1、東京圏輸送管理东京圈输送管理系统东京圈输送管理系统AUTONOMOUS DECENTRALIZED TRANSPORT OPERATION CONTROL SYSTEM OF TOKYO METROPOLITAN第1页，共53页。东京圈 东京圈是以皇宫为中心，以50km为半径的范围，包括东京都、琦玉县、千叶县、神奈川县（含横滨市）的部分地区和茨城县南部地区，面积约1 0117 km2，人口2 994 万人，占日本全国人口的23%4。第2页，共53页。第3页，共53页。东京的轨道交通系统 东京的轨道交通系统究竟有多么可怕，让我们先看一看中国大城市的情况 北京地铁北京地铁：预计到2015年会有至少
2、19条线路、660公里公里。2011年4月29日创下最高值，达到724.51万人次。上海轨道交通上海轨道交通：到2014年，将达到600公公里里。2010年10月22日，上海地铁全路网客流创历史新高，达到7548万人次。成都地铁成都地铁：2020年前，298Km。第4页，共53页。东京的轨道交通系统 众所周知，东京是世界上铁路网最密集的城市（之一），据统计，目前目前(2008)东京圈内轨道交通线路为130 条条左右长约2 369.3 km4，平均路网密度达到231 m/km2；东京中心城区（半径15 km）范围内，线路总长为620.2 km，网络密度达1005m/km2，人们步行10 min
3、之内就至少会有一个轨道交通车站，特别是在环状山手线所经的范围内。总车站数超过600个个。第5页，共53页。东京的轨道交通系统 轨道交通所占的市场份额在54%-60%，2006年全年输送138亿人次（3780万/日）高峰期90%进入市中心的客流通过轨道交通 新宿站（346万）、池袋站（271万）的日均客流分别是世界第一第一和第二第二位 所以3.11大地震时几乎所有铁路的停运，导致东京道路交通彻底瘫痪。第6页，共53页。东京的轨道交通系统东京的轨道交通分类相当繁多，按营业者分类基本如下：JR新干线 JR各社（主要是JR東日本）国铁线路 各私铁（东武、西武、小田急、京急等）线路 东京地下铁（前身是营
4、团地下铁）东京都交通局线路（都营地下铁、都电荒川线【东京仅存的有轨电车线】等）多摩都市单轨、羽田机场单轨 百合鸥公司：无人驾驶新交通系统临海线第7页，共53页。JR东日本既有线车辆图例著名的E231系，通勤主力车型成田机场快线特急E259系第8页，共53页。京急电铁京成电铁小田急电铁东武铁道私铁车辆图例第9页，共53页。单轨铁路多摩都市单轨（某科学的超电磁炮中单轨列车原型）羽田机场单轨（东京单轨）第10页，共53页。都电荒川线东京都仅存唯一一条有轨电车线第11页，共53页。百合鸥临海新交通系统线无人驾驶，最高时速60km/h第12页，共53页。首都圏鉄道路線図二八第13页，共53页。面对如此繁
5、杂的线路，怎么样才能保面对如此繁杂的线路，怎么样才能保证最高效地运行？证最高效地运行？经过数十年的摸索，东京圈各社逐渐意识经过数十年的摸索，东京圈各社逐渐意识到只有将各条线路综合地利用起来才可以到只有将各条线路综合地利用起来才可以做到最高效运行。为此，线路按照下面的做到最高效运行。为此，线路按照下面的理念设计。理念设计。统一线路和车辆标准，从而车辆可以互相利用。不同社之间线路相互直通运转 统一车票（Suica/PASMO等）JR东日本的ATOS系统第14页，共53页。1、统一线路和车辆标准轨道、供电的统一化第15页，共53页。日本的铁道轨距 在明治初期，日本开始建设铁道。由于和英国有着类似地理
6、条件，遂采用了和英国同标准的1067mm轨距（3英尺6英寸）。之后又多次为改轨而发生纷争，皆因内阁的变动不了了之。在战前，对于并不追求非常高速（1934年南满洲铁道(标准轨)特急大连长春间战前亚洲最高速度130km/h）的日本国铁和私铁来说，没有必要花大成本改成标准轨，并一直延续至今。第16页，共53页。日本的铁道轨距 于是，日本的铁路轨距以1067mm为主，部分铁路（主要是新干线）采用1435mm准轨，少数铁路（如东京都营路面电车）采用1372mm轨距。而东京都绝大多数既有线使用的是1067mm轨距，这为直通运行建立了条件。第17页，共53页。供电的统一 东京圈铁道100%电化。东京圈的国铁
