龍永芳

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,天津 300142)

1 研究背景

天津地鐵5號(hào)線(xiàn)北起北辰區(qū)雙街,南至津南區(qū)大寺；天津地鐵6號(hào)線(xiàn)北起大畢莊停車(chē)場(chǎng),南至李七莊,兩者均為天津市中心城區(qū)的外部填充線(xiàn)。根據(jù)建設(shè)規(guī)劃(建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)年限按項(xiàng)目建成通車(chē)年為基準(zhǔn)年,初期為建成通車(chē)后第3年、近期為第10年、遠(yuǎn)期為第25年,本項(xiàng)目研究年度初、近、遠(yuǎn)期分別為2016、2023、2038年),5號(hào)線(xiàn)初期建設(shè)范圍為北辰區(qū)雙街—河西區(qū)環(huán)湖西路,從環(huán)湖西路站開(kāi)始修建聯(lián)絡(luò)線(xiàn)至天津地鐵6號(hào)線(xiàn)的體育中心站,與6號(hào)線(xiàn)共同組成一條環(huán)線(xiàn)。初期5號(hào)線(xiàn)從體育中心站開(kāi)始與6號(hào)線(xiàn)共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)至終點(diǎn)李七莊站,近期若運(yùn)輸能力富余,也可以考慮共線(xiàn)運(yùn)營(yíng),遠(yuǎn)期當(dāng)客流增幅較大時(shí),兩線(xiàn)分開(kāi)運(yùn)營(yíng),體育中心站—李七莊站劃歸5號(hào)線(xiàn)。

下面對(duì)5、6號(hào)線(xiàn)的共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)段,即體育中心站—李七莊站進(jìn)行能力適應(yīng)性分析。

2 運(yùn)營(yíng)方案

2.1 列車(chē)編組方案

5、6號(hào)線(xiàn)各研究年度均采用B型車(chē)6輛編組,定員1 440人/列。

2.2 列車(chē)運(yùn)行交路

5、6號(hào)線(xiàn)初、近期運(yùn)行交路分別如圖1、圖2所示。

圖1 5號(hào)線(xiàn)初、近期列車(chē)運(yùn)行交路

圖2 6號(hào)線(xiàn)初、近期列車(chē)運(yùn)行交路

3 共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)段能力適應(yīng)性分析

近期5號(hào)線(xiàn)高峰小時(shí)開(kāi)行大交路10對(duì)列車(chē),小交路7對(duì)列車(chē)；6號(hào)線(xiàn)高峰小時(shí)開(kāi)行大交路12對(duì)列車(chē),小交路6對(duì)列車(chē)。若考慮5、6號(hào)線(xiàn)近期仍然在體育中心站—李七莊站區(qū)間共線(xiàn)運(yùn)營(yíng),由于體育中心站為5、6號(hào)線(xiàn)共用的小交路折返站,而列車(chē)折返能力通常是軌道交通最終通過(guò)能力的限制因素,因此需要檢算體育中心站的折返能力是否能夠滿(mǎn)足需要。

3.1 體育中心站折返形式

體育中心站采用站后折返形式,車(chē)站配線(xiàn)形式如圖3所示。

圖3 5號(hào)線(xiàn)體育中心站配線(xiàn)示意

3.2 列車(chē)折返能力的概念

列車(chē)折返能力是指軌道交通折返站在1 h內(nèi)能夠折返的最大列車(chē)數(shù),其計(jì)算公式為

式中n折返——折返能力，列/h；

I到達(dá)——列車(chē)在折返站的最小到達(dá)間隔時(shí)間，s；

I出發(fā)——列車(chē)在折返站的最小出發(fā)間隔時(shí)間，s。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,列車(chē)折返間隔時(shí)間與列車(chē)在折返站停留時(shí)間是兩個(gè)不同的概念,前者反映的是兩列列車(chē)在折返站先后出發(fā)或到達(dá)的時(shí)間間隔,而后者反映的是一列列車(chē)在折返站由到達(dá)至出發(fā)、或由出發(fā)至到達(dá)的時(shí)間間隔。

3.3 計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)

(1)列車(chē)編組為B型車(chē)6輛,3動(dòng)3拖,列車(chē)長(zhǎng)度為120 m；

(2)正線(xiàn)列車(chē)運(yùn)行最高速度78 km/h；

(3)道岔側(cè)向限速30 km/h；

(4)平均加速度為0.5 m/s2,啟動(dòng)平均加速度為0.83 m/s2,常用制動(dòng)減速度為1.0 m/s2；

3.4 列車(chē)最小出發(fā)間隔

考慮到列車(chē)進(jìn)路存在干擾問(wèn)題,列車(chē)到達(dá)優(yōu)先于列車(chē)出發(fā),因此列車(chē)最小出發(fā)間隔一般大于或等于列車(chē)最小到達(dá)間隔,故只需計(jì)算列車(chē)最小出發(fā)間隔即可以保證列車(chē)折返能力不被高估。

