王東波 李克劍 王俊鋒 張福信

天津津?yàn)I輕軌西起天津站，東至東海路，全長(zhǎng)52.25 km，是連接天津市區(qū)與濱海新區(qū)的交通動(dòng)脈，為天津市區(qū)和濱海新區(qū)人民出行提供了便利。津?yàn)I輕軌列車控制系統(tǒng)采用基于FSK軌道電路的列車控制系統(tǒng)，保證列車的運(yùn)營(yíng)安全，全線分2期建設(shè)，東段于2006年全功能開通，全線開通于2012年。東海路站是津?yàn)I輕軌終端站，線路設(shè)計(jì)為站后折返模式，折返道岔為交叉渡線。

1 問題的提出及分析

津?yàn)I輕軌東段開通運(yùn)營(yíng)初期，客流量并不大，一般運(yùn)營(yíng)間隔大于7 min。如圖1所示，東海路站后折返采用雙線折返，ATS終端模式采用終端模式1，即列車1到達(dá)站臺(tái)1后，開通側(cè)向進(jìn)路，通過2/4道岔反位，到RAD2G-14(上行折返軌)進(jìn)行折返，返回站臺(tái)2;列車2到達(dá)站臺(tái)1后，通過開通直向進(jìn)路，到RAD1G-14(下行折返軌)進(jìn)行折返，再通過6/8反位，回到站臺(tái)2;列車3在列車1離開折返區(qū)域，列車2處于下行折返軌時(shí)，ATS為列車3開放側(cè)向進(jìn)路，列車3進(jìn)入上行折返軌后，列車2開始折返，以這樣循環(huán)往復(fù)的折返方式實(shí)現(xiàn)列車折返。這樣的方式，好處是可以充分利用2組道岔，2列車折返時(shí)有一定的并行時(shí)間，即使運(yùn)營(yíng)間隔較小時(shí)，司機(jī)在折返軌也有足夠的換端時(shí)間。在這種方式下，東海路折返足以滿足正常的運(yùn)營(yíng)需要。

圖1 東海路雙線站后折返

但是隨著天津市城市的不斷發(fā)展，越來越多的市民選擇津?yàn)I輕軌往來于市區(qū)與濱海新區(qū)，運(yùn)行間隔需要不斷縮短。近幾年，早晚高峰期的運(yùn)營(yíng)間隔已然達(dá)到5 min，而繼續(xù)縮短間隔比較困難，高峰期5 min運(yùn)營(yíng)間隔時(shí)，如果稍有列車晚點(diǎn)情況，會(huì)出現(xiàn)一些列車不能完全進(jìn)站停車進(jìn)行上下客作業(yè)情況。因此隨著運(yùn)營(yíng)間隔的壓縮，對(duì)列車運(yùn)行方式提出了更高的要求。

從前面對(duì)東海路站多車雙線路折返作業(yè)過程的描述分析，雖然采用終端模式1有其優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上有兩列車并行作業(yè)時(shí)間，即列車1從上行折返軌回站臺(tái)2時(shí)，可以為列車2開放直向進(jìn)路，進(jìn)入下行折返軌，但是當(dāng)列車3進(jìn)入站臺(tái)1，并需進(jìn)入上行折返軌時(shí)，就需要與列車2返回站臺(tái)2作業(yè)協(xié)調(diào)進(jìn)行，兩個(gè)作業(yè)因都需要道岔反向通過岔區(qū)，存在進(jìn)路沖突，這就需要ATS子系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)度，任何一個(gè)作業(yè)的延誤，都會(huì)造成折返間隔的增大。

從運(yùn)營(yíng)角度分析，根據(jù)當(dāng)前高峰期的運(yùn)營(yíng)情況，司機(jī)在折返軌換端的時(shí)間一般大于1 min，若要縮短折返間隔，就必須縮短這個(gè)作業(yè)時(shí)間。

從列車控制系統(tǒng)分析，根據(jù)系統(tǒng)一般的聯(lián)鎖邏輯，當(dāng)?shù)啦韰^(qū)域不滿足X6開放側(cè)向或直向進(jìn)路時(shí)，X6顯示紅燈，這樣列車的安全停車點(diǎn)處于信號(hào)機(jī)前方，造成列車無法完全進(jìn)入站臺(tái)對(duì)標(biāo)停車，從而造成列車無法進(jìn)行上下客作業(yè)，減少了車站的并行作業(yè)時(shí)間，增加了折返站的運(yùn)行間隔。

通過分析，以上3種情形是導(dǎo)致東海路站不能進(jìn)一步縮短運(yùn)營(yíng)間隔的主要原因。所以，減小站后折返間隔的方法要從以下幾方面入手:盡量增加列車并行作業(yè)的可能;盡量減少折返區(qū)域內(nèi)列車作業(yè)沖突的可能;盡量縮短列車在折返軌換端時(shí)間。

