城市軌道交通列車分期付款的配線型式研究

城市軌道交通列車分期付款的配線型式研究

返回站不僅是確定城市軌道交通整體運(yùn)輸能力的基礎(chǔ)，也是確定城市軌道交通運(yùn)輸能力的關(guān)鍵。在工程設(shè)計(jì)階段,折返能力計(jì)算是確定車站配線、驗(yàn)算信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和確定列車運(yùn)營(yíng)組織方式的重要依據(jù)。列車在折返站的折返能力不僅受折返站配線型式影響,同時(shí)也受信號(hào)控制方式、列車運(yùn)行方案、列車停站時(shí)間等條件的制約。折返能力計(jì)算根據(jù)折返方式的差別而有所差異。站前折返和站后折返的折返能力計(jì)算過程略有不同。終點(diǎn)折返站的站前折返只需計(jì)算接車間隔和發(fā)車間隔即可確定折返時(shí)間,而站后折返需計(jì)算接車間隔、折返間隔和發(fā)車間隔三項(xiàng)數(shù)據(jù)才能確定折返時(shí)間。中間折返站由于車站既有折返作業(yè)又有通過作業(yè),計(jì)算過程較為復(fù)雜:要先根據(jù)列車運(yùn)行交路開行比例確定折返列車與通過列車在折返站的作業(yè)規(guī)律,再分別計(jì)算折返列車與通過列車的作業(yè)間隔以及折返列車之間的作業(yè)間隔,最終確定折返能力。當(dāng)折返線兼作出入段線時(shí),還要考慮出入段線作業(yè)對(duì)折返作業(yè)的影響。1折返配線型式設(shè)計(jì)城市軌道交通列車折返站的輔助配線型式與站臺(tái)型式(如島式站臺(tái)、側(cè)式站臺(tái))、周邊環(huán)境(如臨近車輛段、停車場(chǎng)等)等密切相關(guān),不同的車站型式和周邊環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不同的折返配線型式。本文僅考慮島式車站、不含出入段因素下的折返型式。該種情況下的車站折返型式如圖1所示。本文選取圖1中的島式車站站后停車折返配線型式作為分析案例,對(duì)列車折返過程和計(jì)算原理進(jìn)行較為具體的分析,以求揭示該類型車站折返的一般特點(diǎn)和折返能力的計(jì)算方法。2駕行駛模式正相關(guān)點(diǎn)本文案例采用參數(shù)為:列車為地鐵B型車6輛編組,島式站臺(tái)長(zhǎng)120m,配線為站后停車折返線型式,信號(hào)制式為ATO(列車自動(dòng)駕駛)模式(具體如圖2)。圖2中A點(diǎn)為道岔與正線相接的軌縫點(diǎn),B點(diǎn)為道岔與側(cè)向直軌相接的軌縫點(diǎn),C點(diǎn)為車站列車出發(fā)信號(hào)燈位置點(diǎn)。折返作業(yè)具體又可劃分為三個(gè)子過程:接車作業(yè)、進(jìn)出折返線作業(yè)、發(fā)車作業(yè)。其中折返作業(yè)具體又可分為進(jìn)折返線作業(yè)和出折返線作業(yè)。三個(gè)子過程作業(yè)共同構(gòu)成折返全過程。其間三個(gè)子過程作業(yè)緊密聯(lián)系、環(huán)環(huán)相扣、彼此相關(guān)、相互制約,相鄰作業(yè)間有較為嚴(yán)格的時(shí)間順序。1列車+道3號(hào)自2號(hào)列車駛出Ⅰ道站臺(tái)駛向折返線且列車出清A處道岔時(shí)始,3號(hào)列車由Ⅰ道駛?cè)擘竦勒九_(tái)并停穩(wěn),進(jìn)行上下車作業(yè),等至接到進(jìn)折返線信號(hào),列車開始起動(dòng)時(shí)止(后接進(jìn)折返線作業(yè))。2道岔出清自1號(hào)列車駛出停車線駛向Ⅲ道站臺(tái)且B處道岔出清時(shí)始,2號(hào)列車由Ⅰ道站臺(tái)駛?cè)擘虻啦⑼７€(wěn),等至接到出折返線信號(hào),列車開始起動(dòng)時(shí)止(后接出折返線作業(yè))。3返回訂單操作自1號(hào)列車駛出Ⅲ道車站且列車出清C處時(shí)始,2號(hào)列車由Ⅱ道駛?cè)擘蟮勒九_(tái),等至接到發(fā)車進(jìn)站信號(hào),列車開始起動(dòng)時(shí)止(后接發(fā)車作業(yè))。