曾翠峰
(深圳市地鐵集團有限公司,廣東深圳 518026)
《地鐵設計規范》(GB 50157-2003)規定:最大通過能力不小于30對的運營線路,宜采用完整的列車自動控制(ATC)系統;列車通過能力宜按遠期設計,折返能力必須適應遠期運營要求。
深圳地鐵1號線信號系統采用德國西門子公司提供的城市軌道交通集成ATC系統和部分國內配套設備,是基于數字軌道電路的準移動閉塞系統,設計行車間隔為90 s,折返能力為120 s。
采用LZB700M系統的停車點及安全區段為190 m、通過道岔最高速度為30 km/h、道岔轉換時間為6 s(假定存在并行轉換)、運行冗余為2%等基礎數據,通過全面線路模擬工具FALKO進行動態模擬完整的120 s行車間隔時刻表顯示在終點羅湖站有額外的60 s冗余時間,即設計折返時間小于100 s。
但在行車間隔為120 s的運行圖實測中,情況卻并不理想,幾次實測均沒有順暢完成。本文結合實際運營狀況,詳細分析折返進路和作業流程對羅湖站折返能力的影響,在此基礎上提出相應的改進措施及對折返站設計的建議。
羅湖站信號布置平面如圖1所示。
站前折返一般采用交替接發車方式,分析站前折返的折返間隔時分時,主要應考慮以下2種情況。

(1)當到站列車在進入下行站臺,并出清S2→S1進路的最后一個道岔區段后,出發列車在上行站臺可辦理X2→F1(F1為虛擬信號機)的發車進路,如圖2所示。

(2) 當到站列車在進入上行站臺,出發列車在下行站臺辦理X1→F1的發車進路時,無需出清S2→S3進路的最后一個道岔區段,如圖3所示。

第一種情況,出發列車受到出清接車進路道岔的影響,對折返能力的影響較大。
第二種情況,出發列車不受出清接車進路道岔的影響,對折返能力的影響較小。
以第一種情況為例,折返間隔時間,由以下幾個時間所組成(以下括號內時間為羅湖站實測時間)。
1) 到站列車從X3到出清S2→S1進路的最后一個道岔區段的時間T1(46 s);
2) X2→F1進路的排列時間T2(10 s);
3) 發車延誤時間 T3;
4) 出發列車啟動至出清X2→F1進路的最后一個道岔區段的時間T4(42 s);
5) S2→S3進路的排列時間T5(10 s)。
發車延誤時間T3=0時,折返間隔時間=T1+T2+T3+T4+T5=108 s。
根據實測數據計算,羅湖站在發車無延誤時,站前折返的折返時間滿足120 s折返能力的要求。
折返間隔時間T1+T2+T3+T4+T5中,在車輛與信號系統正常的情況下,T1、T2、T4、T5是固定不變的,而T3會受作業流程的影響導致發車延誤。當延誤時間大于12 s時,折返間隔時間不能滿足120 s的要求。
表1中數據顯示,絕大部分列車在羅湖站發車時出現大于12 s的延誤。
香港地鐵的中環、油麻地和柴灣等終點折返站均采用站前折返,采用11號道岔,在實際運營中已實現115 s折返。
通過觀察表1、表2,并對延誤時間分析可知。
在作業流程中導致發車延誤的因素有2個:一是乘客上下車影響,如果司機關門時有乘客搶上搶下,導致在DTI倒計時為0時,車門(包括駕駛室門)及屏蔽門尚未完全關閉,影響正點發車;二是深圳地鐵折返作業流程中,當DTI倒計時為0時,ATO燈才點亮,司機判斷ATO燈亮并按壓ATO按鈕需要反應時間和操作時間,影響正點發車。
第一種情況不能完全避免,可通過宣傳和管理盡量避免;針對第二種情況的改進措施在下面進行探討。
(1)在控制軟件中修改ATO燈亮時機。在DTI倒計時為6~8 s時,ATO燈閃亮。當車門(包括駕駛室門)及屏蔽門關閉作業已完成、ATO燈閃亮時,司機按壓ATO按鈕。當信號開放、DTI為0時,ATO燈亮,列車啟動。也就是說提前給司機反應時間和操作時間。
(2)調整折返站的司機關門時機。當DTI倒計時為20~25 s時,司機關閉車門,保證在ATO燈亮前,車門(包括駕駛室門)及屏蔽門關閉作業已完成。
(3) 在運行圖編制時,可考慮下行站臺出發列車提前15 s發車,提前滿足下行站臺的接車條件。

表1 2009年9月1日連續20列車羅湖發車延誤時間實測統計

表2 香港地鐵與深圳地鐵折返作業流程對比
(1)理論上深圳地鐵羅湖站站前折返的折返間隔時間滿足120 s折返能力的要求。
(2)通過改進控制軟件和調整作業流程,羅湖站站前折返在實際運營中可以滿足120 s折返間隔時間的要求。
(3)對折返站設計的建議。
1)線路設計時,如果線路一端設計為站前折返,線路另外一端最好設計為站后折返,這樣能給行車秩序調整留有余地。
2)運營中實際折返時間應比設計折返時間增加約20 s,即設計折返時間為100 s時,能夠做到的實際折返時間約為120 s。
3)需考慮列車啟動條件對折返能力的影響。
[1] GB 50157-2003 地鐵設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2003.
[2] 深圳地鐵集團有限公司.深圳地鐵1號線信號系統(技術規格書)[G].2001.
[3] 西門子信號有限公司.深圳地鐵一號線、四號線信號系統 A卷 技術卷 [G]. 2001.