天津地鐵5、6號線共線運營段能力分析

龍永芳

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司,天津 300142)

1 研究背景

天津地鐵5號線北起北辰區雙街,南至津南區大寺；天津地鐵6號線北起大畢莊停車場,南至李七莊,兩者均為天津市中心城區的外部填充線。根據建設規劃(建設項目的設計年限按項目建成通車年為基準年,初期為建成通車后第3年、近期為第10年、遠期為第25年,本項目研究年度初、近、遠期分別為2016、2023、2038年),5號線初期建設范圍為北辰區雙街—河西區環湖西路,從環湖西路站開始修建聯絡線至天津地鐵6號線的體育中心站,與6號線共同組成一條環線。初期5號線從體育中心站開始與6號線共線運營至終點李七莊站,近期若運輸能力富余,也可以考慮共線運營,遠期當客流增幅較大時,兩線分開運營,體育中心站—李七莊站劃歸5號線。

下面對5、6號線的共線運營段,即體育中心站—李七莊站進行能力適應性分析。

2 運營方案

2.1 列車編組方案

5、6號線各研究年度均采用B型車6輛編組,定員1 440人/列。

2.2 列車運行交路

5、6號線初、近期運行交路分別如圖1、圖2所示。

圖1 5號線初、近期列車運行交路

圖2 6號線初、近期列車運行交路

3 共線運營段能力適應性分析

近期5號線高峰小時開行大交路10對列車,小交路7對列車；6號線高峰小時開行大交路12對列車,小交路6對列車。若考慮5、6號線近期仍然在體育中心站—李七莊站區間共線運營,由于體育中心站為5、6號線共用的小交路折返站,而列車折返能力通常是軌道交通最終通過能力的限制因素,因此需要檢算體育中心站的折返能力是否能夠滿足需要。

3.1 體育中心站折返形式

體育中心站采用站后折返形式,車站配線形式如圖3所示。

圖3 5號線體育中心站配線示意

3.2 列車折返能力的概念

列車折返能力是指軌道交通折返站在1 h內能夠折返的最大列車數,其計算公式為

式中n折返——折返能力，列/h；

I到達——列車在折返站的最小到達間隔時間，s；

I出發——列車在折返站的最小出發間隔時間，s。

應該強調的是,列車折返間隔時間與列車在折返站停留時間是兩個不同的概念,前者反映的是兩列列車在折返站先后出發或到達的時間間隔,而后者反映的是一列列車在折返站由到達至出發、或由出發至到達的時間間隔。

3.3 計算基礎參數

(1)列車編組為B型車6輛,3動3拖,列車長度為120 m；

(2)正線列車運行最高速度78 km/h；

(3)道岔側向限速30 km/h；

(4)平均加速度為0.5 m/s2,啟動平均加速度為0.83 m/s2,常用制動減速度為1.0 m/s2；

3.4 列車最小出發間隔

考慮到列車進路存在干擾問題,列車到達優先于列車出發,因此列車最小出發間隔一般大于或等于列車最小到達間隔,故只需計算列車最小出發間隔即可以保證列車折返能力不被高估。

I出發=t離去+t轉換+t出線+t停站

式中I出發——列車最小出發間隔；

t離去——出發列車尾部駛離車站閉塞分區的時間；

t轉換——列車折返時辦理進路、開放信號等的作業時間,一般取13 s,其中辦理進路時間3 s、選路及鎖閉進路含轉轍機動作時間9 s、信號機開放時間1 s；

t出線——列車從折返線起車至車站站臺的時間；

t停站——列車停站時間。

從李七莊方向來的5、6號線列車共線運營至體育中心站,接入共用的站臺,由于體育中心站為小交路的折返站,因此按照以下兩種情況分別計算列車最小出發間隔時間。

根據5、6號線的運行交路和行車計劃,在小交路體育中心站有以下兩種折返形式。

(1)前行列車由1站臺駛離車站5、6號線并線道岔D點；辦理進路并開放信號；列車由折返線A點運行至1站臺停車；停站時間內乘客上車完畢并開放信號,列車發車,見圖4。

圖4 體育中心站折返示意(一)

經過計算,該種情況的列車最小出發間隔時間I出發=25+13+45+30=113 s。

(2)前行列車由1站臺駛離車站5、6號線并線道岔D點；辦理進路并開放信號；列車由A點運行至1站臺停車；停站時間內乘客上車完畢并開放信號,列車發車,見圖5。

圖5 體育中心站折返示意(二)

經過計算,該種情況的列車最小出發間隔時間I出發=25+13+31+30=99 s。

若需要體育中心站的折返能力滿足要求,列車最小出發間隔時間I出發最大不能超過92 s(考慮5、6號線高峰小時共開行35對列車,同時考慮10%的能力富余量,即需滿足開行39對列車)。從以上的分析可以看出,兩種列車出發作業過程的情況同時存在,因此體育中心站的折返能力不能滿足要求(在列車最小出發間隔時間已經不能滿足折返能力要求的前提下,無需再計算列車最小到達間隔時間)。

綜上所述,在體育中心站采用前述車站配線形式,5、6號線采用前述列車開行方案的前提下,從近期開始5、6號線已不能共線運營,兩線應分開運營。

4 結語

根據天津地鐵5、6號線共線運營的特點,對共線運營段的能力適應性進行分析。由于車站折返能力是城市軌道交通能力的關鍵環節,直接影響著整個系統的運輸能力和效率,因此研究共線運營段的小交路折返車站體育中心站的折返能力,分別計算了兩種不同折返形式的列車最小出發間隔,從而得出結論：體育中心站的折返能力不能滿足近期(2023年)運營的要求,因此從近期(2023年)開始天津地鐵5、6號線已不能共線運營,兩線應分開運營。

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