上海地铁运行老是无规律反复加减速，是运营水平太差吗？
首先，让我们理解一下地铁运行中加减速的“规律性”和“无规律性”是如何体现在乘客感受上的：
规律的加减速： 通常是指在进出车站、通过弯道、变坡、以及在固定站点停车时，列车按照预设的速度曲线进行平稳的加减速。这种加减速是可预期的，乘客能感受到相对舒适的乘坐体验。
无规律的反复加减速： 乘客感知到的“无规律”往往是指列车在正线运行过程中，频繁地出现轻微的加速后又减速，或者在达到一定速度后又稍微降低速度，然后再次加速。这种变化可能不够平滑，给乘客带来颠簸感，或者让人感觉列车似乎在“犹豫”着前进。
接下来，我们深入探讨可能导致上海地铁出现这种现象的原因：
一、 信号系统与行车控制系统 (ATS/ATO)
这是影响地铁运行平稳性和效率最核心的系统。
1. ATS (Automatic Train Supervision) / ATO (Automatic Train Operation) 系统的优化与调试：
预设速度曲线的复杂性： 上海地铁的线路图非常复杂，包含大量的曲线、坡道、道岔、以及与其他线路的交汇点。为了保证行车安全、最大化线路容量和乘客舒适度，ATS/ATO系统需要根据这些地理和运营条件计算出极为精细的速度曲线。
实时调整： 即使有预设曲线，系统还需要根据实时的运行情况进行调整。例如：
前车位置和速度： 如果前车速度放慢或停车，后车需要相应减速以保持安全距离。
信号灯状态： 前方的信号灯状态会直接影响列车的加速和减速指令。
线路限速： 某些路段可能因为维护、天气或其他临时因素有临时限速。
控制算法的精细度： 算法的精细度决定了加减速指令的频率和幅度。过于保守的算法可能会导致频繁、轻微的调整，造成“抖动感”。而过于激进的算法则可能在突发情况下难以平稳应对。
软件更新与调优： 随着线路的开通和技术的进步，信号系统会不断更新和调优。在调优过程中，可能会出现一些不尽如人意的中间状态。
2. 信号系统的响应滞后或不精确：
传感器精度： 轨道上的传感器（如速度传感器、位置传感器）如果精度不够，或者存在一定的延迟，会影响系统对列车实时状态的判断，进而影响控制指令的准确性。
通信延迟： 列车与地面信号系统之间的通信可能存在微小的延迟，这也会影响到控制指令的及时性和精确性。
二、 运营组织与调度
1. 行车计划的制定与执行：
高密度客流下的运力优化： 上海地铁承担着巨大的客流压力，尤其是在高峰时段。为了实现高频率发车、减少乘客等待时间，调度部门会制定非常精密的行车计划。
时刻表的微调： 在实际运行中，为了应对晚点、临时故障或其他突发情况，调度员可能会对列车运行速度进行微调，以尽量恢复运行秩序。这些微调有时会导致不那么“顺滑”的加减速。
“赶点”与“压速”： 在某些情况下，为了保证整体行车计划的稳定，列车可能会被要求“赶点”（加速）或者“压速”（减速），这都会影响到平稳性。
2. 进站与出站的协调：
车站客流管理： 为了应对庞大的站内客流，列车可能需要在进站前适当减速，等待站台清空或乘客疏导完毕。有时，列车可能会在进站前多次调整速度，以“卡准”进站时机。
出站后的加速： 列车在平稳通过道岔区域后，如果前方线路通畅且信号良好，会加速运行。但如果前方有其他列车占用线路，则需要减速。
三、 列车本身的状态
1. 动力系统与制动系统的配合：
牵引与制动逻辑： 列车的动力系统（电机、变流器）和制动系统（电阻制动、再生制动、空气制动）需要精确配合。如果控制逻辑不够优化，或者在不同工况下（如空载、满载、爬坡、下坡）的响应存在差异，可能会出现不平稳的加减速。
刹车片/闸瓦的磨损与调整： 虽然现代地铁的制动系统非常先进，但如果制动组件存在磨损或调整不当，也可能影响到制动的平稳性。
2. 车辆的动态响应特性：
悬挂系统： 列车的悬挂系统是过滤轨道不平顺和车辆自身运行不稳的关键。如果悬挂系统设计或维护存在问题，乘客感受到的颠簸会更明显。
车轮与钢轨的相互作用： 即使轨道平整，车轮与钢轨之间在高速运行中也会产生微小的动态响应，这也会传递到车厢内。
四、 轨道与线路条件
1. 轨道平顺度：
线路维护： 虽然上海地铁的轨道维护水平很高，但长时间运行后，轨道难免会有微小的几何形变（沉降、起伏、轨距变化等）。这些不平顺会直接影响列车的运行平稳性。
曲线与坡道： 列车在通过曲线时会受到离心力的影响，在爬坡或下坡时会受到重力的影响。为了安全和舒适，速度需要进行调整，有时会造成乘客感觉到的“拉扯”或“推背”感。
2. 道岔与交叉口：
道岔的通过速度： 列车通过道岔时，速度通常需要适当降低，以保证安全和减少磨损。道岔的设计也会影响平稳性。
线路的规划与连接： 复杂的线路网中，列车需要频繁地从一条线路切换到另一条线路，这也会影响运行的连续性。
五、 外部环境因素
1. 天气原因： 大风、雨雪等天气可能会影响轨道的摩擦力或能见度，从而影响列车的运行速度和制动。
2. 线路上的临时障碍物或限速： 即使非常罕见，如果在轨道上发现临时障碍物，也需要立即启动降速或停车指令。
总结：上海地铁运行“无规律反复加减速”的根本原因并非一定是“运营水平太差”，而更可能是多种因素综合作用的结果：
高密度运行的必然挑战： 为了满足上海庞大的人口需求，地铁系统需要追求极致的运行效率和密度，这本身就对信号、调度和车辆提出了极高的要求。为了在安全的前提下实现“跑得快”、“发车密”，系统需要在平稳性和效率之间进行权衡。
复杂系统运行的精细化管理： 现代地铁系统是一个极其复杂的综合体，信号、调度、车辆、轨道等各个环节都需要协同工作。任何一个环节的微小偏差，或者为了应对瞬息万变的运行情况而进行的实时调整，都可能被乘客感知为“不规律的加减速”。
乘客感知的主观性： 乘客的感知很大程度上取决于他们对速度变化的敏感度，以及他们对列车运行的预期。对于习惯了高速平稳运行的乘客来说，任何微小的颠簸或速度变化都可能被放大。
那么，是否可以改进？
理论上，通过持续的信号系统优化、更精密的控制算法开发、更严格的车辆维护以及轨道维护，可以进一步提升运行的平稳性。但与此同时，也要考虑是否会牺牲部分运行效率和运载能力。这是一个持续优化的过程，是一个在安全、效率、舒适度之间寻找最佳平衡点的过程。
简而言之，上海地铁的这种现象，更多地反映了其在高客流、高密度、高复杂度的运营环境下，为了保障安全和效率而进行的精细化、动态化的行车管理所带来的必然结果，而不是简单的“水平差”可以概括的。
网友意见
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：
- 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：
- 名词解释：ATO=Automatic Train Operation，列车自动驾驶；
- 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]；
- 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
- ^ 《【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”
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