地鐵折返站折返能力的綜合分析
摘 要：對(duì)各種典型的折返車(chē)站，進(jìn)行了折返能力的分析，并試圖找出能兼顧折返能力和土建投資的折返站站臺(tái)、線路布置的最佳形式。
關(guān)鍵詞：折返站、折返能力、綜合分析
列車(chē)自動(dòng)控制(ATC)系統(tǒng)，從本質(zhì)上講，是提供列車(chē)運(yùn)行安全和效率的手段。它是在土建、線路等所提供的邊界條件下，以不斷進(jìn)步的信號(hào)技術(shù)，在滿(mǎn)足行車(chē)安全的前提下，使列車(chē)運(yùn)行效率最大化。
ATC系統(tǒng)的行車(chē)效率，一般用行車(chē)間隔時(shí)分來(lái)衡量，而折返站的折返能力往往又是制約行車(chē)間隔時(shí)分的關(guān)鍵點(diǎn)。所以可以這么講，土建、線路在折返站所提供的邊界條件，直接控制了ATC系統(tǒng)所能提供的折返站的通過(guò)能力，也就是控制了行車(chē)間隔時(shí)分。
但從另一方面講，由于土建投資，特別是地下工程的土建投資特別大。為節(jié)省投資，盡可能的縮短折返區(qū)段的線路長(zhǎng)度，又是必須考慮的。
如何找到滿(mǎn)足行車(chē)效率和投資要求的最佳結(jié)合點(diǎn)，同時(shí)又能兼顧其他？本文就試圖對(duì)這個(gè)涉及信號(hào)、土建、線路、運(yùn)營(yíng)和投資的課題進(jìn)行探討。
一、 范例分析
在折返站線路、站臺(tái)的布置里，有幾種形式是比較典型的。下面針對(duì)這幾個(gè)范例，試圖就折返能力與相關(guān)因素的關(guān)系，進(jìn)行綜合分析。
１、 范例A
范例Ａ屬側(cè)式站臺(tái)單渡線站前折返。
范例Ａ的折返間隔時(shí)分（即折返能力，下同），由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 進(jìn)路X5→X3的排列時(shí)間t１。
２） 列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間t２。
３） 列車(chē)的停站時(shí)間t３（含開(kāi)、關(guān)車(chē)門(mén)的時(shí)間，下同）。
４） 列車(chē)轉(zhuǎn)變運(yùn)行方向即換頭作業(yè)的時(shí)間t4。
５） 列車(chē)出發(fā)并出清X(qián)3→X1進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t５。
折返間隔時(shí)分＝t１＋t２＋t３＋t4＋t５
其中列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間t２與ATP安全保護(hù)距離SD有關(guān)；列車(chē)出發(fā)并出清X(qián)3→X1進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t５與道岔的側(cè)允許通過(guò)速度有關(guān)；列車(chē)的停站時(shí)間t３與客流有關(guān)。
范例A比較突出的不足是①折返間隔時(shí)分受列車(chē)停站時(shí)間和換頭作業(yè)時(shí)間影響，②在同站臺(tái)上、下客。在客流比較大時(shí)，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全不利。
２、 范例B
范例Ｂ屬島式站臺(tái)交叉渡線站前折返。
與范例Ａ相比較，本范例增加了一條渡線，站臺(tái)由側(cè)式改為島式。
分析本范例的折返間隔時(shí)分時(shí)，主要應(yīng)考慮的特殊情況為①當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入上行站臺(tái)，并出清X(qián)5→X7進(jìn)路中的第一個(gè)道岔區(qū)段后，后續(xù)列車(chē)可同時(shí)進(jìn)入下行站臺(tái)。②當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入下行站臺(tái)、并出清X(qián)5→X3進(jìn)路中的第一個(gè)道岔區(qū)段，至停站結(jié)束準(zhǔn)備發(fā)車(chē)的窗口時(shí)間內(nèi)，后續(xù)列車(chē)可同時(shí)在辦理X5→X7進(jìn)路后，進(jìn)入上行站臺(tái)。范例B的折返間隔時(shí)分，由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 進(jìn)路的排列時(shí)間t１。
２） 列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間t２。
３） 列車(chē)的停站時(shí)間t３。
４） 列車(chē)的轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向時(shí)間t４。
