烏魯木齊地鐵1號(hào)線三屯碑站折返能力分析木

安志龍 馬麗 馬斌

摘要：在地鐵列車運(yùn)行系統(tǒng)中，車站折返能力是制約線路運(yùn)能提升的主要瓶頸，直接影響著運(yùn)營(yíng)線路的運(yùn)營(yíng)能力與服務(wù)質(zhì)量。烏魯木齊地鐵1號(hào)線三屯碑站位于線路南段，直接與燕兒窩停車場(chǎng)相連，三屯碑站折返能力的大小直接影響著列車的出段能力與應(yīng)急恢復(fù)能力。為提升線路運(yùn)營(yíng)能力，實(shí)現(xiàn)線路遠(yuǎn)期運(yùn)能與應(yīng)急恢復(fù)能力的目標(biāo)。本論述首先對(duì)烏魯木齊地鐵1號(hào)線三屯碑站前、站后折返作業(yè)過(guò)程進(jìn)行了分析;其次，采用圖解法計(jì)算了不同折返方式下的折返時(shí)間、折返間隔、折返能力;最后，從行車角度提出了正常行車情況下行車組織折返方式的選擇。

關(guān)鍵詞：列車運(yùn)行系統(tǒng);三屯碑站;折返時(shí)間;折返能力

中圖分類號(hào)：U213.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

伴隨著城市化的發(fā)展，城市群人口的聚集，城市軌道交通得到了前所未有的發(fā)展，許多城市也伴隨著城市軌道的快速規(guī)劃與建設(shè)。城市軌道的發(fā)展已經(jīng)成為許多大中型城市解決交通擁擠的有效方式之一。烏魯木齊地鐵1號(hào)線作為自治區(qū)首府首條開通地鐵線路，其運(yùn)營(yíng)能力的大小、折返方式的選擇都會(huì)影響服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)。三屯碑站作為終點(diǎn)折返站與停車站相連，除了要完成日常正常行車下的折返作業(yè)與列車出入場(chǎng)作業(yè)，還兼顧非正常情況下列車的存車功能。文獻(xiàn)[1]以廈門地鐵1號(hào)線為例，對(duì)站后折返能力進(jìn)行了計(jì)算并進(jìn)行了適應(yīng)性分析。文獻(xiàn)[2]通過(guò)島式車站列車折返過(guò)程的分析和折返時(shí)間的計(jì)算，揭示了城市軌道交通列車折返能力的計(jì)算方法。文獻(xiàn)[3]對(duì)單渡線站前折返和雙渡線站前折返的流程及特點(diǎn)進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[4]從設(shè)計(jì)角度提出了搭建城市軌道交通折返能力仿真平臺(tái)與方法。文獻(xiàn)[5]從干擾強(qiáng)度和干擾概率的角度對(duì)中間站的折返能力進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[6]針對(duì)目前大多數(shù)A型車的選擇，對(duì)站前雙折返線折返能力進(jìn)行了理論計(jì)算，分析了站前雙折返線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。提出新線可按站前雙折返站的優(yōu)點(diǎn)。文獻(xiàn)[7]基于CBTC系統(tǒng)，分析了道岔限速對(duì)站后折返站折返能力的影響。并據(jù)此提出了提高折返能力的建議。文獻(xiàn)[8]分析了中間站單渡線折返和雙渡線折返方式下的列車作業(yè)流程及各種列車作業(yè)的交叉干擾情況，確定中間折返站在不同折返方式下對(duì)編制運(yùn)行圖的影響。文獻(xiàn)[9]基于道岔典型故障案例分析，提出了使用多種行車組織調(diào)整方法、合理組織大小交路、制定各個(gè)環(huán)節(jié)操作的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間以及減少人為原因晚點(diǎn)的行車組織優(yōu)化方案。

為更好的提高運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量，挖掘地鐵1號(hào)線運(yùn)營(yíng)能力與線路應(yīng)急恢復(fù)能力的最大潛能，筆者以烏魯木齊地鐵1號(hào)線三屯碑折返站為例，對(duì)本折返站的折返作業(yè)進(jìn)程、折返能力計(jì)算從站前折返與站后折返兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

1列車折返能力的計(jì)算

三屯碑站為側(cè)式站臺(tái)，有站后交叉渡線與站前單渡線，站后有折返線1與折返線2且兩折返線同時(shí)具備存車功能，線路示意圖如圖1所示，其中F3、F6、F5、F7、F10、F8、F4防護(hù)信號(hào)機(jī)，XC下行出站信號(hào)機(jī)，sc上行出站信號(hào)機(jī)，z1為折返線1阻擋信號(hào)、z2折返線2阻擋信號(hào)機(jī)，線路設(shè)計(jì)可滿足列車站前折返、站后折返。

1.1站前折返能力計(jì)算

1.1.1站前折返作業(yè)過(guò)程

三屯碑站前有單渡折返線，列車可利用站前折返線進(jìn)行折返。如圖2所示，站前折返路徑為：F7→F6→sc。其作業(yè)過(guò)程為。

（1）經(jīng)F7→F6進(jìn)路到達(dá)上行站臺(tái)，乘客乘降，車站進(jìn)路準(zhǔn)備建立。

（2）運(yùn)行上行站臺(tái)停穩(wěn)后，司機(jī)換端，乘客上車，sc信號(hào)機(jī)開放。

（3）關(guān)閉車門關(guān)閉，列車出站。

1.1.2站前折返作業(yè)時(shí)間計(jì)算

站前列車折返時(shí)間可分為進(jìn)站時(shí)間、停站時(shí)間、出站時(shí)間等三個(gè)環(huán)節(jié)，站前折返進(jìn)程見(jiàn)圖3。

