地鐵車站配線設計及評價方法研究

朱小軍等

摘 要：為了滿足列車正常運行、提高列車調度的機動性、靈活解決實際運行中的多種狀態(tài)及功能需求，需要設置除正線外的車站配線。首先介紹車站配線的分類及其功能，然后針對其設計及評價方法，給出了車站配線設計的基本步驟及流程圖，同時給出了車站配線的評價方法-配線分布圖和折返時間計算圖，并以天津地鐵7號線為例進行了實例分析。

關鍵詞：城市軌道交通；車站配線；全線設計；評價方法

1 概述

地鐵具有運量大、快速、安全、穩(wěn)定、受氣候條件影響小等特點，對解決城市的交通擁堵問題效果顯著。地鐵設計是一項系統(tǒng)工程，需要多個專業(yè)的密切配合，行車專業(yè)是其中一項至關重要的專業(yè)。車站配線是行車專業(yè)設計中的一項重要內容，是地鐵的重要基礎設施之一。

車站配線的合理設置是列車安全行車、正常運行和提高運營管理應變能力的重要保證[1]。當前國內已有一些學者對地鐵車站配線進行了相關研究，許斯河[2]在《關于地鐵輔助線設計的探討》中介紹了地鐵車站輔助線的主要功能與技術要求；沈景炎[3]在《城市軌道交通車站配線的研究》中通過分析典型圖例，研究了配線的分類、站點與配線的分布、配線的形式之間的相互關系，總結了配線的規(guī)則以及配線設置中需要注意的問題。這些研究僅是針對配線的形式及其功能，而較少針對車站配線設計及評價方法。

本文針對車站配線設計及評價方法，給出了車站配線設計的基本步驟及流程圖，同時給出了車站配線的評價方法-配線分布圖和折返時間計算圖，并以天津地鐵7號線為例進行了實例分析。

2 車站配線分類及其功能

車站配線的概念是在2008年發(fā)布的《城市軌道交通工程項目建設標準》建標104-2008中提出的。

根據實際運營的需求和不同的功能要求，在地鐵系統(tǒng)中，車站配線按功能不同可分為折返線、故障列車待避線、渡線、聯絡線、支線接入線、車輛出入線和安全線7類，配線的分類及其功能如表1所示。

按設置需求來分，這些配線大致可歸為以下三類：第一類取決于本線在線網規(guī)劃中的地位以及與其它線路的關系。這些站點不取決于行車組織要求，而是由路網規(guī)劃要求而定，比如聯絡線等。第二類取決于列車運行組織需求，比如折返線等。第三類是為了滿足運營時間內故障情況下的運行模式，比如故障列車待避線、渡線等。

3 車站配線設計及評價方法

3.1 車站配線設計流程

在實際工作中，設計車站配線在不同的設計階段考慮的重點有所不同，對于一條新的地鐵線路的車站配線設計，需考慮以下這些因素：（1）線網規(guī)劃。設置聯絡線時需要考慮線網規(guī)劃的需求。（2）列車運行交路。設置起終點折返線時需要考慮列車運行交路。（3）分期實施計劃。設置分期線路起終點折返線時需要考慮分期實施計劃。（4）車輛段位置。設置車輛出入線時需要考慮車輛段位置。（5）規(guī)范要求。設置故障列車待避線、渡線時需要考慮規(guī)范要求。（6）工程條件。設置所有配線時均需考慮工程條件，因地制宜地設置配線。（7）其它需求。安全線、支線接入線等配線需要按照工程具體的需求設置。

在新線的車站配線設計中，可遵循一定的設計原則，優(yōu)先設置相對固定位置的配線，再設置方便調動位置的配線；優(yōu)先設置路網性、全線性的配線，再設置區(qū)域性的配線；優(yōu)先設置必要功能的配線，再設置輔助功能的配線。

按照上述設計原則，新線的車站配線設計可按以下基本步驟進行：

STEP1：從線網角度考慮，設置聯絡線；

STEP2：從全線的折返功能角度考慮，在大小交路的起終點設置折返線；

STEP3：根據線路分期實施，在分期的起終點設置折返線；

STEP4：從車輛的出入角度考慮，設置出入段線；

STEP5：在滿足故障運行，工程條件允許的情況下設置故障列車待避線；

STEP6：在滿足故障運行，工程條件運行的情況下設置渡線；

STEP6：根據工程需求設置其它配線；

STEP7：進行配線評價，評價滿意則結束，不滿意則返回STEP5進行調整。

地鐵車站配線設計流程如下圖1所示。

3.2 車站配線評價方法

從圖1可以看出，車站配線設計不是一次性就能完成，而是一個不斷修改、完善的過程。設計工作者需要采用一定的量化方法來評價所設計的配線，評價的依據是各種配線是否滿足線路的功能需求、是否符合規(guī)范要求等。