4能力控制點(diǎn)分析自1號(hào)列車尾部離開B點(diǎn)時(shí)始,列車由道岔駛?cè)擘蟮勒九_(tái)停穩(wěn),辦理上下客作業(yè),由Ⅲ道站臺(tái)駛出車站,至列車尾部離開C點(diǎn)止。結(jié)合上面的作業(yè)過程可以看出:A、B、C點(diǎn)為各相鄰作業(yè)開始的轉(zhuǎn)換點(diǎn),因此以A、B、C點(diǎn)作為能力關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析;通過計(jì)算各車完成相關(guān)作業(yè)的時(shí)間,得出接車、折返、發(fā)車各作業(yè)過程時(shí)間,并將三個(gè)作業(yè)過程作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合分析,最終得到該配線型式下的車站折返能力。3單獨(dú)作業(yè)過程單獨(dú)分析的模型折返作業(yè)由接車作業(yè)、進(jìn)出折返線作業(yè)、發(fā)車作業(yè)三個(gè)作業(yè)過程組成,故以下將分別就每個(gè)作業(yè)過程進(jìn)行單獨(dú)的分析和計(jì)算?？紤]實(shí)際作業(yè)過程中人工操作及滯后效應(yīng)等因素,對(duì)計(jì)算中的主要參數(shù)均進(jìn)行了系數(shù)處理,以期計(jì)算結(jié)果預(yù)留較多富余,并盡可能與實(shí)際操作時(shí)間接近。3.1根據(jù)接車時(shí)間計(jì)算3.1.1列車進(jìn)出和辦理上下客作業(yè)接車作業(yè)以2號(hào)車車尾離開A點(diǎn),進(jìn)路、信號(hào)均已開放辦妥開始計(jì)時(shí)。3號(hào)車接車作業(yè)過程如下:1)進(jìn)站信號(hào)開放,3號(hào)列車由Ⅰ道駛?cè)胲囌?停站;2)3號(hào)列車辦理上下客作業(yè);3)3號(hào)列車起動(dòng)至尾部離開A點(diǎn);4)3號(hào)列車尾部離開A點(diǎn)后,解鎖及辦理下列車進(jìn)路、開放進(jìn)站信號(hào),ATP(列車自動(dòng)保護(hù))、ATO響應(yīng)及延遲。3.1.2時(shí)間、解鎖、辦理進(jìn)路及延遲時(shí)間列車接車作業(yè)時(shí)間主要包括進(jìn)站時(shí)間、停站時(shí)間、起動(dòng)駛出A點(diǎn)時(shí)間、解鎖及辦理進(jìn)路時(shí)間,以及ATP、ATO響應(yīng)及延遲時(shí)間等。以下為各作業(yè)的運(yùn)動(dòng)過程分析和時(shí)間計(jì)算。1列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列車進(jìn)站主要距離包括制動(dòng)及緩沖距離、車體長(zhǎng)度等,列車進(jìn)站走行過程包括勻速運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)減速兩個(gè)階段。勻速運(yùn)動(dòng)階段指列車按照正線限定速度在區(qū)間行駛,并逐步靠近車站;制動(dòng)減速階段指按照常用制動(dòng)速度,進(jìn)行減速進(jìn)站的階段。列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖見圖3。經(jīng)計(jì)算,本過程列車進(jìn)站時(shí)間約為36s。2安氏市5s、屏蔽門延滯時(shí)間、乘客上下車時(shí)間列車在車站的停站時(shí)間由三部分組成,即開關(guān)門時(shí)間(14s)、屏蔽門延滯時(shí)間(3s)、乘客上下車時(shí)間(8～15s)。本文按終點(diǎn)站島式站臺(tái)僅進(jìn)行上客或下客單項(xiàng)作業(yè)考慮,列車停站時(shí)間為30s。3折返線運(yùn)行狀態(tài)列車由車站起動(dòng)、駛出A點(diǎn)、停在停車線,是一個(gè)整體的運(yùn)動(dòng)過程(包括進(jìn)站作業(yè)的起動(dòng)駛出A點(diǎn)和折返作業(yè)的駛過A點(diǎn)停在折返線兩部分),故先按整體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)算分析,再將計(jì)算結(jié)果中各作業(yè)的距離和時(shí)間劃歸各過程單獨(dú)計(jì)列。