地铁快慢车运行方案设计效果的研究.docx
《地铁快慢车运行方案设计效果的研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地铁快慢车运行方案设计效果的研究.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
地铁快慢车运行方案设计效果的研究
基于某某地铁16号线快慢车运行方案效果的研究
一、研究背景：
随着城市人口的不断增长，尤其是北、上、广、深等一线城市，外来人口的不断增加，使得城市交通不得不往地下开展，地铁也就成为人口数量大，密集高等大中城市的必备交通工具。
在地铁不断的开展过程中，对于速度、运量、服务水平也提出了一定的要求。
现今，因为地铁的准时性，大多数人上班都是通过地铁实现的。
所以提高地铁的运行效率使我们当下应该解决的问题。
快慢车的运行方案在这种情况下诞生了。
下面我们将对某某地铁16号线的快慢车运行方案进展定量分析，进一步了解快慢车运行方案的效果。
采用快慢车组合运营模式的合理性:
慢车是指在运行过程中站站停的车辆，以下我们称为慢车；与之相对的就是快车，不是每一站都会停的车辆，下面我们称之为快车。
快慢车结合运行方式是一种有效的解决方案,通过设置越行车道，在车站已有列车停靠的情况下，允许后继列车不停站越行。
这一方面可以满足交通需求，另一方面又能提升局部直达列车的旅行速度。
下面我们将对旅客的运行时间、运营公司的本钱和利润，以与有效的列车运行方案进展快慢车运行效果分析。
二、某某地铁16号线的信息概述：
1.16号线概况：
某某市轨道交通16号线工程自浦东新区龙阳路枢纽至临港新城滴水湖畔，途径浦东新区、南汇与临港新城，线路将某某市规划建设的临港新城与中心城严密地联系起来，将极大地促进临港新城的建设。
某某市轨道交通16号线工程设计起点为龙阳路、白杨路东南侧的龙阳路站，终点为临港新城滴水湖畔的临港新城站，线路长约58．962km，设站11座，最大站间距10．601km，最小站间距为2．699km。
为使16号线能真正实现其快速、便捷的快线理念，解决中心城与周边新城、中心镇通往中心城的交通问题，充分发挥快线优势，缩短乘客在途时间，提高乘客服务水平和市场竞争力，对16号线进展快慢车组合方案研究。
因为16号线属于新修路线，相关的资料并不多。
16号线采用3种不同的车速，在这里只考虑快车和慢车运行的情况下给人们带来的益处。
根据已有的信息进展分析说明[1]。
2.线路走向[2]
浦东新区龙阳路站—
—华夏中路站—
沿某某路站—
周浦东站—
鹤沙航城—
航头东站—
新场站—
野生动物园站—
惠南站—
惠南东—
书院—
临港大道站—
滴水湖。
其中有些站点现在还没有开通，但是我们考虑的整体的长远的效果，所以会将未开通的线路也包含在内；见图2.1.
快车
慢车
图2.1快慢车停靠站图
3.客流量分析
如下图为查找到的每个站点的相关客流信息，包括上车人数和下车人数。
从客流预测总表中可以看出，16号线具有客流强度较低，平均乘距长，全日周转量高的客流特征。
从远期早晚顶峰上下客流量图可以看出，龙阳路站、华夏西路站、某某路站、惠南站、临港新城北站和临港新城站上下客流量相对于大于车站客流量较多；早顶峰往临港新城方向的上下客流量和往龙阳路方向均有一定规模，晚顶峰也同样如此，可见本线不具有明显的早顶峰进城客流和晚顶峰出城客流现象，详细信息见图2.2。
图2.2各站点上下车乘客数量图
4.各区间运行时刻表：
快慢车由于停靠站的数量不同，如此到达不同站点的时间不同。
如此从列车开启时刻到列车再一次开启时刻的不同站点的时间不同，通过计算，将快慢车的停站时间计算成如下表，如表2.1，表2.2所示。
表2.1快车各区间运行时间表
各区间区间运行时分〔s〕
龙阳路站～华夏西路站180
华夏西路站～某某路站111
某某路站～周浦东站197
周浦东站～航头站230
航头站～新场站151
新场站～野生动物园202
野生动物园～惠南站210
惠南站～浦东火车站241
浦东火车站～临港新城北站368
临港新城北站～临港新城站339
总时间2229
表2.2慢车各区间运行时间表
各区间区间运行时间
龙阳路站～华夏西路站218
华夏西路站～某某路站134
某某路站～周浦东站239
周浦东站～航头站278
航头站～新场站183
新场站～野生动物园245
野生动物园～惠南站254
惠南站～浦东火车站292
浦东火车站～临港新城北站446
临港新城北站～临港新城站410
总时间2699
5.快车的停车时刻表：
表2.3是列车在每站停留的时间。
表2.3各个车站停站时间表
车站停站时分〔S〕
龙阳路站45
华夏西路站40
某某路站40
周浦东站30
航头站30
新场站30
野生动物园30
惠南站45
浦东火车站30
临港新城北站45
临港新城站40
6．各站点具体上下乘客量
