地鐵郊區(qū)長大線路列車救援影響分析研究

林智 曾溢暉

摘 要：為了有效降低列車故障救援對正線運(yùn)營的影響，本研究基于新舊國標(biāo)下，對列車故障救援進(jìn)行對比分析，通過建立模型、數(shù)據(jù)測試及實(shí)例驗(yàn)證，得出新增長大線路避讓線作為故障救援停車點(diǎn)，可減少故障救援后第三趟列車的晚點(diǎn)時(shí)間，降低乘客最大候車時(shí)間，降幅分別達(dá)26%～81%、15%～55%，具有極大的社會效益，可為后續(xù)線路配線設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;長大區(qū)間;列車救援

近年來，隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，部分城市相繼開通了郊區(qū)線路，然而城市郊區(qū)線路多為長大線路，具有站間距離長、救援路徑長、旅行速度高等特點(diǎn)，如發(fā)生列車救援，勢必對列車晚點(diǎn)和乘客出行帶來較大影響。國內(nèi)外學(xué)者對城市軌道交通列車救援方案的研究主要集中在常規(guī)線路方面，如劉煥軍等[1]為地鐵列車司機(jī)救援演練制動操作方式的合理性提供依據(jù)，基于Simulink 模塊建立地鐵列車縱向動力學(xué)模型，對列車救援工況下車鉤力進(jìn)行仿真分析，并提出救援演練制動操作方式優(yōu)化建議;朱巧珍[2]等以站臺滯留人數(shù)與加開備用列車數(shù)的加權(quán)和最小為目標(biāo)，構(gòu)建故障救援情形下的地鐵列車調(diào)度調(diào)整混合整數(shù)規(guī)劃模型;陳穎斌[3]等為盡可能避免城市軌道交通列車發(fā)生故障救援、提高救援處置效率、較少延誤時(shí)間，對城市軌道交通列車故障救援相關(guān)的規(guī)程、人員操作、設(shè)施設(shè)備3個(gè)方面進(jìn)行分析;馬波[4]對比了國內(nèi)城市軌道交通相關(guān)列車故障救援的做法，建立了城市軌道交通列車故障救援作業(yè)流程;湯霖[5]等基于弧段覆蓋理論、覆蓋衰退理論和考慮時(shí)間滿意度的覆蓋理論，設(shè)計(jì)考慮時(shí)間滿意度和最大覆蓋率的救援列車部署方案;劉紀(jì)儉[6]等通過對一條線路不同位置發(fā)生列車故障救援時(shí)救援路徑的選擇進(jìn)行了探討，分析了救援路徑的種類及路徑的選擇方法。

城市軌道交通列車救援在常規(guī)線路救援方案的組織優(yōu)化研究方面取得了豐富的成果，但是在眾多列車救援的研究文獻(xiàn)中卻鮮有針對城市軌道交通郊區(qū)長大線路的研究，然而郊區(qū)長大線路列車救援相對常規(guī)線路對列車晚點(diǎn)及乘客出行方面具有更大的影響，隨著城市軌道交通郊區(qū)長大線路的不斷開通，如何組織最優(yōu)化的郊區(qū)長大線路列車救援方案，將是更加值得深思的問題。本文基于城市軌道交通郊區(qū)長大線路特點(diǎn)及新舊國標(biāo)的背景下，從降低列車晚點(diǎn)時(shí)間及乘客最大候車時(shí)間方面，研究如何降低郊區(qū)長大線路列車救援的影響。

1 新舊國標(biāo)對比分析

2019年10月16日，交通運(yùn)輸部發(fā)布《城市軌道交通行車組織管理辦法》，并于2020年4月1日起實(shí)施。其中，第二十六條明確指出“連掛后兩列車均為空駛時(shí)，推進(jìn)運(yùn)行速度不應(yīng)超過30 km/h，牽引運(yùn)行速度不應(yīng)超過45 km/h;任一列車載客的運(yùn)行速度不應(yīng)超過25 km/h”。相比原標(biāo)準(zhǔn)，空載推進(jìn)速度下降33.3%，載客救援推進(jìn)速度下降37.5%、空載救援牽引速度降44.4%。

本研究結(jié)合某地鐵A號線及B號線并選取列車故障救援的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行新舊國標(biāo)下的對比分析，得出A號線：舊國標(biāo)下旅行速度與救援推進(jìn)速度對比為增幅44.4%（快車80%），新國標(biāo)下旅行速度與救援推進(jìn)速度對比為增幅22.2%（快車55.6%）;B號線：舊國標(biāo)下旅行速度與救援推進(jìn)速度對比為增幅117%（快車170%），新國標(biāo)下旅行速度與救援推進(jìn)速度對比為增幅83.3%（快車133%）。以A號線、B號線為例，選取最困難點(diǎn)，A號線救援路徑最長點(diǎn)推進(jìn)距離約為32.59 km，B號線救援路徑最長推進(jìn)距離為18.2 km，基于前期救援演練數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對比并結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)救援速度調(diào)整后對影響故障救援的指標(biāo)分析，選取影響最大的數(shù)據(jù)，得出結(jié)果如表1.1所示：

