天津地铁5、6号线共线运营段能力分析

龙永芳

(铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300142)

1 研究背景

天津地铁5号线北起北辰区双街,南至津南区大寺；天津地铁6号线北起大毕庄停车场,南至李七庄,两者均为天津市中心城区的外部填充线。根据建设规划(建设项目的设计年限按项目建成通车年为基准年,初期为建成通车后第3年、近期为第10年、远期为第25年,本项目研究年度初、近、远期分别为2016、2023、2038年),5号线初期建设范围为北辰区双街—河西区环湖西路,从环湖西路站开始修建联络线至天津地铁6号线的体育中心站,与6号线共同组成一条环线。初期5号线从体育中心站开始与6号线共线运营至终点李七庄站,近期若运输能力富余,也可以考虑共线运营,远期当客流增幅较大时,两线分开运营,体育中心站—李七庄站划归5号线。

下面对5、6号线的共线运营段,即体育中心站—李七庄站进行能力适应性分析。

2 运营方案

2.1 列车编组方案

5、6号线各研究年度均采用B型车6辆编组,定员1 440人/列。

2.2 列车运行交路

5、6号线初、近期运行交路分别如图1、图2所示。

图1 5号线初、近期列车运行交路

图2 6号线初、近期列车运行交路

3 共线运营段能力适应性分析

近期5号线高峰小时开行大交路10对列车,小交路7对列车；6号线高峰小时开行大交路12对列车,小交路6对列车。若考虑5、6号线近期仍然在体育中心站—李七庄站区间共线运营,由于体育中心站为5、6号线共用的小交路折返站,而列车折返能力通常是轨道交通最终通过能力的限制因素,因此需要检算体育中心站的折返能力是否能够满足需要。

3.1 体育中心站折返形式

体育中心站采用站后折返形式,车站配线形式如图3所示。

图3 5号线体育中心站配线示意

3.2 列车折返能力的概念

列车折返能力是指轨道交通折返站在1 h内能够折返的最大列车数,其计算公式为

式中n折返——折返能力，列/h；

I到达——列车在折返站的最小到达间隔时间，s；

I出发——列车在折返站的最小出发间隔时间，s。

应该强调的是,列车折返间隔时间与列车在折返站停留时间是两个不同的概念,前者反映的是两列列车在折返站先后出发或到达的时间间隔,而后者反映的是一列列车在折返站由到达至出发、或由出发至到达的时间间隔。

3.3 计算基础参数

(1)列车编组为B型车6辆,3动3拖,列车长度为120 m；

(2)正线列车运行最高速度78 km/h；

(3)道岔侧向限速30 km/h；

(4)平均加速度为0.5 m/s2,启动平均加速度为0.83 m/s2,常用制动减速度为1.0 m/s2；

3.4 列车最小出发间隔

考虑到列车进路存在干扰问题,列车到达优先于列车出发,因此列车最小出发间隔一般大于或等于列车最小到达间隔,故只需计算列车最小出发间隔即可以保证列车折返能力不被高估。

I出发=t离去+t转换+t出线+t停站

式中I出发——列车最小出发间隔；

t离去——出发列车尾部驶离车站闭塞分区的时间；

t转换——列车折返时办理进路、开放信号等的作业时间,一般取13 s,其中办理进路时间3 s、选路及锁闭进路含转辙机动作时间9 s、信号机开放时间1 s；

t出线——列车从折返线起车至车站站台的时间；

t停站——列车停站时间。

从李七庄方向来的5、6号线列车共线运营至体育中心站,接入共用的站台,由于体育中心站为小交路的折返站,因此按照以下两种情况分别计算列车最小出发间隔时间。

根据5、6号线的运行交路和行车计划,在小交路体育中心站有以下两种折返形式。

(1)前行列车由1站台驶离车站5、6号线并线道岔D点；办理进路并开放信号；列车由折返线A点运行至1站台停车；停站时间内乘客上车完毕并开放信号,列车发车,见图4。

图4 体育中心站折返示意(一)

经过计算,该种情况的列车最小出发间隔时间I出发=25+13+45+30=113 s。

(2)前行列车由1站台驶离车站5、6号线并线道岔D点；办理进路并开放信号；列车由A点运行至1站台停车；停站时间内乘客上车完毕并开放信号,列车发车,见图5。

图5 体育中心站折返示意(二)

经过计算,该种情况的列车最小出发间隔时间I出发=25+13+31+30=99 s。

若需要体育中心站的折返能力满足要求,列车最小出发间隔时间I出发最大不能超过92 s(考虑5、6号线高峰小时共开行35对列车,同时考虑10%的能力富余量,即需满足开行39对列车)。从以上的分析可以看出,两种列车出发作业过程的情况同时存在,因此体育中心站的折返能力不能满足要求(在列车最小出发间隔时间已经不能满足折返能力要求的前提下,无需再计算列车最小到达间隔时间)。

综上所述,在体育中心站采用前述车站配线形式,5、6号线采用前述列车开行方案的前提下,从近期开始5、6号线已不能共线运营,两线应分开运营。

4 结语

根据天津地铁5、6号线共线运营的特点,对共线运营段的能力适应性进行分析。由于车站折返能力是城市轨道交通能力的关键环节,直接影响着整个系统的运输能力和效率,因此研究共线运营段的小交路折返车站体育中心站的折返能力,分别计算了两种不同折返形式的列车最小出发间隔,从而得出结论：体育中心站的折返能力不能满足近期(2023年)运营的要求,因此从近期(2023年)开始天津地铁5、6号线已不能共线运营,两线应分开运营。

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