CN113283065A - 基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法 - Google Patents

基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113283065A
CN113283065A CN202110505617.9A CN202110505617A CN113283065A CN 113283065 A CN113283065 A CN 113283065A CN 202110505617 A CN202110505617 A CN 202110505617A CN 113283065 A CN113283065 A CN 113283065A
Authority
CN
China
Prior art keywords
train
speed
rear vehicle
distance
air shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110505617.9A
Other languages
English (en)
Inventor
强士盎
李登科
王学贵
王雪鑫
王洪波
高志宏
沈增涛
安轲
王辰宇
邹毓
周宏昌
宋仲仲
吴明超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd
Original Assignee
China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd filed Critical China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd
Priority to CN202110505617.9A priority Critical patent/CN113283065A/zh
Publication of CN113283065A publication Critical patent/CN113283065A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，所述方法基于城市列车运行计算系统，确定区间是否设置风井，步骤为：在计算系统中输入列车行车相关参数；进行两次模拟牵引计算，一次为两站间列车正常运行，一次为前车故障运行，将两次模拟计算输出的速度‑距离‑时分曲线叠加在同一个CAD图中；利用时间曲线计算出后车的停车位置，若后车车头侵入或越过后车车头前方邻近的站端活塞风孔，则认为需要设置区间风井。本发明基于不同线路、列车参数等基础参数输入，通过牵引计算软件仿真各线路列车的运行情况，利用仿真输出的速度‑距离‑时分曲线，对地铁隧道区间风井的设置进行理论分析，操作便捷，结果精准。

Description

基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体涉及一种基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法。
背景技术
地铁空间封闭、人流密度大、疏散条件有限，一旦发生火灾事故，危害性极大。当列车因火灾失去动力停在地下区间时，需利用隧道通风系统对火灾区间送风和排烟。因此，为尽量减少、降低火灾的影响，是地铁研究的重要问题，风井的设置原则问题便是其中之一。
为了满足隧道通风要求、便于运营管理，隧道通风机房一般都布置在车站的两端。由于地下区间隧道较长，所以有可能需要在区间中部设置区间风井。在什么情况下需要在区间中部设置区间风井，目前相关的地铁设计规范及设计标准均没有明确的规定。例如《地铁设计规范》第13.2.10条规定：“当需要设置区间风道时，通风道应设于区间隧道长度的1/2处，在困难情况下，其距车站站台端部的距离可移至不小于该区间隧道长度的1/3处，但不宜小400m。”第28.4.7条第1款规定：“当区间隧道发生火灾时，应背着乘客主要疏散方向排烟，迎着乘客疏散方向送新风。”
《地铁设计防火标准》第8.3.4条规定：“两座车站之间正常同时存在两列或两列以上列车同向运行的地下区间，排烟时应能使非着火列车处于无烟区。”《地铁设计规范》在第13.2.10条的条文解释中提出，“是否设置区间通风道，应根据每条线路的具体情况决定”。有些设计者认为，当两个车站之间距离(区间长度)超过2km或2.4km时，需考虑设置区间风井；
有学者认为，区间两端(靠近车站端部)的活塞风孔之间的列车走行时分大于2min时，需设置区间风井；还有部分学者认为，相邻的两个车站之间(站中心至站中心)列车走行时分大于2min时，需设置区间风井。可见，关于区间风井的具体设置条件争议较多。因此针对不同的线路条件，定量分析设置区间风井的最小站间距临界值，可在科学经济的基础上最大限度减少地铁火灾影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，弥补现有标准对于区间风井设置中精准度的不足，在科学经济的基础上满足日常通风、防水，区间隧道事故时逃生与消防的需要。
本发明所采用的技术方案为：
基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，其特征在于：
所述方法基于城市列车运行计算系统，确定区间是否设置风井，由以下步骤实现：
