地鐵折返站折返能力的綜合分析
摘 要：對各種典型的折返車站，進行了折返能力的分析，并試圖找出能兼顧折返能力和土建投資的折返站站臺、線路布置的最佳形式。
關鍵詞：折返站、折返能力、綜合分析
列車自動控制(ATC)系統，從本質上講，是提供列車運行安全和效率的手段。它是在土建、線路等所提供的邊界條件下，以不斷進步的信號技術，在滿足行車安全的前提下，使列車運行效率最大化。
ATC系統的行車效率，一般用行車間隔時分來衡量，而折返站的折返能力往往又是制約行車間隔時分的關鍵點。所以可以這么講，土建、線路在折返站所提供的邊界條件，直接控制了ATC系統所能提供的折返站的通過能力，也就是控制了行車間隔時分。
但從另一方面講，由于土建投資，特別是地下工程的土建投資特別大。為節省投資，盡可能的縮短折返區段的線路長度，又是必須考慮的。
如何找到滿足行車效率和投資要求的最佳結合點，同時又能兼顧其他？本文就試圖對這個涉及信號、土建、線路、運營和投資的課題進行探討。
一、 范例分析
在折返站線路、站臺的布置里，有幾種形式是比較典型的。下面針對這幾個范例，試圖就折返能力與相關因素的關系，進行綜合分析。
１、 范例A
范例Ａ屬側式站臺單渡線站前折返。
范例Ａ的折返間隔時分（即折返能力，下同），由以下幾個時間所組成。
１） 進路X5→X3的排列時間t１。
２） 列車的進站時間t２。
３） 列車的停站時間t３（含開、關車門的時間，下同）。
４） 列車轉變運行方向即換頭作業的時間t4。
５） 列車出發并出清X3→X1進路中第一個道岔區段的時間t５。
折返間隔時分＝t１＋t２＋t３＋t4＋t５
其中列車的進站時間t２與ATP安全保護距離SD有關；列車出發并出清X3→X1進路中第一個道岔區段的時間t５與道岔的側允許通過速度有關；列車的停站時間t３與客流有關。
范例A比較突出的不足是①折返間隔時分受列車停站時間和換頭作業時間影響，②在同站臺上、下客。在客流比較大時，對運營安全不利。
２、 范例B
范例Ｂ屬島式站臺交叉渡線站前折返。
與范例Ａ相比較，本范例增加了一條渡線，站臺由側式改為島式。
分析本范例的折返間隔時分時，主要應考慮的特殊情況為①當前車在進入上行站臺，并出清X5→X7進路中的第一個道岔區段后，后續列車可同時進入下行站臺。②當前車在進入下行站臺、并出清X5→X3進路中的第一個道岔區段，至停站結束準備發車的窗口時間內，后續列車可同時在辦理X5→X7進路后，進入上行站臺。范例B的折返間隔時分，由以下幾個時間所組成。
１） 進路的排列時間t１。
２） 列車的進站時間t２。
３） 列車的停站時間t３。
４） 列車的轉換運行方向時間t４。
折返間隔時分< t１＋t２＋t３＋t４
與范例Ａ相比較，本范例①折返間隔時分明顯減少，②折返間隔時分受停站時間和換頭作業時間的影響不大。③仍存在同站臺上、下客的問題。
針對范例A、范例B的站前折返方式，當列車到站開門后，若可以做到在轉頭作業時，能保持車門在開的狀態，則換頭作業時間t４可為“０”。
３、 范例C
范例C屬側式站臺單渡線站后折返。
范例C的折返間隔時分由以下幾個時間所組成。
１） 列車進入折返線的時間t１。
２） 列車轉換運行方向的時間t２（含進路X2→X4的排列時間）。
３） 列車進入上行站臺，并出清X2→X4進路中第一個道岔區段的時間t3。
４） 進路X8→X2的排列時間t4。
５） 后續列車進入下行站臺的時間t5。
６） 后續列車的停站時間t6。
折返間隔時分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
其中列車進入折返線的時間t1與ATP安全保護距離SD有關。
與范例Ａ相類比，本范例折返間隔時分增加了后續列車進入下行站臺的時間以及范例Ａ有可能省去的列車轉換運行方向的時間。
范例C解決了同站臺上、下客的問題，但折返間隔時分長，并且線路也比站前折返方式延長很多。
４、 范例D
范例D屬側式站臺交叉渡線站后折返。
與范例C相比較，本范例增加了一條渡線。
分析本范例的折返間隔時分，主要應考慮的特殊情況為①當前車在進入上行折返線，并出清X8→X6進路中第一個道岔區段以后，可辦理X8→X2防護進路，使后續列車提前進站。②當前車在進入下行折返線，并出清X8→X2進路中的第一個道岔區段，至列車在折返線轉換運行方向以后等待出發的窗口時間內，可辦理X8→ X6的防護進路，使后續列車提前進站。范例D的折返間隔時分由以下幾個時間所組成。
