绘制南京地铁三号线列车运行图.docx
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绘制南京地铁三号线列车运行图
绘制南京地铁三号线列车运行图
毕业设计（论文）中文摘要
绘制南京地铁三号线列车运行图
摘要列车运行图是城市轨道交通列车运行的基础，它能直观显示列车在时间、空间上的关系；是列车运行的综合性计划，其将整个运输生产活动联系成一个整体，将与列车运行相关的部门紧密地联系在一起，充分发挥各部门之间协调作业的能力。
其绘制质量的优劣直接关系到轨道交通的运输效率和安全可靠性能。
本文以理论研究为主，充分借鉴和参考以往的研究成果，采用系统的观点和类比的方法，针对城市轨道交通客流流量大、阶段性高峰明显及变化大，城市轨道交通线路站间距离短等特点，进行了下面几个方面的研究。
本文从经济合理的角度为出发点，充分考虑旅客的出行心理、需求及特点，最大限度地发挥地铁运营设备、设施的潜能，把突发情况对运营的影响降到最低，更好地满足乘客出行及公司长远发展利益。
关键字城市轨道交通；运行图绘制；运行图调整
目录
1.引言1
2.本课题研究的背景和意义1
2.1研究背景1
2.2研究意义1
3.行车调度2
3.1行车调度调整在地铁运营中的作用3
3.1.1行车调度工作3
3.2行车调度调整的基本原则3
3.3调度调整策略4
3.4实例分析5
3.4.1事件概述5
3.4.2事件分析6
4.列车开行方案影响因素分析7
4.1客流及客流性质7
4.1.1一日内小时客流分布特征7
4.1.2一周内全日客流分布特征8
4.2企业的效益8
4.3旅客旅行时间的消耗8
4.4列车定员9
4.5车站能力及区间通过能力9
5.南京地铁三号线列车运行图编制模型及其描述11
5.1城市轨道交通列车运行图概述11
5.1.1城市轨道交通列车运行图的概念作用11
5.1.2城市轨道交通列车运行图编制的总体结构12
5.2南京地铁三号线线路状况13
5.3建立模型14
结论17
致谢18
参考文献19
1.引言
城市轨道交通在城市公共交通系统中起着越来与重要的作用，它快速、便捷、运量大、占地少等优点。
而在城市轨道交通中，列车运行图是其不可或缺的一个重要节点。
城市轨道交通列车的运行需要优质合理的运行图作为支撑，经济、合理的列车运行图既要考虑城市轨道交通系统能提供的运营设备能力，又要在符合各时期、各时段线路客流量规律的前提下，使运能与运量达到最佳的组合即需要运能满足运量。
2.本课题研究的背景和意义
2.1研究背景
伴随着我国经济的持续高速发展、城市化进程的加快、城市规模的不断扩大、经济发展和居民收入提高车辆的急剧增长，城市人口及外来人口的流动性日益频繁，城市交通需求与交通供给日益突出的矛盾所导致的交通拥堵问题及其伴生的交通安全、环境污染、交通能耗等问题已成为继续解决的社会问题，严重影响着城市经济建设发展和城市的运转效率，并且成为制约城市可持续发展的主要瓶颈。
在此背景之下，优先发展公共交通成为有效缓解城市日益存在的环境、拥堵等问题的首选。
乘客选择交通方式主要考虑的是速达性、准时性、便利性、舒适性、安全性和经济性。
因此，为了解决城市交通拥堵和由此造成的环境污染问题，必须走资源节约、环境友好的可持续的科学发展道路。
城市轨道交通以其大运量、低能耗、高效率、高环保的特有优势，在大城市的公共交通中占有重要的地位，布局合理、公众欢迎的轨道交通已成为城市交通现代化的重要标志之一。
2.2研究意义
世界上已有130多个城市兴建了地铁和轻轨交通。
在城市公共交通中，轨道交通发挥了重要作用。
历史经验表明，大力发展公共交通，在客流高峰期适当限制私人交通是解决城市交通问题唯一有效的措施。
纽约、巴黎首尔、东京等世界发达国家的城市轨道交通建设历史证明，在人口超过100万以上的大城市或特大城市发展城市轨道交通，构建城市公共交通骨架，密切配合公共运输，是解决大城市、特大城市交通问题的根本措施。
