CN111086531A - 合分联运增加地铁轻轨列车客运量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是授权发明专利轨道交通合分联运方法在地铁轻轨领域的应用。鉴于我国一线二线城市多条线路普遍出现上下班高峰时段超载拥挤的状况，严重影响到上班族乘客的工作和休息，成为城市骨干交通的痛点，而线路车站改扩建又是非常地困难。本发明就是将两列左右车厢的合分联运列车，通过联合的“合”运行模式大幅提高运量50％～130％，同时采取分时、分段的“分”操作模式规避有限长度站台对长列车运行的限制束缚，解放轨道交通生产力，将产生特别良好的社会经济效益。

Description

合分联运增加地铁轻轨列车客运量的方法

技术领域

本发明属于城市轨道交通领域，具体地说，涉及地铁或轻轨采用新运输 模式以增加列车客运量的方法。

背景技术

轨道交通是一种高能效、高速度、高集中度、高载客量的陆上运输交通 体系，随着城市化进程的深入发展，城市人口的急剧增长，城市不断向周边 延伸扩展，对交通的需求持续提高，地铁和轻轨交通在解决快速大流量城市 交通中发挥着无可替代的重要作用。

目前，我国多个城市轨道交通已成为城市交通主干设施，也是城市地面 交通严重阻塞后最理想的替代交通手段，受到社会的普遍欢迎。但是，在国 内外许多大城市，特别是东亚等人口稠密国家、地区的大城市中，由于设计 规划的原因，地铁运量还不能完全满足上下班高峰时段正常运输的需要，经 常发生拥挤甚至重度超载运行的情况，严重降低了交通服务功能，成为城市 交通的一个痛点。

针对高峰时段或乘客密集区段客流量严重超载的问题，许多地铁管理部 门只能采取增加编组加多车厢和缩短列车运行间隔时间两大措施加以改善 解决。但增加编组受到车站站台长度的限制，列车运行间隔受到安全闭塞距 离的限制，二者都已达到极限后，客流量还是继续增加，为安全起见，以致 于运行管理部门不得不动用大量人力物力，在入口处设闸限流，直至封站停 运，严重影响了人们的正常出行。

而地铁一旦建成，为增加运能进行线路结构改扩建又几乎没有可能。

发明内容

要提高运量解决地铁列车拥挤问题，创新列车运行模式和增加列车编组 依然是可行的两大方式，本发明首推创新采用列车运行模式的方式，在运行 模式执行过程中也包含着增加列车编组的重要因素。

中国发明专利授权CN 1626391A轨道交通合分联运方法所提出的方法 论是通过合分的不同操作取向，来解决轨道交通中的多个特别难以解决的问 题。例如，在地铁运行领域，通过“合”操作提高其载客量，即同时连接的 两列编组列车联合运行的模式，使运量翻倍；而通过其“分”操作，即列车 分车厢、分站台停靠，解决其不同车站客流量悬殊的超载问题。归根结底， 采用多种合分联运操作模式就可成倍增加运量、有效缓解高峰时段影响列车 正常运行的超载拥挤问题。

本发明的方法是这样实现的，一种提高地铁轻轨列车运量的方法，其特 征为，列车采用由两列列车组合成同一编组大列车联合运行的模式，称之为 “合”操作；列车在有限站台长度的车站停靠时，采取部分车厢分时、分站 停靠站台上下客的模式，称之为“分”操作。

担任合分联运作业的所述新列车称之为合分联运列车。

采用本发明的依靠合分联运列车增加地铁轻轨运能、解决列车超载拥挤 的方法，使每列列车运能翻番，虽然区分车厢停靠站台后，列车可能少量增 加个别车站的停靠时间，也会对部分乘客带来少许不便，但其无须对线路、 站台改扩建，就能使该列车和线路的载客量有成倍的提高，拥挤程度有根本 性改善，比起乘客挤不上车，到不了想去的地方，毕竟有着巨大的社会效益。 同时，增加了列车运量，地铁运行部门也可增加相当可观的经济收益。

附图说明

图1、合分联运重载增量列车按不同数序车站的站台停靠示意图

图2、合分联运二倍增量列车按不同数序车站的站台停靠示意图

图3、合分联运增量列车在三分段停站新模式中停靠车厢和站台关系示 意图

图4、合分联运超编列车中含有无侧门超编车厢的列车按车站站台数序 停靠示意图

图5、合分联运超编列车中含有无侧门超编车厢的列车在三分段停站新 模式中停靠车厢和站台关系示意图

图6、合分联运超编列车中含有多侧门超编车厢的列车在三分段停站新 模式中停靠车厢和站台关系示意图。

在上述各图中，(G)为轨道，序号(#1——#12等)为同一列列车从车 头至车尾的车厢按序编号。附图的详细说明在具体实施方式中阐述。

具体实施方式

截至2017年底，中国内地累计有34个城市建成投运城轨线路5021.7公 里。其中，2017年新增石家庄、珠海、贵阳、厦门4个运营城市；新增33 条运营线路，868.9公里运营线路长度。新增线路再创历史新高，比2016年 新增线路534.8公里增加334.1公里，增幅达62.5％，可见地铁有很大的发 展需求。至于轻轨，由于造价低、经济性高，今后在三线城市的发展更快。

