天津市地下鐵道運(yùn)營(yíng)有限公司 周興祥

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天津地鐵2號(hào)線列車運(yùn)行舒適度優(yōu)化分析

天津市地下鐵道運(yùn)營(yíng)有限公司 周興祥

【摘要】對(duì)地鐵列車舒適度進(jìn)行定義，并對(duì)影響舒適度的各種原因進(jìn)行分析，提出提高舒適性的對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】地鐵；舒適度；沖擊率；ATO

目前城市軌道交通車輛的發(fā)展日新月異，為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求及人民生活水平提高的需要，相關(guān)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更新、完善之中，但仍落后于實(shí)際需要，對(duì)提高列車運(yùn)行舒適性的研究在大力提倡“以人為本、和諧發(fā)展”的今日更顯重要。本文結(jié)合天津2號(hào)線列車前期調(diào)試舒適性較差的實(shí)際，對(duì)影響舒適性的因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，供大家參考探討。

1 舒適度內(nèi)涵

地鐵車輛“舒適度”是一個(gè)因人而異、且很難量化的概念。

廣義的“舒適度”是指旅客對(duì)乘坐列車旅行品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。舒適度不僅受列車的振動(dòng)、沖擊、噪聲、溫度、濕度、空氣清新度、空間設(shè)計(jì)、色彩、照明等諸多因素的影響，而且還受到人們健康和心理因素的影響。

狹義的“舒適度”是指列車在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的沖擊、振動(dòng)(包括縱向、橫向及垂直方向)對(duì)乘客的影響，即“振動(dòng)舒適度”和“平穩(wěn)性”。

2 可能影響舒適度的因素

地鐵列車運(yùn)行的工況相當(dāng)復(fù)雜，當(dāng)使用制動(dòng)、惰行、牽引、啟動(dòng)、站停等多種不同工況，都會(huì)使列車產(chǎn)生沖動(dòng)。經(jīng)分析，列車發(fā)生縱向沖動(dòng)的部位和現(xiàn)象主要表現(xiàn)在：

(1)當(dāng)沖動(dòng)發(fā)生時(shí)，列車受到的沖動(dòng)中部最嚴(yán)重、后部較輕、前部最輕。

(2)在正常牽引工況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)沖動(dòng)(多發(fā)生在曲線彎道)。

(3)在惰行運(yùn)行工況下，有時(shí)發(fā)生瞬時(shí)沖動(dòng)或間隔較短的連續(xù)性沖動(dòng)。

(4)在進(jìn)站停車時(shí)，由于電空轉(zhuǎn)換時(shí)存在時(shí)差，制動(dòng)力不能完全與制動(dòng)需求一致，產(chǎn)生沖擊感。

(5)列車進(jìn)出站啟動(dòng)時(shí)，由于車鉤原因在車廂連接部位可能存在撞擊及沖擊感。

(6)線路不同，列車縱向沖動(dòng)的情況也不一樣。在條件較差的線路上，列車調(diào)速頻繁，縱向沖動(dòng)也相對(duì)頻繁，且相當(dāng)劇烈。

(7)車輛在條件較差的線路上的橫向、縱向加速度的量值和頻率相對(duì)較高。

圖1 2號(hào)線列車國山路站至空港經(jīng)濟(jì)區(qū)站ATO運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)圖表

3 影響因素具體分析

針對(duì)以上因素，我們對(duì)2號(hào)線列車正線運(yùn)用情況進(jìn)行了調(diào)查分析和跟車添乘，主要包含以下四方面原因，現(xiàn)總結(jié)分析如下。

3.1 技術(shù)指標(biāo)

3.1.1 運(yùn)行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性指標(biāo)

在天津地鐵2號(hào)線車輛型式試驗(yàn)報(bào)告中，證實(shí)首列車各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范及合同要求（運(yùn)行平穩(wěn)性w＜2.5），驗(yàn)證了整車的設(shè)計(jì)性能。

3.1.2 縱向沖擊率和電空轉(zhuǎn)換配合

縱向沖擊率指標(biāo)（≤0.75m/s3）：該指標(biāo)反映的是車輛縱向的沖動(dòng)情況，為列車加速度的變化率，也通過調(diào)整、優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，將該指標(biāo)控制在了允許范圍內(nèi)。

根據(jù)列車控制原理，在列車接近停車時(shí)，制動(dòng)方式有一個(gè)從電制動(dòng)逐步消失直至完全消失的過程，在此過程中不足的制動(dòng)力由空氣制動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充，這時(shí)不可避免的存在制動(dòng)力銜接、轉(zhuǎn)換延遲的問題，從而造成一定的列車沖動(dòng)，目前電空轉(zhuǎn)換點(diǎn)速度值為6km/h，滿足合同要求。

