區(qū)域軌道交通跨線站配線方案研究

王 瑩，王 宇，盧錦生，劉夢(mèng)雨，3，吳兆斌

(1.北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院,北京 100044; 2.廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部,廣州 510220;3.北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100044)

引言

隨著城市交通圈的快速發(fā)展和深度融合,由多種制式軌道交通復(fù)合而成的軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),已經(jīng)成為現(xiàn)代化都市圈發(fā)展的重要力量。推動(dòng)“四網(wǎng)融合”、實(shí)現(xiàn)多種軌道交通間互聯(lián)互通是我國(guó)區(qū)域軌道交通發(fā)展的必然趨勢(shì)[1-2]。因此,列車跨線運(yùn)營(yíng)的實(shí)際需求也日益迫切。跨線運(yùn)營(yíng)的前提是線路互通,即通過銜接節(jié)點(diǎn)(即跨線站)實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)行[3]。同時(shí),跨線站銜接多條線路,對(duì)路網(wǎng)整體影響程度較高,且須滿足列車跨線的多項(xiàng)作業(yè)要求[4-5]。因此,跨線站的配線布置對(duì)于實(shí)現(xiàn)線路互聯(lián)互通,提升網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)效率至關(guān)重要,是區(qū)域軌道交通互聯(lián)互通的關(guān)鍵。然而,現(xiàn)有研究中,跨線站配線研究主要面向城市軌道交通同信號(hào)制式,對(duì)不同制式線路跨線站的研究還不多見。同時(shí),對(duì)跨線站配線方面的研究多是對(duì)配線類型、布置形式及布置原則等方面的闡述及梳理[6-7],關(guān)于車站運(yùn)營(yíng)組織特點(diǎn)對(duì)配線布置的影響和需求方面的研究較少。因此,本文重點(diǎn)立足跨線站運(yùn)輸組織需求,分別梳理同制式及不同制式線路的跨線站作業(yè)過程及特點(diǎn),研究并提出不同實(shí)際運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景下相適應(yīng)的配線方案。

1 跨線站作業(yè)需求分析

從跨線前后線路信號(hào)制式是否發(fā)生改變角度,可以將列車跨線分為同信號(hào)制式跨線和跨信號(hào)制式跨線兩類。相較于同信號(hào)制式跨線,跨信號(hào)制式跨線作業(yè)復(fù)雜程度明顯提升,涉及信號(hào)制式切換、更換司機(jī)端及更換行車方向等多項(xiàng)流程。

1.1 同信號(hào)制式跨線作業(yè)需求分析

從作業(yè)流程上看,同信號(hào)制式跨線過程相對(duì)簡(jiǎn)單,可分為本線運(yùn)行和跨線運(yùn)行階段。本線運(yùn)行階段是指列車跨線前在原線路的走行過程(圖1紅色路徑所示);跨線運(yùn)行階段是指跨線車經(jīng)由渡線等配線完成線路跨越,并在新線上繼續(xù)運(yùn)行的走行過程(圖1中藍(lán)色路徑所示)。

圖1 同信號(hào)制式跨線作業(yè)流程示意

由上述流程可知,在車站合適位置設(shè)渡線即可實(shí)現(xiàn)列車跨線[8]?？紤]到渡線位置不同,所支持的跨線流程不同,可將跨線方式進(jìn)一步分為接車端和發(fā)車端跨線。兩種方式區(qū)別在于列車進(jìn)站清客和跨線作業(yè)間的先后順序,也各有利弊:接車端跨線時(shí),列車進(jìn)站前完成跨線,乘客不易坐錯(cuò)車;但遇故障會(huì)導(dǎo)致站外停車,產(chǎn)生安全隱患;發(fā)車端跨線則能有效避免站外停車,但可能會(huì)使部分乘客坐錯(cuò)車[9]。考慮運(yùn)營(yíng)安全性,建議采用發(fā)車端跨線,并加強(qiáng)站內(nèi)乘客安全引導(dǎo)。由于同信號(hào)制式跨線站配線需求較為單一,車站規(guī)模也相對(duì)較小,因此,建議市區(qū)所設(shè)跨線站以同信號(hào)制式跨線站為主,以降低用地拆遷等投資成本。

