上海地铁运行老是无规律反复加减速，是运营水平太差吗？ 第1页

上海地铁运行老是无规律反复加减速，是运营水平太差吗

不是。恰恰相反，上海地铁1号线和2号线在设计上即是如此。1号线采用的是固定闭塞，2号线采用的是准移动闭塞，同时在日常运营中均采用ATO模式，在“堵车”的情况下就是会出现一会儿加速一会儿减速的情况。

由于先前的回答被抱怨术语过多不易理解，这里尽量用通俗的语言把事情说清楚。

以上海地铁1号线为例，该线采取固定闭塞。固定闭塞下，线路分割为若干个固定的区段，在通常情况下，一个区段只允许一列列车存在；相邻两列列车之间必须间隔足够数量的区段，使得后续列车有足够的距离“停下来”而不与前车发生冲突。

一个显而易见的事实是，列车速度越高，“停下来”所需要的距离也越长。为实现这一目的，一种简单可行的策略是出口速度防护（滞后阶梯式），当列车位于某一区段内时，地面持续向列车提供一系列离散速度值（速度码）中的一个，列车时刻检查自身速度是否超过该值，如超过则施加制动；在不考虑道岔的情况下，地面向列车提供哪一个速度，取决于该区段和前行列车之间的轨道区段的数量，线路的永久和临时限速。后续列车与前行列车间的轨道区段数量越多，地面向列车提供的最大允许速度就越大，直至达到线路限速为止。

《上海地铁1号线ATC系统的闭塞设计》一文中的示意图1很好地说明了这一点。上海地铁1号线（一期）使用0，20，30，45，55，65，80（目前实际运营中为77）七个速度码，在文中所示的一段假想，无限速点，停站和道岔的轨道上，正向运行时，速度码序如下：

这种表示方法在美国铁路行业是非常常见的，有必要解释一下：每一条线段代表固定闭塞下的一个固定的轨道区段，在图中这些区段以1T~10T标记（注：T是英文短语“track circuit”的首字母，按中国大陆铁路信号行业的习惯应记作1G~10G，G当然是“轨”汉语拼音的首字母），箭头表示列车运行方向，虚线表示后续列车占据的轨道区段，从虚线区段沿着运行方向向前看，有一系列实线线段，每条上方有一个数字，其含义有点绕：当前行列车占据这一区段时，（位于虚线上的）后续列车所能获得的速度码。

以最底下的一条线为例，1T为虚线，表示后续列车位于1T这个区段；其前方的实线区段依次标示0，20，30，45，55，65，80，表明：

当前行列车占用2T时，地面向位于1T的后续列车发零码，这符合固定闭塞的逻辑：因为后续列车若以非零速度进入前方被占据的轨道区段（这里是2T）的后面一个区段（即1T），列车便会在地面发送的零速度码的作用下制动，直至速度为零，在1T里停车为止。这就避免了“后续列车进入前方被占据的2T，一个轨道区段内存在两列列车，两者发生冲突...”等一系列不安全情况的发生。

当前行列车占用3T时，地面向位于1T的后续列车发20km/h码；

当前行列车占用4T时，地面向位于1T的后续列车发30km/h码；

当前行列车占用5T时，地面向位于1T的后续列车发45km/h码；

....

以此类推。

说了这么多，和频繁的加速减速有何关系呢？我们假想一个简单的场景，现在假设有一列列车刚占据1T，其前方有一列列车位于5T，即将离开5T进入6T。根据上图，此时后续列车从地面得到45km/h这个速度码。

现在前行列车离开5T进入6T，地面随即向仍位于1T的后续列车发送55km/h速度码。允许速度从45km/h提高到55km/h，这时如果是手动驾驶，司机知道前行列车没有走远，不会贸然加速。但在ATO模式下，列车的ATO子系统像“瞎子”一样，“看不见”前行列车的位置，地面告诉它允许速度提高到55km/h，那就“无脑地”加速到55km/h。

很快，后续列车离开1T进入2T，而前行列车还在6T，从上图倒数第二条线上我们可以读出，此时地面改发45km/h码，列车超速了，此时，故障安全的ATP车载子系统便会“一把夺过”ATO子系统的“控制权”，尽“全力”让列车减速到地面子系统提供的安全速度，也就是45km/h。

于是车里的乘客就会有一种奇怪的体验，为什么列车一会儿从45km/h加速至55km/h，没多会儿又从55km/h减速至45km/h，循环往复...

