地鐵線路停車線及渡線設(shè)置探討摘 要 結(jié)合廣州地鐵客車救援情況下的行車組織、救援程序及時(shí)間,對(duì)影響停車線之間距離的容許中斷正線行車的時(shí)間、客車救援時(shí)間、救援故障發(fā)生的頻率等因素進(jìn)行了分析。提出了加大停車線設(shè)置間隔和延長(zhǎng)停車線長(zhǎng)度的觀點(diǎn)。該探討對(duì)停車線分布條件提供了方法。關(guān)鍵詞 地鐵,停車線,渡線,客車救援 《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(ＧＢ50157-2003)規(guī)定:當(dāng)兩個(gè)具備臨時(shí)停車條件的車站相距較遠(yuǎn)時(shí),根據(jù)運(yùn)營需要,宜在沿線每隔3～5個(gè)車站加設(shè)停車線或渡線。設(shè)停車線有兩個(gè)目的:一是作為故障客車臨時(shí)存放點(diǎn);二是存放運(yùn)營客車,縮短第二天開始運(yùn)營時(shí)所產(chǎn)生的上、下行線運(yùn)營時(shí)間差。而設(shè)置渡線的目的是方便客車變更進(jìn)路。停車線及渡線的設(shè)置應(yīng)滿足行車組織、乘客服務(wù)的要求。本文就廣州地鐵幾年來客車故障救援情況,談?wù)剬?duì)此的看法。1 客車故障產(chǎn)生救援時(shí)的行車組織1.1客車故障產(chǎn)生救援時(shí)的行車組織方法 客車在運(yùn)營過程中不可避免地要發(fā)生故障。當(dāng)客車故障需要救援時(shí),正線上的運(yùn)行客車將會(huì)發(fā)生以下情況:隨著救援時(shí)間的延長(zhǎng),原有客車運(yùn)行間隔被破壞,故障車前方運(yùn)行的客車與故障車的間隔越來越大,形成“無車可用”的現(xiàn)象;而故障車后方運(yùn)行的客車,運(yùn)行間隔越來越密,形成“積壓”現(xiàn)象。由客車故障需要救援導(dǎo)致局部線路運(yùn)營受阻的現(xiàn)象,稱之為運(yùn)營阻塞。由于運(yùn)營阻塞發(fā)生在上行或下行線的部分線路,造成列車不能全線貫通,運(yùn)營服務(wù)受到很大影響。此時(shí)行車組織根據(jù)停車線、渡線的設(shè)置情況,一般采取組織小交路維持局部運(yùn)營,或組織小交路加上阻塞區(qū)段采用單線往返運(yùn)營的方式,來最大限度地滿足乘客需求。對(duì)于發(fā)生故障而不能運(yùn)行的客車,盡快組織就近其它客車進(jìn)行救援,以減少影響正線正常運(yùn)營時(shí)間。而這些行車組織的手段,都是建立在停車線及渡線的有效布置上。1.2列車故障救援時(shí)的作業(yè)程序及所需時(shí)間 當(dāng)列車故障失去動(dòng)力不能恢復(fù)時(shí),由于信號(hào)的原因,故障列車就要利用后續(xù)列車進(jìn)行救援;救援車將故障車迅速推入就近停車線,盡快讓正線恢復(fù)運(yùn)營。廣州地鐵在線列車出現(xiàn)故障需要救援時(shí)的程序如圖1所示。
在整個(gè)客車救援過程中,有兩段時(shí)間相對(duì)確定:一是從客車出現(xiàn)故障到故障車與被救援車連掛好;二是故障車從臨近停車線的車站起進(jìn)入停車線存放好到救援車退回正線準(zhǔn)備投入運(yùn)營。而故障車從救援地被推送至到達(dá)停車線前方車站時(shí)的這段時(shí)間,則視其運(yùn)行區(qū)間的長(zhǎng)短而定。表1是廣州地鐵客車運(yùn)營間隔為5ｍｉｎ情況下故障車與救援車的連掛程序及所需時(shí)間。表2為救援車入、出停車線程序及時(shí)間。 從表1、表2可看出,以上兩項(xiàng)花費(fèi)時(shí)間約22ｍｉｎ;如果故障車需要清客,則需另加2ｍｉｎ;再加上故障車從救援地被推送至到達(dá)停車線臨近站的時(shí)間,整個(gè)救援過程的時(shí)間將超過24ｍｉｎ。1.3運(yùn)營阻塞時(shí)運(yùn)營服務(wù)的局限性 單純采用組織局部小交路運(yùn)營的方式,限制了乘客乘坐區(qū)域,且需換乘兩種不同的交通工具,增加了乘車時(shí)間。 組織小交路加上阻塞區(qū)段單線往返運(yùn)營的方式,雖能夠滿足乘客所乘區(qū)段的需求,但也增加了乘客的換乘次數(shù)及等待時(shí)間。廣州地鐵平均站間距1.2ｋｍ,平均旅速35ｋｍ/ｈ,停站時(shí)間平均約30ｓ。