步骤一：在计算系统中输入列车行车相关参数；
步骤二：进行两次模拟牵引计算，一次为两站间列车正常运行，一次为前车故障运行，将两次模拟计算输出的速度-距离-时分曲线叠加在同一个CAD图中；
步骤三：利用速度-距离-时分曲线计算出后车的停车位置，若后车车头侵入或越过后车车头前方邻近的站端活塞风孔，则认为需要设置区间风井。
步骤一中，列车行车相关参数包括：
车辆选型及编组、列车运行速度、最小行车间隔、列车信息系统更新间隔时间、车辆起制动参数，区间两端活塞风孔位置、线路平纵条件；
其中，车辆起制动参数包括启动平均加速度、制动平均减速度。
步骤二中，两站间列车正常运行的模拟牵引计算中，列车运行里程为出发站站中心里程至到达站站中心里程，得到正常运行下后车的速度-距离-时分曲线。
步骤二中，前车故障运行的模拟牵引计算中，列车运行里程为出发站站中心里程至列车尾部刚好压在站端风孔位置，通过列车的停车位置反推前车速度-距离-时分曲线。
步骤三中，利用速度-距离-时分曲线计算后车停车位置的过程为：
首先，找出前车故障停车后后车的位置；
然后，找出列车信息系统更新间隔时间后后车的位置及速度，此位置及速度为后车接收到前车故障信息后开始制动停车的位置及速度；
最后，根据既定的相关制动参数，计算出后车的停车位置。
本发明具有以下优点：
本发明的方法，基于不同线路、列车参数等基础参数输入，通过牵引计算软件仿真各线路列车的运行情况，利用仿真输出的速度-距离-时分曲线，对地铁隧道区间风井的设置进行理论分析，操作便捷，结果精准。
轨道交通的修建是百年大计，其工程时间长、投入资金多，且随着项目落地，不易改造，通过仿真的方式可实现以较小的成本，模拟线路建成之后列车实际运行情况，使用方便，修改参数容易，同时采用程序控制，自动化程度高，具有广泛的实用价值和较强的适应性。
附图说明
图1为本发明实例的火灾发生位置示意图。
图2为本发明实例的活塞风孔位置及线路纵断面示意图。
图3为本发明实例的火灾状态下列车与风孔的相对位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，所述方法基于北京交通大学研发的城市列车运行计算系统实现，在给定的前提条件及站间距条件下，依托城市列车运行计算系统及CAD制图软件，确定区间设置风井的最小站间距临界值，进而确定区间是否设置风井。
明确设置区间风井的标准，具体如下：当列车因火灾失去动力停在地下区间时，需利用隧道通风系统对火灾区间送风和排烟。通风系统要确保烟气排出方向与乘客的疏散方向相反。
车尾着火的前车失去动力在区间停车时，乘客向列车运行方向疏散，需利用前车运行前方的站端活塞风孔迎着乘客疏散方向送风，即向后车所在区间方向送风，同时利用后车车头前方邻近的站端活塞风孔排烟。若后车车头侵入或越过后车车头前方邻近的站端活塞风孔，则后车将处于有烟区，会给后车乘客带来危险。车尾着火的前车尾部刚好压在站端活塞风孔停车时，为该种送风排烟模式的最极端情况，也是最不利情况。在最不利情况下，检算后车车头位置，若后车车头侵入或越过后车车头前方邻近的站端活塞风孔，则认为需要设置区间风井。
本发明涉及的基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，由以下步骤实现：
步骤一：在城市列车运行计算系统中输入列车行车相关参数；
步骤二：进行两次模拟牵引计算，一次为两站间列车正常运行，一次为前车故障运行，将两次模拟计算输出的速度-距离-时分曲线叠加在同一个CAD图中；
步骤三：利用速度-距离-时分曲线计算出后车的停车位置，若后车车头侵入或越过后车车头前方邻近的站端活塞风孔，则认为需要设置区间风井。若后车车头正好未侵入前方邻近的站端活塞风孔，则认为不需要设置区间风井，此时两站站间距为最小站间距临界值，一旦距离大于此站间距则需设置区间风井。
步骤一中，列车行车相关参数包括：
车辆选型及编组、列车运行速度、最小行车间隔、列车信息系统更新间隔时间、车辆起制动参数，区间两端活塞风孔位置、线路平纵条件；
其中，车辆起制动参数包括启动平均加速度、制动平均减速度。
步骤二中，两站间列车正常运行的模拟牵引计算中，列车运行里程为出发站站中心里程至到达站站中心里程，得到正常运行下后车的速度-距离-时分曲线。
步骤二中，前车故障运行的模拟牵引计算中，列车运行里程为出发站站中心里程至列车尾部刚好压在站端风孔位置，通过列车的停车位置反推前车速度-距离-时分曲线。
步骤三中，利用速度-距离-时分曲线计算后车停车位置的过程为：
首先，找出前车故障停车后后车的位置；
然后，找出列车信息系统更新间隔时间后后车的位置及速度，此位置及速度为后车接收到前车故障信息后开始制动停车的位置及速度；
最后，根据既定的相关制动参数，计算出后车的停车位置。
实施例：
地铁发生火灾，通常认为列车在区间隧道内着火比在车站着火要危险得多。区间火灾发生后，疏散方式分为两种：继续运行疏散和停车疏散。根据高速铁路隧道防灾的基本原则、地铁设计规范等要求，凡是能继续运行的，应尽量将着火列车驶入前方站台(或者驶出隧道)进行人员疏散。只有在列车由于动力系统失效或其他原因不得不停车时，才需要停车疏散。因此，在单侧区间隧道内有两列车运行且有一列车起火停车疏散时为不利情况，属于研究重点。
按照火灾发生的位置，分为前车车尾着火、前车车头着火、后车车尾着火后车车头着火等情况，参见图1。后车着火疏散时，对前车影响较小，前车尽快远离后车即可；前车着火疏散时，尤其是前车车尾着火停车疏散时，后车距离着火列车最近，为最不利情况。本实例通过分析最不利情况下(即前车车尾着火)单侧隧道内两列车的相对位置关系，以确定该区间是否需要设置区间风井。
