城市軌道交通列車晚出庫(kù)情況下的行車組織探討

邱丁丑

（廈門軌道交通集團(tuán)有限公司，福建廈門 361000）

1 引言

隨著城市軌道交通智能化程度提高，設(shè)備設(shè)施不斷增加，影響城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的故障類型也隨之增多。例如當(dāng)供電系統(tǒng)的可視化接地柜無(wú)法遠(yuǎn)程分閘時(shí)，需要人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分閘，從而導(dǎo)致正線接觸網(wǎng)無(wú)法及時(shí)完成送電，進(jìn)而影響列車出庫(kù)和后續(xù)的行車組織。對(duì)于突發(fā)事件、故障導(dǎo)致列車晚出庫(kù)情況，需要行車調(diào)度員臨時(shí)調(diào)整軋道方案、變更行車計(jì)劃，在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)按圖行車，減小故障事件對(duì)運(yùn)營(yíng)服務(wù)的影響。

在面對(duì)突發(fā)故障情況下，行車調(diào)度員不僅需要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行處置，還需臨時(shí)對(duì)全線列車進(jìn)行調(diào)整、決策行車調(diào)整方案，短時(shí)間行車調(diào)度員易出現(xiàn)臨時(shí)方案預(yù)想不充分、行車調(diào)整缺乏全局意識(shí)、執(zhí)行過(guò)程中反復(fù)變更調(diào)整計(jì)劃等問(wèn)題，因此對(duì)城市軌道交通列車晚出庫(kù)情況下行車組織研究顯得尤為重要。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)列車晚出庫(kù)情況下的行車組織研究較少，本文通過(guò)對(duì)軋道組織、小交路折返點(diǎn)、場(chǎng)段出車作業(yè)等因素進(jìn)行闡述分析，以廈門地鐵2號(hào)線為實(shí)例進(jìn)行探討、研究。

2 列車晚出庫(kù)下的行車組織原則

列車晚出庫(kù)會(huì)影響正線首班車的正常運(yùn)營(yíng)，行車調(diào)度員需根據(jù)晚出庫(kù)時(shí)間，遵循“安全、正點(diǎn)、便捷、高效”的原則，進(jìn)行行車組織調(diào)整，具體如下。

（1）安全第一。在列車晚出庫(kù)情況下進(jìn)行行車組織調(diào)整時(shí)，必須把安全放在首位，杜絕追求“快速?gòu)?fù)圖”而忽視“安全第一”。軋道車仍需加強(qiáng)線路瞭望，確認(rèn)隧道結(jié)構(gòu)、區(qū)間設(shè)備、區(qū)間作業(yè)遺留物等相關(guān)情況，確保運(yùn)營(yíng)安全，防止發(fā)生次生事故。

（2）保證首班車正點(diǎn)。首班車正點(diǎn)投入運(yùn)營(yíng)，是滿足廣大市民群眾高質(zhì)量出行需求的保證，關(guān)乎乘客服務(wù)質(zhì)量的高低。正常情況下，地鐵首班車不允許晚發(fā)。

（3）按圖行車，減少運(yùn)行秩序紊亂。對(duì)于存在多站首班車的線路，行車調(diào)度員需在首班車發(fā)車前多點(diǎn)布車。列車晚出庫(kù)情況下，行車調(diào)度員需采用小交路折返、反方向運(yùn)行等調(diào)整手段，保證列車及時(shí)到位。行車調(diào)整過(guò)程中應(yīng)遵照“按圖行車”原則，最大限度減少運(yùn)行秩序紊亂。

（4）場(chǎng)段平行出車作業(yè)。一般情況下，城市軌道交通均設(shè)有出入場(chǎng)（段）線，具備2條轉(zhuǎn)換軌同時(shí)接車條件。列車晚出庫(kù)情況下，場(chǎng)段應(yīng)采用平行作業(yè)方式，同一作業(yè)時(shí)段平行向正線發(fā)車。

