广州地铁5号线滘口站折返能力研究
作者:罗剑文
来源:《中国新技术新产品》2016年第22
        要:通过分析广州地铁5号线滘口站折返进路和作业流程对折返能力的影响,提出了滘口站设备故障情况下的行车调整策略。
        关键词:广州地铁;5号线;滘口站;折返能力
        Abstract Through the analysis of Guangzhou Metro Line 5 Jiaokou station reentrant route and the work flow influence on reentry ability put forward the traffic adjustment strategy of Jiaokou station equipment fault conditions.
        Keywords Guangzhou Metro Line 5 Jiaokou station turn back capacity
        中图分类号:U231+.92 文献标识码:A
        广州地铁5号线使用的信号系统是西门子基于无线的移动闭塞系统。为满足日益增长的乘
客需求,必须增加列车上线数、缩短行车间隔,因此始发站滘口站的折返效率对运营有很大的影响。
        本文结合实际运营状况,详细分析折返进路和作业流程对滘口站折返能力的影响,在此基础上提出设备故障情况下相应的行车调整策略,广州地铁5号线线路布置图如图1所示。
        1.滘口站折返时间分析
        1.1 滘口站信号布置
        滘口站信号布置平面如图2所示。
        1.2 5号线正常运营情况下的时刻表参数
        1)工作日时刻表
        目前五号线工作日采取Z5133时刻表,相关参数见表1和表2
        2)早晚高峰滘口集中回厂时间段
        早高峰9∶1010∶20,共计70分钟,列车间隔为212秒。
        3)周六日时刻表
        目前五号线周六日采取Z5624时刻表,相关参数见表3
        1.3 滘口站折返时间分析
        1.3.1 定义
        1)折返间隔时间:在折返正常进行、考虑作业与进路干扰的情况下,折返列车在折返站的最小出发间隔。
        2)折返能力:指单位时间内能够折返的最大列车数。
        N折返=3600/h
        列车折返间隔时间大于列车追踪间隔时间,与线路站台通过能力有关系。
        1.3.2 滘口站折返能力分析
        根据2所示,滘口站设计为站前折返。可以选择的折返方式共有3种:滘口道折返(TA0104),滘口道折返(TA0103),滘口道和滘口道交替折返。
        广州地铁3号线时间五号线使用单股道折返时,设置滘口站停车时间为90s,使用交叉折返时,停站时间为折返间隔加25sX0101-X0102/X0104进路的ARS触发点为有两个,分别是TA0111CTA0111A区段,道岔转换时间计算为7sCOM机的ARS程序处理数据需要2s,从COM读取到触发点至进路触发时间为9s。如果使用TA0111A作为触发点,在后续进路没有触发情况下,列车在进入TA0111A至列车挺稳到X0101信号机为10s,此时间小于进路触发需要的时间,必然导致列车在X0101信号机前停稳,司机需要确认信号,重新启动列车,造成客乘服务下降,所以后续所有计算全部使用TA0111C区段作为X0101-X0102/X010进路的触发点。
        1)滘口道折返
        Ⅰ道折返的周期是前一列车在折返道发车启动开始,至下一列车在折返道发车启动的时间。在最有利的条件下,经过计算道折返的最小间隔是181s
        如表4所示,周期内的过程包括:司机按下ATO按钮至列车启动,列车进入岔区(TA01
07/TA0108)至出清岔区,下一列车接车进路排列,列车进站、司机折返的操作、列车开关门、上下乘客,司机按压ATO按钮。其中道岔区域TA0107/TA0108空闲作为下一列车接车进路的前提条件。
        提前进路时间是以TA0111C区段作为X0101信号机后续进路的触发点,列车占用TA0111C区段至列车越过X0101信号机时间为33s,列车的折返时间按照65秒计算,但是目前实际运营组织是设置90s。在最有利的情况下最小的折返间隔为181s
        2)滘口道折返
        Ⅱ道折返的周期是前一列车在折返道发车启动开始,至下一列车在折返道发车启动的时间。在最有利的条件下,经过计算道折返的最小间隔是191s
