隨著城市軌道交通快速發(fā)展，長大編組線路逐漸增多，高密度折返、快慢車運行等均對道岔側(cè)向通過速度提出了更高要求。針對我國地鐵A8編組線路的站前折返能力及快慢車線路的行車功能，就側(cè)向通過速度更高的14號道岔和既有12號道岔進行了行車組織效率分析，結(jié)果表明：14號道岔可滿足“大編組高密度”線路的折返能力及快慢車線路的行車需求，提高了地鐵運輸能力、運輸效率以及旅客舒適度，在國內(nèi)地鐵行業(yè)具有很好的應用前景。

14號道岔; 長大編組; 高密度折返; 快慢車運行

U213.6A

鐵路與公路鐵路與公路

［定稿日期］2023-06-08

［作者簡介］劉宇航（1994—），男，碩士，工程師，從事地鐵線路及軌道設計工作。

0" 引言

道岔是影響列車行車速度和安全的關鍵設備。目前我國地鐵標準道岔中主要有7號、9號、12號道岔等，以滿足列車變道、行車折返等要求，其中12號道岔通過速度最高，直向過岔速度為120 km/h，側(cè)向過岔速度為50 km/h［1］。而隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展，地鐵長大編組（如8A編組）規(guī)劃和建設線路越來越普及，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)在建或運營的8A編組線路已達20余條。然而，既有的12號道岔仍無法滿足A型車8輛編組30對/h的站前折返需求，極大的制約了地鐵運營效率，也失去了線路起終點站折返方式選擇的靈活性。

同時，快慢車運行作為一種能夠有效解決跨區(qū)域、長距離的客流出行特征的運營組織模式，在國內(nèi)部分城市得到了一定的發(fā)展，如上海16號線、成都18號線、廣州21號線等。而在快慢車設計過程中，需要考慮在部分越行站設置越行線，以同時滿足慢車?？亢涂燔囃ㄟ^的功能［2］。目前，已開通的線路快慢車線路中，如成都18號線，廣州21號線，其越行線道岔采用12號，由于側(cè)向過岔速度較低，影響了快車通過速度或慢車進站速度，從而不利于列車速度效率的發(fā)揮［3］。若增加道岔號數(shù)，如在建的成都19號線，其采用高鐵中的42號道岔，雖然有效提高了快車通過速度，但也引起了土建規(guī)模的大幅增加。

14號道岔作為一種側(cè)向過岔速度高于12號道岔，又能有效控制土建規(guī)模的新型道岔，可適應地鐵復雜環(huán)境，為線路車站配線型式提供更多選擇。根據(jù)行車功能需求，針對A8編組站前折返能力及快慢車線路應用兩方面，對側(cè)向通過速度更高的14號道岔（70 km/h）和既有12號道岔進行行車組織效率對比分析，以探究城市軌道交通行業(yè)中14號道岔研發(fā)設計的可行性和必要性。

1" 14號道岔在A8編組線路的站前折返能力分析

1.1" 站前交叉渡線折返作業(yè)流程

城市軌道交通線路站前交叉渡線在密集折返時，線路及行車方向示意如圖1所示，其作業(yè)流程主要分為四種：

（1）第一種：Ⅱ道到達－Ⅰ道發(fā)車－Ⅰ道到達，即Ⅱ、I道到達間隔。

（2）第二種：Ⅰ道發(fā)車－Ⅰ道到達－Ⅱ道發(fā)車，即I、Ⅱ道發(fā)車間隔。

（3）第三種：Ⅰ道到達－Ⅱ道發(fā)車－Ⅱ道到達，即I、Ⅱ道到達間隔。

（4）第四種：Ⅱ道發(fā)車－Ⅱ道到達－Ⅰ道發(fā)車，即Ⅱ、I道發(fā)車間隔。

通過加強道岔性能、加大道岔號數(shù)可提高折返道岔的側(cè)向通過速度，從而縮短列車折返的各項走行時間，下面將結(jié)合14號道岔相較于12號道岔不同的側(cè)向過岔速度，根據(jù)以上作業(yè)流程進行A8編組線路30對/h的站前折返需求分析。

1.2" 兩種道岔的站前折返能力分析

1.2.1" 12號道岔

采用雙正線同時收線的方式布置站前交叉渡線，因此計算折返能力時均按照列車進、出站側(cè)向過岔考［4］，此外由于列車信號的安全預留，通過12號道岔的實際側(cè)向速度按45 km/h考慮。對某A8線路車站的Ⅰ道/Ⅱ道交替折返作業(yè)時間進行計算后的橫道如圖2所示。

由圖2可知，應用12號道岔的站前折返作業(yè)時間間隔為116 ″，按照10%的能力富裕，實際折返能力僅為27對/h，不滿足折返能力30對/h的行車需求。

1.2.2" 14號道岔

按照上述計算方法，對14號道岔開展分析，同樣考慮到列車信號的實際情況，計算折返能力時，通過14號道岔的實際側(cè)向速度按60 km/h考慮，同一A8線路車站的Ⅰ道/Ⅱ道交替折返作業(yè)時間計算橫道如圖3所示。