查考相关的资料，可以找到每个站点的上下车乘客量。
例如在龙阳站上车，在华夏西路站下车的乘客有787人，在某某路站下车的有1084人等信息可以通过此表获得。
各占详情请参考表2.4。
表2.4各站点间的人流出行OD对
龙阳路站
华夏西路站
某某路站
周浦东站
航头站
新场站
野生动物园
惠南站
浦东火车站
临巷新城北站
临港新城站
下车人数
龙阳路站
O
787
1084
325
430
338
387
1580
152
3201
3126
11410
华夏西路站
262
O
1373
372
137
64
210
1043
39
2001
1387
6626
某某路站
324
267
O
357
309
137
336
1302
87
1324
952
4804
周浦东站
383
338
441
O
125
98
120
320
98
228
194
1183
航头站
405
122
281
237
O
21
105
365
132
157
200
980
新场站
339
72
139
209
120
O
64
211
100
123
217
715
野生动物园
453
229
359
153
166
62
O
197
31
154
138
520
惠南站
1684
737
1270
357
905
873
419
O
524
1736
1927
4187
浦东火车站
147
143
95
173
230
364
123
256
O
148
127
275
临巷新城北站
3306
1902
448
230
265
320
436
1868
550
O
2695
2695
临港新城站
3155
1581
811
195
204
228
240
1651
526
406
O
0
上车人数
10458
5391
3844
1890
1890
1847
1218
3775
1076
406
0
33395
三、使用EXCEL软件计算分析计算时间效益
根据查找相关的资料确定一下参数：
〔普遍的列车运行费用〕研究时间长度：
60mins；停站次数：
快车6站，慢车11站。
列车开行比例：
1:
2
时间对于出行者来说是最重要的参数，下面通过对时间的计算来分析快慢车结合对于人们出行时间的节省有多大的作用。
通过Excel表格计算出快慢车达到每一站的时间。
如下表2.5，和表2.6所示。
红色字体是快车到达可停靠站的时间。
根据每个站点上下车的人数，并各个乘客的上下车站点可以计算出每位乘客的出行花费时间。
根据以上信息，在假设所有在快车可达到的线路之间出行的乘客都是乘坐快车的，没有快车的情况下乘客选择慢车出行的情况下，如计算从龙阳路上车到某某路下车的乘客的出行总时间是用表2.5中的291与表2.4中的1084相乘，同理求从龙阳路站上车到航头站下车的乘客总出行时间是用表2.5中的869与表2.4中的430相乘。
如此计算可以求出快慢车结合的乘客出行总时间为78089945s，约为21691.65小时。
计算的结果见表2.7，快慢车结合乘客出行时间汇总。
按照此种计算原理，再假设没有快车结合的情况下，乘客都是乘坐慢车出行的，每一站的达到时间与快车的不同那么乘客到达每一站的时间是表2.6所示的数值。
同理可以计算出所有出行乘客的出行总时间。
如计算从龙阳路上车到某某路下车的乘客的出行总时间是用表2.6中的352与表2.4中的1084相乘，同理求从龙阳路站上车到航头站下车的乘客总出行时间是用表2.6中的869与表2.4中的430相乘。
如此计算可以求出快慢车结合的乘客出行总时间为91190175s，约为25330.6小时。
明显的我们可以看到节省了将近4000个小时的出行时间，那么当人流量越来越大，地铁的应用越来越广的情况下，节省的时间就会越来越多。
从而我们可以得出结论，快慢车相结合的方案可以有效率高出行的效率。
快慢车组合运营方案相比传统的站站停方案，在提高旅行速度、加快车底周转速度、提高乘客出行效率等方面具有较大优势，在国外局部城市也取得了比拟好的应用效果
表2.5快车达到各站点的运行时间表
龙阳路站
华夏西路站
某某路站
周浦东站
航头站
新场站
野生动物园
惠南站
浦东火车站
临巷新城北站
临港新城站
龙阳路站
0
180
291
591
869
1052
1297
1281
1843
1890
2229
华夏西路站
180
0
111
373
651
834
1079
1101
1625
1710
2049
某某路站
291
111
0
239
517
700
945
990
1491
1599
1938
周浦东站
591
373
239
0
278
461
706
960
1252
1698
2108
航头站
869
651
517
278
0
183
428
682
974
1420
1830
新场站
1052
834
700
461
183
0
245
499
791
1237
1647
野生动物园
