貴陽地鐵1 號線終點站折返能力分析

王 焱

（貴州輕工職業(yè)技術學院，貴陽 550000）

終點站折返能力是指終點站在單位小時內能夠折返的最大列車數量，其是限制線路通過能力進而影響線路運輸能力的重要因素，而運輸能力是衡量城市軌道交通運營服務水平和技術水平的重要指標。為此，在現有線路條件、車輛、設施設備以及行車組織方法等基礎條件下，對貴陽地鐵1 號線線路兩端終點站開展單股道站前折返、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實意義，一是可運用圖解法得出不同折返方式下的折返間隔時間以及折返能力，二是通過折返流程圖、時序圖可直觀判斷是否存在交叉干擾、進路沖突的情況[1-3]。

1 基礎條件

貴陽地鐵1 號線起于竇官站，止于小孟工業(yè)園站，共設25 座車站，線路全長35.11 km，采用60 kg/m 鋼軌以及9 號曲尖軌道岔，使用基于波導管和自由波無線通信的CBTC 移動閉塞信號系統(tǒng)，采用4 動2 拖6輛編組的B 型車，列車定員1 460 人次，線路最高運行速度為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。列車正常運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 號線作為貴陽市首條開通的地鐵線路，其終點站折返能力及線路運輸能力的大小影響著地鐵運營服務水平、運輸服務質量。

圖1 1 號線正常交路示意圖

貴陽地鐵1 號線終點站的站型和配線設計受土建限制、沿線環(huán)境等多因素的影響，兩端終點站均為高架站，其中竇官站為側式站臺，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，可采用上行站線站前折返以及站后折返線折返。

式中：n折為單位小時列車折返能力，列；T折為折返出發(fā)間隔時間，s。后文依次對竇官站、小孟工業(yè)園站通過折返過程示意圖、折返作業(yè)時序圖分解出不同折返方式下各單項作業(yè)內容、時間，標記出相鄰列車的正常折返間隔時間[4-5]，并通過式（1）計算兩端終點站的折返能力。

2 終點站折返間隔計算

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)過程為：①建立S01→S02 接車進路；②列車經S01→S02 進路運行至竇官下行站臺停穩(wěn)；③司機換端以及乘客乘降；④建立X01→X03 發(fā)車進路，X01 信號機開放；⑤乘客乘降完畢，司機關閉車門，列車憑X01 綠燈信號出站。根據折返過程及步驟，繪制折返作業(yè)時序圖如圖3 所示，折返作業(yè)間隔時間T折返=t進路+t進站+t停站+t出站=180 s，其中第3、4 步時間有重疊，列車停站時間內完成出站進路排列。按照折返能力計算公式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1），S01→S03→X02→X03（列車2）。折返作業(yè)過程為（假設列車1、列車2 均在站臺）：①下行站臺的列車1 換端、乘客乘降完畢，建立X01→X03發(fā)車進路，X01 信號機開放；②列車1 憑X01 綠燈信號出站以及出清B 點；③建立S01→S02 接車進路（列車3），S01 信號機開放；④列車3 經S01→S02 進路運行至竇官下行站臺停穩(wěn)；⑤列車2 換端、乘客乘降完畢，建立X02→X03 發(fā)車進路，X02 信號機開放；⑥列車2憑X02 綠燈信號出站以及出清B 點；⑦建立S01→S03接車進路（列車4），S01 信號機開放；⑧列車4 經S01→S03 進路運行至竇官上行站臺停穩(wěn)；⑨列車3 換端、乘客乘降完畢，建立X01→X03 發(fā)車進路，X01 信號機開放；⑩列車3 憑X01 綠燈信號出站以及出清B點。后續(xù)列車按照上述折返流程依次交替折返，交替折返過程如圖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)省了一次停站時間（司機換端、乘客乘降）和第二列車全部通過C/D 點運行至站臺停穩(wěn)的時間，但增加了一次進路辦理時間。根據折返過程及步驟，繪制折返作業(yè)時序圖如圖5 所示，折返作業(yè)間隔時間T折返=t進路+t進站+t進路+t出站=115 s。按照折返能力計算公式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最多可折返31 列。