        如表5所示,周期内的过程包括:司机按下ATO按钮至列车启动,列车进入岔区(TA0107/TA0108)至出清岔区,下一列车接车进路排列,列车进站、司机折返的操作、列车开关门、上下乘客,司机按压ATO按钮。其中道岔区域TA0107/TA0108空闲作为下一列车接车进路的前提条件。在最有利的情况下最小的折返间隔为191s
        3道交替折返
        在理想状态下(列车运行没有延误)道接车、道发车时间较道接车、道发车时间短,并能形成平行进路,因此道接车、道发车的时间为滘口折返能力的关键。
        滘口站前折返使用的原则:采取先接车后发车的模式。即道发车→Ⅰ道接车→Ⅱ道发车→Ⅱ接车→Ⅰ道发车。
        采用交替折返的周期可以分为以下4种情况:
        ①前一列车在道发车启动,至下一列车在道发车启动时间。此发车间隔为120s
        ②前一出站列车在道发车启动,至下一出站列车在道发车启动的时间,此过程存在道接车与道发车部分时间重合,此发车间隔为最小能做到51s
        ③前一进站列车进入道停车,至下一进站列车进入道停车的时间。接车间隔为132s,含道接车时间和发车时间。
        ④前一进站列车进入道停车,至下一进站列车进入道停车的时间,此时间为87s
        通过以上计算其中最小折返间隔为120s,最小接车间隔是132s,造成此情况运营主要是滘口站道岔区段距离站台接近100m。如果完全采取等间隔运营,其形成间隔最小只能达到132s
        2.实际运营中滘口站折返效率的限制条件分析
        上述计算没有考虑设备故障、乘客影响等因素,但是在实际运营过程中,受限于人员操作水平、客流等外力因素影响,列车不能做到等间隔运营。所以必须考虑正常运营过程存在的各类问题,制约实际运营组织效率主要有以下影响因素:
        1)滘口站接发车按照先进先出的原则,上行发车进路S0111-S0107-S0204在列车停稳后就立即排出,而下行站台的发车进路S0109-S0105也在列车停稳后排出,其后续进路的排列与否取决于S0111-S0107-S0204解锁与否,此时若有列车从坦尾发出,将出现X0101信号不能开放而区间停车的问题。导致不能接车。
        2)由于滘口站上行出站后处于下坡路段,第一段进路S0111-S0107长度为95m,为确保安全,为防止故障情况下列车冲出S0107信号机,上行发车进路设置为长进路S0111-S0
107-S0204,下行站台列车到达停车后触发进路S0109-S0105,如果此时下行列车延误发车,上行站台列车到达停稳后的S0111-S0107-S0204进路排出后,将造成S0105-S0204进路无法排列,下行站台列车被堵在站台无法发出,需人工取消S0107-S0204进路。导致不能发车。此情况在理论上不影响折返能力,但是在实际运营组织中需要取消进路并重新排列,影响时间在1分钟以上。
        3)目前五号线早高峰下行方向客流较大,满载率基本超过120%,客流情况会导致下行各站的停站时间(尤其是车陂南、员村、珠江新城、杨箕等大客流车站及换乘站)较时刻表参数有不同程度的增加,因此下行列车在工作日早、晚高峰时存在不同程度地延误,加剧了早、晚高峰滘口折返的压力。经统计,工作日早高峰和周五晚高峰期间约30%40%的下行方向列车会在X0101信号机前停车,对乘客服务存在一定的不良影响,且一旦延误,将直接导致后续列车排队停车,需待客流高峰期结束后才能缓解。
        4)随着新线开通的客流增长,五号线客流持续增长,下行方向列车在X0101信号机前停车的时长和频度将会进一步增加。
        因此,基于实际运营情况的滘口最小折返间隔为132s
        3.滘口站设备故障情况下的行车调整模型设置
        当滘口发生设备故障后,为保证地铁最大限度的运营服务,保证行车间隔均匀,根据上述分析,需对滘口设备故障影响折返情况下的列车调整建立模型。
        3.1 相关参数设定
        1)滘口交叉折返能力132s,即2min12s。滘口单股道折返能力3min
        2)假定发生某一设备故障影响折返的增值为T增。
        3)五号线行车间隔设定T间隔。
        4)前期处置时间为T前。
        5)故障处置时间T修。
        6)西场~滘口站下行运营时间7min30s,坦尾至X0101信号机运行时间60s
        3.2 行车调整模型设定
        1)滘口站仍能采用交叉折返的情况下
        ①堵塞情况
        此时,受滘口站设备故障影响,将增大折返能力为:T=2min12s+T增。
        根据列车运行原理,可以得出:
        T≤T间隔,则不会发生列车站前堵塞;如T>T间隔,则将会发生列车站前堵塞,即2min12s+T>T间隔,换算得出:T>T间隔-132s