城市轨道交通列车分期付款的配线型式研究

城市轨道交通列车分期付款的配线型式研究

返回站不仅是确定城市轨道交通整体运输能力的基础，也是确定城市轨道交通运输能力的关键。在工程设计阶段,折返能力计算是确定车站配线、验算信号系统设计能力和确定列车运营组织方式的重要依据。列车在折返站的折返能力不仅受折返站配线型式影响,同时也受信号控制方式、列车运行方案、列车停站时间等条件的制约。折返能力计算根据折返方式的差别而有所差异。站前折返和站后折返的折返能力计算过程略有不同。终点折返站的站前折返只需计算接车间隔和发车间隔即可确定折返时间,而站后折返需计算接车间隔、折返间隔和发车间隔三项数据才能确定折返时间。中间折返站由于车站既有折返作业又有通过作业,计算过程较为复杂:要先根据列车运行交路开行比例确定折返列车与通过列车在折返站的作业规律,再分别计算折返列车与通过列车的作业间隔以及折返列车之间的作业间隔,最终确定折返能力。当折返线兼作出入段线时,还要考虑出入段线作业对折返作业的影响。1折返配线型式设计城市轨道交通列车折返站的辅助配线型式与站台型式(如岛式站台、侧式站台)、周边环境(如临近车辆段、停车场等)等密切相关,不同的车站型式和周边环境会产生不同的折返配线型式。本文仅考虑岛式车站、不含出入段因素下的折返型式。该种情况下的车站折返型式如图1所示。本文选取图1中的岛式车站站后停车折返配线型式作为分析案例,对列车折返过程和计算原理进行较为具体的分析,以求揭示该类型车站折返的一般特点和折返能力的计算方法。2驾行驶模式正相关点本文案例采用参数为:列车为地铁B型车6辆编组,岛式站台长120m,配线为站后停车折返线型式,信号制式为ATO(列车自动驾驶)模式(具体如图2)。图2中A点为道岔与正线相接的轨缝点,B点为道岔与侧向直轨相接的轨缝点,C点为车站列车出发信号灯位置点。折返作业具体又可划分为三个子过程:接车作业、进出折返线作业、发车作业。其中折返作业具体又可分为进折返线作业和出折返线作业。三个子过程作业共同构成折返全过程。其间三个子过程作业紧密联系、环环相扣、彼此相关、相互制约,相邻作业间有较为严格的时间顺序。1列车+道3号自2号列车驶出Ⅰ道站台驶向折返线且列车出清A处道岔时始,3号列车由Ⅰ道驶入Ⅰ道站台并停稳,进行上下车作业,等至接到进折返线信号,列车开始起动时止(后接进折返线作业)。2道岔出清自1号列车驶出停车线驶向Ⅲ道站台且B处道岔出清时始,2号列车由Ⅰ道站台驶入Ⅱ道并停稳,等至接到出折返线信号,列车开始起动时止(后接出折返线作业)。3返回订单操作自1号列车驶出Ⅲ道车站且列车出清C处时始,2号列车由Ⅱ道驶入Ⅲ道站台,等至接到发车进站信号,列车开始起动时止(后接发车作业)。4能力控制点分析自1号列车尾部离开B点时始,列车由道岔驶入Ⅲ道站台停稳,办理上下客作业,由Ⅲ道站台驶出车站,至列车尾部离开C点止。结合上面的作业过程可以看出:A、B、C点为各相邻作业开始的转换点,因此以A、B、C点作为能力关键点进行分析;通过计算各车完成相关作业的时间,得出接车、折返、发车各作业过程时间,并将三个作业过程作为一个整体进行综合分析,最终得到该配线型式下的车站折返能力。3单独作业过程单独分析的模型折返作业由接车作业、进出折返线作业、发车作业三个作业过程组成,故以下将分别就每个作业过程进行单独的分析和计算。考虑实际作业过程中人工操作及滞后效应等因素,对计算中的主要参数均进行了系数处理,以期计算结果预留较多富余,并尽可能与实际操作时间接近。3.1根据接车时间计算3.1.1列车进出和办理上下客作业接车作业以2号车车尾离开A点,进路、信号均已开放办妥开始计时。3号车接车作业过程如下:1)进站信号开放,3号列车由Ⅰ道驶入车站,停站;2)3号列车办理上下客作业;3)3号列车起动至尾部离开A点;4)3号列车尾部离开A点后,解锁及办理下列车进路、开放进站信号,ATP(列车自动保护)、ATO响应及延迟。3.1.2时间、解锁、办理进路及延迟时间列车接车作业时间主要包括进站时间、停站时间、起动驶出A点时间、解锁及办理进路时间,以及ATP、ATO响应及延迟时间等。