地鐵車站配線設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法研究

朱小軍等

摘 要：為了滿足列車正常運(yùn)行、提高列車調(diào)度的機(jī)動(dòng)性、靈活解決實(shí)際運(yùn)行中的多種狀態(tài)及功能需求，需要設(shè)置除正線外的車站配線。首先介紹車站配線的分類及其功能，然后針對(duì)其設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法，給出了車站配線設(shè)計(jì)的基本步驟及流程圖，同時(shí)給出了車站配線的評(píng)價(jià)方法-配線分布圖和折返時(shí)間計(jì)算圖，并以天津地鐵7號(hào)線為例進(jìn)行了實(shí)例分析。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；車站配線；全線設(shè)計(jì)；評(píng)價(jià)方法

1 概述

地鐵具有運(yùn)量大、快速、安全、穩(wěn)定、受氣候條件影響小等特點(diǎn)，對(duì)解決城市的交通擁堵問題效果顯著。地鐵設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要多個(gè)專業(yè)的密切配合，行車專業(yè)是其中一項(xiàng)至關(guān)重要的專業(yè)。車站配線是行車專業(yè)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是地鐵的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。

車站配線的合理設(shè)置是列車安全行車、正常運(yùn)行和提高運(yùn)營(yíng)管理應(yīng)變能力的重要保證[1]。當(dāng)前國內(nèi)已有一些學(xué)者對(duì)地鐵車站配線進(jìn)行了相關(guān)研究，許斯河[2]在《關(guān)于地鐵輔助線設(shè)計(jì)的探討》中介紹了地鐵車站輔助線的主要功能與技術(shù)要求；沈景炎[3]在《城市軌道交通車站配線的研究》中通過分析典型圖例，研究了配線的分類、站點(diǎn)與配線的分布、配線的形式之間的相互關(guān)系，總結(jié)了配線的規(guī)則以及配線設(shè)置中需要注意的問題。這些研究?jī)H是針對(duì)配線的形式及其功能，而較少針對(duì)車站配線設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法。

本文針對(duì)車站配線設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法，給出了車站配線設(shè)計(jì)的基本步驟及流程圖，同時(shí)給出了車站配線的評(píng)價(jià)方法-配線分布圖和折返時(shí)間計(jì)算圖，并以天津地鐵7號(hào)線為例進(jìn)行了實(shí)例分析。

2 車站配線分類及其功能

車站配線的概念是在2008年發(fā)布的《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》建標(biāo)104-2008中提出的。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)的需求和不同的功能要求，在地鐵系統(tǒng)中，車站配線按功能不同可分為折返線、故障列車待避線、渡線、聯(lián)絡(luò)線、支線接入線、車輛出入線和安全線7類，配線的分類及其功能如表1所示。

按設(shè)置需求來分，這些配線大致可歸為以下三類：第一類取決于本線在線網(wǎng)規(guī)劃中的地位以及與其它線路的關(guān)系。這些站點(diǎn)不取決于行車組織要求，而是由路網(wǎng)規(guī)劃要求而定，比如聯(lián)絡(luò)線等。第二類取決于列車運(yùn)行組織需求，比如折返線等。第三類是為了滿足運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)故障情況下的運(yùn)行模式，比如故障列車待避線、渡線等。

3 車站配線設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法

3.1 車站配線設(shè)計(jì)流程

在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)車站配線在不同的設(shè)計(jì)階段考慮的重點(diǎn)有所不同，對(duì)于一條新的地鐵線路的車站配線設(shè)計(jì)，需考慮以下這些因素：（1）線網(wǎng)規(guī)劃。設(shè)置聯(lián)絡(luò)線時(shí)需要考慮線網(wǎng)規(guī)劃的需求。（2）列車運(yùn)行交路。設(shè)置起終點(diǎn)折返線時(shí)需要考慮列車運(yùn)行交路。（3）分期實(shí)施計(jì)劃。設(shè)置分期線路起終點(diǎn)折返線時(shí)需要考慮分期實(shí)施計(jì)劃。（4）車輛段位置。設(shè)置車輛出入線時(shí)需要考慮車輛段位置。（5）規(guī)范要求。設(shè)置故障列車待避線、渡線時(shí)需要考慮規(guī)范要求。（6）工程條件。設(shè)置所有配線時(shí)均需考慮工程條件，因地制宜地設(shè)置配線。（7）其它需求。安全線、支線接入線等配線需要按照工程具體的需求設(shè)置。

在新線的車站配線設(shè)計(jì)中，可遵循一定的設(shè)計(jì)原則，優(yōu)先設(shè)置相對(duì)固定位置的配線，再設(shè)置方便調(diào)動(dòng)位置的配線；優(yōu)先設(shè)置路網(wǎng)性、全線性的配線，再設(shè)置區(qū)域性的配線；優(yōu)先設(shè)置必要功能的配線，再設(shè)置輔助功能的配線。

按照上述設(shè)計(jì)原則，新線的車站配線設(shè)計(jì)可按以下基本步驟進(jìn)行：

STEP1：從線網(wǎng)角度考慮，設(shè)置聯(lián)絡(luò)線；

STEP2：從全線的折返功能角度考慮，在大小交路的起終點(diǎn)設(shè)置折返線；

STEP3：根據(jù)線路分期實(shí)施，在分期的起終點(diǎn)設(shè)置折返線；

STEP4：從車輛的出入角度考慮，設(shè)置出入段線；

STEP5：在滿足故障運(yùn)行，工程條件允許的情況下設(shè)置故障列車待避線；

STEP6：在滿足故障運(yùn)行，工程條件運(yùn)行的情況下設(shè)置渡線；

STEP6：根據(jù)工程需求設(shè)置其它配線；

STEP7：進(jìn)行配線評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)滿意則結(jié)束，不滿意則返回STEP5進(jìn)行調(diào)整。

