乌鲁木齐轨道交通1号线不同折返方式下折返能力计算与分析*

2022-02-18安志龙

城市轨道交通研究 2022年1期

安志龙马丽马斌

(1.陕西铁路工程职业技术学院，714025，渭南；2.乌鲁木齐城市轨道集团有限公司运营分公司，830057，乌鲁木齐∥第一作者，工程师)

乌鲁木齐轨道交通1号线北至国际机场站，南到三屯碑站，贯穿城市主城区，规划远期日客运量超过100万人次，届时运力的提升将由列车最小行车间隔决定。城市轨道交通行车间隔的大小主要是由折返站的折返能力决定。文献[1]以北京地铁5号线实现2 min列车运行间隔为目标，从系统设计角度提出缩短列车折返追踪间隔的技术手段和措施。文献[2]以中间折返站为研究对象，计算了单渡线折返和双渡线折返方式下的列车运行间隔。文献[3]提出了站前双折返站型,并计算了理论折返能力。文献[4]通过对岛式车站列车折返时间的计算,揭示了城市轨道交通列车折返的一般特点。文献[5]通过对站前折返车站的运营方式、折返能力进行分析和计算,确定了影响站前折返能力的原因。

笔者以乌鲁木齐轨道交通1号线国际机场站为例，基于移动闭塞方式下的行车组织理论分析不同折返作业方式下的折返能力及适应性。

1 列车折返能力的计算

乌鲁木齐轨道交通1号线国际机场站为侧式站台，设置有站后交叉渡线与站前单渡线，线路示意图如图1所示。图1中，F3、F6、F5、F7、F10和F8为防护信号机，XC为下行出站信号机，SC为上行出站信号机，Z3和Z4为阻挡信号机。列车可以在该站进行站前折返、站后折返和混合式折返作业。

图1 国际机场站站线示意图

依据站线结构示意图，运用图解法对站前单渡线折返、站后单渡线折返、站前站后交替折返和站后双渡线交替折返这4种作业方式进行研究分析。

1.1 站前单渡线折返能力计算

1.1.1 站前单渡线折返作业过程

国际机场站站前只有单渡线，折返方式只能用站前单渡线折返。如图2所示，站前折返路径为:F6→F5→XC。其作业过程为：

图2 国际机场站站前折返路径示意图

1)列车经过F6→F5进路到达国际机场站下行站台，乘客下车。

2)列车运行至国际机场站下行站台停稳后，司机换端，乘客上车，XC信号机开放。

3)确认乘客上车，车门关闭，列车从下行站台发车。

1.1.2 站前单渡线折返作业时间计算

站前列车折返时间可分为进站时间、停站时间和出站时间。站前折返进程如图3所示。

1)进站时间：列车从F6运行至B点时间为t1，出清B点运行至车站下行站台停稳时间为t2，当列车出清B点后，可实现出站进路的办理。

2)停站时间：停站时间包含列车开关门时间、乘客乘降时间、司机换端时间及冗余时间。Tz表示列车到站停稳到起动时间。

3)出站时间：列车从站台起动到出清C点时间为t3。

假设冗余时间为Tr1，进路建立时间为Tj。从图3、图4中可知列车出站准备时间Tb与t2+Tz在同一时间段内，故列车站前单渡线折返时间T=t1+t2+Tz=110 s。

图3 国际机场站站前折返作业进程示意图

图4 国际机场站站前折返能力计算图

1.1.3 站前单渡线折返能力计算

当前行折返列车出清C点后，后续列车进站进路方可办理，其时间包含了F6→F5进路建立时间与冗余时间之和。由图4可知，折返作业发车间隔时间。T折隔=t1+t2+tz+t3+Tr2+Tj=157 s，则折返能力N折=3 600/T折隔=22.92列/h。

