廣州地鐵5號線滘口站折返能力研究

羅劍文

摘 要：通過分析廣州地鐵5號線滘口站折返進路和作業流程對折返能力的影響，提出了滘口站設備故障情況下的行車調整策略。

關鍵詞：廣州地鐵；5號線；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

中圖分類號：U231+.92 文獻標識碼：A

廣州地鐵5號線使用的信號系統是西門子基于無線的移動閉塞系統。為滿足日益增長的乘客需求，必須增加列車上線數、縮短行車間隔，因此始發站滘口站的折返效率對運營有很大的影響。

本文結合實際運營狀況，詳細分析折返進路和作業流程對滘口站折返能力的影響，在此基礎上提出設備故障情況下相應的行車調整策略，廣州地鐵5號線線路布置圖如圖1所示。

1.滘口站折返時間分析

1.1 滘口站信號布置

滘口站信號布置平面如圖2所示。

1.2 5號線正常運營情況下的時刻表參數

（1）工作日時刻表

目前五號線工作日采取Z5133時刻表，相關參數見表1和表2。

（2）早晚高峰滘口集中回廠時間段

早高峰9∶10～10∶20，共計70分鐘，列車間隔為2分12秒。

（3）周六日時刻表

目前五號線周六日采取Z5624時刻表，相關參數見表3。

1.3 滘口站折返時間分析

1.3.1 定義

（1）折返間隔時間：在折返正常進行、考慮作業與進路干擾的情況下，折返列車在折返站的最小出發間隔。

（2）折返能力：指單位時間內能夠折返的最大列車數。

N折返=3600/h發

列車折返間隔時間大于列車追蹤間隔時間，與線路站臺通過能力有關系。

1.3.2 滘口站折返能力分析

根據2所示，滘口站設計為站前折返?？梢赃x擇的折返方式共有3種：滘口Ⅰ道折返（TA0104），滘口Ⅱ道折返（TA0103），滘口Ⅰ道和滘口Ⅱ道交替折返。

五號線使用單股道折返時，設置滘口站停車時間為90s，使用交叉折返時，停站時間為折返間隔加25s。X0101-X0102/X0104進路的ARS觸發點為有兩個，分別是TA0111C、TA0111A區段，道岔轉換時間計算為7s，COM機的ARS程序處理數據需要2s，從COM讀取到觸發點至進路觸發時間為9s。如果使用TA0111A作為觸發點，在后續進路沒有觸發情況下，列車在進入TA0111A至列車挺穩到X0101信號機為10s，此時間小于進路觸發需要的時間，必然導致列車在X0101信號機前停穩，司機需要確認信號，重新啟動列車，造成客乘服務下降，所以后續所有計算全部使用TA0111C區段作為X0101-X0102/X010進路的觸發點。

（1）滘口Ⅰ道折返

Ⅰ道折返的周期是前一列車在折返Ⅰ道發車啟動開始，至下一列車在折返Ⅰ道發車啟動的時間。在最有利的條件下，經過計算Ⅰ道折返的最小間隔是181s。

如表4所示，周期內的過程包括：司機按下ATO按鈕至列車啟動，列車進入岔區（TA0107/TA0108）至出清岔區，下一列車接車進路排列，列車進站、司機折返的操作、列車開關門、上下乘客，司機按壓ATO按鈕。其中道岔區域TA0107/TA0108空閑作為下一列車接車進路的前提條件。

提前進路時間是以TA0111C區段作為X0101信號機后續進路的觸發點，列車占用TA0111C區段至列車越過X0101信號機時間為33s，列車的折返時間按照65秒計算，但是目前實際運營組織是設置90s。在最有利的情況下最小的折返間隔為181s。

（2）滘口Ⅱ道折返

Ⅱ道折返的周期是前一列車在折返Ⅱ道發車啟動開始，至下一列車在折返Ⅱ道發車啟動的時間。在最有利的條件下，經過計算Ⅱ道折返的最小間隔是191s。

如表5所示，周期內的過程包括：司機按下ATO按鈕至列車啟動，列車進入岔區（TA0107/TA0108）至出清岔區，下一列車接車進路排列，列車進站、司機折返的操作、列車開關門、上下乘客，司機按壓ATO按鈕。其中道岔區域TA0107/TA0108空閑作為下一列車接車進路的前提條件。在最有利的情況下最小的折返間隔為191s。

