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

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浅谈城市轨道交通临时限速的应用

浅谈城市轨道交通临时限速的应用

浅谈城市轨道交通临时限速的应用作者:姚东伟来源:《装饰装修天地》2015年第10期摘要:本文介绍了城市轨道交通列控系统临时限速的用途,以及准移动闭塞和移动闭塞两种制式列控系统的临时限速管理方案及原理,并对临时限速在各种驾驶模式下的应用情况进行了分析。

关键词:临时限速;列控系统一、城市轨道交通列控方式介绍列控系统是城市轨道交通中最重要的行车设备。

轨道交通列控系统由列车自动防护系统(ATP)、列车自动运行系统(ATO)、列车自动监督系统(ATS)三个子系统构成。

它通过完备的列控技术,实现列车启动、加速、巡航、惰行、制动等功能,最大程度地保障列车运行安全,提高列车运行效率。

目前,在城市轨道交通中列控系统主要采用准移动闭塞和移动闭塞两种制式。

二、两种闭塞制式的基本原理简介1.准移动闭塞准移动闭塞通常采用数字式音频无绝缘轨道电路方式作为列车占用检测和信息传输的媒介,通过音频轨道电路向车载设备发送报文信息(包括目标速度、目标距离、临时限速命令、线路状态等),车载设备结合车辆性能计算出适合本列车运行的速度距离曲线,保证列车安全、有序运行。

2.移动闭塞移动闭塞列控系统(CBTC)是基于通信技术实现车地间双向数据传输和列车位置检测,车载设备根据接收到的移动授权(或ATP防护点)信息以及列车速度、线路参数、司机反应时间等,计算出列车的常用制动和紧急制动曲线,以确保列车不超越现有的移动授权点。

车地双向信息传输具有信息量大、速度快、更新快等特点,与轨道不存在关联。

三、临时限速概述临时限速(TemporarySpeedRestriction,以下简称TSR)用于在一些特殊地段来降低允许速度。

TSR是线路固定速度以外的、具有时效性的限速,包括施工、维修作业引起的计划性限速和自然灾害、线路设备故障引起的突发性限速等。

四、城市轨道交通临时限速的设置1.临时限速区域设置方式准移动闭塞和移动闭塞在地车通信方式、列车定位原理、行车间隔控制原理等方面的不同,导致不同制式间列控系统的TSR区域设置存在差异。

城市轨道交通曲线超高及限速与ATPATO速度限制关系探讨

城市轨道交通曲线超高及限速与ATPATO速度限制关系探讨

1 概述
为了平衡列车行驶在曲线地段上所产生的离心力,保证乘 客舒适度、降低轨道磨损、提高线路的稳定性及安全性,在轨 道设计时,使轨道曲线地段外股钢轨高于内股钢轨一定数值, 此数值称之为曲线超高[1]。线路中对应曲线地段的曲线超高值 确定后,轨道设计单位将根据规定的最大允许欠超高确定曲线 地段的限速,曲线地段限速将作为车载ATP进行速度防护的依 据。最大允许欠超高根据不同规范存在不同的取值范围,其取 值范围的合理性,与发挥线路运能有着密切的联系。
(hq);当V实<Vc时,平衡向心加速度所需的超高小于实设超 高,说明超高过大,其差值称为过超高(hg)。欠超高和过超 高统称为未被平衡的超高。
对于最大允许欠超高和过超高值的规定,各规范存在不
同的差异:①地铁设计规范规定:曲线超高设计不足时,一般
பைடு நூலகம்
可允许有不大于61mm的欠超高。②铁路线路设计规范规定:
4 轨道限速与ATP/ATO速度限制关系
在正常运营过程中,至少存在以下速度及速度曲线:①紧 急制动曲线:当车载ATP检测到列车当前的实际运行速度高于紧 急制动触发曲线当前所对应的速度时,车载ATP应立即实施紧急 制动,保证列车的实际运行曲线不超过紧急制动曲线。②紧急制 动触发曲线:当车载ATP检测到列车当前的实际运行速度高于 紧急制动触发曲线上的当前速度时,车载ATP应立即实施紧急 制动线。③推荐速度曲线:根据紧急制动触发曲线,考虑到司机 的可操作性和系统的可用性,以尽可能保证列车运行效率而不频 繁触发报警为原则而确定,司机按照推荐速度驾驶列车,在ATO 模式下全速运行时,列车实际运行速度通常贴近推荐速度曲线。
由于系统反应时间、测速测距误差及非预期坡度等因素的 存在,列车通常贴近于推荐速度曲线附近运行,在正常行驶时不 会触发紧急制动,故在紧急制动触发速度以下时,应考虑舒适度 的要求[4]。当列车速度达到紧急制动触发速度时,列车产生紧急 制动,此时列车已处于非正常运行状态,故建议列车速度在紧急 制动触发速度以上时,仅考虑安全性要求,故轨道限速与ATP/ ATO限速的关系建议为:在列车通过曲线地段时,取最大欠超高 为75mm计算限速(Vq-max(75mm)),ATP将其定义为土建限速,取 最大欠超高为61mm计算限速(Vq-max(61mm)),定义为紧急制动 触发速度,取最大过超高为30mm计算限速(Vg-max(30mm)),定 义为ATO调整速度下限,这样就可以保证列车正常通过曲线地 段时,其运行速度满足舒适度要求,一旦列车速度突破舒适度上 限,ATP将对列车运行进行干预,实施紧急制动。在小曲线半径 区段,存在Vq-max(75mm)与Vq-max(61mm)之间差值较小的情况,列车 速度达到Vq-max(61mm)时,ATP实施紧急制动后,可能出现列车速 度瞬间突破Vq-max(75mm)的情况,在此情况下,可根据ATP限速, 通过计算,将紧急制动触发速度设置为小于Vq-max(61mm)的一定 值,这样在满安全的前提下,扩展了ATO调整的能力,最大限 度的发挥线路能力。

