北京地鐵9號線“W”型折返線列車救援分析*

胡清梅 呂 楠 韓慶龍 蘇建軍 劉 冰 張 嵐

（北京市地鐵運營有限公司，100044，北京∥第一作者，工程師）

北京地鐵9號線“W”型折返線列車救援分析*

胡清梅 呂 楠 韓慶龍 蘇建軍 劉 冰 張 嵐

（北京市地鐵運營有限公司，100044，北京∥第一作者，工程師）

北京西站“W”型折返線為北京地鐵9號線列車故障救援困難點。結合北京西站“W”型折返線的信號系統和線路特點，分析其行車組織方式和折返能力，并在保證最大限度地維持區段運營的情況下，提出列車故障情況下的列車救援方案和行車組織方案。

地鐵車站；“W”型折返線；列車救援；行車組織

Author's address Beijing Subway Operation Co.，Ltd.，100044，Beijing，China

北京地鐵9號線為北京市區西部的縱向干線，于2007年開始動工建設。線路南起豐臺區的郭公莊，沿萬壽路南延向北，從豐臺火車站東側穿過，途經北京西站、軍事博物館等地，至終點國家圖書館，共設13座車站。為盡早緩解中心城區重點路段交通壓力，北京地鐵突破整條線路建成后開通運營的常規模式，采取了“建成一段、開通一段”的分段運營模式。在此背景下，9號線南段提前一年于2011年 12月31日開通試運營。

9號線南段南起郭公莊，北至北京西站，共設9座車站，線路長11.2 km，在郭公莊站與房山線實現換乘。由于9號線在北京西站使用雙島車站的外側軌道，折返過程中需要進入為7號線預留的內側軌道多次換頭，實現“W”型折返。9號線“W”型折返線的特殊性，給地鐵的行車組織和列車故障下的救援帶來了一定的困難，本文將對此進行分析。

1　9號線北京西站“W”型折返線

為使機車車輛能折返運行，地鐵線路的起、終點站必須設置折返線。其折返能力應與全線的運輸能力相匹配。但由于9號線是分段開通，因此必須在北京西站利用7號線預留車站折返線進行“W”型站后折返，以實現9號線南段的分段運營。六里橋站至北京西站區間的線路示意圖如圖1所示。

北京西站為雙島式站臺，利用站后9號線與7號線聯絡線及7號線預留車站折返線進行折返作業。六里橋站至北京西站為上行方向，北京西站至六里橋站為下行方向，上行列車運行至北京西站終點站后，經過5次換頭作業，折返到北京西站下行站線。列車利用“W”型折返線進行站后折返的運行路徑如圖2所示，具體過程為：

（1）上行列車到達北京西站上行站線，完成乘客乘降作業后，憑SC信號機的顯示出站運行至Z2信號機前停車；

（2）列車在Z2信號機前進行換頭，憑F2信號機的顯示運行至Z3（7）信號機前停車；

（3）列車在Z3（7）信號機前進行換頭，憑F3（7）信號機的顯示運行至Z2（7）信號機前停車；

（4）列車在Z2（7）信號機前進行換頭，憑F2（7）信號機的顯示運行至Z4（7）信號機前停車；

圖1　9號線線路示意圖（六里橋站—北京西站）

（5）列車在Z4（7）信號機前進行換頭，憑F4（7）信號機的顯示運行至Z1信號機前停車；

（6）列車在Z1信號機前進行換頭，憑F1信號機的顯示運行至北京西站下行站線，進行乘客乘降作業，然后憑XC信號機的顯示出站運行。

圖2　9號線北京西站“W”型折返過程

2　北京西站“W”型折返線折返能力計算

列車折返能力是指軌道交通折返站在1h內能夠折返的最大列車數，其計算公式為：n折返=3 600/h發車間隔（1）

式中：

n折返——1 h內的列車折返能力，列；

h發車間隔——折返間隔時間，s。

折返間隔時間的確定方法有圖解法與解析法2種。圖解法是將組成列車折返作業過程的各個單項作業時間按作業順序繪制在作業程序圖上，然后在圖上找出相鄰2列折返列車的折返間隔時間。圖解法適用于特定折返站的折返間隔時間的確定，也可用來驗證采用解析法計算得到的結果。解析法通過對列車折返作業過程、列車在折返站的作業（進路）干擾等影響因素的分析，確定滿足最小折返間隔時間的條件，并在此基礎上建立計算折返間隔時間的數學關系式。為了直觀地反映列車折返間隔時間的組成，分析影響列車折返能力的各項因素，本文采用圖解法分析北京西站的折返過程。具體的作業過程及時間如表1所示。

各條折返線的命名如圖3所示。

表1　北京西站站后折返能力計算表

假設第一列上行列車（A車）越過SC出站信號機的計軸保護區段后，第二列車（B車）即可進站進行清客作業。當A車到達1號折返線停穩后，B車即可由2號站線出站。通過計算可知，折返列車發車間隔時間等于折返列車到達間隔時間，均為171 s，所以h發車間隔=171 s，折返時間為605 s，則由式（1）得n折返=21列。

