上海地鐵16號線在線聯(lián)掛解編介紹與應(yīng)用推廣

摘要 文章主要介紹上海地鐵16號線列車首次在地鐵線路的正線實施了解編聯(lián)掛作業(yè)。固定編組的列車可以靈活地進行列車編組數(shù)的調(diào)配，從而在保證客運服務(wù)水平的同時，提高軌道交通系統(tǒng)的運營經(jīng)濟性。在保證運營靈活性的同時，實現(xiàn)能耗的節(jié)省以及車輛走行公里數(shù)的降低，從而延長列車的架大修周期。根據(jù)已經(jīng)實施的方案提出后續(xù)大面積推廣應(yīng)用或在其他市域線路投用時可能面臨的問題以及應(yīng)對方案的建議。

關(guān)鍵詞 地鐵列車;在線;聯(lián)掛;解編

中圖分類號 U292 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）06-0078-03

引言

當前我國大城市的城市軌道交通建設(shè)新建的線路不僅僅局限在市區(qū)內(nèi)，市區(qū)連接郊區(qū)的分支也越來越多，而這些市域線路具有不同時段客流量斷面差異大、客流呈潮汐分布的特點。為滿足乘客的出行需求，通過不同時段改變列車的編組數(shù)，高峰時段通過“大編組，高密度”的運營方式保證運營穩(wěn)定，在運營平峰低谷時段通過“小編組，高密度”的運營方式，來保證行車密度，減少乘客等候時間。

1 在線聯(lián)掛解編應(yīng)用的背景

城市軌道交通在不同的線路一天當中的客流通常是不平衡的，特別是連接城市郊區(qū)與市區(qū)的外圍線路、線路上下行客流的不對稱、早晚高峰與低谷時段巨大差異具有明顯的潮汐現(xiàn)象。對于貫穿郊區(qū)和市中心的較長的線路，還會采用大小交路或者不對稱運行圖，來解決運能和運量的矛盾。此種方式下，在郊區(qū)日間的行車間隔會很長，尤其是類似于上海10號線、11號線等在末端分岔的“Y”字形線路，末端分岔區(qū)域行車間隔還會彼此影響，導(dǎo)致間隔更長，影響乘客對服務(wù)的滿意度。

2 正線解掛編功能的意義

上海16號線全長約59 km，設(shè)有13座車站，包括3座地下車站及10座高架車站。上海16號線列車運行采用3節(jié)編組和6節(jié)編組混合編組的運行方式，兩輛3節(jié)編組通過聯(lián)掛功能組成6節(jié)編組，人工實現(xiàn)聯(lián)掛＼解編后，系統(tǒng)自動配置。聯(lián)掛＼解編的作業(yè)地點位于川楊河車輛段/治北停車場，正線運營實施聯(lián)掛＼解編作業(yè)。

上海地鐵16號線自開通投入載客試運營后，潮汐通勤客流差異顯著。高峰時段客流居高不下，早高峰滿載率達到70%左右。通過重聯(lián)列車、增加列車班次和調(diào)整運營圖等多項措施挖潛提升運力。但高峰期過后客流長期處于低谷，在低谷時段6編列車在正線上運行的列車滿載率低于20%，客流滿載率呈現(xiàn)極差很大同時也意味著運能的“浪費”（具體見圖1、圖2）。而在不采用3編列車在正線運營時，6節(jié)編組列車在低谷時段或者郊區(qū)的日間行車間隔就會延長，這樣就會影響乘客對服務(wù)的滿意度——候車等待時間遠遠大于路網(wǎng)的平均時間。解決上述問題的一種策略，是通過多編組列車混合運營組織模式。通過采用列車靈活編組技術(shù)，可以在線路運營高峰時段通過“大編組，高密度”的運營方式，做到“多拉快跑”;在運營平峰低谷時段通過“小編組，高密度”的運營方式，在保證行車密度的基礎(chǔ)上通過減少列車編組的車廂數(shù)目，來降低消耗，達到節(jié)能減排的目的。

3 正線解掛編應(yīng)用的介紹

16號線在設(shè)計之初就采用3節(jié)編組與6節(jié)編組列車混合編組的運營方式，在車庫內(nèi)列車可以實施自由的解掛編作業(yè)，只是在正線不具備該條件。此次16號線實現(xiàn)了正線的解掛編作業(yè)。