整體過程中列車走行過程包括起動(dòng)加速、勻速運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)減速三個(gè)階段。列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖見圖4。經(jīng)計(jì)算,本過程總走行時(shí)間為45s。其中列車起動(dòng)至駛出A點(diǎn)時(shí)間(進(jìn)站作業(yè))為23s,列車尾部離開A點(diǎn)至停車線停穩(wěn)時(shí)間(進(jìn)折返線作業(yè))為22s。4列車正常工況3s,5e列車完成前述階段的運(yùn)動(dòng)后,即可辦理解鎖及下一列車進(jìn)站進(jìn)路(13s),之后ATP、ATO進(jìn)行響應(yīng)及延遲(3s)后,下一列車即可進(jìn)站。本階段的下個(gè)循環(huán)過程即可再次開始。綜上,接車作業(yè)時(shí)間為:36s+30s+23s+13s+3s=105s。3.2計(jì)算返回操作時(shí)間3.2.1車作業(yè)過程折返作業(yè)以1號(hào)車車尾離開B點(diǎn),進(jìn)路、信號(hào)均已開放辦妥時(shí)開始計(jì)時(shí)。2號(hào)車接車作業(yè)具體過程如下:1)2號(hào)列車由A點(diǎn)駛?cè)擘虻勒鄯稻€,停穩(wěn);2)2號(hào)列車等待進(jìn)路信號(hào)開放;3)2號(hào)列車起動(dòng)至尾部離開B點(diǎn);4)2號(hào)列車尾部離開B點(diǎn)后,解鎖及辦理進(jìn)路、開放進(jìn)折返線信號(hào),ATP、ATO響應(yīng)及延遲。3.2.2待信號(hào)時(shí)間、運(yùn)出時(shí)間及延遲時(shí)間列車折返作業(yè)時(shí)間主要包括進(jìn)折返線時(shí)間、等待信號(hào)時(shí)間、駛出B點(diǎn)時(shí)間、解鎖及辦理進(jìn)路時(shí)間,以及ATP、ATO響應(yīng)及延遲時(shí)間等。以下為各作業(yè)的運(yùn)動(dòng)過程分析和時(shí)間計(jì)算。1行過程階段該階段2號(hào)列車由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至停止,列車走行過程包括勻速運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)減速兩個(gè)階段。其走行過程和走行時(shí)間在上述的接車作業(yè)時(shí)間計(jì)算中已作分析,即走行時(shí)間為22s。2列車走行過程2號(hào)列車起動(dòng)駛出停車折返線、駛過B點(diǎn)、停在Ⅲ道站臺(tái),是一個(gè)整體的運(yùn)動(dòng)過程(包括折返作業(yè)的起動(dòng)駛出B點(diǎn)和發(fā)車作業(yè)的駛過B點(diǎn)停在車站兩部分),故先按整體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)算分析,再將計(jì)算結(jié)果中各作業(yè)的距離和時(shí)間劃歸各過程單獨(dú)計(jì)列。本過程中列車走行過程包括啟動(dòng)加速、勻速運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)減速三個(gè)階段。列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖見圖5。經(jīng)計(jì)算,本過程總走行時(shí)間為48s。其中列車由折返線至尾部駛出B點(diǎn)時(shí)間為34s,列車尾部駛過B點(diǎn)至在Ⅲ道站臺(tái)停穩(wěn)時(shí)間為14s。3業(yè)暫無(wú)用時(shí)間由于列車在停車線等待時(shí)間需在綜合分析中得到,故本階段作業(yè)暫不計(jì)列該時(shí)間。將上述幾個(gè)作業(yè)過程時(shí)間相加,并加解鎖及辦理進(jìn)路、ATP和ATO響應(yīng)及延遲時(shí)間,得折返作業(yè)走行時(shí)間=22s+34s+13s+3s=72s。