王 焱

（貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴陽(yáng) 550000）

終點(diǎn)站折返能力是指終點(diǎn)站在單位小時(shí)內(nèi)能夠折返的最大列車(chē)數(shù)量，其是限制線路通過(guò)能力進(jìn)而影響線路運(yùn)輸能力的重要因素，而運(yùn)輸能力是衡量城市軌道交通運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平和技術(shù)水平的重要指標(biāo)。為此，在現(xiàn)有線路條件、車(chē)輛、設(shè)施設(shè)備以及行車(chē)組織方法等基礎(chǔ)條件下，對(duì)貴陽(yáng)地鐵1 號(hào)線線路兩端終點(diǎn)站開(kāi)展單股道站前折返、雙股道交替折返以及站后折返等不同折返方式下的折返能力分析有著重要現(xiàn)實(shí)意義，一是可運(yùn)用圖解法得出不同折返方式下的折返間隔時(shí)間以及折返能力，二是通過(guò)折返流程圖、時(shí)序圖可直觀判斷是否存在交叉干擾、進(jìn)路沖突的情況[1-3]。

1 基礎(chǔ)條件

貴陽(yáng)地鐵1 號(hào)線起于竇官站，止于小孟工業(yè)園站，共設(shè)25 座車(chē)站，線路全長(zhǎng)35.11 km，采用60 kg/m 鋼軌以及9 號(hào)曲尖軌道岔，使用基于波導(dǎo)管和自由波無(wú)線通信的CBTC 移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)，采用4 動(dòng)2 拖6輛編組的B 型車(chē)，列車(chē)定員1 460 人次，線路最高運(yùn)行速度為80 km/h。上行方向：小孟工業(yè)園→竇官；下行方向：竇官→小孟工業(yè)園。列車(chē)正常運(yùn)行交路為竇官至小孟工業(yè)園的單一大交路，如圖1 所示。1 號(hào)線作為貴陽(yáng)市首條開(kāi)通的地鐵線路，其終點(diǎn)站折返能力及線路運(yùn)輸能力的大小影響著地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平、運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量。

圖1 1 號(hào)線正常交路示意圖

貴陽(yáng)地鐵1 號(hào)線終點(diǎn)站的站型和配線設(shè)計(jì)受土建限制、沿線環(huán)境等多因素的影響，兩端終點(diǎn)站均為高架站，其中竇官站為側(cè)式站臺(tái)，可采用上、下行站線折返（均為站前折返）；小孟工業(yè)園站為島式站臺(tái)，可采用上行站線站前折返以及站后折返線折返。

式中：n折為單位小時(shí)列車(chē)折返能力，列；T折為折返出發(fā)間隔時(shí)間，s。后文依次對(duì)竇官站、小孟工業(yè)園站通過(guò)折返過(guò)程示意圖、折返作業(yè)時(shí)序圖分解出不同折返方式下各單項(xiàng)作業(yè)內(nèi)容、時(shí)間，標(biāo)記出相鄰列車(chē)的正常折返間隔時(shí)間[4-5]，并通過(guò)式（1）計(jì)算兩端終點(diǎn)站的折返能力。

2 終點(diǎn)站折返間隔計(jì)算

2.1 竇官站折返作業(yè)

2.1.1 竇官站單股道站前折返

如圖2 所示，單股道站前折返路徑為：S01→S02→X01→X03（以下行為例）。折返作業(yè)過(guò)程為：①建立S01→S02 接車(chē)進(jìn)路；②列車(chē)經(jīng)S01→S02 進(jìn)路運(yùn)行至竇官下行站臺(tái)停穩(wěn)；③司機(jī)換端以及乘客乘降；④建立X01→X03 發(fā)車(chē)進(jìn)路，X01 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑤乘客乘降完畢，司機(jī)關(guān)閉車(chē)門(mén)，列車(chē)憑X01 綠燈信號(hào)出站。根據(jù)折返過(guò)程及步驟，繪制折返作業(yè)時(shí)序圖如圖3 所示，折返作業(yè)間隔時(shí)間T折返=t進(jìn)路+t進(jìn)站+t停站+t出站=180 s，其中第3、4 步時(shí)間有重疊，列車(chē)停站時(shí)間內(nèi)完成出站進(jìn)路排列。按照折返能力計(jì)算公式n折=3 600/T折=20 列/h，竇官站單股道站前折返每小時(shí)最多可折返20 列[6-8]。