1.2 跨信號(hào)制式跨線作業(yè)需求分析

1.2.1 信號(hào)制式切換需求分析

跨信號(hào)制式下,跨線前后線路信號(hào)系統(tǒng)制式不同,故車站配線在功能上須同時(shí)滿足兩種系統(tǒng)的作業(yè)要求[10]。以由CTCS-2信號(hào)制式切換為CBTC信號(hào)制式的過程為例,對(duì)列車作業(yè)流程進(jìn)行說明(圖2):跨線前后兩條線路的信號(hào)系統(tǒng)制式分別是CTCS-2和CBTC。列車上需配備2套車載設(shè)備,并在到發(fā)線上設(shè)置制式切換區(qū)域。列車首先駛?cè)刖邆渲剖角袚Q條件的線路,并在過渡區(qū)域完成車載設(shè)備控制切換等操作,待前方線路滿足運(yùn)行條件后方可駛離[11-12]。

圖2 CTCS和CBTC系統(tǒng)信號(hào)切換流程

當(dāng)前技術(shù)條件下信號(hào)制式切換作業(yè)時(shí)間比較長(zhǎng),會(huì)增加線路占用時(shí)間,影響其他行車作業(yè)。當(dāng)前針對(duì)跨信號(hào)制式領(lǐng)域的研究普遍認(rèn)為采用雙車載兼容模式跨線具備一定可行性[13-14]。該模式下,列車上需要安裝兼容型列控系統(tǒng),同時(shí)配備相關(guān)的地面設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)不停車完成制式切換效果[15]。以CBTC與CTCS-2間跨線為例,列車首先以規(guī)定速度進(jìn)入過渡區(qū),在一定限速下,通過車載與地面設(shè)備的實(shí)時(shí)通信交互,在規(guī)定節(jié)點(diǎn)前完成待切換系統(tǒng)的熱備及啟用,并由司機(jī)在交互界面確認(rèn)完成最終切換[16]。實(shí)現(xiàn)較短時(shí)間內(nèi)快速切換是該領(lǐng)域主要的研究趨勢(shì)和方向,如果在未來快速切換技術(shù)能夠?qū)嶋H應(yīng)用,信號(hào)制式切換作業(yè)時(shí)間有望大幅縮短。

此外,由于不同列控系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化程度不同,對(duì)到發(fā)線長(zhǎng)度要求也不盡相同。以CTCS-2和CBTC系統(tǒng)為例:CBTC系統(tǒng)下列車具備自動(dòng)駕駛功能,無須考慮司機(jī)停車余量,且列車安全防護(hù)距離、設(shè)備間距等方面也同CTCS系統(tǒng)有所區(qū)別,所需到發(fā)線長(zhǎng)度通常比CTCS-2要短。表1展示了站臺(tái)長(zhǎng)度相同的情況下CTCS-2與CBTC系統(tǒng)所需到發(fā)線的有效長(zhǎng)度[17]。

表1 CTCS-2與CBTC列控系統(tǒng)所需到發(fā)線有效長(zhǎng)度

通過上述分析可知,信號(hào)制式切換作業(yè)會(huì)消耗一定時(shí)間,為避免線路長(zhǎng)時(shí)間占用對(duì)后續(xù)接發(fā)車造成影響,可考慮增設(shè)到發(fā)線,為制式切換列車提供作業(yè)場(chǎng)所。如果未來兼容切換模式投入實(shí)際運(yùn)營(yíng)并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行,將切換時(shí)間控制在較短時(shí)長(zhǎng)(如1 min內(nèi)),那么信號(hào)制式切換作業(yè)所產(chǎn)生影響就會(huì)顯著降低,彼時(shí)可安排列車直接在站線作業(yè)而不再增設(shè)配線。

1.2.2 列車換端及換向需求分析

不同信號(hào)系統(tǒng)下,列車行車方向可能有所差別,通常情況CBTC系統(tǒng)為右側(cè)行車,而CTCS系統(tǒng)為左側(cè)行車。故因跨線前后信號(hào)制式的變化,可能導(dǎo)致行車方向改變,產(chǎn)生換向及換端需求。

