市域铁路列车间隔时间研究

张翰良

（中铁上海设计院集团有限公司,上海 200070）

0 引言

列车间隔是指前后两列车在运行过程中连续通过同一个点的间隔时间，是衡量设计能力及行车密度的重要标准，并直接影响土建、设备系统的配置。

市域铁路根据客运需求、线路长度和设站条件等因素，可采用站站停单一运行模式或快慢车越行模式等不同类型的运输组织模式[1]。对于采用站站停单一运行模式的线路，列车间隔时间主要包括列车区间追踪间隔时间、列车到达间隔时间、列车出发间隔时间、列车通过停站间隔时间；对于采用快慢车越行模式的线路，除上述间隔时间外，还包括列车通过不停站间隔时间、列车到通间隔时间、列车通发间隔时间。

1 列车间隔时间计算方法

1.1 列车区间追踪间隔时间（I追）

列车区间追踪运行时，同方向两列车通过同一点的最小间隔时间[2]。

式中，L制——列车制动距离（m）；L防——安全防护距离（m）；L闭——闭塞分区长度（m）；L列——列车长度（m）；v区间——列车区间运行速度（km/h）；t附加——列车区间追踪运行附加时间（s）。

1.2 列车到达间隔时间（I到）

自前行列车到达车站时起，至同方向后行列车到达该站时止的最小间隔时间[2]。

式中，L咽喉——咽喉区长度（m）；v到达——列车到站停车的运行速度（km/h）；t到达——列车到达作业时间（s）。

1.3 列车出发间隔时间（I发）

自前行列车由车站发出时起，至同方向后行列车再次出发时止的最小间隔时间[2]。

式中，L标——列车停车标至出站信号机间的距离（m）；v出发——列车从车站出发的运行速度（km/h）；t出发——列车出发作业时间（s）。

1.4 列车通过停站间隔时间（I通停）

自前行列车停站通过车站时起，至同方向后行列车再次停站通过该站时止的最小间隔时间。

式中，v通停——列车通过停站的运行速度（km/h）；t停站——列车停站时间（s）。

1.5 列车通过不停站间隔时间（I通过）

自前行列车不停站通过车站时起，至同方向后行列车再次不停站通过该站时止的最小间隔时间[2]。

式中，v通过——列车通过不停站的运行速度（km/h）；t通过——办理后行列车通过作业时间（s）。

1.6 列车到通间隔时间（I到通）

自前行列车到达车站时起，至同方向后行列车通过该站时止的最小间隔时间[2]。

式中，L进站——列车进站走行距离（m）；t停稳——列车进入车站股道后运行至列车停车标停稳的时间（s）。

1.7 列车通发间隔时间（I通发）

自前行列车通过车站时起，至同方向后行列车从该站发出时止的最小间隔时间[2]。

2 列车间隔时间检算

2.1 参数取值

2.1.1 列车长度

市域动车组单辆车体基本长度为19～25 m，头车含司机室另有加长。该文采用市域C型车，8辆编组列车长度为201.4 m。

2.1.2 列车制动距离

根据市域C型车相关技术参数及仿真模拟，运行速度为120 km/h、140 km/h、160 km/h时，列车制动距离分别为965 m、1 366 m、1 823 m。

2.1.3 安全防护距离

根据《CTCS-2级列控车载设备技术条件》（TB/T 3529—2018）规定，安全防护距离区间取110 m、站内取60 m。

2.1.4 闭塞分区长度

市域铁路设计速度通常为120～160 km/h，与高速铁路、城际铁路相比，市域铁路设计速度较低，列车制动距离相应缩短。因此，从安全角度闭塞分区长度可相应缩短。

市域铁路以承担通勤客流为主，早晚高峰特征明显，应采用公交化运营模式，缩短行车间隔、提升服务水平。因此，从效率角度应研究压缩闭塞分区长度，以提升线路能力，满足客流需求。

综合考虑安全、效率因素，该文区间闭塞分区长度按800 m、1 000 m、1 200 m方案进行研究。

2.1.5 列车停车标至出站信号机间的距离

采用CTCS-2级列控系统的市域铁路到发线有效长一般为400 m，站台有效长为220 m，结合信号机及应答器设置相关要求，列车停车标至出站信号机间的距离为94.3 m。

2.1.6 车站咽喉区长度

采用CTCS-2列控系统的市域铁路，其出站信号机一般距离车站中心最小约200 m，进站信号机距离站中心最大约600 m，咽喉区长度一般为0～400 m。该文咽喉区长度按0 m、200 m、400 m方案进行研究。

