廣州地鐵五號線高密度行車組織研究

黃光輝

摘 要：2017年10月25日開始，五號線早高峰超高峰時段上線51+1列，行車間隔壓縮至2分06秒，行車壓力進(jìn)一步增大。在如此高密度行車組織下，如何有效組織各種情況下列車運行，并將各種行車組織數(shù)據(jù)化，是文章的重點。

關(guān)鍵詞：地鐵；高密度行車；組織

中圖分類號：U231+.92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）16-0050-04

Abstract： From October 25， 2017 on， the subway Line 5 will be on line 51+1 during the morning peak and peak time， and the driving interval will be compressed to 2 minutes and 6 seconds， and the driving pressure will be further increased. In such a high-density traffic organization， how to effectively organize the train operation under various conditions and digitize the various traffic organization is the focus of the paper.

Keywords： subway； high density driving； organization

1 五號線基本行車數(shù)據(jù)

廣州地鐵五號線于2009年12月28日開通，西起荔灣區(qū) 口，東至黃埔區(qū)文沖，是呈東西走向的一個重要公共交通樞紐。

（1）線路長度：32.03公里。

（2）車站設(shè)置情況：共有24個車站，其中有7個換乘站，分別是坦尾、火車站、區(qū)莊、楊箕、珠江新城、車陂南、魚珠，可與一、二、三、四、六、十三號線實現(xiàn)換乘。

（3）兩端站 口及文沖折返情況

a. 口：設(shè)置2條折返線、1條存車線及站前交叉渡線。共設(shè)有道岔6副，采用站前折返。時刻表設(shè)定最小折返時間1分30秒（在站臺停站時間，非全折返時間）（如圖1）。

b.文沖：設(shè)置2條折返線、2條存車線及1條站前渡

線。共設(shè)有道岔10副。正常情況下采用站后折返，當(dāng)站后折返受限時可使用站前折返。時刻表設(shè)定最小折返時間為3分15秒（如圖2）。

五號線超高峰上線列數(shù)：51+1列（+1為 口備用車）。

五號線最小行車間隔：2分06秒（行車間隔是指列車更替時間，就是連續(xù)兩列載客列車的間隔時間）。

2 正常情況下的行車組織

理論上假設(shè)列車線路是沒有終點或線路呈圓形列車可無限循環(huán)行駛，那么制約列車最小間隔的只是列車在車站的停站時間和信號系統(tǒng)上設(shè)置的兩列車之間可達(dá)到的最小距離的時間，這兩個時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2分06秒，制約不了正常情況下的行車組織。但我們的線路不可能無限長，且由于受限于場地等問題，也不可能在終點的時候設(shè)置一個足夠大的曲線半徑令列車呈弧線運行來改變列車運行方向。那么這里就涉及到列車運行至終點站調(diào)頭折返的問題，由于掉頭折返包含司機換端、交接、清客等各種操作，耗時較多，往往成為了制約列車通過能力的瓶頸，所以在現(xiàn)階段行車組織中兩端終點站折返能力成為了制約時刻表編制中列車最小間隔的主要因素。下面讓我們來計算、分析一下五號線兩端終點站得折返能力。

2.1 口折返能力

2.1.1 通過測算得出一些數(shù)據(jù)

（1）T1=X0101～X0104/X0101～X0102列車運行時間=60秒。

（2）T2=列車站臺作業(yè)時間（即時刻表規(guī)定 口最小折返時間）=90秒。

（3）T3=S0111/S0109～出清W0

103/W0107道岔列車運行時間=30秒。

2.1.2 口單股道折返能力

口單股道折返時間T=T1（60秒）+T2（90秒）+T3（30秒）=180秒，即3分鐘。3分鐘的行車間隔滿足不了時刻表高峰期的行車間隔2分06秒，只能滿足中、低峰期4分41秒、7分38秒的行車間隔。

結(jié)論：在高峰期 口不能采用單股道折返、在中峰期 口可以使用單股道折返。

2.1.3 口交替折返能力

交替折返其實就是利用兩條折返線進(jìn)行折返，交替折返比單股道折返的好處就是后續(xù)列車不用等前行列車出清站臺，就可以直接進(jìn)入另一個站臺下客，從而節(jié)約了等候的時間。

單股道折返兩列車：01車02車都采用 口Ⅰ道折返，從前面計算的單股道折返時間T=180秒，2列車需要T×2=180×2=360秒。

口交替折返的通過能力：

01車02車從 A點到折返線上下客再出清B點的時間從單部車來算是無法減少的，時間均是180秒，但雙股道折返的好處是02車無需等前方01車出清就可以進(jìn)站，節(jié)約了01車在站臺的最小折返時間T2及S0111/S0109～出清W0103/W0107道岔列車運行時間T3。所以我們得出：

