天津地铁2号线列车运行舒适度优化分析

天津市地下铁道运营有限公司 周兴祥



天津地铁2号线列车运行舒适度优化分析

天津市地下铁道运营有限公司 周兴祥

【摘要】对地铁列车舒适度进行定义，并对影响舒适度的各种原因进行分析，提出提高舒适性的对策。

【关键词】地铁；舒适度；冲击率；ATO

目前城市轨道交通车辆的发展日新月异，为了适应经济社会发展要求及人民生活水平提高的需要，相关各项标准也在不断更新、完善之中，但仍落后于实际需要，对提高列车运行舒适性的研究在大力提倡“以人为本、和谐发展”的今日更显重要。本文结合天津2号线列车前期调试舒适性较差的实际，对影响舒适性的因素进行了简要分析，供大家参考探讨。

1 舒适度内涵

地铁车辆“舒适度”是一个因人而异、且很难量化的概念。

广义的“舒适度”是指旅客对乘坐列车旅行品质的综合评价。舒适度不仅受列车的振动、冲击、噪声、温度、湿度、空气清新度、空间设计、色彩、照明等诸多因素的影响，而且还受到人们健康和心理因素的影响。

狭义的“舒适度”是指列车在运行过程中所产生的冲击、振动(包括纵向、横向及垂直方向)对乘客的影响，即“振动舒适度”和“平稳性”。

2 可能影响舒适度的因素

地铁列车运行的工况相当复杂，当使用制动、惰行、牵引、启动、站停等多种不同工况，都会使列车产生冲动。经分析，列车发生纵向冲动的部位和现象主要表现在：

(1)当冲动发生时，列车受到的冲动中部最严重、后部较轻、前部最轻。

(2)在正常牵引工况下，有时会出现瞬时冲动(多发生在曲线弯道)。

(3)在惰行运行工况下，有时发生瞬时冲动或间隔较短的连续性冲动。

(4)在进站停车时，由于电空转换时存在时差，制动力不能完全与制动需求一致，产生冲击感。

(5)列车进出站启动时，由于车钩原因在车厢连接部位可能存在撞击及冲击感。

(6)线路不同，列车纵向冲动的情况也不一样。在条件较差的线路上，列车调速频繁，纵向冲动也相对频繁，且相当剧烈。

(7)车辆在条件较差的线路上的横向、纵向加速度的量值和频率相对较高。

图1 2号线列车国山路站至空港经济区站ATO运行记录数据图表

3 影响因素具体分析

针对以上因素，我们对2号线列车正线运用情况进行了调查分析和跟车添乘，主要包含以下四方面原因，现总结分析如下。

3.1 技术指标

3.1.1 运行稳定性和平稳性指标

在天津地铁2号线车辆型式试验报告中，证实首列车各项指标符合规范及合同要求（运行平稳性w＜2.5），验证了整车的设计性能。

3.1.2 纵向冲击率和电空转换配合

纵向冲击率指标（≤0.75m/s3）：该指标反映的是车辆纵向的冲动情况，为列车加速度的变化率，也通过调整、优化系统参数，将该指标控制在了允许范围内。

根据列车控制原理，在列车接近停车时，制动方式有一个从电制动逐步消失直至完全消失的过程，在此过程中不足的制动力由空气制动进行补充，这时不可避免的存在制动力衔接、转换延迟的问题，从而造成一定的列车冲动，目前电空转换点速度值为6km/h，满足合同要求。

故从车辆设计及调试角度分析，车辆本身性能满足相关规范及合同要求。

3.2 车辆检修不到位

列车纵向冲动主要表现在列车牵引制动及启停时，根据牵引制动力的传递过程，由于车体、转向架构架均为刚性结构，因此我们对该过程中可能存在间隙及软性连接部分进行了重点分析，主要体现在以下两方面。

3.2.1 中央牵引装置

中心销存在间隙会造成车辆在牵引和制动工况中产生冲击和异响，中心销下端盖与牵引梁之间的间隙标准为：12～19mm，在日常检修中均有此部分的检查，均在标准范围以内，此部分不存在冲击异响。

3.2.2 车钩缓冲装置

经正线多次跟车，并结合检修，我方发现2号线部分列车车钩端面运行中存在一定的异响和晃动（10列车），综合分析主要为车钩轴承间隙和轴承内圈“编织状”非金属磨耗层异常导致，可能造成列车乘坐舒适度的降低。现已初步完成4列车车钩改造对比试验，初步考虑对目前撞击及冲动感严重的10列车进行批量车钩整改作业，效果良好，一定程度上提高了乘坐舒适性。

3.3 轨道线路检修原因

车辆中心工务专业制定有规范的检修规程，对影响舒适性的轨道参数进行定期测量，不符合要求则及时进行调整，同时组织技术人员定期使用轨道动态添乘仪(测量值＜0.8)在列车正线运行时进行添乘，测量列车的垂向、横向加速度，对比标准，不符合要求则重点全面检查处理，总体来讲，目前2号线轨道综合情况良好。

3.4 因司机操纵不当所总造成的冲动的主要情况

(1)列车在中低速运行时，如司机操纵司控器级位较大，轻易造成列车纵向冲动。

(2)在列车到站停车时，由于司机采取2次或多次制动，而又再次施行制动，这样也会造成列车纵向冲动。

对此类人为原因，只能通过司机提高驾驶技能逐步解决，经过一定时间的磨合，能使列车舒适性达到较好的状态。

3.5 ATO驾驶模式问题造成的冲动

经我方调取运行记录，目前ATO驾驶模式下，列车运行由信号系统完成，控制曲线调整上没有惰行控制方式，同时在弯道、进出站及限速区段，信号控制采用大牵引、大制动模式，导致运行中频繁牵引制动，舒适性较差，需要信号方积极调整解决。

由图1上可以看出，在ATO模式下，列车电机电流指标波动较大，牵引制动频繁，导致列车舒适性降低。

4 结论

通过以上分析，我们认为天津2号线列车舒适度降低的因素是多方面的，但究其主要原因，主要在以下两点：(1)由于车钩缓冲装置存在冲动和异响问题，该项通过车钩的相关改造试验，已解决；(2)ATO模式下频繁牵引制动，也是导致在列车运营过程中冲动加剧的重要因素，该因素可以通过在ATO控制曲线中加入一定的惰行指令得到优化，使列车运行控制曲线更加平滑。通过以上措施，将最大限度的提高列车的整体舒适性效果，为广大市民出行提供更优质的乘坐体验。