按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(ＧＢ50157-2003)中規(guī)定的3～5個(gè)車站加設(shè)停車線或渡線,在阻塞區(qū)段采用單線往返運(yùn)營,則一個(gè)往返所需時(shí)間分別為10、15、20ｍｉｎ。由此可見,兩停車線或渡線間隔越大,客車發(fā)生故障救援時(shí)乘客等待時(shí)間就越長(zhǎng),阻塞區(qū)段采用單線往返運(yùn)營的意義就越小。2停車線或渡線設(shè)置的選擇 當(dāng)發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí),行車組織要求盡快恢復(fù)正線運(yùn)營服務(wù),減少正線運(yùn)營中斷時(shí)間,這就要求在客車發(fā)生故障救援時(shí)就近能有地方臨時(shí)停放故障車。渡線不能存車,只提供折返以及線路與線路之間的過渡功能,在發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí)不能完全滿足行車組織的要求,因而僅設(shè)置在折返站,或是作為不同運(yùn)營線路間的聯(lián)絡(luò)線較為合適。停車線既具有存車功能,又具備折返功能,能夠滿足正線發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí)行車組織的要求。 由于地下停車線造價(jià)高,為壓縮投資規(guī)模,有些城市的地鐵選用渡線來替代停車線;而有些城市又過于強(qiáng)調(diào)每隔3站設(shè)置停車線的作用。因此如何合理地設(shè)置停車線,滿足運(yùn)營要求,就成為關(guān)鍵。兩停車線的設(shè)置間距,除受到容許中斷正線的行車時(shí)間(定義一般事故的時(shí)間)、客車救援時(shí)間、客車運(yùn)營間隔、服務(wù)水平、事故頻率等因素影響外,還受到投資規(guī)模的限制。其中容許中斷正線行車的時(shí)間、客車救援時(shí)間、救援故障發(fā)生的頻率是確定兩停車線之間距離長(zhǎng)短的主要因素。廣州地鐵對(duì)容許正線中斷的行車時(shí)間做了規(guī)定,受此影響,客車故障產(chǎn)生的救援時(shí)間不得超過其規(guī)定的時(shí)間。但客車救援時(shí)間又受員工對(duì)設(shè)備操作的熟練程度、設(shè)備功能等的影響,具有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。以下,就廣州地鐵容許中斷正線的行車時(shí)間、客車救援時(shí)間、客車故障救援發(fā)生的頻率等來分析其對(duì)停車線設(shè)置的影響。2.1從滿足容許中斷正線的行車時(shí)間看對(duì)停車線的設(shè)置要求 廣州地鐵《行車事故管理規(guī)則》中對(duì)一般事故的定義為:因設(shè)備故障或其它原因中斷正線(上下行正線之一)行車30ｍｉｎ及以上。中斷正線行車時(shí)間的取值受客車救援時(shí)間的限制,一般大于等于客車救援時(shí)間。客車的救援時(shí)間為:車輛連掛時(shí)間+區(qū)間推送時(shí)間+入、出停車線時(shí)間。其中區(qū)間推送時(shí)間可以大致看作兩停車線之間距離所產(chǎn)生的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)停車線之間距離為3～5個(gè)站時(shí),按照救援推送速度25ｋｍ/ｈ計(jì)算,區(qū)間推送時(shí)間分別為:5.8、8.6、11.5ｍｉｎ。由此可看出,按照規(guī)范要求設(shè)置停車線,以不超過30ｍｉｎ正線運(yùn)營中斷時(shí)間為條件,只有每隔3個(gè)站設(shè)置一條停車線的辦法才能滿足要求。2.2從客車故障救援發(fā)生的頻率來看對(duì)停車線的設(shè)置要求 從廣州地鐵客車故障救援發(fā)生的頻率來看,地鐵開通運(yùn)營的前兩年,設(shè)備的故障救援率較高,之后故障救援率降低至每年1～2次(見表3)。由此可見,停車線設(shè)置過密,也沒有必要。此外,地鐵應(yīng)與其他交通工具建立應(yīng)急接駁機(jī)制,在地鐵發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí),能夠調(diào)集車輛與地鐵形成接駁。