西安機(jī)場線與十四號(hào)線貫通運(yùn)營相關(guān)問題研究

孫 靜

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西西安 710043)

1 概述

由于規(guī)劃及實(shí)施主體的不同，我國部分城市機(jī)場軌道交通一般選取城市外圍交通樞紐站作為機(jī)場線與城市交通的換乘點(diǎn)，由此帶來了客流換乘不便的問題。

以西安機(jī)場線為例，西安機(jī)場線起自西安北客站，終至西安咸陽國際機(jī)場。線路全長29.28 km，全線設(shè)車站10座，在西安北客站與城市軌道交通二號(hào)線、四號(hào)線換乘，通過城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)機(jī)場與中心城區(qū)間的交通客流[2-3]。最新規(guī)劃的《關(guān)中城市群都市區(qū)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》將正在建設(shè)中的西安機(jī)場線(西安北至機(jī)場城際軌道項(xiàng)目)納入線網(wǎng)規(guī)劃，并在此基礎(chǔ)上將線路由北客站向東延伸至西安市規(guī)劃體育中心、國際港務(wù)區(qū)(十四號(hào)線)，遠(yuǎn)景預(yù)留輻射延伸至洪慶組的條件(如圖1)[4]。

目前，機(jī)場線已大面積開工，原設(shè)計(jì)方案僅在北客站預(yù)留了土建工程延伸條件，對(duì)于北客站向東延伸后十四號(hào)線全線的系統(tǒng)規(guī)模、各機(jī)電系統(tǒng)的能力并未做深入研究。應(yīng)對(duì)十四號(hào)線全線貫通后車輛選型、行車組織、車輛基地、供電系統(tǒng)等存在的問題及解決方案進(jìn)行專項(xiàng)研究[1-8]，以確保貫通后各系統(tǒng)的兼容性、延續(xù)性、一致性。

2 車輛編組

機(jī)場線設(shè)計(jì)階段尚未形成目前的線網(wǎng)規(guī)劃，且十四號(hào)線延伸段與原機(jī)場線客流特征存在差異。為保障全線客流適應(yīng)性，應(yīng)選取二者之中規(guī)模較大的編組方案作為貫通后的車輛編組方案。由此帶來的投資增加、招標(biāo)采購等問題應(yīng)由相關(guān)各方協(xié)商解決。

圖1 在建機(jī)場線與十四號(hào)線貫通后線路走向示意

2.1 機(jī)場線車輛編組形式

機(jī)場線初、近、遠(yuǎn)期均采用B型車3動(dòng)1拖4輛編組[2]。

編組形式：=TMc*M*M*TMc=

其中，TMc—帶司機(jī)室的動(dòng)拖組合車(每車為1動(dòng)1拖兩單元)；

M—帶受電弓的動(dòng)車；

=—自動(dòng)車鉤；

*—半永久牽引桿。

2.2 地鐵十四號(hào)線車輛編組形式

十四號(hào)線初、近、遠(yuǎn)期列車均采用6輛(4動(dòng)2拖)編組方案[4]。

編組形式：=Tc*Mp*M-M*Mp*Tc=

其中，Tc—帶司機(jī)室的拖車；

Mp—帶受電弓的動(dòng)車；

M—不帶受電弓的動(dòng)車；

=—自動(dòng)車鉤；

-—半自動(dòng)車鉤；

*—半永久牽引桿。

2.3 貫通運(yùn)營后車輛編組建議

貫通運(yùn)營后，4輛編組已經(jīng)不能滿足全線客流要求，需在機(jī)場線車輛出廠前進(jìn)行編組改造，根據(jù)建設(shè)單位陜西鐵路集團(tuán)公司與西安市地鐵公司就兩線貫通運(yùn)營達(dá)成的初步框架協(xié)議，機(jī)場線車輛編組形式與十四號(hào)線保持一致(均采用4動(dòng)2拖6輛編組)。

3 行車組織

3.1 貫通運(yùn)營后機(jī)場線存在的問題

(1)根據(jù)地鐵十四號(hào)線貫通運(yùn)營后的最新客流預(yù)測結(jié)果，初、近、遠(yuǎn)期高峰小時(shí)斷面客流分別為0.79萬人次/h，1.76萬人次/h，2.00萬人次/h。近、遠(yuǎn)期B型車4輛編組已不能滿足客流需求，需對(duì)各設(shè)計(jì)年限列車編組進(jìn)行調(diào)整。

(2)與地鐵十四號(hào)線貫通運(yùn)營后，高峰小時(shí)列車開行對(duì)數(shù)也有所調(diào)整，由原來的8對(duì)/h、14對(duì)/h、24對(duì)/h，調(diào)整為10對(duì)/h、20對(duì)/h、22對(duì)/h，初期購車數(shù)也應(yīng)有所增加。