说到这里，需要提醒的是千万不要小看这一套看上去很“傻”的系统的“能耐”：只要不“堵车”、不“延误”，列车按调度计划自动发车，前行列车和后续列车之间隔开足够数量的轨道区段，使得地面永远向后续列车发送最高速度码，后续列车便永远能保持全速运行，什么事也不会发生。由于速度码非常之多，每一个轨道区段可以做得非常之短，这就大大地降低了将轨道“分割”为固定区段所带来的定位的不精确性，并有效地减少了其对线路通行能力的负面影响。1号线设计追踪间隔为1分40秒，目前实际运营中区间最短追踪间隔为2分5秒左右，但由于折返能力的限制，在早高峰时段平均间隔为2分30秒；相较而言，使用CBTC的9号线在早高峰时段的平均间隔也只是1分55秒而已。

后记：

1. 所以微博上某些个一天到晚抱怨1号线，成天早高峰在上海地铁官微底下评论区刷1号线的网友们还需要学习一个。我没有责怪“受害者”的意思，但是诸如下图所示的这种言论，则是与事实完全不符：

2. 关于上述固定闭塞具体是如何实现的，请参见本人先前的回答：

2020-10-04更新。针对评论里的疑问作出几点说明：

1. 名词解释：ATO=Automatic Train Operation，列车自动驾驶；
2. 上海地铁1号线在2015~2019年间进行过信号系统的大修，和北京地铁1、2号线、八通线直接升级为CBTC不同，上海地铁1号线的信号大修为中国大陆首次进行保留原有信号系统制式的大修，这套源自20世纪60-70年代美国铁路行业的古老ATO技术有望继续陪伴大家20年的时间^[1]；
3. 上海地铁1号线的特殊性在于，它不是中国大陆唯一一条采用固定闭塞的城轨线路，但它极有可能是中国大陆唯一一条在采用固定闭塞的同时、日常以GoA2级别的ATO控车的线路（名词解释：GoA2=Grade of Automation, Level 2，不严谨地说就是在GoA2下，列车在站间的启停、控速都是自动的，但开关门以及发车指令的下达是手动完成的）。改造前的北京地铁1号线、2号线、八通线和即将拆分的13号线，乃至天津地铁1号线，大连快轨（3号线），采取的都是固定闭塞的制式，但上述所有线路均为司机手动驾驶，不具备ATO功能；广州地铁、深圳地铁由于建设较晚的缘故，起点就是准移动闭塞而非固定闭塞；2012年以后新建城轨项目，起点就是基于CBTC的移动闭塞。

2020-12-28更新：

今天1号线晚高峰的时候有一列富锦路方向的列车在延长路站出了点小毛病，恰好本人在后边一列车上，与前车保持约1分半钟的间隔追踪运行，已接近信号系统的极限因理应会出现典型的“一会儿加速一会儿减速”的现象。1号线有一种车型司机室玻璃是半透明的，可以看到内部的情况，结果果真如此：

17:41分，前车在延长路站故障停留无法发出，下图左方的两个红点即前车尾灯。司控台中部上面一个红色数字下面一个黄色数字的是速度表，红色数字即地面发送的速度码，黄色数字为当前车速。速度表左下方的绿色“指示灯”（实为ATO发车按钮）点亮代表列车当前以ATO模式自动运行。现在本车与前车相隔1-2个轨道区段，地面发零速度码，实际速度为零，站间临时停车：

17:50分左右，本车运行至上海马戏城~汶水路间。17:50:24秒，地面向本车发送30km/h速度码，在ATO模式下列车定速30km/h运行：

17:50:33秒，此时前车已进入其前方下一轨道区段，地面向本车发送45km/h速度码，在（最高运行等级的）ATO模式下列车试图尽全力加速至45km/h，当前时速37km/h：

17:50:47秒，此时本车已进入其前方下一个轨道区段，地面改发零速度码，正如前文所述，收到零速度码后，故障安全的车载ATP子系统会“一把夺过”ATO子系统的控制权，施加常用制动令列车减速至停车为止。注意此时速度表左下方、绿色ATO发车按钮右下方的红色“超速”指示灯点亮，这代表车载ATP检测到超速，正在施加制动。当前列车已减速至16km/h。

17:50:55秒，此时前车继续进入其前方下一个轨道区段，地面向本车发送30km/h速度码，“超速”指示灯熄灭，ATP子系统把控制权还给ATO子系统，列车停止减速，开始继续加速：

于是在约30秒的时间内，列车先加速再减速再加速。

视频合集：

除了无规律加减速以外，还有人抱怨地铁有时候会变“慢”，比如这样：

关于这一点以后有空也说一下吧。

（待续）

参考

1. ^ 《【地铁战疫，我们在行动】工作室持续研发，可移动测试台和云监控的时代即将到来！》：“...随着1号线莘庄至上海火车站的信号大修工程顺利割接，意味着这套GRS音频轨道电路将至少再陪伴我们近20年”