21世纪以来，我国各大城市的轨道交通已经进入一个新的快速发展时期，以北京、上海、广州为代表的一批大城市先后规划了较大规模的远景线网并相继建设与投入运营。
以我国的广州为例，2009年1月广州市公共交通日均客流量为1085.23万人次，当时地铁运营的四条线路日平均客流为150万人次，占城市公共交通客运量的13%，节假日地铁输送客流可达城市公共交通客运量的20%。
由此可见城市轨道交通在城市公共交通中所占有的重要分量。
列车运行图是列车运行的基础，它能直观地显示列车在时间和空间上的关系，能直观地显示列车在各区间的运行及在个车站停车或通过的状态；是列车运行的综合性计划，其将整个运输生产活动联系成一个统一的整体，把与列车运行相关的部门组织起来，在保证合理与安全运营的前提下，按照列车运行图的需要制定各自的生产计划。
编制一张合理经济的列车运行图，对于充分利用轨道交通设备的能力，满足各时期、各时段旅客运输的需要，使“运能”与“运量”很好地结合，既能方便旅客出行的需要，又能使企业获得最佳的经济效益，具有重要的意义。
绘制南京地铁三号线列车运行图可以根据不同时段的断面客流，合理地安排一定数量的列车，按照固定的交路间隔均匀地循环运行在考虑行车间隔满足客运服务水平的同时，某一时段单方向的运能必须满足该时段最大断面客流的需求，即“运能”满足“运量”。
地铁运营是一个动态的、变化的过程，运营中的各种情况都具有随机性、复杂性。
客流的增减、列车的晚点、运营秩序的紊乱、突发事件及设备故障的影响，都要求行车调度在日常的运营组织工作中，根据情况的变化及时合理地采取调整措施，使列车尽可能按图行车。
应急情况下的行车调度指挥工作是对全局性的行车组织进行安全、科学、灵活的调整，最大限度地发挥地铁设备、设施的潜能，维持一定限度内的地铁降级运输能力，把突发事件对运营的影响降到最低。
因此只有充分考虑旅客的出行需求、出行心理及特点，掌握客流特征，才能确定良好的列车开行方案，最大化列车吸引的客流，更好地满足旅客出行需求。
3.行车调度
轨道交通是一个复杂的、技术密集型的城市公共交通系统，具有各项作业环节紧密联系和各部门、各工种协同工作的特点，行车调度指挥工作是协调与运营有关的各个工种协同工作，在保证安全的前提下以完成列车运行计划为基本任务。
3.1行车调度调整在地铁运营中的作用
行车调度指挥是地铁运营的核心工作，特别在设备故障和突发事件直接影响地铁正常运营时，调度指挥的安全、高效、及时性显得尤为重要，科学合理的调度调整策略是降低突发事件及设备故障对地铁运营影响的首要环节。
地铁运营的特点是根据不同时段的断面客流，合理地安排一定数量的列车，按照固定的交路间隔均匀地循环运行在考虑行车间隔满足客运服务水平的同时，某一时段单方向的运能必须满足该时段最大断面客流的需求，即“运能”满足“运量”。
地铁运营是一个动态的、变化的过程，运营中的各种情况都具有随机性、复杂性。
客流的增减、列车的晚点、运营秩序的紊乱、突发事件及设备故障的影响，都要求行车调度在日常的运营组织工作中，根据情况的变化及时合理地采取调整措施，使列车尽可能按图行车。
应急情况下的行车调度指挥工作是对全局性的行车组织进行安全、科学、灵活的调整，最大限度地发挥地铁设备、设施的潜能，维持一定限度内的地铁降级运输能力，把突发事件对运营的影响降到最低。
3.1.1行车调度工作
1.组织指挥各部门、各工种严格按照列车运行图的规定和要求进行工作；
2.监控列车到发和途中运行，监控列车设备运用状况，在人工控制时排列进路；
3.根据客流变化，及时调整列车开行计划；
4.在列车晚点，运行秩序紊乱时，通过自动或人工列车运行调整，尽快恢复按图行车；
5.发生运营事故或其他突发事件时，按规定程序立即向上级和有关部门报告，迅速采取救援措施控制事故或突发事件的发展态势，最大限度减少人员伤亡、降低事故损伤和防止事故升级。
3.2行车调度调整的基本原则
