容量定義要素

鐵路路線容量分析時，將會因不同運轉條件、不同時間長度、不同空間參考點、

不同客體衡量單位，而有不同之容量意義及數值 (Krueger, 1999；Abril, 2008)。本 模式研發基礎主要建立於交通部運輸研究所(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，並參考更多運轉條件以提升容量預估準確性。本模式創 新考慮因素如下：

35

A. 同向雙主線數量影響

B. 列車於進出站受道岔限速影響

C. 來自雙向或同向雙主線列車共用同一月台股道混用情形 D. 歸納更多車站股道類型配置影響

以下依序介紹本模式於四大基本要素指定使用或涵蓋條件。

1. 運轉條件

下方表 3-1-1 將展示本模式所有所納入考量之各路線條件、交通條件、控制條 件等因素。

表 3-1-1 模式考量因素歸納表

分類 考量影響因素

路線 條件

 站間主線數量與運轉方式

 站內軌道及月台佈置方式

 站內道岔限速

 路線幾何條件 交通

條件

 列車性能

 坡道阻力

 列車交通組成

 站間各列車行駛時間

 列車的方向分布

 列車停站時間

 前後列車車種影響

 雙向列車共用同股道影響

 同向列車共用同股道影響

控制 條件

 列車操控方式

 軌道電路分段解除措施

 站內指定停車位置

 閉塞號誌的配置及種類

 閉塞區間長度

36

影響鐵道容量因素牽涉廣泛，實際路線運行時常因各類型運轉條件時時更改 使容量出現動態變化。更清楚制定行駛環境的一致性，將可提供容量比較之間更顯 公正，下列為本模式於運轉條件方面指定之條件：

A. 複線及多軌化區段各方向容量，取決於使用者指定各方向主線數量及可 用車站股道數量。

B. 多軌化路段各主線車流皆各以同向車隊車流方式運行；為使容量更有效 提升，模式研發不考慮某一主線使用單線雙向混合概念評估容量。

C. 站內股道使用方式，雙向列車共用某一車站股道時該股道以服務等數量 各向列車為原則。

D. 多軌化路段當中擁有同向雙主線部分，車站股道配置於該方向以平均分 配容量予二同向主線為原則。

E. 所有列車於各車站皆減速停靠，但列車停靠時間是否算入進出站號誌安 全時距則取決於時距計算時，先行及續行列車是否共用同一停靠股道。

F. 號誌系統採用三時相固定閉塞道旁號誌系統，附帶進站號誌及車站出發 號誌。

2. 時間單位長度

時間單位長度取決於系統營運特性。此模式強調較預測準確程度，並推薦於衡 量具有部分通勤性質、站間距離中等之傳統鐵單區段容量，因此採用小時為容量時 間長度單位。

3. 空間參考地點

本模式為衡量單區段容量，容量衡量基本單元為路線沿途各兩鄰近車站及站 間影響下之路線區段容量。如圖 3-1-1，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。

37

往A站 B站 C站 往D站

BC站間路段 容量 B站與BC站間

路段進出站 容量

C站與BC站間 路段進出站

容量

圖 3-1-1 模式基本區段單元範圍示意圖

衡量多軌化單區段容量的車站標準部分，由於本模式主要應用於多車種傳統 鐵路路線，傳統鐵路路線通常較一般都會區捷運系統長、車種間有不同停靠站差異 以及速率差異將導致路線上經常出現列車需要超越及待避情形；成為容量衡量基 本單元兩端的車站標準須提供交會及待避功能。如路線當中部分車站無法達到此 要求時，則暫時忽略該車站，並再次尋找鄰近可提供交會及待避功能之兩車站，建 立模式基本單元區段。

提供交會及待避功能車站配置其形成條件於單線或雙線路線部分須為站內有 副正線供列車停靠，如圖 3-1-2 及圖 3-1-3。多軌化路線部分假使車站未設置副正 線時，至少車站標準須達成前後端區域皆設置橫渡線提供列車轉換不同主線股道 之可行性，如圖 3-1-4；或依照單線或雙線路線標準之站內設有副正線供列車停靠。