城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制

城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制

城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制随着城市快速发展和人口增加,城市轨道交通系统成为现代城市中必不可少的组成部分。

在这个庞大而繁忙的交通系统中,列车运行速度的控制成为至关重要的一环。

本文将探讨城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制。

列车运行速度的限制在城市轨道交通系统中具有重要的意义。

首先,速度限制是确保列车运行安全的关键因素。

在高峰期或突发情况下,列车必须能够及时停下来或减速,以避免与前方列车的碰撞或事故的发生。

其次,速度限制对于提高列车运行效率也起到了关键作用。

通过合理的限制,可以确保列车保持适当的车间距,避免拥堵和延误。

在城市轨道交通列车运行控制系统中,列车速度限制是通过一系列传感器、信号灯、自动控制系统和行车规则来实现的。

首先,轨道交通系统会利用车辆感应装置来检测列车的位置和速度。

这些感应装置通常是安装在轨道上的电磁感应器或光电传感器,能够准确地感知列车的位置和速度信息。

其次,信号灯系统将根据列车的位置和速度信息来发出相应的信号,指示列车司机采取相应的行动。

这些信号灯通常会根据列车的速度和位置,以及其他列车的位置和速度来调控列车行驶的节奏和速度。

此外,城市轨道交通系统还配备了自动控制系统,能够根据列车的速度和位置信息自动调整列车的速度和车间距。

最后,行车规则也是确保列车运行速度限制的重要因素。

各个轨道交通系统都有自己的行车规则,例如在高峰期限制列车速度,或在特定区域设置特殊速度限制等。

关于列车运行速度限制的具体要求,不同城市和轨道交通系统可能会有所不同。

然而,一般情况下,列车运行速度限制通常受到以下因素的影响:1. 轨道条件和曲线半径:城市轨道交通系统的曲线半径决定了列车能够安全行驶的最大速度。

在较小的曲线半径上,列车需要以较低的速度行驶,以确保列车不会出轨。

此外,轨道的平整度和完整性也会影响列车的最大速度。

在损坏或磨损的轨道上,列车需要减速或限制速度,以保证列车运行的稳定性和安全性。

城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化

城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化

城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化城轨ATP(Automatic Train Protection,自动列车保护)系统是城市轨道交通中的关键安全设备,其功能是确保列车运行安全、预防事故发生,并提供真实可靠的数据支持。

随着城市轨道交通的快速发展,城轨ATP系统的安全设计与保障体系的优化变得越发重要。

本文将探讨城轨ATP系统的安全设计与保障体系优化方面的问题。

一、城轨ATP系统的安全设计城轨ATP系统的安全设计是确保列车运行安全的基础,主要包括以下几个方面的内容:1.列车状态监测与控制城轨ATP系统通过对列车状态进行监测与控制,实现列车的自动运行。