据统计，目前中国城市轨道交通地铁的通车里程最长的城市为上海，地 铁里程总计长度为636.37公里，位居全球榜首。总计通车里程超过100公里 的还有北京、广州、深圳、武汉、南京、成都、重庆、苏州、天津和杭州等 11个城市。

为方便叙述起见，本发明中下文所提到的地铁，如不作特别说明，均包 含了轻轨。

中国发明专利授权CN 1626391A轨道交通合分联运方法，是一种服务于 轨道交通运行模式的创新方法。众所周知，轨道交通区别于普通道路交通的 最主要特征，是刚体车轮在刚体轨道上行走，相比于软体胶轮在高摩阻公路 路面行驶，其滚动摩擦力小得多，所以驱动效率高、速度快、单位交通截面 运量大，这是其主要优势；但轨道交通的机动性差，不如公路交通可以灵活 改变路径、可以方便超车、可以随意到达几乎所有陆地目的地，这就有着明 显劣势。针对轨道交通的优势劣势，合分联运方法的出现，是交通运输科学 和社会需要共同作用的产物。合分联运模式，其核心方法论就是，通过各种 不同形式的“合”操作，更好地发挥其高速大运量的优势，而通过各种不同 形式的“分”操作，更轻易地克服其机动性差的劣势。使优势更优、劣势消 减，合分联运指出了轨道交通发展的一大方向。

本发明的目的，是在不对地铁线路和车站作改扩建的前提下，利用最新 列车运行技术，采取超大编组列车不超车、站站停的模式大幅提高地铁运能， 有效改善列车拥挤状况。

本发明的采用合分联运提高地铁运能的方法之一，列车由A、B两列传 统地铁列车重联而成，作联合运行的方式；列车在停站时，采用分时、分站 停靠站台上下客的模式。

分时、分站上下客的方式为：

由A、B两列车所组成的重联列车每站停靠一次，如A车在单数序号的 车站时靠站台，此时此地B车在站台之外而无法上下客；当列车到达双数序 号的车站靠站台时，B车停在站台上，而A车不开门因此无法上下客。互换 亦然；或者两车分段分别停靠站台，即A车停靠一些段的车站时，B车不靠 站台，B车停靠另一些段的车站时，A车不靠站台。总之，保持同车每站都 只停一次，但每站只有部分车厢停靠在站台区，使这些车厢中的乘客能抵达 站台上下客。

所谓分段分别停靠站台，是指A车连续在几个车站站台停靠，而B才在 其它几个车站站台停靠。

图1为合分联运重载增量列车按不同数序车站的站台停靠示意图。图中， 站台和列车为6编组。(G)为轨道，序号(#1——#12)为同一列列车从车 头至车尾的车厢编号，因此，新的合分联运列车为12编组，但由于站台长 度只允许6编组列车停靠，所以每站停站时，只有一半车厢的乘客能上下站 台，但列车的不同分段在不同的站台停靠。

图1是将列车在不同车站站台的停靠状态画在同一图中，重联后的A和 B列车均为6节编组地铁列车。从图中可以看出，列车在单数序号的车站中， 总是A车，即(#1——#6)车厢能停靠在站台上，B车，即(#7——#12) 在列车停站时，处于站台之外的轨道区，乘客不可能上下列车，因此B车车 门总是关闭的。当列车到达双数序号的车站时，则情况刚好与在单数序号的 车站相反，即A车，即(#1——#6)车厢不能停靠在站台上，B车，即(#7 ——#12)处于站台位置，乘客可以上下列车。

方法之一，其实是受到电梯运行的启发。在多部电梯运行的大楼中，为 了提高电梯运行的速度和效率，减少电梯停靠的楼层，增加载客量，往往采 用单双制停靠或者分区段停靠的运行模式，这已证明是一种行之有效的实用 方法。那么将该电梯运行方法引入地铁运行体系中，也应该能发挥相应的效 果，即提高运量，减缓拥挤。实际上，本发明的方法，可以看作是在已有成 功经验的电梯实践基础上，用更有方法论的深层次改进，建立一种新模式并 应用于在地铁领域中，产生更大更好的运行效果。

也许有地铁列车乘客会遇到，必须在单数序车站上车，又必须在双数序 车站下车，那该怎么办？上文所举的电梯的实际应用例子就可以很好地回答 这个问题，即该乘客可以像乘电梯那样，在邻近双数序目标车站前后的某单 数序车站下车后，再换乘同线路车一站回到他需要去的双数序目的站。

当然，采用分时分站的方式，看起来有些复杂，会对乘客带来一些不便。 但是，本发明的方法，是为解决高峰时段地铁列车的拥挤而设，此时针对的 乘客大部分为上班族，他们每天总是固定在某站上车、又在某一目的站下车， 该上哪个车厢，怎么倒车，乘一次就熟能生巧，应付自如了，比起他们挤不 上车，到不了目的站，应该还是利多弊少。

分时、分站上下客的三种方式为：

1、一次型交叉停站

在所有全部车站，列车均只停一次，不是A列车靠站台就是B列车靠站 台。

2、一次二次混合停站

在普通车站，列车只停一次，不是A车靠站台就是B车靠站台。

将部分客流量密集的车站作为交换站，列车按二次停靠车站的形式操 作。即，首先，由A、B两车中在前(或后)的那列列车先靠站台上下客， 此时，在后(前)的那列列车停留在站后的轨道区；一次上下客完成后，列 车向前(后)移动一小段距离，使另一列车靠站上下客，二次上下客完成后， 列车才完成此交换站的全部停靠操作继续向前行驶。