案例参数输入：
1)车辆选型及列车编组：钢轮钢轨B型车，初、近、远期均为6辆编组，动力配置为4动2拖，列车长度120m。
2)列车运行速度：最大速度按80km/h考虑，列车正常速度按75km/h考虑。
3)最小行车间隔：按2min考虑。
4)列车信息系统更新间隔时间：为3～5s，本次按3s系统刷新时间核算，即3s后后车才能收到前车故障信息。
5)车辆启制动参数：平均加速度(0～80km/h)约0.6m/s2，平均加速度(0～40km/h)约1.0m/s2，常用制动平均减速度(80～0km/h)为1.0m/s2。根据《地铁设计规范》(GB50157—2013)中第3.3.6条，“正常情况下，计算启动加速度、制动减速度不宜大于最大加速度、常用减速度的90％，且计算列车启、制动加速度均不大于0.9m/s2”，本次模拟牵引计算列车参数取值：平均加速度(0～80km/h)约0.6m/s2，平均加速度(0～40km/h)约0.9m/s2，常用制动平均减速度(80～0km/h)为0.9m/s2。
6)区间两端(站端)活塞风孔位置：站端活塞风孔位置按B型车6辆编组标准站考虑，一般小端距离站中心60～70m，大端距离站中心90～100m。本次研究设定区间两端均为大端，风孔中心距离站中心均为100m，设定风孔大小为边长4m的正方形。
7)线路平纵条件：线路平面，设定线路平面条件较好、无限速小半径曲线；线路纵断面，设定站坪坡为2‰，出站为20‰的300m下坡，进站为20‰的300m上坡，中间为10‰的上、下坡，长度均分。站间距设定为2.5km，活塞风孔位置及线路纵断面，参见图2。
利用城市列车运行计算系统进行两次模拟牵引计算，一次为两站间列车正常运营，一次为前车故障运营，将两次模拟计算输出的速度-距离-时分曲线叠加在同一个CAD图中，参见图3。以给定站间距2.5km为例，分析如下：若前行列车发生火灾后，列车尾部运行至乙站风孔(CK2+050)位置1停车，此时后行列车中心在位置2(CK0+278)，速度为49.00km/h。根据信号专业提供的列车信息，系统更新间隔时间为3～5s，本次按3s系统刷新时间核算(即3s后才能收到前车故障信息)，3s后后行列车中心运行至位置3(CK0+322)，速度为55.51km/h，在该处后行列车检测到隧道区间阻塞后制动停车，实施常用制动停车后，后车中心停在位置4(CK0+454)，位置4列车位于两个风孔之间，列车头部(CK0+514)已越过甲站风孔(CK0+250)约264m，两站活塞风孔之间存在两列车，甲、乙两站间需设置区间风井。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，其特征在于：
所述方法基于城市列车运行计算系统，确定区间是否设置风井，由以下步骤实现：
步骤一：在计算系统中输入列车行车相关参数；
步骤二：进行两次模拟牵引计算，一次为两站间列车正常运行，一次为前车故障运行，将两次模拟计算输出的速度-距离-时分曲线叠加在同一个CAD图中；
步骤三：利用速度-距离-时分曲线计算出后车的停车位置，若后车车头侵入或越过后车车头前方邻近的站端活塞风孔，则认为需要设置区间风井。
2.根据权利要求1所述的基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，其特征在于：
步骤一中，列车行车相关参数包括：
车辆选型及编组、列车运行速度、最小行车间隔、列车信息系统更新间隔时间、车辆起制动参数，区间两端活塞风孔位置、线路平纵条件；
其中，车辆起制动参数包括启动平均加速度、制动平均减速度。
3.根据权利要求2所述的基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，其特征在于：
步骤二中，两站间列车正常运行的模拟牵引计算中，列车运行里程为出发站站中心里程至到达站站中心里程，得到正常运行下后车的速度-距离-时分曲线。
4.根据权利要求3所述的基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，其特征在于：
步骤二中，前车故障运行的模拟牵引计算中，列车运行里程为出发站站中心里程至列车尾部刚好压在站端风孔位置，通过列车的停车位置反推前车速度-距离-时分曲线。
5.根据权利要求4所述的基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法，其特征在于：
步骤三中，利用速度-距离-时分曲线计算后车停车位置的过程为：
首先，找出前车故障停车后后车的位置；
然后，找出列车信息系统更新间隔时间后后车的位置及速度，此位置及速度为后车接收到前车故障信息后开始制动停车的位置及速度；
最后，根据既定的相关制动参数，计算出后车的停车位置。