換向作業(yè)是指更換行車方向(即左側(cè)行車與右側(cè)行車間轉(zhuǎn)換)的作業(yè),這是由信號(hào)系統(tǒng)制式發(fā)生改變所導(dǎo)致的。根據(jù)作業(yè)位置,換向可分為區(qū)間換向和車站換向。區(qū)間換向通過區(qū)間線路立交,進(jìn)而改變列車進(jìn)站方向來實(shí)現(xiàn),如圖3(a)所示;車站換向則通過列車在站內(nèi)折返走行完成換向,如圖3(b)所示。這兩種換向形式分別適用不同形式的客流需求,區(qū)間換向主要適用于X形和Y形客流,而車站換向適用于V形客流。

圖3 跨信號(hào)制式區(qū)間換向和車站換向作業(yè)流程示意

換端作業(yè)是指更換司機(jī)端的作業(yè)。對(duì)于順向跨線,跨線前后運(yùn)行方向一致,列車無需換端便能實(shí)現(xiàn)平滑銜接,如圖3(a)所示;對(duì)于非順向跨線,列車運(yùn)行方向在前后兩條線路上相反,因此須通過換端來實(shí)現(xiàn)線路過渡,如圖3(b)所示。根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),在具備旅客乘降條件的線路,換端作業(yè)一般可與旅客乘降同步進(jìn)行,作業(yè)時(shí)長(zhǎng)一般在1 min內(nèi)[18-19]。

綜上,當(dāng)列車跨信號(hào)制式跨線且客流以X形或Y形為主時(shí),建議采用區(qū)間換向,對(duì)線路進(jìn)行立交疏解使得列車在進(jìn)站前完成換向。此時(shí),跨線為順向跨線,無須換端以及站內(nèi)換向(圖3(a))。而列車跨信號(hào)制式跨線且客流以V形為主時(shí),建議采用車站換向,列車在站內(nèi)完成換端及換向(圖3(b))。

基于配線需求分析可知,跨信號(hào)制式跨線站增加了信號(hào)制式切換、換端換向等作業(yè),為避免影響后續(xù)接發(fā)車,建議在車站增設(shè)配線。同時(shí),考慮到車站區(qū)間也可能采用立交疏解,使占地規(guī)模及施工要求顯著提升,故建議將跨信號(hào)制式跨線站設(shè)在郊區(qū),以減輕用地及投資壓力。

1.3 不同客流條件下跨線作業(yè)需求分析

由于區(qū)域軌道交通沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口分布以及車站在線網(wǎng)中位置等因素的差異,不同車站承載客流會(huì)呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)。從客流形式上,可分為X形、Y形及V形客流[20]:Y形客流是指一組線路與另一組線路間旅客單向流動(dòng)的形式;X形客流是指兩組線路之間旅客雙向交叉流動(dòng)的形式;V形客流與Y形客流類似,形式上同樣是單向流動(dòng),但在跨線后流動(dòng)方向發(fā)生了變更。圖4為3種客流形式簡(jiǎn)要示意。

圖4 Y形、X形及V形客流示意

根據(jù)跨線站客流形式,運(yùn)營(yíng)部門會(huì)相應(yīng)地組織開行X形、Y形及V形等形式的跨線車來滿足客流需求。其中,Y形跨線是指一組線路與另一組線路間鄰線的單向跨線,如圖5(a)所示;X形跨線是指兩組線路之間鄰線的雙向跨線,如圖5(b)所示;V形跨線則是指跨線前后行車方向發(fā)生轉(zhuǎn)換的跨線形式,如圖5(c)所示。

圖5 X形、Y形和V形跨線作業(yè)示意

從發(fā)生場(chǎng)景上看,同信號(hào)制式跨線時(shí),根據(jù)客流構(gòu)成,會(huì)相應(yīng)采用X形、Y形跨線;某方向折角客流量較大時(shí),也可能開行V形跨線車?？缧盘?hào)制式跨線時(shí),由于跨線前后行車方向不一致,需根據(jù)客流形式安排列車進(jìn)行區(qū)間或車站換向。區(qū)間換向時(shí),列車首先在進(jìn)站前完成換向并在站內(nèi)切換信號(hào)制式,進(jìn)行X形或Y形跨線;車站換向時(shí),列車在站內(nèi)完成換端換向以及制式切換作業(yè),進(jìn)行V形跨線。結(jié)合前文,通常同信號(hào)制式跨線以X形、Y形等順向跨線形式為主,跨線流程簡(jiǎn)單,因此一般在正線間設(shè)渡線供跨線即可;而在跨信號(hào)制式跨線時(shí),列車須進(jìn)行信號(hào)制式切換、換端及換向等多項(xiàng)額外作業(yè),且目前以上作業(yè)總體時(shí)長(zhǎng)還難以控制在較低水平,因此,仍建議在跨信號(hào)制式跨線站增設(shè)到發(fā)線,到發(fā)線數(shù)量及位置須進(jìn)一步結(jié)合客流、施工等因素確定。