廣州地鐵1999年至2004年客車故障救援匯總?cè)绫?。2.3從優(yōu)化客車救援程序上來看對(duì)停車線的設(shè)置要求 從客車救援不同階段所產(chǎn)生的時(shí)間來看,影響救援時(shí)間的最大因素是救援時(shí)的車輛連掛時(shí)間。在對(duì)救援程序進(jìn)行分析后,筆者認(rèn)為,通過優(yōu)化作業(yè)程序如提高司機(jī)的故障判斷處理能力、改變行調(diào)發(fā)布命令方式等,救援時(shí)的車輛連掛時(shí)間再壓縮4～6ｍｉｎ是完全有可能的;這樣停車線的設(shè)置間距可延長(zhǎng)1個(gè)站,即每隔4個(gè)站設(shè)1條停車線,救援時(shí)產(chǎn)生的正線運(yùn)營中斷時(shí)間仍在30ｍｉｎ以內(nèi)。但此情況下阻塞區(qū)段單線往返運(yùn)營周期將增至15ｍｉｎ,服務(wù)水平同樣未能提高。 此外,從救援時(shí)間中可以看出,入、出停車線時(shí)間對(duì)恢復(fù)正線運(yùn)營也產(chǎn)生較大影響。若將停車線有效長(zhǎng)度由142ｍ延長(zhǎng)到284ｍ,停車線之間距離延長(zhǎng)至6個(gè)站設(shè)置,救援時(shí)救援客車與被救援客車全部進(jìn)入停車線,救援客車在停車線內(nèi)完成解鉤、換端作業(yè),然后利用另一側(cè)線路投入運(yùn)營,這樣正線運(yùn)營阻塞時(shí)間就為救援時(shí)的車輛連掛時(shí)間,與故障車入、出停車線時(shí)間基本無關(guān)。此時(shí),全線運(yùn)營列車可通過延長(zhǎng)停站時(shí)間、降低區(qū)間運(yùn)行速度等辦法維持在線服務(wù),而救援推送運(yùn)行6個(gè)站的時(shí)間比正常運(yùn)營時(shí)間僅多4ｍｉｎ;多出的4ｍｉｎ可在不必人工接入的情況下由信號(hào)設(shè)備通過一個(gè)單程的運(yùn)營自動(dòng)調(diào)整解決。這樣行車組織與服務(wù)水平都有所提高。雖然單條停車線有效長(zhǎng)度增加了一倍,投資亦相應(yīng)增加,但從全線停車線的布置來看,由于增加了停車線之間的距離,與規(guī)范要求相比投資額并不一定會(huì)增加。3結(jié)論 通過以上的探討可以認(rèn)為:當(dāng)2個(gè)具備臨時(shí)停車條件的車站相距較遠(yuǎn)時(shí),沿線車站加設(shè)停車線對(duì)行車組織較為有利,停車線之間的間隔設(shè)置應(yīng)綜合考慮各方面因素,從行車、服務(wù)、投資等方面做出比較,選出符合自身地鐵情況的停車線的設(shè)置要求;但每隔3個(gè)車站加設(shè)停車線過于密集;而采用沿線每隔6個(gè)車站加設(shè)停車線,將單條停車線有效長(zhǎng)度延長(zhǎng)一倍的方法,在行車組織、乘客服務(wù)上都有較大的改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1] ＧＢ50157-2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[Ｓ].北京:中國計(jì)劃出版社,2003:12.[2] 廣州地鐵總公司.廣州地鐵一號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)(技術(shù)規(guī)格書)[Ｓ].1994:102.[3] 廣州地鐵總公司.廣州地鐵二號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)(技術(shù)規(guī)格書)[Ｓ].2000:91.