解掛編作業(yè)分為聯(lián)掛作業(yè)和解編作業(yè)。重聯(lián)列車用于重聯(lián)運營模式，此時6編車作為一列車進行操作和控制，從被激活的司機室發(fā)出的指令對重聯(lián)列車所有車輛有效。兩列3節(jié)編組列車能在1 min內(nèi)無須拆卸或更換零部件即可在線聯(lián)掛完成重聯(lián)作業(yè)（無須人員下車操作），組成重聯(lián)列車進行正常運營。解編亦然，重聯(lián)列車通過司機操作臺的按鈕“解鉤”按鈕進行自動解鉤。激活按鈕后，自動車鉤的電氣頭將自動收回，解鉤風缸將緩解機械聯(lián)掛（在沒有電氣線路連接的情況下聯(lián)掛列車也可以通過“解鉤”按鈕進行自動解鉤）。解鉤后，自動施加緊急制動。

在聯(lián)掛的系統(tǒng)配置方面兩列車之間的聯(lián)掛期間，自動完成數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)配置，配置時間最長約為2 min。自動配置期間，列車須保持靜止，不能移動。車輛撞鉤建立車載信號網(wǎng)絡(luò)的電氣聯(lián)掛。信號系統(tǒng)建立DCS網(wǎng)絡(luò)：

（1）車載路由設(shè)備自動檢測到新網(wǎng)絡(luò)并建立新的聯(lián)掛網(wǎng)絡(luò)配置。

（2）車載路由設(shè)備通知TU1和TU2車的ATC設(shè)備處于新網(wǎng)絡(luò)中。DCS網(wǎng)絡(luò)重新配置車載和軌旁的路由表和無線貓。ATO利用網(wǎng)絡(luò)配置來檢測新的編組類型（3節(jié)編組/3+3聯(lián)掛編組）。ATP通過車輛安全輸入來確認列車類型（ACS/ANCS）[1]。

16號線正線解掛編作業(yè)僅適用于16A01型3編列車及16A01型6編重聯(lián)列車。正線解掛編作業(yè)專用線為16號線龍陽路站下行1號站臺（如圖3）。停車站臺位置設(shè)有3編停車位、6編停車位以及聯(lián)掛專用停車位，并對應(yīng)設(shè)置3編停車牌、6編停車牌及重聯(lián)解編停車牌?，F(xiàn)實施周期為逢工作日的中午11：30左右進行解編作業(yè)，后于下午14：30完成聯(lián)掛作業(yè)。

4 正線解掛編后續(xù)推廣應(yīng)用與思考

目前16號線暫時只在龍陽路的1號站臺具備相應(yīng)的條件，解編作業(yè)的整個過程時長約325 s左右（指6編到站至解編完成后兩列3編列車全部出發(fā)的時間），聯(lián)掛作業(yè)的整個過程時長515 s左右（指第一列3編列車進站至聯(lián)掛完成后6編列車出發(fā)的時間），具體見圖4、圖5。一般早高峰結(jié)束到晚高峰開始的時長約6 h左右。因根據(jù)運能的數(shù)據(jù)倒退需要正線列車數(shù)來看，需要有較大數(shù)量的6編列車解編為3編列車來投入到低谷時段的運營中（測算后需要解編列車數(shù)量為高峰時段的60%的列車）。那么該功能繼續(xù)推廣與應(yīng)用就存在如下的難點：

（1）終點站作為專用點的期間會影響列車折返的效率。

（2）如何能盡快讓6編列車解編后3編列車投入運營，不出現(xiàn)在有限的低谷時段內(nèi)解編作業(yè)與聯(lián)掛作業(yè)的間隔時間很短。

（3）如遇到某列車解編或聯(lián)掛失敗后應(yīng)采取何種應(yīng)對措施來確保后續(xù)的作業(yè)及現(xiàn)有運營的穩(wěn)定。

根據(jù)以上可能預(yù)計的難點，建議對正線解掛編功能進行優(yōu)化，意見如下：

4.1 在功能效率與優(yōu)化方面的建議

4.1.1 優(yōu)化解掛編功能，提升實施效率

進一步優(yōu)化聯(lián)掛方案，縮短作業(yè)時間。研究新的列車聯(lián)掛作業(yè)的方式，實現(xiàn)自動化。即首列3編車停車位調(diào)整至站臺端頭，后續(xù)第二列3編列車直接進站聯(lián)掛。與現(xiàn)行方案比，可以減少首列3編車的往返運行時間。

4.1.2 加強重聯(lián)列車設(shè)備的可靠度，減少作業(yè)的失敗率

從實施過程來看作業(yè)的效率與成功率同樣關(guān)鍵。導(dǎo)致聯(lián)掛不成功排除人為因素的情況，設(shè)備導(dǎo)致的原因主要是信號方面未檢測到列車信息或者是車輛的車鉤聯(lián)掛不成功（氣路或電路未連接成功）。因此應(yīng)根據(jù)作業(yè)的頻次變化提高檢查檢修的頻次與對關(guān)鍵設(shè)備的保養(yǎng)力度來提高設(shè)備的可靠性。