１） 列車進入折返線的時間t1。
２） 列車轉換運行方向的時間t2。
３） 取消防護進路（如X8→X6）的時間t3。
４） 辦理X2→X4進路的時間t4。
５） 列車進入上行站臺，并出清X2→X4進路中第一個道岔區段的時間t5。
６） 后續列車的部分停站時間t6（含至折返線進路如X8→X2的排列時間）。
折返間隔時分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
本范例與范例C相比較，省去了后續列車的進站時間和部分停站時間，增加了取消防護進路的時間?？偟谋容^，折返間隔時間大為減少。
本范例與范例B相類比，增加了取消防護進路的時間、列車進入上行站臺并出清X2→X4進路中第一個道岔區段的時間；省去了部分停站時間，總的比較，折返間隔時分有所增加。
５、 總結
根據上述四種折返站范例的比較分析，可得出結論如下：
１） 范例B的折返間隔時分最小（一般可小于120秒），其次為范例D。
２） 范例B的線路長度比范例D短。在列車編組為8節時，線縮短約250米左右。這對地下工程來說，是比較重要的。
３） 范例B存在同站臺上、下客的問題，在大客流的情況下，對運營安全不利。
二、新方案的提出
為基本保留上述范例B的優點，同時克服其不足，本文提出適用于大客流折返站的線路、站臺布置形式——三站臺交叉渡線站前折返新方案如下，
本方案的島式站臺為上客站臺，二邊側式站臺為下客站臺。
本方案按如下程序進行折返作業：
１、 列車進站停穩后，打開側式站臺一側的車門。
２、 列車轉換運行方向（同時使車門保持在開門狀態）。
３、 下客停站時間結束以后，打開島式站臺一側的車門，側式站臺一側的車門同時關閉。
４、 上客停站時間結束后，關門開車。
本方案的車站寬度比大型島式車站的寬度寬5米左右，線路長度與站后折返方式相比較，當站后交叉渡線線間距為4米、列車編組為8節時，可縮短250米左右。
文章出處：中國交通運輸協會城市軌道交通專業委員會首屆中青年專家論文集
原文作者：朱翔（上海地鐵建設有限公司）
摘 要：對各種典型的折返車站，進行了折返能力的分析，并試圖找出能兼顧折返能力和土建投資的折返站站臺、線路布置的最佳形式。
關鍵詞：折返站、折返能力、綜合分析
列車自動控制(ATC)系統，從本質上講，是提供列車運行安全和效率的手段。它是在土建、線路等所提供的邊界條件下，以不斷進步的信號技術，在滿足行車安全的前提下，使列車運行效率最大化。
ATC系統的行車效率，一般用行車間隔時分來衡量，而折返站的折返能力往往又是制約行車間隔時分的關鍵點。所以可以這么講，土建、線路在折返站所提供的邊界條件，直接控制了ATC系統所能提供的折返站的通過能力，也就是控制了行車間隔時分。
但從另一方面講，由于土建投資，特別是地下工程的土建投資特別大。為節省投資，盡可能的縮短折返區段的線路長度，又是必須考慮的。
如何找到滿足行車效率和投資要求的最佳結合點，同時又能兼顧其他？本文就試圖對這個涉及信號、土建、線路、運營和投資的課題進行探討。
一、 范例分析
在折返站線路、站臺的布置里，有幾種形式是比較典型的。下面針對這幾個范例，試圖就折返能力與相關因素的關系，進行綜合分析。
１、 范例A
范例Ａ屬側式站臺單渡線站前折返。
范例Ａ的折返間隔時分（即折返能力，下同），由以下幾個時間所組成。
１） 進路X5→X3的排列時間t１。
２） 列車的進站時間t２。
３） 列車的停站時間t３（含開、關車門的時間，下同）。
４） 列車轉變運行方向即換頭作業的時間t4。
５） 列車出發并出清X3→X1進路中第一個道岔區段的時間t５。
折返間隔時分＝t１＋t２＋t３＋t4＋t５
其中列車的進站時間t２與ATP安全保護距離SD有關；列車出發并出清X3→X1進路中第一個道岔區段的時間t５與道岔的側允許通過速度有關；列車的停站時間t３與客流有關。
范例A比較突出的不足是①折返間隔時分受列車停站時間和換頭作業時間影響，②在同站臺上、下客。在客流比較大時，對運營安全不利。
２、 范例B
范例Ｂ屬島式站臺交叉渡線站前折返。
與范例Ａ相比較，本范例增加了一條渡線，站臺由側式改為島式。
