第五章 FBS 與 MBS 運能之比較分析
二、 實驗基本模型與控制變數
5.3 影響 MBS 運能相關因素之實驗設計
本節進行影響 MBS 運能相關因素之實驗設計,使本研究能於 5.4 節配合 Metro-MBSSM 程式探討影響 MBS 之相關因素。有鑑於運轉 速限及位置信標間隔可能為影響 MBS 運能之重要因素,因此本研究 欲探討在 MBS 控制方式下最高速限、路線彎道、位置信標間隔及停 站時間對運能之影響關係,以了解相關影響因素對運能之影響程度大 小,作為後續比較分析之依據。Metro-MBSSM 之外生變數分為控制 變數(Control Variables)及變動變數(Variables),而內生變數為各 實驗項目所欲求之最小班距 HMIN。Metro-MBSSM 相關之實驗設計限 制條件、實驗基本模型與控制變數、實驗項目與變動變數分別說明如 下。
一、 實驗設計限制條件
Metro-MBSSM 實驗設計限制條件如表 5-12 所示,分別說明如下:
(一) 模擬路線總長度
為使實驗中所有模擬系統一致,依照第四章模擬模型 所設定之模擬路線總長度為 1515m。由於 MBS 區間長度為 零,因此將路線分成站間路段為 1344m 及車站區間 171m。
(二) 最高 ATP 速限變動範圍
最高速限為影響 MBS 運能之重要因素之一,因此設定 實驗最高 ATP 速限統一變動範圍為 90KPH 至 65KPH。其 中,為符合實際停車程序,站前路段速限 65KPH 與車站區 間速限 65KPH 兩項設為控制變數,因此以 Metro-MBSSM 進行最高速限影響實驗時,限制路段 01 至路段 04 之各個 路段統一變動最高 ATP 速限,其統一變動範圍為 90KPH 至 65KPH,而 MBS 無須功能位階調整列車運轉速限,因 此列車皆以 100%ATP 速限運轉。
(三) 路線彎道設置處
與 FBS 實驗設計相同,MBS 實驗限制路線彎道設於模 擬路線的第三個路段,實驗同樣模擬曲率半徑 350m 至 34m,因此以 Metro-MBSSM 進行曲率半徑影響實驗時,依 照實驗當時所模擬之曲率半徑給予路線第三個路段適當之 最高 ATP 速限 VS3。
(四) 位置信標間隔
位置信標反射列車所在位置之絕對座標資訊給列車,
以更新列車目前位置,同時作為車載資料庫電腦計算與前 車安全距離之依據。位置信標間隔佈設係依據 MBS 系統設 計要求及各施工廠商而有所不同,目前 MBS 常見的位置信 標間隔為 5m 至 25m,因此以 Metro-MBSSM 進行位置信標 間隔影響實驗時,限制位置信標間隔範圍為 5m 至 25m。
(五) 停站時間變動範圍
與 FBS 實驗設計相同,MBS 實驗限制停站時間範圍為 18 秒至 40 秒。
(六) 最小發車間隔
為符合本研究目的,以 Metro-MBSSM 進行以上各項 實驗時,發車間隔值以模擬符合 MBS 控制方式下之最小班 距為其目標值。
表 5-12 Metro-MBSSM 實驗設計限制條件一覽表
項目 限制條件 說明
模擬路線總長度 1515 m 模擬系統一致 最高 ATP 速限範圍 VSi= 90~ 65KPH i=1~4
路線彎道設置處 r=350 ~ 34m 設於路線第三個路段 位置信標間隔範圍 LM=5~ 25 m 符合 MBS 實際情況
停站時間範圍 TD=18~ 40 s 符合捷運現況
最小發車間隔
內生變數
求符合 MBS 控制方式 之最小班距 HMIN
符合研究目的
二、 實驗基本模型與控制變數
各實驗之基本模型如表 5-13 所示,Metro-MBSSM 將模擬路線劃 分成 6 個路段,列車以 100%之 ATP 速限運轉。當以 Metro-MBSSM
LS1~S5=1344m
(站間路段)
Metro-MBSSM 之實驗項目與變動變數如表 5-14 所示,在符合前 述之實驗設計限制條件下,各實驗項目及變動變數分別說明如下:
(二) 曲率半徑影響實驗
本實驗之變動變數與 FBS 實驗設計相同,只變動路線 第三個路段之最高 ATP 速限 VS3 = 80、65、55、40、25KPH。
本實驗之控制變數為第三個路段以外之其他路段最高 ATP 速限、各路段長度及列車營運特性參數。
(三) 位置信標間隔影響實驗
本實驗之變動變數只變動位置信標間隔 LM=5、10、
25m。位置信標佈設間隔影響車載資料庫電腦計算列車目 前所在位置及與前車目前所保持之安全距離,依據設計成 本、MBS 系統設計要求及施工廠商不同位置信標佈設間隔 有所不同,目前 MBS 常見的位置信標間隔為 5m 至 10m 及 25m。本實驗之控制變數為各路段之最高 ATP 速限、各路 段長度及位置信標間隔以外之其他列車營運特性參數。
(四) 停站時間影響實驗
本實驗之變動變數與 FBS 實驗設計相同,只變動停站 時間 TD= 18、25、40 s。實驗控制變數為各路段之最高 ATP 速限、各路段長度及停站時間外之其他列車營運特性參數。
表 5-14 Metro-MBSSM 實驗項目與變動變數一覽表 實驗項目 變動變數之數值
最高速限影響實驗 VS1~ VS4= 90、80、72、65KPH 曲率半徑影響實驗 r≧344、227、163、86、34m 位置信標間隔影響實驗 LM=5、10、25 m
停站時間影響實驗 TD=18、25、40 s