3、二次型所有车厢分时停靠站台

在所有全部车站，列车都按方式2中下段叙述的二次停站操作，即列车 每个站停二次的方式停靠站台，即A列车和B列车分时间前后轮流在站台区 停靠站台上下客。

在方式2增设少量交换站作为二次型停靠站后，既可以解决同一线路乘 客换乘的问题，同时也便于大客流车站中列车有足够长的停站时间供大量乘 客上下车，因为这时大客流是分二批上下客的，相应地在站台层和站区层的 客流可分批次上下流动，实现时空“稀泽”，即以时间的不同轮流占用空间， 从而减少空间的拥挤。

高峰时段的大客流车站主要有两大类型，一类是居住类车站，另一类是 办公类车站。

早高峰时段，上车拥挤的是居住类车站，下车人多的是办公类车站。晚 高峰时段则相反，上车拥挤的是办公类车站，下车人多的是居住类车站，这 两种车站人流多、容量大，是首选的交换站。另一类车站本身是不同线路间 的换乘站，可选择其中客流量大的几个换乘车站作为本发明中的交换站也是 有必要的。

因为在交换站中，列车停留时间加倍，会延长列车旅行速度，从而降低 线路的小时载客量，所以对某些线路，不宜选择太多的交换站，否则，列车 增加的运能会被列车增加运行时间后的线路单位小时流量有所抵消。

方式3是站站二次停车的方式，所以停站时间可能加长到原有停站时间 的1.8倍，但是，由于列车行驶时间与传统列车相同、不会加长，只是停站 时间有所延长，这会降低列车单位小时客运量，不利于增量减挤。但毕竟列 车上的乘客加倍了，所以方式3的线路日均客运量约能增加50％至70％，方 式2的日均客运量约增加70％至90％，缺点是列车旅行速度有所降低。而方 式1的日均客运量约增加90％至100％，且列车旅行速度保持不变，缺点是 会给旅客带来少许不便。

方法之一对于地铁运行部门来说，可以说是最省钱省力的增加运量的方 法，因为原有传统列车可通过重联直接使用，既不需要添置新的列车，也不 需要对车站作任何改扩建再施工，却可将一列列车的载客量提高一倍，几乎 相当于建设了一条新线所产生的双倍经济效益。

需要强调的是，本发明的所有方法，只是针对解决高峰时段的列车运能 不足，改善列车拥挤问题而设置，以提高高峰运能为目标。在高峰时段以外， 可以撤下重联列车，仍由传统地铁列车担负大多时段的运行服务，以便利乘 客和节省运行成本。届时，只要在适当场所将重联列车解编就成为传统的地 铁列车而继续参与运行服务了。

以北京地铁1号线为例，这是北京最繁忙、最重要的地铁线路之一。由 于地铁建设当初的城市人口数量少、经济技术条件不充分，当初的规划建设 经验和能力也远低于当今的水平，只采用了载客量较小的6编组B型列车。 如今，该线超载拥挤的程度特别严重。但是，要在两边已建设完成的繁华建 筑群和高规格道路设施的原线路附近建新线，其难度会非常大，成本也会非 常高。如果采用本发明的方法，使该线运量提高一倍，等于重建一条新线， 既省钱又省事，其可行性非常地高。

方法之一可能出现的不利影响是，连接地铁列车间的车钩强度问题，因 为地铁列车一般只有在故障时才需要靠连挂牵引，而重联只频繁用在高铁列 车中，地铁列车平时不会用到重联运行方式，对车钩要求低，高铁列车不存 在终端车钩强度问题，当需要在地铁中采用重联运行，且会有经常性的调车 即连挂解编操作时，地铁列车现有车钩是否能适应新的频繁操作要求，其强 度问题应有所关注。但是这个问题实际上也很好解决，如原车钩强度不足， 可以改用高铁动车组列车的车钩，因为高铁列车中经常采用重联的16节编 组列车，其车钩承受的速度和牵引力都要比地铁的12节编组列车大，高铁 动车组列车的车钩强度是完全能胜任地铁列车需要的。

如果感到现有密接式自动车钩操作不便，还可采用升级的智能车钩系 统，详见中国发明专利申请201710788498.6。

采用智能车钩将大大降低列车连挂解编的调车操劳强度，提高调车质量 和速度。

本发明所指的车站无须改扩建，是指地铁线路和车站等大型设施不改 动，但是由于列车停车位前移，所以还要在原有信号灯前面一定距离处增加 新的信号灯。增加信号灯的工程量很小，基本不影响运行，同时所需费用也 很少，这与地铁线路或车站改造的工程不可同日而语。

方法之一存在乘客换乘不方便之处，要实现同一列车不换乘，也还是有 办法的。

本发明的采用合分联运提高地铁运能的方法之二，其特征是，列车为具 有2倍原有车厢编组的单一列车，各车厢间有连续的贯通道；列车仍可按方 法之一的分时、分站上下客的三种方式停靠站台，即一次型交叉停站、一次 二次混合停站、二次型站站停。

方法之二中，列车在大多数车站停一次站，停靠时或者前半部车厢靠站， 或者后半部车厢靠站；整列列车各车厢间连续的贯通道供乘客流动，供乘客 选择符合其目标车站停靠站台的车厢。

