王瑤，郭 進

（西南交通大學信息科學與技術(shù)學院， 成都 610031）

城市軌道交通系統(tǒng)一般有站前和站后2種列車折返模式。地鐵的折返能力的計算方法與鐵路有很大不同，列車在車站的折返能力對地鐵全線列車運行能力具有重大影響，是整個地鐵系統(tǒng)運營組織的關(guān)鍵。

隨著地鐵運輸系統(tǒng)的不斷發(fā)展和地鐵運行信號控制方式水平的提高，對折返能力的計算也提出了更高的要求。以往采用的圖解法雖然計算方法簡單，但不能真實地反映列車在折返站運行的全過程以及列車的運行速度、停站時間、限速等，對折返能力的計算影響較大，其準確度難以滿足工程設(shè)計和運營管理的需要。

1 站前折返典型站的分析與計算

站前折返指列車經(jīng)由站前渡線折返。采用站前折返時，列車在到達股道停車，上、下完旅客后，直接經(jīng)由車站前方道岔發(fā)出。計算時采用的公式為：

1.1 單股道(A站臺)折返

圖1 單股道折返

圖1中的參考點為S1信號機沒有開放時列車開始制動的位置。A、B點為列車在站臺理想停車位置。

利用圖1中A站臺進行單股道站前折返作業(yè)過程各時段記錄及分析結(jié)果如表1。

表1 列車站前單股道折返方式作業(yè)時分

其中T0、TATP-a、T2、T3、TATP-m都是由用戶輸入的參數(shù)，T1、T5是由牽引計算得出（列車側(cè)向過岔時以道岔側(cè)向限速通過），比原來的手工計算提高了精度。根據(jù)表1中各項作業(yè)的記錄結(jié)果，可以得出相鄰兩列車之間的最小站前折返間隔為：

1.2 雙股道折返

圖2 雙股道折返

圖2中的參考點為S1信號機沒有開放時列車開始制動的位置。A、B點為列車在站臺停車的位置。

上下行站臺交替折返的執(zhí)行過程如下：

（1） 初始條件：A站臺或B站臺須各停有一列車，等待其中一站臺接入一列車后另一站臺立即發(fā)車。（2）哪股道發(fā)車后就接車至哪股道。（3）而后另一股道再發(fā)車。（4）此后執(zhí)行A、B兩站臺循環(huán)交替折返。（5）根據(jù)對上述折返過程的關(guān)鍵時段進行記錄，可以分析計算出列車折返時間間隔。

H接：初始狀態(tài)為B站臺停有一輛列車，向A站臺接車，然后由B站臺發(fā)車，再向B站臺接車的時間間隔。利用圖2中向C站臺進行接車作業(yè)時對各時段的記錄和分析的結(jié)果見表2。

表2 列車站前交替折返作業(yè)時分（一）

其中T0、TATP-a、T2、T3、TATP-m、T4都是由用戶輸入的參數(shù)，T1、T3是由牽引計算得出（列車側(cè)向過岔時以道岔側(cè)向限速通過）。根據(jù)表2中各項作業(yè)的記錄結(jié)果，可以得出相鄰兩列車之間的最小接車間隔為：

H發(fā)：從由A站臺發(fā)車列尾出清S3起，然后接車至A站臺，最后至B站臺發(fā)車列尾出清S3的時間間隔。

利用圖2中A站臺發(fā)車作業(yè)時對各時段記錄和分析的結(jié)果見表3。

表3 列車站前交替折返作業(yè)時分(二)

其中T0、TATP-a、T2、TATP-m都是由用戶輸入的參數(shù)，T1、T3是由牽引計算得出（列車側(cè)向過岔時以道岔側(cè)向限速通過）。根據(jù)表3中各項作業(yè)的記錄結(jié)果，可以得出相鄰兩列車之間的最小發(fā)車間隔為：

由上述分析得出站前交替折返間隔為：

2 站后折返典型站的折返能力分析與計算

站后折返是列車在站后折返線完成的折返。采用站后折返時，旅客下車后，列車經(jīng)由車站后方的道岔進入折返線然后折回至發(fā)車股道，上完旅客后再發(fā)車。

