铁路站场设计及参数优化研究

宋静

摘 要：铁路站场设计是铁路工程设计的重要组成部分，不仅与车站设计方法有关，其中心是核心连接，更重要的是在形成过程中车站的整体运输能力是最重要的。铁路站场由多地段和复杂的高速和城际列车支配。站场设计保证高峰时间运输和营运调度要求，满足技术营运要求，提高服务质量。同时，铁路站场在正常的情况下，为了最大限度地发挥铁路的运输能力，保证相互合作、相互补充、相互合作。铁路站设计技术是当前铁路工程研究的一个重要课题，实现经济合理、安全可靠、高效便捷的高速铁路客运站一般要求很重要。本文以铁路站场为主题，研究其设计，并优化相关参数。

关键词：铁路;参数优化;站场设计

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）05-0177-05

Research on Railway Station Yard Design and Parameter Optimization

Song Jing

（Xinjiang Railway Survey and Design Institute Co.， Ltd.， Urumuqi 830000，China ）

Abstract：The design of railway station yard is an important part of railway engineering design. It is not only related to the design method of railway station， its center is the core connection， but more importantly， the overall transport capacity of railway station is the most important during the formation process. The railway yard is dominated by multiple sections and complex high-speed and intercity trains. The design of the station ensures the peak time transportation and operation scheduling requirements， meets the technical operation requirements， and improves the service quality. At the same time， in order to maximize the railway transport capacity under normal conditions， railway stations and yards ensure mutual cooperation， mutual supplement and mutual cooperation. Railway station design technology is an important topic in railway engineering research at present. It is very important to realize the general requirements of high-speed railway passenger station， which is economical， reasonable， safe， reliable， efficient and convenient. This paper takes the railway station yard as the theme， studies its design and optimizes relevant parameters.

Key words：railway; parameter optimization; station design

2004年1月，國家根据《中长期铁路网规划》制定了“长期铁路网络规划”。2020年，总里程为10万km的铁路网将在中国建成，其中12，000km的客运将完成铁路主干道与多个城市相连接的客运系统。铁路技术装备和快速的客货运输使中国铁路机车及铁路车辆技术达到国际先进水平，技术创新使现有铁路、铁路下游等级、桥梁、隧道等都有通信信号，给乘客提供便利。此外，铁路的跨越式开发战略对地区建设提出了新的要求。铁路客运专线的开发代表了铁路现代化的发展，具备强大的功能、高端设施和一流服务的多个现代客运站点正在逐步建设之中。铁路客运专线是包括许多专业与复杂的综合性系统工程，其中，站场设计是铁路工程设计的重要组成部分，因为铁路客运专线以站场为核心，而且站台的综合运力满足了铁路的运输服务设施需求。铁路站场的设计保证了铁路车辆与城市间车头、许多地区之间的复杂的营运。而且还满足了调整时间交通和营运的技术要求。站场也起到了现场的协同作用。在正常情况下，为保证铁路最大容量的运输，站场设计必须实现客运站的经济性、合理性、安全性、可靠性、效率性和便利性。而在铁路站场设计中，参数优化又是极其重要的步骤。所以，为了探讨我国铁路的发展，本文将深入研究铁路站场的设计以及其参数优化。

1 铁路站场设计的参数分析

1.1 站场布局分析

1.1.1 站场布置图型

在铁路客运站里，由于所有的旅客列车都在运行，所以车站的安排和布线都比较简单。站台布局模式与线路、横线旅客列车线路的运行模式、站点特点、运行要求与火车的构成、地形等条件密切相关。站台布局必须满足运行要求。结合特定的情况，在主站台设置中，交叉的主列车在主站台停车会影响列车的跟踪和超越能力。同时，由于铁路过长的影响，需要拉长站台上乘客的安全距离，设置安全栅栏。因此，原则上，高速列车的主站台不能设置在两侧。由于出发地没有列车或列车较少，因此可以设置在站台两侧的货运通道上。

（1）越行站。由于站台办理铁路列车，所以不包括高低速列车旅客乘降作业，所以使用适当的使用模式，设定了两条到达路线，详情如图1所示。

（2）中间站。中间站的主要内容是：

①各种火车处理;②处理线路停止列车的发车和乘客的上下车;③有立即折返的中间站，处理火车的终到与始发作业;④最初的列车客轮上的运行及乘客卸载处理（包括清扫，供货等）;⑤地方中线综合调度;正常情况下，时间检验和维修培训是主要的线路工作;⑥车站与现有铁路线路连接的中转站，处理到中间站的铁路列车。

