基于重慶地鐵8As 列車的車站折返能力影響因素研究

方惠

（四川西南交大土木工程設計有限公司重慶軌道交通設計分公司，重慶 401122）

城市在修建地鐵時，不僅要滿足初、近、遠期的客流需求，保證一定的客流吸引力，也要合理、經(jīng)濟地安排運能，避免運能浪費，因此，很多城市在確定列車編組時會選擇在初、近期采用相同編組，遠期再擴編。編組的增加會帶來車站折返走行時間的增加，車站折返能力往往是限制線路通過能力的關鍵。長期以來，學者對車站折返能力進行了大量研究，包括車站的線路與站臺布置[1-2]、計算方法[3-5]等方面，但對列車編組增加后是否會影響車站折返能力研究較不充分。為此，在相關研究的基礎上，本文基于重慶地鐵遠期采用的8 輛編組As 車，從改變折返線與站端的距離、折返線長度和道岔類型3 個方面來論證分析列車編組增加是否會影響車站折返能力。

1 折返能力分析

折返線常見的布置形式有站前折返和站后折返，站后雙折返線被選作折返線布置形式的情況較多，因此，本文主要基于這種布置形式來研究。折返列車在單位時間內(nèi)通過折返作業(yè)改變運行方向，再向同向區(qū)間連續(xù)發(fā)出的最多列車數(shù)為折返站折返能力。在實際運用中，筆者認為折返站折返能力可以用折返列車進/出站間隔和列車折返時間長度2 個時間參數(shù)來表征，折返列車進/出站間隔越短，單位時間從區(qū)間接入/向區(qū)間發(fā)出的列車對數(shù)越多；列車折返時間長度越短，列車周轉(zhuǎn)時間越短，運用車數(shù)量越少。

2 改變折返線與站端的距離

折返列車進站、出站間隔與信號設置相關。目前重慶列車運行控制采用CTC 連續(xù)控制，只要保證前車與后車的安全距離，辦理后車進站進路與前車占用站臺下客可同時進行，因此，列車進站間隔與折返線位置無關。列車出清折返線道岔區(qū)后，即可辦理后車出折返線進路，因此，出站間隔與折返線位置無關。

列車折返時間取決于折返作業(yè)走行距離和列車折返作業(yè)時的運行狀態(tài)。其中，列車進/出折返線的走行距離取決于折返線道岔距站端的距離、道岔類型和列車長度。自列車辦理好進折返線進路時起，至列車進入折返線停妥止，在這段走行距離中，列車合理的運行狀態(tài)是以道岔限速為運行速度上限完成走行。As 車最高運行速度為100 km/h，9 號、12號道岔側(cè)向過岔限速分別為30 km/h、50 km/h。經(jīng)牽引計算仿真得到，9 號道岔列車從靜止加速到30 km/h 所需時間為7 s，走行距離為28 m，如圖1（a）所示。12 號道岔列車從靜止加速到50 km/h 所需時間為12 s，走行距離為84 m，如圖1（b）所示。兩種走行距離較整個進折返線走行距離小很多，所以，列車進折返線的運行狀態(tài)應該是先牽引，然后以30 km/h 或50 km/h 的速度巡航，最后制動。由于整個運行過程在道岔限速范圍內(nèi)，因此道岔位置在理想狀態(tài)下是離站端越近越好，有利于縮短列車在站折返時間，縮短列車周轉(zhuǎn)時間，從而降低運用車數(shù)量。

圖1 列車進折返線牽引計算仿真結(jié)果

3 改變折返線長度

結(jié)合前文對列車進折返線運行狀態(tài)的研究可知，列車在進/出折返線過程中的運行狀態(tài)為：在道岔限速范圍內(nèi)依次采用牽引、巡航和制動3 種工況。當進折返線時，采用9 號道岔從靜止到開始制動所需時間為36 s，走行距離為262 m，如圖1（a）所示；采用12 號道岔從靜止到開始制動所需時間為23 s，走行距離為232 m，如圖1（b）所示。2 種道岔類型均在制動開始時列車尾部已出清出站信號機，不會出現(xiàn)因前車制動減速而延長后車進站間隔的情況。列車出折返線時，折返線長度的增加會導致出折返線時間增加，從而增大列車出站間隔。

4 改變道岔類型

折返列車進、出站間隔和列車折返時間長度是2 類時間參數(shù)。9 號道岔進/出折返線距離較短，進/出折返線速度較低（限速30 km/h）。12 號道岔折返線距離較長，進/出折返線速度較高（限速50 km/h）。本文以重慶某雙折返線島式車站（線間距15.2 m）為例，計算分析2 種道岔類型折返能力的差別，具體如圖2 所示。

圖2 9 號道岔（a）、12 號道岔（b）列車折返能力計算

經(jīng)計算，9 號道岔列車到達間隔122/96 s，出發(fā)間隔122/96 s，折返能力為每小時33.0 對。12 號道岔列車到達間隔106/88 s，出發(fā)間隔106/88 s，折返能力為每小時37.1 對。9 號、12 號道岔列車折返時間分別為164 s、148 s，9 號道岔運用車數(shù)最多增加1 列。

5 結(jié)論

本文針對重慶地鐵遠期擴大列車編組采用的8 輛編組As 車是否會影響雙折返線車站折返能力的問題，從改變折返線與站端的距離、折返線長度和道岔類型三個方面進行了論證分析，主要得到以下結(jié)論：①折返線位置離站端越近，車站折返能力越大，有利于縮短列車在站折返時間，減少列車周轉(zhuǎn)時間，從而降低運用車數(shù)量。②增加折返線長度對列車到達間隔無影響，但會增加出折返線時間，從而增大列車出站間隔，且會導致工程量增加。③在信號條件滿足的條件下，9 號道岔與12 號道岔均能滿足遠期每小時30 對開行對數(shù)的要求，12 號道岔較9 號道岔折返對數(shù)有一定增加，運用車數(shù)最多節(jié)省1 列。因此，在設計地鐵車站時，無需通過增加折返線與站端的距離或折返線長度來提高遠期編組增加后的車站折返能力，以免造成不必要的工程浪費。在信號

條件滿足的條件下，9 號道岔與12 號道岔均能滿足每小時30 對的開行對數(shù)要求，并保有一定運能余量，無需增大道岔號碼。