劉　勇

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路站場(chǎng)設(shè)計(jì)研究處，武漢　430063)

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佛莞城際鐵路長(zhǎng)隆站平面優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

劉勇

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路站場(chǎng)設(shè)計(jì)研究處，武漢430063)

摘要：為了在滿足長(zhǎng)隆地下站運(yùn)輸需求的基礎(chǔ)上，盡量縮小車站規(guī)模，降低工程投資，從整個(gè)珠三角城際網(wǎng)的交路設(shè)置、車站折返能力、折返線有效長(zhǎng)度等主要技術(shù)參數(shù)入手，分析長(zhǎng)隆站在整條線路及整個(gè)城際線網(wǎng)中的功能定位和對(duì)整個(gè)線網(wǎng)的靈活性、適應(yīng)性的影響，對(duì)長(zhǎng)隆站平面布置進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，并通過(guò)對(duì)折返線有效長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化特殊設(shè)計(jì)，即列控系統(tǒng)采用虛擬一定線路長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的方法，推薦的車站布置滿足長(zhǎng)隆站折返能力的需求，并大大降低車站規(guī)模，節(jié)省工程投資。

關(guān)鍵詞：城際鐵路；車站；平面；研究；優(yōu)化

1長(zhǎng)隆站的功能定位

長(zhǎng)隆站是佛莞城際線上的地下站，位于廣州市番禺區(qū)，與廣州地鐵3號(hào)線、7號(hào)線換乘?？紤]到東莞、惠州以及佛山、肇慶方向的主要客流是與廣州地區(qū)的交流，在東西向通道上的主要交路折返點(diǎn)應(yīng)為廣州南站，即肇慶站至廣州南站交路、惠州站至廣州南站交路。但受工程條件的限制，廣州南站西端(肇慶方向)不具備列車折返條件，而在廣佛環(huán)線廣州南站至白云機(jī)場(chǎng)站段建成前，在東西向通道上肇慶站至廣州南站交路的折返點(diǎn)需向東延伸至前方車站—長(zhǎng)隆站。因此，長(zhǎng)隆站設(shè)計(jì)定位為廣佛環(huán)線廣州南站的輔助折返站。

以滿足運(yùn)輸需求為出點(diǎn)發(fā)，從整個(gè)珠三角城際網(wǎng)的交路設(shè)置、車站折返能力、折返線有效長(zhǎng)等技術(shù)參數(shù)入手，分析長(zhǎng)隆站在整條線路及整個(gè)城際線網(wǎng)中的功能定位和對(duì)整個(gè)線網(wǎng)的靈活性、適應(yīng)性的影響，對(duì)長(zhǎng)隆站平面布置進(jìn)行了多方案比選和優(yōu)化。最后，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，提出經(jīng)濟(jì)合理的車站規(guī)模和車站平面布置方案。

2珠三角城際網(wǎng)線路建設(shè)時(shí)序

根據(jù)珠三角城際線網(wǎng)規(guī)劃，考慮線路客流需求、功能定位以及通道內(nèi)線路建設(shè)情況，珠三角城際線路實(shí)施時(shí)序如下。

在建：建成佛肇、莞惠、穗莞深新塘至深圳機(jī)場(chǎng)段。

初期：建成廣佛環(huán)線佛山西—廣州南段、佛莞城際廣州南—望洪段、廣清城際清遠(yuǎn)至廣州北段。

近期：建成廣佛環(huán)線廣州南—白云機(jī)場(chǎng)—廣州北段、穗莞深新塘至白云機(jī)場(chǎng)(竹料)段、廣佛江珠、廣清城際廣州北至廣州段、中南虎城際、肇慶至南沙城際。

遠(yuǎn)期：建成廣佛環(huán)線廣州北至佛山西段、深惠城際等。

3珠三角城際網(wǎng)初期交路分析

珠三角城際線網(wǎng)的列車交路應(yīng)充分利用城際線網(wǎng)的系統(tǒng)資源、降低運(yùn)輸成本，在不降低服務(wù)水平的前提下提高運(yùn)輸能力和車輛的運(yùn)用效率。根據(jù)預(yù)測(cè)運(yùn)量，結(jié)合城際網(wǎng)主要城市間直達(dá)性分析和建設(shè)時(shí)序來(lái)規(guī)劃珠三角城際線網(wǎng)的列車交路。