7、既有线及私铁和大多数地铁线的架线式供电线路电压均为直流1500V。不同车辆的动力设备的驱动方式存在区别，但是都能兼容直流1500V标准。统一架线高度4.5m。第18页，共53页。2、直通运转不同线路、公司之间线路的相互直通运转第19页，共53页。东京地下铁有乐町线/东武东上本线 和光市站（界限站）相互直通运转的东京地下铁10000系（左）和东武50070系（右）第20页，共53页。直通运转的好处 直通运转的最大优点是，乘客可以乘坐同一列车直达不同线路的站点，免去了换乘的烦恼，非常方便。极大地吸引了客源。保证轨道交通从一开始就有一定的客运规模，加快资金回收。在东京中心城区建设轨道交通线路需要投入
8、巨额资金，直通运输可以保证线路从开业时起就具备一定规模的客运需求，加快其资金回收。第21页，共53页。直通运转的含义 直通运转主要是指同一列车的运行线路能在不同铁道运营公司之间的或者同一家公司不同路线之间延伸。由于线路和车辆标准相同，首都圈各线可以很方便地实现直通运转。第22页，共53页。实现直通运转的方式 首先，在实现直通运转之前，有关的铁路公司之间应该就设施、业务和旅客的向导、服务、遗失物品之类的事项达成协定。第23页，共53页。实现直通运转的方式 在准备直通运转的中间界限站，设置线路和信号配置设备。（进路控制、通信控制等）如果轨距、供电规格不同，还需考虑换转向架（中俄列车）或三轨化，以及
9、自备发电机等。不过东京圈铁道网没有这个问题。第24页，共53页。实现直通运转的方式 如果要实现与地铁的直通运转，还必须考虑车身宽度（如上例的東武50070系）。车辆的保安系统（ATC/ATS）和列车的无线通信方式和规则必须统一。第25页，共53页。东京的直通运转线路 共有数十条。两家地铁与JR东日本、东急、东武、西武、小田急、京城、京王等等 JR与众私铁等等第26页，共53页。直通运转的问题 直通运转给制定运行图造成了严重的负担。由于直通运输涉及到不同运营主体，其运输方案要经过公司之间的协商，甚至需要多家企业进行协商，才能达成一致，这无疑增大了行车组织的复杂程度。容易出现列车严重超员、列车晚点
10、、服务质量不高等问题。列车晚点波及到直通线路，会扩大列车晚点范围。第27页，共53页。直通运转的问题 增加了道口事故发生的频率和波及范围。东京都的平交道口有628处，分布广泛，一般铁路道口事故在运输事故中所占的比重接近一半。而且将地铁列车运行到地面线路上，这对地铁司机的驾驶要求将是不同的。第28页，共53页。3、统一的车票服务Suica、PASMO等平缓通过，刷卡1秒第29页，共53页。统一的车票服务 东京圈发行的电子客票种类繁多，主要是Suica和PASMO。东京圈目前已经做到一卡乘遍几乎所有铁路和很多公交车。通用车票的好处是极大地方便了乘车，并且不会有黄牛党的问题。第30页，共53页。第3
11、1页，共53页。Suica Suica（）是在東日本旅客鉄道（JR東日本）東京单轨铁路東京臨海高速鉄道等线路導入的使用射频通信技術的通用乗車卡電子钱包。Suica是JR東日本的登録商標。Suica来源是“Super Urban Intelligent Card”的略称。而suica这个词在日语中和“西瓜”的发音相同，正好对应了JR东日本绿色的徽标。第32页，共53页。Suica学生通勤季票第33页，共53页。Suica的用处 自2001年正式导入后，至今日东京圈全部JR东日本线路均可使用（包括新干线和单轨铁路），由JR东日本运营的公共汽车线亦可使用。亦可以与PASMO等其他的电子客票通用，乘坐
12、基本上全部的私铁和地铁线路。其他许多服务，如可以在一些店铺和自动售货机消费的电子钱包等。可以说有一张Suica就可以搞定东京都基本上全部的轨道交通。亦可以和学生证、职员证、手机结合。第34页，共53页。Suica的未来设想 2013年春、北海道旅客鉄道（JR北海道）Kitaca、首都圏的私鉄公共汽车公営交通的PASMO卡、JR東日本東京单轨東京臨海高速鉄道、名古屋市交通局及名古屋鉄道的manaca卡、JR東海的TOICA卡、PiTaPa、JR西日本的ICOCA、福岡市交通局的、西日本鉄道的nimoca、JR九州的SUGOCA的10种交通IC卡相互通用。第35页，共53页。Suica的未来设想（