方法之二比方法之一的改进之处是，方法之一中的重联列车为之二中的 相同车厢数的单一列车所替代。单一列车各载客车厢间连续的贯通门，可以 使乘客在本车中前后走动，选择符合每一个乘客能到达在其目标车站停靠站 台的车厢，从而避免了乘客在同线路或交换站换乘的麻烦。

为便于乘客在车厢间流动，以便选择所需目的站的车厢，合分联运列车 通常采用畅通的中央通道，栏杆立柱分处中央通道两侧的布置，改变了传统 列车在车厢中央处设栏杆立柱的布置。

此外，车厢内的座席适当减少，并将传统座席由侧向改变为前后向，既 增加车厢载客量，又无碍乘客在车厢间流动。

如果嫌在列车中长距离走动不便，则乘客也可在交换站的站台上，在车 外站台行走选择车厢重新登车。

图2为合分联运二倍增量列车按不同数序车站的站台停靠示意图。图2 与图1车厢数相同，都是12节车厢的编组，适合停靠6编组列车的站台， 所不同的是，图1为A、B两列车构成的重联列车，两列车间不存在贯通门， 乘客不能在两列列车间流动选择所停的站台。而图2为同一列列车，车厢间 有贯通道，乘客可通过贯通道流动，在车上选择目的站的车厢。

但是，方法之二的最大缺点是必须重置列车，原有列车省下的车组可以 在前后驾驶车之间增加车厢拼合成本方法之二的新编组合分联运列车，但数 量有限，原有列车仍需要在非高峰时段参与运行，所以本方法必须重新购买 大编组的列车。此外，编组扩大一倍后，原有停车库长度、折返线、辅助线 等线路长度是否对长列车有影响等都必须事先考察研究确定无碍后，新列车 才具有采购和运行的条件，否则必须对这些辅助设施作修改后才能使合分联 运列车投入使用。但这些辅助设施的修改成本比线路车站还是容易得多，且对地铁的正常运行影响不大。

本发明的采用合分联运提高地铁运能的方法之三，其特征是，列车由原 编组N增加到2N-M节车厢，M为小于N的正整数；整个车厢由贯通道连 接成为一个整体；列车按其分部位的不同，分别在所有各车站停站一次或二 次，停靠时或者前半部车厢靠站台，后半部车厢不靠站，或者后半部车厢靠 站台而前半部车厢不靠站；从而形成一种称为三分段停站的新模式。

方法之三可用列车的车厢数的关系来表达，假设在每个站台允许的最大 列车编组数为N，那么方法之三比方法之二的2N编组所减少的车厢数为M， 则本方法的实际车厢编组数P为

P＝2N-M (式1)

其中，M＜N (式2)

则按三分段列车的特征，整个列车中的车厢，就有下列关系：

M为站站停靠站台的车厢；

N-M/2为在单(双)数数序停靠站台的一次型交叉停站的车厢。

图3为合分联运增量列车在三分段停站新模式中停靠车厢和站台关系示 意图。

在例图3中，车厢数由12节减为10节，N＝6，M＝2。其中，车厢(#1 ——#6)可在单数序号车站停靠站台，而车厢(#5——#10)可在双数序号 车站停靠站台。因此，车厢(#5——#6)既能在单数站、也能在双数序号站 台停靠站台上下客。

图3与图2不同之处在于，前者在任意车站停站时，总有一半的车厢不 能靠站上下客。而图3中，每一站都有超过一半以上的车厢能靠站上下客， 也就有若干节(本方案中有2节)车厢，在单数站和双数站都能靠站。而车 厢(#1——#4)能在单数序号站台停靠上下客，类似地，车厢(#7——#10) 则能在双数序号站台停靠上下客。三分段的含义，即表示，前面一段车厢能 在一部分车站停靠上下客，后面一段车厢能在余下的另一部分车站停靠上下客，而中间部分的车厢，能在所有站台停靠上下客，故各车厢按三分段的不 同目的站分类成为一种新列车组合的运行模式。

此时的列车运行称为三分段停站新模式，即列车前部车厢(#1——#4) 可视作为一部单数站列车，列车中部车厢(#5——#6)可视作为一部站站停 的列车，而列车后部车厢(#7——#10)可视作为一部双数站列车。那么， 该部列车可以看作为由3部列车联合运行的新列车，但实质上，这部列车与 传统地铁列车的运行几乎没有重大区别，唯一区别在于列车停靠站台的部位 不同而已。

如取M＝3，N＝6的9编组列车，则有，车厢(#1——#6)可在单数序号 停靠站台，而车厢(#4——#9)可在双数序号停靠站台，车厢(#1——#3) 为单数序号目的站车厢，车厢(#7——#9)为双数序号目的站车厢，而列车 中间的三节车厢(#4——#6)为全程停站的车厢，三类车厢各占1/3，恰如 “三分天下”的格局。

当采用M＝4，N＝6的8编组列车时，车厢(#1——#6)可在单数序号停 靠站台，而车厢(#3——#8)可在双数序号停靠站台，车厢(#1——#2)为 单数序号目的站车厢，车厢(#7——#8)为双数序号目的站车厢，而列车中 间的四节车厢(#3——#6)为全程停站的车厢，全程停车厢占比1/2，全程 停站与二个分段停站车厢和相等，成为“平分秋色”的半壁江山型列车格局。