1297
1079
945
706
428
245
0
254
546
992
1402
惠南站
1281
1101
990
960
682
499
254
0
292
609
948
浦东火车站
1843
1625
1491
1252
974
791
546
292
0
446
785
临巷新城北站
1890
1701
1599
1698
1420
1237
992
609
446
0
339
临港新城站
2229
2049
1938
2108
1830
1647
1402
948
856
339
0
表2.6慢车达到各站点的运行时间表
龙阳路站
华夏西路站
某某路站
周浦东站
航头站
新场站
野生动物园
惠南站
浦东火车站
临巷新城北站
临港新城站
龙阳路站
0
218
352
591
869
1052
1297
1551
1843
2289
2699
华夏西路站
218
0
134
373
651
834
1079
1333
1625
2071
2481
某某路站
352
134
0
239
517
700
945
1199
1491
1937
2347
周浦东站
591
373
239
0
278
461
706
960
1252
1698
2108
航头站
869
651
517
278
0
183
428
682
974
1420
1830
新场站
1052
834
700
461
183
0
245
499
791
1237
1647
野生动物园
1297
1079
945
706
428
245
0
254
546
992
1402
惠南站
1551
1333
1199
960
682
499
254
0
292
738
1148
浦东火车站
1843
1625
1491
1252
974
791
546
292
0
446
856
临巷新城北站
2289
2071
1937
1698
1420
1237
992
738
446
0
410
临港新城站
2699
2481
2347
2108
1830
1647
1402
1148
856
410
0
表2.7快慢车结合乘客出行时间汇总
龙阳路站
华夏西路站
某某路站
周浦东站
航头站
新场站
野生动物园
惠南站
浦东火车站
临巷新城北站
临港新城站
龙阳路站
0
141660
315444
192075
4E+05
355576
501939
2023980
280136
6049890
6967854
华夏西路站
47160
0
152403
138756
89187
53376
226590
1148343
63375
3421710
2841963
某某路站
94284
29637
0
85323
2E+05
95900
317520
1288980
129717
2117076
1844976
周浦东站
226353
126074
105399
0
34750
45178
84720
307200
122696
387144
408952
航头站
351945
79422
145277
65886
0
3843
44940
248930
128568
222940
366000
新场站
356628
60048
97300
96349
21960
0
15680
105289
79100
152151
357399
野生动物园
587541
247091
339255
108018
71048
15190
0
50038
16926
152768
193476
惠南站
2157204
811437
1257300
342720
6E+05
435627
106426
0
153008
1057224
1826796
浦东火车站
270921
232375
141645
216596
2E+05
287924
67158
74752
0
66008
108712
临巷新城北站
6248340
3235302
716352
390540
4E+05
395840
432512
1137612
245300
0
913605
临港新城站
7032495
3239469
1571718
411060
4E+05
375516
336480
1565148
450256
137634
0
总时间
17372871
8202515
4842093
2047323
2E+06
2E+06
2133965
7950272
1669082
13764545
15829733
表2.8乘坐慢车乘客出行时间汇总
龙阳路站
华夏西路站
某某路站
周浦东站
航头站
新场站
野生动物园
惠南站
浦东火车站
临巷新城北站
临港新城站
龙阳路站
0
171566
381568
192075
373670
355576
501939
2450580
280136
7327089
8437074
华夏西路站
57116
0