除上述作业外，在与其他铁路连接的铁路站，乘客可进行换乘处理。中间站的模式显示为图2。为了避开列车，像虚线一样可以将出发线增加1个。图2显示适当的旋转模式，以便于中间隔旋转。而从图3可以看出，回旋和脱离轨道的主要原则是为了到达而掉头返回列车。

（3）始发、终到站。进站时，可以根据需要保管行李，并在列车下端的路线及保养设备和方便的接近路线中检查安全要求事项。在进入或返回的行李箱较多的情况下，应外包站内主干线和下拉菜单。其优点是轿车为主线，车辆不能启动，减少交叉干涉。新的起点类型如图4所示，由于始发站的基本相同，列车没有连续搭乘，中间平台之间可设定干线与起跑线。

1.1.2 站场设备布局

旅客专用线在运输组织方面和已有的路线有很大不同。旅客列车的车站结构、装备构成与机车牵引不同。这些因素对乘客专用线的搬运能力影响更大。客车专用线路的装备包括固定装备和移动装备，每个装备通过运输能力对车站产生的影响不同。固定设备主要是开关站和站点的联动设备。铁路的种类不同，横方向的最大许可速度也不同，列车的最小接收车间的速度也被限制。选择联动装置可以提高工作效率。移动设备主要是指EMU类型（最大运行速度、列车长度、减速性能）和选在乘客专用线路列车上的列车控制系统，对车站的容纳能力也会产生一定影响。旺季使用EMU，弥补不足的车基或记忆车路线。同时火车站的凝聚力和到达方向有很多。当使用量大的时候，一些EMU会进入仓库。使用EMU时相对空闲，由于所缺乏的设备及容量，在其他时间内EMU的出发次数发生变化，对运输能力有很大的影响。

铁路旅客车站将被用作旅客列车的收站，运行特性分为初期型、贯通型、停车型、转身型，列车的种类不同，出行时间也不同。各种列车的换乘率不同，出站线的容纳车辆也跟着变更。因此，在一定时间内通过的货物容量和头发大小与各种列车的比率有很大关系。铁路专用线路的起跑线上有多种解决方案。通过车站的基本类型使用固定方向，车站是双向使用的。几乎没有或根本没有直达终点的火车站，客轮专用线的客轮固定在使用中。铁路客运能力由三个子系统组成，分别为起点、道路和动作车。例如乘客出行线上的过境容量一般由s-rot控制，但EMU-segament的線量不够，EMU处于线上状态后应停留在开放和关闭阶段，影响出行线上的车辆容纳能力。因此要想充分发挥综合站的传球能力，三个子系统必须一致。

1.2 站场连接曲线参数

1.2.1 岔后曲线半径

出发线路的主机开关、起点的选择与连接号主要在进站和出站前考虑刹车信号的体现，在起点停下前考虑启动信号的体现，并尽快腾出主机，以提高交通能力。铁路经过侧面的速度应该允许乘客在给乘客提供舒适感的同时保持一致。根据列车的技术要求事项，一般使用开关使列车的脖子面积和高速铁路的脖子容易出入。主旅客专用线与起点之间的距离为18km，横速度为80km/h，开关后的曲线半径为1200m以上，与18跑道导轨的半径一致。开关连接曲线的半径不到1200m，考虑到乘客便利的要求事项，最适合放宽曲线。开关连接后的曲线应至少满足80km/h的列车行驶速度半径。脱离这条线的曲线一般不会被设定为松弛曲线，为了防止今后曲线升高，护栏的离心力和侧面压力会保持部分平衡。必须在铁路上设置很高的标准，计算公式如下：

式（1） 中，h为外轨超高（mm），R为曲线半径（m）。发车线路无缓和曲线，列车通过曲线，时间变化率受乘客舒适度的限制。分岔后的曲线半径能满足乘客舒适度条件如下：

式（2）中，b为旅客舒适度容许的欠超高时变率（mm/s），L为车体长度，f为旅客舒适度容许的超高时变率（mm/s），Vmax为列车最高运行速度（km/h）。

根据“铁路设计规范”，速度一般为25mm/s，困难情况为31mm/s。斜坡的时速一般为23mm/s，以变速曲线求出速度变化的曲线，18条跑道的最小曲线半径为1200m，以满足快感性要求。

1.2.2 缓和曲线

要保障在地役圈曲线上行驶的列车的安全便利要求，必须设定地役圈曲线。可用的地役圈曲线包括3条抛物线。只有满足地缘曲线长度的要求，才能保证各种线性地缘曲线运行的安全和便利的要求事项。为了方便乘客，3条抛物线转换曲线，转换曲线的长度计算如下：