3 列車晚出庫(kù)下的行車組織分析

為保證運(yùn)營(yíng)安全，每天運(yùn)營(yíng)前應(yīng)先安排軋道車對(duì)線路情況進(jìn)行檢查，列車晚出庫(kù)情況下將導(dǎo)致軋道車無(wú)法按運(yùn)行圖計(jì)劃出庫(kù)軋道，從而影響后續(xù)行車組織，所以對(duì)軋道車的行車組織調(diào)整是列車晚出庫(kù)情況下行車組織的重點(diǎn)研究方向。此外，對(duì)于不同線路、多點(diǎn)首班車等特殊情況，還需對(duì)小交路組織、場(chǎng)段出車作業(yè)等進(jìn)行分析研究。

3.1 軋道車組織

影響軋道時(shí)間的主要因素有軋道長(zhǎng)度、軋道方式、軋道速度等。

對(duì)于城市軌道交通線路，線路設(shè)置相對(duì)簡(jiǎn)單，可采用枚舉法將不同地點(diǎn)的軋道時(shí)間進(jìn)行列舉。當(dāng)滿足式（1）時(shí)，行車調(diào)度員僅需適當(dāng)調(diào)整軋道長(zhǎng)度或軋道速度后即可恢復(fù)按圖行車。

式（1）中，T為圖定軋道車出車時(shí)間至首班車時(shí)間差，min；T晚為列車晚出庫(kù)時(shí)間，min；Si為軋道區(qū)段長(zhǎng)度，km；vi為軋道速度，km/h。

由式（1）可以看出，當(dāng)T晚一定時(shí)，可通過(guò)縮短軋道長(zhǎng)度或者提高軋道速度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。故在列車晚出庫(kù)時(shí)，可以通過(guò)優(yōu)化軋道方式、提高軋道速度來(lái)保證按圖行車。

3.1.1 軋道方式

根據(jù)線路條件特點(diǎn)、場(chǎng)段位置設(shè)置情況，軋道車采用不同的開(kāi)行方案。正常情況下，城市軌道交通行業(yè)普遍采用正向軋道方式，但為了提高軋道效率，可采用上、下行同時(shí)開(kāi)行軋道車方式。在列車晚出庫(kù)情況下，根據(jù)場(chǎng)段設(shè)置不同，可對(duì)軋道方式優(yōu)化如下。

（1）若場(chǎng)段設(shè)置于一端，可采用單向雙線軋道，如圖1所示。

（2）若場(chǎng)段設(shè)置于兩端，可采用對(duì)向雙線軋道，如圖2所示。

（3）若場(chǎng)段設(shè)置于線路中間，可采用雙線“背向+對(duì)向”軋道，如圖3所示。

由上述優(yōu)化方案可以看出，當(dāng)采用對(duì)向軋道時(shí)，軋道終點(diǎn)的選擇也影響行車組織效率。若列車對(duì)向軋道完畢后需換端正向投入服務(wù)時(shí)，軋道終點(diǎn)的選擇需考慮反向進(jìn)路設(shè)置問(wèn)題，反向進(jìn)路較長(zhǎng)或未完全走完該反向進(jìn)路即換端投入服務(wù)時(shí)，將與正向列車存在敵對(duì)進(jìn)路，影響行車組織效率。所以，在列車晚出庫(kù)情況下的行車組織過(guò)程中，當(dāng)選擇采用有對(duì)向軋道方式時(shí)，應(yīng)對(duì)軋道終點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇。

3.1.2 軋道速度

城市軌道交通行業(yè)內(nèi)對(duì)于軋道的做法各有不同，其中廣州、武漢等城市均限速軋道，深圳、天津等城市則僅在異常天氣等特殊情況下進(jìn)行軋道。根據(jù)《城市軌道交通行車組織管理辦法》（交運(yùn)規(guī)[2019]14號(hào)）要求，“行車調(diào)度人員確認(rèn)具備條件后，原則上應(yīng)安排空駛列車限速軋道。確認(rèn)線路安全后，方可開(kāi)始運(yùn)營(yíng)”。所以，本文基于列車限速軋道進(jìn)行研究探討。

根據(jù)城市軌道交通行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，隧道區(qū)段，司機(jī)的瞭望距離一般在200 m以上；高架區(qū)段，司機(jī)的瞭望距離一般在800 m，但會(huì)受限制于天氣、異物特征及司機(jī)個(gè)體因素影響。以某地鐵B型車空車（AW0）工況為例，不同速度制動(dòng)距離如表1所示。

