地铁车站配线设计及评价方法研究

朱小军等

摘 要：为了满足列车正常运行、提高列车调度的机动性、灵活解决实际运行中的多种状态及功能需求，需要设置除正线外的车站配线。首先介绍车站配线的分类及其功能，然后针对其设计及评价方法，给出了车站配线设计的基本步骤及流程图，同时给出了车站配线的评价方法-配线分布图和折返时间计算图，并以天津地铁7号线为例进行了实例分析。

关键词：城市轨道交通；车站配线；全线设计；评价方法

1 概述

地铁具有运量大、快速、安全、稳定、受气候条件影响小等特点，对解决城市的交通拥堵问题效果显著。地铁设计是一项系统工程，需要多个专业的密切配合，行车专业是其中一项至关重要的专业。车站配线是行车专业设计中的一项重要内容，是地铁的重要基础设施之一。

车站配线的合理设置是列车安全行车、正常运行和提高运营管理应变能力的重要保证[1]。当前国内已有一些学者对地铁车站配线进行了相关研究，许斯河[2]在《关于地铁辅助线设计的探讨》中介绍了地铁车站辅助线的主要功能与技术要求；沈景炎[3]在《城市轨道交通车站配线的研究》中通过分析典型图例，研究了配线的分类、站点与配线的分布、配线的形式之间的相互关系，总结了配线的规则以及配线设置中需要注意的问题。这些研究仅是针对配线的形式及其功能，而较少针对车站配线设计及评价方法。

本文针对车站配线设计及评价方法，给出了车站配线设计的基本步骤及流程图，同时给出了车站配线的评价方法-配线分布图和折返时间计算图，并以天津地铁7号线为例进行了实例分析。

2 车站配线分类及其功能

车站配线的概念是在2008年发布的《城市轨道交通工程项目建设标准》建标104-2008中提出的。

根据实际运营的需求和不同的功能要求，在地铁系统中，车站配线按功能不同可分为折返线、故障列车待避线、渡线、联络线、支线接入线、车辆出入线和安全线7类，配线的分类及其功能如表1所示。

按设置需求来分，这些配线大致可归为以下三类：第一类取决于本线在线网规划中的地位以及与其它线路的关系。这些站点不取决于行车组织要求，而是由路网规划要求而定，比如联络线等。第二类取决于列车运行组织需求，比如折返线等。第三类是为了满足运营时间内故障情况下的运行模式，比如故障列车待避线、渡线等。

3 车站配线设计及评价方法

3.1 车站配线设计流程

在实际工作中，设计车站配线在不同的设计阶段考虑的重点有所不同，对于一条新的地铁线路的车站配线设计，需考虑以下这些因素：（1）线网规划。设置联络线时需要考虑线网规划的需求。（2）列车运行交路。设置起终点折返线时需要考虑列车运行交路。（3）分期实施计划。设置分期线路起终点折返线时需要考虑分期实施计划。（4）车辆段位置。设置车辆出入线时需要考虑车辆段位置。（5）规范要求。设置故障列车待避线、渡线时需要考虑规范要求。（6）工程条件。设置所有配线时均需考虑工程条件，因地制宜地设置配线。（7）其它需求。安全线、支线接入线等配线需要按照工程具体的需求设置。

在新线的车站配线设计中，可遵循一定的设计原则，优先设置相对固定位置的配线，再设置方便调动位置的配线；优先设置路网性、全线性的配线，再设置区域性的配线；优先设置必要功能的配线，再设置辅助功能的配线。

按照上述设计原则，新线的车站配线设计可按以下基本步骤进行：

STEP1：从线网角度考虑，设置联络线；

STEP2：从全线的折返功能角度考虑，在大小交路的起终点设置折返线；

STEP3：根据线路分期实施，在分期的起终点设置折返线；

STEP4：从车辆的出入角度考虑，设置出入段线；

STEP5：在满足故障運行，工程条件允许的情况下设置故障列车待避线；

STEP6：在满足故障运行，工程条件运行的情况下设置渡线；

STEP6：根据工程需求设置其它配线；

STEP7：进行配线评价，评价满意则结束，不满意则返回STEP5进行调整。

地铁车站配线设计流程如下图1所示。

3.2 车站配线评价方法

从图1可以看出，车站配线设计不是一次性就能完成，而是一个不断修改、完善的过程。设计工作者需要采用一定的量化方法来评价所设计的配线，评价的依据是各种配线是否满足线路的功能需求、是否符合规范要求等。