通过搭载传感器,可以对列车的速度、位置和加速度等参数进行实时监测,并根据设定的安全阈值进行控制。

例如,当列车超速、偏离轨道或出现其他异常情况时,系统会立即采取措施,如减速或紧急停车,以确保列车安全。

2.信号与通信系统城轨ATP系统依赖于信号与通信系统来传递指令和数据。

信号系统负责向列车发送指令,如限速信息、红绿灯状态等,以便列车按照规定的速度和方向行驶。

通信系统则负责将列车状态和操作信息传回运营控制中心,供监控人员实时监测。

在安全设计中,信号与通信系统的可靠性和实时性是关键。

3.紧急救援设备城轨ATP系统中应设有紧急救援设备,以应对突发情况。

例如,出现列车故障或乘客突发疾病等情况时,系统应具备紧急报警和定位功能,以便救援人员能够及时作出响应和处理。

此外,还应配备适当的灭火设备和紧急疏散通道,以确保在紧急情况下乘客的安全。

二、城轨ATP系统保障体系的优化城轨ATP系统的保障体系是指对系统运行的各个环节进行优化和改进,以确保系统的稳定性和可靠性。

以下是一些优化的建议:1.技术更新与升级城轨ATP系统是一个不断发展和演进的技术系统,随着科技的进步,应及时对系统进行更新和升级,以适应城市轨道交通的需求。

例如,引入更先进的传感器技术、通信协议和数据分析算法等,提高系统的准确性和响应速度。

城市轨道交通工程车上线防护的关键设计

城市轨道交通工程车上线防护的关键设计

城市轨道交通工程车上线防护的关键设计摘要:本文针对工程车辆参与城市轨道交通CBTC线路正线运营的需求,分析了典型应用场景,并讨论了信号系统为保证行车安全和效率需要考虑的若干关键问题。

从区段长度、区段占用出清匹配、列车筛选、自动防护栏、列车后备模式升级距离几个方面的设计进行了着重讨论,可为其他有相近需求的线路提供参考和借鉴。

关键词:城市轨道交通工程车列车防护Key Design for Train Protection When Urban Rail Transit Engineering Vehicle Running During Revenue serviceZhang Yating, Liang Yan, Wang YuAbstract:Considering requirement of Urban Rail Transit Engineering Vehicle Running during Revenue service, this paper analyzes several key problems for train running safely and efficiently in typical application scenario. Mainly discusses design of section length, section occupation&clearance matching, train discrimination, protection at AP fence, train block mode upgrade distance. Offering a reference for other lines with similar requirement.Key words: Urban Rail Transit; Engineering Vehicle; Train Protection目前,基于无线通信的列车自动控制系统(CBTC)已在城市轨道交通线路中广泛应用,在这些线路中,考虑到建设及运维成本等原因,城市轨道交通工程车辆(以下简称工程车)普遍未装备列车自动防护系统(ATP)设备。

城轨交通车辆速度运行限制与匹配技术的标准

城轨交通车辆速度运行限制与匹配技术的标准

城轨交通车辆速度运行限制与匹配技术的标准随着城市轨道交通的发展,对车辆速度的运行限制和匹配技术的标准也越来越重要。

该标准应包括以下内容:
1. 车辆速度的运行限制
城轨交通车辆的运行速度应当根据车辆类型、线路条件、交通流量、安全要求等因素综合考虑,制定相应的运行限制。

应当通过技术手段实现对车辆的速度监测和控制,并设置相应的限速设备和警示系统。

2. 车辆速度匹配技术的标准
城轨交通车辆的速度匹配技术应当遵循以下原则:确保车辆在运行过程中保持稳定、安全、平稳的运行状态;有效维护车辆的动力系统和制动系统;提高车辆的运行效率和能源利用率。