CN202110505617.9A 2021-05-10 2021-05-10 基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法 Pending CN113283065A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110505617.9A CN113283065A (zh) 2021-05-10 2021-05-10 基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110505617.9A CN113283065A (zh) 2021-05-10 2021-05-10 基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113283065A true CN113283065A (zh) 2021-08-20

Family

ID=77278411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110505617.9A Pending CN113283065A (zh) 2021-05-10 2021-05-10 基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113283065A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114087014A (zh) * 2021-11-29 2022-02-25 中铁第四勘察设计院集团有限公司 高速磁浮铁路隧道内紧急救援站设置方法及紧急疏散方法
CN114348070A (zh) * 2022-01-14 2022-04-15 福建工程学院 基于区间限速和专家经验的虚拟地铁列车运行大数据生成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
强士盎: "基于行车模拟牵引计算的地铁区间风井设置", 《都市快轨交通》, 28 February 2021 (2021-02-28), pages 122 - 126 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114087014A (zh) * 2021-11-29 2022-02-25 中铁第四勘察设计院集团有限公司 高速磁浮铁路隧道内紧急救援站设置方法及紧急疏散方法
CN114348070A (zh) * 2022-01-14 2022-04-15 福建工程学院 基于区间限速和专家经验的虚拟地铁列车运行大数据生成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102649438B (zh) 轨道交通列车运行路径的制动点确定方法
CN113283065A (zh) 基于列车运行仿真的地铁区间风井设置方法
RU2384446C2 (ru) Способ для определения и учета нагрузок бокового ветра для находящегося в движении рельсового транспортного средства и соответственно выполненный последний вагон рельсового транспортного средства
CN103235843B (zh) 一种城市轨道交通列车运行优化控制模拟方法和系统
CN102951189B (zh) 基于安全车距实时标定的高速列车跟驰运行控制方法
CN102376075B (zh) 基于cbtc的轨道交通线路运输能力评估方法
CN106184160A (zh) 自动列车停车控制方法
CN102955884B (zh) 一种高速列车跟驰运行全速域安全车距标定方法
CN106004862B (zh) 一种基于车联网的交通路口重型货车自动制动控制方法
CN111994133B (zh) 一种高速铁路列车到达追踪间隔时间压缩方法
EP3168111A1 (en) Control system with adhesion map for rail vehicles
CN102881220A (zh) 一种列车启动时刻计算方法
WO2020062844A1 (zh) 一种避免触发紧急的车载速度曲线计算方法
CN103350709A (zh) 缩短列车安全距离的方法
US20090072096A1 (en) Control System for Train Marshalling in Gravity Hump Yards
CN112182745A (zh) 一种估计列车运行过程中驱动能耗的仿真方法
CN104599491B (zh) 一种缩短与公交换乘距离的有轨电车系统及其控制方法
CN111090929A (zh) 一种重载铁路通过能力计算方法
CN107458417B (zh) 基于位置信息的轮缘润滑控制方法
CN117445976A (zh) 一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统
CN113184022A (zh) 一种检测铁路站场防溜停车器车辆入口速度的方法
CN103529703B (zh) 用于列车自动控制系统的限速曲线的方法
CN117261968A (zh) 一种虚拟联挂列车控制系统编队内安全防护的控制方法及存储介质
CN106777809A (zh) 一种基于实际运行数据的机车牵引计算模型校准方法
CN110941517A (zh) 一种机车智能操纵系统数据校验方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination