提高列车运行效率的控制方法

专利名称：提高列车运行效率的控制方法
技术领域：
本发明涉及列车运行控制技术，特别涉及在不改变现有线路结构及其系统组成的情况下，提高列车运行效率的控制方法。
背景技术：
列车在营运的过程中，每一趟列车之间的时间间隔，在满足列车安全运行要求的前提下，即使把发车时间间隔减小到最小(发车密度最大)，也经常发生不能满足过多的客流量的问题，扩大列车容量成了唯一大量增加列车载客量，提高运行效率的方法。由于列车结构已经标准化，车厢长度和宽度都有一定的标准，一般不容许轻易改变。而增加列车车厢数量是最简单和行之有效的扩容方法。现有技术中，列车停靠站点的站台长度，决定了每一趟列车车厢数量。通常情况下列车所有车厢长度之和不能大于站台长度，否则靠不到站台的车厢将不能进行乘客的上下。所以，无论是增加列车车厢数量，还是增加每一节车厢的长度，都将受到站台长度的制约。由于站台建成后已经成型，加长站台的费用极其昂贵，对正在运行的列车影响也非常大(甚至线路要关闭很长时间以方便施工)，并且整个线路上的每个站台都要加长，这就造成加长站台代价极高。特别是对于地铁列车和运行在高架线路上的轻轨列车、磁悬浮列车等代价更高。
目前，轨道交通各类技术日臻完善，列车牵引能力强，列车速度快、控制精度高，发车间隔时间(或时间间隔)可以设定到最短，列车停靠站台位置精准、停靠平稳、安全，现在已有两列独立的列车可方便地可合二为一(当然也可方便地一分为二)的技术。发明内容
本发明所要解决的技术问题就是，在不加长站台的情况下增加列车长度，通过控制列车运行，调整停靠站点的位置，达到增加载客量的目的。
本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，1、提高列车运行效率的控制方法， 其特征在于，包括如下步骤
a、增加列车长度；
b、列车到达各站点分段停靠站台。
本发明的技术方案，简单的增加列车长度，通过控制列车停靠站台的位置，使位于列车不同车段的旅客在不同站点上下车，实现了提高列车运行效率的目的。
具体的，步骤a中，成倍增加列车长度。
本方案可以按照倍数对列车分段，使列车每一段都有相同的车厢数量，并与增加长度前的列车长度相等，能够最大限度利用现有站台长度，充分发挥现有设施的能力。
优选的，步骤a中，通过增加列车的车厢数量，增加列车长度。
增加列车车厢数量是最简单的增加列车长度的方法。通常列车车厢长度都有标准规定的尺寸，增加车厢的长度将改变其标准尺寸，涉及车厢制造工序的各个环节和工装模具，改装成本非常高。而增加车厢数量就不存在上述问题，只需要增加列车牵引力就可以实现，现有技术中已经实现了这种增加车厢数量的列车编组模式。
特别的，所述列车车厢数量增加1倍。
车厢数量增加1倍，列车长度也增加1倍，相当于扩大了 1倍的载客量。本方案可以在不改变每个站点停靠时间的基础上，以最少的列车编组、最简单的站点停靠方案、最短的候车时间实现任意站点的直达。
进一步的，所述步骤b具体为
bl、第一趟列车到达第n+1站点和第n+2站点时，前半部分车厢或后半部分车厢停靠站台，到达第n+3站点和第n+4站点时后半部分车厢或前半部分车厢停靠站台，依此类推直到终点站；
b2、第二趟列车达到第η站点和第n+1站点时，前半部分车厢或后半部分车厢停靠站台，到达第n+2站点和第n+3站点时后半部分车厢或前半部分车厢停靠站台，依此类推直到终点站；
b3、第三趟列车达到第η站点时，前半部分车厢或后半部分车厢停靠站台，到达第 n+1站点时后半部分车厢或前半部分车厢停靠站台，依此类推直到终点站；
其中，η为自然数。
本方案可以实现列车编组计划和运行控制都最简单，达到各个站点的乘客候车时间最短。
具体的，还包括步骤
C、循环发送第一趟列车、第二趟列车和第三趟列车，每趟列车之间有时间间隔。
按该方案运行列车编组，只需要发送三趟列车，就能够实现任意站点的直达，乘客候车时间<一个循环周期(三趟列车发送完成所需时间)。该方案每趟列车之间的时间间隔，可以根据需要分别进行设定，既可以相同也可以不同。时间间隔的设定与现有技术一样，首先必须满足列车安全运行的最小时间间隔要求，并综合考虑客流量等因数。
具体的，还包括步骤
d、交替发送第一趟列车和第二趟列车，每趟列车之间有时间间隔。
