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        廣州地鐵5號(hào)線滘口站折返能力研究

        2016-11-29 06:07:57羅劍文
        關(guān)鍵詞:故障

        羅劍文

        摘 要:通過分析廣州地鐵5號(hào)線滘口站折返進(jìn)路和作業(yè)流程對(duì)折返能力的影響,提出了滘口站設(shè)備故障情況下的行車調(diào)整策略。

        關(guān)鍵詞:廣州地鐵;5號(hào)線;滘口站;折返能力

        Abstract: Through the analysis of Guangzhou Metro Line 5 Jiaokou station reentrant route, and the work flow, influence on reentry ability, put forward the traffic adjustment strategy of Jiaokou station equipment fault conditions.

        Keywords: Guangzhou Metro; Line 5; Jiaokou station; turn back capacity

        中圖分類號(hào):U231+.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        廣州地鐵5號(hào)線使用的信號(hào)系統(tǒng)是西門子基于無線的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)。為滿足日益增長(zhǎng)的乘客需求,必須增加列車上線數(shù)、縮短行車間隔,因此始發(fā)站滘口站的折返效率對(duì)運(yùn)營(yíng)有很大的影響。

        本文結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況,詳細(xì)分析折返進(jìn)路和作業(yè)流程對(duì)滘口站折返能力的影響,在此基礎(chǔ)上提出設(shè)備故障情況下相應(yīng)的行車調(diào)整策略,廣州地鐵5號(hào)線線路布置圖如圖1所示。

        1.滘口站折返時(shí)間分析

        1.1 滘口站信號(hào)布置

        滘口站信號(hào)布置平面如圖2所示。

        1.2 5號(hào)線正常運(yùn)營(yíng)情況下的時(shí)刻表參數(shù)

        (1)工作日時(shí)刻表

        目前五號(hào)線工作日采取Z5133時(shí)刻表,相關(guān)參數(shù)見表1和表2。

        (2)早晚高峰滘口集中回廠時(shí)間段

        早高峰9∶10~10∶20,共計(jì)70分鐘,列車間隔為2分12秒。

        (3)周六日時(shí)刻表

        目前五號(hào)線周六日采取Z5624時(shí)刻表,相關(guān)參數(shù)見表3。

        1.3 滘口站折返時(shí)間分析

        1.3.1 定義

        (1)折返間隔時(shí)間:在折返正常進(jìn)行、考慮作業(yè)與進(jìn)路干擾的情況下,折返列車在折返站的最小出發(fā)間隔。

        (2)折返能力:指單位時(shí)間內(nèi)能夠折返的最大列車數(shù)。

        N折返=3600/h發(fā)

        列車折返間隔時(shí)間大于列車追蹤間隔時(shí)間,與線路站臺(tái)通過能力有關(guān)系。

        1.3.2 滘口站折返能力分析

        根據(jù)2所示,滘口站設(shè)計(jì)為站前折返。可以選擇的折返方式共有3種:滘口Ⅰ道折返(TA0104),滘口Ⅱ道折返(TA0103),滘口Ⅰ道和滘口Ⅱ道交替折返。

        五號(hào)線使用單股道折返時(shí),設(shè)置滘口站停車時(shí)間為90s,使用交叉折返時(shí),停站時(shí)間為折返間隔加25s。X0101-X0102/X0104進(jìn)路的ARS觸發(fā)點(diǎn)為有兩個(gè),分別是TA0111C、TA0111A區(qū)段,道岔轉(zhuǎn)換時(shí)間計(jì)算為7s,COM機(jī)的ARS程序處理數(shù)據(jù)需要2s,從COM讀取到觸發(fā)點(diǎn)至進(jìn)路觸發(fā)時(shí)間為9s。如果使用TA0111A作為觸發(fā)點(diǎn),在后續(xù)進(jìn)路沒有觸發(fā)情況下,列車在進(jìn)入TA0111A至列車挺穩(wěn)到X0101信號(hào)機(jī)為10s,此時(shí)間小于進(jìn)路觸發(fā)需要的時(shí)間,必然導(dǎo)致列車在X0101信號(hào)機(jī)前停穩(wěn),司機(jī)需要確認(rèn)信號(hào),重新啟動(dòng)列車,造成客乘服務(wù)下降,所以后續(xù)所有計(jì)算全部使用TA0111C區(qū)段作為X0101-X0102/X010進(jìn)路的觸發(fā)點(diǎn)。