可见三分段的运行模式，也可以看作介于传统模式与原理性合分联运模 式之间的一种平衡方式，要增加运量就要牺牲一点方便性；相反地，要方便 性更多则要使增加的运量适当降低。如以M＝1，N＝6三分段列车，则运量约 增加84％；M＝2，N＝6，运量约增加67％；M＝3，N＝6，运量增加50％；M＝4， N＝6，运量约增加33％；M＝5，N＝6，运量约增加17％。

方法之三的优点为，不管在哪个车站停车，列车中间部位总有一节或数 节车厢可以站站都停靠在站台上，在这些车厢中的乘客不必担心他的目的站 该停或不停。而且其它车厢中的乘客既可以在车内近距离转换选择车厢，也 可以在任何他所乘坐的车厢停站时通过车外站台转移，到达这些每站必停靠 在站台中部的车厢，而不必换乘就可抵达他的目标车站。

举例来说，上海地铁的1号线、2号线都是大客流量的8A编组列车， 目前正面临高峰时段的拥挤困境。

如采用本方法之三的编组，第一种方案是改用15A的列车编组，如列车 从前部向后数，车厢以1-15编号。如在一部分车站列车前半部车厢靠站，那 么只有第1-8节车厢停靠在站台上；而在另一部分车站，列车将以后面半部 份的车厢靠站，就是第8-15节车厢停靠在站台上。可见，不管是在那一站停 车，8号车厢总会能够停靠在全部站台上供乘客上下客。如果乘客不明白自 己所乘坐的车厢是否能在自己所欲下车的目的站停站，只要乘坐在第8车厢 内，都可以在任意车站上车而不必换乘达到自己的目的站。按比例，在方法 之三的该方案中，列车可增加运能为87.5％，但实际上，在满足适度拥挤的 条件下，载客量约可比传统列车增加90％，接近于低成本造就一条新线，将 基本消除影响上班族工作和休息的出行难以乘坐到自己所需要的快速交通 车辆的困扰。

方法之三的第二种方案是改用12A的列车编组，车厢从前部向后以1-12 编号。在该车中，如在一部分车站列车前半部车厢靠站，那么第1-8节车厢 停靠在站台上；而在另一部分车站，列车将以后面半部份车厢靠站，就是第 5-12节车厢停靠在站台上。可见，不管是在那一站，5-8号的4个车厢总会 停靠在车站站台上。应该说，这样的一种三分段集合列车是挺方便的。按比 例，在从8节增加到12编组的第二方案中，列车可增加运能50％，实际载客量约增52％。

在该方案中，因为同一列车组有4节车厢站站停，这在较大比例提高运 能的前提下还能以接近于传统乘坐习惯的方式很方便的上下车，其可行性非 常高。

这部列车也可以认为是3部列车合在一起的集合列车，例如，前4节车 厢可视作能组成只停单数站台的第一列列车，中间4节车厢组成了站站停的 第二列列车，而集合列车中最后4节车厢组成的是只停双数站台的第三列列 车。可见该集合列车既能基本上满足乘客的所有需要，又能增加载客量52％， 足可缓解目前列车的拥挤状况。

方法之三是从应用成功运行的既有电梯分层停层中获得灵感，将之运行 于地铁而反向运行的结果，却“好像”是在用一部电梯代替了分层运行的3 部电梯的所有功能。可见，合分联运的灵活运用可以解决轨道交通领域出现 的许多实际运行难题。

当然，上述举例只谈12A和15A二个案列，至于14A、13A、11A、10A 编组列车的性能如何，都可很清楚地展示出本发明在运能和方便性各种要求 下的相同和不同的数据，地铁运营企业可根据各别具体线路的实际状况选择 合理的方案。

一般说来，采用三分段的运行模式时，编组越大，客运量也越大，拥挤 程度降低，但换车厢越不方便。反之，适当降低编组，拥挤程度略升，但换 车厢更方便。只要能满足运量需要，会使乘客习惯于如同乘坐传统列车那样 适应合分联运列车。

方法之一的重联列车也可以采用三分段的运行模式，这样可以利用原有 的传统列车，不必购置大编组的新车，例如8编组列车与6编组列车重联为 14编组列车。那么，当该重联的合分联运列车解编后，8编组列车仍可运行 于非高峰时段，而6编组列车则可用于夜间和凌晨低谷运量，以预防运能虚 糜，并降低运营成本。但是，要注意重联后列车间门距是否符合站台屏蔽门 或隔离门所确定的车厢间门间距的要求，否则新列车就不能与传统列车兼容 运行。

为了增加更多的列车载客量，进一步降低列车拥挤，本发明的合分联运 列车运行方法也可扩大到另一大类的列车——超编列车上，这里引入超编列 车的概念。

超编列车的原有定义是列车长度大于站台长度的大编组列车，中国专利 申请可能有多项涉及超编列车，其中最直接的有两项，201721644203.X不受 站台长度限制的地铁超编列车系列，和201711255059.5地铁或轻轨减挤增量 列车系列。

