津滨轻轨东海路站折返间隔优化分析

王东波 李克剑 王俊锋 张福信

天津津滨轻轨西起天津站，东至东海路，全长52.25 km，是连接天津市区与滨海新区的交通动脉，为天津市区和滨海新区人民出行提供了便利。津滨轻轨列车控制系统采用基于FSK轨道电路的列车控制系统，保证列车的运营安全，全线分2期建设，东段于2006年全功能开通，全线开通于2012年。东海路站是津滨轻轨终端站，线路设计为站后折返模式，折返道岔为交叉渡线。

1 问题的提出及分析

津滨轻轨东段开通运营初期，客流量并不大，一般运营间隔大于7 min。如图1所示，东海路站后折返采用双线折返，ATS终端模式采用终端模式1，即列车1到达站台1后，开通侧向进路，通过2/4道岔反位，到RAD2G-14(上行折返轨)进行折返，返回站台2;列车2到达站台1后，通过开通直向进路，到RAD1G-14(下行折返轨)进行折返，再通过6/8反位，回到站台2;列车3在列车1离开折返区域，列车2处于下行折返轨时，ATS为列车3开放侧向进路，列车3进入上行折返轨后，列车2开始折返，以这样循环往复的折返方式实现列车折返。这样的方式，好处是可以充分利用2组道岔，2列车折返时有一定的并行时间，即使运营间隔较小时，司机在折返轨也有足够的换端时间。在这种方式下，东海路折返足以满足正常的运营需要。

图1 东海路双线站后折返

但是随着天津市城市的不断发展，越来越多的市民选择津滨轻轨往来于市区与滨海新区，运行间隔需要不断缩短。近几年，早晚高峰期的运营间隔已然达到5 min，而继续缩短间隔比较困难，高峰期5 min运营间隔时，如果稍有列车晚点情况，会出现一些列车不能完全进站停车进行上下客作业情况。因此随着运营间隔的压缩，对列车运行方式提出了更高的要求。

从前面对东海路站多车双线路折返作业过程的描述分析，虽然采用终端模式1有其优点，在一定程度上有两列车并行作业时间，即列车1从上行折返轨回站台2时，可以为列车2开放直向进路，进入下行折返轨，但是当列车3进入站台1，并需进入上行折返轨时，就需要与列车2返回站台2作业协调进行，两个作业因都需要道岔反向通过岔区，存在进路冲突，这就需要ATS子系统进行合理的调度，任何一个作业的延误，都会造成折返间隔的增大。

从运营角度分析，根据当前高峰期的运营情况，司机在折返轨换端的时间一般大于1 min，若要缩短折返间隔，就必须缩短这个作业时间。

从列车控制系统分析，根据系统一般的联锁逻辑，当道岔区域不满足X6开放侧向或直向进路时，X6显示红灯，这样列车的安全停车点处于信号机前方，造成列车无法完全进入站台对标停车，从而造成列车无法进行上下客作业，减少了车站的并行作业时间，增加了折返站的运行间隔。

通过分析，以上3种情形是导致东海路站不能进一步缩短运营间隔的主要原因。所以，减小站后折返间隔的方法要从以下几方面入手:尽量增加列车并行作业的可能;尽量减少折返区域内列车作业冲突的可能;尽量缩短列车在折返轨换端时间。

在以上分析基础上，通过多次与供货商联系沟通，最终确定为东海路站设计增加其独有的功能——Overlap功能。

另外，关于终端模式，这里补充说明一下。终端模式是津滨轻轨信号系统ATS子系统仅在终端折返站设计使用的一种根据列车位置自动开放折返进路的折返方式。它分为3种模式:终端模式1，即上面提到的折返方式，两个折返轨交叉使用;终端模式2，即只使用直进侧出的折返方式(如只使用图1中6/8道岔折返);终端模式3，即只使用侧进直出的折返方式 (如只使用图1中2/4道岔折返)。

2 问题的解决

2.1 Overlap功能

东海路Overlap功能是专为东海路车站及此种站型折返设计使用的一种功能，当列车占用某一特定轨道电路时，联锁将检查联锁区安全条件，条件满足时，联锁会自动为该列车启动Overlap功能，轨旁设备会自动将2/4、6/8道岔转到定位并锁闭，相应控制线会向前延伸，即便X6为红灯情况下，同样允许列车完全进入车站停车，进行上下客作业。而当Overlap功能在设定时间内失效后，道岔重新解锁，等待下一条进路的办理。Overlap功能启动的前提条件:①前次列车未占用特定轨道电路;②本次列车占用特定轨道电路 (RAD1G-9或RAD1G-10或RAD1G-9和RAD1G-10);③道岔处于解锁状态;④Overlap功能启动前，ATS未手动办理进路。

2.2 功能分析

Overlap功能的使用解决了X6信号机不开放情况下，列车可以完全进站对标停车的问题，使得本次列车与折返线折返的列车有并行作业的可能。

通过对Overlap功能过程的观察，并与东海路站3种终端模式结合来看，该功能与终端模式3相结合，会到达最佳效果，如图2所示，分析如下。

图2 东海路终端模式3运行图

终端模式3下，如果上行折返轨没有列车占用，ATS系统会自动为列车办理到折返轨的进路。反之，若ATS无法为其开放到折返轨进路，当列车轧入RAD1G-9时，若条件满足，Overlap功能启动，允许列车到站台1对标停车，而此时折返轨列车已经离开折返轨，到达站台2(这里充分体现了两列车的并行作业时间)，道岔解锁后，因终端模式3的原因，ATS系统会自动为列车排列到上行折返轨的进路。

终端模式2下，由于该模式与Overlap功能使用刚好相背离，前次列车会使用侧向道岔进行折返，很难启动该功能，更无法满足并行作业。

终端模式1下，列车分别交替使用2个折返轨进行折返，其中侧向优先。系统会优先为列车办理进路，虽然在满足Overlap功能的条件时，轨旁会启动该功能，但是始终摆脱不了列车2和列车3之间的冲突问题。所以Overlap功能与模式1结合，对折返间隔起不到明显效果。

2.3 功能效果

下面仅就终端模式3与Overlap功能结合，对东海路站后折返间隔进行定量分析。表1列出了计算折返间隔所需要的一些参数。

表1 东海路折返参数表

终端模式3下，折返间隔Ttb计算公式如下:

将表1中数据代入公式 (1)，得

Ttb=60+39+25+15=139(s)

从以上分析及计算结果看，通过Overlap功能使用和司机换端时间的缩短，车站完全可以满足2.5 min的折返间隔，这比升级前有了明显提升。

如果充分利用两列车之间并行作业时间，以道岔解锁时刻作为触发各项作业的关键时刻，折返间隔还可以进一步缩短，本文不再进行详述和计算。

3 结束语

站后折返是城市轨道交通线路最常用的折返类型，若设计或使用不当都会影响整条线路的运行间隔。本文仅从津滨轻轨东海路站折返实际问题出发，在较浅层次上对解决办法做了分析，为城市轨道交通设计者、建设者和使用者提供参考。

［1］ 吴汶麟.城市轨道交通信号与通信系统［M］.北京:中国铁道出版社，2000，8.

［2］ 刘涛.城市轨道交通站折返能力的估算及影响因素［J］.铁道通信信号，2008，(12):17.

［3］ 毛保华.城市轨道交通系统运营管理［M］.北京:人民铁道出版社，2006.