1.2 站后单渡线折返

1.2.1 站后单渡线折返作业过程

从图2可知，列车在站后利用单渡线进行折返时，可采用折返线1进行折返，也可采用折返线2，由于折返线1与折返线2的折返能力相同，因此本文只针对折返线1进行分析。如图5所示，站后折返路径为:F6→SC→Z3→F7→XC，其作业过程为：

图5 国际机场站站后单渡线折返示意图

1)列车经过F6→SC进路到达国际机场站上行站台，乘客下车。

2)列车经过SC→Z3进路到达折返线1，司机换端，建立进路F7→XC。

3)列车运行至国际机场站下行站台，确认乘客上车，车门关闭，列车从下行站台发车。

1.2.2 站后单渡线折返作业时间计算

站后单渡线折返采用弯进直出方式，其包含进入折返线1的时间、折返线1换端时间、折返线1至下行站台间的时间和出站时间，该折返作业进程如图6所示。

1)进入折返线1的时间：列车从SC运行至H点时间为t1，出清H点运行至车站下行站台停稳时间为t2。当前行列车出清H点后，可实现F7-XC进路的办理。

2)折返线1换端时间：从列车在折返线1停稳开始计算，包含列车停稳、乘客乘降时间、司机换端时间及冗余时间。Tz表示列车到站停稳到起动时间。

3)折返线1到下行站台时间：列车出清G点到下行站台停稳，整个过程中列车完成加速运行、匀速运行和减速运行，其时间为t3。

4)停站时间：乘客乘车时间。这个过程可实现出站进路的办理。

5)出站时间：列车从下行站台到出清C点的时间。

从图6、图7中可知，列车从上行站台运行至下行站台方可完成折返，故列车站后单渡线折返时间T=t1+t2+Tz=120 s。

图6 国际机场站站后单渡线折返作业进程示意图

图7 国际机场站站后单渡线折返能力计算

1.2.3 站后单渡线折返能力计算

当列车出清E点后，后续列车的进站进路F6-SC方可办理。当前行列车出请G点后，后续列车进入折返线1的进路方可办理。由图6、图7可知：折返作业发车间隔时间T折隔=t1+t2+tz+t3+Tr2+Tj=137 s，则折返能力N折=3 600/T折隔=26.27列/h。

1.3 站前站后交替折返

1.3.1 站前站后单渡线折返作业过程

遵循站前折返列车后进先出的原则。如图8所示，站前站后交替折返路径为:F6→SC→Z3(SC→Z3与F6→F5进路同时进行)→XC→F3。列车出清B点后F7→XC进路建立，如此交替进行。其作业过程为：

图8 国际机场站站前站后交替折返示意图

1)站后折返列车经过F6→SC进路到达国际机场站上行站台，乘客下车。

2)当站后折返列车越过D点后，F6→F5进路建立，站前折返列车运行至国际机场站下行站台，确认乘客下车，司机换端，出站进路建立。

3)站后折返列车运行至折返线1，司机换端，等待F7→XC进路建立。

4)站前折返列车越过B点后，F7→XC进路建立，站后折返列车运行至国际机场站下行站台，确认乘客上车，车门关闭，列车从下行站台发车。

5)后续列车重复以上步骤。

1.3.2 站前站后交替折返作业时间计算

站前站后交替折返方式下，由于采用的是站前列车后进的原则，因此在这个过程中，就包含2个折返作业时间，一个是站前折返作业时间T前折，另一个是站后折返作业时间T后折。从图9可以看出，站前折返列车由于是后进先出，其折返时间与单独折返方式一致，T前折=110 s。对于站后折返列车，由于站前折返列车进路的占用，增加了其在折返线1的等待时间，其Tz增大，其余作业过程时间与单渡线折返原理一致，故T后折=233 s。

1.3.3 站前站后交替折返能力计算

当站后折返列车出清D点后，F6-F5进路办理，站前折返列车方可进站进行折返作业。当站前折返列车出清B点后，F7-XC进路办理，如此循环。用图解法求解，由图9、图10可知，T折隔=117 s，折返能力N折=3 600/T折隔=30.77列/h。