首先，超编地铁列车的定义是：列车长度超过站台实际长度的、编组比 原有传统编组更多的新型列车。

从超编列车的这一定义出发，本发明的合分联运增量列车也可以认为是 一种超编列车。

但是，原有超编列车增加运量的核心方法主要在于列车技术的改进和运 行，同时，对地铁设计规范(GB 50157-2003)3.2.1的规定“地铁的设计 运输能力应满足预测的远期单向高峰小时最大断面客流量的需要”和8.3.1 “站台计算长度应采用远期列车编组长度加停车误差”。这一对相互矛盾的 不合理条文的揭示。因为规范是以“不确定的远期单向高峰小时最大客流量 为依据。根据上述规范，以一个将来的不确定的数据来判定一个一旦建成， 就不允许改变的站台计算长度”的因素条件，这显然是一对相互矛盾的不合 理条文。因为这是以不确定的早期预测作为依据来决定将来的一项既成事实 的、不能再改变的、且不允许增加列车编组长度的预测错误条文，也是造成 当前地铁拥挤的根本性因素。

试想，用本发明方法来增加列车编组的办法来增加载客量，缓解甚至根 本解决列车拥挤状况，有利于上班族的工作和休息，既有社会效益，又有经 济效益，其对当今的正常运输秩序只有积极因素，没有任何危害人身和设备 安全的消极因素。那么，加长列车编组以增加运量，只有好的效益，没有坏 的因素。今天，面对难以克服的高峰时段地铁列车的拥挤，有必要以超编列 车的概念突破规范的约束。这是申请超编列车专利的宗旨。

超编列车的观念，对解决现有线路运能不足有利，也对新线路规划设计 建设中，不受站台长度局限的超运量列车会无形中消除站台设计长度的选用 顾虑，对降低地铁建设成本有利。

根据超编地铁列车的定义：列车长度超过站台实际长度的、编组比原有 传统编组更多的新型列车。例如，原有传统编组为8A的列车，升级为9A、 10A或以上的超编列车；原有传统编组为6B的列车，升级为7B、8B或以上 的超编列车，以及同样意义上的C型列车、L型列车等等，都属于超编列车 的范围。

超编列车是由传统车厢增加增容车厢和/或过道车厢所构成的。

1、增容车厢

泛指在列车规定停站位置时，其部分或全部侧门处于站台以外线路中的 车厢。增容车厢可分为一侧门车厢、多侧门车厢和无侧门车厢三种。

2、一侧门车厢

增容车厢中的一种，指当列车正常停靠车站时，列车左右只有各一扇侧 门可供乘客直接上下站台的车厢。一侧门车厢可以是驾驶车中的一种，可以 是动力车或非动力车，但一般不采用带弓车。

3、多侧门车厢

增容车厢中的一种，指当列车正常停靠车站时，左右都各有一扇以上的 侧门可供乘客直接上下站台的车厢。多侧门车厢可以是驾驶车中的一种，可 以是动力车或非动力车，但一般不采用带弓车。

4、无侧门车厢

增容车厢中的一种，指当列车正常停靠车站时，没有侧门可供乘客直接 上下站台的车厢，因此无侧门车厢无法设置常规中供乘客上下站台的侧门， 无侧门车厢中的乘客必须经由贯通道，借助过道车厢的侧门才能上下站台， 无侧门车厢通常设有中央通道。无侧门车厢可以是驾驶车中的一种，可以是 动力车或非动力车，但一般不采用带弓车。

5、过道车厢

指当列车正常停靠车站时，有与传统车厢相同数量的侧门，供无侧门车 厢中的乘客通过所述过道车厢与无侧门车厢间的贯通道，然后借助其邻接的 侧门间接上下站台的车厢，过道车厢通常搭配无侧门车厢使用，是无侧门车 厢必备的辅助车厢。过道车厢的所有同向侧门都通向站台，让自己车厢中的 乘客和无侧门车厢中的乘客上下车，因此，过道车厢也可称借门车厢。从严 格的定义上衡量，过道车厢一般不属于增容车厢概念的范围，但是，作为无 侧门车厢的重要配套车厢，且过道车厢本身去掉了部分座席，也有一定的增容能力，所以过道车厢属于半增容车厢的范畴。

6、侧门

列车车厢中处于厢体左右两侧的、供乘客上下车站站台的出入门。

7、贯通道

连接列车车厢间的通道。

超编列车除了列车长度大于车站站台的长度外，其它2个主要技术特征 是：

1、超编列车为增加乘客在车内的流动能力，超编车厢、特别是无侧门 车厢中一般都设置有便于乘客流动的中央通道。

2、超编列车为节能车型设计，通过列车换向架上的永磁电机替代感应 电机提高驱动电机效率，以及增设超级储能电容器吸收尽可能多的再生制动 能量加以利用等设施，以降低提高运量后所增加的供电量，提高原有牵引供 电设备的负载覆盖能力，节约电能，不致造成供电设备的过载。

单纯超编列车的运行模式与现有地铁传统列车无异，也是站站停。

而本发明的合分联运增量列车，主要是以区别于现有传统列车运行方式 上的不同来达到改善拥挤的目标。在结构特征上，合分联运增量列车中的列 车车厢与传统列车车厢基本相同，而超编列车中的超编车厢车门与传统列车 车厢是不同的，部分车门或全部车门会取消并以减挤疏散门和/或安全门所替 代，这是两者结构的区别。

鉴于发明点的不同，本文不便将超编列车的内容再在此重复阐述，只是 说，在本发明中采用超编列车后，可使合分联运增量列车得到更大编组的列 车，也就是说，一部带有超编列车的合分联运增量列车，将可能使列车的载 客容量增加一倍以上。

本发明的采用合分联运提高地铁运能的方法之四，其特征是，合分联运 列车中增加超编车厢；所述超编车厢的定义是，列车在任何车站停靠时，这 些车厢的一部或全部总是在站台之外。