同时,还应当制定相应的测试和评估标准,对车辆速度匹配技术进行定期检测和评估。

3. 检测和维护标准
为确保城轨交通车辆的运行安全和效率,应当制定相应的检测和维护标准。

检测标准应当包括车辆速度监测、制动系统检测、动力系统检测等内容,以确保车辆的各项技术指标符合标准要求。

维护标准应包括车辆定期保养、故障排查和修复、系统升级等内容,以确保车辆的正常使用和运行安全。

4. 监管和处罚标准
针对城轨交通车辆速度限制与匹配技术的违规行为,应当制定相应的监管和处罚标准。

监管措施应包括对车辆运行数据的实时监测和
录入,以及对违规车辆的处罚制度。

处罚标准应包括罚款、暂停运行、修复和替换等措施,以确保城轨交通车辆的安全运行和公共安全。

基于移动闭塞的城市轨道交通列车自动防护系统的设计与实现的开题报告

基于移动闭塞的城市轨道交通列车自动防护系统的设计与实现的开题报告

基于移动闭塞的城市轨道交通列车自动防护系统的设计与实现的开题报告一、项目背景随着城市化进程的不断推进,城市轨道交通越来越成为人们出行的主要方式之一。

然而,轨道交通的运营安全一直是城市交通管理部门和轨道交通运营企业关注的焦点。

在轨道交通运营中,移动闭塞系统是一种较为成熟和普遍应用的列车防护措施。

移动闭塞系统利用传感器和信号设备,通过计算车辆位置和速度,实现列车的自动控制和防护,提高了轨道交通运营的安全性和效率。

二、项目目标本项目旨在设计和实现基于移动闭塞的城市轨道交通列车自动防护系统。

通过引入高精度传感器和现代控制算法,实现列车自动控制,提高运营安全性和效率。

同时,本系统还应具备良好的实时性、可靠性和可扩展性,便于后续升级和优化。

三、项目内容1. 系统架构设计:根据移动闭塞原理和列车自动化控制理论,设计系统整体框架和功能模块。

2. 传感器选择和布置:选择适合城市轨道交通环境的传感器,如激光雷达、摄像头和轨道电路等,布置在列车上,实现对列车位置、速度、状态等参数的实时监测。

3. 控制算法设计:根据列车运营要求,设计基于PID控制算法的列车自动控制系统,并考虑列车转向、刹车等因素,实时调整控制参数,保证列车在行驶过程中的稳定性和安全性。

4. 人机界面设计:设计简洁、易用的人机界面,展示列车运营状况和故障诊断信息,并支持运营人员的实时干预和调整。

5. 系统集成和测试:将所有模块集成到一起,测试系统的功能和性能,并进行可靠性测试和耐久性测试,确保系统在长期的运行中能够保持稳定和可靠。

四、项目计划1. 系统架构设计和传感器选择,预计2周完成;2. 控制算法设计和人机界面设计,预计4周完成;3. 系统集成和测试,预计6周完成;4. 报告撰写和演示准备,预计2周完成。

五、项目预期成果1. 城市轨道交通列车自动防护系统的设计与实现方案;2. 系统集成测试报告和性能测试报告;3. 演示视频和PPT文档,清晰展示系统的功能和优势。

城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制策略研究

城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制策略研究

城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制策略研究随着城市人口的不断增长和交通需求的不断提高,城市轨道交通系统扮演着越来越重要的角色。

安全、高效的列车运行是城市轨道交通系统的核心,其中列车运行速度限制策略是确保列车安全运行的重要措施。

本文将围绕城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制策略展开研究,从理论和实践角度分析其关键问题,以期给相关领域提供一定的参考和借鉴。

首先,列车运行速度限制策略的研究需要考虑的一个重要因素是列车运行的安全性。

安全是城市轨道交通系统运行的首要条件,而列车的运行速度直接影响到乘客的安全。

通过合理的列车运行速度限制策略可以有效降低列车事故的发生概率。

在制定速度限制策略时,应考虑列车的加速度、制动距离、信号系统的状态等因素,综合考虑运行的安全性。

其次,列车运行速度限制策略还需要兼顾列车的运行效率。

城市轨道交通系统是高密度客流的运输工具,如何确保列车在高效的基础上保证安全运行是一个挑战。

在设计限速策略时,应考虑到线路的信号系统、站点间距、设备状况等因素,以最大程度地提升列车的运行效率。

合理的速度限制策略能够避免列车之间的相撞和交叉干扰,提高线路的运输能力。

另外,根据不同的列车运行条件,制定相应的速度限制策略也是研究的关键点之一。

城市轨道交通系统的线路和车辆种类多样化,运行条件各异。

比如,地铁线路和轻轨线路在设计上有所区别,高峰时段和平峰时段的运行速度也有所不同。

因此,需要根据不同线路、不同运行条件制定相应的速度限制策略,以确保列车运行安全且具有高效性。

在实际应用中,城市轨道交通列车运行控制系统中的列车运行速度限制策略还需要考虑到人工智能等技术的应用。

随着科技的不断进步,城市轨道交通系统正逐渐引入人工智能技术,以提高列车运行的精确度和效率。

例如,通过数据分析和预测模型,可以实时监控列车的运行状态,进而制定相应的速度限制策略。

借助人工智能技术,可以在提升列车安全性的同时,提高运输效率,并做出更加准确的速度限制决策。

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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 whenthe 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 80km/h.Aiming at the target that the ATO speed should arrive at 80km/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70km/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顶篷速度的限值是不合理的。

