烏魯木齊地鐵1號線三屯碑站折返能力分析木

安志龍 馬麗 馬斌

摘要：在地鐵列車運行系統(tǒng)中，車站折返能力是制約線路運能提升的主要瓶頸，直接影響著運營線路的運營能力與服務(wù)質(zhì)量。烏魯木齊地鐵1號線三屯碑站位于線路南段，直接與燕兒窩停車場相連，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。為提升線路運營能力，實現(xiàn)線路遠(yuǎn)期運能與應(yīng)急恢復(fù)能力的目標(biāo)。本論述首先對烏魯木齊地鐵1號線三屯碑站前、站后折返作業(yè)過程進(jìn)行了分析;其次，采用圖解法計算了不同折返方式下的折返時間、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：列車運行系統(tǒng);三屯碑站;折返時間;折返能力

中圖分類號：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號線作為自治區(qū)首府首條開通地鐵線路，其運營能力的大小、折返方式的選擇都會影響服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)。三屯碑站作為終點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號線為例，對站后折返能力進(jìn)行了計算并進(jìn)行了適應(yīng)性分析。文獻(xiàn)[2]通過島式車站列車折返過程的分析和折返時間的計算，揭示了城市軌道交通列車折返能力的計算方法。文獻(xiàn)[3]對單渡線站前折返和雙渡線站前折返的流程及特點進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[4]從設(shè)計角度提出了搭建城市軌道交通折返能力仿真平臺與方法。文獻(xiàn)[5]從干擾強度和干擾概率的角度對中間站的折返能力進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[6]針對目前大多數(shù)A型車的選擇，對站前雙折返線折返能力進(jìn)行了理論計算，分析了站前雙折返線的技術(shù)經(jīng)濟性。提出新線可按站前雙折返站的優(yōu)點。文獻(xiàn)[7]基于CBTC系統(tǒng)，分析了道岔限速對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編制運行圖的影響。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、制定各個環(huán)節(jié)操作的標(biāo)準(zhǔn)時間以及減少人為原因晚點的行車組織優(yōu)化方案。

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

1列車折返能力的計算

三屯碑站為側(cè)式站臺，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)信號機，XC下行出站信號機，sc上行出站信號機，z1為折返線1阻擋信號、z2折返線2阻擋信號機，線路設(shè)計可滿足列車站前折返、站后折返。

1.1站前折返能力計算

1.1.1站前折返作業(yè)過程

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)過程為。

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

（2）運行上行站臺停穩(wěn)后，司機換端，乘客上車，sc信號機開放。

（3）關(guān)閉車門關(guān)閉，列車出站。

1.1.2站前折返作業(yè)時間計算

站前列車折返時間可分為進(jìn)站時間、停站時間、出站時間等三個環(huán)節(jié)，站前折返進(jìn)程見圖3。

（1）進(jìn)站時間：列車從F7運行至D點時間t1，出清D點運行至車站下行站臺停穩(wěn)時間t2，當(dāng)列車出清D點后，可實現(xiàn)出站進(jìn)路的辦理。

（2）停站時間：列車站臺作業(yè)時間T。

（3）出站時間：列車從站臺啟動到出清E點時間t3。故列車站前折返時間T=t1+t2+Tz=108s。

1.2站后折返能力計算

1.2.1站后折返作業(yè)過程

利用折返線2進(jìn)行折返時，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)過程為。

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

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

（3）運行至上行站臺，作業(yè)完畢，車門關(guān)閉，列車出站。

1.2.2站后折返作業(yè)時間計算

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

（1）進(jìn)入折返線2的時間：列車從XC運行至A點為t1，出清A點運行至車站下行站臺停穩(wěn)時間為t2，當(dāng)前行列車出清A點后，可實現(xiàn)F4-SC進(jìn)路的辦理。

（2）折返線2換端時間：列車在折返線2停穩(wěn)開始計算，包含列車停穩(wěn)、乘客乘降時間、司機換端時間及冗余時間，Tz表示列車在車站停穩(wěn)到啟動時間。

（3）折返線2到下行站臺時間：列車出清G點上行站臺停穩(wěn)，整個過程中列車完成加速，勻速，減速三個過程，其時間為t3。

（4）停站時間：乘客乘車時間，這個過程可實現(xiàn)出站進(jìn)路的辦理。

（5）出站時間：列車從上行站臺到出清E點時間。

從圖6、圖7中可知，列車從上行站臺運行至下行站臺方可完成折返，故列車站后折返時間T=t1+t2+Tz=121s。

1.2.3站后折返能力計算

當(dāng)列車出清E點，后續(xù)列車的進(jìn)站進(jìn)路F6-SC方可辦理，前行列車出請G點，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運能分析

通過對站前折返、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)時間108s，站后彎進(jìn)直出方式下折返發(fā)車作業(yè)時間為121s，已知1號線采用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)車間隔時間為160s，單位小時內(nèi)科折返車輛22.5對，其單位小時內(nèi)運能為4.19萬人次/h。

（2）三屯碑站采用站前折返方式，折返作業(yè)發(fā)車間隔時間為138s，折返能力為26.08對，其單位小時內(nèi)運能為4.85萬人次/h，相比站前折返，運能增加了16%。

3結(jié)論及建議

（1）采用站前折返方式，雖單個列車在折返線完成的時間短，且由于后續(xù)在追蹤時與前方列車會產(chǎn)生進(jìn)路沖突，存在敵對進(jìn)路，因此會增加列車的追蹤的間隔，降低線路運能，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，單位時間內(nèi)完成列車數(shù)量較多，運能較大，進(jìn)路互相干擾較少，且道岔發(fā)生故障時，對行車作業(yè)影響較少，因此，在日常行車組織過程中建議采用站后折返方式。