折返間隔時(shí)分< t１＋t２＋t３＋t４
與范例Ａ相比較，本范例①折返間隔時(shí)分明顯減少，②折返間隔時(shí)分受停站時(shí)間和換頭作業(yè)時(shí)間的影響不大。③仍存在同站臺(tái)上、下客的問(wèn)題。
針對(duì)范例A、范例B的站前折返方式，當(dāng)列車(chē)到站開(kāi)門(mén)后，若可以做到在轉(zhuǎn)頭作業(yè)時(shí)，能保持車(chē)門(mén)在開(kāi)的狀態(tài)，則換頭作業(yè)時(shí)間t４可為“０”。
３、 范例C
范例C屬側(cè)式站臺(tái)單渡線站后折返。
范例C的折返間隔時(shí)分由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 列車(chē)進(jìn)入折返線的時(shí)間t１。
２） 列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的時(shí)間t２（含進(jìn)路X2→X4的排列時(shí)間）。
３） 列車(chē)進(jìn)入上行站臺(tái)，并出清X(qián)2→X4進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t3。
４） 進(jìn)路X8→X2的排列時(shí)間t4。
５） 后續(xù)列車(chē)進(jìn)入下行站臺(tái)的時(shí)間t5。
６） 后續(xù)列車(chē)的停站時(shí)間t6。
折返間隔時(shí)分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
其中列車(chē)進(jìn)入折返線的時(shí)間t1與ATP安全保護(hù)距離SD有關(guān)。
與范例Ａ相類(lèi)比，本范例折返間隔時(shí)分增加了后續(xù)列車(chē)進(jìn)入下行站臺(tái)的時(shí)間以及范例Ａ有可能省去的列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的時(shí)間。
范例C解決了同站臺(tái)上、下客的問(wèn)題，但折返間隔時(shí)分長(zhǎng)，并且線路也比站前折返方式延長(zhǎng)很多。
４、 范例D
范例D屬側(cè)式站臺(tái)交叉渡線站后折返。
與范例C相比較，本范例增加了一條渡線。
分析本范例的折返間隔時(shí)分，主要應(yīng)考慮的特殊情況為①當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入上行折返線，并出清X(qián)8→X6進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段以后，可辦理X8→X2防護(hù)進(jìn)路，使后續(xù)列車(chē)提前進(jìn)站。②當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入下行折返線，并出清X(qián)8→X2進(jìn)路中的第一個(gè)道岔區(qū)段，至列車(chē)在折返線轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向以后等待出發(fā)的窗口時(shí)間內(nèi)，可辦理X8→ X6的防護(hù)進(jìn)路，使后續(xù)列車(chē)提前進(jìn)站。范例D的折返間隔時(shí)分由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 列車(chē)進(jìn)入折返線的時(shí)間t1。
２） 列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的時(shí)間t2。
３） 取消防護(hù)進(jìn)路（如X8→X6）的時(shí)間t3。
４） 辦理X2→X4進(jìn)路的時(shí)間t4。
５） 列車(chē)進(jìn)入上行站臺(tái)，并出清X(qián)2→X4進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t5。
６） 后續(xù)列車(chē)的部分停站時(shí)間t6（含至折返線進(jìn)路如X8→X2的排列時(shí)間）。
折返間隔時(shí)分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
本范例與范例C相比較，省去了后續(xù)列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間和部分停站時(shí)間，增加了取消防護(hù)進(jìn)路的時(shí)間。總的比較，折返間隔時(shí)間大為減少。