2.1.7 列车进路作业时间

列车进路作业时间与具体信号设备及应用情况有关，CTCS-2列控系统进路办理时间一般为13.60～25.02 s；对于无道岔车站或无道岔作业进路，不考虑道岔动作时间及其联锁检查时间，进路办理时间为3.82～10.57 s。该文t附加取10 s，t到达、t出发、t通过取16 s。

2.1.8 列车停站时间

列车停站时间包括列车开门时间、乘客上下车时间及列车关门时间。除特大型枢纽或换乘车站外，列车停站时间通常不超40 s，该文暂统一按40 s取值。

2.2 列车间隔时间检算

根据前文列车间隔时间计算方法及参数取值，经牵引计算仿真模拟，得到不同场景下市域铁路列车间隔时间结果如表1～7。

表1 列车区间追踪间隔时间计算结果

表2 列车到达间隔时间计算结果

表3 列车出发间隔时间计算结果

表4 列车通过停站间隔时间计算结果

表5 列车通过不停站间隔时间计算结果

表6 列车到通间隔时间计算结果

表7 列车通发间隔时间计算结果

2.3 列车间隔时间检算结论

根据前文检算结果，设计速度120 km/h、140 km/h、160 km/h等级对应的各类列车间隔时间理论上均可满足3.0 min追踪间隔。其中，列车通过停站间隔时间已达145.1～171.4 s，为市域铁路系统能力的限制瓶颈。

3 列车间隔时间影响因素及优化措施

3.1 闭塞分区长度

区间闭塞分区长度主要影响I追、I发、I通过、I通发，相应列车间隔时间均非市域铁路系统能力的限制瓶颈。因此，区间闭塞分区长度可结合工程条件及轨道电路最大长度合理选择，具有较大的调整空间。

车站闭塞分区长度主要影响I通停、I通过。其中I通停为市域铁路系统能力的限制瓶颈，在满足安全的前提下应尽量缩短车站闭塞分区长度，以提升市域铁路系统能力。同时，与车站闭塞分区长度相关的列车停车标至出站信号机间的距离、车站咽喉区长度、进站信号机至列车停车标间的距离又会对其他间隔时间产生影响。因此，除压缩车站闭塞分区长度外，还需合理设置进站信号机、出站信号机的相对位置，以达到系统最优。

3.2 列车制动距离

列车制动距离主要影响I追、I到、I通停、I通过、I到通。其中I通停为市域铁路系统能力的限制瓶颈，在满足乘客乘车舒适度的前提下，应适当提升列车制动性能、缩短列车制动距离。

3.3 列车运行速度

列车区间运行速度主要影响I追，其与线路设计速度及工程限速等相关，该次不做重点分析。

列车到站停车的运行速度、列车从车站出发的运行速度分别影响I到、I发，并共同影响I通停。考虑I通停为市域铁路系统能力的限制瓶颈，应考虑提升列车到站停车的运行速度、列车从车站出发的运行速度，具体措施可包括减少进、出站范围内限速，提升列车起、制动性能等。

列车通过不停站的运行速度主要影响I通过、I到通、I通发，相应列车间隔时间均非市域铁路系统能力的限制瓶颈。

3.4 列车停站时间

列车停站时间主要影响I通停。考虑I通停为市域铁路系统能力的限制瓶颈，应考虑压缩列车停站时间，具体可从增加车门宽度、数量，提升开关门设备响应时间、动作时间等角度出发。

4 研究结论

该文结合市域铁路功能需求及技术特点，系统地研究了市域铁路列车间隔时间，主要研究结论如下：

（1）采用CTCS-2级列控系统的市域铁路，设计速度120 km/h、140 km/h、160 km/h等级理论上均可实现3.0 min追踪间隔，系统能力限制瓶颈为列车通过停站间隔时间。

（2）车站闭塞分区长度为市域铁路系统能力制约因素，与其相关的列车停车标至出站信号机间的距离、车站咽喉区长度、进站信号机至列车停车标间的距离亦会对市域铁路能力产生影响，工程设计中应重点研究压缩车站闭塞分区长度，并合理设置进站信号机、出站信号机的相对位置，以达到系统最优。区间闭塞分区长度非市域铁路系统能力制约因素，工程设计中可结合工程条件及轨道电路最大长度合理选择，具有较大的调整空间。

（3）部分列车性能因素（列车起制动性能、车门参数等）、工程条件因素（站台限速、车站侧向限速等）也会对市域铁路能力及效率有一定影响，应结合具体工程设计进行优化。