天津地鐵2號線列車運行舒適度優化分析

天津市地下鐵道運營有限公司 周興祥

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天津地鐵2號線列車運行舒適度優化分析

天津市地下鐵道運營有限公司 周興祥

【摘要】對地鐵列車舒適度進行定義，并對影響舒適度的各種原因進行分析，提出提高舒適性的對策。

【關鍵詞】地鐵；舒適度；沖擊率；ATO

目前城市軌道交通車輛的發展日新月異，為了適應經濟社會發展要求及人民生活水平提高的需要，相關各項標準也在不斷更新、完善之中，但仍落后于實際需要，對提高列車運行舒適性的研究在大力提倡“以人為本、和諧發展”的今日更顯重要。本文結合天津2號線列車前期調試舒適性較差的實際，對影響舒適性的因素進行了簡要分析，供大家參考探討。

1 舒適度內涵

地鐵車輛“舒適度”是一個因人而異、且很難量化的概念。

廣義的“舒適度”是指旅客對乘坐列車旅行品質的綜合評價。舒適度不僅受列車的振動、沖擊、噪聲、溫度、濕度、空氣清新度、空間設計、色彩、照明等諸多因素的影響，而且還受到人們健康和心理因素的影響。

狹義的“舒適度”是指列車在運行過程中所產生的沖擊、振動(包括縱向、橫向及垂直方向)對乘客的影響，即“振動舒適度”和“平穩性”。

2 可能影響舒適度的因素

地鐵列車運行的工況相當復雜，當使用制動、惰行、牽引、啟動、站停等多種不同工況，都會使列車產生沖動。經分析，列車發生縱向沖動的部位和現象主要表現在：

(1)當沖動發生時，列車受到的沖動中部最嚴重、后部較輕、前部最輕。

(2)在正常牽引工況下，有時會出現瞬時沖動(多發生在曲線彎道)。

(3)在惰行運行工況下，有時發生瞬時沖動或間隔較短的連續性沖動。

(4)在進站停車時，由于電空轉換時存在時差，制動力不能完全與制動需求一致，產生沖擊感。

(5)列車進出站啟動時，由于車鉤原因在車廂連接部位可能存在撞擊及沖擊感。

(6)線路不同，列車縱向沖動的情況也不一樣。在條件較差的線路上，列車調速頻繁，縱向沖動也相對頻繁，且相當劇烈。

(7)車輛在條件較差的線路上的橫向、縱向加速度的量值和頻率相對較高。

圖1 2號線列車國山路站至空港經濟區站ATO運行記錄數據圖表

3 影響因素具體分析

針對以上因素，我們對2號線列車正線運用情況進行了調查分析和跟車添乘，主要包含以下四方面原因，現總結分析如下。

3.1 技術指標

3.1.1 運行穩定性和平穩性指標

在天津地鐵2號線車輛型式試驗報告中，證實首列車各項指標符合規范及合同要求（運行平穩性w＜2.5），驗證了整車的設計性能。

3.1.2 縱向沖擊率和電空轉換配合

縱向沖擊率指標（≤0.75m/s3）：該指標反映的是車輛縱向的沖動情況，為列車加速度的變化率，也通過調整、優化系統參數，將該指標控制在了允許范圍內。

根據列車控制原理，在列車接近停車時，制動方式有一個從電制動逐步消失直至完全消失的過程，在此過程中不足的制動力由空氣制動進行補充，這時不可避免的存在制動力銜接、轉換延遲的問題，從而造成一定的列車沖動，目前電空轉換點速度值為6km/h，滿足合同要求。

故從車輛設計及調試角度分析，車輛本身性能滿足相關規范及合同要求。

3.2 車輛檢修不到位

列車縱向沖動主要表現在列車牽引制動及啟停時，根據牽引制動力的傳遞過程，由于車體、轉向架構架均為剛性結構，因此我們對該過程中可能存在間隙及軟性連接部分進行了重點分析，主要體現在以下兩方面。

3.2.1 中央牽引裝置

中心銷存在間隙會造成車輛在牽引和制動工況中產生沖擊和異響，中心銷下端蓋與牽引梁之間的間隙標準為：12～19mm，在日常檢修中均有此部分的檢查，均在標準范圍以內，此部分不存在沖擊異響。

3.2.2 車鉤緩沖裝置

經正線多次跟車，并結合檢修，我方發現2號線部分列車車鉤端面運行中存在一定的異響和晃動（10列車），綜合分析主要為車鉤軸承間隙和軸承內圈“編織狀”非金屬磨耗層異常導致，可能造成列車乘坐舒適度的降低。現已初步完成4列車車鉤改造對比試驗，初步考慮對目前撞擊及沖動感嚴重的10列車進行批量車鉤整改作業，效果良好，一定程度上提高了乘坐舒適性。

3.3 軌道線路檢修原因

車輛中心工務專業制定有規范的檢修規程，對影響舒適性的軌道參數進行定期測量，不符合要求則及時進行調整，同時組織技術人員定期使用軌道動態添乘儀(測量值＜0.8)在列車正線運行時進行添乘，測量列車的垂向、橫向加速度，對比標準，不符合要求則重點全面檢查處理，總體來講，目前2號線軌道綜合情況良好。

3.4 因司機操縱不當所總造成的沖動的主要情況

(1)列車在中低速運行時，如司機操縱司控器級位較大，輕易造成列車縱向沖動。

(2)在列車到站停車時，由于司機采取2次或多次制動，而又再次施行制動，這樣也會造成列車縱向沖動。

對此類人為原因，只能通過司機提高駕駛技能逐步解決，經過一定時間的磨合，能使列車舒適性達到較好的狀態。

3.5 ATO駕駛模式問題造成的沖動

經我方調取運行記錄，目前ATO駕駛模式下，列車運行由信號系統完成，控制曲線調整上沒有惰行控制方式，同時在彎道、進出站及限速區段，信號控制采用大牽引、大制動模式，導致運行中頻繁牽引制動，舒適性較差，需要信號方積極調整解決。

由圖1上可以看出，在ATO模式下，列車電機電流指標波動較大，牽引制動頻繁，導致列車舒適性降低。

4 結論

通過以上分析，我們認為天津2號線列車舒適度降低的因素是多方面的，但究其主要原因，主要在以下兩點：(1)由于車鉤緩沖裝置存在沖動和異響問題，該項通過車鉤的相關改造試驗，已解決；(2)ATO模式下頻繁牽引制動，也是導致在列車運營過程中沖動加劇的重要因素，該因素可以通過在ATO控制曲線中加入一定的惰行指令得到優化，使列車運行控制曲線更加平滑。通過以上措施，將最大限度的提高列車的整體舒適性效果，為廣大市民出行提供更優質的乘坐體驗。