本范例與范例B相類(lèi)比，增加了取消防護(hù)進(jìn)路的時(shí)間、列車(chē)進(jìn)入上行站臺(tái)并出清X(qián)2→X4進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間；省去了部分停站時(shí)間，總的比較，折返間隔時(shí)分有所增加。
５、 總結(jié)
根據(jù)上述四種折返站范例的比較分析，可得出結(jié)論如下：
１） 范例B的折返間隔時(shí)分最小（一般可小于120秒），其次為范例D。
２） 范例B的線路長(zhǎng)度比范例D短。在列車(chē)編組為8節(jié)時(shí)，線縮短約250米左右。這對(duì)地下工程來(lái)說(shuō)，是比較重要的。
３） 范例B存在同站臺(tái)上、下客的問(wèn)題，在大客流的情況下，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全不利。
二、新方案的提出
為基本保留上述范例B的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服其不足，本文提出適用于大客流折返站的線路、站臺(tái)布置形式——三站臺(tái)交叉渡線站前折返新方案如下，
本方案的島式站臺(tái)為上客站臺(tái)，二邊側(cè)式站臺(tái)為下客站臺(tái)。
本方案按如下程序進(jìn)行折返作業(yè)：
１、 列車(chē)進(jìn)站停穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)式站臺(tái)一側(cè)的車(chē)門(mén)。
２、 列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向（同時(shí)使車(chē)門(mén)保持在開(kāi)門(mén)狀態(tài)）。
３、 下客停站時(shí)間結(jié)束以后，打開(kāi)島式站臺(tái)一側(cè)的車(chē)門(mén)，側(cè)式站臺(tái)一側(cè)的車(chē)門(mén)同時(shí)關(guān)閉。
４、 上客停站時(shí)間結(jié)束后，關(guān)門(mén)開(kāi)車(chē)。
本方案的車(chē)站寬度比大型島式車(chē)站的寬度寬5米左右，線路長(zhǎng)度與站后折返方式相比較，當(dāng)站后交叉渡線線間距為4米、列車(chē)編組為8節(jié)時(shí)，可縮短250米左右。
文章出處：中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)城市軌道交通專(zhuān)業(yè)委員會(huì)首屆中青年專(zhuān)家論文集
原文作者：朱翔（上海地鐵建設(shè)有限公司）
摘 要：對(duì)各種典型的折返車(chē)站，進(jìn)行了折返能力的分析，并試圖找出能兼顧折返能力和土建投資的折返站站臺(tái)、線路布置的最佳形式。
關(guān)鍵詞：折返站、折返能力、綜合分析
列車(chē)自動(dòng)控制(ATC)系統(tǒng)，從本質(zhì)上講，是提供列車(chē)運(yùn)行安全和效率的手段。它是在土建、線路等所提供的邊界條件下，以不斷進(jìn)步的信號(hào)技術(shù)，在滿(mǎn)足行車(chē)安全的前提下，使列車(chē)運(yùn)行效率最大化。
ATC系統(tǒng)的行車(chē)效率，一般用行車(chē)間隔時(shí)分來(lái)衡量，而折返站的折返能力往往又是制約行車(chē)間隔時(shí)分的關(guān)鍵點(diǎn)。所以可以這么講，土建、線路在折返站所提供的邊界條件，直接控制了ATC系統(tǒng)所能提供的折返站的通過(guò)能力，也就是控制了行車(chē)間隔時(shí)分。
但從另一方面講，由于土建投資，特別是地下工程的土建投資特別大。為節(jié)省投資，盡可能的縮短折返區(qū)段的線路長(zhǎng)度，又是必須考慮的。
如何找到滿(mǎn)足行車(chē)效率和投資要求的最佳結(jié)合點(diǎn)，同時(shí)又能兼顧其他？本文就試圖對(duì)這個(gè)涉及信號(hào)、土建、線路、運(yùn)營(yíng)和投資的課題進(jìn)行探討。
一、 范例分析
在折返站線路、站臺(tái)的布置里，有幾種形式是比較典型的。下面針對(duì)這幾個(gè)范例，試圖就折返能力與相關(guān)因素的關(guān)系，進(jìn)行綜合分析。
１、 范例A
范例Ａ屬側(cè)式站臺(tái)單渡線站前折返。
范例Ａ的折返間隔時(shí)分（即折返能力，下同），由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 進(jìn)路X5→X3的排列時(shí)間t１。
２） 列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間t２。
３） 列車(chē)的停站時(shí)間t３（含開(kāi)、關(guān)車(chē)門(mén)的時(shí)間，下同）。
４） 列車(chē)轉(zhuǎn)變運(yùn)行方向即換頭作業(yè)的時(shí)間t4。