        (1)滘口Ⅰ道折返

        Ⅰ道折返的周期是前一列車在折返Ⅰ道發(fā)車啟動(dòng)開始,至下一列車在折返Ⅰ道發(fā)車啟動(dòng)的時(shí)間。在最有利的條件下,經(jīng)過計(jì)算Ⅰ道折返的最小間隔是181s。

        如表4所示,周期內(nèi)的過程包括:司機(jī)按下ATO按鈕至列車啟動(dòng),列車進(jìn)入岔區(qū)(TA0107/TA0108)至出清岔區(qū),下一列車接車進(jìn)路排列,列車進(jìn)站、司機(jī)折返的操作、列車開關(guān)門、上下乘客,司機(jī)按壓ATO按鈕。其中道岔區(qū)域TA0107/TA0108空閑作為下一列車接車進(jìn)路的前提條件。

        提前進(jìn)路時(shí)間是以TA0111C區(qū)段作為X0101信號(hào)機(jī)后續(xù)進(jìn)路的觸發(fā)點(diǎn),列車占用TA0111C區(qū)段至列車越過X0101信號(hào)機(jī)時(shí)間為33s,列車的折返時(shí)間按照65秒計(jì)算,但是目前實(shí)際運(yùn)營(yíng)組織是設(shè)置90s。在最有利的情況下最小的折返間隔為181s。

        (2)滘口Ⅱ道折返

        Ⅱ道折返的周期是前一列車在折返Ⅱ道發(fā)車啟動(dòng)開始,至下一列車在折返Ⅱ道發(fā)車啟動(dòng)的時(shí)間。在最有利的條件下,經(jīng)過計(jì)算Ⅱ道折返的最小間隔是191s。

        如表5所示,周期內(nèi)的過程包括:司機(jī)按下ATO按鈕至列車啟動(dòng),列車進(jìn)入岔區(qū)(TA0107/TA0108)至出清岔區(qū),下一列車接車進(jìn)路排列,列車進(jìn)站、司機(jī)折返的操作、列車開關(guān)門、上下乘客,司機(jī)按壓ATO按鈕。其中道岔區(qū)域TA0107/TA0108空閑作為下一列車接車進(jìn)路的前提條件。在最有利的情況下最小的折返間隔為191s。

        (3)Ⅰ道Ⅱ道交替折返

        在理想狀態(tài)下(列車運(yùn)行沒有延誤)Ⅱ道接車、Ⅰ道發(fā)車時(shí)間較Ⅰ道接車、Ⅱ道發(fā)車時(shí)間短,并能形成平行進(jìn)路,因此Ⅰ道接車、Ⅱ道發(fā)車的時(shí)間為滘口折返能力的關(guān)鍵。

        滘口站前折返使用的原則:采取先接車后發(fā)車的模式。即Ⅰ道發(fā)車→Ⅰ道接車→Ⅱ道發(fā)車→Ⅱ接車→Ⅰ道發(fā)車。

        采用交替折返的周期可以分為以下4種情況:

        ①前一列車在Ⅰ道發(fā)車啟動(dòng),至下一列車在Ⅱ道發(fā)車啟動(dòng)時(shí)間。此發(fā)車間隔為120s。

        ②前一出站列車在Ⅱ道發(fā)車啟動(dòng),至下一出站列車在Ⅰ道發(fā)車啟動(dòng)的時(shí)間,此過程存在Ⅱ道接車與Ⅰ道發(fā)車部分時(shí)間重合,此發(fā)車間隔為最小能做到51s。

        ③前一進(jìn)站列車進(jìn)入Ⅰ道停車,至下一進(jìn)站列車進(jìn)入Ⅱ道停車的時(shí)間。接車間隔為132s,含Ⅰ道接車時(shí)間和Ⅱ發(fā)車時(shí)間。

        ④前一進(jìn)站列車進(jìn)入Ⅱ道停車,至下一進(jìn)站列車進(jìn)入Ⅰ道停車的時(shí)間,此時(shí)間為87s。

        通過以上計(jì)算其中最小折返間隔為120s,最小接車間隔是132s,造成此情況運(yùn)營(yíng)主要是滘口站道岔區(qū)段距離站臺(tái)接近100m。如果完全采取等間隔運(yùn)營(yíng),其形成間隔最小只能達(dá)到132s。

        2.實(shí)際運(yùn)營(yíng)中滘口站折返效率的限制條件分析

        上述計(jì)算沒有考慮設(shè)備故障、乘客影響等因素,但是在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中,受限于人員操作水平、客流等外力因素影響,列車不能做到等間隔運(yùn)營(yíng)。所以必須考慮正常運(yùn)營(yíng)過程存在的各類問題,制約實(shí)際運(yùn)營(yíng)組織效率主要有以下影響因素:

        (1)滘口站接發(fā)車按照“先進(jìn)先出”的原則,上行發(fā)車進(jìn)路S0111-S0107-S0204在列車停穩(wěn)后就立即排出,而下行站臺(tái)的發(fā)車進(jìn)路S0109-S0105也在列車停穩(wěn)后排出,其后續(xù)進(jìn)路的排列與否取決于S0111-S0107-S0204解鎖與否,此時(shí)若有列車從坦尾發(fā)出,將出現(xiàn)X0101信號(hào)不能開放而區(qū)間停車的問題。導(dǎo)致不能接車。

        (2)由于滘口站上行出站后處于下坡路段,第一段進(jìn)路S0111-S0107長(zhǎng)度為95m,為確保安全,為防止故障情況下列車沖出S0107信號(hào)機(jī),上行發(fā)車進(jìn)路設(shè)置為長(zhǎng)進(jìn)路S0111-S0107-S0204,下行站臺(tái)列車到達(dá)停車后觸發(fā)進(jìn)路S0109-S0105,如果此時(shí)下行列車延誤發(fā)車,上行站臺(tái)列車到達(dá)停穩(wěn)后的S0111-S0107-S0204進(jìn)路排出后,將造成S0105-S0204進(jìn)路無法排列,下行站臺(tái)列車被堵在站臺(tái)無法發(fā)出,需人工取消S0107-S0204進(jìn)路。導(dǎo)致不能發(fā)車。此情況在理論上不影響折返能力,但是在實(shí)際運(yùn)營(yíng)組織中需要取消進(jìn)路并重新排列,影響時(shí)間在1分鐘以上。

        (3)目前五號(hào)線早高峰下行方向客流較大,滿載率基本超過120%,客流情況會(huì)導(dǎo)致下行各站的停站時(shí)間(尤其是車陂南、員村、珠江新城、楊箕等大客流車站及換乘站)較時(shí)刻表參數(shù)有不同程度的增加,因此下行列車在工作日早、晚高峰時(shí)存在不同程度地延誤,加劇了早、晚高峰滘口折返的壓力。經(jīng)統(tǒng)計(jì),工作日早高峰和周五晚高峰期間約30%~40%的下行方向列車會(huì)在X0101信號(hào)機(jī)前停車,對(duì)乘客服務(wù)存在一定的不良影響,且一旦延誤,將直接導(dǎo)致后續(xù)列車排隊(duì)停車,需待客流高峰期結(jié)束后才能緩解。

        (4)隨著新線開通的客流增長(zhǎng),五號(hào)線客流持續(xù)增長(zhǎng),下行方向列車在X0101信號(hào)機(jī)前停車的時(shí)長(zhǎng)和頻度將會(huì)進(jìn)一步增加。

        因此,基于實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況的滘口最小折返間隔為132s。

        3.滘口站設(shè)備故障情況下的行車調(diào)整模型設(shè)置

        當(dāng)滘口發(fā)生設(shè)備故障后,為保證地鐵最大限度的運(yùn)營(yíng)服務(wù),保證行車間隔均勻,根據(jù)上述分析,需對(duì)滘口設(shè)備故障影響折返情況下的列車調(diào)整建立模型。

        3.1 相關(guān)參數(shù)設(shè)定

        (1)滘口交叉折返能力132s,即2min12s。滘口單股道折返能力3min。

        (2)假定發(fā)生某一設(shè)備故障影響折返的增值為T增。

        (3)五號(hào)線行車間隔設(shè)定T間隔。

        (4)前期處置時(shí)間為T前。

        (5)故障處置時(shí)間T修。

        (6)西場(chǎng)~滘口站下行運(yùn)營(yíng)時(shí)間7min30s,坦尾至X0101信號(hào)機(jī)運(yùn)行時(shí)間60s。

        3.2 行車調(diào)整模型設(shè)定

        (1)滘口站仍能采用交叉折返的情況下

        ①堵塞情況

        此時(shí),受滘口站設(shè)備故障影響,將增大折返能力為:T=2min12s+T增。

        根據(jù)列車運(yùn)行原理,可以得出:

        如T≤T間隔,則不會(huì)發(fā)生列車站前堵塞;如T>T間隔,則將會(huì)發(fā)生列車站前堵塞,即2min12s+T增>T間隔,換算得出:T增>T間隔-132s。