3.2 貫通運(yùn)營解決思路

(1)近、遠(yuǎn)期B型車4輛編組已不能滿足客流需求，且初、近期年限相隔較近，為了避免運(yùn)營不久就改變編組，初、近期宜采用相同的編組車輛數(shù)[5，9-10]，即將原機(jī)場線初、近、遠(yuǎn)期均采用B型車4輛編組的方案，調(diào)整為十四號(hào)線全線初、近、遠(yuǎn)期均采用B型車6輛編組。

(2)機(jī)場線初、近、遠(yuǎn)期分別開行8對(duì)/h，14對(duì)/h，24對(duì)/h；與地鐵十四號(hào)線貫通運(yùn)營后調(diào)整為一個(gè)大交路(即賀韶村-機(jī)場)，初、近、遠(yuǎn)期分別開行10對(duì)/h，20對(duì)/h，22對(duì)/h。

貫通運(yùn)營后配屬車數(shù)調(diào)整如表1所示。

表1 配屬車數(shù)量

4 車輛基地

由于車輛配屬數(shù)量的增加(見表1)，原機(jī)場線車輛基地設(shè)計(jì)規(guī)模不能滿足貫通后的運(yùn)營需求，需分析車輛編組的改變、配屬車數(shù)的增加對(duì)車輛基地設(shè)計(jì)規(guī)模帶來的影響。同時(shí)，機(jī)場線與城市軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)后應(yīng)考慮資源共享及近遠(yuǎn)期分配問題，控制建設(shè)成本，做好設(shè)計(jì)預(yù)留。

4.1 機(jī)場線藝術(shù)中心車輛基地設(shè)計(jì)概況

(1)設(shè)計(jì)規(guī)模

機(jī)場線藝術(shù)中心車輛段設(shè)計(jì)規(guī)模如表2所示。

(2)車輛段總平面布置

表2 機(jī)場線車輛段與綜合基地設(shè)計(jì)規(guī)模 列位

注：機(jī)場線車輛初近遠(yuǎn)期均采用B2型車4輛編組。

運(yùn)用庫(由停車列檢庫、周月檢庫、輔助房屋組成)、檢修庫(由吹掃庫、定臨修庫、輔助房屋組成)、鏇輪洗車庫、聯(lián)合車庫呈順向布置(見圖2)。

段內(nèi)設(shè)有停車列檢線15條、雙周及三月檢線3條、調(diào)機(jī)及工程車存放線3條，并設(shè)有鏇輪線、洗車線、定修線、臨修線、吹掃線、試車線各1條。

車輛段內(nèi)檢修庫、運(yùn)用庫、定臨修庫等工藝房屋長度均按照B型車4輛編組設(shè)計(jì)，并預(yù)留6輛編組的建設(shè)條件。車輛段占地面積約32.4 ha，各類房屋建筑面積約6.6×104m2。

圖2 機(jī)場線車輛段總平面布置

4.2 貫通運(yùn)營后車輛段設(shè)計(jì)規(guī)模

(1)配屬車輛

貫通運(yùn)營后配屬車輛包括運(yùn)用車、備用車和檢修車三部分。各設(shè)計(jì)年度配屬車輛數(shù)如表3所示。

(2)檢修任務(wù)量

根據(jù)全日行車計(jì)劃、列車對(duì)數(shù)、運(yùn)行交路、檢修周期、停修時(shí)間等計(jì)算車輛檢修任務(wù)量。車輛檢修任務(wù)量如表3所示。

表3 車輛檢修任務(wù)量

(3)設(shè)計(jì)規(guī)模

全線段場的主要設(shè)計(jì)規(guī)模及規(guī)模分配如表4所示。

4.3 改擴(kuò)建主要工程內(nèi)容

根據(jù)藝術(shù)中心車輛段既有規(guī)模與全線主要設(shè)計(jì)規(guī)模的對(duì)比可知，需對(duì)藝術(shù)中心車輛段進(jìn)行以下改擴(kuò)建[1，11]。

表4 設(shè)計(jì)規(guī)模分配

(1)取消段內(nèi)預(yù)留的大、架修設(shè)施，其車輛大、架修任務(wù)改由西安地鐵十號(hào)線車輛段承擔(dān)。

(2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在車輛段內(nèi)增加定修列位1個(gè)。

(3)將遠(yuǎn)期預(yù)留的15個(gè)停車列檢列位改為近期一次建成，形成停車列檢30列位的規(guī)模，并增加機(jī)場線向西延伸時(shí)停車列檢的預(yù)留條件。

(4)近期增加雙周及三月檢列位1個(gè)。

(5)將停車列檢庫、定臨修庫、雙周及三月檢庫的庫長由4輛編組改為6輛編組(如表5)。

表5 機(jī)場線藝術(shù)中心車輛段規(guī)模對(duì)比

5 供電系統(tǒng)

