呼和浩特市軌道交通1號線配線設置方案研究

郭彥東

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,710043,西安//工程師 )

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呼和浩特市軌道交通1號線配線設置方案研究

郭彥東

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,710043,西安//工程師 )

呼和浩特市軌道交通1號線是內蒙古自治區規劃建設的第一條城市軌道交通項目。由于該線敷設方式、客流特征、后續項目建設時序等均存在不確定因素,因而其配線設置存在諸多難點。以1號線為例,對軌道交通項目配線設置需統籌考慮的重點問題和設置原則進行了探討,對影響1號線配線設置的主要因素進行了全面分析,選擇出了運營效果好、工程實施條件良好、經濟合理的配線設置方案, 并對配線設置的合理性及運營效果進行了分析。

呼和浩特市; 軌道交通; 配線設置; 運營組織

Author′s address China Railway First Survey & Design Institute Group Co.,Ltd.,710043,Xi′an,China

呼和浩特市軌道交通1號線是線網中東西向的主骨架線(見圖1),全長約34.1 km,共設車站25座(其中地下站16座,高架站9座)。該線一期工程為金海工業園區至白塔段,線路長22.24 km (其中地下線18.50 km,高架線3.49 km,敞口段0.25 km);設車站19座(其中地下站16座,高架站3座),平均站間距1.19 km。換乘站4座,分別與軌道交通2、3、4、5號線換乘。

1號線全線設1段1場,設牽引變電站2座、控制中心1座,均在一期工程中實施[1]。

城市軌道交通的配線是為運營組織服務的。配線設置方案應以運營方便、功能完善為目的,盡量做到工程實施條件良好、造價經濟合理。本文即對1號線的配線設置中需統籌考慮的問題和設置原則進行了探討。

圖1 呼和浩特市軌道交通1號線線路走向示意圖

1 配線設置原則

呼和浩特市軌道交通1號線配線的設置原則和要求主要有以下幾點:

(1) 車站配線應按全網、全線分層布局和配置。按線網規劃確定設置正線間聯絡線及其渡線,確定段、場與正線接軌站的配線;按運行交路確定折返站及其配線,既滿足各設計年度的設計運行交路要求,又具有良好的適應性和靈活性。

(2) 配線設置應充分考慮一定的運能余量以及運輸組織的靈活性。除在折返站設置折返線外,當兩個具備臨時停車條件的車站相距過遠時,為滿足故障運營需要,根據GB 50157—2013《地鐵設計規范》規定:正線應每隔5～6座車站或8～10 km設置停車線,其間每相隔2～3座車站或3～5 km應加設渡線[2],以方便列車臨時停車、折返或組織臨時運行交路。

(3) 停車線設在折返站時,應與折返線分開設置,停車線尾端應設置單渡線與正線貫通。

(4) 全線配線設置需考慮不同開通時期列車折返和運輸組織的需要。

(5) 配線的設置需考慮線路的敷設方式、工程條件及工程造價等因素。

(6) 配線的設置應滿足列車故障時局部實現單線運營的要求,避免因部分線路堵塞而引起線路停運。

(7) 停車線或渡線的設置要考慮全線配線布置的均勻性。

(8) 車站配線的合理設置是列車安全行車、正常運行和提高運營管理應變能力的重要保證[3]。

2 配線初步設置方案

(1) 車輛段(停車場)出入線:是連接車輛段(停車場)與正線的輔助線,用于向正線發出列車和接收回段(場)列車。車輛段出入段線的設置,應盡量減少進出段列車對正線列車的干擾,以保證行車安全。根據運營需求和場、段選址方案研究,1號線全線設1段1場。車輛段出入段線接入金海工業園區站,白塔停車場出入線需接入白塔站。

(2) 聯絡線:用于連接不同軌道交通的線路,一般在具有車輛資源共享或大架修基地共享的線路之間設置。根據線網資源共享方案研究結論,1號線在回民區政府站東北象限設置與5號線的聯絡線,在新華廣場站西南象限設置與2號線的聯絡線。

(3) 折返線:用于組織列車折返,一般設置在列車始發站、終到站及小交路折返站。根據運輸需求,1號線一期工程列車需在金海工業園區站和白塔站折返,金海工業園區站折返線可與車輛段出入段線合設,白塔站折返線可與停車場出入線合設。