式（3）中，f为旅客舒适度容许的超高时变率（mm/s），hq为旅客列车以最高行车速度通过的曲线时的欠高超（mm）。

如图5所示，18号道岔以曲线半径为中心，这条曲线的长度不超过1200m，也就是说，这条布的曲线长度应该是10m、20m以上。减少的原曲线倾斜应在原曲线范围内，且最大倾斜比例不超过2%。

1.2.3 岔后曲线半径

速度开关的布局要求与标准要求在设置速度轨道结构性无结果要求时，需要满足不同类型的季度使用枕木作为转换部分，以便在此期间释放转换要求。开放式铁路的基本理论是由一列短路车辆在通过铁路内震动后形成的一组曲线，在到达前一组曲线消失，形成一系列反开关导轨的集合。线路之间的插入计算公式如下：

式（4）中，f是插入直线段长度，V为侧向最大过岔速度，n为车辆震动衰减系数，t为车辆震动周期。

国家高速铁路曲线段之间的线性插入一般在0.4～0.6v之间，为此，我国铁路车站干线上的开关段之间的线性插入最小长度按型确定：

式（5）中，v为侧向允许通过速度，以km/h计。

设置了铁路站点的主开关，列车同时通过两侧线路时，直截区间的长度=0.6x=48m，考虑到铁路设计标准，可以插入50m以上的铁路。设定限制时，根据外国统计下限，插入干线的直线长度，考虑到标准线路，可以插入0.4y（m）以上的线路长度为33m以上。

1.3 到发线数量

（1）越行站、中间站。旅客出发路线的编号应根据运输组织方法，决定，并决定运输的性质。传输属性是列车，无论是否有列车，都将立即结束等。除了处理这条路线以外，中间站还在考虑路线，时速350km。除火车外，还为乘客提供服务。出发线路2～4条，时间少，返程运行长时间中断。

（2）始发站。始发线和到达线的数量要根据列车的种类、运行性质、停车时间和列车的双双来决定。所有的火车必须在中央车站停车，才能在起跑点上计算。由于内设、外设和外设的优先顺序，只有少数外设能在主要起跑线上适当考虑。

2 铁路站场设计的参数优化

轨导曲线与季度连接线结合后形成的插入长度与季度曲线之间最大的轮滑轨脱轨系数的关系如图6所示。随着插入长度的增加，最大脱轨系数逐渐减少。如图7所示，轨道向导曲线与季度适当连接的曲线形成综合曲线后，插入长度从16m增加到32m，横方向加速度降低0.16m/s。垂直加速度下降0.03m/s。插入长度从32mm增加到48m，横方向加速度为0.11m/s，垂直加速度减少到0.01m/s。当插入长度超过32m时，振动减退几乎不会受到影响。以铁路向导曲线和分叉点为例，在图8中，将连接曲线形成曲线，最大输出力是插入季度曲线的长度。当插入长度超过32m时，插入长度的改变会影响轮式/轨道磨损后季度曲线的最大力量。

图9中，铁路与车站曲线形成连接曲线后，插入长度与季度曲线的最大车轮脱轨系数之间的关系越拉长，脱轨系数越小，插入越多。如果长度超过32m，插入长度的变化将对轮滑轨脱轨系数以后的季度曲线产生最大的影响。可以在图10和图11中看到开关导线和反曲线。插入长度从16m增加到32m后形成的季度连接曲线，横方向加速度下降0.17m/3。垂直加速度下降0.04m/3。插入长度从32m增加到48m，横方向加速度降低到0.1m/秒，垂直加速度降低到0.01m/3。插入长度超过32m，振动减小效果就不大。保证舒适和安全的0.4y长度。图12显示，导轨曲线与倒曲线插入后形成的季度连接曲线与插入后季度曲线之间的轮滑铁轨磨损与最大输出关系插入区间加长并磨损，并逐渐减少最大的电力消耗。

3 结论

高速独立场区可以减少干预，方便管理和交通组织，面积布局相对简单化，长度相对缩短，站场容量相对大，使高速列车、国际都市列车开始运行，能够更好地满足列车的运输要求事项，对工作及乘客和头发都有好处。文章研究曲线半径的对称关系，在各个侧面的季度速度中决定满足快感要求事项的季度曲线半径，确认季度曲线的半径为1200m后是否小于导轨曲线半径。铁路的站场设计是一项复杂而艰巨的工作，需要更广泛地研究复杂的技术运行模拟与模拟。探究站台设计安全评价等问题及其他问题的优化，对经济安全、可靠、高效、方便的高速客运站的深度研究与设计是必需的。

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