５） 列車(chē)出發(fā)并出清X(qián)3→X1進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t５。
折返間隔時(shí)分＝t１＋t２＋t３＋t4＋t５
其中列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間t２與ATP安全保護(hù)距離SD有關(guān)；列車(chē)出發(fā)并出清X(qián)3→X1進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t５與道岔的側(cè)允許通過(guò)速度有關(guān)；列車(chē)的停站時(shí)間t３與客流有關(guān)。
范例A比較突出的不足是①折返間隔時(shí)分受列車(chē)停站時(shí)間和換頭作業(yè)時(shí)間影響，②在同站臺(tái)上、下客。在客流比較大時(shí)，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全不利。
２、 范例B
范例Ｂ屬島式站臺(tái)交叉渡線站前折返。
與范例Ａ相比較，本范例增加了一條渡線，站臺(tái)由側(cè)式改為島式。
分析本范例的折返間隔時(shí)分時(shí)，主要應(yīng)考慮的特殊情況為①當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入上行站臺(tái)，并出清X(qián)5→X7進(jìn)路中的第一個(gè)道岔區(qū)段后，后續(xù)列車(chē)可同時(shí)進(jìn)入下行站臺(tái)。②當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入下行站臺(tái)、并出清X(qián)5→X3進(jìn)路中的第一個(gè)道岔區(qū)段，至停站結(jié)束準(zhǔn)備發(fā)車(chē)的窗口時(shí)間內(nèi)，后續(xù)列車(chē)可同時(shí)在辦理X5→X7進(jìn)路后，進(jìn)入上行站臺(tái)。范例B的折返間隔時(shí)分，由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 進(jìn)路的排列時(shí)間t１。
２） 列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間t２。
３） 列車(chē)的停站時(shí)間t３。
４） 列車(chē)的轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向時(shí)間t４。
折返間隔時(shí)分< t１＋t２＋t３＋t４
與范例Ａ相比較，本范例①折返間隔時(shí)分明顯減少，②折返間隔時(shí)分受停站時(shí)間和換頭作業(yè)時(shí)間的影響不大。③仍存在同站臺(tái)上、下客的問(wèn)題。
針對(duì)范例A、范例B的站前折返方式，當(dāng)列車(chē)到站開(kāi)門(mén)后，若可以做到在轉(zhuǎn)頭作業(yè)時(shí)，能保持車(chē)門(mén)在開(kāi)的狀態(tài)，則換頭作業(yè)時(shí)間t４可為“０”。
３、 范例C
范例C屬側(cè)式站臺(tái)單渡線站后折返。
范例C的折返間隔時(shí)分由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 列車(chē)進(jìn)入折返線的時(shí)間t１。
２） 列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的時(shí)間t２（含進(jìn)路X2→X4的排列時(shí)間）。
３） 列車(chē)進(jìn)入上行站臺(tái)，并出清X(qián)2→X4進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t3。
４） 進(jìn)路X8→X2的排列時(shí)間t4。
５） 后續(xù)列車(chē)進(jìn)入下行站臺(tái)的時(shí)間t5。
６） 后續(xù)列車(chē)的停站時(shí)間t6。
折返間隔時(shí)分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
其中列車(chē)進(jìn)入折返線的時(shí)間t1與ATP安全保護(hù)距離SD有關(guān)。
與范例Ａ相類(lèi)比，本范例折返間隔時(shí)分增加了后續(xù)列車(chē)進(jìn)入下行站臺(tái)的時(shí)間以及范例Ａ有可能省去的列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的時(shí)間。
范例C解決了同站臺(tái)上、下客的問(wèn)題，但折返間隔時(shí)分長(zhǎng)，并且線路也比站前折返方式延長(zhǎng)很多。
４、 范例D