在整個(gè)客車救援過程中,有兩段時(shí)間相對(duì)確定:一是從客車出現(xiàn)故障到故障車與被救援車連掛好;二是故障車從臨近停車線的車站起進(jìn)入停車線存放好到救援車退回正線準(zhǔn)備投入運(yùn)營。而故障車從救援地被推送至到達(dá)停車線前方車站時(shí)的這段時(shí)間,則視其運(yùn)行區(qū)間的長(zhǎng)短而定。表1是廣州地鐵客車運(yùn)營間隔為5ｍｉｎ情況下故障車與救援車的連掛程序及所需時(shí)間。表2為救援車入、出停車線程序及時(shí)間。 從表1、表2可看出,以上兩項(xiàng)花費(fèi)時(shí)間約22ｍｉｎ;如果故障車需要清客,則需另加2ｍｉｎ;再加上故障車從救援地被推送至到達(dá)停車線臨近站的時(shí)間,整個(gè)救援過程的時(shí)間將超過24ｍｉｎ。1.3運(yùn)營阻塞時(shí)運(yùn)營服務(wù)的局限性 單純采用組織局部小交路運(yùn)營的方式,限制了乘客乘坐區(qū)域,且需換乘兩種不同的交通工具,增加了乘車時(shí)間。 組織小交路加上阻塞區(qū)段單線往返運(yùn)營的方式,雖能夠滿足乘客所乘區(qū)段的需求,但也增加了乘客的換乘次數(shù)及等待時(shí)間。廣州地鐵平均站間距1.2ｋｍ,平均旅速35ｋｍ/ｈ,停站時(shí)間平均約30ｓ。按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(ＧＢ50157-2003)中規(guī)定的3～5個(gè)車站加設(shè)停車線或渡線,在阻塞區(qū)段采用單線往返運(yùn)營,則一個(gè)往返所需時(shí)間分別為10、15、20ｍｉｎ。由此可見,兩停車線或渡線間隔越大,客車發(fā)生故障救援時(shí)乘客等待時(shí)間就越長(zhǎng),阻塞區(qū)段采用單線往返運(yùn)營的意義就越小。2停車線或渡線設(shè)置的選擇 當(dāng)發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí),行車組織要求盡快恢復(fù)正線運(yùn)營服務(wù),減少正線運(yùn)營中斷時(shí)間,這就要求在客車發(fā)生故障救援時(shí)就近能有地方臨時(shí)停放故障車。渡線不能存車,只提供折返以及線路與線路之間的過渡功能,在發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí)不能完全滿足行車組織的要求,因而僅設(shè)置在折返站,或是作為不同運(yùn)營線路間的聯(lián)絡(luò)線較為合適。停車線既具有存車功能,又具備折返功能,能夠滿足正線發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí)行車組織的要求。 由于地下停車線造價(jià)高,為壓縮投資規(guī)模,有些城市的地鐵選用渡線來替代停車線;而有些城市又過于強(qiáng)調(diào)每隔3站設(shè)置停車線的作用。因此如何合理地設(shè)置停車線,滿足運(yùn)營要求,就成為關(guān)鍵。兩停車線的設(shè)置間距,除受到容許中斷正線的行車時(shí)間(定義一般事故的時(shí)間)、客車救援時(shí)間、客車運(yùn)營間隔、服務(wù)水平、事故頻率等因素影響外,還受到投資規(guī)模的限制。其中容許中斷正線行車的時(shí)間、客車救援時(shí)間、救援故障發(fā)生的頻率是確定兩停車線之間距離長(zhǎng)短的主要因素。廣州地鐵對(duì)容許正線中斷的行車時(shí)間做了規(guī)定,受此影響,客車故障產(chǎn)生的救援時(shí)間不得超過其規(guī)定的時(shí)間。但客車救援時(shí)間又受員工對(duì)設(shè)備操作的熟練程度、設(shè)備功能等的影響,具有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。以下,就廣州地鐵容許中斷正線的行車時(shí)間、客車救援時(shí)間、客車故障救援發(fā)生的頻率等來分析其對(duì)停車線設(shè)置的影響。2.1從滿足容許中斷正線的行車時(shí)間看對(duì)停車線的設(shè)置要求 廣州地鐵《行車事故管理規(guī)則》中對(duì)一般事故的定義為:因設(shè)備故障或其它原因中斷正線(上下行正線之一)行車30ｍｉｎ及以上。中斷正線行車時(shí)間的取值受客車救援時(shí)間的限制,一般大于等于客車救援時(shí)間。客車的救援時(shí)間為:車輛連掛時(shí)間+區(qū)間推送時(shí)間+入、出停車線時(shí)間。其中區(qū)間推送時(shí)間可以大致看作兩停車線之間距離所產(chǎn)生的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)停車線之間距離為3～5個(gè)站時(shí),按照救援推送速度25ｋｍ/ｈ計(jì)算,區(qū)間推送時(shí)間分別為:5.8、8.6、11.5ｍｉｎ。