Предельные возможности метрополитена как транспортной системы (стр. 2 из 2)
Время эвакуации — это время от начала движения метропоезда до его полного ухода за пределы станции (до прохождения им в процессе разгона пути длинной около 200 м). Поскольку разгон метропоезда происходит с переменным ускорением, время эвакуации определяется по формуле (3):
,где Sу — путь разгона до момента ухода со станции, м, S у ~200 м;
а ср — среднее ускорение за период разгона метропоезда, м/с2.
Время стоянки метропоезда на станции (tс) регламентировано. В среднем оно составляет 25 с.
Время торможения прямо пропорционально скорости начала торможения и обратно пропорционально среднему за период торможения замедлению (4):
,где Vнт — скорость начала торможения метропоезда перед остановкой, м/с;
bср —среднее замедление за время торможения, м/с2.
На вагонах метрополитена основным видом торможения является электрическое торможение. Для повышения его эффективности мощность тяговых машин в режиме торможения по отношению к режиму пуска увеличивают практически в два раза. Это решение оказалось на практике столь эффективным, что его применяют практически на всех отечественных и зарубежных вагонах метрополитена. Тяговые расчеты и испытания метропоездов показывают, что за счет двойного форсирования мощности при торможении среднее замедление в диапазоне скоростей 0—70 км/ч превышает среднее ускорение в этом же диапазоне скоростей в 1,25 раза. То есть, с высокой степенью точности можно считать, что (5)
bср = 1,25 аср.
При скоростях сообщения 43—48 км/ч скорости начала торможения метропоездов составляют около 70 км/ч (Vнт ~20 м/с).
Подставив (2, 3, 4, 5) в (1), получим (6):
Уравнение (6) представляет собой зависимость между пропускной способностью станции метрополитена и ускорением (замедлением), с которым метропоезд разгоняется (тормозит) в станционной зоне. Чем большие ускорения (замедления) реализует метропоезд во время разгонов (торможений), тем меньше времени он «занимает» станцию и тем большей пропускной способностью отвечают ему станции, встречающиеся на его пути.
В Таблице 1 и на Рис. 3 представлена зависимость пропускной способности станции от ускорения (замедления) метропоезда.
Таблица 1.
| а(b), м/с2 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 |
| П, поезд./час | 21,9 | 32,3 | 39 | 43,8 | 47,3 | 50,5 | 52,9 | 54,8 | 56,5 |
Рис. 3. Зависимость пропускной способности станции от ускорения (замедления) метропоезда.
В представленной зависимости присутствует эффект «насыщения»: при увеличении ускорения от 0,2 м/с2 до 1,2 м/с2 пропускная способность растет почти пропорционально росту ускорений (замедлений), а при дальнейшем росте ускорений (замедлений) темп роста пропускной способности заметно сокращается.
Для эксплуатируемых сегодня метропоездов характерны следующие средние ускорения при разгоне до скоростей 60—70 км/ч и средние замедления в диапазоне скоростей 70—0 км/ч (Таблица 2).
Таблица 2
| Модель вагона | Среднее ускорение, м/с2 | Среднее замедление, м/с2 |
| мод. 81.717/714 | 0,98 | 1,28 |
| мод. 81.720/721 (Яуза) | 0,79 | 1,11 |
Подставив в формулу (6) значения ускорений (замедлений) из Таблицы 2, получим, что пропускная способность станций метрополитена составляет:
для метропоездов из вагонов мод. 81.717/714 - 47 поездов/час
для метропоездов из вагонов мод. 81.720/721 (Яуза) — 43 поезда/час.
На Московском метрополитене метропоезда эксплуатируют сегодня с частотой движения 40 поездов/час и скоростью сообщения 41 км/ч. Но технические характеристики вагонов позволяют эксплуатировать их с частотой движения — 47 поездов/час и скоростью сообщения около 48 км/ч.
На каждой радиальной линии Московского метрополитена имеются 5—6 наиболее загруженных в часы «пик» перегонов. Составы, следующие друг за другом, проезжают эти перегоны за 15—20 минут. В это время их вагоны наиболее загружены. В районе этих перегонов на практике достигаются реальные пределы провозной способности метрополитена как транспортной системы.
Обследование пассажиропотоков на этих наиболее загруженных участках линий показало, что в часы «пик» средняя за час нагрузка вагонов, проезжающих в течение часа по этим 5—6 наиболее загруженным перегонам, составляет около 200 пассажиров на вагон (средняя за 15 мин загрузка вагонов составляет около 270 пасс./вагон). При работе на линии семивагонных составов, следующих с частотой 47 поездов в час, часовая провозная способность линии метрополитена составит:
П = 200 × 7 × 47 = 66 тыс. пасс./ час
Пиковая «пятнадцатиминутная» провозная способность линии составит:
П15= 270 ×; 7 × 47 = 89 тыс. пасс./час
При эксплуатации на линии метропоездов, составленных из вагонов с «идеальными» тяговыми и тормозными характеристиками («идеальных» вагонов пока еще нет, но технически их сегодня уже можно построить), пропускная способность станций метрополитена достигнет 52 поезда/час в одном направлении. При этом провозная способность линии при эксплуатации на ней 7-ми вагонных метропоездов длиной 135м составит около 73 тыс. пасс./час в одном направлении, а при эксплуатации 8-ми вагонных метропоездов длиной до 160м — около 83 тыс. пасс./час в одном направлении. Пиковая «пятнадцатиминутная» провозная способность линии составит:
П15 = 270 × 8 × 52 = 112 тыс. пасс./час
Выводы
1. Средняя скорость поездки по городу на метро составляет сегодня около 22 км/ч. В будущем она может возрасти до 25 км/ч. Это предел.
2. Провозная способность линий метрополитена при эксплуатации на них 8-ми вагонных метропоездов составляет сегодня — 75 тыс. пасс./час. в одном направлении. В будущем она может возрасти до 83 тыс. пасс./час в одном направлении. Это предел.
3. С точки зрения провозной способности и скорости поездки пассажира по городу метрополитен сегодня реализует свои предельные возможности на 90%.
4. Предельные показатели метрополитена как транспортной системы:
скорость передвижения пассажира по городу — 25 км/ч;
провозная способность линии при эксплуатации на ней метропоездов длиной до 160 м — 83 тыс. пасс./час в одном направлении;
пиковая «пятнадцатиминутная» провозная способность линии метрополитена — 112 тыс. пасс./час в одном направлении.
5. Метрополитен, как общественный транспорт, предназначенный для массовых перевозок пассажиров, по провозной способности удовлетворяет требованиям крупного города XXI века.
По скорости поездки метрополитен не удовлетворяет требованиям жителя крупного города XXI века.
Список литературы
1. Гаврилов Я. И., Мнацаканов В. А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. М. , Транспорт, 1986, 230с.