根據(jù)分期建設(shè)方案，研究年度初期廣佛江珠城際、穗莞深城際新塘至白云機(jī)場(chǎng)段、肇慶至南沙城際以及中南虎城際尚未建成，穗莞深城際僅開行廣州東至深圳交路；廣清城際僅建成清遠(yuǎn)至廣州北段，按開行清遠(yuǎn)至廣州北交路考慮。廣佛環(huán)線僅建成佛山西經(jīng)廣州南段，與佛肇、佛莞、莞惠城際線共同形成珠三角城際線網(wǎng)東西向的快速干線。由于東莞、惠州以及佛山、肇慶方向的客流主要是到達(dá)廣州地區(qū)的，在東西向通道上的主要交路折返點(diǎn)應(yīng)為廣州南站，即肇慶至廣州南交路、惠州至廣州南交路。但受工程條件的限制，廣州南站不具備往佛山西方向的折返條件，從節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本角度來(lái)看，在東西向通道上肇慶至廣州南交路的折返點(diǎn)需延伸至前方車站—佛莞城際長(zhǎng)隆站。研究年度近期建成廣佛環(huán)線廣州南站至廣州北站開行佛山西至廣州北交路，研究年度遠(yuǎn)期廣佛環(huán)線形成環(huán)形交路，長(zhǎng)隆站不作為折返站使用。

根據(jù)上述交路設(shè)置分析，研究年度初期線網(wǎng)交路設(shè)置見表1。

因此，珠三角城際網(wǎng)初期交路開肇慶至長(zhǎng)隆的交路，長(zhǎng)隆站必須具備肇慶方向折返的條件，初期交路如圖1所示。

表1　珠三角城際網(wǎng)初期交路

圖1　珠三角城際軌道交通網(wǎng)初期交路

4長(zhǎng)隆站折返能力分析

廣佛環(huán)線廣州南站城際場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模為3臺(tái)4線，主要辦理佛莞城際列車始發(fā)終到及通過(guò)作業(yè)、廣佛環(huán)線通過(guò)列車作業(yè)，廣州南站城際場(chǎng)布置示意見圖2。

廣州南站站前折返作業(yè)過(guò)程及時(shí)間見表2。

圖2　廣州南站平面布置示意(單位：m)

類型站前折返作業(yè)過(guò)程作業(yè)時(shí)間/s說(shuō)明第1列車從進(jìn)站信號(hào)機(jī)進(jìn)站2道停車63第1列車停站下客120第1列車換駕駛室15與停站同步開通發(fā)車信號(hào)15與停站同步第1列車發(fā)車離站,出清道岔區(qū)66聯(lián)鎖設(shè)備解鎖15折返時(shí)間264

從表2可見，廣州南站站前折返時(shí)間為264 s/列，折返能力13對(duì)/h，根據(jù)珠三角遠(yuǎn)期列車交路設(shè)置資料，遠(yuǎn)期7對(duì)廣州南至惠州的站站停列車在本站折返，車站折返能力可以滿足遠(yuǎn)期交路設(shè)計(jì)的要求。因此，長(zhǎng)隆站只需具備肇慶方向的折返能力即可。

5長(zhǎng)隆站平面布置研究

根據(jù)對(duì)長(zhǎng)隆站功能定位、交路設(shè)置和折返能力的分析，主要研究了以下5種站型的優(yōu)缺點(diǎn)及其主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比。

方案1可滿足雙向列車始發(fā)終到需要，折返能力可達(dá)雙向各14對(duì)/h，運(yùn)輸組織靈活性好。但上下行折返列車與通過(guò)列車分為多個(gè)站臺(tái)作業(yè)，客流組織不便，如圖3所示。

圖3　三臺(tái)四線方案示意(方案1)(單位：m)

方案2可滿足雙向列車始發(fā)終到需要，折返能力可達(dá)雙向各14對(duì)/h，上、下客流分為兩個(gè)站臺(tái)分別作業(yè)，車站客流組織順暢。由于折返線未與正線貫通，運(yùn)輸組織靈活性略差，如圖4所示。

圖4　雙島四線方案示意(方案2)(單位：m)

圖5　雙島三線方案示意(方案3)(單位：m)

方案3可滿足一個(gè)方向的折返需要，折返能力可達(dá)14對(duì)/h。由于僅設(shè)一條到發(fā)線，不能滿足雙向同時(shí)折返的客流需求，運(yùn)輸組織不便，如圖5所示。

方案4可滿足一個(gè)方向的折返需要(以廣州南方向較為有利)，折返能力可達(dá)14對(duì)/h。由于僅設(shè)一條到發(fā)線，不能滿足雙向同時(shí)折返的客流需求，運(yùn)輸組織不便，如圖6所示。