183982
138756
89187
53376
226590
1390319
63375
4144071
3441147
某某路站
114048
35778
0
85323
159753
95900
317520
1561098
129717
2564588
2234344
周浦东站
226353
126074
105399
0
34750
45178
84720
307200
122696
387144
408952
航头站
351945
79422
145277
65886
0
3843
44940
248930
128568
222940
366000
新场站
356628
60048
97300
96349
21960
0
15680
105289
79100
152151
357399
野生动物园
587541
247091
339255
108018
71048
15190
0
50038
16926
152768
193476
惠南站
2611884
982421
1522730
342720
617210
435627
106426
0
153008
1281168
2212196
浦东火车站
270921
232375
141645
216596
224020
287924
67158
74752
0
66008
108712
临巷新城北站
7567434
3939042
867776
390540
376300
395840
432512
1378584
245300
0
1104950
临港新城站
8515345
3922461
1903417
411060
373320
375516
336480
1895348
450256
166460
0
时间
20659215
9796278
5688349
2047323
2341218
2E+06
2133965
9462138
1669082
16464387
18864250
四、快慢车结合其他方面的效果
1.根底数据的设置
除了时间的效益之外，地铁公司和国家更注重的是利润的效益，也就是经济性。
如书上所说，快慢车的结合使得经济本钱会降低，主要包括两个方面，一是可以优化彻底的运用，提高列车装载效率，提高车辆运用经济性，快车可以充分发挥列车的技术速度优势，使得经济效益更加明显；二是，与慢车相比快车的牵引和制动工况大大减少，极大降低了运行能耗。
为了评估是否利润随着快车数量是否增长，使用系统动力学的模型进展分析。
参数确实定选择以下数据[2]：
假设固定本钱：
快车8000元/列，慢车6000元/列；
停站本钱：
快车300元/列，慢车200元/列；
列车最大载客量：
快车2400人/列，；
快车和普快采用3节编组，慢车6节编组。
检测时间：
60mins由于整个线路共耗时2229s，所以每列车一个小时内只出行一次〕；
2.软件模拟与结果分析：
使用系统动力学的原件vensim画出因果关系图，并设置参数值进展仿真计算。
通过比照快车慢车设计的数量与发车的次数来比拟相应的本钱和利润，同时也将顾客的满意程度进展量化，比如花费，旅行时间等。
从而比照出快慢车结合使用的效果。
在假定增加快车数会增加乘客的服务率的前提下，设计不同快车数量下观察利润的增长量，当然快车是不能无限制的增长，当列车数量满足乘客的需求是快车数量不再增加。
同理慢车的数量是不变的，只有当完全是慢车的情况下慢车数量才会有所增加，但加到一定程度后，在满足乘客的需求条件下也不再增加。
结构要素[3]有：
票价〔统一定为3元，随着时间的增加，票价会以1/1000的速率进展增加，增加量很小〕；
收入=实际乘车人数X票价；
增长率是根据不同时间段内人数的不同而计算出来的增长率，使用了表函数；
还有原始的列车上的人数、列车的本钱、列车数量、以与列车的总本钱等，其中原始人数的大小会直接导致公司利润与否，在11500~12000中间为关键变化值。
具体的结果见因果关系图，如如下图4.1所示：
图4.1快慢车结合因果关系图
在设计不同的快车数量后观察利润的变化情况：
当快车数量为4时利润值随着时间的增加如如下图4.2、4.3所示：
图4.2快车数量为4时的利润值变化情况
图4.2快车数量为10时的利润值变化情况
88元。
所以我们可以很直观的看到快车数量的增加会适量的增加利润值。
五、展望
根据以上的分析和阐述我们可以得出结论：
适当的使用快慢车结合的情况下，可以缩短乘客的旅行时间，提高轨道交通的服务水平，从而带动乘客由地上转到地下，不但减轻了道路交通拥堵问题，也给地铁公司带来了一定的福利。
所以在经济状况以与乘客旅行OD点允许的情况下可以设计快慢车结合的轨道交通运营方式，无论对于地铁公司还是乘客都是一个福音。
参考文献
[2]某某轨道交通16号线快慢车运行方案研究.陈晓峰2014
[4]某某轨道交通11号线南段列车组合运营的模式.陈祥2011
升级会员 