渡線設置對南京地鐵車站折返能力影響的分析

花修坤

（南京鐵道職業技術學院，講師，江蘇 南京 210031）

引導列車由一股道過渡到相鄰股道的設備稱為渡線。列車在單位時間內通過折返作業改變運行方向，再向同向區間連續發出的最大列車數為折返站折返能力。城軌車站渡線的主要功能是辦理列車的折返轉線，不同的渡線設置方式將直接影響折返能力，進而影響城軌車站高峰時間段運輸效率。

南京地鐵目前已經開通1號線、1號線南延線和2 號線，已初步形成運營網絡。2015年預計有3 號線、10號線、6號線機場段、12號線、11號線和4號線的一期線投入運營，線網總規模將達220 km。由于城軌車站站型及配線形式、信號系統、車輛性能等因素是相對固定的，在南京地鐵網絡化運營后，產生了一些換乘站及折返段（基地），如何合理設置車站渡線，對于確保行車安全和提高行車組織效率及服務水平有著顯著意義。因此，研究車站渡線設置和折返能力的關系就顯得非常必要。以往的研究大都是對上述因素的關聯性進行定性探討，缺少定量分析，本文以南京地鐵為背景，分析車站功能布局，就車站渡線設置和折返能力的關系進行定性和定量的探討。

1 渡線設置形式與車站折返能力

渡線布置形式是影響折返出發間隔時間的一個重要因素。折返能力的大小主要由折返出發間隔時間決定的，折返能力與出發間隔時間成反比關系。

列車折返主要有站前折返、站后折返等方式。根據折返站在線路中的位置，列車折返有終點折返和中間折返2 種情形。在不同的車站折返，折返作業受渡線布置形式的影響〔1〕。

1.1 站后渡線設置與車站折返能力

1.1.1 站后雙線折返 站后雙線折返利用2條渡線折返，折返線內始終保留一列車。作業過程如下：1）列車①駛出折返線1，到達上行站臺。如圖1。

圖1 站后雙線折返作業過程（1）

2）列車①在上行站臺上客，列車③到下行站臺下客，同時列車②在折返線1 進行換向作業。如圖2。

圖2 站后雙線折返作業過程（2）

3）折返列車③進入折返線2，折返列車①駛出折返線1 到達上行站臺上客（同時列車③進行換向作業），折返列車④到達下行站臺下客。

4）折返列車④進入折返線1。

將上述作業過程匯總成折返作業流程圖（圖3）。

圖3 站后雙線折返作業流程圖

由圖3 可知，折返站連續向上行區間發車的間隔時間為：式中：t1～t5的意義見圖3；

t6為準備折返列車④到折返線1的進路時間；

t7為折返列車④由折返線1 駛入上行站臺時間；

t8為辦理折返列車③由折返線2到上行站臺的進路時間。

根據南京地鐵公司提供的2011年數據，對1 號線列車折返作業時間標準進行匯總（見表1）。

表1 南京地鐵列車折返作業時間標準匯總表

由表1 可知：t1=30 s，t2=15 s，t3=35 s，t4=15 s，t5=35 s，t6=15 s，t7=35 s，t8=15 s。

1.1.2 站后單線折返 站后單線折返有2 種情況，一種是直進側出，另一種是側出直進，但這2種情況的走行進路用時相同，現任選其中一種情況分析：

1）列車①從本線進入上行站臺進行上客作業，同時準備折返列車②到折返線1的進路。如圖4。

圖4 站后單線折返作業過程（1）

2）折返列車①上客完畢駛離上行站臺，折返列車②駛入折返線1。

3）折返列車②換向后，由折返線1 進入上行站臺進行上客作業，折返列車③在下行站臺進行下客作業，同時準備折返列車③到折返線1 的進路，如圖5。

圖5 站后單線折返作業過程（2）

將上述作業過程匯總成折返作業流程圖（圖6）。

圖6 站后單線折返作業流程圖

由圖6可知，折返站連續向上行區間發車間隔：

式中：t1、t2、t4、t5意義見圖6；

t3為辦理進路的時間；

t6為折返列車②由折返線2 進入上行站臺時間。

根據表1數據，代入公式（2），可知：T后單折=95 s，單位時間開行列車對數為37對。

1.2 站前渡線設置與車站折返能力

1.2.1 站前雙線折返 站前雙線折返即是利用上下行站臺同時折返，上行站臺側到直發，下行站臺直到側發。車站始終保留至少一列折返列車，初始化狀態為車站上下行站臺各停一列車，折返過程如下：

