西安地鐵四、五、六、九號線設計旅行速度合理性分析與研究

韓雨

摘要：根據最新建設調整規(guī)劃，西安地鐵2021年前將陸續(xù)開通四、五、六、九號線，屆時將形成7條線、14個換乘站、2縱2橫2L型1市域線的骨架網路。本文主要通過對四、五、六、九號線初、近及遠期設計旅行速度的合理性進行分析與研究，并根據運營實際及經驗提出調整建議，對合理確定配屬車輛數量等后續(xù)工作提供參考依據。

關鍵詞：城市軌道交通；骨架網路；旅行速度

1 線路基本情況

西安地鐵四號線全長34.4km，共設29座車站，平均站間距1.22km；五號線一期全長21.29km，共設18座車站，平均站間距1.24km，二期全長24.31km，共設車站13座；六號線全長393km，共設28座車站，其中一期線路長約20.13km，設15座車站，平均站間距1.39km，二期線路長約19.17km，設車站16座，平均站間距1.25km；九號線為市域線，一期工程長24.4km，平均站間距1.743km，全線共設15座車站，近期將建成渭北支線，形成Y型交路。

2 旅行速度基本概念及制約影響因素

2.1 旅行速度基本概念

旅行速度是指列車從起點站發(fā)車至終點站停車的平均運行速度，即列車在軌道上運行所經過的路程與所消耗的時間（包括所有中間站停站時間，不含起點站和終點站停站時間）的比值，是衡量其運輸能力的重要指標，體現地鐵系統(tǒng)的運行效率、實時性和快捷性。

根據《城市軌道交通工程項目建設標準》相關規(guī)定，全封閉的城市軌道交通線路，長度一般在35km內，旅行速度與車輛最高速度及車站的間距有一定關聯：車輛的最高速度目標定位80km/h時，站間距大部分在1.2～1.5km，可以滿足旅行速度35～36km/h；站間距大部分在2.0～2.5km，可滿足旅行速度40～45km/h；車輛的最高速度目標定為100km/h時，站間距2.5～3.0km，可以滿足旅行速度45～55km/h；對于站間距普遍大于3.0km的線路，可能屬于城郊組團之際快速線路，可以追求最高速度大于等于120km/h，可以有效提高旅行速度大于等于60km/h。

2.2 信號系統(tǒng)對旅行速度的制約

影響地鐵列車旅行速度的信號ATP子系統(tǒng)性能因素主要包括：最大列車定位誤差、倒溜防護距離、速度測量誤差、車載信號ATP設備反應時間等。其中，車載信號ATP設備反應時間與車輛牽引切斷時間共同構成列車失控加速時間，其對旅行速度產生影響。速度測量誤差將直接決定緊急制動觸發(fā)速度與ATP防護速度，以及ATP防護速度與最高實際運行速度之間的速度差值，速度測量誤差越大，則三者間的速度差值越大；在相同的土建限速情況下，若速度測量誤差越大，則推薦最高運行速度越小，導致旅行速度降低。

2.3 旅行速度對配車數量的影響

旅行速度計算應以“效能”為核心，以最優(yōu)的投資換取最佳的社會效益，在滿足遠期客流需求的基礎上，綜合考慮最小行車間隔、車型和列車編組、旅行速度等相互制約的因素來決定各自的取值，以滿足該線設施配屬遠期規(guī)模。通過降低設計旅行速度，從而增加運用車數量，雖然初期投資較大，但卻有更大的社會效益，避免了頻繁增加投資購置車輛，同時儲備運輸能力，提高城市軌道交通的舒適度以及應對突發(fā)性客流的能力。

3 西安地鐵既有線旅行速度說明

西安地鐵一、二、三號線設計旅行速度初期均為33km/h，遠期均為35km/h。一號線開通時實際旅行速度為31.45km/h，二號線開通時實際旅行速度為28.16km/h，三號線開通時實際旅行速度33.90km/h。截止目前，一號線旅行速度為33.64km/h，二號線旅行速度為33.36km/h，三號線旅行速度最高為35.65km/h。骨架路網形成后，后續(xù)線路開通時實際旅行速度需保證較高水平。

4 結論及建議

旅行速度的設計涉及各專業(yè)多方面內容，根據西安地鐵既有線路實際情況，實際運營中旅速往往不能達到《城市軌道交通工程項目建設標準》提到的參考數據，導致在運營初期頻繁出現列車供車數量不足的被動局面，基于此原因，在初步設計中建議根據不同需求建立兩套衡量標準：一是在計算列車不同階段采購數量時，建議設計單位盡可能降低設計旅行速度，從而增加配車數量，貯備運輸能力以滿足供車能力，避免頻繁增加投資購置車輛，提高城市軌道交通的舒適度以及應對突發(fā)性客流的能力；二是在信號系統(tǒng)招標時，建議盡可能提高設計旅行速度，保證設備能力可靠，進而不斷提升乘客滿意度。

參考西安地鐵既有線旅行速度的實際數值以及給線路牽引計算的理論數值，給出以下建議：

四、五、六號線運營初期，設計旅行速度為33km/h，近、遠期，設計旅行速度為35km/h，考慮到依此數據計算配車數量，同時參考既有線實際旅行速度，為給運營留有一定余量，建議初期調整至32km/h，近、遠期調整至34km/h；九號線屬城際市域快線，運營初期，設計旅行速度為35km/h，近、遠期，設計旅行速度為38km/h，建議初期調整至34km/h，近、遠期調整至37km/h，以滿足供車能力以及運營要求。

四、五、六號線按最高旅行速度和正常ATO運行速度牽引模擬計算后，計算旅行速度為38 km/h和37 km/h，由于列車最高運行速度為80km/h，并可瞬時突破5km/h，并且ATO運行時最高運行速度能夠保持在不低于75km/h，在平均站間距1.2km的條件下，此旅行速度仍有一定冗余，建議信號專業(yè)旅行速度設計值應不低于38km/h。其中，六號線一期工程（南客站～勞動南路站）理論旅行速度可達到38.5km/h，全線（南客站～紡織城站）理論旅行速度可達到40.6km/h，考慮到六號線線路條件較好，平均站間距達到1.4km，建議信號專業(yè)旅行速度設計值應不低于40km/h。九號線根據線路類型及功能，列車最高運行速度可適當提高，若根據目前列車最高運行速度80 km/h的設計速度，建議信號專業(yè)旅行速度設計值應不低于40km/h，為日后不斷提高運營服務水平提供更大的可能性。

參考文獻：

[1]趙瑩瑩，楊中平，林飛，翟東武.城市軌道交通市域快線最高運行速度值研究.

[2]易立富.影響地鐵列車旅行速度和追蹤能力的關鍵因素.

[3]劉爭國.對地鐵信號系統(tǒng)列車運行速度制約因素的探討.