(4) 停車線:供故障列車臨時存放,或用于存放熱備車等,也稱存車線。1號線需根據運營需要在車輛段、停車場接軌站之間適當設置停車線。

(5) 渡線:一般需配合折返線、停車線和聯絡線設置,也可根據運營需求單獨設置,以方便故障情況下組織臨時交路和工程車折返。1號線需在折返站設置單渡線,還需根據運輸需要適當設置單渡線。

3 重點車站配線設置研究

根據初步分析,1號線列車折返線、聯絡線、單渡線的設置方案較為明確,以下重點對車輛段出入線、停車場出入線和停車線的設置方案進行分析比選。

3.1 車輛段出入線

根據1號線車輛段選址方案,車輛段出入段線需接入金海工業園區站。金海工業園區站位于呼和浩特市回民區新華西街與西二環路路口東側,沿新華西街東西向敷設。站位北側為城市休閑廣場,南側為多層住宅樓,東側為鐵路專運線。

金海工業園區站為1號線一期工程起點站,初期交路及近、遠期小交路的折返站,為地下車站。由于受車輛段選址與二期線站位間相互位置關系的制約,車輛段出入段線無“八字線”布置條件,根據工程條件及運營特點,考慮2種配線方案,如圖2所示。

圖2 出入段線配線方案示意圖

從運營方面分析,方案二上行方向(金海工業園區站—白塔站方向為上行,反之為下行)入段及故障列車清客不占用正線,反向發車時在金海工業園區站可以上客,運營效果較好;但此方案車站規模較大,日常養護維修成本高,兩座島式站臺分方向使用,沒有充分發揮島式站臺的功能。方案一車站規模小,工程實施優勢明顯。考慮金海工業園區站客流量不大,且二期西端僅規劃2座車站,故車輛段出入線配線形式宜采用方案一。

3.2 停車場出入線

根據停車場選址方案,停車場出入段線接入白塔站。白塔站為初期交路及近、遠期小交路的折返站。根據工程條件及運營特點,考慮3種配線方案,如圖3所示。

圖3 出入場線配線方案示意圖

方案一、方案二工程規模較小,方案一較方案二反向發車更為方便;方案三雙方向接發車均較順暢,但工程投資大、美觀性差,且出入場線與正線形成較大夾角地,對地塊切割嚴重。考慮到白塔站東端僅有4座車站(屬二期工程),綜合考慮,出入場配線方案宜采用方案一。

3.3 停車線

1號線車輛段接軌金海工業園區站,停車場接軌白塔站,金海工業園區站與白塔站之間距離為21.4 km,間隔18座車站。由于兩站間距離過長、間隔車站較多,因此需設置停車線。配線設置需結合線路功能需求、車站工程條件,以及工程造價、客流需求和物業開發等各方面因素綜合確定。

3.3.1 新華廣場站停車線設置

根據“每隔5～6座車站或8～10 km設置停車線”的設置要求,宜在新華廣場站附近設置停車線。與新華廣場站相鄰的附屬醫院站西端靠近扎達蓋河,人民會堂站西端穿過自治區博物館展廳大樓及政府一號辦公樓文物保護范圍,鼓樓立交站西端為立交橋墩,由此可見與新華廣場站相鄰的3座車站均無設置停車線的條件。

新華廣場站設置了與2號線的聯絡線,停車線設于此站,可節省1條配合聯絡線的單渡線;新華廣場站處于全線最高客流斷面以南,在此站設置雙列位停車線,具備存放熱備車的功能,晚高峰時段可向線路東端發車,且可與新華廣場的改造相結合(呼市政府計劃結合軌道交通新華廣場站建設規劃,對新華廣場進行整體改造),實施同步建設。綜上分析,新華廣場站宜設置雙列位停車線。新華廣場站配線方案如圖4所示。

3.3.2 鴻德學院站停車線設置

與鴻德學院站相鄰的呼和浩特東站是1號線與呼張客運專線、呼包鄂城際鐵路的銜接站,且為1號線與3號線的換乘站,是大客流集散點。遠期下行方向最大斷面客流量是上行方向的1.5倍。結合呼和浩特東站客流量大的特點,高峰時段宜從呼和浩特東站向西端組織加開不成對列車,起到緩解上下行客流不均衡的作用。但呼和浩特東站客流乘降量大,若列車在此站折返,由于清客時間長,將影響線路折返能力,因此不宜在呼和浩特東站進行列車折返。