列车运行图
1.坚持按图行车，提高列车正点率
轨道交通运输产品质量的重要技术指标之一就是列车正点率。
列车正点率不但是运输质量和组织管理水平的综合反映，也是社会舆论关注的热点。
在列车运行调整中，要加强调度指挥和运行调整，严格按图行车，提高列车正点率，确保列车正点运行，尤其是首班车和末班车。
2.单一指挥
在列车运行调整中，行车各有关部门必须服从所在区段的行车调度员的集中统一指挥，各级别领导对列车运行的指示，必须通过所在区段的行车调度员实现，坚决禁止令出多口或多头指挥，维护调度命令的严肃性和权威性。
3.安全生产
调度指挥必须坚持安全，正确、及时地指挥列车运行，防止因指挥不当造成事故隐患。
遇突发状况时，要冷静、正确、及时处理，努力提高业务水平，提高应变能力。
发布调度命令要正确、完整、清晰。
4.按列车等级进行调整
在发生列车运行秩序混乱的情况下，行车调度员须进行列车运行调整。
对不能按列车运行图运行的列车。
应按下列等级顺序进行整理：
专运列车、旅客列车、调试列车、回空列车、其他列车。
3.3调度调整策略
列车正点始发是保证列车正点运行和实现列车运行图的基础。
对始发列车，应在列车出库、列车折返交路和客流情况等方面进行具体掌握和组织，保证正点发车。
列车运行晚点时，应根据列车运行额实际情况，按规定的列车等级顺序进行调整，对同一等级的旅客列车可根据列车的连续车次和乘客的多少等情况进行调整，尽可能在短时间内使列车恢复按图运行。
调度实践证明，调度指挥的主要困难在于发生列车运行秩序混乱。
只是需要在短时间内根据变化的情况，选择和实现放行列车的决策常常在时间非常紧迫的情况下进行，因此行车调度员必须掌握列车运行调整的基本方法，进行专业训练。
一般地，列车运行调整主要有组织列车始发正点和组织列车运行正点两大方法。
具体调整方法如下。
1.始发站提前或推迟发出列车。
2.组织列车赶点：
根据车辆的技术性能、司机操作水平和线路允许速度，组织列车加速运行，恢复正点。
3.压缩中间站停站时间:
通过组织车站快速作业，压缩停站时间。
4.组织列车不停站通过某些车站：
列车不停站通过可分为列车载客通过和列车放空通过两种情况。
应严格控制列车载客通过车站，仅因车辆、设备故障或车站因乘客滞留造成人多拥挤等原因引起运行秩序紊乱，或特殊需要时，方准列车载客通过车站，末班车不能载客通过车站。
在组织列车通过车站时，行车调度员应提前下达命令。
司机和车站有关人员应对乘客做好宣传解释工作，以防乘客恐慌。
车站应维持秩序，严密组织好乘客乘降，确保乘客安全。
5.变更列车运行交路：
组织列车在有条件的中间站折返。
6.组织列车反方向运行：
在双线线路上，如一个方向列车密度较大，另一方向列车密度较小，为恢复正点运行，可利用有道岔的车站的渡线，将列车转到列车密度较小的线路上反方向运行。
7.扣车：
当一条线路的列车由于车辆、设备故障或其他原因不能正常运行，造成换乘站站台上乘客拥挤时，行车调度员可采取扣车措施，即将另一条线路上的列车扣在换乘站附近的各个车站，以缓解换乘站的压力。
扣车时间一般应控制在10min之内，如果堵塞线路的列车在短时间内不能恢复正常运行，可组织扣下的列车在换乘站通过。
8.调整列车运行行车间隔：
当换乘站由于客流剧增造成作业困难时，行车调度员可根据列车的运行情况，适当调整列车运行时间间隔，避免各线列车同时到达换乘站。
9.抽线停运列车：
行车调度员调整列车运行，可根据列车运行的实际情况进行选择，也可将上述列车运行调整方法综合使用。
3.4实例分析
3.4.1事件概述
2010年7月22日下午17:
50左右0412次经贸学院进站前网压为零，司机采取及时惰行进站，并报行调，列车停稳后，司机发现前方接触网打火现象严重，及时汇报行调，行调命令司机清客待命。
18:
01行调命令0812次从天印大道经渡线运行至龙眠大道站上行站台，反方向运行至药大，在药科大学站上行站台换端，18:
02，0812次RM模式动车。
18:
04行调命令小龙湾站1112次至竹山路待命，18:
05分，0812次网压为零，司机准备惰行进站，但因为坡度太大，未能惰行进站，司机做好乘客广播。
行调命令司机尝试升弓，观察是否有网压，司机操作后发现网压任然为零，行调命令司机升后弓降前弓，网压任然为零，18:
08行调发布全线调令，各次列车限速30KM/h运行每站多停1分钟。
18:
11竹山路1112次网压同样为零，恢复后司机汇报行调，行调询问0812是否网压正常，司机发现网压仍然为零，行调命令司机将前后弓全部降下，再次要求司机升单弓，同时询问1112次竹山路网压是否正常，1112次司机汇报正常。
18:
16行调命令竹山路1112次清客，18:
18行调命令1112次停止升降弓尝试，做好救援准备，推进至龙眠大道上行，18:
20行调命令1112次该开602次救援0812次，推进至龙眠大道上行，使用SFTH组联系。
同时要求小龙湾下行1512次运行至竹山路下行站台清客，换端后与行调联系。
18:
26救援车与故障车连挂完毕，行调命令司机推进运行至龙眠大道上行站台不进行清客，切ATP运行至天印大道上行清客。
18:
27救援车司机通知故障车连挂完毕，18:
29故障车制动隔离，具备动车条件，行调命令司机动车。
18:
25百家湖1812次限速15Km/h运行至小龙湾下行待命。
18:
30,602次汇报网压为50伏，行调命令救援列车就地停车，同时竹山路2701汇报网压为50伏。
18:
33行调命令司机升后弓，升弓后网压为10伏，行调要求司机降弓，0812次司机发现休眠灯灭，及时按下唤醒按钮，防止列车休眠。
行调后续在药大至竹山路上行线之间组织拉风箱运行，在迈皋桥至百家湖（竹山路站）组织交路运行，下行列车经河定桥渡线至上行站台，进行清客换端操作，司机严格按照行调要求在抢修区段加强瞭望，注意限速，在小交路组织过程中及时与行调联系，追问进路及限速保证行车安全。
20:
11竹山路至龙眠大道下行线正线及辅助线开通，全线恢复正常运行。
20:
33，2214次列车推牵引出现制动现象，列车只能以3km/h左右运行，司机维持进站，后司机尝试切ATP运行，列车有牵引力，行调命令司机跳停至天隆寺站清客回库，天隆寺站清客不掉，行调命令司机代客会小行基地，后在小行基地内再次清客。
20:
40,4950车列车持续产生紧急制动，司机切ATP后仍然产生紧急制动，行调命令司机清客，因乘客不愿下车，在胜太路再次清客，仍然有乘客不愿下车，司机根据行调命令带客至河定桥存车线，后在存车线内清客。
3.4.2事件分析
在此次非正常行车事件中，有小交路运行、单线往返运行（拉风箱）、反方向运行等多种突发状态下的行车组织安排。
4.列车开行方案影响因素分析
为了经济合理地运用技术设备，实现高服务水平、高效率和低成本运营目标，轨道交通的运营组织必须以列车开行计划为基础。
正确合理分析列车开行方案的影响因素能够绘制出更合理的，满足乘客出行需要，符合公司发展利益的运行方案。
4.1客流及客流性质
客流量及客流性质反映了旅客的出行需求，是制定旅客列车开行方案的基础，即所谓“按流开车”。
由于旅客对列车的选择具有主动性，因此只有充分考虑旅客的出行需求、出行心理及特点，掌握客流特征，才能确定良好的列车开行方案，最大化列车吸引的客流，更好地满足旅客出行需求。
轨道交通的客流是动态流，它的分布与变化因时因地而不同，但这种不同归根结底是城市社会活动与生活方式、以及轨道交通本身特征的反映，因此客流的分布与变化是有规律的。
对客流的分布特征与动态变化进行实时跟踪和系统分析、掌握客流现状与变化规律，有利于进行合理地线网规划、运力安排与设备配置，对搞好日常行车组织与运营管理工作具有重要意义。
4.1.1一日内小时客流分布特征
一日内小时客流随人们的生活节奏和出行特点变化而变化。