3.3啟動(dòng)時(shí)計(jì)算的操作時(shí)間3.3.1車接車作業(yè)過程發(fā)車作業(yè)以前車車尾離開C點(diǎn),進(jìn)路、信號(hào)均已開放辦妥時(shí)開始計(jì)時(shí)。1號(hào)車接車作業(yè)具體過程如下:1)1號(hào)列車由B點(diǎn)駛?cè)擘蟮儡囌?停穩(wěn);2)1號(hào)列車辦理上下客作業(yè);3)1號(hào)列車起動(dòng)至列車尾部離開C點(diǎn);4)1號(hào)列車尾部離開C點(diǎn)后,解鎖及辦理進(jìn)路,ATP、ATO響應(yīng)及延遲。3.3.2時(shí)間、解鎖、辦理進(jìn)路及延遲時(shí)間列車發(fā)車作業(yè)時(shí)間主要包括進(jìn)站時(shí)間、停站時(shí)間、起動(dòng)駛出C點(diǎn)時(shí)間、解鎖及辦理進(jìn)路時(shí)間,以及ATP、ATO響應(yīng)及延遲時(shí)間等。以下為各作業(yè)的運(yùn)動(dòng)過程分析和時(shí)間計(jì)算。1站走行過程該階段1號(hào)列車由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至停止,進(jìn)站走行過程包括勻速運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)減速兩個(gè)階段。其走行過程和走行時(shí)間在折返作業(yè)中已作分析,即走行時(shí)間為14s。2停站時(shí)間同列車進(jìn)站后的停站時(shí)間,按30s考慮。3列車走行過程1號(hào)列車由車站起動(dòng),駛出C點(diǎn)。本過程中列車走行過程包括起動(dòng)加速、勻速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段。列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖見圖6。經(jīng)計(jì)算,本過程總走行時(shí)間為19s。4巖類增加限流作業(yè)走行時(shí)間將上述幾個(gè)作業(yè)過程時(shí)間相加,并加解鎖及辦理進(jìn)路、ATP和ATO響應(yīng)及延遲時(shí)間,可得發(fā)車作業(yè)走行時(shí)間為:14s+30s+19s+13s+3s=79s。4單獨(dú)作業(yè)的循環(huán)作業(yè)通過分析計(jì)算折返作業(yè)的接車、折返、發(fā)車三個(gè)作業(yè)過程,將作業(yè)過程中各作業(yè)時(shí)間和作業(yè)流程繪制成車站折返作業(yè)進(jìn)路示意圖(見圖7)。從圖7中可以看出,列車折返作業(yè)有如下特點(diǎn):1)折返作業(yè)過程中其邏輯時(shí)序是逆向推進(jìn)的,即后一個(gè)作業(yè)完成后,才能開啟前一作業(yè)過程。具體為:發(fā)車作業(yè)(完成)→開放進(jìn)路信號(hào)→折返作業(yè)(完成)→開放進(jìn)路信號(hào)→接車作業(yè)(完成)。2)每個(gè)單獨(dú)的作業(yè)過程均是可循環(huán)進(jìn)行的。如:例接車作業(yè)為進(jìn)站→上下客→起動(dòng)至列車尾部離開A點(diǎn)→解鎖及辦理開放進(jìn)路→ATP、ATO響應(yīng)及延遲→進(jìn)站……3)每個(gè)單獨(dú)作業(yè)過程的一個(gè)循環(huán)作業(yè)時(shí)間除包括本身作業(yè)過程時(shí)間外,還需加上關(guān)聯(lián)作業(yè)時(shí)間。例如發(fā)車作業(yè)(一個(gè)循環(huán)作業(yè))時(shí)間=14s(駛進(jìn)車站)+30s(上下客)+19s(起動(dòng)至列車尾部離開C點(diǎn))+13s(解鎖及辦理進(jìn)路)+3s(ATP、ATO響應(yīng)及延遲)=79s,另加34s(關(guān)聯(lián)作業(yè)時(shí)間)則為113s。4)折返過程的各作業(yè)中,一個(gè)循環(huán)作業(yè)用時(shí)最大者制約其他作業(yè)時(shí)間,且用時(shí)短的作業(yè)通過列車等待作業(yè)而向用時(shí)最大作業(yè)時(shí)間取齊,最終各作業(yè)用時(shí)相等,循環(huán)往進(jìn)。