表1 AW0制動(dòng)初速度與制動(dòng)距離

以200 m瞭望距離、60 km/h速度軋道運(yùn)行，在發(fā)現(xiàn)線路異常情況下，司機(jī)有4.74 s的反應(yīng)冗余時(shí)間，所以限速60 km/h軋道屬于相對(duì)安全速度。但是，為全面評(píng)估軋道速度的安全性，本文對(duì)以下3方面進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

（1）線路條件。線路曲線半徑不同，區(qū)間彎道可瞭望距離也不盡相同。

（2）瞭望作業(yè)。在軋道作業(yè)過(guò)程中，為盡可能發(fā)現(xiàn)線路條件變化，司機(jī)的瞭望關(guān)注點(diǎn)基本在50～100 m范圍。根據(jù)《城市軌道交通行車組織管理辦法》要求“當(dāng)瞭望距離不足100 m時(shí)，列車運(yùn)行速度不應(yīng)超過(guò)50 km/h”。

（3）精神狀態(tài)。軋道作業(yè)的時(shí)段是人身體處于相對(duì)疲勞階段，過(guò)高的軋道速度不利于作業(yè)安全。

綜上，列車晚出庫(kù)情況下，軋道速度的提高應(yīng)充分考慮線路條件、瞭望作業(yè)、制動(dòng)距離、人員精神狀態(tài)等來(lái)確保運(yùn)行安全，不同軋道速度安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比如表 2所示。

表2 不同軋道速度安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比 km / h

3.2 小交路組織

小交路折返即行車調(diào)度員組織列車在中間具備折返條件的車站進(jìn)行折返作業(yè)。當(dāng)列車晚出庫(kù)達(dá)到一定程度時(shí)，為保證迅速恢復(fù)按圖行車，調(diào)整上下行列車數(shù)量，需適時(shí)組織列車在中間站折返，按圖投入服務(wù)。對(duì)于多個(gè)站點(diǎn)均有首班車的線路，組織小交路折返的必要性更強(qiáng)。

列車晚出庫(kù)情況下，為調(diào)整列車運(yùn)行圖，小交路折返的列車為軋道至目的地后的軋道車或軋道車的后續(xù)列車。組織小交路折返時(shí)，行車調(diào)度員應(yīng)考慮列車是否載客或直接空車折返后再投入服務(wù)。從客運(yùn)服務(wù)角度出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先采用空車進(jìn)行折返，提升乘客服務(wù)滿意度。若晚出庫(kù)時(shí)間較長(zhǎng)影響程度較大時(shí)，為更快恢復(fù)按圖行車，行車調(diào)度員應(yīng)綜合研判影響，適時(shí)對(duì)載客列車進(jìn)行清客折返。

列車晚出庫(kù)情況下，因運(yùn)行秩序較為紊亂，組織載客車清客執(zhí)行小交路折返對(duì)乘客服務(wù)影響較大。若組織空車進(jìn)行小交路折返，不僅能夠避免旅行速度較低及清客用時(shí)對(duì)交路調(diào)整的影響，而且可以避免清客對(duì)乘客服務(wù)的影響。

3.3 場(chǎng)段出車作業(yè)組織

列車晚出庫(kù)情況下，限制場(chǎng)段出車能力因素有場(chǎng)段發(fā)車間隔及場(chǎng)段具備上線列車數(shù)。

場(chǎng)段發(fā)車間隔即場(chǎng)段往正線同一接車股道（轉(zhuǎn)換軌）連續(xù)出車的時(shí)間間隔。因場(chǎng)段出車進(jìn)路為列車進(jìn)路，場(chǎng)段與正線信號(hào)之間存在聯(lián)鎖限制關(guān)系，只有當(dāng)正線轉(zhuǎn)換軌列車出清后，場(chǎng)段才能往該轉(zhuǎn)換軌再次排列進(jìn)路，組織發(fā)車。正線接車效率、場(chǎng)段走行路徑長(zhǎng)短均影響場(chǎng)段發(fā)車間隔，正常情況下，場(chǎng)段發(fā)車間隔為6～8 min。一般城市軌道交通均設(shè)有出入場(chǎng)（段）線，具備轉(zhuǎn)換Ⅰ/Ⅱ軌同時(shí)接車條件，列車晚出庫(kù)情況下，場(chǎng)段應(yīng)采用平行作業(yè)方式，同一作業(yè)時(shí)段平行向正線發(fā)車。