I出發(fā)=t離去+t轉(zhuǎn)換+t出線(xiàn)+t停站

式中I出發(fā)——列車(chē)最小出發(fā)間隔；

t離去——出發(fā)列車(chē)尾部駛離車(chē)站閉塞分區(qū)的時(shí)間；

t轉(zhuǎn)換——列車(chē)折返時(shí)辦理進(jìn)路、開(kāi)放信號(hào)等的作業(yè)時(shí)間,一般取13 s,其中辦理進(jìn)路時(shí)間3 s、選路及鎖閉進(jìn)路含轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作時(shí)間9 s、信號(hào)機(jī)開(kāi)放時(shí)間1 s；

t出線(xiàn)——列車(chē)從折返線(xiàn)起車(chē)至車(chē)站站臺(tái)的時(shí)間；

t停站——列車(chē)停站時(shí)間。

從李七莊方向來(lái)的5、6號(hào)線(xiàn)列車(chē)共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)至體育中心站,接入共用的站臺(tái),由于體育中心站為小交路的折返站,因此按照以下兩種情況分別計(jì)算列車(chē)最小出發(fā)間隔時(shí)間。

根據(jù)5、6號(hào)線(xiàn)的運(yùn)行交路和行車(chē)計(jì)劃,在小交路體育中心站有以下兩種折返形式。

(1)前行列車(chē)由1站臺(tái)駛離車(chē)站5、6號(hào)線(xiàn)并線(xiàn)道岔D點(diǎn)；辦理進(jìn)路并開(kāi)放信號(hào)；列車(chē)由折返線(xiàn)A點(diǎn)運(yùn)行至1站臺(tái)停車(chē)；停站時(shí)間內(nèi)乘客上車(chē)完畢并開(kāi)放信號(hào),列車(chē)發(fā)車(chē),見(jiàn)圖4。

圖4 體育中心站折返示意(一)

經(jīng)過(guò)計(jì)算,該種情況的列車(chē)最小出發(fā)間隔時(shí)間I出發(fā)=25+13+45+30=113 s。

(2)前行列車(chē)由1站臺(tái)駛離車(chē)站5、6號(hào)線(xiàn)并線(xiàn)道岔D點(diǎn)；辦理進(jìn)路并開(kāi)放信號(hào)；列車(chē)由A點(diǎn)運(yùn)行至1站臺(tái)停車(chē)；停站時(shí)間內(nèi)乘客上車(chē)完畢并開(kāi)放信號(hào),列車(chē)發(fā)車(chē),見(jiàn)圖5。

圖5 體育中心站折返示意(二)

經(jīng)過(guò)計(jì)算,該種情況的列車(chē)最小出發(fā)間隔時(shí)間I出發(fā)=25+13+31+30=99 s。

若需要體育中心站的折返能力滿(mǎn)足要求,列車(chē)最小出發(fā)間隔時(shí)間I出發(fā)最大不能超過(guò)92 s(考慮5、6號(hào)線(xiàn)高峰小時(shí)共開(kāi)行35對(duì)列車(chē),同時(shí)考慮10%的能力富余量,即需滿(mǎn)足開(kāi)行39對(duì)列車(chē))。從以上的分析可以看出,兩種列車(chē)出發(fā)作業(yè)過(guò)程的情況同時(shí)存在,因此體育中心站的折返能力不能滿(mǎn)足要求(在列車(chē)最小出發(fā)間隔時(shí)間已經(jīng)不能滿(mǎn)足折返能力要求的前提下,無(wú)需再計(jì)算列車(chē)最小到達(dá)間隔時(shí)間)。

綜上所述,在體育中心站采用前述車(chē)站配線(xiàn)形式,5、6號(hào)線(xiàn)采用前述列車(chē)開(kāi)行方案的前提下,從近期開(kāi)始5、6號(hào)線(xiàn)已不能共線(xiàn)運(yùn)營(yíng),兩線(xiàn)應(yīng)分開(kāi)運(yùn)營(yíng)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)天津地鐵5、6號(hào)線(xiàn)共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn),對(duì)共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)段的能力適應(yīng)性進(jìn)行分析。由于車(chē)站折返能力是城市軌道交通能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)輸能力和效率,因此研究共線(xiàn)運(yùn)營(yíng)段的小交路折返車(chē)站體育中心站的折返能力,分別計(jì)算了兩種不同折返形式的列車(chē)最小出發(fā)間隔,從而得出結(jié)論：體育中心站的折返能力不能滿(mǎn)足近期(2023年)運(yùn)營(yíng)的要求,因此從近期(2023年)開(kāi)始天津地鐵5、6號(hào)線(xiàn)已不能共線(xiàn)運(yùn)營(yíng),兩線(xiàn)應(yīng)分開(kāi)運(yùn)營(yíng)。

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