以下为各作业的运动过程分析和时间计算。1列车运动状态列车进站主要距离包括制动及缓冲距离、车体长度等,列车进站走行过程包括匀速运动和制动减速两个阶段。匀速运动阶段指列车按照正线限定速度在区间行驶,并逐步靠近车站;制动减速阶段指按照常用制动速度,进行减速进站的阶段。列车运动状态示意图见图3。经计算,本过程列车进站时间约为36s。2安氏市5s、屏蔽门延滞时间、乘客上下车时间列车在车站的停站时间由三部分组成,即开关门时间(14s)、屏蔽门延滞时间(3s)、乘客上下车时间(8～15s)。本文按终点站岛式站台仅进行上客或下客单项作业考虑,列车停站时间为30s。3折返线运行状态列车由车站起动、驶出A点、停在停车线,是一个整体的运动过程(包括进站作业的起动驶出A点和折返作业的驶过A点停在折返线两部分),故先按整体运动进行计算分析,再将计算结果中各作业的距离和时间划归各过程单独计列。整体过程中列车走行过程包括起动加速、匀速运动和制动减速三个阶段。列车运动状态示意图见图4。经计算,本过程总走行时间为45s。其中列车起动至驶出A点时间(进站作业)为23s,列车尾部离开A点至停车线停稳时间(进折返线作业)为22s。4列车正常工况3s,5e列车完成前述阶段的运动后,即可办理解锁及下一列车进站进路(13s),之后ATP、ATO进行响应及延迟(3s)后,下一列车即可进站。本阶段的下个循环过程即可再次开始。综上,接车作业时间为:36s+30s+23s+13s+3s=105s。3.2计算返回操作时间3.2.1车作业过程折返作业以1号车车尾离开B点,进路、信号均已开放办妥时开始计时。2号车接车作业具体过程如下:1)2号列车由A点驶入Ⅱ道折返线,停稳;2)2号列车等待进路信号开放;3)2号列车起动至尾部离开B点;4)2号列车尾部离开B点后,解锁及办理进路、开放进折返线信号,ATP、ATO响应及延迟。3.2.2待信号时间、运出时间及延迟时间列车折返作业时间主要包括进折返线时间、等待信号时间、驶出B点时间、解锁及办理进路时间,以及ATP、ATO响应及延迟时间等。以下为各作业的运动过程分析和时间计算。1行过程阶段该阶段2号列车由A点运动至停止,列车走行过程包括匀速运动和制动减速两个阶段。其走行过程和走行时间在上述的接车作业时间计算中已作分析,即走行时间为22s。2列车走行过程2号列车起动驶出停车折返线、驶过B点、停在Ⅲ道站台,是一个整体的运动过程(包括折返作业的起动驶出B点和发车作业的驶过B点停在车站两部分),故先按整体运动进行计算分析,再将计算结果中各作业的距离和时间划归各过程单独计列。本过程中列车走行过程包括启动加速、匀速运动和制动减速三个阶段。列车运动状态示意图见图5。经计算,本过程总走行时间为48s。其中列车由折返线至尾部驶出B点时间为34s,列车尾部驶过B点至在Ⅲ道站台停稳时间为14s。3业暂无用时间由于列车在停车线等待时间需在综合分析中得到,故本阶段作业暂不计列该时间。将上述几个作业过程时间相加,并加解锁及办理进路、ATP和ATO响应及延迟时间,得折返作业走行时间=22s+34s+13s+3s=72s。3.3启动时计算的操作时间3.3.1车接车作业过程发车作业以前车车尾离开C点,进路、信号均已开放办妥时开始计时。1号车接车作业具体过程如下:1)1号列车由B点驶入Ⅲ道车站,停稳;2)1号列车办理上下客作业;3)1号列车起动至列车尾部离开C点;4)1号列车尾部离开C点后,解锁及办理进路,ATP、ATO响应及延迟。3.3.2时间、解锁、办理进路及延迟时间列车发车作业时间主要包括进站时间、停站时间、起动驶出C点时间、解锁及办理进路时间,以及ATP、ATO响应及延迟时间等。以下为各作业的运动过程分析和时间计算。1站走行过程该阶段1号列车由B点运动至停止,进站走行过程包括匀速运动和制动减速两个阶段。其走行过程和走行时间在折返作业中已作分析,即走行时间为14s。2停站时间同列车进站后的停站时间,按30s考虑。