場(chǎng)段具備上線列車數(shù)受限于場(chǎng)段內(nèi)停放列車數(shù)及車輛檢修作業(yè)需要。若場(chǎng)段內(nèi)的列車能夠盡可能多的上線，則正線行車組織受行車調(diào)度員行車調(diào)整的影響將會(huì)較小。

綜上，在列車晚出庫(kù)情況下，場(chǎng)段采用平行出車作業(yè)及采用備車上線2種方式，以最大限度滿足正線快速恢復(fù)按圖行車。

3.4 晚出庫(kù)情況下的行車組織流程

通過(guò)前文分析，列車晚出庫(kù)情況下的行車組織流程如圖4所示，具體步驟如下。

（1）根據(jù)列車晚出庫(kù)時(shí)間，判斷軋道車出庫(kù)時(shí)間是否早于首班車時(shí)間，若是，執(zhí)行步驟（2）；若否，則執(zhí)行步驟（7）。

（2）若軋道車出庫(kù)時(shí)間早于首班車時(shí)間，則根據(jù)線路特點(diǎn)，制定軋道方式。

（3）若軋道速度不變，組織小交路折返能夠滿足全線首班車正點(diǎn)投入服務(wù)，則執(zhí)行步驟（4），否則執(zhí)行步驟（5）。

（4）組織場(chǎng)段平行出車作業(yè)進(jìn)行行車調(diào)整，恢復(fù)按圖行車。

（5）若適當(dāng)提高軋道速度（小于50 km/h），組織小交路折返，滿足全線首班車正點(diǎn)投入服務(wù)，則執(zhí)行步驟（4），否則執(zhí)行步驟（6）。

（6）提高軋道速度（大于50 km/h）或不組織軋道，首班車限速運(yùn)行并執(zhí)行步驟（4）。

（7）若線路有高架地面段且遇到惡劣天氣等特殊情況時(shí)，則執(zhí)行步驟（2）～ 步驟（6）；否則可不組織軋道，首班車限速運(yùn)行，組織司機(jī)加強(qiáng)線路瞭望并執(zhí)行步驟（4）。

4 列車晚出庫(kù)下的行車組織方案

本文以廈門地鐵2號(hào)線列車晚出庫(kù)45 min為例進(jìn)行研究探討。廈門地鐵2號(hào)線正線線路全長(zhǎng)41.60 km，共設(shè)32座車站，均為地下站，設(shè)有東孚車輛段，與正線東瑤站接軌；設(shè)有高林停車場(chǎng)，與正線濕地公園站接軌。2號(hào)線運(yùn)營(yíng)初期工作日運(yùn)行圖如圖5所示，06 : 30全線多點(diǎn)首班車投入服務(wù)。

廈門地鐵2號(hào)線運(yùn)營(yíng)初期東瑤、鼎美、馬鑾中心3站不對(duì)外載客，列車不停站通過(guò)。全線采用大小交路套跑模式，大交路為天竺山至五緣灣，小交路為新垵至五緣灣。列車軋道限速30 km/h，高林停車場(chǎng)軋道車A運(yùn)行區(qū)段：濕地公園上行—五緣灣上行—五緣灣折返線—五緣灣下行；高林停車場(chǎng)軋道車B運(yùn)行區(qū)段：濕地公園下行—東瑤下行；東孚車輛段軋道車C運(yùn)行區(qū)段：東瑤下行—天竺山下行—天竺山折返線—東瑤上行；東孚車輛段軋道車D運(yùn)行區(qū)段：東瑤上行—濕地公園上行，如圖6所示。

根據(jù)列車晚出庫(kù)情況下的行車組織流程，本文選擇以“軋道速度不變，改變軋道方式并組織空車小交路折返”方案進(jìn)行案例分析。

4.1 軋道方案

因B、D兩列車軋道時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)列車晚出庫(kù)時(shí)，B、D兩列車軋道將制約全線行車組織調(diào)整，因此，需對(duì)這兩列車軋道路徑進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