方案五只具備單方向折返(肇慶方向)需要，折返能力可達(dá)11對(duì)/h。由于僅設(shè)1條到發(fā)線，不能滿足雙向折返的客流需求，運(yùn)輸組織不便，如圖7所示。

圖6　一島一側(cè)三線方案示意(方案4)(單位：m)

圖7　兩臺(tái)三線方案(單方向折返)平面布置示意(方案5)(單位：m)

各方案車站技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表3。

表3　方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

經(jīng)各方案優(yōu)缺點(diǎn)分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案5雖只能滿足列車單方向折返(肇慶方向)，但滿足珠三角城際網(wǎng)初期交路設(shè)置和研究年度初期肇慶方向列車在長(zhǎng)隆站3對(duì)折返列車的折返能力要求，且工程投資較小。因此，長(zhǎng)隆站平面布置采用方案5。

6長(zhǎng)隆站平面布置優(yōu)化

城際鐵路盡頭式折返線站臺(tái)端部距離信號(hào)機(jī)距離一般為40 m，站臺(tái)端部距線路終端距離一般為75 m(不含滑移式車檔的滑移距離)。為了進(jìn)一步縮短車站明挖段長(zhǎng)度，從優(yōu)化車站信號(hào)設(shè)備布置入手，在保證行車安全的前提下，盡量縮短折返線有效長(zhǎng)度。

6.1縮短站臺(tái)端部距離信號(hào)機(jī)距離

當(dāng)往廣州方面發(fā)車時(shí)，有源應(yīng)答器距信號(hào)機(jī)的距離需保證車載收到停車報(bào)文時(shí)緊急制動(dòng)能在信號(hào)機(jī)前停車，不至于越過(guò)信號(hào)機(jī)。根據(jù)科技運(yùn)[2010]21號(hào)文《關(guān)于印發(fā)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則的通知》3.3.2.1規(guī)定“有高站臺(tái)到發(fā)線出站信號(hào)機(jī)外放設(shè)置一個(gè)有源和無(wú)源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，應(yīng)答器組距出站信號(hào)機(jī)距離不小于20 m(從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器算起)”，有源應(yīng)答器距信號(hào)機(jī)20 m，有源應(yīng)答器與無(wú)源應(yīng)答器間距5 m，無(wú)源應(yīng)答器距站臺(tái)端5 m。因此，站臺(tái)端部距出站信號(hào)機(jī)距離設(shè)置為30 m，如圖8所示。

圖8　站臺(tái)端部距信號(hào)機(jī)距離示意(單位：m)

6.2縮短站臺(tái)端部距線路終端距離

站臺(tái)端距滑移擋車器尾部按45 m設(shè)計(jì)。其中站臺(tái)端距阻擋信號(hào)機(jī)30 m，阻擋信號(hào)機(jī)設(shè)于距滑移式擋車器5 m處，滑移式擋車器長(zhǎng)度按10 m設(shè)計(jì)，如圖9所示。

由于盡頭阻擋信號(hào)機(jī)X3至站臺(tái)近端最長(zhǎng)僅30 m，而CTCS-2車載設(shè)備以出站信號(hào)機(jī)外方60 m作為安全防護(hù)距離，因此按完全監(jiān)控模式進(jìn)站，動(dòng)車組將不能完全進(jìn)入站臺(tái)。因此，需要對(duì)信號(hào)列控方式進(jìn)行特殊處理。

根據(jù)《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)》(科技運(yùn)[2010]136號(hào))3.9條的規(guī)定，盡頭式車站采用如圖10所示的應(yīng)答器布置方案。

圖9　站臺(tái)端部距離線路終端距離示意

圖10　長(zhǎng)隆站盡頭式股道列控特殊處理方案示意(單位：m)

列控系統(tǒng)采用虛擬一定線路長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的方案。措施如下。

A點(diǎn)進(jìn)站應(yīng)答器按實(shí)際線路提供列控報(bào)文，并將其ETCS-5包中對(duì)C點(diǎn)應(yīng)答器的鏈接反應(yīng)設(shè)置為緊急制動(dòng)。

在股道中間距盡頭阻擋信號(hào)機(jī)135 m處的B點(diǎn)設(shè)1組無(wú)源應(yīng)答器，該應(yīng)答器組用于校正列車定位，并提供包含有40 m虛擬線路的列控?cái)?shù)據(jù)，使列車可越過(guò)從A點(diǎn)應(yīng)答器獲得的控制停車點(diǎn)，在B點(diǎn)以不超過(guò)15 km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車標(biāo)。B點(diǎn)應(yīng)答器將B點(diǎn)至終點(diǎn)(含40 m虛擬線路)線路速度描述為15 km/h。

