基于“互联互通”的嘉兴至枫南市域铁路列车开行方案研究

嘉兴至枫南市域铁路是浙江省嘉兴市第一条市域铁路,是长三角地区多层次轨道交通网络中重要线路之一,与嘉善至西塘市域铁路互联互通。“互联互通”条件下市域铁路网络跨线运营是未来的发展趋势,列车开行方案设计是制定市域铁路运输组织方案的前提,做好“互联互通”条件下列车开行方案的制定是运营期市域铁路运营管理的一项主要工作,也是市域铁路规划设计阶段需要重点考虑的问题。在研究嘉兴至枫南市域铁路概况的基础上,对其进行数学建模。在分析市域铁路不同列车种类的基础上,以所有乘客总体出行时间效益最大化为优化目标,应用数学规划、多目标优化的方法构建了一套“互联互通”条件下列车开行方案优化模型,包括市域铁路直达列车数量计算模型、大站快车停站选择模型和大站快车、站站停列车数量计算模型。在研究嘉兴至枫南市域铁路线路互联互通的基础上,依据初期早高峰时段客流预测结果,计算得到初期早高峰时段嘉兴南站—南枫线段采用快慢车混跑方式,大站快车停车站为科技城站、嘉善站,开行直达列车1对/h,大站快车3对/h,站站停列车5对/h;嘉兴南站—示范区线段采用快慢车混跑方式,大站快车停车站为科技城站、嘉善站、西塘站,开行大站快车2对/h,站站停列车6对/h,进而确定嘉兴至枫南市域铁路列车开行方案。

既有铁路开行市域(郊)列车开行方案优化

研究目的:在利用既有铁路资源发展市域(郊)铁路的背景下,本文研究旨在提高市域(郊)铁路的运营效率,以满足乘客的出行需求。通过分析不同到达模式下的乘客行为,提出一种适应混合到达模式的市域(郊)客流分配方式。基于“线路国有、国铁与地方共营”管理模式,构建一个多目标优化模型,综合考虑乘客出行时间、运营成本和地方政府成本,并采用遗传粒子群优化算法求解,优化列车开行方案。研究结论:(1)通过对某条市域(郊)铁路线路早高峰时段客流数据的实证分析表明,构建的市域(郊)列车开行方案优化模型能够显著提高运营效率;(2)该模型早高峰时段缩短了乘客总旅行时间34.8%,降低了铁路局运营成本10.2%,减少地方政府成本11.5%,并节省了10%的车辆购置费用;(3)本研究成果可为利用既有铁路开行市域(郊)列车的项目规划决策和运营优化提供参考。

面向客流的市域与城轨贯通运营下快慢车开行方案优化

为顺应当前市域铁路与城轨线路贯通运营的发展趋势,基于市域与城市轨道交通线路终点对接的衔接形式,市域铁路开行快慢车,城轨开行站站停列车的运营模式,通过路径客流分配,对贯通运营条件下列车开行方案进行优化.以乘客出行成本及企业运营成本最小化为目标,考虑客流出行需求、线路通过能力等约束构建双目标非线性整数规划模型,并设计遗传算法进行求解.结合重庆轨道交通5号线与江跳线,从市域与城轨本线及跨线客流出行时间、列车停站及运行成本两方面,对换乘、贯通运营及快慢车等不同运营模式组合下列车开行方案进行对比分析,验证模型的有效性.研究结果表明:较换乘衔接模式,市域铁路与城市轨道交通贯通运营条件下开行快慢车的运营模式下的乘客出行时间降低了2.92%,企业总运营成本降低了4.88%;该模式适用于跨线出行需求较大的线路,满足跨线乘客从郊区至中心城区的快速出行需求.研究成果可以从运输组织层面为市域铁路与城市轨道交通的高效融合提供理论支持.

