第二章 文獻回顧
2.2 容量名詞定義
容量名詞定義主要探討針對空間參考點或運行條件差異以分辨不同容量名詞 內涵,以協助模式建立時更詳細辨認容量計算所使用之參考地點及運行條件。空間 參考點或以運行條件差異分別容量一詞的定義彼此不衝突,並可為研究過程比較 各地容量意義差異時提供更明確認知。容量探討時必須於下列兩方各選定指定參 考條件以確定所指容量為何,例如考慮承受運轉過程干擾並以號誌平安常綠下衡 量整條路線上之容量時,於空間參考點部分須參考路線容量定義,於運行條件差異 部分須參考實用容量定義。
2.2.1 以空間參考點區分
空間參考點區分容量定義部分,依照交通部運輸研究所(2012)臺灣軌道容量手 冊建議之定義以下將介紹路段容量、車站容量、路線區段容量、路線容量。
1. 路段容量
路段容量主要受到影響因素為路段上當地號誌設備閉塞區間、列車性能、運轉 速率、控制條件影響,並不考慮鄰近車站容量因素,僅針對兩鄰近車站之間某通過 點分析。而實際應用中假使僅測量路段容量時,由於路線瓶頸通常出現於進出站部 分,容量預估易太過樂觀。假設時間單位長度為小時,客體單位為列車,則路段容 量定義為:每小時通過路段上某點之最大列車數。
,max
,min
3600
w w
w
C f
h (2.2.1)
其中,C =段容量 (列車/小時) w
10
,max
fw =段上某點之列車最大通過頻率 (列車/小時)
,min
hw =段上兩連續列車間最小運轉時隔 (秒)
2. 車站容量
車站容量則主要針對列車進出站時所遇到瓶頸及車站內部股道容納限制下,
某車站可通過之最大客體數量。由於列車通常需於站內停靠一段時間以提供旅客 及貨物上下車,且列車減速抵達與加速出發時,通常於同一閉塞區間耗用較長時間,
因此車站內最小運轉時隔多將長於路段上某點之最小運轉時隔。假設時間單位長 度為小時,客體單位為列車,則車站容量定義為:每小時通過某車站之最大列車數。
,max
,min
3600
s s
s
C f
h (2.2.2)
其中,C =站容量 (列車/小時) s
,max
fs =列車通過某車站最大頻率 (列車/小時)
,min
hs =車站內兩連續列車通過時之最小運轉時隔 (秒)
3. 路線區段容量
路線區段容量部分,則為一同探討兩鄰近車站間及鄰近車站影響下之軌道容 量,如圖 2-2-1,包含考慮 B 站與 BC 站間路段之間的進出站容量限制、BC 站間 路段容量限制、C 站與 BC 站間路段之間的進出站容量限制。此容量評估方式為交 通部運輸研究所(2012)發行之臺灣軌道容量手冊,傳統鐵路單區段容量分析模式之 計算過程所採用。假設時間單位長度為小時,客體單位為列車,則容量定義為:每 小時通過某路線區段之最大列車數。
11
12
,max
l,min
min( ) 3600
l sij l
C ij C f
h (2.2.4)
其中,
C
l=路線容量 (列車/小時),max
fl =列車通過某路線之最大頻率 (列車/小時)
sij
C =路線區段 ij 的容量 (列車/小時)
,min
hl =路線內兩連續列車通過時之最小運轉時隔 (秒/列車)
2.2.2 以運行條件區分
運行條件區分容量定義部分,依照交通部運輸研究所(2012)發行之臺灣軌道容 量手冊建議之定義介紹最大容量、理論容量、實用容量(時刻表容量)、已使用以及 可用容量。
1. 最大容量
最大容量指列車以強迫車流型態運行於路線上。運行期間多數列車將受到前 車干擾、離前車過近,導致列車沿途多次遇到黃燈或紅燈等注意及險阻號誌,使列 車無法全速或以表訂限速運行。雖然以此種方式行車將帶來列車運作效率低、行駛 時間長、臨時多次加減速及臨時停車、系統負載高等缺點,但依照李治綱 (1986)、
Pachl (2002)根據最大容量研究,此方式仍可藉由大幅縮短先行及續行列車空間間 距而帶來最高運行容量。
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2. 理論容量
理論容量指系統於理想狀態、無任何運作干擾、列車以號誌平安常綠規定下運 作、車種及型式單一、駕駛員之間操控無差異條件下之容量。然而,理論容量以現 實考量下,由於列車運行易受到外在干擾,例如旅客上下車時間稍微延誤、天氣導 致摩擦係數及視線距離改變、列車動力狀態差異等;因此此忽略寬裕係數之理論容 量通常不易達成。
3. 實用容量
實用容量又稱時刻表容量,指納入系統一般情形運作干擾、列車以號誌平安常 綠規定下運作、考慮車種、型號差異及駕駛員操控差異等條件下之容量。由於實用 容量提供干擾緩衝時間而設置寬裕係數,使實用容量與理論容量雖皆以平安常綠 條件下行駛,列車運轉時隔長度高於理論容量的運轉時隔。假設以小時為時間單位 長度,列車為客體單位,則實用容量指每小時通過某點之實用列車數量。
p,max
,min
3600
p
s
C f
h (2.2.5)
其中,Cp =實用容量 (列車/小時)
p,max
f =正常運行條件下,列車最大服務頻率 (列車/小時)
,min
hs =正常運行條件下,兩連續列車之最小運轉時隔 (秒)
4. 已使用以及可用容量
已使用以及可用容量指營運業者基於實際營運狀況下計算實用容量後,再根 據運行計劃中列車通過數量,了解已使用容量;而可用容量為實用容量扣除已使用 容量後之剩餘部份。下圖 2-2-1 以圖示方式描述以運行條件區分下各容量之間關係。
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圖 2-2-1 以運行條件區分下各容量關係示意圖
資料來源:交通部運輸研究所 (2005)