T交=T×2-T2-T3=180秒×2-90秒-30秒=240秒。

240秒是兩列車的折返時間，我們再除以2得出在交替折返時單列車的最小折返時間為120秒，即2分鐘。

結(jié)論：在高峰期 口采用交替折返可以滿足2分06秒的間隔。

2.1.4 2分06秒間隔下， 口折返問題解析

口折返Ⅰ、Ⅱ道同時有車占用，后續(xù)列車在X0101信號機前停車現(xiàn)象。

既然交替折返可以滿足2分06秒的行車間隔，理論上列車正點情況下不會發(fā)生阻塞情況。但在實際行車組織當(dāng)中由于列車晚點到達(dá)；司機人工開關(guān)門、進(jìn)路觸發(fā)、折返時間沒掌握好等問題，導(dǎo)致列車在 口晚發(fā)，繼而造成后續(xù)列車在X0101信號機前一度停車的情況時有發(fā)生，為了避免此類情況的發(fā)生，保證列車在 口折返順暢，我們做了以下研究。

在早高峰上線47列，行車間隔2分06秒時段， 口采用交替折返組織行車， 口2條折返線遵循先接后發(fā)的原則組織接發(fā)列車，當(dāng)?shù)竭_(dá)列車出現(xiàn)晚點，由于先接后發(fā)，會導(dǎo)致另一條折返線準(zhǔn)備發(fā)車的列車晚發(fā)， 口Ⅰ、Ⅱ道同時有車占用，這時后續(xù)列車如果運行至X0101信號機前，由于 口Ⅰ、Ⅱ道均有列車占用而無法觸發(fā)進(jìn)路，將出現(xiàn)在X0101信號機前停車的現(xiàn)象。列車如果在信號機前停車，等 口列車出清，進(jìn)路觸發(fā)，司機確認(rèn)車載信號再動車，將延遲該車到達(dá) 口的時間，從而影響下一列 口發(fā)車時間，形成惡性循環(huán)。那列車晚點多少到達(dá) 口或者說 口列車晚發(fā)多少會造成后續(xù)列車在X0101信號機前停車？

由于在時刻表的編排上 口交替折返時，列車到達(dá)時間和另一條道的列車發(fā)車時間基本同步，所有我們用到達(dá)列車來計算就能充分說明問題。

T間=132秒（2分06秒）

T單=180秒（單股道全折返時間）

以現(xiàn)在的折返方式，01車、03車均為進(jìn) 口Ⅰ道折返，該兩列車的行車間隔為T間=132秒×2=264秒，這就是說該兩列車到達(dá)A點的時間相隔264秒，如果01車在264秒內(nèi)從A點折返至B點，理論上將不會影響03車運行至 口Ⅰ道。前面我們已經(jīng)算過，列車從A點折返至B點的全折返時間只需T單=180秒，那么我們會有264秒-180秒=84秒的冗余時間，但反推當(dāng)01車因各種原因?qū)е略?口Ⅰ道晚發(fā)84秒時，因為 口Ⅰ、Ⅱ道均有車占用，必然導(dǎo)致03車X0101信號機前停車。如果再將列車進(jìn)路觸發(fā)（5秒）加入計算，冗余時間只有84秒-5秒=79秒。

結(jié)論：當(dāng) 口列車晚到或晚發(fā)79秒以上，后續(xù)列車將在X0101信號機前一度停車。

應(yīng)對措施：當(dāng)01車已形成79秒以上的晚點，可以采取以下措施防止后續(xù)正點列車在X0101信號機前停車。

（1）延遲03車到達(dá)A點的時間，將03車在坦尾多停30秒。

（2）組織后續(xù) 口Ⅰ道折返列車早發(fā)30秒。

2.2 文沖折返能力（見圖6）

2.2.1 站前折返能力

T=T1（S2402～S2417進(jìn)路排列30秒）+T2（列車運行時間1分）+T3（折返作業(yè)90秒）+T4（出清W2404道岔區(qū)段30秒）=210秒，即3分30秒。