鴻德學院站為1號線東端最后1座地下站,其以東段落均采用高架敷設。呼和浩特市政府計劃搬遷白塔國際機場,將鴻德學院至白塔段沿線土地作為儲備用地,該地段今后將形成快速發展的趨勢,但其客流增長仍需要一定的培育期。若鴻德學院以東段客流水平發展未達到研究年度客流預測水平,鴻德學院站可作為重要的列車交路折返站。因此宜在鴻德學院站設雙停車線,既可停放熱備車及進行折返,又可滿足高峰時段向西端發車,快速有效地疏解呼和浩特東站的大量客流。呼和浩特市惡劣天氣天數較多,當高架段受惡劣天氣影響及客流較小時,鴻德學院站亦可作為備用交路折返站。綜上所述,有必要在鴻德學院站設置雙停車線。鴻德學院站配線方案見圖5所示。

圖5 鴻德學院站配線方案示意圖

3.3.3 萬達廣場站停車線設置

新華廣場站至鴻德學院站距離10.3 km,間隔9座車站,超過規范規定設置的停車線的距離及間隔車站數要求,因此需在新華廣場站至鴻德學院站間設置停車線。萬達廣場站位于新華大街與東二環路交叉口西側,車站周圍有內蒙古博物院、萬達廣場等。萬達廣場為新華大街沿途第二大商業中心,具有較高的開發價值。軌道交通與物業開發相結合,有利于軌道交通功能的發揮,對引導城市軌道交通站點周邊商業開發、城市改造健康良性發展有重要意義[4]。

根據客流特征,上下行方向高峰斷面客流不均衡,初、近、遠期下行方向最大客流斷面流量均大于上行方向;金海工業園區站至萬達廣場站客流量大,且上下行方向客流水平差距較大,基于以上客流特點,考慮到萬達廣場站施工條件較好且具有較高的開發價值,因此,在萬達廣場站東端設雙停車線,作為故障列車停車線,可停放熱備車,高峰時段也可向西端發車,以緩解雙方向客流的不均衡性。

4 配線合理性及運營效果分析

4.1 配線設置合理性分析

1號線配線設置方案及站間距如圖6所示。

圖6 配線設置方案及站間距示意圖

推薦配線方案停車線平均間距為5.6 km,有配線車站的平均間距約3.4 km。從配線距離和車站數目看,該方案滿足相關規定要求,且運營條件良好。為提升軌道交通運營服務水平,城市中心城區的軌道交通線路,5～6 km設置1處停車線是相對合理的[5]。

對防淹門設置的適應性分析:在靠近、臨近江河岸邊的地下車站,應設防淹門。其目的是萬一發生水淹時,可以采取緊急隔斷措施[6]。1號線所經過的烏素圖溝、烏里沙河、扎達蓋河、東河和哈拉更溝5條河流,除烏素圖溝為自然河流外,其余4條均為經過人工改造的景觀河。自然河流相關車站——金海工業園區站西端擬設置防淹門,其他4條人工改造的景觀河相關車站未設置防淹門,主要原因是河底經過鋪砌,風險相對較小。金海工業園區站東端設置有單渡線,可滿足防淹門啟用隔斷后的臨時折返要求。

4.2 配線方案運營效果

4.2.1 應對客流變化的適應性

鴻德學院站以東沿線為儲備用地,客流發展具有一定的風險,存在低客流風險和高客流風險兩種情況。若鴻德學院站以東段客流水平發展滯后,未達到研究年度客流預測水平,由于鴻德學院站設置了具有折返功能的停車線,因此可組織開行金海工業園區站至鴻德學院站的小交路,如圖7所示。

客流風險除高峰小時單向最大斷面客流量存在波動的可能性之外,實際運營中全線區間客流斷面特征也可能發生變化。在新華廣場站、萬達廣場站、鴻德學院站均設置有具有折返功能的配線,在實際運營中可根據客流實際情況及運營需要靈活調整列車開行組織方案,組織不同交路運行。

圖7 應對客流變化的運營交路方案

4.2.2 對高峰時段上下行客流不均衡的適應性

由于1號線高峰時段斷面客流上下行方向不均衡,在這種客流特征情況下,高峰時段采用傳統單一交路的均衡運輸組織方式,容易造成列車運能的浪費。為了降低運營成本,提高運營效率,應針對高峰時段客流不均衡的特點,實際運營中,在交路不變的條件下采用抽疏某一方向部分列車的不均衡運輸組織方式[7]。