圖3　9號線北京西站“W”型折返線命名

3　北京西站“W”型折返線的救援方案分析

列車在運營過程中一旦發生牽引或制動系統故障，將使列車運行陷入停頓，特別是當故障短時間內無法排除時，行車調度必須采取措施對故障列車進行救援，同時還需采取各種行車調整措施，最大限度地維持非故障區段的列車運營，減少故障對乘客的影響。9號線南段最困難的救援地段位于北京西站的“W”型折返線，由于施工原因，其所有折返線的長度均不超過225 m，這給列車故障時的救援帶來了困難。本文將針對各個困難點的列車救援方案進行分析。當列車故障停于北京西站4號或5號折返線時，行車調度可組織列車利用空閑一側的折返線進行折返作業，維持正常運營，而故障車則可以等待運營結束后再進行救援，故此處不做分析。

3.1列車救援組織原則

正線列車發生故障需要救援時，應遵循順向救援原則，以確保正線其他列車的運行秩序。即應盡量采用相鄰后續列車正向推進故障列車的救援方法。采用此方法，相鄰后續列車清客后即可前往故障列車所在區間進行救援，節省了司機換端的時間，對前行和其他后續列車的運行影響相對較小。

當無法實施順向救援時，可采取逆向救援或利用渡線變逆向救援為順向救援等方式進行救援。但此種方式會影響線路上運行的其它列車，行車調度需對相關區段進行封鎖，并采取小交路、單線雙向運行等手段對行車秩序進行調整以最大限度維持運營，加大了故障處理和兼顧運營組織的難度。

3.2故障列車停在2號站線或6號折返線的救援方案

故障列車停于2號站線或6號折返線時的救援方案類似。以故障列車停于2號站線為例，行車調度員可組織后續列車在六里橋東站清客后，擔當救援列車運行至北京西站與故障車連掛。行車調度員將北京西站SC信號機封鎖至六里橋站F12信號機，救援列車憑F12信號機的顯示進入六里橋庫線運行至下行線回段。在救援列車返回六里橋庫線前，可組織后續列車利用六里橋庫線進行折返，維持郭公莊站至六里橋站的區段運營，同時可采取列車在六里橋清客經庫線進入下行線運行至北京西站，維持北京西站至郭公莊站的運營。救援列車和運營列車的運行路徑如圖4所示。

圖4　故障列車停于北京西站2號站線時的救援方案

3.3故障列車停在1號或2號折返線的救援方案

故障列車停于1號或2號折返線時，無法采取救援作業。此時，可根據列車運行間隔，組織部分列車載客運行至北京西站上行站線，清客后封鎖返回六里橋F12信號機，經庫線運行至下行線載客；或組織列車在六里橋清客，經庫線F8信號機運行至北京西站載客后，運行至郭公莊站，維持郭公莊至北京西站的運營。運營列車的運行路徑如圖5所示。

3.4故障列車停在1號站線或3號折返線的救援方案

故障列車停在1號站線或3號折返線時，救援組織方式不同。當列車停于1號站線時，可組織后續列車推進救援。即采取順向救援的方式。當列車停于3號折返線時，可組織列車在六里橋東站清客后擔當救援列車，反向封鎖運行至北京西站與故障車連掛后，由下行線牽引運行回段。當救援列車由六里橋東站開出越過F5信號機后，行車調度可將下行部分區段線路封鎖解除，組織上行列車在六里橋站折返維持區段運營，同時可組織部分列車載客運行至北京西站上行站線清客后，封鎖返回六里橋F12信號機，經六里橋庫線運行至下行線繼續載客運行，以維持郭公莊至北京西站區段運營。救援列車和運營列車的運行路徑如圖6所示。

圖5　故障列車停于北京西站1號或2號折返線時的救援方案

圖6　故障列車停于3號折返線時的救援方案

4　結語

地鐵列車故障救援的方案和效率是各地鐵運營企業十分關注的問題，但因信號、車輛等的特性，各救援方案的行車組織均有所不同。預先分析線路特點，針對不同的列車故障點，制定完善的列車應急救援預案，優化行車組織方案，對提高地鐵運營效率、保障運營安全有著重要意義。本文對北京地鐵9號線北京西站“W”型折返線的折返能力和列車救援方案進行分析，為地鐵實際運營組織和應急救援提供決策支持。

從9號線北京西站“W”型折返線列車救援方案分析可見，由于前期設計和建設時考慮不足，給后期的運營組織和列車救援帶來了很大困難。北京地鐵大多數線路目前均采取“建成一段、開通一段”的分段運營模式，但在分段運營的終點站，線路設計和施工時并未完全按照折返線的設計原則進行，給后期的運營帶來了潛在的安全風險。作為地鐵建設者，應研究“關口前移”，充分考慮線路、信號和車輛之間的匹配，特別要關注分段開通運營的特殊性和線路遠期規劃，以便線路建成運營時，特別是在故障應急情況下，運營單位能采取最經濟有效的行車調整方式，為乘客提供安全、準點、快捷、舒適的服務。

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Analysis of Train Rescue on the“W”Turn-back Tracks of Beijing Subway Line 9

Hu Qingmei，LüNan，Han Qinglong，Su Jianjun，Liu Bing，Zhang Lan

Focusing on the rescue difficult point on Beijing Subway Line 9，which is located on the“W”turn-back track of Beijing West Railway Station，and combined with the signal system and characteristics of the line，the traffic organization mode and traffic capacity on the“W”turnback track are analyzed.In the premise of ensuring the section operation to the largest extent，several schemes are put forward，which can provide decision support for the actual train rescuing organization in case of train failure.

metro station；“W”turn-back track；train rescue；traffic organization

U 298.6

10.16037/j.1007-869x.2015.07.016

2013-10-18）

*“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAK24B0504）