13、时间未定）全日本所有铁道通用第36页，共53页。PASMO 和Suica一样，PASMO是由株式会社PASMO开发的非接触式IC卡。PASMO的主要导入对象是除了JR之外的关东地方铁道会社，如私铁、地铁、多摩都市单轨、都营有轨电车和百合鸥临海新交通线等。另外很多公共汽车公司使用PASMO，以及东京湾渡轮。PASMO在推出一个月后发行量就达400万枚，以致PASMO公司不得不对发行进行限制。第37页，共53页。PASMO卡Suica、PASMO相互利用的宣传卡第38页，共53页。PASMO的功能 和Suica功能类似，作为轨道交通和其他公共交通储值卡使用。主要运用在非JR路线上，不过可以和Sui
14、ca完全互相通用于JR线路。第39页，共53页。4、JR东日本ATOS系统基于自律分散系统原理的列车综合运行控制系统第40页，共53页。ATOS 東京圏輸送管理（通称ATOS：Autonomous decentralized Transport Operation control System）是東日本旅客鉄道（JR東日本）在首都圏各線導入的进行有关鉄道列車運行的信息管理以及機器控制的计算机系统。也被称作自律分散型列車運行管理系统。ATOS于1996年开始运行，和新干线的COSMOS基本是同期开发的。第41页，共53页。ATOS 之所以要开发这个系统，是为了解决JR东日本首都圈各线超高密度发车
15、（最短间隔1min50s）的困难。另外，不同用途、性能、种类的车辆混合运输也是非常难以处理的事情。为了解决此这些问题，开发了基于自律分散原理的ATOS系统，以列车运行图数据库为核心控制列车运行。与COSMOS的主要区别就是要处理超高密度发车的控制。第42页，共53页。ATOS的特点 高度自动化，车站根据运行图自动控制发车和进路，无需人为干预。操作高度快捷，在早上运输高峰时行车间隔仅为2min 的高密度运输区段,不允许调度员在输入上延迟。为此,列车运行图表示在图形显示器上,用鼠标简单地点取画面上的列车标识,就能输入计划变更。自律分散型网络。第43页，共53页。系统构成第44页，共53页。ATOS
16、的功能 运行图管理機能运行图管理機能 運転整理機能運転整理機能 车站進路控制機能车站進路控制機能 车站旅客向导機能车站旅客向导機能 维护作業管理機能维护作業管理機能第45页，共53页。运行图管理機能运行图管理機能 行驶全部列車運行图，包括臨時試運転回送貨物列車等的管理全部包含在内。可以交互传输列车晚点信息，从而修改即时列车运行图。第46页，共53页。運転整理機能運転整理機能 当列车晚点时，进行时刻调整和到发顺序变更。一旦变更，变更后的信息立即向各站传送，同时显示在旅客向导屏幕上。第47页，共53页。出发时间显示器延延发发显示。上下表示交替显示图示情况是发车时间变更为28分15秒発車出发时间显示
17、器抑止抑止显示。运行图大幅混乱时，暂停发车。第48页，共53页。车站進路控制機能车站進路控制機能 通过列车运行图和系统联动的转辙机和信号机控制车辆进路。另外，还有显示列车在线位置的功能。第49页，共53页。车站旅客向导機能车站旅客向导機能 基于列车运行图，列车的种别、爱称（比如HIKARI光、TSUBAME燕）、发车时刻和顺序等在由车站内设置的发车显示器和自動放送装置等构成的旅客向导装置上显示。一旦出现晚点，将会显示列车目前位置和预计到发时间。第50页，共53页。正常情况延迟时特殊情况（如团体列车）第51页，共53页。维护作业管理机能 和COSMOS一样，由工人手持设备进行控制。第52页，共5
18、3页。参考资料：1、（日文）维基百科http:/ja.wikipedia.org/wiki/東京圏輸送管理2、（日文）東京圏輸送管理私的解説http:/atos.neorail.jp/3、东京圈超高密度运营管理系统东京圈超高密度运营管理系统 桑苑秋；铁道部科学研究院通信信号研究所；铁道通信信号,RAILWAY SIGNALLING&COMMUNICATION,1998年 09期4、东京圈轨道交通的直通运输东京圈轨道交通的直通运输 史俊玲;中国铁道科学研究院科学技术信息研究所;现代城市轨道交通,Modern Urban Transit,2010年 06期 5、自律分散系统入门：从系统概念到应用技术自律分散系统入门：从系统概念到应用技术 科学出版社，2008 【日】森欣司 著 徐政 谭永东 译第53页，共53页。