1.4 跨線條件下運(yùn)營(yíng)可靠性需求分析

跨線運(yùn)營(yíng)時(shí)可能出現(xiàn)列車晚點(diǎn),特別在跨信號(hào)制式跨線中還易出現(xiàn)信號(hào)制式切換失敗等情況。為應(yīng)對(duì)可能的非正常工況,跨線站配線設(shè)置應(yīng)有效支持車站的應(yīng)急組織工作。

跨信號(hào)制式跨線站內(nèi)列車作業(yè)流線復(fù)雜,且車站本身銜接方向眾多,故障工況會(huì)對(duì)車站接發(fā)車產(chǎn)生較大影響,也容易誘發(fā)線網(wǎng)延誤傳播[21]。因此,車站應(yīng)具備故障車停留及小交路折返條件,在前方跨線列車晚點(diǎn)進(jìn)站,或者信號(hào)制式切換失敗時(shí),引導(dǎo)前方列車臨時(shí)待避,及時(shí)為后方進(jìn)站列車出清徑路,避免后續(xù)列車在站外等待。同時(shí)利用折返條件及時(shí)組織部分到站列車折返,最大限度降低對(duì)正常行車組織的干擾。

綜上,為提升跨線站運(yùn)營(yíng)可靠性及能力冗余度,減緩非正常工況對(duì)運(yùn)營(yíng)組織的沖擊,建議在施工條件允許的情況下在車站設(shè)停留線,為故障列車提供待避場(chǎng)所;同時(shí),在跨線站兩側(cè)預(yù)留小交路折返的配線,便于故障條件下及時(shí)組織到站列車折返。如上述配線在本站無設(shè)置條件,也可以考慮在鄰站布置。

1.5 跨線站配線設(shè)置原則建議

結(jié)合前文對(duì)同信號(hào)和跨信號(hào)制式兩類跨線站列車作業(yè)需求和運(yùn)營(yíng)需求的分析,現(xiàn)針對(duì)兩種類型的跨線站配線提出如下布置建議。

(1)針對(duì)同信號(hào)制式跨線站,根據(jù)列車跨線需求在車站合適位置布設(shè)渡線即可;考慮運(yùn)營(yíng)安全因素,建議將渡線設(shè)置于發(fā)車端。

(2)針對(duì)跨信號(hào)制式跨線站,考慮到其行車組織復(fù)雜性,且在現(xiàn)有技術(shù)條件下信號(hào)制式切換作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng),從提升作業(yè)效率和安全性角度,建議在車站至少增設(shè)一條共用到發(fā)線,兼作故障停留線及待避線之用;到發(fā)線設(shè)置數(shù)量及位置可根據(jù)車站客流特點(diǎn)、施工條件等因素確定。

(3)當(dāng)跨線列車數(shù)量較多且同折返列車比例較為接近時(shí),跨線站應(yīng)預(yù)留列車折返條件,以提高車站通過能力以及冗余度;因增設(shè)折返線導(dǎo)致車站整體規(guī)模過大或者在施工條件受限時(shí),也可以考慮在相鄰車站進(jìn)行設(shè)置。

(4)考慮車站規(guī)模及投資因素,建議市區(qū)跨線站設(shè)計(jì)為同信號(hào)制式跨線,跨信號(hào)制式跨線站則宜設(shè)在郊區(qū),并根據(jù)車站能力需求、運(yùn)營(yíng)模式等因素選擇合適的配線方案。

2 跨線車站配線方案研究

結(jié)合前文對(duì)跨線條件下各需求因素對(duì)配線的影響分析,進(jìn)一步從跨線前后線路信號(hào)制式異同角度出發(fā),分別基于同信號(hào)及跨信號(hào)制式跨線站列車運(yùn)營(yíng)組織特點(diǎn),對(duì)兩種跨線站配線設(shè)置方案進(jìn)行研究。