結(jié)論：文沖站前折返滿足不了高峰期2分06秒的行

車間隔，但可以滿足中、低峰期4分41秒、7分38秒的行車間隔，當(dāng)中、低峰期站后道岔發(fā)生故障，使用站前折返，可以滿足運營需求。

2.2.2 站后全折返時間

文沖站后折返進(jìn)折如果以不影響后續(xù)列車動車為前提可分為三段即三個阻塞點：

（1）文沖下行停穩(wěn)上下客至出清文沖上行站臺。

T1=文沖下行上下客時間30秒+列車出清文沖下行時間10秒=40秒。

（2）折返線運行至文沖下行站臺。

T2=進(jìn)路觸發(fā)10秒+運行時間40秒=50秒

（3）文沖上行清客運行至折返線。

T3=文沖上行作業(yè)時間55秒+進(jìn)路觸發(fā)10秒+運行時間40秒=105秒

結(jié)論：文沖最小全折返時間T1+T2+T3=35秒+50秒+

105秒=195秒。即：3分15秒。

2.2.3 文沖最小折返能力

雖然文沖最小全折返時間為3分15秒，但因文沖上、下行站臺和折返線均可擺放列車，故實際最小折返能力應(yīng)三個阻塞點的最大值，即T1=40秒；T2=50秒；T3=105秒中的最大值105秒。完全可以滿足2分06秒的行車間隔。

2.2.4 文沖上行排隊晚點問題分析

現(xiàn)行時刻表在回廠高峰期在9：15-10：15，其中9：24-10：03期間文沖回廠9列，運營列車與回廠列車比例達(dá)到1：1。這時因下行線發(fā)車時間需達(dá)到中鋒期4分41秒的間隔，而上行到達(dá)列車仍保持在超高峰2分06秒的間隔，下行列車需在文沖下行多停來將間隔拉大，當(dāng)文沖下行停站時間超過上行到達(dá)的行車間隔時，會導(dǎo)致文沖折返堵塞，文沖上行進(jìn)站列車在站外一度停車，造成排隊進(jìn)站的情況。為緩解該情況，可采取以下措施：

（1）時刻表編排時壓縮文沖下行發(fā)車間隔，將提前發(fā)車的時間平均分?jǐn)傊梁罄m(xù)車站的停站時間中。壓縮文沖下行發(fā)車間隔，可最大程度保證文沖到達(dá)與發(fā)車間隔相近，保證文沖折返效率，從而減輕文沖上行排隊進(jìn)站情況，但該方法無法保證文沖下行等間隔發(fā)車，且在時刻表編制上暫時無法實現(xiàn)。

（2）行調(diào)人工組織列車在文沖下行早發(fā)。該措施現(xiàn)在已經(jīng)在執(zhí)行，行調(diào)每天全呼司機7：00-21：00在文沖早發(fā)100秒。該措施其實就是變相壓縮文沖下行的停站時間，來彌補轉(zhuǎn)峰期時間段文沖到達(dá)間隔與文沖發(fā)車間隔不匹配的情況，以緩解文沖上行到達(dá)排隊的狀況。

（3）行調(diào)人工組織列車在大沙東上行多停或扣車，該

手段是在文沖上行進(jìn)站已發(fā)生排隊晚點時使用。因為當(dāng)列車在文沖上行排隊進(jìn)站時，文沖上行有列車占用，后續(xù)列車在進(jìn)站前停車等候，等前方列車出清后，再動車進(jìn)站。列車從停車到再次啟動，且在距離站臺停車點較近時，列車會保持一個較低的速度進(jìn)站，比列車直接進(jìn)站多耗時約10-20秒。這時如不采取措施調(diào)整，耗時會持續(xù)疊加，造成惡性循環(huán)。通過測算，司機從大沙東上行關(guān)門到運行至文沖上行進(jìn)站前需時約60-70秒，而在文沖上行開門清客至出清文沖上行線需時約65秒，兩個時間較匹配，所以為了令文沖排隊時后續(xù)列車在文沖進(jìn)站前不需停車，我們可將列車提前扣在大沙東上行線，待前行排隊列車在文沖上行開門時，取消大沙東上行扣車，這樣可令后續(xù)列車在文沖進(jìn)站前不需停車，即可減少排隊進(jìn)站造成的影響，也可防止列車在區(qū)間停車，減少轉(zhuǎn)峰時間段因文沖到發(fā)車時間不匹配造成的影響。

3 故障情況下的行車組織

五號線全線24個站，上下行站臺共48個列車停靠點，加上文沖折返線1、2道，正常列車運行時共有50個列車?？奎c。當(dāng)上線47列時，正常情況下全線只有3個?？奎c可以冗余。如果一個站間列車運行時間按平均2分鐘計算，如果列車故障導(dǎo)致不能動車，在不采取退車、小交路、列車進(jìn)區(qū)間等措施的情況下，6分鐘后，故障點后續(xù)所有列車都將扣停在車站等待故障點通車，所以在超高峰故障阻塞情況下對行車調(diào)整的要求非常高。