市域列车与城际列车共线运营开行方案优化研究

目前我国市域铁路处于初步发展阶段,运输组织理论研究体系尚不完善,对市域铁路与其他制式共线运营的列车开行方案协同编制问题研究不充分,已难以适应轨道交通互联互通发展趋势。针对这些问题,从乘客出行时间和企业运营成本的角度出发,建立市域铁路与城际铁路共线运营的列车开行方案编制模型,设计基于NSGA-Ⅱ的求解算法,并以上海机场联络线为案例,证明所提模型和设计算法能有效求解共线运营列车开行方案,同时表明共线列车开行方案能有效节省乘客总出行时间,提高轨道交通系统服务水平。

基于过饱和条件的市域铁路与地铁运行图协同优化

随着城镇一体化的快速发展,通勤客流需求逐渐增大,市域铁路与地铁的衔接为通勤旅客的出行提供了便利,但大量的通勤客流给市域铁路与地铁衔接的换乘站带来了巨大的压力。为了满足市域客流和地铁客流的出行需求,同时降低通勤旅客在换乘站的等待时间,缓解换乘站的客流压力,需要进行市域铁路与地铁列车运行图的协同优化。引入动态、过饱和OD客流概念,在过饱和条件下,考虑非均匀车头时距、灵活停站时间和旅客换乘条件等约束,从滞留旅客数量和换乘等待时间2个方面构建双目标非线性整数规划模型。结合模型特点,采用ε-约束法将其转化为单目标优化模型,设计具有双阈值和记忆功能的改进模拟退火算法。为验证所提方法的可行性和有效性,将模型及算法应用于金山铁路与上海地铁3号线上海南—中山公园进行案例研究。计算结果表明:优化后的市域铁路与地铁列车运行图,滞留旅客总数增加了9.28%,协同列车数增加了50%,旅客换乘总等待时间降低了60.79%,不断更新容忍度ε能够得到一组综合考虑旅客服务水平和换乘效率的近似Pareto方案,改进的模拟退火算法相较于传统模拟退火算法具有更好的收敛效果和求解效率。研究结果为市域铁路与地铁运行图的协同优化,进一步提升通勤客流的换乘效率提供了理论参考。

既有线开行市域列车信号工程接口设计研究

研究目的:针对北京铁路枢纽利用既有东北环铁路增建第二线开行市域(郊)列车项目中存在的燕尾隧道、车站股道有效长短、多线并行的站前布置,对燕尾隧道的信号电缆槽预留、综合接地设置方案、轨旁信号设备电缆入槽、远程LEU设置,以及车站股道信号设备设置和既有多线并行电缆槽设置等接口设计进行多方案研究比选,提出契合工程实施的设计方案。研究结论:(1)提出的燕尾隧道信号工程接口设计方案能减少强弱电交叉、提升接地效果、减小轨旁信号设备电缆入槽对其他专业的影响、实现远程LEU的不同物理径路连接;(2)提出的车站股道信号设备设置方案能在避免邻线干扰的前提下减小股道长度;(3)提出的多线并行电缆槽设置方案能满足不同线路权属、维修维护分开的运营要求;(4)本研究成果具备工程可实施性,可供类似工程选择和参考。

利用既有铁路开行市域(郊)列车运输组织和运营管理模式研究

研究利用既有线开行市域(郊)列车,对于盘活既有铁路资源,扩宽市域(郊)运输市场具有重要的现实意义。结合相关标准规范和典型市域(郊)铁路案例,首先从客流需求、运能富余、工程代价、投融资条件等方面,对既有线开行市域(郊)列车的开行条件进行适应性分析。在此基础上,以提升市域(郊)列车的开行效益为目标,提出多样化开行方案、强化枢纽换乘衔接、推进线路互联互通、非高峰时段参与城市配送等运输组织方案。最后,根据既有线产权和运营权的归属关系,研究对比不同运营管理模式的优劣并判断其适用性。建议在市域(郊)运输发展近远期,对既有线改造升级和市域(郊)开行需求较大的项目,采用委托铁路局集团公司管理模式,既有线产权属于合资公司;对改造升级和市域(郊)开行需求较小的项目,采用政府直接购买服务模式,既有线产权属于铁路局集团公司。远景阶段,受干线列车影响较小的项目,可考虑采用网运分离模式,进一步调动运输市场的积极性。

闲置与废弃铁路再利用方案研究

随着交通强国战略稳步实施,铁路网络建设不断完善,部分建成年代早、技术标准低的既有铁路被高标准铁路替代,失去了原有的铁路运输功能,线路、场站等设备设施逐渐被闲置或废弃。为充分利用闲置与废弃铁路资源,提高社会经济效益,以闲置(大部分废弃)的老娄邵线为例,通过调查线路现状、研究区域铁路网络最新规划、综合考虑地方政府与企业诉求、参考国内类似项目研究成果,提出6种再利用方案。研究结论为:结合区域铁路网络规划,经过升级改造,闲置线路可恢复其原有运输功能;基于主城区与卫星城间的客运需求,可利用闲置线路剩余能力开行市域(郊)列车;根据企业生产运输需求,可将废弃线路改造为企业专用线;考虑城市规划建设需要,城区段废弃线路(通道)可改造为城市公共交通通廊;城市(郊)废弃的线路,秉承铁路原有的建筑风格,可打造铁路文化公园;乡村废弃线路,可利用既有的路基、桥隧、场站等改造为乡村道路及农村居民点,推进新农村建设,其余零星土地可改造为农业用地。