上文总结了设计院提供给信号供应商土建限速的取值情况,笔者认为土建限速主要受线路限速控制,研究线路限速的临界取值,可为提高ATP顶篷速度提供支撑。

本文结合现行轨道交通设计规范[1-2],《铁路轨道设计规范》[3],以及对国外相关情况[4-5]的调研分析,经研究提出曲线段3个等级的线路限速:①曲线设计速度;②曲线临界速度;③曲线安全性限速。

线路曲线设计速度,是乘客无不舒适或稍有感觉的速度,主要和未被平衡的横向加速度a、超高时变率f、未被平衡的横向加速度时变率β有关。

依据《城市轨道交通设计规范》[2],a=0.4 m/s2、f=40 mm/s、β=0.3 m/s3是根据各个城市运营情况的合理取值,三者对应的限值按式(1)~(5)计算,取其最小值即为曲线段设计速度。

v==v3-v-14lsR=0 (当ls>0时)v= (A型车,当ls=0时)v= (小型车,当ls=0时)式(1)~(5)中:v——曲线设计速度,km/h;R——曲线半径,m;h——实设超高,mm;ls——缓和曲线长度,m;i——超高顺坡率。

线路曲线临界速度是指乘客有明显不舒适的感觉,但可以忍受的上限速度,主要和未被平衡的横向加速度a有关。

根据GB 50157—2013《地铁设计规范》a在0.50~0.65 m/s2为“有些不舒适的感觉,但可以忍受”的范围。

铁道科学研究院在试验的基础上,将旅客舒适度指数划分为4档:0级,旅客没有感觉,舒适度良好;1级,旅客轻微感觉,舒适度一般;2级,旅客明显感觉,舒适度可以接受;3级,旅客强烈感觉,舒适度不可接受。

当舒适度指数为1级时对应欠超高为78 mm(a=0.51 m/s2);为1.5级时对应欠超高为115 mm(a=0.75 m/s2)[4]。

德国试验表明,当未平衡离心加速度值为0.65 m/s2时(欠超高99 mm),旅客无不良反应;英国试验表明,当欠超高为168 mm时(未平衡离心加速度值为1.1 m/s2),旅客已有明显感觉但没有不适反应;美国试验表明,当欠超高为176 mm时(未平衡离心加速度值为1.15 m/s2),旅客虽有感觉但没感到不舒服;法国和意大利试验表明,欠超高为130 mm时(未平衡离心加速度值为0.85 m/s2),旅客没有不适感觉[4]。

国外铁路绝大多数的未被平衡离心加速度取值在0.50~0.70 m/s2(占11个统计国家的82%),其中多数集中在0.60~0.65 m/s2,对应的欠超高值在92~100 mm[5];中国TB 10082—2005《铁路轨道设计规范》和铁运[2006]146号《铁路线路修理规则》明确未被平衡欠超高不应大于75 mm,困难情况下不应大于90 mm[3]。

综合上述国内外情况、铁路设计规范和地铁设计规范,本文认为城市轨道交通a=0.65 m/s2(对应的欠超高为99.45 mm)作为临界舒适性指标是合理的,a=0.65m/s2对应的限速即为线路曲线临界速度,按下式计算:2.3 曲线安全性限速线路曲线安全性限速是指车辆不会发生脱轨和倾覆的安全速度。

按《铁路轨道设计规范》对于行车平稳性的分析,稳定系数n一般不应小于3,按上海地铁目前所有车型的最不利情况,列车重心高度H=1 800 mm,轨距S1=1 500 mm时,经式(7)计算最大允许的欠超高为208 mm。

由于还有其他因素,如风力、车辆不良状况等,《铁路轨道设计规范》规定曲线外轨设计最大超高值不应大于150 mm[3]。

因此,建议可取150 mm的最大欠超高作为安全性指标。

式中:S1——轨距;Δh——最大允许欠超高。

安全性限速按式(8)计算:2.4 3种线路限速的计算情况表2为在一定半径、缓和曲线长度和超高设置情况下,规范设计速度与曲线设计速度、曲线临界速度、曲线安全性限速的计算值对比。

3种线路限速均要高于规范设计速度,R≥450 m时,曲线临界速度>90 km/h;300≤R<450时,曲线临界速度≥80 km/h。

因此对于大部分曲线,本文提出将曲线临界速度与ATP顶篷速度相匹配的设计思路,ATP顶篷速度提高至85 km/h以上都是可行的。

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