅客对出行服务的需求不同。本文针对旅游线路客流的上述特点,对列车编组进行了研究,提出了灵活编组的运营方案,对其技术可行性和优缺点进行了分析。研究结论:通过研究得出:(1)针对轨道交通线路的客流波动,有变化地开行不同编组的列车,既能保证列车满载率,减少空跑,同时又能提高发车频率和服务水平,并可在一定程度上节省运营成本;(2)推荐采用在车辆段进行列车解编的方式;(3)通过对车辆和信号实现技术进行研究,灵活编组的运营组织方式是可行的;(4)灵活编组的运营组织方案对客流变化较大的城市轨道交通线路具有重要意义,既可以很好地满足旅客出行需求,又可节省运营成本,具有较高的推广价值。     

基于地铁编组列车运行数据拟合的牵引能耗模型研究

城市轨道交通进入网络化运营阶段后,其运输需求呈现快速增长、结构复杂等特征,运输组织优化需求不断增加,根据客流规律合理组织运力显得十分必要。在行车密度、大小交路调整手段的基础上,为了提升高峰期列车载客能力,降低平峰期列车空载数量,实现节能与便捷的统一,提出灵活编组手段对运输组织进行优化。在节能方面,列车牵引能耗占有较大比重,为了在运能优化及节能之间找到平衡点,需对灵活编组列车牵引能耗进行分析,作为协调便捷性及经济性的参考依据。本研究通过分析历史运营数据,形成一定的能耗规律,采用多因子拟合的方法建立灵活编组列车能耗模型,并通过迭代法逐渐逼近不同编组列车实际能耗情况。     

城市轨道交通延伸线路列车编组方案研究——以青岛地铁6号线二期为例

列车编组作为城市轨道交通技术标准之一,对线路建设及后期运营至关重要,在各地线网不断向城市边缘延伸,客流出现中心城区客流大,边缘地区客流小,或初、近期客流小,远期客流大等时空不均衡特征的背景下,对既有延伸线的编组研究刻不容缓。首先,对国内外城市轨道交通编组的使用情况进行总结,说明混跑编组、灵活编组的应用趋势;之后,以青岛轨道交通6号线二期工程为例,根据客流确定固定6编组、4辆、6辆混跑编组的开行方案,基于运营角度选取全日、高峰满载率、全日牵引能耗、车辆购置费等评价指标,对6号线采用两方案进行系统比选;并分析混跑编组方案对站台门系统、通信系统、信号系统、场段规模的改造成本。研究结果表明：6号线采用4辆、6辆混跑后,运营方面初、近、远期客流服务水平均可提高3对/h,同时全日及高峰满载率有所提高,经济性方面车辆购置费可节约1.1亿元,电耗节约6.2亿元,工程、系统改造成本为1.4亿元,综合来看,运营期按25年综合成本可节约5.9亿元。综合运营、经济两方面6号线二期推荐4辆、6辆混跑编组方案。     

城市轨道交通虚拟编组列车优化运行方案研究

虚拟编组技术通过车-车无线通信实现车辆“虚拟连接”。虚拟编组列车车辆间无机械车钩连挂装置,在运行过程中可以进行动态连挂和解编操作,能够基于客流变化实现灵活的运输模式。本文以缩短乘客旅行时间和提高列车运输效率为目标,提出虚拟编组列车运行方案的优化方法,并基于实际城市轨道交通线路早高峰客流OD(original-destination)数据给出优化设计结果。虚拟编组优化运行方案与现行方案的仿真结果表明,虚拟编组优化方案在保证运输效率的同时,可以有效缩短乘客旅行时间,提升轨道交通客运服务质量。     

地铁列车节能技术应用研究

随着地铁的发展,地铁线路增加为市民出行带来便利,但目前深圳地铁列车能耗成本占运营总能耗成本的 52% 左右。为降低列车牵引能耗,深圳地铁在地铁车辆节能技术应用中,深入研究全碳化硅牵引逆变器、永磁同步电机新技术设备,测试中节能效果良好。同时,从列车的设备材料、正线 ATO 运营模式及运营编组等不同维度进行探索,以寻求适合深圳地铁的节能措施,以降低列车运营能耗成本。     

地铁列车动力配置问题分析

近年来,有观点认为"地铁列车中动拖占比66%的列车,优于动拖占比50%的列车"。这一观点导致各地盲目加大列车动力,有的城市甚至在运营线路上投入了5M1T和6M2T编组列车,由此加大了列车牵引能耗,增加运营成本。以重庆地铁5号线为例,通过模拟牵引计算,对4M2T及3M3T列车(B型车)的牵引特性进行专题研究,揭示出列车的牵引能耗、制动力、再生制动力、牵引能力及爬坡能力,与列车的动车数量并无直接关系。建议各个城市应结合自身特点,合理选择列车的车辆编组方式及动力配置,以降低地铁建设工程投资和运营成本。     

考虑多编组的城轨列车跨线运营开行方案研究

随着城市轨道交通网络化进程不断加快,传统的单线独立运营模式已经难以满足乘客多样化的出行需求,以跨线运营为代表的网络化运营模式成为城市轨道交通的发展趋势。为不断提升跨线运营的服务水平,针对在跨线运营模式下因列车服务水平不同导致的运能利用不均、跨线列车和非跨线列车满载率差异过大的问题,构建考虑多编组的城轨列车跨线运营开行方案双层规划模型。上层模型在考虑乘客对跨线列车选择偏好的基础上,以乘客出行时间节省量和企业运营收益最大为目标,以列车开行频率和跨线列车折返站为决策变量;下层模型以跨线列车与非跨线列车间满载率均衡为目标,以列车编组数为决策变量。设计“内罚函数+枚举法”并利用MATLAB编程求解最优列车开行方案。算例结果表明：在“多编组、跨线运营”下,上、下行方向跨线列车与非跨线列车平均满载率之差分别减少7.3%和28.1%,列车满载率均衡性优化率为52.1%,跨线列车的最大满载率从120%降为114%。上述结果说明“多编组、跨线运营”可提高列车间满载率均衡性,使得运能利用更加均衡,缓解跨线列车超载现象,提高乘客的乘车体验。     