市域铁路列车自动折返效率提升方法研究

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。

关于利用既有铁路开行市域(郊)列车的探讨

本文借鉴利用既有铁路开行市域(郊)列车的成功案例,分析利用既有铁路开行市域(郊)列车基本条件,探讨利用既有铁路开行市域(郊)列车的实施策略,包括如何选择适合的既有铁路、确定既有铁路改造方案和技术标准以及合理组织客运和科学布局车站客运设施等。

市域(郊)铁路车辆选型及列车编组研究

当前,我国市域(郊)铁路发展面临技术标准不明确、建设模式不清晰、运营效果不理想等问题,尤其是在车辆选型和列车编组方面尚未形成标准化体系。为解决上述问题,文章在分析国内市域(郊)铁路发展现状及客流情况的基础上,对其车辆选型和列车编组进行深入研究,提出市域(郊)铁路车辆选型宜从线路最高运行速度、乘坐舒适度、公交化水平、互联互通需求等多方面进行考虑,列车编组应结合线路客流量级、车辆技术成熟度和运营成本,选择“小编组、高密度”运营组织形式,并在此基础上以东南沿海某市域(郊)铁路线路为例,进行车辆选型及列车编组案例分析,以期为类似工程提供参考和借鉴。

上海市域铁路信号系统时钟同步方案探讨

为保障市域铁路信号系统物理时钟或逻辑时钟的一致性,提升时间回溯的可靠性,以上海市域铁路为研究对象,分析目前上海市域铁路的背景,介绍目前现有的时钟同步技术和主流的信号时钟同步方案。通过分析和总结,采纳各方案的优势,提出一套适用于上海市域铁路的时钟同步方案,并对该方案的各子系统进行详细描述。

基于CTCS2+ATO的市域铁路列车追踪间隔时间研究

基于CTCS2+ATO的市域铁路,综合考虑列车长度、运行速度、列车类型、道岔限速、到发线布置、信号系统、车载ATP控车模型、车站作业时间等因素影响,对列车区间追踪间隔、车站追踪间隔和折返追踪间隔进行研究计算,为系统设计能力指标、相关工程行车组织设计和列车运行图编制提供理论研究支撑。

兼容CTCS和CBTC的车载人机接口技术研究

为实现“四网融合”,需要发挥市域(郊)铁路的衔接和纽带作用,必然要求融合大铁CTCS与城轨CBTC两种信号制式,支持列车跨线运行。详细介绍兼容CTCS和CBTC两种制式的一体化车载设备系统组成,并重点介绍一体化DMI系统构成、工作原理和关键技术。一体化DMI支持CTCS和CBTC两种界面显示,并能够根据控车权自动切换界面显示,节约安装空间,降低设备成本,智能化程度高,可广泛应用于需要支持CTCS与CBTC跨线运行的市域铁路。

上海两港市域铁路信号系统设计方案研究

信号系统是市域铁路的重要控制子系统,信号系统的发展对自主化装备更新和运营维护有着重要意义。介绍了上海两港市域铁路信号系统设计方案,对原有的CTCS2+ATO架构进行改进,取消通信控制服务器,通信控制服务器的大部分功能由TSRS承载;采用无线通信组网方案和新型组件方案;对CTC也进行了适应性改造,解决了整合TDMS计划调度方案、CTC系统智能风险评估技术和数据分析技术不足的问题,提高了运营维护效率。该方案在上海两港市域铁路中得到推广应用,也对采用CTCS-2+ATO信号制式的城际铁路建设提供参考和借鉴。