在以上分析基礎(chǔ)上，通過多次與供貨商聯(lián)系溝通，最終確定為東海路站設(shè)計(jì)增加其獨(dú)有的功能——Overlap功能。

另外，關(guān)于終端模式，這里補(bǔ)充說明一下。終端模式是津?yàn)I輕軌信號(hào)系統(tǒng)ATS子系統(tǒng)僅在終端折返站設(shè)計(jì)使用的一種根據(jù)列車位置自動(dòng)開放折返進(jìn)路的折返方式。它分為3種模式:終端模式1，即上面提到的折返方式，兩個(gè)折返軌交叉使用;終端模式2，即只使用直進(jìn)側(cè)出的折返方式(如只使用圖1中6/8道岔折返);終端模式3，即只使用側(cè)進(jìn)直出的折返方式 (如只使用圖1中2/4道岔折返)。

2 問題的解決

2.1 Overlap功能

東海路Overlap功能是專為東海路車站及此種站型折返設(shè)計(jì)使用的一種功能，當(dāng)列車占用某一特定軌道電路時(shí)，聯(lián)鎖將檢查聯(lián)鎖區(qū)安全條件，條件滿足時(shí)，聯(lián)鎖會(huì)自動(dòng)為該列車啟動(dòng)Overlap功能，軌旁設(shè)備會(huì)自動(dòng)將2/4、6/8道岔轉(zhuǎn)到定位并鎖閉，相應(yīng)控制線會(huì)向前延伸，即便X6為紅燈情況下，同樣允許列車完全進(jìn)入車站停車，進(jìn)行上下客作業(yè)。而當(dāng)Overlap功能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)失效后，道岔重新解鎖，等待下一條進(jìn)路的辦理。Overlap功能啟動(dòng)的前提條件:①前次列車未占用特定軌道電路;②本次列車占用特定軌道電路 (RAD1G-9或RAD1G-10或RAD1G-9和RAD1G-10);③道岔處于解鎖狀態(tài);④Overlap功能啟動(dòng)前，ATS未手動(dòng)辦理進(jìn)路。

2.2 功能分析

Overlap功能的使用解決了X6信號(hào)機(jī)不開放情況下，列車可以完全進(jìn)站對(duì)標(biāo)停車的問題，使得本次列車與折返線折返的列車有并行作業(yè)的可能。

通過對(duì)Overlap功能過程的觀察，并與東海路站3種終端模式結(jié)合來看，該功能與終端模式3相結(jié)合，會(huì)到達(dá)最佳效果，如圖2所示，分析如下。

圖2 東海路終端模式3運(yùn)行圖

終端模式3下，如果上行折返軌沒有列車占用，ATS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為列車辦理到折返軌的進(jìn)路。反之，若ATS無法為其開放到折返軌進(jìn)路，當(dāng)列車軋入RAD1G-9時(shí)，若條件滿足，Overlap功能啟動(dòng)，允許列車到站臺(tái)1對(duì)標(biāo)停車，而此時(shí)折返軌列車已經(jīng)離開折返軌，到達(dá)站臺(tái)2(這里充分體現(xiàn)了兩列車的并行作業(yè)時(shí)間)，道岔解鎖后，因終端模式3的原因，ATS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為列車排列到上行折返軌的進(jìn)路。

終端模式2下，由于該模式與Overlap功能使用剛好相背離，前次列車會(huì)使用側(cè)向道岔進(jìn)行折返，很難啟動(dòng)該功能，更無法滿足并行作業(yè)。

終端模式1下，列車分別交替使用2個(gè)折返軌進(jìn)行折返，其中側(cè)向優(yōu)先。系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先為列車辦理進(jìn)路，雖然在滿足Overlap功能的條件時(shí)，軌旁會(huì)啟動(dòng)該功能，但是始終擺脫不了列車2和列車3之間的沖突問題。所以O(shè)verlap功能與模式1結(jié)合，對(duì)折返間隔起不到明顯效果。

2.3 功能效果

下面僅就終端模式3與Overlap功能結(jié)合，對(duì)東海路站后折返間隔進(jìn)行定量分析。表1列出了計(jì)算折返間隔所需要的一些參數(shù)。

表1 東海路折返參數(shù)表

終端模式3下，折返間隔Ttb計(jì)算公式如下:

將表1中數(shù)據(jù)代入公式 (1)，得

Ttb=60+39+25+15=139(s)

從以上分析及計(jì)算結(jié)果看，通過Overlap功能使用和司機(jī)換端時(shí)間的縮短，車站完全可以滿足2.5 min的折返間隔，這比升級(jí)前有了明顯提升。

如果充分利用兩列車之間并行作業(yè)時(shí)間，以道岔解鎖時(shí)刻作為觸發(fā)各項(xiàng)作業(yè)的關(guān)鍵時(shí)刻，折返間隔還可以進(jìn)一步縮短，本文不再進(jìn)行詳述和計(jì)算。

3 結(jié)束語

站后折返是城市軌道交通線路最常用的折返類型，若設(shè)計(jì)或使用不當(dāng)都會(huì)影響整條線路的運(yùn)行間隔。本文僅從津?yàn)I輕軌東海路站折返實(shí)際問題出發(fā)，在較淺層次上對(duì)解決辦法做了分析，為城市軌道交通設(shè)計(jì)者、建設(shè)者和使用者提供參考。

［1］ 吳汶麟.城市軌道交通信號(hào)與通信系統(tǒng)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2000，8.

［2］ 劉濤.城市軌道交通站折返能力的估算及影響因素［J］.鐵道通信信號(hào)，2008，(12):17.

［3］ 毛保華.城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理［M］.北京:人民鐵道出版社，2006.