成都18號線行車組織方案研究

譚小土，趙 壹，陳思遐

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031)

1 工程概況

1.1 線路概況

成都18號線既是連接天府國際機(jī)場的機(jī)場快線，又是連接高新區(qū)、天府新區(qū)、空港新城的市域快線，線路全長約86.6 km，共設(shè)車站20座[1]。

1.2 客流預(yù)測

根據(jù)《成都軌道交通18號線二期工程初步設(shè)計(jì)客流預(yù)測》[2]，成都18號線各設(shè)計(jì)年度的客流預(yù)測總體指標(biāo)見表1。

表1 18號線各設(shè)計(jì)年度主要客流指標(biāo)表

2 行車組織模式

1)在火車北站-西博城站與既有1號線并行(30 km)，分擔(dān)1號線中長距離客流壓力。

2)實(shí)現(xiàn)市中心區(qū)至新機(jī)場30～40 min快速到達(dá)功能。

3)在天府新站-新機(jī)場段與19號線長距離(35 km)共軌運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)場聯(lián)絡(luò)線功能。

為實(shí)現(xiàn)以上功能，根據(jù)不同的運(yùn)輸組織模式和車輛布置形式，重點(diǎn)分析比較了以下三種運(yùn)營方案：

方案一：站站停模式，普通車廂+機(jī)場專廂聯(lián)掛方案。

方案二：快慢車模式，統(tǒng)一車型、整體提高舒適度方案。

方案三：快慢車模式，普通車(站站停)+大站快車(大站快車)混跑方案。

通過綜合分析比較，從本線機(jī)場市域快線的功能定位出發(fā)，結(jié)合成都市的實(shí)際情況，推薦采用方案二：快慢車模式，統(tǒng)一車型、整體提高舒適度方案。

3 系統(tǒng)制式選擇

為滿足市域快線與機(jī)場專線的功能定位，且為實(shí)現(xiàn)中心城區(qū)與天府機(jī)場35 min左右的旅行時間目標(biāo)，成都18號線在國內(nèi)首次采用了最高運(yùn)行速度為140 km/h的市域A型車?？炻嚥捎媒y(tǒng)一的車廂服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)：市域A型車(4對車門/輛)，橫縱混合列車廂布局，站席定員標(biāo)準(zhǔn)按4人/m2計(jì)算，初、近、遠(yuǎn)期8輛固定編組的車輛載客能力如表2所示。

表2 18號線車輛載客能力表

4 行車組織方案研究

4.1 列車停站方案

一般而言，站站停列車主要為滿足沿線各站點(diǎn)乘客的上下要求；大站快車則是為滿足機(jī)場客流及部分長距離乘客的上下要求。18號線大站快車的服務(wù)對象和目的地均較為明確。為了提高大站快車的平均旅行速度，18號線的快車?？奎c(diǎn)原則上應(yīng)盡可能選擇重要片區(qū)樞紐站、軌道交通換乘站，并減少?？空军c(diǎn)。經(jīng)綜合分析，18號線全線快車停10站。

其中，火車北站-火車南站，車站均位于中心城區(qū)，且為既有運(yùn)營線路的換乘站，受工程條件的限制，無設(shè)置越行線的條件。故在中心城區(qū)，快車采用站站停模式，共5站。出中心城區(qū)后，為提高快車的旅行速度，快車僅停靠錦城廣場站和西博城站，共2站。進(jìn)入機(jī)場范圍后，快車采用站站停模式，共停2站。

4.2 系統(tǒng)能力檢算

對于等速快慢車系統(tǒng)，每增加1對快車，系統(tǒng)能力(60 min)損失將增加t節(jié)約，系統(tǒng)能力可由下式[3]計(jì)算：

式中，N為系統(tǒng)最大開行對數(shù)，對/h；h為系統(tǒng)最小行車間隔，：min；t節(jié)約為快車不停站節(jié)約時間，min；n快為快車開行對數(shù)，對/h。

成都18號線系統(tǒng)設(shè)計(jì)最小行車間隔h=2 min，遠(yuǎn)期快車開行對數(shù)n快=5對/h，根據(jù)系統(tǒng)能力計(jì)算公式計(jì)算可得，系統(tǒng)理論最大開行對數(shù)為27.5對/h。

因此，本線遠(yuǎn)期大站快車的開行對數(shù)為5對/h，站站停列車的開行對數(shù)為20對/h，大站快車+站站停列車總開行對數(shù)25對/h合理，并且有一定調(diào)整富余。

4.3 列車運(yùn)行交路

根據(jù)本線站站停+大站快車的組合運(yùn)營方案，結(jié)合市域客流和機(jī)場客流的客流特征，綜合考慮與其他軌道交通的換乘接駁，本線小交路折返點(diǎn)推薦設(shè)置于天府新站。

遠(yuǎn)期列車開行對數(shù)的設(shè)計(jì)，主要考慮以下影響因素。

1)機(jī)場線服務(wù)頻率因素。通過對國內(nèi)外機(jī)場線的調(diào)研統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)機(jī)場線的服務(wù)頻率相對較高，最小發(fā)車間隔一般為0 min，即6對/h。國外機(jī)場線的服務(wù)頻率相對較低，最小發(fā)車間隔一般為15 min，即4對/h。