由此可看出,按照規(guī)范要求設(shè)置停車線,以不超過30ｍｉｎ正線運(yùn)營中斷時(shí)間為條件,只有每隔3個(gè)站設(shè)置一條停車線的辦法才能滿足要求。2.2從客車故障救援發(fā)生的頻率來看對(duì)停車線的設(shè)置要求 從廣州地鐵客車故障救援發(fā)生的頻率來看,地鐵開通運(yùn)營的前兩年,設(shè)備的故障救援率較高,之后故障救援率降低至每年1～2次(見表3)。由此可見,停車線設(shè)置過密,也沒有必要。此外,地鐵應(yīng)與其他交通工具建立應(yīng)急接駁機(jī)制,在地鐵發(fā)生運(yùn)營阻塞時(shí),能夠調(diào)集車輛與地鐵形成接駁。廣州地鐵1999年至2004年客車故障救援匯總?cè)绫?。2.3從優(yōu)化客車救援程序上來看對(duì)停車線的設(shè)置要求 從客車救援不同階段所產(chǎn)生的時(shí)間來看,影響救援時(shí)間的最大因素是救援時(shí)的車輛連掛時(shí)間。在對(duì)救援程序進(jìn)行分析后,筆者認(rèn)為,通過優(yōu)化作業(yè)程序如提高司機(jī)的故障判斷處理能力、改變行調(diào)發(fā)布命令方式等,救援時(shí)的車輛連掛時(shí)間再壓縮4～6ｍｉｎ是完全有可能的;這樣停車線的設(shè)置間距可延長(zhǎng)1個(gè)站,即每隔4個(gè)站設(shè)1條停車線,救援時(shí)產(chǎn)生的正線運(yùn)營中斷時(shí)間仍在30ｍｉｎ以內(nèi)。但此情況下阻塞區(qū)段單線往返運(yùn)營周期將增至15ｍｉｎ,服務(wù)水平同樣未能提高。 此外,從救援時(shí)間中可以看出,入、出停車線時(shí)間對(duì)恢復(fù)正線運(yùn)營也產(chǎn)生較大影響。若將停車線有效長(zhǎng)度由142ｍ延長(zhǎng)到284ｍ,停車線之間距離延長(zhǎng)至6個(gè)站設(shè)置,救援時(shí)救援客車與被救援客車全部進(jìn)入停車線,救援客車在停車線內(nèi)完成解鉤、換端作業(yè),然后利用另一側(cè)線路投入運(yùn)營,這樣正線運(yùn)營阻塞時(shí)間就為救援時(shí)的車輛連掛時(shí)間,與故障車入、出停車線時(shí)間基本無關(guān)。此時(shí),全線運(yùn)營列車可通過延長(zhǎng)停站時(shí)間、降低區(qū)間運(yùn)行速度等辦法維持在線服務(wù),而救援推送運(yùn)行6個(gè)站的時(shí)間比正常運(yùn)營時(shí)間僅多4ｍｉｎ;多出的4ｍｉｎ可在不必人工接入的情況下由信號(hào)設(shè)備通過一個(gè)單程的運(yùn)營自動(dòng)調(diào)整解決。這樣行車組織與服務(wù)水平都有所提高。雖然單條停車線有效長(zhǎng)度增加了一倍,投資亦相應(yīng)增加,但從全線停車線的布置來看,由于增加了停車線之間的距離,與規(guī)范要求相比投資額并不一定會(huì)增加。3結(jié)論 通過以上的探討可以認(rèn)為:當(dāng)2個(gè)具備臨時(shí)停車條件的車站相距較遠(yuǎn)時(shí),沿線車站加設(shè)停車線對(duì)行車組織較為有利,停車線之間的間隔設(shè)置應(yīng)綜合考慮各方面因素,從行車、服務(wù)、投資等方面做出比較,選出符合自身地鐵情況的停車線的設(shè)置要求;但每隔3個(gè)車站加設(shè)停車線過于密集;而采用沿線每隔6個(gè)車站加設(shè)停車線,將單條停車線有效長(zhǎng)度延長(zhǎng)一倍的方法,在行車組織、乘客服務(wù)上都有較大的改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1] ＧＢ50157-2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[Ｓ].北京:中國計(jì)劃出版社,2003:12.[2] 廣州地鐵總公司.廣州地鐵一號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)(技術(shù)規(guī)格書)[Ｓ].1994:102.[3] 廣州地鐵總公司.廣州地鐵二號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)(技術(shù)規(guī)格書)[Ｓ].2000:91.