2.1 同信號(hào)制式跨線站配線方案

由于承載客流特征不同,不同跨線站在車站構(gòu)型、線路布設(shè)等方面都會(huì)呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)。從車站構(gòu)型角度,可以將跨線站分為“中間站-中間站”型跨線站和“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站[22]。這兩種跨線站在承載客流特征、跨線作業(yè)流程等方面均有所差異,應(yīng)基于其作業(yè)特點(diǎn)相應(yīng)研究配線方案。

2.1.1 “中間站-中間站”型跨線站配線方案

“中間站-中間站”型跨線站實(shí)質(zhì)是一條線路中間站與另一條線路中間站對(duì)接而形成的跨線站,能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向與另外兩個(gè)方向的貫通運(yùn)行?；谄潆p向貫通的特點(diǎn),其承載的客流形式也通常為X形客流,跨線也以雙向X形跨線為主。另外,當(dāng)某方向V形客流量較大時(shí),也可以組織V形跨線。為接發(fā)兩方向跨線車,應(yīng)在車站兩端各設(shè)一組交叉渡線;同時(shí)考慮運(yùn)營(yíng)安全,將渡線設(shè)在發(fā)車端,如圖6所示。另外,如果要組織V形跨線,須對(duì)內(nèi)包線路進(jìn)行立交換向以便跨線。但一般情況下,同信號(hào)制式跨線站以X形和Y形客流為主,V形折角客流較少,因此實(shí)際中很少會(huì)采用立交形式。

圖6 同信號(hào)制式“中間站-中間站”型跨線站配線方案

該方案中,列車可經(jīng)由交叉渡線,在發(fā)車端完成雙向X形跨線,如果進(jìn)一步對(duì)內(nèi)包線路區(qū)間立交,也可支持V形跨線,建議在同信號(hào)制式條件下的“中間站-中間站”型跨線站優(yōu)先采用。另外,考慮兩端交叉渡線會(huì)延長(zhǎng)咽喉長(zhǎng)度,增加建設(shè)規(guī)模,故當(dāng)施工條件受限,或某些方向跨線需求不強(qiáng)時(shí),可結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)調(diào)整渡線數(shù)量及位置。

2.1.2 “終點(diǎn)站-中間站”型跨線站配線方案

“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站的實(shí)質(zhì)是一條線路終點(diǎn)站與另一條線路中間站對(duì)接形成跨線站,能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向與另外兩個(gè)方向貫通運(yùn)行。車站承載主要客流形式為Y形,跨線形式也以Y形跨線為主,故設(shè)單渡線滿足列車跨線條件即可。另外,為提升運(yùn)營(yíng)靈活性,并便于線路遠(yuǎn)期改造,“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站通常會(huì)保留支線獨(dú)立運(yùn)營(yíng)條件,因此內(nèi)包線應(yīng)具備小交路折返功能。支線客流較大時(shí)折返列車開行頻率會(huì)相應(yīng)提升,此時(shí)應(yīng)選擇更加高效的站后折返,因此宜設(shè)站后折返線,如圖7(a)所示(稱“方案一”);支線客流量較小時(shí)折返需求較低,考慮鋪設(shè)站后折返線施工量較大,此時(shí)可不設(shè)站后折返線,通過調(diào)整配線,利用渡線實(shí)現(xiàn)站前折返功能,如圖7(b)所示(稱“方案二”)。

圖7 同信號(hào)制式“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站配線方案

方案一中,列車可經(jīng)由發(fā)車端的渡線跨線,同時(shí)支線來車也可利用站后折返線完成小交路折返。但站后折返線帶來的工程量增加較為可觀,因此適合在支線折返需求高,且工程條件不受限時(shí)采用。方案二取消了站后折返線,僅保留一條安全線,工程量顯著降低。雖同樣支持發(fā)車端跨線及折返,但由于改為折返效率較低的站前折返,通過能力會(huì)有下降。故方案二主要在折返需求較低,或施工條件受限時(shí)采用。同時(shí),由于方案二中內(nèi)包線路僅保留一條,列車經(jīng)由渡線即可實(shí)現(xiàn)由外包線向內(nèi)包線的V形跨線,因此當(dāng)車站具備V形跨線需求時(shí)也可以采用。

