東莞市軌道交通2號線終點(diǎn)站折返行車組織研究

摘 要：東莞市軌道交通2號線將于2016年開通試運(yùn)營，首建段兩端終點(diǎn)站配線比較靈活，均設(shè)有站前渡線和站后折返線，列車可采用站前折返或站后折返方式完成折返。本文主要對兩端終點(diǎn)站在信號系統(tǒng)正常情況下的行車組織折返效率進(jìn)行研究，分析不同折返模式下的行車風(fēng)險(xiǎn)，并為終點(diǎn)站折返方式提供建議。

關(guān)鍵詞：東莞市；軌道交通；終點(diǎn)站；折返；行車組織

終點(diǎn)站折返能力是城市軌道交通線路能力的關(guān)鍵制約點(diǎn)，折返能力的大小直接影響整個系統(tǒng)的運(yùn)輸能力和效率。除終點(diǎn)站折返能力外，相關(guān)的行車安全風(fēng)險(xiǎn)、客運(yùn)服務(wù)需求、運(yùn)營經(jīng)濟(jì)成本等也是影響終點(diǎn)站折返模式選擇的考慮因素。本文對東莞市軌道交通2號線折返時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，基于信號系統(tǒng)正常情況下的終點(diǎn)站折返能力進(jìn)行研究，并分析不同折返模式下的行車安全風(fēng)險(xiǎn)，對2號線終點(diǎn)站折返模式提出建議。

1 東莞市軌道交通2號線概況

東莞市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃4條線路，總長218.3km，2號線首建段總長37.8km，共設(shè)15座車站，計(jì)劃將于2016年開通試運(yùn)營。正線為雙線單向運(yùn)行設(shè)計(jì)，東莞火車站和虎門火車站為首建段兩端終點(diǎn)折返站。

1.1 終點(diǎn)折返站配線情況

1.1.1 東莞火車站配線

東莞火車站站臺為地下站島式站臺。配線情況為：一條站前渡線，兩條站后折返線，兩條站后存車線，共設(shè)8副道岔，列車可采取站前折返或站后折返方式組織行車。

1.1.2 虎門火車站配線

虎門火車站站臺為高架站側(cè)式站臺。配線情況為：一條站前渡線，兩條站后折返線，共設(shè)6副道岔，列車可采取站前折返或站后折返方式組織行車。

1.2 信號系統(tǒng)功能

2號線信號系統(tǒng)采用基于無線通信的移動閉塞信號系統(tǒng)，列車自動控制系統(tǒng)（ATC）由三個主要子系統(tǒng)組成： ATP、ATO、ATS系統(tǒng)，設(shè)計(jì)行車間隔為120秒，東莞火車站、虎門火車站設(shè)計(jì)折返間隔不大于120秒，列車出入段間隔不大于120秒。

2 終點(diǎn)站折返概念

2.1 終點(diǎn)站折返方式

根據(jù)終點(diǎn)站折返線設(shè)置，列車折返方式分為站前折返、站后折返。

站前折返：指列車?yán)谜厩岸删€進(jìn)行折返作業(yè)。流程為：列車到達(dá)車站—→停站清客—→乘客上車—→發(fā)車。站前折返方式由于渡線設(shè)置在站前，可減少工程建設(shè)投資，也縮短了列車運(yùn)行距離，具有一定優(yōu)勢；但列車折返會占用區(qū)間線路，影響后續(xù)列車閉塞，對行車安全保障要求較高。影響站前折返能力的主要因素是信號系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的行車指揮功能、列車駕駛模式的選擇以及司機(jī)作業(yè)速度等。

站后折返：指列車由站后盡端折返線進(jìn)行折返作業(yè)。流程為：列車到達(dá)車站—→停站清客—→進(jìn)入盡端折返線—→進(jìn)入站臺—→乘客上車—→發(fā)車。站后折返方式過程中，車站接發(fā)車采用平行作業(yè)，沒有進(jìn)路交叉，行車安全度較高，利于提高列車運(yùn)行速度。站后折返能力主要受四方面因素影響：信號條件、列車駕駛模式、司機(jī)作業(yè)速度以及終點(diǎn)站清客速度。

2.2 折返能力

折返能力是指城市軌道交通折返車站在單位小時(shí)內(nèi)能夠折返的最大列車數(shù)量，通常由以下公式計(jì)算得出：

上述公式中：為單位小時(shí)內(nèi)折返的最大列車數(shù)，列/h；I折返為列車的折返間隔時(shí)間，S。

2.3 影響折返站折返能力計(jì)算方法及計(jì)算參數(shù)

折返間隔時(shí)間的計(jì)算需要拆分列車折返作業(yè)每一步驟所耗時(shí)間，常用的方法有圖解法、解析法。解析法中，以站前折返過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)劃分站前折返流程，最終通過對站前折返每個子流程的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算并求和，得出相鄰兩列車的最小站前折返間隔時(shí)間；圖解法中，通過分析單列車在站后折返每一子流程中的耗時(shí)，以長短線段的方式代表所耗時(shí)間長短并列在作業(yè)流程表上，再分析相鄰列車折返作業(yè)過程中的相互影響，最后的得出相鄰列車的最小折返間隔時(shí)間。