（3）Ⅰ道Ⅱ道交替折返

在理想狀態下（列車運行沒有延誤）Ⅱ道接車、Ⅰ道發車時間較Ⅰ道接車、Ⅱ道發車時間短，并能形成平行進路，因此Ⅰ道接車、Ⅱ道發車的時間為滘口折返能力的關鍵。

滘口站前折返使用的原則：采取先接車后發車的模式。即Ⅰ道發車→Ⅰ道接車→Ⅱ道發車→Ⅱ接車→Ⅰ道發車。

采用交替折返的周期可以分為以下4種情況：

①前一列車在Ⅰ道發車啟動，至下一列車在Ⅱ道發車啟動時間。此發車間隔為120s。

②前一出站列車在Ⅱ道發車啟動，至下一出站列車在Ⅰ道發車啟動的時間，此過程存在Ⅱ道接車與Ⅰ道發車部分時間重合，此發車間隔為最小能做到51s。

③前一進站列車進入Ⅰ道停車，至下一進站列車進入Ⅱ道停車的時間。接車間隔為132s，含Ⅰ道接車時間和Ⅱ發車時間。

④前一進站列車進入Ⅱ道停車，至下一進站列車進入Ⅰ道停車的時間，此時間為87s。

通過以上計算其中最小折返間隔為120s，最小接車間隔是132s，造成此情況運營主要是滘口站道岔區段距離站臺接近100m。如果完全采取等間隔運營，其形成間隔最小只能達到132s。

2.實際運營中滘口站折返效率的限制條件分析

上述計算沒有考慮設備故障、乘客影響等因素，但是在實際運營過程中，受限于人員操作水平、客流等外力因素影響，列車不能做到等間隔運營。所以必須考慮正常運營過程存在的各類問題，制約實際運營組織效率主要有以下影響因素：

（1）滘口站接發車按照“先進先出”的原則，上行發車進路S0111-S0107-S0204在列車停穩后就立即排出，而下行站臺的發車進路S0109-S0105也在列車停穩后排出，其后續進路的排列與否取決于S0111-S0107-S0204解鎖與否，此時若有列車從坦尾發出，將出現X0101信號不能開放而區間停車的問題。導致不能接車。

（2）由于滘口站上行出站后處于下坡路段，第一段進路S0111-S0107長度為95m，為確保安全，為防止故障情況下列車沖出S0107信號機，上行發車進路設置為長進路S0111-S0107-S0204，下行站臺列車到達停車后觸發進路S0109-S0105，如果此時下行列車延誤發車，上行站臺列車到達停穩后的S0111-S0107-S0204進路排出后，將造成S0105-S0204進路無法排列，下行站臺列車被堵在站臺無法發出，需人工取消S0107-S0204進路。導致不能發車。此情況在理論上不影響折返能力，但是在實際運營組織中需要取消進路并重新排列，影響時間在1分鐘以上。

（3）目前五號線早高峰下行方向客流較大，滿載率基本超過120%，客流情況會導致下行各站的停站時間（尤其是車陂南、員村、珠江新城、楊箕等大客流車站及換乘站）較時刻表參數有不同程度的增加，因此下行列車在工作日早、晚高峰時存在不同程度地延誤，加劇了早、晚高峰滘口折返的壓力。經統計，工作日早高峰和周五晚高峰期間約30%～40%的下行方向列車會在X0101信號機前停車，對乘客服務存在一定的不良影響，且一旦延誤，將直接導致后續列車排隊停車，需待客流高峰期結束后才能緩解。