2.2 跨信號(hào)制式跨線站配線方案

跨信號(hào)制式跨線涉及信號(hào)制式切換、換端及換向等一系列作業(yè),其復(fù)雜程度顯著高于同信號(hào)制式跨線,故在考慮其配線布置時(shí)應(yīng)充分關(guān)注作業(yè)的復(fù)雜性及特殊性。同2.1節(jié),本節(jié)仍從車站構(gòu)型出發(fā),分別對(duì)跨信號(hào)制式條件下“中間站-中間站”型跨線站和“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站進(jìn)行配線設(shè)置分析。

2.2.1 “中間站-中間站”型跨線站配線方案

跨信號(hào)制式跨線列車站內(nèi)作業(yè)繁瑣,其中關(guān)鍵作業(yè)就是信號(hào)系統(tǒng)制式切換。一方面,現(xiàn)有技術(shù)下信號(hào)系統(tǒng)切換作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng),會(huì)大幅占用線路能力;另一方面,由于作業(yè)操作流程復(fù)雜,且所涉及車載、軌旁及地面設(shè)備較多,容易出現(xiàn)故障情況?？紤]上述情況,雖然增設(shè)到發(fā)線會(huì)提升建筑規(guī)模,但鑒于運(yùn)營(yíng)安全和能力冗余度因素,仍建議在跨信號(hào)制式跨線站增設(shè)雙向到發(fā)線。另外,結(jié)合前文,不同信號(hào)系統(tǒng)對(duì)到發(fā)線有效長(zhǎng)要求不同,故車站到發(fā)線的有效長(zhǎng)應(yīng)同時(shí)滿足2種系統(tǒng)作業(yè)要求。關(guān)于折返線設(shè)置,通常情況下跨線站客流量較大,可能具備開行小交路需求。若內(nèi)包線路具備小交路需求,滿足施工要求情況下,可根據(jù)交路方向設(shè)置折返線,采用如圖8(a)(稱“方案一”)的方案;無折返需求或者施工受限時(shí),可不設(shè)折返線而在鄰站設(shè)置,選擇如圖8(b)(稱“方案二”)的方案,也可將兩組線路平行引入,使中間站臺(tái)鄰接兩組線路使其具備同臺(tái)換乘條件,采用如圖8(c)(稱“方案三”)的方案。

圖8 跨信號(hào)制式“中間站-中間站”型跨線站配線方案

如圖8所示的3種方案在不同客流條件下,均可分別支持X形及V形跨線。以方案一為例,采取車站換向時(shí),列車站內(nèi)不同側(cè)運(yùn)行,為雙側(cè)V形跨線;采取區(qū)間換向時(shí),列車站內(nèi)同側(cè)(均為右側(cè))運(yùn)行,為X形跨線,作業(yè)徑路分別如圖9(a)、圖9(b)所示。方案一增設(shè)了站后折返線,雖然施工量較大,但內(nèi)包線路具備了折返條件,在施工允許時(shí),建議在跨線客流量較大,且存在折返需求跨線站優(yōu)先采用。方案二取消了折返線,規(guī)模和投資相較方案一大幅節(jié)省,但內(nèi)包線路無法開行小交路列車,遠(yuǎn)期再增設(shè)也很困難,故適用于跨線客流量大、內(nèi)包線無折返需求或因施工條件所限無法設(shè)置的跨線站。方案三具備同臺(tái)換乘條件,跨線客流量較低時(shí),可減少跨線車開行,通過組織部分旅客站臺(tái)換乘,間接實(shí)現(xiàn)跨線效果。方案三線路立交疏解量較少,工程投資也顯著低于方案一和方案二,適合在跨線客流量低,且無折返需求的跨線站采用。值得注意,上述3種方案均以當(dāng)前信號(hào)制式切換耗時(shí)較長(zhǎng)實(shí)際情況為前提,如果未來信號(hào)制式切換用時(shí)能夠有效縮短,則可以基本忽略信號(hào)制式切換等流程對(duì)其他作業(yè)的影響,取消到發(fā)線,對(duì)應(yīng)采用同信號(hào)制式下的配線方案(圖6)。