上海市域铁路机场联络线大盾构隧道结构在列车荷载下的动力响应兮析

[目的]装配式单线双洞大直径盾构隧道越来越频繁地应用于地下轨道交通线路中,提高了地下空间的使用效率。但其中隔墙与隧道结构的连接较为薄弱,会对运营安全产生影响,故需要研究装配式大盾构隧道中隔墙及其顶部节点在列车动力荷载作用下的动力响应。[方法]以上海市域铁路机场联络线单洞双线大直径盾构隧道工程为依托,采用数值模拟方法,研究了列车荷载作用下装配式隧道内部结构的动力响应,对中隔墙和顶部薄弱节点的安全性能进行了验算分析,并对比了单车工况、对向列车荷载动力响应的差异情况。[结果及结论]在列车竖向荷载的作用下,管片变形有由横鸭蛋形向竖鸭蛋形变化的趋势,并在列车荷载经过后恢复初始的横鸭蛋形状态;会车工况下衬砌收敛减小值是单车工况下衬砌收敛减小值的2倍;顶部螺栓承载符合规范要求,在列车动荷载影响下,可至少正常工作114年;在列车风荷载作用下,中隔墙顶部节点水平位移增大,会车工况下水平位移是单车工况下水平位移的2.8倍;隧道结构无共振风险。

市域(郊)铁路站后全自动折返方法研究与应用

[目的]采用CTCS2+ATO(中国列车控制系统2级+列车自动运行)系统,能够满足市域(郊)铁路与国家干线铁路、城际铁路实现跨线运营需求,但不能满足市域(郊)铁路公交化运营接发车间隔3 min的需求。提出在CTCS体系框架下,通过功能优化、资源细化和简化操作流程实现折返间隔小于3 min的目标,使CTCS2+ATO系统能够满足市域(郊)铁路公交化运营需求和与国铁线路互联互通的需求。[方法]在现有CTCS2+ATO系统站后折返技术方案基础上,打破传统以进路为基础的站内列车间隔防护方法,采用资源间隔防护,缩短进出折返牵出线时间;同时采用列车自动进入折返牵出线停稳后自动换端激活进入工作状态的方法,大幅减少换端时间。介绍了具体的技术方案,以及应用时序设计和应用场景。[结果及结论]所提出的折返方法适用于城际铁路、市域(郊)铁路等按照《市域(郊)铁路设计规范》和《城际铁路设计规范》要求设计的线路。采用所提出的折返方法,在确保安全的前提下,能够满足目前市域(郊)铁路公交化运营3 min发车间隔的运营需求,同时满足本线列车和国铁列车互联互通的运营需求;可缩小列车追踪间隔,提高列车折返效率,同时可防止列车在无人驾驶情况下进入非折返线。

市郊铁路与城市轨道交通线路贯通运营方案研究

为解决市郊铁路与城市轨道交通线路贯通运营的技术难题,以市郊铁路重庆中心城区至南川线工程为研究背景,首先,从客流方面分析市郊铁路南川线与城轨快线27号线贯通的必要性;其次,结合换乘功能、运营方式和行车组织方案、车辆基地接轨条件、外界边界条件、工程投资等方面对南川线与27号线贯通运营车站的行车配线进行多方案研究和比选,论证市郊铁路与城市轨道交通贯通运营的合理性和可行性,可作为后续2种不同制式轨道交通贯通方案的参考。

利用既有铁路开行市域(郊)列车主要技术标准研究

当前国家十分重视市域(郊)铁路的发展,利用既有铁路发展市域(郊)铁路为优先考虑模式,但当前利用既有铁路开行市域(郊)列车技术标准研究尚未形成体系。基于直接利用既有铁路富余能力开行市域(郊)列车、改造既有铁路后开行市域(郊)列车和利用既有铁路通道新建市域(郊)铁路3种建设模式,应用调研分析、对比分析等手段从运输组织、正线数量、速度目标值、车站分布、车辆编组、既有设施利用等方面进行归纳总结,系统全面地梳理了不同设计场景下利用既有铁路开行市域(郊)列车主要技术标准,得出以上6个方面具体设计参数取值或应采用的技术体系,以期为我国后续利用既有铁路开行市域(郊)列车项目建设提供建议。

城市轨道交通超长线路规划问题研究

为解决目前我国大城市轨道交通规划、建设中的超长线路相关问题,从需求特征分析出发,对超长线规划中可能存在的某些问题进行了探讨。对城市轨道交通线的市区线与郊区线进行了区分;归纳了市域轨道交通线与市区线的多种衔接方式。分析了城市轨道交通超长线的列车运行模式,提出了多种交路方案,以供城市轨道交通超长线的运营组织作参考。