3列车走行过程1号列车由车站起动,驶出C点。本过程中列车走行过程包括起动加速、匀速运动两个阶段。列车运动状态示意图见图6。经计算,本过程总走行时间为19s。4岩类增加限流作业走行时间将上述几个作业过程时间相加,并加解锁及办理进路、ATP和ATO响应及延迟时间,可得发车作业走行时间为:14s+30s+19s+13s+3s=79s。4单独作业的循环作业通过分析计算折返作业的接车、折返、发车三个作业过程,将作业过程中各作业时间和作业流程绘制成车站折返作业进路示意图(见图7)。从图7中可以看出,列车折返作业有如下特点:1)折返作业过程中其逻辑时序是逆向推进的,即后一个作业完成后,才能开启前一作业过程。具体为:发车作业(完成)→开放进路信号→折返作业(完成)→开放进路信号→接车作业(完成)。2)每个单独的作业过程均是可循环进行的。如:例接车作业为进站→上下客→起动至列车尾部离开A点→解锁及办理开放进路→ATP、ATO响应及延迟→进站……3)每个单独作业过程的一个循环作业时间除包括本身作业过程时间外,还需加上关联作业时间。例如发车作业(一个循环作业)时间=14s(驶进车站)+30s(上下客)+19s(起动至列车尾部离开C点)+13s(解锁及办理进路)+3s(ATP、ATO响应及延迟)=79s,另加34s(关联作业时间)则为113s。4)折返过程的各作业中,一个循环作业用时最大者制约其他作业时间,且用时短的作业通过列车等待作业而向用时最大作业时间取齐,最终各作业用时相等,循环往进。根据上述总结的特点,对照图7,现对各作业过程作进一步深入分析,并阐述各作业过程中附加时间的由来和时长。4.1号车列车行驶b点的情况由图7可看出,列车折返过程中完整的发车作业时间为79s+34s=113s,其中的79s前面已作详细分析,现主要研究关联作业时间34s。从图7可见,虽然1号车(前车)尾部离开C点就可以开启信号,进行下一个作业过程循环了,但受控于信号控制系统的制约,此时2号车(后车)还在停车线待发,并不能刚好就驶至B点。实际情况是,为保证每个进路的安全、无冲突,在1号车尾部离开C点,且开放信号后,2号车才从折返线始发并一直驶过B点。这一段时间,即是关联作业时间34s。驶过B点后,列车的运行时间即是前面分析的79s计算时间了。之后,列车再重复之前的动作,进行往复循环的运动。故一个完整的发车作业循环时间=列车从折返线驶至B点时间(34s)+从B点驶至C点时间(79s)=113s。4.2折返作业时长由图7可看出,列车折返过程中完整的折返作业时间=72s+18s+23s=113s。其中的72s前面已作详细分析,现主要研究关联时间的18s和23s。其中的23s为列车收到开放进路的信号后,由Ⅰ道站台驶至列车尾部通过A点的时间。18s为列车在折返线等待时间,是为配合整个折返作业最大时长而附加的时间。该段时间若小了,则列车会与前面进路列车追尾;若该段时间多了,则会影响整个折返作业进程,使得整个折返作业时间加长。根据前面特点分析可知,发车作业时长113s为最大时长,故折返列车等待时长=折返过程子作业中最大时长(113s)-折返作业时间(无等待过程)=113s-(72s+23s)=18s。故一个完整的折返作业时间=列车从Ⅰ道站台驶至A点时间(23s)+折返线等待时间(18s)+从折返线驶至B点时间(79s)=113s。4.3列车等待时间由图7可看出,列车折返过程中完整接车作业时间=105s+8s=113s。其中的105s前面已作详细分析,现主要研究关联时间8s。由于折返作业子过程最大用时113s,为保证整个循环的步调一致、有序进行,则接车作业一个循环过程也需用时113s,早则撞车,晚则拖延。因此本过程列车等待时间=折返过程子作业中最大时长(113s)-接车作业时间(无等待时间)=113s-105s=8s。故一个完整的接车作业时间=接车作业时间(无等待时间)+Ⅰ道站台增加的等待时间(8s)=113s。5b型车、岛式车站折返能力通过对列车折返过程的原理分析和能力计算可知,发车作