圖9 方案一車站換向及區(qū)間換向下列車路徑示意

2.2.2 “終點(diǎn)站-中間站”型跨線站配線方案

與“中間站-中間站”型跨線站類似,為滿足跨線作業(yè)要求及提升運(yùn)營(yíng)可靠性,在“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站同樣應(yīng)增設(shè)到發(fā)線。但與前者不同的是,這類跨線站對(duì)于內(nèi)包線路是終點(diǎn)站,只進(jìn)行單向接發(fā)車,一般利用站后雙折返線其中一條即可實(shí)現(xiàn)折返。因此,從降低規(guī)模角度,可僅在跨線繁忙方向增設(shè)一條到發(fā)線供列車進(jìn)行制式切換等,另一跨線方向利用其中一條折返線作上述用途,另外一條折返線則保留折返及故障停留功能。為進(jìn)一步控制規(guī)模,考慮采用站前折返方式。此外,為避免折返列車和跨線車間出現(xiàn)作業(yè)流線交叉,應(yīng)將渡線設(shè)于到發(fā)線進(jìn)路后方并預(yù)留一定距離,如圖10(a)所示。

圖10 跨信號(hào)制式“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站配線方案及列車作業(yè)流線示意

該方案在不同客流條件下,可以分別有效支持Y形及V形跨線。同時(shí)根據(jù)如圖10(b)所示的流線示意,列車跨線與本線折返互為平行作業(yè),不會(huì)產(chǎn)生流線沖突,接發(fā)車效率較高,故在“終點(diǎn)站-中間站”型跨線站建議采用。同樣地,如果后續(xù)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)短時(shí)間信號(hào)制式切換,則可簡(jiǎn)化配線,采用如圖7所示同信號(hào)制式配線方案。

3 結(jié)語

車站配線設(shè)置是列車作業(yè)的基礎(chǔ)和先決條件。本文從提升車站行車作業(yè)效率角度,研究形成一套針對(duì)區(qū)域軌道交通跨線站的配線設(shè)置原則和設(shè)計(jì)方案,以助于跨線站高效行車組織,進(jìn)而提升區(qū)域軌道交通整體運(yùn)營(yíng)效率。以信號(hào)制式為切入點(diǎn),將跨線站分為同信號(hào)制式跨線站和跨信號(hào)制式跨線站,并基于客流特征、車站構(gòu)型及運(yùn)營(yíng)組織需求等關(guān)鍵要素,對(duì)不同運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景下的跨線站配線方案設(shè)置方法深入研究,同時(shí)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。主要結(jié)論如下。

(1)同信號(hào)制式條件下列車跨線流程簡(jiǎn)單,以順向跨線為主,因此跨線站主要在發(fā)車端設(shè)渡線,并結(jié)合折返需求情況輔以折返線等必要配線即可。當(dāng)車站折返能力需求較低或工程投資等方面受限時(shí),可通過合設(shè)內(nèi)包線路、采取利用渡線實(shí)現(xiàn)站前折返等方式以降低工程量?？紤]車站規(guī)模和投資成本,市區(qū)跨線站宜設(shè)計(jì)為同信號(hào)制式跨線站。

(2)跨信號(hào)制式條件下跨線作業(yè)流程復(fù)雜,具備信號(hào)制式切換、換端換向等多種需求,相應(yīng)的配線也須涵蓋更多功能。雖然信號(hào)制式快速切換技術(shù)是當(dāng)前重要發(fā)展方向,但考慮現(xiàn)有技術(shù)條件下信號(hào)制式切換作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng),從提升運(yùn)營(yíng)效率和接發(fā)車能力角度,仍建議在車站正線之間增設(shè)到發(fā)線,設(shè)置數(shù)量及位置根據(jù)車站構(gòu)型、客流構(gòu)成、行車作業(yè)特點(diǎn)等相應(yīng)確定。同時(shí)綜合跨線及折返需求、工程投資等運(yùn)營(yíng)組織因素和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,靈活布設(shè)渡線、折返線等其他配線。如果遠(yuǎn)期能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)制式快速切換,則可以簡(jiǎn)化配線,參照同信號(hào)制式進(jìn)行布設(shè)。同樣基于占地規(guī)模和投資因素考量,跨信號(hào)制式跨線站一般建議設(shè)在郊區(qū)為宜。