地鐵車站配線設(shè)計(jì)流程如下圖1所示。

3.2 車站配線評(píng)價(jià)方法

從圖1可以看出，車站配線設(shè)計(jì)不是一次性就能完成，而是一個(gè)不斷修改、完善的過程。設(shè)計(jì)工作者需要采用一定的量化方法來評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的配線，評(píng)價(jià)的依據(jù)是各種配線是否滿足線路的功能需求、是否符合規(guī)范要求等。

車站配線的評(píng)價(jià)涉及多方面的內(nèi)容，本文通過兩個(gè)量化方法來評(píng)價(jià)其中的兩個(gè)方面。

第一個(gè)量化方法是配線分布圖，其作用是評(píng)價(jià)所設(shè)配線是否滿足規(guī)范要求。《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》建標(biāo)104-2008[8]中規(guī)定：為滿足故障運(yùn)行工況，每隔5～6座車站（或8～10km）應(yīng)設(shè)置故障列車待避線，其間每相隔2～3座車站（約3～5km）應(yīng)加設(shè)渡線。因此，配線分布圖是展示全線車站配線中故障列車待避線和渡線的設(shè)置間隔和距離的一種量化方法，其優(yōu)點(diǎn)是方便直觀。

第二個(gè)量化方法是折返時(shí)間計(jì)算圖，其作用是評(píng)價(jià)折返線的折返時(shí)間是否符合列車開行間隔。地鐵新線設(shè)計(jì)中，遠(yuǎn)期列車開行對(duì)數(shù)一般設(shè)計(jì)為30對(duì)/h，即開行間隔為2min（120s）。折返時(shí)間計(jì)算圖是通過計(jì)算折返作業(yè)過程中各項(xiàng)作業(yè)時(shí)間，得出總折返作業(yè)時(shí)間，然后與開行間隔進(jìn)行比較，看是否符合要求。

4 實(shí)例分析

本文以天津地鐵7號(hào)線前期項(xiàng)目為例，7號(hào)線處于線網(wǎng)規(guī)劃階段，規(guī)劃起點(diǎn)站為新淀北道站，終點(diǎn)站為蘆北路站，線路全長(zhǎng)42.76km，分兩期實(shí)施，一期工程為海光寺站至蘆北路站。

首先，采用3.1節(jié)中的配線設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)車站配線，根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃在景云路站設(shè)聯(lián)絡(luò)線；根據(jù)交路要求在新淀北道站、蘆北路站設(shè)折返線；根據(jù)分期實(shí)施折返要求在海光寺站設(shè)折返線；由于這兩個(gè)車站鄰近車輛段，因此可以考慮將折返線與車輛出入線合設(shè)；根據(jù)故障運(yùn)行要求在景誼路站、普濟(jì)河道站、匯川路站設(shè)待避線；在景致東道站、朝陽路站、黃緯路站、環(huán)湖北道站、興華道站設(shè)渡線；其它配線在后續(xù)階段按需求設(shè)計(jì)。7號(hào)線全線車站配線圖如圖2所示。

然后，采用3.2節(jié)中的兩個(gè)評(píng)價(jià)方法-配線分布圖和折返時(shí)間計(jì)算圖來對(duì)7號(hào)線車站配線的兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）配線分布圖-評(píng)價(jià)所設(shè)配線是否滿足規(guī)范要求

從圖3可以看出，環(huán)湖北道站至匯川路站配線間距為6.2km>5km，這是由于腫瘤醫(yī)院站至麗江站間距較大，如工程條件允許可考慮將匯川路站配線移至王蘭莊站，所設(shè)其它配線間距基本滿足規(guī)范要求。

（2）折返時(shí)間計(jì)算圖-評(píng)價(jià)海光寺站折返作業(yè)時(shí)間是否滿足發(fā)車間隔要求

由于7號(hào)線為前期項(xiàng)目，信聯(lián)閉設(shè)備時(shí)間尚未確定，本文計(jì)算折返作業(yè)時(shí)間所使用的信聯(lián)閉設(shè)備時(shí)間是參照線網(wǎng)中類似制式線路。

圖4 海光寺站折返作業(yè)時(shí)間計(jì)算圖

從圖4可以看出，海光寺站折返作業(yè)時(shí)間為127s>120s，不滿足2min的發(fā)車間隔要求，需要優(yōu)化信聯(lián)閉設(shè)備的時(shí)間或采用新的折返線形式。若仍采用此種折返線形式，則列車開行對(duì)數(shù)應(yīng)調(diào)整為28對(duì)/h，即發(fā)車間隔為2.14min（128s）。

5 結(jié)束語

本文針對(duì)車站配線設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法，給出了車站配線設(shè)計(jì)的基本步驟及流程圖，同時(shí)給出了車站配線的評(píng)價(jià)方法-配線分布圖和折返時(shí)間計(jì)算圖，并以天津地鐵7號(hào)線為例進(jìn)行了實(shí)例分析。

車站配線是實(shí)現(xiàn)全線各個(gè)時(shí)期列車運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、及時(shí)處置運(yùn)營(yíng)故障與事故并為運(yùn)營(yíng)組織提供靈活性與適應(yīng)性功能的基礎(chǔ)條件與保證。

在工程設(shè)計(jì)中各種配線的使用和布置應(yīng)根據(jù)各輔助線的功能、全線線路條件、車站布置和行車組織及運(yùn)營(yíng)管理的要求，充分考慮土建結(jié)構(gòu)和車輛、供電、信號(hào)等設(shè)備系統(tǒng)的功能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的綜合比較后選定。

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