这种列车编组方案可以缩短乘客候车时间，但有1/4的站点不能直达，即约1/4的乘客需要通过换乘才能到达目的站点。本方案中，每趟列车之间时间间隔也可以根据需要设定得相同或不同，但也必须满足列车安全运行的最小时间间隔要求，并综合考虑客流量等因数。
具体的，还包括步骤
e、在列车上行方向间隔发送第一趟列车，在列车下行方向间隔发送第二趟列车。
该方案约有一半的站点不能直达，乘客需要换乘相反方向的列车才能达到，其优点是编组数量少，运行控制简单。
进一步的，上行方向和下行方向发车间隔相同或不同。
本方案中，上行方向和下行方向每趟列车之间的时间间隔，可以根据客流量分别进行设定。上行方向每趟列车之间的时间间隔可以相同或不同，下行方向每趟列车之间的时间间隔也可以相同或不同，上行方向和下行方向每趟列车之间的时间间隔同样必须满足列车安全运行的最小时间间隔要求。
本发明的有益效果是，不用增加列车在站台的停靠时间，不改变站台结构。在列车发车时间间隔相同，车厢车型不改变，车厢数量增加一倍的情况下，线路上的最大载客量将提高一倍。本发明具有扩容方案简单易行，运行控制流程简单，硬件成本投入低的特点。
具体实施方式
下面结合实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明提高列车运行效率的控制方法，也可以称为扩容方法，采用增加列车长度的方式扩大列车容量，在不改变站台设施、不增加列车在各个站点的停靠时间的前提下，通过控制列车到达各站点分段停靠站台，实现提高运行效率的目的。
本发明推荐的扩容数量是成倍增加列车长度。这样，列车可以按倍数分段停靠站点，充分利用现有站台的有效长度供各段车厢的乘客上下车。特别是通过增加列车车厢数量的方式增加列车长度，可以最大限度的利用现有成熟技术实现列车扩容。考虑到现有列车运行条件，特别是列车运行速度、车厢数量(决定了列车长度)、站间距离、站点停靠时间等，本发明优选列车车厢数量增加1倍的扩容方案。这样基本上不需要重新设定列车的发车时间间隔、运行速度、站点停靠时间等，就可以保证列车的安全运行，只需要在到达站点时控制列车停靠站台的位置，按前半段列车和后半段列车进行分段停靠，就可以与现有技术的运行方案兼容，以最低的软硬件成本实现列车运行效率的提升。
实施例
假设列车原有车厢数量为10节，增加车厢数量1倍后列车车厢数量为20节，分为前半段(或称为前半部分)和后半段(或称为后半部分)，各包括10节车厢。当列车在站台停靠时，由于列车长度增加了 1倍，只有前半部分节车厢或后半部分车厢可以停靠站台上下乘客。考虑到列车客流量大，运行速度块，站间运行时间短等因数，在正常情况下不允许乘客在前半部分车厢和后半部分车厢自由流动，所以乘客如在前半部分车厢上车，只能在前半部分车厢停靠的站台下车，同样的，乘客如在后半部分车厢上车，也只能在后半部分车厢停靠的站台下车。
为节省列车停靠站内的时间，通常列车在站内只停靠一次，这样不改变原有停车控制方案。那么在一个站内只能做到列车分段停靠站台要么停靠前半部分车厢，要么停靠后半部分车厢。虽为同一辆列车，但对乘客来讲，前半部分车厢和后半部分车厢就好像是两列列车一样，他们停靠的站点不同。
为描述方便，对同一列列车我们称为一趟列车，对前半部分车厢和后半部分车厢分别称为不同的车次。本发明给出了在线路上三趟列车三种不同的停靠方式，对这三趟列车，我们分别叫第一趟列车、第二趟列车和第三趟列车，假设他们共经过16个站点，依次从第1站到第16站，它们的停靠方式如表1所示。
表1中，A和B表示第一趟列车的A次车和B次车，他们分别代表第一趟列车的前半部分车厢和后半部分车厢；C和D表示第二趟列车的C次车和D次车，他们分别代表第二趟列车的前半部分车厢和后半部分车厢；E和F表示第三趟列车的E次车和F次车，他们分别代表第三趟列车的前半部分车厢和后半部分车厢。第一趟列车的特点是每隔连续两站就交错车次停靠，比如某连续两站如果是A次车停靠，则下两站一定是B次车停靠，再下两站一定是A次车停靠，依此类推直到终点站；第二趟列车与第一趟列车的停靠方式一样，区别仅仅是交错站点不一样；第三趟列车的停靠方式是每隔一站都交错车次停靠，比如某站是E次车停靠，则下一站一定是F次车停靠，再下一站一定是E次车停靠，依此类推直到终点站。