車站配線的評價涉及多方面的內容，本文通過兩個量化方法來評價其中的兩個方面。

第一個量化方法是配線分布圖，其作用是評價所設配線是否滿足規(guī)范要求?！冻鞘熊壍澜煌üこ添椖拷ㄔO標準》建標104-2008[8]中規(guī)定：為滿足故障運行工況，每隔5～6座車站（或8～10km）應設置故障列車待避線，其間每相隔2～3座車站（約3～5km）應加設渡線。因此，配線分布圖是展示全線車站配線中故障列車待避線和渡線的設置間隔和距離的一種量化方法，其優(yōu)點是方便直觀。

第二個量化方法是折返時間計算圖，其作用是評價折返線的折返時間是否符合列車開行間隔。地鐵新線設計中，遠期列車開行對數一般設計為30對/h，即開行間隔為2min（120s）。折返時間計算圖是通過計算折返作業(yè)過程中各項作業(yè)時間，得出總折返作業(yè)時間，然后與開行間隔進行比較，看是否符合要求。

4 實例分析

本文以天津地鐵7號線前期項目為例，7號線處于線網規(guī)劃階段，規(guī)劃起點站為新淀北道站，終點站為蘆北路站，線路全長42.76km，分兩期實施，一期工程為海光寺站至蘆北路站。

首先，采用3.1節(jié)中的配線設計流程設計車站配線，根據線網規(guī)劃在景云路站設聯絡線；根據交路要求在新淀北道站、蘆北路站設折返線；根據分期實施折返要求在海光寺站設折返線；由于這兩個車站鄰近車輛段，因此可以考慮將折返線與車輛出入線合設；根據故障運行要求在景誼路站、普濟河道站、匯川路站設待避線；在景致東道站、朝陽路站、黃緯路站、環(huán)湖北道站、興華道站設渡線；其它配線在后續(xù)階段按需求設計。7號線全線車站配線圖如圖2所示。

然后，采用3.2節(jié)中的兩個評價方法-配線分布圖和折返時間計算圖來對7號線車站配線的兩個方面進行評價。

（1）配線分布圖-評價所設配線是否滿足規(guī)范要求

從圖3可以看出，環(huán)湖北道站至匯川路站配線間距為6.2km>5km，這是由于腫瘤醫(yī)院站至麗江站間距較大，如工程條件允許可考慮將匯川路站配線移至王蘭莊站，所設其它配線間距基本滿足規(guī)范要求。

（2）折返時間計算圖-評價海光寺站折返作業(yè)時間是否滿足發(fā)車間隔要求

由于7號線為前期項目，信聯閉設備時間尚未確定，本文計算折返作業(yè)時間所使用的信聯閉設備時間是參照線網中類似制式線路。

圖4 海光寺站折返作業(yè)時間計算圖

從圖4可以看出，海光寺站折返作業(yè)時間為127s>120s，不滿足2min的發(fā)車間隔要求，需要優(yōu)化信聯閉設備的時間或采用新的折返線形式。若仍采用此種折返線形式，則列車開行對數應調整為28對/h，即發(fā)車間隔為2.14min（128s）。

5 結束語

本文針對車站配線設計及評價方法，給出了車站配線設計的基本步驟及流程圖，同時給出了車站配線的評價方法-配線分布圖和折返時間計算圖，并以天津地鐵7號線為例進行了實例分析。

車站配線是實現全線各個時期列車運營計劃、及時處置運營故障與事故并為運營組織提供靈活性與適應性功能的基礎條件與保證。

在工程設計中各種配線的使用和布置應根據各輔助線的功能、全線線路條件、車站布置和行車組織及運營管理的要求，充分考慮土建結構和車輛、供電、信號等設備系統(tǒng)的功能進行經濟技術的綜合比較后選定。

參考文獻

[1]毛保華.城市軌道交通規(guī)劃與設計[M].北京：人民交通出版社，2006：45-66.

[2]許斯河.關于地鐵輔助線設計的探討[J].世界軌道交通，2004，9：20-22.

[3]沈景炎.城市軌道交通車站配線的研究[J].城市軌道交通研究，2006，9：1-6.

[4]汪波，韓寶明，戰(zhàn)明輝等.城市軌道交通運輸能力計算及加強研究[J].城市軌道交通研究，2013，16（4）：38-43.

[5]沈景炎.城市軌道交通線網規(guī)劃與客流預測[J].都市快軌交通，2007，20（1）：2-6.

[6]王九州，苗賽松.地鐵縮短渡線設計研究及電算程序實現[J].鐵路計算機應用，2012，21（11）：57-59.

[7]GB 50157-2003 地鐵設計規(guī)范[S]. 北京： 中國計劃出版社， 2003.

[8]建標104-2008 城市軌道交通工程項目建設標準[S].北京： 中國計劃出版社，2008.