應(yīng)考慮十四號(hào)線(賀韶村-北客站)與機(jī)場線的合理、科學(xué)銜接，以達(dá)到貫通運(yùn)營順利、對(duì)機(jī)場線影響最小的目的。

5.1 主變電所

貫通運(yùn)營后，由機(jī)場線設(shè)置的車輛段主變電所、馬東主變電所和地鐵十四號(hào)線設(shè)置的大學(xué)城主變電所進(jìn)行供電。

每個(gè)主變電所應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)主變壓器，共同承擔(dān)本站供電區(qū)的負(fù)荷。其容量選擇按一臺(tái)主變壓器退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)本供電區(qū)的一、二級(jí)負(fù)荷考慮。當(dāng)一座主變電所退出運(yùn)行時(shí)，相鄰主變電所可承擔(dān)其供電范圍內(nèi)的一、二級(jí)負(fù)荷。三座主變電所的容量按兩線貫通運(yùn)營考慮。

5.2 中壓供電網(wǎng)絡(luò)

機(jī)場線分兩個(gè)供電分區(qū)，北客站、尚稷路、DK6+320、秦文化園、秦漢商務(wù)區(qū)、長陵為第一供電分區(qū)，擺旗寨、藝術(shù)中心、空港新城、東航站樓、機(jī)場為第二供電分區(qū)。十四號(hào)線(賀韶村—北客站)為第三供電分區(qū)，包含賀韶村、停車場、港務(wù)大道、雙寨、體育中心、辛王路、大學(xué)城、尚賢路。正常情況下，第一供電分區(qū)由車輛段主變電所供電，第二供電分區(qū)由馬東主變電所供電，第三供電分區(qū)由大學(xué)城主變電所供電[2，4]。

當(dāng)車輛段主變電所進(jìn)行解列作業(yè)時(shí)，由馬東主變電所支援供電；當(dāng)馬東主變電所進(jìn)行解列作業(yè)時(shí)，由大學(xué)城主變電所支援供電；當(dāng)大學(xué)城主變電所進(jìn)行解列作業(yè)時(shí)，由馬東主變電所支援供電。因此，機(jī)場線北客站應(yīng)預(yù)留兩組環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)柜柜位，待十四號(hào)線(賀韶村—北客站)建成后，再實(shí)現(xiàn)與尚賢路環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的銜接。

5.3 直流牽引供電系統(tǒng)

十四號(hào)線的牽引變電所整流機(jī)組按貫通運(yùn)營進(jìn)行容量設(shè)計(jì)。北客站牽引所預(yù)留兩組直流饋線柜的安裝柜位，待十四號(hào)線(賀韶村—北客站)建成后，設(shè)置兩組直流饋線柜，與機(jī)場線牽引所進(jìn)行雙邊供電。

5.4 變電所

貫通運(yùn)營后，需對(duì)原機(jī)場線北客站牽引降壓混合變電所進(jìn)行改造。首先利用土建預(yù)留位置增加兩組35 kV出線開關(guān)柜，以實(shí)現(xiàn)主變電站之間的支援供電；其次利用土建預(yù)留位置增加兩組1 500 V饋線柜，并改造1 500 V上網(wǎng)開關(guān)閉鎖、聯(lián)跳關(guān)系以及繼電保護(hù)，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)雙邊供電以及故障情況下的大雙邊供電。

由于車輛段擴(kuò)建，原牽引降壓混合變電所改為牽引變電所，其降壓部分取消；同時(shí)設(shè)置運(yùn)用庫跟隨所，增加變電所至跟隨所之間的35 kV電纜及二次電纜。

5.5 供電車間

機(jī)場線在藝術(shù)中心車輛段內(nèi)設(shè)有供電車間一處，負(fù)責(zé)全線供電系統(tǒng)的運(yùn)營管理和維護(hù)檢修，待十四號(hào)線(賀韶村-北客站)建成后，僅需要對(duì)既有供電車間補(bǔ)充部分定員與少量檢修維護(hù)設(shè)備，無需重復(fù)設(shè)置供電車間。

6 結(jié)論和建議

(1)貫通運(yùn)營后，應(yīng)重新分析客流數(shù)據(jù)及特征，配備相應(yīng)的車輛編組形式及行車組織方案，調(diào)整購車數(shù)，以適應(yīng)客流。

(2)貫通后機(jī)場線機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)調(diào)整后技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)容，并做好相關(guān)接口設(shè)計(jì)。

(3)正在規(guī)劃、設(shè)計(jì)的軌道交通機(jī)場線，無論規(guī)劃建設(shè)主體是否一致，應(yīng)在前期規(guī)劃階段充分考慮與城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)銜接的合理性，避免后期增加不必要的設(shè)計(jì)施工難度。

(4)機(jī)場線客流數(shù)量及特征與其銜接的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)成熟度存在較大差異，應(yīng)處理好機(jī)場線與城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的銜接，最大化吸引客流。

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