通常是夜间少，早晨渐增，上班和上学时达到高峰，午间稍减，傍晚因下班和放学又是高峰，此后逐渐减少，午夜最少。
因此，轨道交通一日内小时客流通常是双峰型。
反映轨道交通线路分时客流不均衡程度的系数可按下式计算：
α1=
式中：
α1——单向分时客流不均衡系数；
——单向高峰小时最大断面客流量（人）；
——单向分时最大断面客流量（人）；
H——全日营业小时数。
分时客流不均衡系数值大于1。
α1趋向于1表明客流分布比较均衡，α1越大表明分时客流越不均衡。
当α≧2时，表明分时客流的不均衡程度比较大。
位于市区范围内地铁、轻轨线路的α1值通常为2左右；而通往远郊区市域轨道交通线路的α1值通常大于3。
4.1.2一周内全日客流分布特征
由于人们学习工作以周为单位循环往复的，这种规律必然能反映到一周内全日客流上来。
在以通勤通学客流为主我的线路上，双休日的客流会有所减少；而连接商业网点、旅游景点的线路上，双休日的客流往往会增加。
与工作日相比双休的早高峰会推迟，而晚高峰又会提前。
根据全日客流在一周的分布不均衡和有规律的变化，轨道交通常在一周内实行不同的运行计划，以适应不同的客运需求和提高运营经济性。
4.2企业的效益
企业在生产产品、供给服务时，考虑的最多的就是这个产品或者服务能为企业带来多大的效益，运输企业也是如此，所以地铁运营的收益是影响开行方案的一个重要因素，它等于运营收入与运营成本之差。
地铁部门开行列车的运营收人主要是客票收人。
客票收人是列车运营的主要收人，其大小取决于地铁在各运行区间的载客量及地铁票价。
运营成本分为变动成本和固定成本两个部分。
其中变动成本包括列车公里费用、列车的停站费用和旅客的中转组织费用。
列车公里费用是指列车运行单位公里的费用消耗，包含列车的折旧费、能耗、材料费、维修费、人员工资津贴等。
固定成本包括车辆、线路等固定资产折旧、维持固定人员工资等。
列车停站增加了铁路所需列车车底总数量、列车起停引起额外的能耗、占用线路通过能力的费用、乘务组费用以及车站额外费用的增加等。
4.3旅客旅行时间的消耗
旅客的旅行时间影响旅客的满意度舒适度，对列车开行方案中的诸多方面会产生影响，是制定旅客列车开行方案所要考虑的重要因素。
为了减少旅客的旅行时间，提高旅客的满意度，需要对影响旅客旅行时间的各因素进行统筹考虑。
旅客的旅行时间消耗主要分为旅客的候车时间消耗、旅客因列车停站的时间消耗、旅客在列车运行过程中的时间消耗和旅客换乘时间消耗4部分。
对于一个理性的旅客而言，往往要提前了解列车的发车时间，不会提前太多时间到达车站候车.因此旅客的候车时间基本上为常数，在开行方案的优化过程中可以不考虑。
旅客因列车停车的时间消耗是指由于列车的中途停站而使车上旅客增加的时间消耗，其大小主要与旅客选择的乘车方案中列车的停站方案有关。
成都地铁一号线的列车停站方案采取站站停模式。
旅客在列车运行过程中的时间消耗是旅客旅行过程中的主要时间消耗，与列车在各区间运行的平均技术速度和区间里程有关，在运行径路确定的情况下，各区间的里程无法改变，因此要减少旅客在列车运行过程中的时间消耗只能提高列车在区间内运行的技术速度。
换乘时间是指旅客由于换乘列车而消耗的时间，主要与可选择换乘的列车的开行密度有关。
4.4列车定员
列车定员即为列车的最大载客量，可利用列车的编组数量与车辆定员人数的乘积进行计算，车辆的定员人数一般为常量，因此列车的编组数量是影响列车定员的主要因素，进而对开行方案中的列车对数产生影响。
列车的编组辆数需从各年度的客流大小、输送能力要求、线路纵断面技术条件、运营管理服务水平要求以及工程投资等多方面综合研究。
南京地铁3号线列车共采购46列列车，每列6辆（4动2拖）A型车编组，为铝合金全焊接鼓形车体，内部空间将比1号线和2号线的A型车更大，载客量也将更大。
4.5车站能力及区间通过能力
在制定开行方案时，列车的开行数量，运行径路等有时候会受到铁路基础设施设备能力的限制。