根據(jù)上述總結(jié)的特點(diǎn),對(duì)照?qǐng)D7,現(xiàn)對(duì)各作業(yè)過程作進(jìn)一步深入分析,并闡述各作業(yè)過程中附加時(shí)間的由來和時(shí)長(zhǎng)。4.1號(hào)車列車行駛b點(diǎn)的情況由圖7可看出,列車折返過程中完整的發(fā)車作業(yè)時(shí)間為79s+34s=113s,其中的79s前面已作詳細(xì)分析,現(xiàn)主要研究關(guān)聯(lián)作業(yè)時(shí)間34s。從圖7可見,雖然1號(hào)車(前車)尾部離開C點(diǎn)就可以開啟信號(hào),進(jìn)行下一個(gè)作業(yè)過程循環(huán)了,但受控于信號(hào)控制系統(tǒng)的制約,此時(shí)2號(hào)車(后車)還在停車線待發(fā),并不能剛好就駛至B點(diǎn)。實(shí)際情況是,為保證每個(gè)進(jìn)路的安全、無(wú)沖突,在1號(hào)車尾部離開C點(diǎn),且開放信號(hào)后,2號(hào)車才從折返線始發(fā)并一直駛過B點(diǎn)。這一段時(shí)間,即是關(guān)聯(lián)作業(yè)時(shí)間34s。駛過B點(diǎn)后,列車的運(yùn)行時(shí)間即是前面分析的79s計(jì)算時(shí)間了。之后,列車再重復(fù)之前的動(dòng)作,進(jìn)行往復(fù)循環(huán)的運(yùn)動(dòng)。故一個(gè)完整的發(fā)車作業(yè)循環(huán)時(shí)間=列車從折返線駛至B點(diǎn)時(shí)間(34s)+從B點(diǎn)駛至C點(diǎn)時(shí)間(79s)=113s。4.2折返作業(yè)時(shí)長(zhǎng)由圖7可看出,列車折返過程中完整的折返作業(yè)時(shí)間=72s+18s+23s=113s。其中的72s前面已作詳細(xì)分析,現(xiàn)主要研究關(guān)聯(lián)時(shí)間的18s和23s。其中的23s為列車收到開放進(jìn)路的信號(hào)后,由Ⅰ道站臺(tái)駛至列車尾部通過A點(diǎn)的時(shí)間。18s為列車在折返線等待時(shí)間,是為配合整個(gè)折返作業(yè)最大時(shí)長(zhǎng)而附加的時(shí)間。該段時(shí)間若小了,則列車會(huì)與前面進(jìn)路列車追尾;若該段時(shí)間多了,則會(huì)影響整個(gè)折返作業(yè)進(jìn)程,使得整個(gè)折返作業(yè)時(shí)間加長(zhǎng)。根據(jù)前面特點(diǎn)分析可知,發(fā)車作業(yè)時(shí)長(zhǎng)113s為最大時(shí)長(zhǎng),故折返列車等待時(shí)長(zhǎng)=折返過程子作業(yè)中最大時(shí)長(zhǎng)(113s)-折返作業(yè)時(shí)間(無(wú)等待過程)=113s-(72s+23s)=18s。故一個(gè)完整的折返作業(yè)時(shí)間=列車從Ⅰ道站臺(tái)駛至A點(diǎn)時(shí)間(23s)+折返線等待時(shí)間(18s)+從折返線駛至B點(diǎn)時(shí)間(79s)=113s。4.3列車等待時(shí)間由圖7可看出,列車折返過程中完整接車作業(yè)時(shí)間=105s+8s=113s。其中的105s前面已作詳細(xì)分析,現(xiàn)主要研究關(guān)聯(lián)時(shí)間8s。由于折返作業(yè)子過程最大用時(shí)113s,為保證整個(gè)循環(huán)的步調(diào)一致、有序進(jìn)行,則接車作業(yè)一個(gè)循環(huán)過程也需用時(shí)113s,早則撞車,晚則拖延。因此本過程列車等待時(shí)間=折返過程子作業(yè)中最大時(shí)長(zhǎng)(113s)-接車作業(yè)時(shí)間(無(wú)等待時(shí)間)=113s-105s=8s。故一個(gè)完整的接車作業(yè)時(shí)間=接車作業(yè)時(shí)間(無(wú)等待時(shí)間)+Ⅰ道站臺(tái)增加的等待時(shí)間(8s)=113s。5b型車、島式車站折返能力通過對(duì)列車折返過程的原理分析和能力計(jì)算可知,發(fā)車作