折返能力計(jì)算所涉及的行業(yè)常用參數(shù)如下：

列車開門作業(yè)10S，終點(diǎn)站列車清客（站前不折返）70S，司機(jī)交接列車情況40S，列車接收信號動車10S，列車動車進(jìn)入站后折返線（站前不折返）50S，列車激活30S，列車司機(jī)換端后動車（站前不折返）10S，列車由站后折返線動車至進(jìn)站停穩(wěn)（站前不折返）50S，乘客上、下車（與司機(jī)交接列車情況時(shí)間重疊）30S，列車關(guān)門作業(yè)15S。

3 東莞市軌道交通2號線終點(diǎn)站折返模式分析

以下結(jié)合2號線兩端折返站配線設(shè)置，分別推算站前和站后折返最小間隔。

3.1 站前折返效率分析

3.1.1 東莞火車站站前折返分析

東莞火車站站前折返最小間隔：列車運(yùn)行至東莞火車站下行站臺時(shí)間55s，站前折返總時(shí)間105s，列車出清站前渡線道岔時(shí)間30s，由此可得，東莞火車站站前折返的最小列車折返間隔為190s。

3.1.2 虎門火車站站前折返分析

虎門火車站站前折返最小間隔：列車運(yùn)行至虎門火車站上行站臺時(shí)間30s，站前折返總時(shí)間105s，列車發(fā)車至出清站前渡線道岔時(shí)間20s，由此可得，虎門火車站站前最小列車折返間隔為155s。

3.2 站后折返效率分析

3.2.1 東莞火車站站后折返分析

單列車折返作業(yè)時(shí)間（圖1）（自動折返）

接車作業(yè)：列車進(jìn)站時(shí)間30s，開門時(shí)間10s，清客時(shí)間70s，關(guān)門時(shí)間15s，接收信號動車時(shí)間10s，合計(jì)：135s。

進(jìn)折返線作業(yè)：列車動車至出清上行站線往折返線的第一副道岔（解鎖）的時(shí)間15s，運(yùn)行至折返1道停穩(wěn)時(shí)間35s，換端后動車時(shí)間10s，合計(jì)：60s。

出折返線作業(yè)：列車由折返線1道運(yùn)行至東莞火車站上行站臺停穩(wěn)時(shí)間50s。

發(fā)車作業(yè)：開門時(shí)間10s，乘客上車（同時(shí)激活列車）時(shí)間30s，關(guān)門時(shí)間15s，接收信號動車10s，合計(jì)：65s。

單列車作業(yè)總時(shí)間為310s；相鄰兩列車作業(yè)的重合時(shí)間為：45+50+65=160s；所以相鄰兩列車最小站后折返間隔時(shí)間為：310-160=150s。

3.2.2 虎門火車站站后折返分析

單列車折返作業(yè)時(shí)間（圖2）

接車作業(yè)：列車進(jìn)站時(shí)間25s，開門時(shí)間10s，站臺清客時(shí)間70s，關(guān)門時(shí)間15s，接收信號動車時(shí)間10s，合計(jì)：130s。

進(jìn)折返線作業(yè)：列車動車至出清下行站線往折返線第一副道岔（解鎖）的時(shí)間15s，經(jīng)交叉渡線至折返1道走行時(shí)間35s，換端后動車時(shí)間10s，合計(jì)：60s。

出折返線作業(yè)：列車由折返線1道至上行站臺走行時(shí)間50s。

發(fā)車作業(yè)：開門時(shí)間10s，乘客上下車（同時(shí)激活列車）時(shí)間30s，關(guān)門時(shí)間15s，接收信號動車10s，合計(jì)65s。

單列車作業(yè)總時(shí)間為290s；相鄰兩列車作業(yè)的重合時(shí)間為：45+50+65=160s；所以相鄰兩列車最小站后折返間隔時(shí)間為：305-160=145s。

3.3 站前折返與站后折返的行車風(fēng)險(xiǎn)分析

在站前折返情況下，站前渡線上的折返道岔轉(zhuǎn)換頻繁，設(shè)備故障機(jī)率增大，一旦出現(xiàn)站前折返道岔故障時(shí)，將會嚴(yán)重阻塞后續(xù)列車正常運(yùn)行。而且站前折返列車上載有乘客，故障處理容易衍生疊加事故或安全事件，風(fēng)險(xiǎn)較高。

在站后折返情況下，站前渡線上的折返道岔單獨(dú)鎖定在正線位置，故障幾率極少。當(dāng)列車在站后折返的過程中出現(xiàn)道岔故障或者列車出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)組織后續(xù)列車采用站前方式折返，能確保后續(xù)列車正常運(yùn)營，且站后折返為空車折返，設(shè)備故障時(shí)對乘客影響較小，風(fēng)險(xiǎn)較小。

4 結(jié)論與建議

在信號系統(tǒng)正常情況下，列車在東莞火車站站前折返時(shí)間為190s，站后折返時(shí)間為150s；在虎門火車站站前折返時(shí)間為155s，站后折返時(shí)間為145s。無論從行車組織效率或從行車安全風(fēng)險(xiǎn)角度考慮，本線路終點(diǎn)站使用站后方式組織列車折返更具優(yōu)勢。

綜上所述，建議東莞市軌道交通2號線首建段在正常運(yùn)營組織過程中，在兩端折返站均采用站后方式組織列車折返，并建議后續(xù)在此結(jié)論上加以拓展和深化，針對信號故障、道岔故障、車輛故障等突發(fā)情況下的終點(diǎn)站折返組織進(jìn)行專題研究。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陶濤（1981-），男，本科，主要負(fù)責(zé)運(yùn)營調(diào)度、站務(wù)、乘務(wù)、票務(wù)管理工作。