为了与按现有控制方法(称为原始方案)运行的列车(即每站停靠，且不加长车厢的列车)混合运行，可以将按原始方案运行的列车命名一个与本发明的列车名称不一样的车次，在此对按原始方案运行的列车命名为0次车。
本发明给出了 3种方案，营运者可以根据营运情况对应用线路选择其中一种，方案一经选下，最好不要再轻易更改，因为这可能会对乘客造成不方便。
方案一和方案二应用于单方向线路，也就是当应用线路某一方向采用方案一和方案二时，相反方向的列车对本方向的列车没有影响(即使相反方向的列车停驶)，但我们建议相反方向的列车采用原始方案或与这一方向相同的方案(否则将造成乘客太多的不方便)。
方案三应用于双方向线路，也就是说线路中两个方向的列车需要密切配合。
无论哪一种方案，都可以与按原始方案运行的列车混合运行，甚至任意一个方向完全按原始方案运行列车都是可以的。
方案一线路某一方向按照设定的时间间隔，循环发送第一趟列车、第二趟列车和第三趟列车。乘客无论要到那个站，都可以选择合适车次直达。这里的时间间隔可以按照现有技术进行设定，不受本发明中列车长度和分段停靠站点的运行方式的影响，除了满足列车安全运行的最小时间间隔要求外，综合考虑客流量等因数，每趟列车之间的时间间隔， 可以根据需要分别进行设定，既可以相同也可以不同。
方案二 线路某一方向按照设定的时间间隔，交替发送第一趟列车和第二趟列车， 乘客选定某次车就会有75%的站点可以直达，另外25%站不能直接到达的站点可以通过中途换乘另一辆同方向不同车次的列车就可以到达。本方案中时间间隔的设定没有特别的限制，可以参照方案一进行设定。
方案三在列车上行方间隔发送第一趟列车，在下行方向间隔发送第二趟列车。 乘客有约一半的站点是无法直接到达，这些无法直接到达的站点可以先乘坐目的方向的列车，越过目的站点1个站点或3个站点，再通过换乘相反方向的列车就可以到达；或者先乘坐相反方向的列车1个站点或3个站点，再换乘到达目的方向的列车就可以到达。
公共站的设立考虑到每个站点的上下客数量并不均勻，有的站点上下客数量非常大，可能会造前半部分车厢和后半部分车厢乘客数量不均勻，即可能会出现前半部分车厢和后半部分车厢中一方过于拥挤，另一方过于宽松的情况。这时营运者就有一个可选项 可以对线路某方向某次车所经过的某站设立“公共站”——前半部分车厢和后半部分车厢均在此站停靠(即在该站点停靠2次)，在不加长站台的条件下前半部分车厢和后半部分车厢乘客都可以上下车。这样不但可以解决上述问题，还可以做到相同线路相同方向的乘客在此公共站进行转乘。但公共站会使得列车停靠时间增加，故非特别必要，一般不要设立。
增速方法就是用两部独立的列车(可以是现有技术的列车，也可以采用增加了 1 倍车厢的列车，一半的车厢也可以空置)，分别按照本发明某趟列车中的前半部分车厢和后半部分车厢停靠站点的方式停靠站点，这样就使得列车有一半的站点不用停靠，从而增加列车的平均速度，减少了列车的周转时间。由于它模拟了扩容方法，故对乘客而言，与扩容方法乘坐原理一样，所以不会额外增加乘客的不方便。
混合运行0次车可以与上述方案的其它列车混合运行。
非对称处理很多线路存在非对称性，即在同一时间，某一方向的乘客非常多，但相反方向的乘客并不多，这时，乘客多的线路方向可以采用扩容方法，乘客少的线路方向可以采用原始方法或增速方法(即使也有两倍的车厢，一半的车厢可空置)。
高峰和非高峰处理一般在某些线路上的高峰时段和非高峰时段的乘客数量差别非常大，那么可以利用现在列车已有的技术即两部列车可以方便地编组在一起运行，也可以方便地将一个编组列车分为两部列车。这样就可以在高峰时段采用两部列车在一起的编组方式的扩容方法，而在非高峰时段采用独立编组列车的原始方法或者为了加快列车周转的增速方法。
假设乘客到达每个站的数量是均勻的且每个车次是均勻的，则当列车发车时间间隔分别为2，3，4，5分钟时，乘客的候车时间(如乘客需要转乘，则包括了转乘候车时间)如表2所示。