結(jié)合18號線客流預(yù)測及天府機(jī)場的進(jìn)出港預(yù)測情況，參照國內(nèi)外機(jī)場線的實(shí)際運(yùn)營情況，18號線遠(yuǎn)期快車的服務(wù)頻率不宜低于12 min，即5對/h。

2)客流因素。根據(jù)客流預(yù)測，本線遠(yuǎn)期的客流斷面為3.47萬人/h。為滿足客流需求，18號線遠(yuǎn)期宜采用5+20對/h的列車開行對數(shù)。

3)研究結(jié)論。綜上，成都18號線初、近、遠(yuǎn)期的行車對數(shù)分別為：初期15對/h；近期20對/h；遠(yuǎn)期25對/h。

4.4 車站輔助配線

1)全線車站輔助配線。根據(jù)18號線系統(tǒng)能力要求，結(jié)合列車運(yùn)行交路設(shè)置、車輛段/停車場布置及出入段線接軌方案，并考慮列車運(yùn)營期間列車故障工況。

2)關(guān)于越行點(diǎn)設(shè)置間隔的說明。越行站配線的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足慢車停站避讓快車，快車不停車過站快速通過要求。根據(jù)18號線遠(yuǎn)期高峰小時的列車運(yùn)行交路和開行對數(shù)情況，火車北站-天府新站段大站快車和站站停列車的開行比例為5∶20對/h，天府新站-機(jī)場北站段大站快車和站站停列車的開行比例為5∶5對/h。理論計(jì)算得到5∶5對/h情況下，越行點(diǎn)的設(shè)置間隔為8站。因此，按照快車和站站停列車非1∶1情況下的越行點(diǎn)確定原則[4]，世紀(jì)城站-天府新站(開行比例：5∶20對/h)越行點(diǎn)的設(shè)置間隔為1～2站。

根據(jù)快慢車越行點(diǎn)的設(shè)計(jì)理論，結(jié)合本線快慢車停站方案、故障車停車線的設(shè)置間隔[5]，以及沿線及車站周邊情況，18號線共設(shè)置2處越行點(diǎn)，分別位于：海昌路站和三岔站。

3)關(guān)于越行站站型與配線形式的說明。越行站配線的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足站站停列車停站避讓大站快車，快車不停車快速通過的要求(越行站配線具有如圖1四種基本形式[5])。

從確保運(yùn)營功能角度出發(fā)，方案一和方案二運(yùn)營功能較強(qiáng)，結(jié)合線路敷設(shè)方式，海昌路站(地下站)推薦采用方案一，三岔站(高架站)推薦采用方案二。海昌路站為地下負(fù)2層車站，結(jié)合車站可實(shí)施條件、施工工法、工程投資等因素，推薦采用了方案一的配線設(shè)置形式。

圖1 越行點(diǎn)配線形式

三岔站為高架車站，根據(jù)越行點(diǎn)設(shè)置間隔，三岔站需設(shè)置為越行點(diǎn)。此外，考慮到天府新站-三岔站穿越了龍泉山脈，約18 km山嶺隧道不具備設(shè)置停車線的條件，為避免故障列車停放占用越行線，影響18號、19號線的正線運(yùn)營，研究了以下兩個具備獨(dú)立停車線的配線方案，如圖2所示。

圖2 三岔站配線形式比選

方案一：在正線中間設(shè)置一條停車線，具備越行和故障車停放功能。

方案二：兩條停車線分別位于正線兩側(cè)，停車線的兩端并分別與越行線和正線連通，具備越行+故障車+熱備車或工程車停放功能，停車線設(shè)置為一線兩列位，救援效率高。

相比方案一，方案二的運(yùn)營功能相對較優(yōu)，區(qū)間和車站的土建工程代價增加不多(約300萬元)，推薦采用方案二。

5 結(jié)束語

成都18號線是線網(wǎng)中集市域快線與機(jī)場專線功能為一體的復(fù)合線，為實(shí)現(xiàn)中心城區(qū)與天府機(jī)場30 min左右的旅行時間目標(biāo)，在國內(nèi)首次采用了最高運(yùn)行速度為140 km/h的市域A型車；為同時滿足機(jī)場和市域客流的服務(wù)需求，通過統(tǒng)一車輛型式，采用了整體提高服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的快慢車混跑運(yùn)營模式。為實(shí)現(xiàn)快慢車運(yùn)行理論在工程實(shí)踐的應(yīng)用，成都18號線提出了一系列開創(chuàng)性的研究成果，主要包括：系統(tǒng)能力損失的確定；快車?？空镜倪x擇；越行站點(diǎn)設(shè)置原則；車站越行配線方案等。本文將快慢車運(yùn)行組織理論的相關(guān)成果，成功運(yùn)用到成都18號線行車組織設(shè)計(jì)實(shí)踐中去，提出了符合工程實(shí)際的列車停站、列車運(yùn)行交路和車站配線方案，優(yōu)化了快慢車行車組織的關(guān)鍵技術(shù)方案，降低了城市軌道交通項(xiàng)目采用快慢車運(yùn)營模式所需要付出的工程代價，從而提高現(xiàn)有快慢車行車組織設(shè)計(jì)水平。

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