故從車輛設(shè)計(jì)及調(diào)試角度分析，車輛本身性能滿足相關(guān)規(guī)范及合同要求。

3.2 車輛檢修不到位

列車縱向沖動(dòng)主要表現(xiàn)在列車牽引制動(dòng)及啟停時(shí)，根據(jù)牽引制動(dòng)力的傳遞過程，由于車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架均為剛性結(jié)構(gòu)，因此我們對(duì)該過程中可能存在間隙及軟性連接部分進(jìn)行了重點(diǎn)分析，主要體現(xiàn)在以下兩方面。

3.2.1 中央牽引裝置

中心銷存在間隙會(huì)造成車輛在牽引和制動(dòng)工況中產(chǎn)生沖擊和異響，中心銷下端蓋與牽引梁之間的間隙標(biāo)準(zhǔn)為：12～19mm，在日常檢修中均有此部分的檢查，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，此部分不存在沖擊異響。

3.2.2 車鉤緩沖裝置

經(jīng)正線多次跟車，并結(jié)合檢修，我方發(fā)現(xiàn)2號(hào)線部分列車車鉤端面運(yùn)行中存在一定的異響和晃動(dòng)（10列車），綜合分析主要為車鉤軸承間隙和軸承內(nèi)圈“編織狀”非金屬磨耗層異常導(dǎo)致，可能造成列車乘坐舒適度的降低?，F(xiàn)已初步完成4列車車鉤改造對(duì)比試驗(yàn)，初步考慮對(duì)目前撞擊及沖動(dòng)感嚴(yán)重的10列車進(jìn)行批量車鉤整改作業(yè)，效果良好，一定程度上提高了乘坐舒適性。

3.3 軌道線路檢修原因

車輛中心工務(wù)專業(yè)制定有規(guī)范的檢修規(guī)程，對(duì)影響舒適性的軌道參數(shù)進(jìn)行定期測(cè)量，不符合要求則及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)組織技術(shù)人員定期使用軌道動(dòng)態(tài)添乘儀(測(cè)量值＜0.8)在列車正線運(yùn)行時(shí)進(jìn)行添乘，測(cè)量列車的垂向、橫向加速度，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，不符合要求則重點(diǎn)全面檢查處理，總體來講，目前2號(hào)線軌道綜合情況良好。

3.4 因司機(jī)操縱不當(dāng)所總造成的沖動(dòng)的主要情況

(1)列車在中低速運(yùn)行時(shí)，如司機(jī)操縱司控器級(jí)位較大，輕易造成列車縱向沖動(dòng)。

(2)在列車到站停車時(shí)，由于司機(jī)采取2次或多次制動(dòng)，而又再次施行制動(dòng)，這樣也會(huì)造成列車縱向沖動(dòng)。

對(duì)此類人為原因，只能通過司機(jī)提高駕駛技能逐步解決，經(jīng)過一定時(shí)間的磨合，能使列車舒適性達(dá)到較好的狀態(tài)。

3.5 ATO駕駛模式問題造成的沖動(dòng)

經(jīng)我方調(diào)取運(yùn)行記錄，目前ATO駕駛模式下，列車運(yùn)行由信號(hào)系統(tǒng)完成，控制曲線調(diào)整上沒有惰行控制方式，同時(shí)在彎道、進(jìn)出站及限速區(qū)段，信號(hào)控制采用大牽引、大制動(dòng)模式，導(dǎo)致運(yùn)行中頻繁牽引制動(dòng)，舒適性較差，需要信號(hào)方積極調(diào)整解決。

由圖1上可以看出，在ATO模式下，列車電機(jī)電流指標(biāo)波動(dòng)較大，牽引制動(dòng)頻繁，導(dǎo)致列車舒適性降低。

4 結(jié)論

通過以上分析，我們認(rèn)為天津2號(hào)線列車舒適度降低的因素是多方面的，但究其主要原因，主要在以下兩點(diǎn)：(1)由于車鉤緩沖裝置存在沖動(dòng)和異響問題，該項(xiàng)通過車鉤的相關(guān)改造試驗(yàn)，已解決；(2)ATO模式下頻繁牽引制動(dòng)，也是導(dǎo)致在列車運(yùn)營(yíng)過程中沖動(dòng)加劇的重要因素，該因素可以通過在ATO控制曲線中加入一定的惰行指令得到優(yōu)化，使列車運(yùn)行控制曲線更加平滑。通過以上措施，將最大限度的提高列車的整體舒適性效果，為廣大市民出行提供更優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗(yàn)。