图4为合分联运超编列车中含有无侧门超编车厢的列车按车站数序停靠 站台的示意图。和前面的图例相同，图中表达的是将列车在两种不同站台上 停靠的状态画在同一图面上，以6编组站台为例，构成的运量可为14编组 带2节超编车厢的列车，2节超编车厢为驾驶车，超编车厢不管在单数序号 还是双数序号车站停站时，永远只能停靠在站台之外。

在例图4中，整个列车的编组为14节车厢，其中，列车两端的超编车 厢作为无侧门驾驶车厢，以从车头到车尾按序的14节车厢中的依次顺序为：

无侧门驾驶车厢+过道车厢+10节普通车厢+过道车厢+无侧门驾驶车厢， 按超编列车的停站规则，超编车厢中的无侧门车厢总是停在站台之外，所以 不需要侧门。无侧门车厢中的乘客必须通过车厢间的贯通道，进入过道车厢， 然后通过过道车厢的侧门才能上下站台。

而按本发明合分联运列车的停站规则，要么前半节列车靠站，要么后半 节列车靠站。所以其靠站方式为下列之一种：

第2-7节车厢靠站，或第8-13节车厢靠站。

分时、分站上下客的三种方式与方法之一类似，也为：

1、一次型交叉停站；

2、一次二次混合停站；

3、二次型站站停。

很明显，该合分联运超编列车可将比例运量增加约135％，即比二条地 铁线的运量还大，有这么大的载客增量，足以应对地铁高峰时段的上下班客 流，让上班族借助地铁交通，安心工作休息。

与本发明方法之三的合分联运列车相类似，合分联运超编列车也可用列 车的车厢数的关系式来表达，假设在每个站台允许的最大列车编组数为N， 那么方法之四比方法之三增加的超编车厢数为Q，则本方法的车厢编组P为：

P＝2N+Q (式3)

其中，Q为1～4的整数

设以Q＝2的南京地铁6A型列车为例，此处N＝6，假设取Q＝2，则 P＝14。

为使乘客方便选择他们的目的站车厢，采用合分联运列车中的三分段模 式，本发明将变换出更多的应用方法。例如，同样可将图4的14编组缩短 为12编组的三分段的运行模式。

图5为合分联运超编列车中含有无侧门超编车厢的列车在三分段停站新 模式中停靠车厢和站台关系示意图。图中，第2-7节车厢在单数序号车站停 靠站台，第6-11节车厢在双数序号车站靠站，其中6-7节车厢站站停。

图5中，整个列车的编组为12节车厢，其中，列车两端的无侧门超编 车厢作为驾驶车厢，以从车头到车尾按序的12节车厢中的依次顺序为：

无侧门驾驶车厢+过道车厢+8节普通车厢+过道车厢+无侧门驾驶车厢， 按超编列车的停站规则，超编车厢中的无侧门车厢总是停在站台之外，所以 无侧门车厢中的乘客必须通过车厢间的贯通道，进入过道车厢，通过过道车 厢的侧门才能上下站台。

按比例计算，本方案的列车由6节编组升高到12节编组后，载客量升 高约102％。

由于无侧门车厢本身没有车门可供乘客上下站台，会给乘客带来一些不 便，这个矛盾可改用多侧门车厢加以改进。

图6为合分联运超编列车中含有多侧门超编车厢的列车在三分段停站新 模式中停靠车厢和站台的关系示意图。

与图5不同的是，超编列车由无侧门车厢改变为多侧门车厢，无侧门车 厢停站时整个车厢都在站台之外，而多侧门车厢停站时虽然靠近头尾的半个 车厢都在站台之外，而二者靠贯通道一边的其余半个车厢都在站台之内，乘 客可以直接通过本车厢的侧门上下站台，可不依赖于过道车厢借助它车车厢 去站台，更方便乘客上下车。与图5的另一个不同点是，图6的车厢数比图 5减少一节后，站站停的车厢数反而增加到3节。不过，这3节车厢也与无 侧门车厢列车有所不同，在无侧门车厢列车中，这2节车厢是无区别的站站 停，但在多侧门车厢列车中，中间那节车厢确实还是站站停的，但其前后的 另2节车厢中，是一个站台整体车厢靠站，另一个站台半节车厢靠站，所以 是属于准站站停。

但是，在带有多侧门车厢的合分联运列车中，乘客在列车中流动会相当 方便，一般就只需要在本车厢内移动半节列车(大约10米)的距离。如果 遇到需要在单双数车厢间交换的情况，也可在站台上走一段小距离，更容易 在同一列车中更换到自己目的站的车厢中。

以苏州地铁4号线采用本方式参与实际运行，苏州4号线为6B编组列 车，每车每侧有4个车门。将原来传统6编组列车改变成图6的带多侧门车 厢的11编组合分联运超编列车，其编制结构为：多侧门超编拖车作驾驶车 +4节动车(其中#3车厢带弓)+1节拖车(#6车厢)+4节动车(其中#9车 厢带弓)+多侧门拖车作驾驶车。所以，整个列车为8动3拖动车组。

