一种常用折返站型的折返能力改进方案

马能艺

（上海申通地铁集团有限公司技术中心，201103，上海∥工程师）

1 基本配线方式

轨道交通运行能力的瓶颈往往出现在折返阶段，本文将针对目前常用的一种站后折返站配线形式，提出有效提升折返能力的进路办理方式。

图1是目前站后折返时经常采用的配线方式，其折返线和正线通过单开道岔和交叉渡线的组合形成连接，列车折返时，采用侧进（道岔）侧出（道岔）的方式，选择中间两根折返线之一进行折返作业。

目前，在上海市轨道交通网络中，采用上述配线方式的车站达到十几个，包括6号线的巨峰路站，7号线的锦秋路站、船厂路站，8号线的航天博物馆站、东方体育中心站、延吉中路站，9号线的杨高中路站，以及10号线的龙柏新村站、虹桥火车站站、江湾体育场站等，其中多数车站均为交路折返站。因此对该配线形式的折返方式研究，将对线路实际折返能力（运营能力）带来的重大而切实的益处。

图1 常用站后折返配线方式

2 常规折返过程

图1配以标记后如图2所示。

图2 站后折返关键布置示意图

图2中的“进站干扰点”是指前车出清站台Ⅰ侧并构成足够的站台接车安全防护距离时，后车进站进路排列完成的瞬间后车所处位置。该位置的列车处于常规的运营速度曲线，不受前车干扰。以此干扰点计算出的折返能力即为后车不受前车干扰的情况下（不牺牲旅行时间）的折返能力。

针对图2，假设所有列车均在此折返，目前常规的折返方式如图3所示（以B线做折返线为例），方向为列车从上行（图2左下）驶入站台Ⅰ侧，再经折返线B后折返回站台Ⅱ侧，后发车向下行（图2左上）驶出。

甲车排列至站台Ⅰ侧的进路，停站后驶入折返线B，当出清岔区（b点，本文以小写字母a、b、c等表示岔区边界）后，道岔转换，使D线构成乙车的站台Ⅰ侧接车安全防护区段，乙车排列进站进路，从进站干扰点进站并停站；当甲车由折返线折返出清岔区（c点）后，道岔转换，乙车可在停车结束后排列至折返线B的进路，乙车出清b后，道岔转换，当甲车在站台Ⅱ侧停站结束后发车并出清图2中的“进站安全防护点”后，乙车排列至站台Ⅱ侧的进路，然后乙车从折返线发车至站台Ⅱ侧。丙车和乙车的追踪与此相同，构成周期。此即为该折返站配线形式的折返过程。

图3 图2折返过程的折线图

由此可知，上述折返过程中，存在3个限制点，其中的关键限制点即为折返能力瓶颈。根据实际线路的经验，通常情况下，该关键限制点为前车出清b后，a点附近单开道岔转换为定位后以D线构成安全防护区段的时间点。因此，若改善该限制点折返过程，即可提升折返能力。

针对此情况，本文提出利用道岔反位构成安全防护区段的方案。

3 折返能力改善方案

本文的方案如图4所示，以道岔①反位构成安全防护区段。此时，当前车出清d点即构成后车的安全防护区段，后车可排列至站台的进路，如此可大幅缩短后车的等待时间。

图4 道岔反位构成安全防护区段示意图

其中，d点的定位可以根据不同的岔区边界设计而进行不同的设置，在一般情况下可选择基本轨缝相邻的计轴。对于CBTC（基于通信的列车运行控制）线路，目前有些信号供应商将岔区边界设置于岔尖位置，并留有一点余量以涵盖安装误差（如岔尖前1m）。尽管d点的选择可按信号设计而异，但必须满足的条件是列车过冲站台并到达安全防护距离极限时，列车第一轮对不得突破d点相邻的岔尖，以确保消除脱轨隐患。

在图2的基础上标注了d点后，如图5所示。具体折线图参看图6。

图5 增加了d点的站后折返关键布置示意图

图6 图5折返过程的折线图

比较图3和图6，可知折返间隔得以缩短，提升了折返能力。由此可见，本改善方案对配线形式几乎没有变动，简单易行。

信号系统供应商卡斯柯和泰雷兹分别对其折返能力进行了仿真计算。其中仿真所采用的车辆参数选择了上海轨道交通13号线的株洲阿尔斯通列车。采用其他车辆计算出的仿真时间与此有所出入，但差别较小。因此认为，采用该车辆参数仿真计算出的数据是宏观的，具有代表性。仿真所采用的车辆参数如表1所示。

表1 仿真所采用的车辆参数

折返能力仿真结果如表2所示。其中折返线的安全防护距离取45m。由表2可知，两家供应商的信号系统均满足30对／h的最大运行密度设计要求。

表2 图5折返能力的仿真数据

4 应考虑的其他因素

4.1 过冲站台时车速不得突破道岔侧向限速

目前信号系统对安全防护距离的要求一般在40m以上，50m左右。按照采用9号道岔，并且线间距取4.6m来近似计算，图4站台端部至d的距离（约50m）基本吻合安全防护距离要求，可不移动交叉渡线位置，从而不增加土建设计长度，不增加工程造价。这也是本方案的优点之一。

同时，由于采用道岔侧向作为安全防护区段，则列车进站失控时在最不利情况下突入至d点时，其在岔区的车速应确保始终不得高于道岔侧向土建限速。对于9号道岔，目前其侧向限速为35km／h，按常规0.85的最小制动保障率来计算，可得：

其中，a＝0.85m／s2，安全防护距离S取50m，可得v＝9.22m／s＝33.2km／h。即列车过冲站台后的最高速为33.2km／h，低于道岔侧向限速35km／h，因此满足车速不突破道岔侧向限速的限制条件。

4.2 避免后车进站对前车折返的干扰

还需指出的是：采用该配线设计方案的条件是单开和交叉渡线应作为两个独立区段，否则一方面前车需出清图5的b点方可排列后车站台接车进路；另一方面在后车接车时，由于站台A的安全防护距离占用单开道岔，导致交叉渡线区段也形成占用，则前车将无法排列从折返停车点至站台B的进路。

4.3 计轴与警冲标超限的处理

当图5的配线形式用于小交路或A、B线连接车辆基地时，须考虑d点存在超限（警冲标）的可能。当前车出清d点但紧贴d点停靠时，后车进站后，一旦直向发车，有可能由于前车超限形成侧冲。因此，在设计上，须对后车直向发车条件设置限制条件，以满足安全要求。

5 结论

目前，上海轨道交通10号线的龙柏新村站已采用上述折返方式，实际的折返能力得到了很大的提升，在110s左右，满足了120s的折返能力要求。

作为决定行车效率的关键点，折返站应凭借其特殊性和重要性而受到重点关注。如何进一步提升折返能力，并兼顾工程造价，应是每一个信号、线路工程师研究重心之一。希望本文的研究能在更多的轨道交通线路上得以实施。

［1］王国军，宋锴.城市轨道交通信号系统对车站折返能力的影响［J］.城市轨道交通研究，2011（2）：14.

［2］苗沁，周天星.城市轨道交通折返站折返能力分析［J］.城市轨道交通研究，2010（11）：57.