城市轨道交通线路限速与列车自动防护顶篷速度匹配性设计探讨

城市轨道交通线路限速与列车自动防护顶篷速度匹配性设计探

讨

施董燕

【摘要】上海城市轨道交通1～10号线的设计速度为80km/h,但在运营时部分线路列车实际最高运行速度达不到此设计值.这主要是因为车辆、限界、线路、结构、信号等专业之间未能进行充分的匹配,各自都留有安全余量,使得ATP(列车自动防护)顶篷速度设置过于保守,ATO(列车自动运行)速度无法达到线路设计速度,降低了线

路的运行效率.基于线路ATO速度能达到80 km/h的设计目标,提出了3个等级的线路限速值以及与ATP顶篷速度匹配的设计思路,在确保仍能实现信号安全防护的前提下,通过提高ATP顶篷速度,来实现设计速度目标.%The actual running speed of Shanghai urban mass transit lines can't achieve 80 km/h when

the designed speed is 80 km/h.The most important reason is that the vehicle,clearance,line,structure,signal and other majors haven't fully matched,each of them containes a safety margin,which makes the ATP ceiling speed setting too conservative and the ATOspeed lower than 80

km/h.Aiming at the target that the ATO speed should arrive at 80

km/h,three levels of line limited speed and their matching with signal speed are proposed.On the condition that the signal safety protection can still be ensured,the design target can be achieved by improving the ATP ceiling speed.

【期刊名称】《城市轨道交通研究》

【年(卷),期】2017(020)005

【总页数】5页(P79-82,165)

【关键词】城市轨道交通;线路设计速度;线路限速;线路曲线临界速度;列车自动防护顶篷速度;列车自动运行速度;匹配性设计

【作者】施董燕

【作者单位】上海申通地铁集团有限公司技术中心,201103,上海

【正文语种】中文

【中图分类】U231+.7

对于设计最高运行速度为80 km/h的线路,GB 50157—2013《地铁设计规范》中规定旅行速度不宜低于35 km/h[1]。然而上海轨道交通运营线路中,部分线路实际旅行速度达不到此设计要求。这种现象一方面降低了车辆利用率,造成了车辆紧缺,无法适应客流快速增长的需要;另一方面，由于旅行速度降低,配属车需求增加,车辆基地规模预留不够,制约了未来线路运能提升的可实施性。影响旅行速度的主要因素有站间距、停站时间和列车运行速度,对于实际旅行速度达不到设计要求,除实际停站时间比设计长外,最高运行速度达不到80 km/h也是重要原因。GB 50157—2013《地铁设计规范》明确指出,最高运行速度是指列车可以持续运行的速度,说明列车运行时瞬时可以达到的速度并不是最高运行速度。表1给出了上海城市轨道交通1～10号线列车运行速度情况。由表1可见,直线段ATP(列车自动防护)顶篷速度为80～86 km/h,对应的ATO(列车自动运行)速度为75～80 km/h;曲线段ATP顶篷速度为80和86 km/h,对应的ATO速度为70～80 km/h。除了2号线和5号线ATO速度能达到80 km/h外,其他线路直线段和曲线段的ATO速度均不能达到80 km/h。信号有ATP安全防护功能,ATO速度与ATP顶篷速度之间有一定差值,以保证超速防护触发紧急制动后的最大速度不超过顶篷速度,当ATP顶篷

速度设置不够高时,ATO速度向下折减后就不能达到80 km/h,降低了线路运行效率。由于曲线段ATP顶篷速度设置和线路限速有关,因此本文基于线路ATO速度

能达到80 km/h的目标,研究了线路限速的取值,以及其与ATP顶篷速度的匹配关系,探讨在保证安全的前提下,提高ATP顶篷速度至85 km/h以上的可行性,从而提高ATO速度,以充分发挥线路的运行能力,提高旅行速度,提高车辆利用率。

如表1所示,1、2、5号线的ATP顶篷速度约为86 km/h(根据ATP限速80 km/h 估算)时,ATO速度基本能达到80 km/h,旅行速度要高于同样站间距水平的线路,基本能达到设计要求的35 km/h;3号线、4号线、6～8号线,10号线的ATP顶篷速度为75 km/h,旅行速度仅在30 km/h左右。分析1～10号线信号限速的设计情况,具体如下:直线段ATP顶篷速度有多种设计,其在3、4号线等于线路设计速度

80 km/h,在6～10号线等于线路设计速度80 km/h+5 km/h;1、2号线将线路设计速度80 km/h作为一个门限值,超过门限值触发超速报警,3 s内无制动触发紧急制动,经估算ATP顶篷速度为86 km/h;5号线将线路设计速度80 km/h作为一个

门限值,超过门限值1 km/h报警,超过2 km/h采用常用制动,超过5 km/h则紧急

制动,经估算ATP顶篷速度为86 km/h。曲线段ATP顶篷速度等于土建限速(1、2、5号线除外),不同的设计院提供给信号供应商土建限速的情况也不同,归纳起来主要有3类:①根据半径和缓和曲线长度的设计,取规范曲线设计表的设计速度;②根据半径、缓和曲线长度和超高的设计,取规范曲线设计表的设计速度和允许欠超高为61.2 mm时两者限速的最小值;③根据半径和超高的设计,取允许欠超高为61.2 mm时的限速值,当计算值大于或等于线路设计速度时,取线路设计速度作为限速值。上面3种土建限速取值方法,无论采用哪一种,土建限速都不会超过线路设计速度,曲线段ATP顶篷速度不应超过土建限速,因此这些线路曲线段的ATP顶篷速度不高

于80 km/h。6～9号线曲线段和3、4号线小半径曲线段的ATO速度仅70

km/h,显然将设计速度作为土建限速,提供给信号供应商作为ATP顶篷速度的限值