站后折返間隔是由接車間隔、發(fā)車間隔和折返間隔中的最大值確定。

以成都1號線升仙湖站臺為例，它是典型的站后折返站型之一，如圖3。

成都地鐵1號線升仙湖站站后折返作業(yè)記錄和分析的結(jié)果見表4。計算時采用的公式為：

圖3 站后折返站型

表4 升仙湖站列車站后折返作業(yè)時分

其中T0、TATP-a、T2、TATP-m、T7、T11、T13都是由用戶輸入的參數(shù)，T1、T4、T5、T6、T9、T10、T12是由牽引計算得出（列車側(cè)向過岔時以道岔側(cè)向限速通過）。表中的并行時間參數(shù)，T3是辦理進入折返線進路的時間，它與T2同時進行，由于辦理進入折返線進路的時間小于等于列車在接車站臺的停站時間，故T3包含在T2中，與其并行。同理，T8和T14也如此。按表4的各項作業(yè)時分，可以得出下述結(jié)論：

相鄰兩列車之間的最小接車間隔為：

折返間隔為：

發(fā)車間隔為：

站后折返間隔為：

3 提高折返能力的措施

很多因素影響和制約著折返能力，比如折返站型布置形式及折返方式、咽喉區(qū)長度、列車運行速度、列車停站時間、辦理進路時間、道岔類型、道岔轉(zhuǎn)換及信息傳遞時間、ATO動作時間、車載設(shè)備反應(yīng)時間等。而根據(jù)車站折返線的布置，列車折返又有站前折返、站后折返、站前與站后混合折返3種方式；根據(jù)折返站在線路中的位置，列車折返有終點站折返和中間站折返2種情形。不同折返方式時的折返出發(fā)間隔時間應(yīng)分別計算。

針對上述因素，本文給出了以下的措施來提高車站的列車折返能力：

（1）對于站前折返，假設(shè)將列車的停站時間縮小到等于進路的排列時間時，可使得道岔區(qū)段的利用率最大。但是在實際情況中，列車的停站時間不可能等于進路的排列時間，但是在利用雙股道交替折返的情況下，可以達到相似效果。因此在允許條件下可以采用雙股道交替折返道岔區(qū)段以提高道岔區(qū)段的利用率，縮小折返間隔時間。（2）如果要壓縮折返間隔，則應(yīng)減少列車制動點至折返點的時間、辦理進路時間、道岔轉(zhuǎn)換及信息傳遞時間、ATO動作時間及列車駛出折返站至全部通過計軸設(shè)備的時間。對于硬件設(shè)備方面，可采用大號碼道岔，如將9號道岔換為12號。在設(shè)備一定時，應(yīng)盡量減少制動點至折返點的距離。（3）列車在折返過程中很可能存在進路干擾或其他列車作業(yè)的問題，從而導(dǎo)致了折返間隔的增大，而且對于這種額外的時間間隔，站后折返模式要大于站前折返模式，故列車密度較高的線路不宜采用站后折返。（4）一般來說，對于不同的運營情況，運營商的側(cè)重點是不同的。在高峰期要求折返間隔較小并且容易調(diào)度，在低峰期希望提供的車輛較少。因此站場設(shè)計應(yīng)將單股道站前折返和站后折返相結(jié)合，提供作業(yè)難度較小、折返間隔較小同時運行時分較小的線路。

4 結(jié)束語

本文不同于以前手工計算方式，而是在對以往地鐵各種信號控制方式深人研究和分析的基礎(chǔ)上，提出以城市軌道交通列車追蹤及折返能力仿真系統(tǒng)為平臺，運用計算機仿真技術(shù)全程、動態(tài)模擬列車的折返運行，從而找出影響列車追蹤間隔的關(guān)鍵因素，并以表格形式記錄列車通過典型的折返站所需要的折返時間，進而可以計算出該站的折返能力。

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