主要反映在车站能力和区间通过能力上。
车站能力主要是指车站的始发列车能力和接发列车能力。
车站始发列车的能力除受到到发线数目的影响外，主要是受车站整备折返能力的限制，当车站始发能力不足时，可延长或缩短列车运行区段，以避开车站能力的限制。
车站接发列车的能力主要受限于到发线数目，即在一定时间内在车站停站的列车不应超过一常数。
此外还应考虑车站在政治、经济、文化、地理位置等多方面因素，又是因车站地位的不同，可超行车组织方法条件下，区间的各种固定设备，在单位时间内（通常是指一昼夜）所能通过的最多列车数或对数。
其大小主要决定于区间正线数、区间长度、线路纵断面、机车类型、信号、连锁、闭塞设备的种类。
以铁路运输组织理论系统中列车运行图来解释计算通过能力的原理。
S
d
c
I
b
a
t
O
图中横坐标是时间t,为满足城市居民日常出行需要，城市轨道交通间隔较小，以s或min为单位；纵坐标是距离S，以m或km为单位。
由图可知，列车从出站到前行列车位置，需经历加速出站、区间运行、停站作业、和制动停车4项作业过程。
即列车间隔时间I至少应由上诉四个单项组成，计算公式为：
式中：
——列车从车站起动加速时起至出清车站止的时间；
——列车出清车站后至列车开始进站制动前的运行时间；
——列车从开始进站制动后至列车在站内规定位置停稳的时间；
——列车在车站的停站时间；
其他——为了确保安全对行车间隔所做的其他规定。
以上式中I表示两列车在同一区间运行的行车间隔。
参铁路运行图，因此可推算出城市轨道交通线路通过能力计算公式为：
式中：
n——1h内线路所能通过的最大列车数（列）；
I——城市轨道交通追踪运行列车行车间隔（S）
5.南京地铁三号线列车运行图编制模型及其描述
5.1城市轨道交通列车运行图概述
5.1.1城市轨道交通列车运行图的概念作用
A.定义
列车运行图是列车运行的时间与空间关系的图解，它是表示列车在各区间运行及在各车站停车或通过状态的二维线条图。
列车运行图规定了各次列车占用区间的次序，各在车站的到达、出发或通过的时刻，次列车在区间的运行时分，在车站的停站时间和在折返站的折返作业时间，以及列车交路和列车出入车辆段时刻等，能直观地显示出各次列车在时间上和空间上的相互位置和对应关系。
B.要素构成内容
a.时间要素
区间运行时分：
指相邻车站之间的运行时分
停站时分：
指列车停站作业（包括减、加速、开、关门等），乘客上、下车所需时间总和。
折返作业时分：
指列车到达终点站或在区间站进行折返作业的时间总和。
折返作业时分包括确认信号时间、出入折返线时间、司机换岗时间等。
出入车辆停车场作业时分：
指列车从车辆停车场到达与其相接的正线车站或正线车站返场作业时间。
营运时间：
至城市轨道交通运营线路运送乘客的时间，具体为每日首、末班车始发站开车点之间的时间。
停送点时间：
指每天运营开始前送电和运营结束后停电所需操作和确认时间。
b.数量要素
全日分时段客流分布、列车满载率、出入库能力、列车最大载客量
c.相关要素
与其他交通方式的衔接：
包括大交通系统如铁路、港口、机场、公路交通枢纽等；城市交通方式如公交线路、车站布置、自行车停放、其他车辆停放等。
与大型体育场所、娱乐、商业中心的衔接：
这些场所会有突发性的客流冲击地铁，造成车站一时运力和人力安排的困难。
列车检修作业：
为保证列车状态完好，需均衡安排列车运行与检修时间，即使每个列车均有日常维护保养与检修时间。
驾驶员作息时间：
根据驾驶员作息制度，交接班地点与方式，途中用餐等因素，均衡安排各个列车的运行线。
车站的存车能力：
线路上的车站大多数无存车线，只有在终点站、区间个别车站设有存车线，可存放一定数量列车，在日常运行时可作为停车维护用，在夜间可存放列车减少空驶里程，均衡早上发车秩序。
电客车的能耗：
在计算、查定电
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