4.1.3 減少列車在終點站作為作業(yè)點的實施頻次，確保終點站的折返效率

采取解編聯(lián)掛作業(yè)點前增加小交路折返點，通過6編列車在小交路的折返運營，3編列車在終點站的解編或聯(lián)掛作業(yè)，既可以確保作業(yè)的順利穩(wěn)定，也可以確保終點站折返的有序平穩(wěn)?；蛘吒鶕?jù)線路特點選擇小交路終點站作為解編聯(lián)掛實施的專用線。

4.1.4 制定聯(lián)掛或解編的應(yīng)急預(yù)案來應(yīng)對突發(fā)情況

當解編失敗后，會造成列車無法動車而占用專用線的情況，導(dǎo)致后續(xù)列車無法在專用線進行后續(xù)列車的操作。而當聯(lián)掛失敗后，會導(dǎo)致應(yīng)有的既有車次無法執(zhí)行或需要由6編列車來擔當執(zhí)行。尤其是在解編聯(lián)掛頻次增加的基礎(chǔ)上，預(yù)案的制定尤為凸顯。

4.2 在功能推廣實施方面的建議

就16號線正線操作的結(jié)果數(shù)據(jù)來看，解掛編作業(yè)一般都在早高峰結(jié)束后開始進行解編，再到晚高峰前進行聯(lián)掛，一般時間周期在5～6 h之間。根據(jù)16號線的正線平峰時段上下行的周轉(zhuǎn)時間在2 h左右，上線19列車，如考慮全線低谷時段行駛3編列車，單就龍陽路一處進行操作是無法實現(xiàn)的，因此解掛編作業(yè)需要進一步的推廣，增加頻次或者今后在郊區(qū)線路上實施的話，線路上單一的點是遠遠不夠的，需要考慮增加其他作業(yè)點。根據(jù)現(xiàn)階段實操的經(jīng)驗可以采取如下方案：

4.2.1 方案一：選取離車庫比較近的且?guī)в姓鄯稻€的車站作為增設(shè)一處的解掛編專用線

（1）優(yōu)勢：

1）可以采取兩端同時進行解編作業(yè)，也可以采用一端進行解編作業(yè)，一端進行聯(lián)掛作業(yè)，提高作業(yè)效率，有效快速地實現(xiàn)低谷時段3編列車的上線運營。

2）操作都在正線進行，減少列車出入庫的頻次且不會影響車輛段內(nèi)天窗期。

（2）劣勢：

1）對于正線的車輛、車載設(shè)施設(shè)備的可靠度要求比較高。

2）非自動化操作過多的話容易產(chǎn)生人的不安全因素。

3）短時間內(nèi)全線路會出現(xiàn)3、6編混跑的情況，對客運服務(wù)需要做好更多的服務(wù)與提示，否則容易給乘客帶來誤解。

4.2.2 方案二：選取庫內(nèi)作為解掛編的作業(yè)點

（1）優(yōu)勢：

1）所有操作在庫內(nèi)進行，對正線的客運服務(wù)幾乎沒有影響。

2）當發(fā)生解編或聯(lián)掛失敗的情況下，幾乎對正線的運營沒有影響。

（2）劣勢：

1）車庫內(nèi)所有的低谷時段天窗期都被占用。

2）庫內(nèi)解掛編無法實現(xiàn)信號的自動化，需要在轉(zhuǎn)換軌建立模式。

3）所有列車完成解編或者聯(lián)掛作業(yè)的周期時間較長（包含進出庫的走行時間）。

5 結(jié)束語

上海16號線在線聯(lián)掛解編作業(yè)的投入應(yīng)用，是對既有運營模式的一種新嘗試，從固定編組優(yōu)化成靈活編組形式，在客流非高峰時段實現(xiàn)列車的“小編組、高密度”開行，在保證服務(wù)水平的同時，可以提高軌道交通系統(tǒng)的運營經(jīng)濟性。從此次上海地鐵16號線在正線采用的聯(lián)掛解編的應(yīng)用來看，該功能是對于今后超大規(guī)模城市中，市域線路的建設(shè)提供一種運營模式可復(fù)制、可應(yīng)用的依據(jù)。

參考文獻

[1]王冬海， 黃柒光. 列車靈活編組在城市軌道交通全自動運行線路中的應(yīng)用[J]. 城市軌道交通研究， 2019（S2）： 102-105.

收稿日期：2022-01-06

作者簡介：陳予肸（1982—），男，本科，工程師，研究方向：軌道交通發(fā)展。