分析本范例的折返間隔時分時，主要應考慮的特殊情況為①當前車在進入上行站臺，并出清X5→X7進路中的第一個道岔區段后，后續列車可同時進入下行站臺。②當前車在進入下行站臺、并出清X5→X3進路中的第一個道岔區段，至停站結束準備發車的窗口時間內，后續列車可同時在辦理X5→X7進路后，進入上行站臺。范例B的折返間隔時分，由以下幾個時間所組成。
１） 進路的排列時間t１。
２） 列車的進站時間t２。
３） 列車的停站時間t３。
４） 列車的轉換運行方向時間t４。
折返間隔時分< t１＋t２＋t３＋t４
與范例Ａ相比較，本范例①折返間隔時分明顯減少，②折返間隔時分受停站時間和換頭作業時間的影響不大。③仍存在同站臺上、下客的問題。
針對范例A、范例B的站前折返方式，當列車到站開門后，若可以做到在轉頭作業時，能保持車門在開的狀態，則換頭作業時間t４可為“０”。
３、 范例C
范例C屬側式站臺單渡線站后折返。
范例C的折返間隔時分由以下幾個時間所組成。
１） 列車進入折返線的時間t１。
２） 列車轉換運行方向的時間t２（含進路X2→X4的排列時間）。
３） 列車進入上行站臺，并出清X2→X4進路中第一個道岔區段的時間t3。
４） 進路X8→X2的排列時間t4。
５） 后續列車進入下行站臺的時間t5。
６） 后續列車的停站時間t6。
折返間隔時分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
其中列車進入折返線的時間t1與ATP安全保護距離SD有關。
與范例Ａ相類比，本范例折返間隔時分增加了后續列車進入下行站臺的時間以及范例Ａ有可能省去的列車轉換運行方向的時間。
范例C解決了同站臺上、下客的問題，但折返間隔時分長，并且線路也比站前折返方式延長很多。
４、 范例D
范例D屬側式站臺交叉渡線站后折返。
與范例C相比較，本范例增加了一條渡線。
分析本范例的折返間隔時分，主要應考慮的特殊情況為①當前車在進入上行折返線，并出清X8→X6進路中第一個道岔區段以后，可辦理X8→X2防護進路，使后續列車提前進站。②當前車在進入下行折返線，并出清X8→X2進路中的第一個道岔區段，至列車在折返線轉換運行方向以后等待出發的窗口時間內，可辦理X8→ X6的防護進路，使后續列車提前進站。范例D的折返間隔時分由以下幾個時間所組成。
１） 列車進入折返線的時間t1。
２） 列車轉換運行方向的時間t2。
３） 取消防護進路（如X8→X6）的時間t3。
４） 辦理X2→X4進路的時間t4。
５） 列車進入上行站臺，并出清X2→X4進路中第一個道岔區段的時間t5。
６） 后續列車的部分停站時間t6（含至折返線進路如X8→X2的排列時間）。
折返間隔時分= t１＋t２＋t３＋t4 + t5 + t6
本范例與范例C相比較，省去了后續列車的進站時間和部分停站時間，增加了取消防護進路的時間?？偟谋容^，折返間隔時間大為減少。
本范例與范例B相類比，增加了取消防護進路的時間、列車進入上行站臺并出清X2→X4進路中第一個道岔區段的時間；省去了部分停站時間，總的比較，折返間隔時分有所增加。
５、 總結
根據上述四種折返站范例的比較分析，可得出結論如下：
１） 范例B的折返間隔時分最小（一般可小于120秒），其次為范例D。
２） 范例B的線路長度比范例D短。在列車編組為8節時，線縮短約250米左右。這對地下工程來說，是比較重要的。
３） 范例B存在同站臺上、下客的問題，在大客流的情況下，對運營安全不利。
二、新方案的提出
為基本保留上述范例B的優點，同時克服其不足，本文提出適用于大客流折返站的線路、站臺布置形式——三站臺交叉渡線站前折返新方案如下，
本方案的島式站臺為上客站臺，二邊側式站臺為下客站臺。
本方案按如下程序進行折返作業：
１、 列車進站停穩后，打開側式站臺一側的車門。
２、 列車轉換運行方向（同時使車門保持在開門狀態）。
３、 下客停站時間結束以后，打開島式站臺一側的車門，側式站臺一側的車門同時關閉。
４、 上客停站時間結束后，關門開車。
本方案的車站寬度比大型島式車站的寬度寬5米左右，線路長度與站后折返方式相比較，當站后交叉渡線線間距為4米、列車編組為8節時，可縮短250米左右。
文章出處：中國交通運輸協會城市軌道交通專業委員會首屆中青年專家論文集
原文作者：朱翔（上海地鐵建設有限公司）