车站配线的评价涉及多方面的内容，本文通过两个量化方法来评价其中的两个方面。

第一个量化方法是配线分布图，其作用是评价所设配线是否满足规范要求。《城市轨道交通工程项目建设标准》建标104-2008[8]中规定：为满足故障运行工况，每隔5～6座车站（或8～10km）应设置故障列车待避线，其间每相隔2～3座车站（约3～5km）应加设渡线。因此，配线分布图是展示全线车站配线中故障列车待避线和渡线的设置间隔和距离的一种量化方法，其优点是方便直观。

第二个量化方法是折返时间计算图，其作用是评价折返线的折返时间是否符合列车开行间隔。地铁新线设计中，远期列车开行对数一般设计为30对/h，即开行间隔为2min（120s）。折返时间计算图是通过计算折返作业过程中各项作业时间，得出总折返作业时间，然后与开行间隔进行比较，看是否符合要求。

4 实例分析

本文以天津地铁7号线前期项目为例，7号线处于线网规划阶段，规划起点站为新淀北道站，终点站为芦北路站，线路全长42.76km，分两期实施，一期工程为海光寺站至芦北路站。

首先，采用3.1节中的配线设计流程设计车站配线，根据线网规划在景云路站设联络线；根据交路要求在新淀北道站、芦北路站设折返线；根据分期实施折返要求在海光寺站设折返线；由于这两个车站邻近车辆段，因此可以考虑将折返线与车辆出入线合设；根据故障运行要求在景谊路站、普济河道站、汇川路站设待避线；在景致东道站、朝阳路站、黄纬路站、环湖北道站、兴华道站设渡线；其它配线在后续阶段按需求设计。7号线全线车站配线图如图2所示。

然后，采用3.2节中的两个评价方法-配线分布图和折返时间计算图来对7号线车站配线的两个方面进行评价。

（1）配线分布图-评价所设配线是否满足规范要求

从图3可以看出，环湖北道站至汇川路站配线间距为6.2km>5km，这是由于肿瘤医院站至丽江站间距较大，如工程条件允许可考虑将汇川路站配线移至王兰庄站，所设其它配线间距基本满足规范要求。

（2）折返时间计算图-评价海光寺站折返作业时间是否满足发车间隔要求

由于7号线为前期项目，信联闭设备时间尚未确定，本文计算折返作业时间所使用的信联闭设备时间是参照线网中类似制式线路。

图4 海光寺站折返作业时间计算图

从图4可以看出，海光寺站折返作业时间为127s>120s，不满足2min的发车间隔要求，需要优化信联闭设备的时间或采用新的折返线形式。若仍采用此种折返线形式，则列车开行对数应调整为28对/h，即发车间隔为2.14min（128s）。

5 结束语

本文针对车站配线设计及评价方法，给出了车站配线设计的基本步骤及流程图，同时给出了车站配线的评价方法-配线分布图和折返时间计算图，并以天津地铁7号线为例进行了实例分析。

车站配线是实现全线各个时期列车运营计划、及时处置运营故障与事故并为运营组织提供灵活性与适应性功能的基础条件与保证。

在工程设计中各种配线的使用和布置应根据各辅助线的功能、全线线路条件、车站布置和行车组织及运营管理的要求，充分考虑土建结构和车辆、供电、信号等设备系统的功能进行经济技术的综合比较后选定。

参考文献

[1]毛保华.城市轨道交通规划与设计[M].北京：人民交通出版社，2006：45-66.

[2]许斯河.关于地铁辅助线设计的探讨[J].世界轨道交通，2004，9：20-22.

[3]沈景炎.城市轨道交通车站配线的研究[J].城市轨道交通研究，2006，9：1-6.

[4]汪波，韩宝明，战明辉等.城市轨道交通运输能力计算及加强研究[J].城市轨道交通研究，2013，16（4）：38-43.

[5]沈景炎.城市轨道交通线网规划与客流预测[J].都市快轨交通，2007，20（1）：2-6.

[6]王九州，苗赛松.地铁缩短渡线设计研究及电算程序实现[J].铁路计算机应用，2012，21（11）：57-59.

[7]GB 50157-2003 地铁设计规范[S]. 北京： 中国计划出版社， 2003.

[8]建标104-2008 城市轨道交通工程项目建设标準[S].北京： 中国计划出版社，2008.