圖2 竇官站折返示意圖

圖3 竇官站單股道站前折返時(shí)序圖

2.1.2 竇官站雙股道交替折返

如圖2 所示，雙股道交替折返路徑為：S01→S02→X01→X03（列車(chē)1），S01→S03→X02→X03（列車(chē)2）。折返作業(yè)過(guò)程為（假設(shè)列車(chē)1、列車(chē)2 均在站臺(tái)）：①下行站臺(tái)的列車(chē)1 換端、乘客乘降完畢，建立X01→X03發(fā)車(chē)進(jìn)路，X01 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；②列車(chē)1 憑X01 綠燈信號(hào)出站以及出清B 點(diǎn)；③建立S01→S02 接車(chē)進(jìn)路（列車(chē)3），S01 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；④列車(chē)3 經(jīng)S01→S02 進(jìn)路運(yùn)行至竇官下行站臺(tái)停穩(wěn)；⑤列車(chē)2 換端、乘客乘降完畢，建立X02→X03 發(fā)車(chē)進(jìn)路，X02 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑥列車(chē)2憑X02 綠燈信號(hào)出站以及出清B 點(diǎn)；⑦建立S01→S03接車(chē)進(jìn)路（列車(chē)4），S01 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑧列車(chē)4 經(jīng)S01→S03 進(jìn)路運(yùn)行至竇官上行站臺(tái)停穩(wěn)；⑨列車(chē)3 換端、乘客乘降完畢，建立X01→X03 發(fā)車(chē)進(jìn)路，X01 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑩列車(chē)3 憑X01 綠燈信號(hào)出站以及出清B點(diǎn)。后續(xù)列車(chē)按照上述折返流程依次交替折返，交替折返過(guò)程如圖4 所示。

圖4 竇官站雙股道交替折返示意圖

由此可知，雙股道交替折返比單股道折返節(jié)省了一次停站時(shí)間（司機(jī)換端、乘客乘降）和第二列車(chē)全部通過(guò)C/D 點(diǎn)運(yùn)行至站臺(tái)停穩(wěn)的時(shí)間，但增加了一次進(jìn)路辦理時(shí)間。根據(jù)折返過(guò)程及步驟，繪制折返作業(yè)時(shí)序圖如圖5 所示，折返作業(yè)間隔時(shí)間T折返=t進(jìn)路+t進(jìn)站+t進(jìn)路+t出站=115 s。按照折返能力計(jì)算公式n折=3 600/T折=31.3 列/h，取31 列，竇官站雙股道交替折返每小時(shí)最多可折返31 列。

圖5 竇官站雙股道交替折返時(shí)序圖

2.2 小孟工業(yè)園站折返作業(yè)

2.2.1 小孟工業(yè)園站前折返

如圖6 所示，站前折返路徑為：X11→X13→S12→S13。折返作業(yè)過(guò)程為：①建立X11→X13 接車(chē)進(jìn)路；②列車(chē)2 經(jīng)X11→X13 進(jìn)路運(yùn)行至小孟工業(yè)園上行站臺(tái)停穩(wěn)；③列車(chē)2 司機(jī)換端以及乘客乘降；④建立S12→S13 發(fā)車(chē)進(jìn)路，S12 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑤乘降完畢，司機(jī)關(guān)閉車(chē)門(mén)，列車(chē)2 憑S12 綠燈信號(hào)出站。

圖6 小孟工業(yè)園站折返示意圖

根據(jù)折返過(guò)程及步驟，繪制折返作業(yè)時(shí)序圖如圖7 所示，折返作業(yè)間隔時(shí)間T折返=t進(jìn)路+t進(jìn)站+t停站+t出站=200 s，其中第3、4 步時(shí)間有重疊，列車(chē)停站時(shí)間內(nèi)完成出站進(jìn)路排列。按照折返能力計(jì)算公式n折=3 600/T折=18 列/h，小孟工業(yè)園站站前折返每小時(shí)最多可折返18列。

2.2.2 小孟工業(yè)園站后折返

如圖6 所示，站后折返路徑為：X11→X12→X14→S11→S12→S13。折返作業(yè)過(guò)程為：①建立X11→X12接車(chē)進(jìn)路；②列車(chē)1 經(jīng)X11→X12 進(jìn)路運(yùn)行至小孟工業(yè)園下行站臺(tái)停穩(wěn)；③車(chē)站對(duì)列車(chē)1 清客；④清客期間，建立X12→X14 折返進(jìn)路，X12 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑤清客完畢，司機(jī)關(guān)閉車(chē)門(mén)，列車(chē)1 憑X12 綠燈信號(hào)運(yùn)行至折返線停穩(wěn)；⑥列車(chē)1 司機(jī)在折返線換端；⑦建立S11→S12 進(jìn)路，S11 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑧列車(chē)1 由折返線運(yùn)行至小孟工業(yè)園上行站臺(tái)停穩(wěn)；⑨列車(chē)1 在上行站臺(tái)開(kāi)門(mén)，乘客乘降期間，建立S12→S13 發(fā)車(chē)進(jìn)路，S12 信號(hào)機(jī)開(kāi)放；⑩乘降完畢，司機(jī)關(guān)閉車(chē)門(mén)，列車(chē)1 憑S12綠燈信號(hào)出站。

根據(jù)折返過(guò)程及步驟，繪制折返作業(yè)時(shí)序圖如圖8 所示，折返作業(yè)間隔時(shí)間T折返=t進(jìn)折+t換端+t進(jìn)路+t出折=150 s，其中第6、7 步時(shí)間有重疊，在換端作業(yè)時(shí)間內(nèi)已完成出折返線的進(jìn)路排列。按照折返能力計(jì)算公式n折=3 600/T折=24 列/h，小孟工業(yè)園站站后折返每小時(shí)最多可折返24 列。