在距盡頭阻擋信號(hào)機(jī)20 m處的C點(diǎn)設(shè)絕對(duì)停車應(yīng)答器組，該應(yīng)答器組提供目視行車危險(xiǎn)[ETCS-37]、絕對(duì)停車[CTCS-5]和調(diào)車危險(xiǎn)[ETCS-132]信息包。

為了保證失去運(yùn)行方向的列車(如PS模式接車或進(jìn)入股道后ATP重啟)安全運(yùn)行，B、C點(diǎn)應(yīng)答器設(shè)為2臺(tái)一組。

接車過(guò)程中，當(dāng)列車經(jīng)過(guò)進(jìn)站應(yīng)答器時(shí)，車載設(shè)備接收到正常進(jìn)路數(shù)據(jù)，停車目標(biāo)點(diǎn)為盡頭阻擋信號(hào)機(jī)外方約60 m處；經(jīng)過(guò)股道中部B點(diǎn)應(yīng)答器時(shí)，線路數(shù)據(jù)得到更新，停車目標(biāo)點(diǎn)變更為阻擋信號(hào)機(jī)外方20 m處。若B點(diǎn)應(yīng)答器失效，列車將按A點(diǎn)應(yīng)答器數(shù)據(jù)控制，停在距阻擋信號(hào)機(jī)外方60 m之外的位置，不能完全進(jìn)入站臺(tái)，但可保證安全。

6.3其他設(shè)計(jì)優(yōu)化說(shuō)明

站臺(tái)寬度和咽喉區(qū)布置對(duì)車站的明挖長(zhǎng)度也有較大影響。

根據(jù)站臺(tái)橫向柱網(wǎng)、車站公共區(qū)疏散樓扶梯寬度、車站側(cè)站臺(tái)寬度、站臺(tái)立柱截面尺寸及裝修層厚度、屏蔽門退讓站臺(tái)邊線等因素綜合計(jì)算確定地下站島式站臺(tái)和側(cè)式站臺(tái)的寬度。經(jīng)計(jì)算，長(zhǎng)隆站島式站臺(tái)寬度按不小于13 m設(shè)計(jì)，側(cè)式站臺(tái)寬度按不小于9.5 m設(shè)計(jì)。

為縮小咽喉區(qū)長(zhǎng)度，長(zhǎng)隆站按接車方向側(cè)向道岔采用18號(hào)道岔、發(fā)車方向側(cè)向道岔采用12號(hào)道岔設(shè)計(jì)，渡線采用縮短渡線連接，進(jìn)一步縮短了車站咽喉區(qū)長(zhǎng)度。

7結(jié)語(yǔ)

以長(zhǎng)隆站為典型案例，分析了車站規(guī)模和平面布置與其在路網(wǎng)中的定位、路網(wǎng)交路設(shè)置、車站折返能力、工程條件相互制約、相互影響的關(guān)系，不同站型的投資差異巨大，且同一站型優(yōu)化前后差異也較大。因此，車站設(shè)計(jì)應(yīng)提前系統(tǒng)研究、分析影響方案的各項(xiàng)要素，優(yōu)化交路設(shè)置和站場(chǎng)平面布置方案，以達(dá)到減少工程投資、降低運(yùn)輸成本、提高運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量的目的。

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Study on Layout Optimization Design of Changlong Station

LIU Yong

(Track Alignment and Station Yard Design & Research Department， China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan 430063， China)

Abstract：In order to meet the needs of the Changlong station’s traffic demand and minimize the station’s scale and engineering investment， the paper analyses the station’s functional orientation and the influence on the flexibility and adaptability of the whole Pearl River Delta’s intercity railway network and main technical parameters， such as the locomotive routing， the station turn-back capacity， length of the back line are studied. Then the station layout optimization design and the technical and economic comparison of multiple layouts are conducted. In addition， through the optimization of the effective length of the turn-back line by means of virtual line length for train control system， layout of the station is recommended to meet the needs of the Changlong station’s transportation demand， and also to reduce the scale of the station and project investment．

Key words：Intercity railway; Station; Plan; Study; Optimization

文章編號(hào)：1004-2954(2016)05-0025-05

收稿日期：2015-08-15

作者簡(jiǎn)介：劉勇(1984—)，男，工程師，2009年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理專業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail:liuy8403@163.com。

中圖分類號(hào)：U291.6+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.05.006