為提高軋道效率，需組織東瑤至濕地公園上下行區(qū)段采用雙線對(duì)向軋道，如圖7所示。

當(dāng)組織東瑤至濕地公園上下行區(qū)段采用雙線對(duì)向軋道時(shí)，需考慮反向進(jìn)路排列問(wèn)題，防止由于信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的限制、調(diào)度員使用不當(dāng)?shù)?，降低行車組織效率。按照軋道車限速30 km/h，為最快完成軋道，選取線路中間段站點(diǎn)，可計(jì)算得出部分軋道區(qū)段時(shí)間，如表3所示。

表3 不同軋道區(qū)段的軋道時(shí)間 min

根據(jù)運(yùn)行圖計(jì)劃，軋道車出車至首班車06 : 30間約有90 min，故式（1）中T取值90，為滿足T晚+ max{Ti}＜90，以晚出庫(kù)45 min為例進(jìn)行分析。

軋道終點(diǎn)可選的組合為{海滄灣公園、建業(yè)路、育秀東路}，若選擇建業(yè)路，2列對(duì)向軋道車到達(dá)建業(yè)路時(shí)間接近，存在敵對(duì)進(jìn)路，行車調(diào)度員需將某一方向列車扣停于前一車站，待對(duì)向列車軋道并換端后，方能排列進(jìn)路，組織軋道，該方案將增加不必要等待時(shí)間且同時(shí)段的敵對(duì)進(jìn)路為安全風(fēng)險(xiǎn)卡控點(diǎn)。

上行軋道終點(diǎn)選擇方面，若選擇海滄灣公園，上行正向列車時(shí)間小于上行反向軋道時(shí)間，則需扣停上行正向軋道列車，待反向列車軋道后方可放行，勢(shì)必增加15 min延誤，反而降低軋道效率。故上行軋道終點(diǎn)選擇育秀東路。同理可得，下行軋道終點(diǎn)選擇海滄灣公園。

4.2 行車組織方案

（1）東孚車輛段出場(chǎng)列車組織。軋道車D’ 在東瑤至育秀東路上行正向軋道，呂厝上行投入首班車服務(wù)；軋道車E在東瑤至海滄灣公園下行反向軋道，換端后投入服務(wù)；軋道車 C在東瑤至天竺山上、下行軋道后運(yùn)行至新陽(yáng)大道上行投入服務(wù)；組織一列車反方向運(yùn)行至新垵下行換端后投入首班車服務(wù)。

（2）高林停車場(chǎng)出場(chǎng)列車組織。軋道車B’ 在濕地公園至海滄灣公園下行正向軋道，軋道完畢后空車運(yùn)行至天竺山備用；軋道車F在濕地公園至育秀東路上行反向軋道，換端后運(yùn)行至嶺兜上行投入首班車服務(wù)；軋道車A在濕地公園至五緣灣上、下行軋道，軋道完畢后運(yùn)行至后埔下行投入服務(wù)；組織一列車空車運(yùn)行至嶺兜折返至何厝投入首班車服務(wù)。

4.3 方案效果分析

根據(jù)上述行車組織方案，可以有效避免列車晚出庫(kù)45 min情況下導(dǎo)致行車秩序紊亂，但該方案存在呂厝上行首班車預(yù)計(jì)始發(fā)晚點(diǎn)4 min。因首班車預(yù)計(jì)始發(fā)晚點(diǎn)，則可以適當(dāng)提高軋道速度至35 km/h，以滿足所有列車在06 : 30分首班車發(fā)車前恢復(fù)按圖行車。

5 結(jié)束語(yǔ)

城市軌道交通列車晚出庫(kù)情況下，線路設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)條件及列車晚出庫(kù)時(shí)間等雖然不同，但是列車晚出庫(kù)情況下的行車組織原則和行車組織調(diào)整方案的策略選擇基本相同。因此，需對(duì)列車晚出庫(kù)情況下的行車組織做好預(yù)想，針對(duì)不同線路條件的特點(diǎn)，根據(jù)行車組織原則，制定出不同晚出庫(kù)時(shí)間下的行車組織方案。同時(shí)，對(duì)行車調(diào)度員進(jìn)行培訓(xùn)和加強(qiáng)演練，強(qiáng)化行車組織程序，把控安全關(guān)鍵點(diǎn)，將故障事件最大限度降低影響，提高運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平。