津濱輕軌東海路站折返間隔優化分析

王東波 李克劍 王俊鋒 張福信

天津津濱輕軌西起天津站，東至東海路，全長52.25 km，是連接天津市區與濱海新區的交通動脈，為天津市區和濱海新區人民出行提供了便利。津濱輕軌列車控制系統采用基于FSK軌道電路的列車控制系統，保證列車的運營安全，全線分2期建設，東段于2006年全功能開通，全線開通于2012年。東海路站是津濱輕軌終端站，線路設計為站后折返模式，折返道岔為交叉渡線。

1 問題的提出及分析

津濱輕軌東段開通運營初期，客流量并不大，一般運營間隔大于7 min。如圖1所示，東海路站后折返采用雙線折返，ATS終端模式采用終端模式1，即列車1到達站臺1后，開通側向進路，通過2/4道岔反位，到RAD2G-14(上行折返軌)進行折返，返回站臺2;列車2到達站臺1后，通過開通直向進路，到RAD1G-14(下行折返軌)進行折返，再通過6/8反位，回到站臺2;列車3在列車1離開折返區域，列車2處于下行折返軌時，ATS為列車3開放側向進路，列車3進入上行折返軌后，列車2開始折返，以這樣循環往復的折返方式實現列車折返。這樣的方式，好處是可以充分利用2組道岔，2列車折返時有一定的并行時間，即使運營間隔較小時，司機在折返軌也有足夠的換端時間。在這種方式下，東海路折返足以滿足正常的運營需要。

圖1 東海路雙線站后折返

但是隨著天津市城市的不斷發展，越來越多的市民選擇津濱輕軌往來于市區與濱海新區，運行間隔需要不斷縮短。近幾年，早晚高峰期的運營間隔已然達到5 min，而繼續縮短間隔比較困難，高峰期5 min運營間隔時，如果稍有列車晚點情況，會出現一些列車不能完全進站停車進行上下客作業情況。因此隨著運營間隔的壓縮，對列車運行方式提出了更高的要求。

從前面對東海路站多車雙線路折返作業過程的描述分析，雖然采用終端模式1有其優點，在一定程度上有兩列車并行作業時間，即列車1從上行折返軌回站臺2時，可以為列車2開放直向進路，進入下行折返軌，但是當列車3進入站臺1，并需進入上行折返軌時，就需要與列車2返回站臺2作業協調進行，兩個作業因都需要道岔反向通過岔區，存在進路沖突，這就需要ATS子系統進行合理的調度，任何一個作業的延誤，都會造成折返間隔的增大。

從運營角度分析，根據當前高峰期的運營情況，司機在折返軌換端的時間一般大于1 min，若要縮短折返間隔，就必須縮短這個作業時間。

從列車控制系統分析，根據系統一般的聯鎖邏輯，當道岔區域不滿足X6開放側向或直向進路時，X6顯示紅燈，這樣列車的安全停車點處于信號機前方，造成列車無法完全進入站臺對標停車，從而造成列車無法進行上下客作業，減少了車站的并行作業時間，增加了折返站的運行間隔。

通過分析，以上3種情形是導致東海路站不能進一步縮短運營間隔的主要原因。所以，減小站后折返間隔的方法要從以下幾方面入手:盡量增加列車并行作業的可能;盡量減少折返區域內列車作業沖突的可能;盡量縮短列車在折返軌換端時間。

在以上分析基礎上，通過多次與供貨商聯系溝通，最終確定為東海路站設計增加其獨有的功能——Overlap功能。

另外，關于終端模式，這里補充說明一下。終端模式是津濱輕軌信號系統ATS子系統僅在終端折返站設計使用的一種根據列車位置自動開放折返進路的折返方式。它分為3種模式:終端模式1，即上面提到的折返方式，兩個折返軌交叉使用;終端模式2，即只使用直進側出的折返方式(如只使用圖1中6/8道岔折返);終端模式3，即只使用側進直出的折返方式 (如只使用圖1中2/4道岔折返)。

2 問題的解決

2.1 Overlap功能

東海路Overlap功能是專為東海路車站及此種站型折返設計使用的一種功能，當列車占用某一特定軌道電路時，聯鎖將檢查聯鎖區安全條件，條件滿足時，聯鎖會自動為該列車啟動Overlap功能，軌旁設備會自動將2/4、6/8道岔轉到定位并鎖閉，相應控制線會向前延伸，即便X6為紅燈情況下，同樣允許列車完全進入車站停車，進行上下客作業。而當Overlap功能在設定時間內失效后，道岔重新解鎖，等待下一條進路的辦理。Overlap功能啟動的前提條件:①前次列車未占用特定軌道電路;②本次列車占用特定軌道電路 (RAD1G-9或RAD1G-10或RAD1G-9和RAD1G-10);③道岔處于解鎖狀態;④Overlap功能啟動前，ATS未手動辦理進路。

2.2 功能分析

Overlap功能的使用解決了X6信號機不開放情況下，列車可以完全進站對標停車的問題，使得本次列車與折返線折返的列車有并行作業的可能。

通過對Overlap功能過程的觀察，并與東海路站3種終端模式結合來看，該功能與終端模式3相結合，會到達最佳效果，如圖2所示，分析如下。

圖2 東海路終端模式3運行圖

終端模式3下，如果上行折返軌沒有列車占用，ATS系統會自動為列車辦理到折返軌的進路。反之，若ATS無法為其開放到折返軌進路，當列車軋入RAD1G-9時，若條件滿足，Overlap功能啟動，允許列車到站臺1對標停車，而此時折返軌列車已經離開折返軌，到達站臺2(這里充分體現了兩列車的并行作業時間)，道岔解鎖后，因終端模式3的原因，ATS系統會自動為列車排列到上行折返軌的進路。

終端模式2下，由于該模式與Overlap功能使用剛好相背離，前次列車會使用側向道岔進行折返，很難啟動該功能，更無法滿足并行作業。

終端模式1下，列車分別交替使用2個折返軌進行折返，其中側向優先。系統會優先為列車辦理進路，雖然在滿足Overlap功能的條件時，軌旁會啟動該功能，但是始終擺脫不了列車2和列車3之間的沖突問題。所以Overlap功能與模式1結合，對折返間隔起不到明顯效果。

2.3 功能效果

下面僅就終端模式3與Overlap功能結合，對東海路站后折返間隔進行定量分析。表1列出了計算折返間隔所需要的一些參數。

表1 東海路折返參數表

終端模式3下，折返間隔Ttb計算公式如下:

將表1中數據代入公式 (1)，得

Ttb=60+39+25+15=139(s)

從以上分析及計算結果看，通過Overlap功能使用和司機換端時間的縮短，車站完全可以滿足2.5 min的折返間隔，這比升級前有了明顯提升。

如果充分利用兩列車之間并行作業時間，以道岔解鎖時刻作為觸發各項作業的關鍵時刻，折返間隔還可以進一步縮短，本文不再進行詳述和計算。

3 結束語

站后折返是城市軌道交通線路最常用的折返類型，若設計或使用不當都會影響整條線路的運行間隔。本文僅從津濱輕軌東海路站折返實際問題出發，在較淺層次上對解決辦法做了分析，為城市軌道交通設計者、建設者和使用者提供參考。

［1］ 吳汶麟.城市軌道交通信號與通信系統［M］.北京:中國鐵道出版社，2000，8.

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