范例D屬側(cè)式站臺(tái)交叉渡線站后折返。
與范例C相比較，本范例增加了一條渡線。
分析本范例的折返間隔時(shí)分，主要應(yīng)考慮的特殊情況為①當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入上行折返線，并出清X(qián)8→X6進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段以后，可辦理X8→X2防護(hù)進(jìn)路，使后續(xù)列車(chē)提前進(jìn)站。②當(dāng)前車(chē)在進(jìn)入下行折返線，并出清X(qián)8→X2進(jìn)路中的第一個(gè)道岔區(qū)段，至列車(chē)在折返線轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向以后等待出發(fā)的窗口時(shí)間內(nèi)，可辦理X8→ X6的防護(hù)進(jìn)路，使后續(xù)列車(chē)提前進(jìn)站。范例D的折返間隔時(shí)分由以下幾個(gè)時(shí)間所組成。
１） 列車(chē)進(jìn)入折返線的時(shí)間t1。
２） 列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的時(shí)間t2。
３） 取消防護(hù)進(jìn)路（如X8→X6）的時(shí)間t3。
４） 辦理X2→X4進(jìn)路的時(shí)間t4。
５） 列車(chē)進(jìn)入上行站臺(tái)，并出清X(qián)2→X4進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間t5。
６） 后續(xù)列車(chē)的部分停站時(shí)間t6（含至折返線進(jìn)路如X8→X2的排列時(shí)間）。
折返間隔時(shí)分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
本范例與范例C相比較，省去了后續(xù)列車(chē)的進(jìn)站時(shí)間和部分停站時(shí)間，增加了取消防護(hù)進(jìn)路的時(shí)間。總的比較，折返間隔時(shí)間大為減少。
本范例與范例B相類(lèi)比，增加了取消防護(hù)進(jìn)路的時(shí)間、列車(chē)進(jìn)入上行站臺(tái)并出清X(qián)2→X4進(jìn)路中第一個(gè)道岔區(qū)段的時(shí)間；省去了部分停站時(shí)間，總的比較，折返間隔時(shí)分有所增加。
５、 總結(jié)
根據(jù)上述四種折返站范例的比較分析，可得出結(jié)論如下：
１） 范例B的折返間隔時(shí)分最小（一般可小于120秒），其次為范例D。
２） 范例B的線路長(zhǎng)度比范例D短。在列車(chē)編組為8節(jié)時(shí)，線縮短約250米左右。這對(duì)地下工程來(lái)說(shuō)，是比較重要的。
３） 范例B存在同站臺(tái)上、下客的問(wèn)題，在大客流的情況下，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全不利。
二、新方案的提出
為基本保留上述范例B的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服其不足，本文提出適用于大客流折返站的線路、站臺(tái)布置形式——三站臺(tái)交叉渡線站前折返新方案如下，
本方案的島式站臺(tái)為上客站臺(tái)，二邊側(cè)式站臺(tái)為下客站臺(tái)。
本方案按如下程序進(jìn)行折返作業(yè)：
１、 列車(chē)進(jìn)站停穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)式站臺(tái)一側(cè)的車(chē)門(mén)。
２、 列車(chē)轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向（同時(shí)使車(chē)門(mén)保持在開(kāi)門(mén)狀態(tài)）。
３、 下客停站時(shí)間結(jié)束以后，打開(kāi)島式站臺(tái)一側(cè)的車(chē)門(mén)，側(cè)式站臺(tái)一側(cè)的車(chē)門(mén)同時(shí)關(guān)閉。
４、 上客停站時(shí)間結(jié)束后，關(guān)門(mén)開(kāi)車(chē)。
本方案的車(chē)站寬度比大型島式車(chē)站的寬度寬5米左右，線路長(zhǎng)度與站后折返方式相比較，當(dāng)站后交叉渡線線間距為4米、列車(chē)編組為8節(jié)時(shí)，可縮短250米左右。
文章出處：中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)城市軌道交通專(zhuān)業(yè)委員會(huì)首屆中青年專(zhuān)家論文集
原文作者：朱翔（上海地鐵建設(shè)有限公司）