由圖3可知，應用14號道岔的站前折返作業(yè)時間間隔為105″，按照10%的能力富裕，實際折返能力可滿足折返能力30對/h要求。

2" 14號道岔在快慢車線路的應用分析

2.1" 快慢車模式下的車站配線方案

列車要實現(xiàn)快慢車、跨線運行等多種運行模式，線路的配線設計是關鍵?？燔囃ㄟ^不停站以提高過站速度和減少停站時間來實現(xiàn)快速送達的目的，勢必會與前行慢車交匯并越過，故需要在部分車站設置越行線讓慢車避讓［5］。越行站配線一般有四種基本形式，主要包括：平行雙島四線站、上下雙島四線站、單島四線站和兩側(cè)四線站［6］，不同形式的配線示意如圖4所示。

針對這四種越行站的配線方案，各自優(yōu)缺點分析如表1所示。

由表1可知，雙島方案運營組織較為靈活，但土建規(guī)模、投資較大；島式方案和側(cè)式方案行車功能相似，但島式方案正線間距寬，出站即可使用盾構(gòu)法施工，常用于地下車站［7］；以A8編組、12 m島式車站、地下兩層站為例，雙島方案建筑面積為6.48萬/m2，土建投資約8.57億元，島式方案建筑面積為3.52 m2，土建投資約4.67億元，可見島式方案較雙島方案節(jié)省工程投資約3.9億元，在滿足運營功能的前提下更為經(jīng)濟合理。

綜上分析，對于城市軌道交通線路而言，快慢車模式下地下車站以島式方案為主，因此就快慢車線路中島式車站站型應用14號道岔和12號道岔的運行效率進行對比分析。

2.2" 兩種道岔的快慢車運行效率分析

島式車站分為正線不靠站臺以及正線靠站臺兩種，并分別進行14號道岔和12號道岔越行渡線的快慢車運行效率分析。不同道岔的正線不靠站臺（方案一、方案二）以及正線靠站臺（方案三、方案四）的應用如圖5所示。

由圖5可知，不同配線方案的普通車均側(cè)向進入Ⅱ道/Ⅲ道停車，快車直向進入Ⅰ道/Ⅳ道通過車站，故障車停放于外側(cè)Ⅰ道/Ⅳ道。正線靠站臺（方案一、方案二）為了保證慢車接車時進路不占用車站外側(cè)正線，從而影響快車通過，在接車方向加設安全線；正線靠站臺（方案三、方案四）為了保證辦理慢車接車進路時不占用車站接車方向的遠端道岔，從而影響快車通過，接車方向越行渡線道岔遠離車站端部。

上述方案中正線不靠站臺的普通車需側(cè)向過岔，正線靠站臺的快車需側(cè)向過岔，因此在考慮信號安全預留情況下，某地鐵線路普通車及快車的進、出站14號道岔（實際側(cè)向通過速度按60 km/h）和12號道岔（實際側(cè)向通過速度按45 km/h）牽引計算如圖6和圖7所示。

由圖6、圖7可知，對于島式車站正線不靠站臺方案時，普通車通過14號道岔時進/出站較12號道岔牽引速度明顯提升；同樣對于島式車站正線靠站臺方案時，快車通過14號道岔時進/出站較12號道岔牽引速度也明顯提升。根據(jù)牽引計算結(jié)果，島式車站方案中不同道岔對普通和快車運行時間的影響統(tǒng)計如表2所示。

由表2可知，正線不靠站臺方案雖對快車無影響，但普通車進/出站一次需增加運行時間17s（12號道岔）、6s（14號道岔）；同時，正線靠站臺方案雖對普通車無影響，但快車通過車站需增加運行時間30s（12號道岔）、16s（14號道岔）。由此可見，14號道岔對于島式車站不同配線方案的普通車和快車均能發(fā)揮較好的速度優(yōu)勢。

3" 結(jié)論

列車大編組方案下，由于列車長度的增加，線路行車功能對道岔的側(cè)向速度提出了更高的要求。針對城市軌道交通中A8編組站前折返及快慢車線路兩種運行模式，對不同號數(shù)的道岔進行了行車功能分析，經(jīng)檢算得到結(jié)論：

（1）站前交叉渡線在密集折返時，14號道岔相較于既有12號道岔可滿足大編組列車折返能力（30對/h）的要求。

（2）快慢車運行模式中，14號道岔側(cè)向速度更高，對于島式車站不同配線方案的普通車和快車均能發(fā)揮較好的速度優(yōu)勢。

（3）側(cè)向通過速度更高的14號道岔（70 km/h）能提高地鐵運輸能力、運輸效率以及旅客舒適度，滿足城市軌道交通運量快速增長的需求，作為一種亟待研發(fā)和設計的新型道岔，在國內(nèi)地鐵行業(yè)具有很好的前景和市場。

參考文獻

［1］" 熊維，田春香，徐井芒，等.地鐵12號道岔線形優(yōu)化設計研究［J］.鐵道工程學報，2017，34（10）：87-92.

［2］" 繆道平.地鐵快慢車模式車站輔助配線方案研究［J］.鐵道工程學報，2015，32（6）：97-101+105.

［3］" 譚小土，趙壹，陳思遐.成都18號線行車組織方案研究［J］.四川建材，2020，46（2）：163-164.

［4］" 張雨潔，王文波.地鐵折返站折返能力計算及其參考圖研究［J］.鐵道標準設計，2020，64（11）：141-148.

［5］" 仲瑩螢.城市軌道交通快慢車與跨線運行配線設計［J］.都市快軌交通，2018，31（4）：21-24.

［6］" 徐吉慶，陳福貴，湯玨.城市軌道交通越行方案行車組織設計［J］.四川建筑，2012，32（1）：75-77.

［7］" 向紅.地鐵快慢車模式研究體系的建立［J］.鐵道工程學報，2014，31（8）：101-104.