圖5 竇官站雙股道交替折返時序圖

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)過程為：①建立X11→X13 接車進路；②列車2 經X11→X13 進路運行至小孟工業(yè)園上行站臺停穩(wěn)；③列車2 司機換端以及乘客乘降；④建立S12→S13 發(fā)車進路，S12 信號機開放；⑤乘降完畢，司機關閉車門，列車2 憑S12 綠燈信號出站。

圖6 小孟工業(yè)園站折返示意圖

根據折返過程及步驟，繪制折返作業(yè)時序圖如圖7 所示，折返作業(yè)間隔時間T折返=t進路+t進站+t停站+t出站=200 s，其中第3、4 步時間有重疊，列車停站時間內完成出站進路排列。按照折返能力計算公式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)過程為：①建立X11→X12接車進路；②列車1 經X11→X12 進路運行至小孟工業(yè)園下行站臺停穩(wěn)；③車站對列車1 清客；④清客期間，建立X12→X14 折返進路，X12 信號機開放；⑤清客完畢，司機關閉車門，列車1 憑X12 綠燈信號運行至折返線停穩(wěn)；⑥列車1 司機在折返線換端；⑦建立S11→S12 進路，S11 信號機開放；⑧列車1 由折返線運行至小孟工業(yè)園上行站臺停穩(wěn)；⑨列車1 在上行站臺開門，乘客乘降期間，建立S12→S13 發(fā)車進路，S12 信號機開放；⑩乘降完畢，司機關閉車門，列車1 憑S12綠燈信號出站。

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

圖8 小孟工業(yè)園站站后折返時序圖

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，并按照《城市軌道交通工程建設標準》中車站折返能力應留有10%～15%儲備量的規(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間相同的情況下（司機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多折返10 列列車，其單位小時內可以增加運能1.5 萬人次/h，運能可提升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對列車進行清客（防止乘客乘車進入站后折返線），站后折返相比站前折返每小時可多折返5 列列車，其單位小時內可以增加運能0.73 萬人次/h，運能提升31.3%[7-8]。

表1 車站折返能力參數對比

通常情況下，運營線路的行車間隔大于折返間隔時，兩端終點站折返能力不影響線路通過能力；反之，兩端終點站折返能力限制了線路通過能力。不同行車間隔，對終點站折返能力的要求不同。所以，在制定行車間隔時，需綜合考慮線路兩端終點站的折返能力能否滿足行車條件，從而選擇更加合理的折返方式[8]。由表1 得出，當折返間隔大于等于165 s 時（滿足兩端折返），終點站折返能力不影響線路通過能力（即行車間隔大于等于165 s）。

當行車間隔大于等于220 s 且司機數量緊張情況下（如新冠感染期間出現大面積感染突發(fā)情況出勤司機數量有限），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數量以及增加值乘間隔時間（司機休息），但需要重點關注終點站在站列車因突發(fā)情況下發(fā)車較晚時，站前折返存在敵對進路，后續(xù)列車追蹤時可能與在站列車產生進路沖突。

當行車間隔大于等于198 s 且司機數量充足時，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)勢是：車站接發(fā)列車通常情況下采用平行作業(yè)方式（按既定時序組織），不存在進路沖突[9]。

當行車間隔大于等于165 s 小于198 s 時，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)勢是折返間隔小，但是當行車密度較大且在站列車發(fā)車較晚時，需組織區(qū)間列車站外停車等待，按照計劃次序安排股道進行折返，且有較大可能出現發(fā)車進路搶先于接車進路排列，導致運營亂序現象[10]。

當行車間隔小于165 s，由于小孟工業(yè)園站折返能力不足，限制線路通過能力，無法實現該類行車間隔。

4 結束語

在既有車站配線形式、車輛型式及設施設備等基礎條件下，對貴陽地鐵1 號線兩端終點站不同折返方式開展分析，通過折返流程圖、作業(yè)時序圖得到不同折返方式下的折返間隔時間，并在此基礎上計算出不同折返方式的折返能力，根據不同行車間隔提出兩端終點站可采用的折返方式。本文終點站折返能力的分析，可為后續(xù)調整行車間隔、提升運輸服務質量在終點站折返方式的選擇上提供參考。