摘要:　简要分析了影响城市铁路最高设计速度的主要因素,研究了提高最高设计速度的利弊.以实际线路数据为背景,运用铁道部重点实验室开放实验平台TraMCES,从旅行速度、能耗、时间节约等角度模拟计算了80km/h、100km/h以及120km/h等设计速度下城市铁路系统的各项运营指标.通过对一条平均站间距为2.64km、全长37km的线路的案例分析,结果表明:与80km/h最大设计速度相比,100km/h的最大设计速度可以压缩旅行时间12.1%,但能耗将增加22.7%.

　　0　引　　言

　　城市交通的拥挤加速了城市地区居民对出行速度的渴望.在各城市纷纷掀起城市铁路建设大潮之际,提高城市铁路速度的思想受到许多人的推崇.速度的提高无疑具有极大的吸引力,但值得研究的是,与速度的提高的代价相比,速度提高的效益和具体效果如何.表1是欧洲统计的城市地区交通方式的商业运行速度资料.

　　不难看出,欧洲城市铁路的运营速度基本上均在60km/h以下.

　　文献[2]对广州地铁3号线最高行车速度进行了研究,研究分析了广州地铁3号线最高速度为80、100、120及140km/h几个方案,并得出了推荐采用120km/h为最高速度的结论及如表2所示的结果.广州地铁3号线一期工程全长28.5km,设13座车站,平均站间距2.4km.

　　可以看出:最高速度从80km/h提高到120km/h时,该文的结论是:旅行速度提高44.4%,旅行时间降低31.1%,牵引能耗增加22.2%,车辆配置减少21.6%.

　　国外各城市中,城市轨道交通系统一般均采用80km/h为最高速度[3],更高速度的设计比较少见.研究发现:速度在80km/h以上的动车组特性甚至都很难找到.在轨道交通较为发达的日本,只有在郊区或者城市间铁路上才采用80km/h以上的速度设计方案.

　　本文探讨了最高设计速度的提高对城市铁路系统的综合影响;研究采用专业计算软件系统(TraMCES)[4]和国外真实的动车组参数,详细研究了常规目标速度(80km/h)与100、120km/h几种不同目标速度下系统的运营效果,论文以我国上海市某实际线路为例分析了速度提高的效果,提出了基本结论.

　　1 影响最高速度效果的因素

　　最高速度是动车组能够达到的最大速度.提高最高速度的效果是加速旅客送达速度,但具体的提高效果却取决于以下因素:

　　(1)站间距离.

　　轨道交通系统车站间的距离是影响平均速度的重要因素,站间距越大,提高最高速度的效果愈明显.相反,距离越近,最高速度提高的效益越差.

　　(2)列车重量及编组.

　　由于动车组的牵引力是相对固定的,列车编组越大,旅客密度越高,牵引重量越大,最高速度的优势越不明显.

　　(3)区间线路条件.

　　线路标高变化越大,最高速度的优势越不明显.尽管如此,到底提高最大设计速度的效果如何,目前还缺乏研究.

　　(4)旅客舒适度.

　　城市轨道交通不同于城市间铁路,列车编组少,重量相对较轻,牵引电机能够实现的最大加(减)速度较城市间铁路列车要大得多,而实际上最终的最大加(减)速度的极限则取决于旅客舒适度设计的要求.

　　(5)经济性.

　　轨道交通系统的经济性一般较差,经济性又直接关系到其建设的必要性与可能性;最高设计速度对系统造价和运营成本有重要影响,标准越高,造价越大,经济性越差.例如,从运营角度看,广州地铁1号线能耗占总运营支出的34%,仅次于人力支出的36%.

　　本文以上海某线为例,对轨道交通系统的最高设计速度值进行了分析比较.运用实验室研制的通用列车运行模拟软件平台TraMCES,作者详细测算了80km/h、100km/h和120km/

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