(1) 早高峰不均衡運營組織交路。初、近、遠期下行方向最大斷面流量均大于上行方向,金海工業園區站至萬達廣場站客流斷面大,且上下行方向客流差距較大。1號線萬達廣場站、鴻德學院站東端設置雙停車線,考慮到車輛段接軌于金海工業園區站,因此,早高峰時段可組織開行萬達廣場站—金海工業園區站、鴻德學院站—金海工業園區站、白塔站—金海工業園區站的不成對列車,以緩解上下行客流的不均衡性,如圖8所示。

圖8 早高峰不均衡運營組織交路圖

(2) 晚高峰不均衡運營組織交路。初、近、遠期上行方向最大斷面流量大于下行方向。新華廣場站西段設置了雙停車線,考慮到白塔站接軌停車場,晚高峰時段可組織開行金海工業園區站—白塔站、新華廣場站—白塔站的不成對列車,如圖9所示。

圖9 晚高峰不均衡運營組織交路圖

4.2.3 對惡劣天氣條件下運行方案的適應性

對地面或高架線路而言的,惡劣天氣是指暴風8級及以上或大霧、大雪、沙塵暴等惡劣氣象條件。如遇上述氣象條件,處于地面或高架線路地段的列車應減速緩行或停運。

呼和浩特屬典型的溫帶大陸性氣候,其特點是冬季漫長而寒冷,少雪;夏季短而溫熱,降水集中,春季干旱多風,秋季日光充足,涼爽而短促;氣溫日差和年差較大,冷暖變化劇烈,無霜期較短,降水少且集中,氣候干燥。

在實際運營過程中,如遇8級及以上大風、大霧、大雪及沙塵暴等惡劣天氣,高架段停運時可按金海工業園區站至鴻德學院站進行運營組織,如圖10所示。

圖10 惡劣天氣列車運行組織方案

綜上所述,在新華廣場站、萬達廣場站、鴻德學院站設置停車線是必要、合理的。

5 結語

呼和浩特市軌道交通1號線車輛段、停車場出入線配線方案工程規模適中、功能完善,可以滿運營需求。在新華廣場站、萬達廣場站、鴻德學院站設置具有折返和停車功能的停車線,既可作為列車臨時停車線,亦可作為交路折返、備用車存放等功能使用,充分體現了配線設置在應對客流變化、不均衡客流、惡劣天氣、水淹隔斷等特殊運營情況下的重要作用,以及緊密結合城市發展規劃的物業開發價值。

[1] 中鐵第一勘察設計院集團有限公司.呼和浩特市城市軌道交通1號線一期工程可行性研究報告[R].西安:中鐵第一勘察設計院集團有限公司,2015.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.地鐵設計規范:GB 50157—2013 [S].北京:中國建筑工業出版社,2013.

[3] 毛保華.城市軌道交通規劃與設計[M].北京:人民交通出版社,2006:45-66.

[4] 聶華波,汪敏.“地鐵+物業”與城市用地規劃結合模式研究[J].都市快軌交通,2015,28 (2):41-44.

[5] 徐立國.上海市城市軌道交通停車線設置探討[J].城市軌道交通研究,2006 (2):10-12.

[6] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.城市軌道交通工程項目建設標準:建標104―2008 [S].北京:中國計劃出版社,2008.

[7] 梁強升.城市軌道交通線路高峰期的不均衡運輸組織研究與應用[J].都市快軌交通,2014,27 (4):30-34.

Research on Sidings Setting of Hohhot Rail Transit Line 1

GUO Yandong

Hohhot rail transit Line 1 is the first planned urban rail transit project in Inner Mongolia Autonomous Region.Due to uncertain factors existing in line laying modes,passenger flow characteristics and follow-up project construction schedules,many difficulties in rail layout and equipment installation are to be solved.Taking Line 1 as an example,the key problems and principles for overall consideration on the siding setting of rail transit project are discussed,affecting factors are analyzed.Finally,a reasonable scheme of station siding is selected,which features better operation,better engineering implementation condition and balanced economic development.The rationality and convenience in operation organization of the scheme are analyzed.

Hohhot City; rail transit; siding setting; operation organization

U231.1

10.16037/j.1007-869x.2017.06.023

2017-01-15)