1）列車①由上行本線出發后，辦理折返列車③的接車進路，如圖7。

圖7 站前雙線折返作業過程（1）

2）折返列車③經2/4 號道岔進入上行站臺，辦理下客和上客作業，同時完成換向作業，折返列車②由下行站臺經1/3號道岔出清聯鎖區域，如圖8。

圖8 站前雙線折返作業過程（2）

3）辦理折返列車④的接車進路，折返列車④經本線下行站臺進行上下客作業，同時進行換向作業。折返列車③由上行本線出發后，出清聯鎖區。

將上述作業過程匯總成折返作業流程圖（圖9）。

圖9 站前雙線折返作業流程圖

式中：t1、t3、t4、t6、t7意義見圖9；

t2為辦理折返列車③的接車進路的時間；

t5為辦理折返列車④的接車進路。

由于列車側向過岔速度和直向過岔速度近似相等，所以：t1+t3=t4+t6，

由此可得：

根據表1數據，代入公式（3），可知：

1.2.2 站前單線折返 站前單線折返是僅利用上行站臺或下行站臺進行折返，另一條折返線作為備用和存車線，從列車進站應減速、出站需加速以及乘客乘坐的舒適性考慮，側到直發是較為合理的列車運行組織辦法。下面就側到直發來研究站前單行線折返，其折返過程如下：

1）折返列車①由上行站臺出發后，辦理折返列車②的的進路，折返列車②進入上行站臺進行下客和上客作業，同時并完成換向作業。如圖10。

圖10 站前單線折返作業過程（1）

2）辦理折返列車②的發車進路，此項作業在上下客同時辦理。

將上述作業過程匯總成折返作業流程圖（圖11）。

圖11 站前單線折返作業流程圖（2）

由圖11可知，折返站連續向上行區間發車的間隔時間為

根據表1數據，代入公式（4），可知：

T前單折=110 s，單位時間開行列車對數為32對。

2 定性與定量分析

2.1 定性比較 當渡線布置形式為站后時，列車站后折返走行無干擾，安全系數高，且無論采用島式站臺還是側式站臺，上下客作業沒有交叉，客運組織方便〔2〕。但由于折返列車必須駛入折返區段，需要一定的走行時間，且列車換向與上下客不能平行作業，在一定程度上減小了站后折返能力。

當渡線布置形式為站前時，上下客與列車換向可以同時進行，縮短了折返作業時間，提高了折返能力〔3〕。相比較站后折返，站前折返的折返列車進路與后續列車進站有交叉，折返列車必須緊湊作業才能保證后續列車正常進站；上下客作業在同一側站臺進行而且是帶客折返，客流容易產生交叉〔4〕。采用雙線折返時，列車不固定停靠在哪一站臺，對乘客選擇乘車方向帶來一定的困難。

2.2 定量分析 根據表1 和公式（1）～（4）計算結果，對各種渡線設置情況下的折返能力進行比較分析，匯總如下：

站后雙折與站后單折：Δt1=2.5 s

站前單折與站前雙折：Δt2=30 s

站后雙折與站后雙折：Δt3=17.5 s

站前單折與站后單折：Δt4=15 s。

從而得出如下結論：站后雙線折返能力和站后單線折返能力相差不大；站前雙線折返能力明顯比站前單線折返能力大；站前雙線折返能力明顯比站后雙線折返能力大；站前單線折返能力明顯比站后單線折返能力小。

南京地鐵1 號線和1 號線南延線共線部分的多數車站及樞紐站由于客流較大，為了提高折返能力，減小發車間隔時間，采用了站前折返方式；而在1號線經過的河西地區，由于客流密度不大，為了提高乘降服務水平，大部分車站采用了站后折返形式。

3 結束語

通過以上探討可以看出，地鐵車站渡線設置應綜合考慮各方面因素，從行車、服務、投資等方面做出比較，選出符合自身情況的設置要求。當2個具備車站渡線設置條件的車站進行比較時，從提高運輸能力方面考慮，采用站前折返方式較為有利；從提高服務水平方面考慮，采用站后折返方式較為有利〔5〕。對于城軌運輸企業來說，應用以上結果作為參考，通過合理設置車站渡線，提高折返能力，是確保行車安全，提高行車組織效率，提升客運服務質量的一個有效途徑。

〔1〕林瑜筠.城市軌道交通運輸設備〔M〕.北京：中國鐵道出版社，2009：82-89.

〔2〕張國寶.城市軌道交通運營組織〔M〕.上海：上海科學技術出版社，2006：106-108.

〔3〕城市軌道交通建設和運營技術〔C〕.上海：同濟大學出版社，2008：44-45.

〔4〕藺增良.終點站兩種折返方式的利弊分析及折返能力計算〔C〕.北京：中國鐵道出版社，2006：50-53.

〔5〕Servicing South Africa’s new rapid rail link Tunnels &Tunnelling International〔M〕2008.Jun（38）