在单数序号车站停车时，#1车厢的后2个侧门，#7车厢的前2个侧门 在站台区，还有#2-#6车厢的全部侧门也在站台区，乘客可直接从这些车厢 上下车。

在双数序号车站停车时，#5车厢的后2个侧门，#11车厢的前2个侧门 在站台区，还有#6-#10车厢的全部侧门也在站台区，乘客可直接从这些车厢 上下车。

其中，#6车厢是站站停的车厢，#5和#7车厢是准站站停的车厢。

也就是说，该三分段列车可以看作是一列4编组单数序站列车，一列4 编组双数序站列车和一列3编组站站停列车的组合型列车。该列车可将线路 客运量提高约84％，接近于增加一条平行线的运量。

当然，超编列车中还有许多种车型，而合分联运列车中也有多种编组和 靠站方式，不能一一列举。

与超编列车相似，所有的合分联运列车同样倾向于采用节能型车。这是 因为，超编列车和合分联运列车的编组数增加后，如还需要按未增编前的列 车速度行驶，所需驱动牵引功率几乎加倍，很可能造成牵引网过载，这是不 安全的，为此很可能需要对地铁供电设备进行改造增容，必然需要增加一笔 供电扩容改造的资金投入，显得不经济。而增加一定的列车的节能投入，以 减轻供电网的压力，即可能节约巨大的供电扩容改造成本。且节能列车的人 均耗能低于普通列车，增加运量后的列车，可以增加运营收入，以弥补列车 所增加的成本。

合分联运列车的节能主要由下列部件提供：

1、列车换向架上安装的交流驱动电机由感应式改进为永磁式，感应式 电机需要由变频器提供励磁功率和有功耗能，采用永磁式转子，非但能提高 变频器的功率因数，附带的有功耗能也同时节约下来，感应电机同步化和永 磁化相结合，就能提高驱动电机效率，降低牵引供电网的负荷。

2、列车和/或牵引网络中安装有由超级电容器构成的储能器，以吸收储 存列车制动时所产生的再生电能，供列车起动加速时使用。超级电容器一部 分安装在列车上，这样电机所发电能直接进入超级电容器，不受线路电阻损 耗的影响，装备在车上的另一个优点是，即使牵引电网供电故障，列车也有 一定量的动力机动行驶、便于救援并保证乘客安全。但是，太多的超级电容 器装在车内，会增加列车重量，增加列车能耗，不利于节能，所以可将一部 分超级电容器以分布形式安装在线路的设备段内。超级电容器装置制造成自 动充放电设备并带有故障保护和远程报警功能。

3、列车空调压缩机采用磁悬浮压缩泵，能降低空调耗能。

4、列车照明采用LED灯具，能降低照明耗能。

鉴于本发明内容主要侧重于运行方法，对列车上和线路中的具体设备结 构不作详细阐述。

同理，为便于乘客在车厢间流动，以便选择所需目的站的车厢，合分联 运列车与超编列车都通常采用畅通的中央通道，栏杆立柱分处中央通道两侧 的布置，改变了传统列车在车厢中央处设栏杆立柱的布置。

此外，车厢内的座席适当减少，并将传统座席由侧向改变为前后向，既 增加车厢载客量，又便于乘客在车厢间更方便地流动。

Claims (9)

1.一种提高地铁轻轨列车运量的方法，其特征为，列车采用由两列列车组合成同一编组大列车联合运行的模式，称之为“合”操作；列车在有限站台长度的车站停靠时，采取部分车厢分时、分站停靠站台上下客的模式，称之为“分”操作。

2.根据权利要求1所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，列车由A、B两列传统地铁列车重联而成，作联合运行的方式；列车在停站时，采用分时、分站停靠站台上下客的模式；具体停靠站台的方式为下列之一种：

2.1、一次型交叉停站；

2.2、一次二次混合停站；

2.3、二次型所有车厢分时停靠站台。

3.根据权利要求2所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，列车为具有2倍于原有车厢编组的单一列车，各车厢间有连续的贯通道；列车仍可按分时、分站上下客的三种方式停靠站台，即一次型交叉停站、一次二次混合停站、二次型站站停。

4.根据权利要求1所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，列车由原编组N增加到2N-M节车厢，M为小于N的正整数；整个车厢由贯通道连接成为一个整体；列车按其分部位的不同，分别在所有各车站停站一次或二次，停靠时或者前半部车厢靠站台，后半部车厢不靠站，或者后半部车厢靠站台而前半部车厢不靠站；从而形成一种称为三分段停站的新模式。

5.根据权利要求1所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，合分联运列车中增加超编车厢；所述超编车厢的定义是，列车在任何车站停靠时，这些车厢的一部或全部总是在站台之外。

6.根据权利要求5所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，所增加的超编车厢为无侧门车厢或多侧门车厢。

7.根据权利要求1或权利要求6所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，采用合分联运列车+超编车厢的模式；超编车厢为无侧门车厢或多侧门车厢；列车采用三分段的运行模式。

8.根据权利要求1所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，合分联运列车中至少有下列节能部件之一：

8.1、列车换向架上安装的交流驱动电机由感应式改进为永磁式；

8.2、列车和牵引网络中安装有由超级电容器构成的储能器，以吸收储存列车制动时产生的再生电能，供列车起动加速时使用；

8.3、列车客调压缩机采用磁悬浮压缩泵，能降低空调耗能；

8.4、列车照明采用LED灯具，能降低照明耗能。

9.根据权利要求1或权利要求4所述的提高地铁轻轨运能的方法，其特征是，列车车厢采用中央通道布置，栏杆立柱分处中央通道两侧。

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