城市轨道交通运输组织节能因素及方案研究

在城市轨道交通的运营阶段，不同的运输组织方案对列车牵引能耗有着重要影响。文章通过案例设计与模拟计算，分别就列车运行速度、停站时间和满载率等因素对于列车牵引能耗的影响进行分析，并在此基础上研究相应的节能方案。     

基于灵活编组模式的城市轨道交通列车通过能力分析

为提高城市轨道交通运能与运量的耦合度，解决非高峰时段列车满载率低的问题，提出了列车灵活编组模式。结合城市轨道交通线路客流在时间上的不均衡性，对灵活编组模式进行了需求分析。通过对信号系统和车辆网络传输作业的分析，研究了列车解体和编组作业流程，得出列车解体和编组作业时间分别为84.2 s及103.2 s。结合全日客流时段的形态分布，提出城市轨道交通列车灵活编组转换衔接方案，建议早高峰前采用列车以小编组形式出段运行，高峰转非高峰过渡时段采用正线上列车解编的方式。针对高峰转非高峰过渡时段内列车不同运行场景，以“3辆编组A型车+3辆编组A型车”灵活编组列车为例，通过铺画车站作业图的方法进行列车通过能力分析，验证了灵活编组模式下正线上列车解编作业可以满足过渡时段的列车通过能力需求。对灵活编组条件下的重联列车中部不贯通的疏散问题，以及极限状态下列车救援问题进行了研究，提出了解决方案。城市轨道交通列车灵活编组模式可提高行车组织与客流时间分布的匹配度。     

基于决策偏好可控的地铁列车开行方案设计研究

以乘客的总广义出行费用最小、地铁部门运营成本最小为目标,以列车满载率、列车编组长度、列车开行频率为约束条件建立地铁列车开行方案设计多目标规划模型并求解。通过设置权重的方式,将地铁列车开行方案制定中追求的乘客总广义出行费用最小与地铁运营公司运营成本最小双目标转化为单目标。并给予了3组不同的权重设置方案,分别求得相应的最优解,分析了权重设置对最优解的影响。所提供的权重设置方法,可以准确描述决策者在地铁列车开行方案制定过程中的决策偏好,能够为地铁列车开行方案的制定提供决策支持,有较大的实用价值。     

考虑解编调车成本的铁路技术站调车线运用优化

研究铁路技术站的调车线灵活运用问题,给定计划时段内的车流推算方案、列车解编方案和车流去向-调车线固定使用方案,该问题在于为车组指派无时空冲突的调车线。根据调车作业过程,对由调车线运用产生的解体溜放成本和编组连挂成本进行度量。以总加权解编调车成本最小为目标,将原问题先构建为0-1非线性规划模型,再进一步转化为0-1线性模型。该模型考虑车组溜放和连挂、出发列车编组顺序和调车线能力等要求,并采用基于图的极大团技术对溜放约束和能力约束的既有建模方法进行改进。最后,以切实算例验证极大团技术的有效性和模型的可行性,并分析最大连挂次数等参数对计算结果的影响。     

CBTC系统中虚拟编组列控方案研究

虚拟编组在无实际物理连接的情况下,通过协同控制使多个列车形成一个虚拟耦合的逻辑整体,共同实现大编组列车运营组织.基于传统CBTC系统提出虚拟编组CBTC系统方案,并对虚拟编组CBTC系统方案的系统结构以及关键技术进行分析.该虚拟编组CBTC系统方案使运营更加灵活,能够极大地缩短列车运行间隔,为未来轨道交通的列控系统研究...     

基于大小交路的西安地铁3号线行车组织优化

在大小交路一定的情况下,对西安地铁3号线行车组织进行了优化。以最小化乘客等待时间、最大化车辆平均满载率及最小化车辆运行总距离为目标,以发车频率及列车编组为决策变量,构建大小交路列车开行方案多目标优化模型。选用Matlab软件中fminimax函数求解该多目标非线性约束优化问题。优化后,早高峰小时内,乘客的总等待时间基本保持不变,车辆的平均满载率增加17%,列车运行总距离减少1 305 km,节约牵引能耗约3 027 kWh。     

考虑服务水平的城市轨道交通牵引能耗研究

轨道交通牵引能耗除了受敷设方式、车型、操纵方式等因素影响外,还与列车满载率、开行间隔等服务水平有关。为明晰服务水平与牵引能耗之间的关系,在保证服务水平的前提下给列车节能开行方案合理编制提供参考,以轨道交通线路牵引能耗为研究对象,建立考虑服务水平的牵引能耗模型,并分析一定服务水平下线路的节能潜力。在定性分析服务水平与能耗关系的基础上,提取面向能耗评估相关的服务水平指标并进行等级划分;基于服务水平指标与能耗强度的相关性分析结果,选取环境温度和满载率作为基于支持向量回归的牵引能耗模型的输入,并应用北京地铁历史数据对模型进行标定与验证;以服务水平为约束条件,对线路的节能潜力进行分析。研究结果显示,与既有统计模型相比,提出的模型测算精度较高,平均绝对百分误差为1.5%;在保证服务水平的条件下,优化不同时段列车开行间隔可降低6.04%的牵引能耗。