        根據(jù)目前五號(hào)線不同時(shí)間段時(shí)刻表的行車間隔情況,采取交叉折返的一般為超高峰期和高峰期,如故障發(fā)生堵塞,計(jì)算T增見表11。

        ②加上前期處置后的受影響列車情況及列車調(diào)整方式

        故障發(fā)生后,車站人員,調(diào)度、搶修人員一般會(huì)進(jìn)行溝通,進(jìn)行前期的處置,此時(shí),前期處置期間,滘口站的通過能力為:T=2min12s+T增+T前。

        根據(jù)五號(hào)線線路特點(diǎn),滘口站設(shè)備故障,可采取中山八小交路折返,西場(chǎng)~滘口站下行運(yùn)營(yíng)時(shí)間7min30s。

        如T>7min30s,則西場(chǎng)下行列車將不能按照時(shí)刻表正點(diǎn)發(fā)出,即2min12s+T增+T前>7min30s,換算得出:T增+T前>318s

        根據(jù)上述T增計(jì)算表以及列車間隔規(guī)律,行車間隔越大,前期處置時(shí)間相對(duì)就可增長(zhǎng)時(shí)間,按2min16s,T增=4s計(jì)算,得出T前見表12。

        即超高峰期和高峰期間,如發(fā)生故障影響折返,前期操作用時(shí)4min以上時(shí),將導(dǎo)致西場(chǎng)下行列車延誤。

        綜上所述,在滘口部分設(shè)備故障,仍能采取交叉折返的情況下,如前期操作和設(shè)備影響時(shí)間超過5min以上時(shí),在高峰期和超高峰期情況下,可采取中山八小交路折返,折返模型為:折返列數(shù)N=[(T增+T前+T修-318+T間隔)/T間隔]。

        (2)不能采用交叉折返的情況下,只能采取單股道折返

        ①堵塞情況

        此時(shí),受滘口站設(shè)備故障影響,折返能力為:T=3min+T增

        根據(jù)列車運(yùn)行原理,可以得出:

        如T≤T間隔,則不會(huì)發(fā)生列車站前堵塞;如T>T間隔,則將會(huì)發(fā)生列車站前堵塞,即3min+T增>T間隔,換算得出:T增>T間隔-180s

        根據(jù)目前五號(hào)線不同時(shí)間段時(shí)刻表的行車間隔情況,采取交叉折返的一般為超高峰期和高峰期,如故障發(fā)生堵塞,計(jì)算T增見表13。

        ②加上前期處置后的受影響列車情況及列車調(diào)整方式

        故障發(fā)生后,車站人員,調(diào)度、搶修人員一般會(huì)進(jìn)行溝通,進(jìn)行前期地處置,此時(shí),前期處置期間,滘口站的通過能力為:T=3min+T增+T前。

        根據(jù)五號(hào)線線路特點(diǎn),滘口站設(shè)備故障,可采取中山八小交路折返,西場(chǎng)~滘口站下行運(yùn)營(yíng)時(shí)間7min30s。

        如T>7min30s,則西場(chǎng)下行列車將不能按照時(shí)刻表正點(diǎn)發(fā)出,即3min+T增+T前>7min30s,換算得出:T增+T前>270s

        根據(jù)上述T增計(jì)算表以及列車間隔規(guī)律,行車間隔越大,前期處置時(shí)間相對(duì)就可增長(zhǎng)時(shí)間,按3min14s,T增=14s計(jì)算,得出T前表14。

        即超高峰期和高峰期間,如發(fā)生故障影響折返,工作日高峰期期間,將導(dǎo)致西場(chǎng)下行列車延誤;周六日高峰期期間前期操作用時(shí)4min以上時(shí),將導(dǎo)致西場(chǎng)下行列車延誤。

        綜上所述,在滘口部分設(shè)備故障,只能采用單股道折返的情況下,如行車間隔小于3min時(shí),為避免西場(chǎng)下行列車延誤,應(yīng)采取中山八小交路折返;如行車間隔大于3min,前期處置超過4min以上時(shí),應(yīng)采取中山八小交路折返。折返模型如下:

        折返列數(shù)N=[(T增+T前+T修-270+T間隔)/T間隔]

        結(jié)語

        綜上所述,滘口站的折返能力為132s。在工作日或周六日高峰期間,滘口站發(fā)生設(shè)備故障影響站前折返只能采取單股道折返時(shí)或不能組織折返時(shí),調(diào)度需同步組織中山八小交路運(yùn)行,最大限度地降低影響,確保乘客服務(wù)。

        參考文獻(xiàn)

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