（1）進(jìn)站時(shí)間：列車從F7運(yùn)行至D點(diǎn)時(shí)間t1，出清D點(diǎn)運(yùn)行至車站下行站臺(tái)停穩(wěn)時(shí)間t2，當(dāng)列車出清D點(diǎn)后，可實(shí)現(xiàn)出站進(jìn)路的辦理。

（2）停站時(shí)間：列車站臺(tái)作業(yè)時(shí)間T。

（3）出站時(shí)間：列車從站臺(tái)啟動(dòng)到出清E點(diǎn)時(shí)間t3。故列車站前折返時(shí)間T=t1+t2+Tz=108s。

1.2站后折返能力計(jì)算

1.2.1站后折返作業(yè)過(guò)程

利用折返線2進(jìn)行折返時(shí)，列車采用站后彎進(jìn)直出的折返方式，如圖5所示，折返路徑為：F7→xc→z2→F4→SC。其作業(yè)過(guò)程為。

（1）經(jīng)F7→SC進(jìn)路到達(dá)下行站臺(tái)，乘客下車。

（2）經(jīng)XC→Z2到達(dá)折返線2，司機(jī)換端，進(jìn)路F4→SC建立。

（3）運(yùn)行至上行站臺(tái)，作業(yè)完畢，車門關(guān)閉，列車出站。

1.2.2站后折返作業(yè)時(shí)間計(jì)算

站后折返時(shí)間分為進(jìn)入折返線2的時(shí)間、折返線2換端時(shí)間、折返線2至上行站臺(tái)間的時(shí)間、出站時(shí)間，折返作業(yè)進(jìn)程如圖6所示。

（1）進(jìn)入折返線2的時(shí)間：列車從XC運(yùn)行至A點(diǎn)為t1，出清A點(diǎn)運(yùn)行至車站下行站臺(tái)停穩(wěn)時(shí)間為t2，當(dāng)前行列車出清A點(diǎn)后，可實(shí)現(xiàn)F4-SC進(jìn)路的辦理。

（2）折返線2換端時(shí)間：列車在折返線2停穩(wěn)開始計(jì)算，包含列車停穩(wěn)、乘客乘降時(shí)間、司機(jī)換端時(shí)間及冗余時(shí)間，Tz表示列車在車站停穩(wěn)到啟動(dòng)時(shí)間。

（3）折返線2到下行站臺(tái)時(shí)間：列車出清G點(diǎn)上行站臺(tái)停穩(wěn)，整個(gè)過(guò)程中列車完成加速，勻速，減速三個(gè)過(guò)程，其時(shí)間為t3。

（4）停站時(shí)間：乘客乘車時(shí)間，這個(gè)過(guò)程可實(shí)現(xiàn)出站進(jìn)路的辦理。

（5）出站時(shí)間：列車從上行站臺(tái)到出清E點(diǎn)時(shí)間。

從圖6、圖7中可知，列車從上行站臺(tái)運(yùn)行至下行站臺(tái)方可完成折返，故列車站后折返時(shí)間T=t1+t2+Tz=121s。

1.2.3站后折返能力計(jì)算

當(dāng)列車出清E點(diǎn)，后續(xù)列車的進(jìn)站進(jìn)路F6-SC方可辦理，前行列車出請(qǐng)G點(diǎn)，后續(xù)列車進(jìn)入折返線1的進(jìn)路方可辦理，從圖6、圖7可知：折返作業(yè)發(fā)車間隔時(shí)間T折隔=t1+t2+tz+t3+Tj=138s。則折返能力N折=3600/T折隔=26.08列/h。

2運(yùn)能分析

通過(guò)對(duì)站前折返、站后折返兩種折返方式進(jìn)行分析，得知：在CBTC模式下正常行車組織，三屯碑站前折返發(fā)車作業(yè)時(shí)間108s，站后彎進(jìn)直出方式下折返發(fā)車作業(yè)時(shí)間為121s，已知1號(hào)線采用A型車輛，列車定員1860人次，因此可知。

（1）三屯碑站采用站前折返方式，折返作業(yè)發(fā)車間隔時(shí)間為160s，單位小時(shí)內(nèi)科折返車輛22.5對(duì)，其單位小時(shí)內(nèi)運(yùn)能為4.19萬(wàn)人次/h。

（2）三屯碑站采用站前折返方式，折返作業(yè)發(fā)車間隔時(shí)間為138s，折返能力為26.08對(duì)，其單位小時(shí)內(nèi)運(yùn)能為4.85萬(wàn)人次/h，相比站前折返，運(yùn)能增加了16%。

3結(jié)論及建議

（1）采用站前折返方式，雖單個(gè)列車在折返線完成的時(shí)間短，且由于后續(xù)在追蹤時(shí)與前方列車會(huì)產(chǎn)生進(jìn)路沖突，存在敵對(duì)進(jìn)路，因此會(huì)增加列車的追蹤的間隔，降低線路運(yùn)能，不建議在正常行車情況下，在三屯碑站采用站前折返方式。

（2）相比較站前折返，站后折返方式。情況下列車追蹤間隔較小，單位時(shí)間內(nèi)完成列車數(shù)量較多，運(yùn)能較大，進(jìn)路互相干擾較少，且道岔發(fā)生故障時(shí)，對(duì)行車作業(yè)影響較少，因此，在日常行車組織過(guò)程中建議采用站后折返方式。