3.1 退車、小交路等調(diào)整手段必須及時

從上述分析可以看出，在只有3個站冗余的情況下，當(dāng)列車受阻情況下，在6分鐘內(nèi)行調(diào)必須做出小交路或退車的行車調(diào)整，否則后續(xù)列車都將在車站?？康群蚬收宵c通車，所以，當(dāng)發(fā)生列車受阻不能動車，行調(diào)需采取下列應(yīng)對措施：

（1）列車受阻確定不能動車4分鐘，行調(diào)需組織后續(xù)存車線前的列車清客進(jìn)存車線做小交路及退車的準(zhǔn)備。

（2）行調(diào)需熟知五號線正線退車點及小交路折返點：

a.退車點： 口、中山八、淘金、獵德、文沖存車線、出入車廠線。

b.小交路折返點：中山八、淘金獵德存車線；珠江新城、車陂南渡線；出入車廠線。

（3）必要時組織列車清客回廠。

（4）故障點后列車清客空車運行。

該做法是高密度行車組織下發(fā)生列車故障時，解決后續(xù)受阻列車排隊及出現(xiàn)大晚點的最有效的辦法，沒有之一，但對乘客影響較大，清客列數(shù)較多。

舉例：假設(shè)高峰期列車在下行某點出現(xiàn)故障需要救援，影響時間15分鐘，以后續(xù)列車晚點不超過5分鐘為底線。故障車后需清客多少列來保證不出現(xiàn)5分鐘以上晚點。理想情況下的行車調(diào)整如下。

（15分鐘-5分鐘）÷2分06秒=4.5列，其中0.5列我們用飛站來解決，故障車后第1列車用來救援，后續(xù)3列車清客空車進(jìn)區(qū)間，故障點后有存車線的，組織故障車后第2列車進(jìn)存車線準(zhǔn)備折返，第3、第4列車空車跟在救援車后面運行，當(dāng)救援車折返至臨線后，組織第3、第4列車空車不停站運行至前方適當(dāng)?shù)攸c投入載客服務(wù)，填補故障車前行的大間隔。雖然從乘客服務(wù)方面來說，這種做法比較極端，但單單從行車調(diào)整方面來講，這無疑是最有效的行車調(diào)整手段。

（1）雖然犧牲了包括故障車在內(nèi)連續(xù)5列車乘客的利益，但釋放了4個站的運能，基本可以保證清客這5列車后續(xù)的列車基本動起來。（2）故障車到達(dá)臨線后，后續(xù)清客空車可迅速不停站運行至前方車站填補大間隔。緩解故障車前行15分鐘的大間隔。（3）從清客指標(biāo)上，看似5列清客，其中兩列是故障車和救援車是必須的，實際采用該行車調(diào)整手段只是多清客了3列，但如果不清故障車后的這三列，也需要清下行其他列車進(jìn)存車線折返至上行線填補救援車前行的15分鐘大間隔。所以從調(diào)整清客指標(biāo)來說與傳統(tǒng)的清客調(diào)整手段沒有差別。只是清客地點是連續(xù)的幾個站。（4）從晚點指標(biāo)上，這樣可以最大程度上消除晚點指標(biāo)。（5）具體操作方法，當(dāng)故障列車處理3分鐘，后續(xù)第1列車清客準(zhǔn)備救援，故障車進(jìn)入裸車處理程序，組織故障車及故障車后第2列車清客，故障車進(jìn)入故障處理程序，組織故障車后的第3、4列車進(jìn)行清客。

3.2 反向扣車使用日益頻繁

在行車間隔如此之密的情況下，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)故障時，反向扣車的使用將提上日程，現(xiàn)在反向扣車不經(jīng)常使用，是因為沒有反向扣車取消功能，當(dāng)故障發(fā)生使用了反向扣車功能，需取消時需逐個站點取消，取消一個站點的扣車需要10-15秒，當(dāng)反向扣車站點較多時，排位靠后的站點因取消扣車導(dǎo)致的延誤會達(dá)到2-3分鐘， 47列車上線，行車間隔達(dá)到2分06秒，在超高峰確定出現(xiàn)列車受阻情況下，使用反向全停能最快達(dá)到扣停后續(xù)列車的目的，當(dāng)故障恢復(fù)，需取消后續(xù)站點扣車時，可采用2-3臺HMI分工取消站點扣車的方法，盡快組織通車。建議增加取消反向全停功能。

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