3 實(shí)例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

某地鐵A號線和B號線列車、線路數(shù)據(jù)如表3.1、3.2所示：

3.2 安全性測試

計(jì)軸占用測試：完成線路12個(gè)側(cè)股地點(diǎn)測試，停放兩列車后，計(jì)軸均不占用道岔區(qū)段。動車測試：完成線路12個(gè)側(cè)股地點(diǎn)停放兩列車后，后續(xù)列車均可排列進(jìn)路，ATO/PM/RMF/CUT-OUT駕駛模式通過直股無異常。物理侵限檢查：完成線路12個(gè)側(cè)股地點(diǎn)停放兩列車后，距離前、后道岔警沖標(biāo)約65 m，物理空間滿足安全需求。NCO（非通信障礙物）蔓延測試：完成線路12個(gè)側(cè)股地點(diǎn)，停放兩列車后，后續(xù)列車通過均會產(chǎn)生軟NCO蔓延，但不影響列車運(yùn)行，列車通過后消失。得到測試結(jié)果如下：

避讓線共12個(gè)地點(diǎn)均可作為救援組織時(shí)停放連掛列車的臨時(shí)存車線，上述避讓線均具備停放2列連掛電客車的物理?xiàng)l件（未占用前后方道岔計(jì)軸區(qū)段、未越過前后方警沖標(biāo)），信號存在NCO軟蔓延至岔區(qū)計(jì)軸現(xiàn)象，不影響直股列車的正常通行（ATO/PM/RM/CUT-OUT模式均測試），具體測試結(jié)果數(shù)據(jù)如表3.3所示。

3.3 結(jié)果分析

在選取了多個(gè)故障位置進(jìn)行了24次列車故障救援演練測試后，測試結(jié)果顯示：連掛動車時(shí)間均控制在15分鐘內(nèi)，平均用時(shí)13.95分鐘，達(dá)到目標(biāo)值。在完成列車故障救援連掛動車流程統(tǒng)一規(guī)范及避讓線可停放兩列電客車測試后，根據(jù)測試結(jié)果對既有救援方案進(jìn)行優(yōu)化，針對困難點(diǎn)利用救援晚點(diǎn)公式對受影響的后續(xù)第三趟車進(jìn)行晚點(diǎn)時(shí)間計(jì)算測試，結(jié)果表3.4所示。

由表3.4知，按照原方案實(shí)施救援，A號線最困難點(diǎn)出現(xiàn)故障第三趟車，最大晚點(diǎn)高達(dá)47.34分鐘，乘客最大等候時(shí)間為63.84分鐘;優(yōu)化救援方案后，通過避讓線存放故障車及救援車后，最困難點(diǎn)出現(xiàn)故障第三趟車，最大晚點(diǎn)下降到13.93分鐘，乘客最大等候時(shí)間下降到30.43分鐘，下降幅度分別為71%及52%，均超過50%以上。

4 結(jié)語

本文基于新舊國標(biāo)對列車故障救援對比分析的背景下，通過建立模型、實(shí)例驗(yàn)證及安全性測試得出通過新增長大線路避讓線作為故障救援停車點(diǎn)，可有效減少故障救援后的第三趟列車晚點(diǎn)時(shí)間及降低乘客最大候車時(shí)間。因此，本研究可以有效的降低列車故障救援對于正線運(yùn)營的影響，提高地鐵服務(wù)水平，具有極大的社會效益。本研究改造成本低，僅需在避讓線合適位置增加指引司機(jī)停車位置標(biāo)識，可為后續(xù)線路配線設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉煥軍，劉世，趙海，等.地鐵列車救援演練制動操作方式優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2021（2）：8-11.

[2]朱巧珍，柏赟，閆冬陽，等.故障救援情形下的地鐵列車調(diào)度調(diào)整模型[J].中國鐵道科學(xué)，2021，42（1）：166-174.

[3]陳穎斌，潘寒川，劉志鋼，等.城市軌道交通列車救援組織優(yōu)化探討[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2019，41（9）：105-109.

[4]馬波.城市軌道交通列車故障救援組織優(yōu)化研究[J]. 交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2016，14（4）：76-80.

[5]湯霖，孟學(xué)雷，郭文博，等.基于覆蓋理論的鐵路救援列車部署方案研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2018，15（6）：1609-1617.

[6]劉紀(jì)儉，凌松濤.地鐵列車救援路徑的選擇[J].城市軌道交通研究，2014，17（12）：80-82+106.