站內第一股道

站內第二股道

圖 3-1-2 單線路線車站範例

38 站內第一股道

站內第二股道 站內第三股道

圖 3-1-3 複線路線車站範例 站內第一股道

站內第二股道 站內第三股道

圖 3-1-4 多軌化路線車站範例

4. 客體單位

容量定義所使用之客體單位隨不同營運業者關注對象而有所不同。本模式主 要研究對象為傳統鐵路，傳統鐵路依照各業者運行目的差異時可有不同客體衡量 單位。為建立可廣泛適用各地各類型業者運行目的之解析容量評估模式，本研究客 體單位方面將以列車數為單位，以建立適用各地之衡量標準。

3.1.2 容量分析方法

本研究採用解析法為研究主軸建立多軌化進出站號誌安全時距。解析法主要 優勢為方便計算且容易理解，部分解析公式更可藉由人工計算使用，適合籌劃階段 時衡量區段容量使用。而本研究更考量月台配置影響、停站時間影響、進出站道岔 限速及同向雙主線運行影響等眾多運轉條件，提升解析模式準確性，使本模式同時 達成解析法及模擬法之雙重優勢。

模式驗證方面採用模擬法，利用準確之模擬軟體探討及驗證本研究之實用性

39

以及驗證適當之寬裕數值。

本研究採用解析法主要精神為考慮 3.1.1 節各運轉影響下，衡量平均前後列車 間之最小運轉時隔並以此計算各路線區段每小時最大列車通過量；對於各個路線 區段之容量定義可參考(3.1.1)式。

3600 Cl

 h (3.1.1)

其中，C =路線區段容量 (列車/小時) _l

h =路線區段上平均最小運轉時隔 (秒)

而平均最小運轉時隔計算為本研究探討重點；時隔之定義為路線上前後列車 安全經過同一地點所需之時間間隔，時隔主要包含三項構件：瓶頸號誌安全時距、

列車交會待避損失時間、運轉寬裕時間。(3.1.2)式為表示假設針對前車車種代號為 i，後車車種代號為 j 時的最小運轉時隔組成概要。

ij s l m

h   T t t (3.1.2)

其中， T =瓶頸號誌安全時距 (秒) _s

t =列車交會待避損失時間 (秒) l

t =運轉寬裕時間 (秒) m

瓶頸號誌安全時距為前後列車受路線沿途各號誌系統安全限制條件下所允許 之最小號誌時距，此最小號誌時距會因不同運轉條件、運行條件各因素而皆有不同。

而瓶頸號誌依照實際經驗通常發生於進站或離站區域，是因列車於路線中段 通常皆以較高速行駛，於各閉塞區間所佔用閉塞時間短，前後列車間號誌安全時距

40

較短，列車容量看似較高。而進出站期間列車運行受到減速進站、加速出發、道岔 限速、前後車停等佔用時間等因素影響，於站內及鄰近車站閉塞區間行駛平均速率 緩慢，而三時相號誌系統各閉塞區間最短長度限制需足夠路線上最高速列車於最 高速率以常用減速力道減速停止；因此列車於站內及鄰近車站閉塞區間行駛平均 速率緩慢，且閉塞區間無法縮短情況下，列車所佔用時間大幅增加、列車間號誌安 全時距增加，使列車雍塞瓶頸出現於車站及其鄰近區間。因此，本研究瓶頸號誌安 全時距主要探討進出站時所需時間造成之影響，並於 3.2 節至 3.5 節探討離站及進 站號誌安全時距內容、車站股道配置對平均號誌安全時距影響。

後續列車交會待避損失時間、運轉寬裕以及將最小運轉時隔擴展至平均最小 運轉時隔部份等，用以計算區段容量部分，則延續於 2.4 節回顧之傳統鐵路解析容 量模式計算流程，步驟五至步驟十內容計算。