（4）隨著新線開通的客流增長，五號線客流持續增長，下行方向列車在X0101信號機前停車的時長和頻度將會進一步增加。

因此，基于實際運營情況的滘口最小折返間隔為132s。

3.滘口站設備故障情況下的行車調整模型設置

當滘口發生設備故障后，為保證地鐵最大限度的運營服務，保證行車間隔均勻，根據上述分析，需對滘口設備故障影響折返情況下的列車調整建立模型。

3.1 相關參數設定

（1）滘口交叉折返能力132s，即2min12s。滘口單股道折返能力3min。

（2）假定發生某一設備故障影響折返的增值為T增。

（3）五號線行車間隔設定T間隔。

（4）前期處置時間為T前。

（5）故障處置時間T修。

（6）西場～滘口站下行運營時間7min30s，坦尾至X0101信號機運行時間60s。

3.2 行車調整模型設定

（1）滘口站仍能采用交叉折返的情況下

①堵塞情況

此時，受滘口站設備故障影響，將增大折返能力為：T=2min12s+T增。

根據列車運行原理，可以得出：

如T≤T間隔，則不會發生列車站前堵塞；如T>T間隔，則將會發生列車站前堵塞，即2min12s+T增>T間隔，換算得出：T增>T間隔-132s。

根據目前五號線不同時間段時刻表的行車間隔情況，采取交叉折返的一般為超高峰期和高峰期，如故障發生堵塞，計算T增見表11。

②加上前期處置后的受影響列車情況及列車調整方式

故障發生后，車站人員，調度、搶修人員一般會進行溝通，進行前期的處置，此時，前期處置期間，滘口站的通過能力為：T=2min12s+T增+T前。

根據五號線線路特點，滘口站設備故障，可采取中山八小交路折返，西場～滘口站下行運營時間7min30s。

如T>7min30s，則西場下行列車將不能按照時刻表正點發出，即2min12s+T增+T前>7min30s，換算得出：T增+T前>318s

根據上述T增計算表以及列車間隔規律，行車間隔越大，前期處置時間相對就可增長時間，按2min16s，T增=4s計算，得出T前見表12。

即超高峰期和高峰期間，如發生故障影響折返，前期操作用時4min以上時，將導致西場下行列車延誤。

綜上所述，在滘口部分設備故障，仍能采取交叉折返的情況下，如前期操作和設備影響時間超過5min以上時，在高峰期和超高峰期情況下，可采取中山八小交路折返，折返模型為：折返列數N=[（T增+T前+T修-318+T間隔）/T間隔]。

（2）不能采用交叉折返的情況下，只能采取單股道折返

①堵塞情況

此時，受滘口站設備故障影響，折返能力為：T=3min+T增

根據列車運行原理，可以得出：

如T≤T間隔，則不會發生列車站前堵塞；如T>T間隔，則將會發生列車站前堵塞，即3min+T增>T間隔，換算得出：T增>T間隔-180s

根據目前五號線不同時間段時刻表的行車間隔情況，采取交叉折返的一般為超高峰期和高峰期，如故障發生堵塞，計算T增見表13。

②加上前期處置后的受影響列車情況及列車調整方式

故障發生后，車站人員，調度、搶修人員一般會進行溝通，進行前期地處置，此時，前期處置期間，滘口站的通過能力為：T=3min+T增+T前。

根據五號線線路特點，滘口站設備故障，可采取中山八小交路折返，西場～滘口站下行運營時間7min30s。

如T>7min30s，則西場下行列車將不能按照時刻表正點發出，即3min+T增+T前>7min30s，換算得出：T增+T前>270s

根據上述T增計算表以及列車間隔規律，行車間隔越大，前期處置時間相對就可增長時間，按3min14s，T增=14s計算，得出T前表14。

即超高峰期和高峰期間，如發生故障影響折返，工作日高峰期期間，將導致西場下行列車延誤；周六日高峰期期間前期操作用時4min以上時，將導致西場下行列車延誤。

綜上所述，在滘口部分設備故障，只能采用單股道折返的情況下，如行車間隔小于3min時，為避免西場下行列車延誤，應采取中山八小交路折返；如行車間隔大于3min，前期處置超過4min以上時，應采取中山八小交路折返。折返模型如下：

折返列數N=[（T增+T前+T修-270+T間隔）/T間隔]

結語

綜上所述，滘口站的折返能力為132s。在工作日或周六日高峰期間，滘口站發生設備故障影響站前折返只能采取單股道折返時或不能組織折返時，調度需同步組織中山八小交路運行，最大限度地降低影響，確保乘客服務。

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