圖8 小孟工業(yè)園站站后折返時(shí)序圖

3 折返能力分析

整理上述竇官站和小孟工業(yè)園站不同折返方式下的折返參數(shù)，并按照《城市軌道交通工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中車(chē)站折返能力應(yīng)留有10%～15%儲(chǔ)備量的規(guī)定[2]，本文留有10%冗余量得到表1。由此可知，竇官站2 種折返方式在停站時(shí)間相同的情況下（司機(jī)完成換端以及乘客自行完成乘降），雙股道交替折返相比單股道站前折返每小時(shí)多折返10 列列車(chē)，其單位小時(shí)內(nèi)可以增加運(yùn)能1.5 萬(wàn)人次/h，運(yùn)能可提升55.6%。小孟工業(yè)園站站前折返不需要清客（乘客自行完成乘降），站后折返需在下行站臺(tái)對(duì)列車(chē)進(jìn)行清客（防止乘客乘車(chē)進(jìn)入站后折返線），站后折返相比站前折返每小時(shí)可多折返5 列列車(chē)，其單位小時(shí)內(nèi)可以增加運(yùn)能0.73 萬(wàn)人次/h，運(yùn)能提升31.3%[7-8]。

表1 車(chē)站折返能力參數(shù)對(duì)比

通常情況下，運(yùn)營(yíng)線路的行車(chē)間隔大于折返間隔時(shí)，兩端終點(diǎn)站折返能力不影響線路通過(guò)能力；反之，兩端終點(diǎn)站折返能力限制了線路通過(guò)能力。不同行車(chē)間隔，對(duì)終點(diǎn)站折返能力的要求不同。所以，在制定行車(chē)間隔時(shí)，需綜合考慮線路兩端終點(diǎn)站的折返能力能否滿(mǎn)足行車(chē)條件，從而選擇更加合理的折返方式[8]。由表1 得出，當(dāng)折返間隔大于等于165 s 時(shí)（滿(mǎn)足兩端折返），終點(diǎn)站折返能力不影響線路通過(guò)能力（即行車(chē)間隔大于等于165 s）。

當(dāng)行車(chē)間隔大于等于220 s 且司機(jī)數(shù)量緊張情況下（如新冠感染期間出現(xiàn)大面積感染突發(fā)情況出勤司機(jī)數(shù)量有限），竇官站可采用單股道站前折返，小孟工業(yè)園站可采用站前折返。此方式可在一定程度上縮減值乘司機(jī)數(shù)量以及增加值乘間隔時(shí)間（司機(jī)休息），但需要重點(diǎn)關(guān)注終點(diǎn)站在站列車(chē)因突發(fā)情況下發(fā)車(chē)較晚時(shí)，站前折返存在敵對(duì)進(jìn)路，后續(xù)列車(chē)追蹤時(shí)可能與在站列車(chē)產(chǎn)生進(jìn)路沖突。

當(dāng)行車(chē)間隔大于等于198 s 且司機(jī)數(shù)量充足時(shí)，竇官站采用單股道站前折返，小孟工業(yè)園站采用站后折返。采用站后折返的優(yōu)勢(shì)是：車(chē)站接發(fā)列車(chē)通常情況下采用平行作業(yè)方式（按既定時(shí)序組織），不存在進(jìn)路沖突[9]。

當(dāng)行車(chē)間隔大于等于165 s 小于198 s 時(shí)，竇官站可采用雙股道交替折返，小孟工業(yè)園站采用站后折返。雙股道交替折返的優(yōu)勢(shì)是折返間隔小，但是當(dāng)行車(chē)密度較大且在站列車(chē)發(fā)車(chē)較晚時(shí)，需組織區(qū)間列車(chē)站外停車(chē)等待，按照計(jì)劃次序安排股道進(jìn)行折返，且有較大可能出現(xiàn)發(fā)車(chē)進(jìn)路搶先于接車(chē)進(jìn)路排列，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)亂序現(xiàn)象[10]。

當(dāng)行車(chē)間隔小于165 s，由于小孟工業(yè)園站折返能力不足，限制線路通過(guò)能力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)該類(lèi)行車(chē)間隔。

4 結(jié)束語(yǔ)

在既有車(chē)站配線形式、車(chē)輛型式及設(shè)施設(shè)備等基礎(chǔ)條件下，對(duì)貴陽(yáng)地鐵1 號(hào)線兩端終點(diǎn)站不同折返方式開(kāi)展分析，通過(guò)折返流程圖、作業(yè)時(shí)序圖得到不同折返方式下的折返間隔時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出不同折返方式的折返能力，根據(jù)不同行車(chē)間隔提出兩端終點(diǎn)站可采用的折返方式。本文終點(diǎn)站折返能力的分析，可為后續(xù)調(diào)整行車(chē)間隔、提升運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量在終點(diǎn)站折返方式的選擇上提供參考。