表2中，“原始”表示原始方法的候车时间。方案一中“25%”表示乘客的目的地在距出发地为4站的倍数，则可以乘坐任意次车，否则“75%”只能乘坐3种车次中的一种。 方案二中“25%”表示乘客的目的地在距出发地为4站的倍数，则可以乘坐任意次车就可以直接到达，“50%”表示乘坐2种车次中的一种就可以直接到达，“< 25%”表示一定要转乘的乘客比例为25%，且这些要转乘的乘客出发地与目的地距离不是2个站时的候车时间， 乘客可以第一次乘坐任意次车，然后在第一个停靠站转乘另一次就可以到达；“2站”表示要转乘的乘客出发地与目的地为2个站时的候车时间，乘客第一次只能乘坐某次车，乘坐1 个站后转乘另一次车。方案三中第一个“50%”表示不用转乘，第二个“50%”表示一定要转乘，且转乘的乘客中75%总共要多越过2个站(单方向多越过1个站)，转乘的乘客中25% 总共要多越过6个站(单方向多越过3个站)，“公共”表示转乘的乘客通过同方向的公共站(如果有的话)进行转乘，当然也就不会多越过站了。
表 权利要求
1.提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，包括如下步骤a、增加列车长度；b、列车到达各站点分段停靠站台。
2.根据权利要求1所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，步骤a中，成倍增加列车长度。
3.根据权利要求1或2所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，步骤a中，通过增加列车的车厢数量，增加列车长度。
4.根据权利要求3所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，所述列车车厢数量增加1倍。
5.根据权利要求4所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，所述步骤b具体为bl、第一趟列车到达第n+1站点和第n+2站点时，前半部分车厢或后半部分车厢停靠站台，到达第n+3站点和第n+4站点时后半部分车厢或前半部分车厢停靠站台，依此类推直到终点站；b2、第二趟列车达到第η站点和第n+1站点时，前半部分车厢或后半部分车厢停靠站台，到达第n+2站点和第n+3站点时后半部分车厢或前半部分车厢停靠站台，依此类推直到终点站；b3、第三趟列车达到第η站点时，前半部分车厢或后半部分车厢停靠站台，到达第n+1站点时后半部分车厢或前半部分车厢停靠站台，依此类推直到终点站；其中，η为自然数。
6.根据权利要求5所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，还包括步骤C、循环发送第一趟列车、第二趟列车和第三趟列车，每趟列车之间有时间间隔。
7.根据权利要求5所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，还包括步骤d、交替发送第一趟列车和第二趟列车，每趟列车之间有时间间隔。
8.根据权利要求6或7所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，每趟列车之间时间间隔相同或不同。
9.根据权利要求5所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，还包括步骤e、在列车上行方向间隔发送第一趟列车，在列车下行方向间隔发送第二趟列车。
10.根据权利要求9所述的提高列车运行效率的控制方法，其特征在于，上行方向和下行方向发车间隔相同或不同。
全文摘要
本发明涉及列车运行控制技术，特别涉及在不改变现有线路结构及其系统组成的情况下，提高列车运行效率的控制方法。本发明在不加长站台的情况下增加列车长度，通过控制列车运行，调整停靠站点的位置，达到增加载客量的目的。本发明的技术方案是，提高列车运行效率的控制方法，包括步骤a、增加列车长度；b、列车到达各站点分段停靠站台。本发明不用增加列车在站台的停靠时间，不改变站台结构。在列车发车时间间隔相同，车厢车型不改变，车厢数量增加一倍的情况下，线路上的最大载客量将提高一倍。本发明具有扩容方案简单易行，运行控制流程简单，硬件成本投入低的特点，非常适合地铁列车的运行控制。
文档编号B61B1/00GK102556079SQ201210036879
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者陈卫东 申请人:陈卫东