◆ 张 军 杨文学 唐泽鹏
作者:张军,重庆市轨道交通(集团)有限公司网络运行公司总经理。
作者:杨文学,毕业于西南交通大学铁道运输专业,重庆市轨道交通(集团)有限公司网络运行公司副总经理。
作者:唐泽鹏,毕业于西南交通大学交通运输专业,重庆市轨道交通(集团)有限公司网络运行公司行车调度室从事安全技术工作。
优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通,已成为世界各国的共识。跨座式单轨交通系统作为轨道交通制式中的一部分,具有复杂地形适应性强、土地占用少、运输量适中、造价低的优势,是应用于世界轨道交通行业的中运量胶轮轨道交通系统。
重庆市结合山地城市特点,于2005年建成并通车运营了国内首条跨座式单轨线路——轨道交通2号线,线路全长19公里,2011年,随着56公里长的轨道交通3号线的开通运营,跨座式单轨运营里程增至75公里,另有在建线路22公里,预计至2015年,全市跨座式单轨线路的运营总里程将达约100公里的线网规模。
通过多年的运营实践,重庆轨道集团采取灵活运用多种交路、不断缩短行车间隔、适时增加列车编组等措施,充分挖掘单轨系统运输潜能,已实现单线日最大客流85.2万乘次,高峰小时最大断面客流2.86万乘次,最小行车间隔2分40秒,成为世界上开通里程最长、客流量最大、行车密度最高的跨座式单轨交通系统。同时不断探索应急突发事件时的救援方式,在原有纵向、横向、垂向救援方式的基础上增设了救援钢架桥,补充完善了跨座式单轨系统的应急救援方式,确保了安全运营。
本文以采用跨座式单轨制式的重庆轨道交通3号线的运营组织实践为例进行闸述。
重庆轨道交通3号线南起鱼洞,北至江北机场,连接巴南、南岸、渝中、江北、渝北等5个行政区域,将重庆的行政、经济、文化中心与城市副中心、公共活动区和居住区紧密联系在一起,拉近了火车站和机场与城市中心的距离;采用跨座式单轨制式,具有爬坡能力强、转弯半径小、运行噪声低等特点;线路全长56公里,已远超日本大阪(28公里)的吉尼斯世界纪录,成为迄今为止世界最长的跨座式单轨线路;设车站39座,其中高架站29座,地下站10座,平均站间距1.46公里,旅行速度34.1公里/小时,设车辆段和停车场各1处,控制中心1座,主变电所2座,可与1、2、6号线实现换乘,是重庆市南北方向的一条骨干交通线路。线路示意图及主要设备系统参数配置表如下:
轨道交通3号线是重庆市轨道交通线路中客运量最大的一条线路,目前日均客运量约62万乘次,最大日客运量85.2万乘次,高峰小时最大断面客流2.86万人/小时,发生在线路中部过江通道上,客流积聚主要为核心商圈站、换乘站和对外枢纽站,站点乘降规模符合组团核心商圈和换乘站客流集中的特征。通过对客流时间、空间分布特征分析,从时间分布上,客流随线网不断加密呈逐年快速增长态势,从全日客流分布情况来看,呈现明显的“双峰”特性,从空间分布上,在线路上呈明显“纺锤体”特性,运能压力主要来自于早晚高峰的中间区段。
为了适应3号线运营里程长,总体客运规模较大,全线客流分布呈现明显的“中间大、两端小”规律,早晚高峰站点客流聚集明显等特征,重庆轨道集团一直致力于探索并灵活运用各种列车运行组织方案,不断挖掘和发挥单轨系统运输潜能,使运能安排更好符合客流需要,提高轨道交通服务水平。
自3号线建成通车以来,根据客流变化不断创新尝试各种交路形式,先后使用了单一交路、大小交路、嵌套式交路、搭接式交路、混合式交路等多种方式,从使用情况来看,目前采用的大小交路套跑与搭接式交路并用的混合交路方案(详见下图)是最符合重庆的客流实际特征,在城市轨道交通行业内少有的采取了一条线路同时使用3个交路的方式。通过此种运行组织方案的运用,克服了单轨系统运输能力受制于折返能力问题,将小交路折返站单纯的折返变为折返与通过并用,以提升折返能力,有效的解决了四公里至龙头寺段高客流断面及长大线路客流“中间高、两端低”分布不均的问题,最大限度地发挥了运能效力,使中运量的单轨系统发挥了大运量地铁系统的运输作用,同时在调度指挥、乘务组织和车站客运组织等方面也积累了丰富的经验。
轨道交通3号线主要设备系统参数配置表
以四公里站为例,采用单一交路时,折返能力仅为26对/小时。而采用目前交路,按1:1折返与通过时,折返通过共用时235秒(计算如下表),此时折返能力为15对/小时,即折返和通过列车均为15对/小时,同方向分设2个折返站,则在交路重叠区段的运输能力理论上可达30对/小时,且目前实际已达22对/小时。
3号线目前采用的交路图
如前所述,通过采取多个交路,大大增加了高客流区段列车开行对数,从而使最小列车开行间隔由开始的10分、6分逐步调整到了目前的2分40秒,为全世界跨座式单轨之最。在不断缩短行车间隔的过程中,除了增加运用列车外,压缩停站时间(减少全周转时间)也是制约行车密度增大和准点运行的瓶颈。如在开通初期,3号线各站因停站时间较长,导致后续列车在区间频繁临时停车,严重影响车站的通过能力。我们通过加强车站组织、乘客引导和执行“到点发车”等措施压缩停站时间,从“多拉慢跑”过渡到“少拉快跑”,避免出现区间临时停车,从而提高整体运输能力。根据计算,停站时间每缩短10秒,车站运输能力可提高约1对/小时,调整前后的停站时间对比如下表所示,即通过调整停站时间可提高线路运输能力约6对/小时。同时,还根据客流需要采取组织备用列车或小交路列车在客流较小车站“跳停”,返空到客流大站开始载客,压缩部分车站的停站时间,从而提高了线路整体运输能力。
跨座式单轨与地铁有很大的区别,主要表现在线路、接触网等系统。重庆市地铁轨道与跨座式单轨的主要不同点如下表所示:
跨座式单轨2号线的大部分线路是高架线路,接触网安装在轨道梁两侧,一旦列车在区间发生故障,无法进行区间步行疏散,乘客疏散难度大、速度慢,对运营影响大。目前2号线单轨列车在故障时,可通过列车自救、纵向连挂救援、单轨列车纵向疏散、单轨列车横向疏散、垂向缓降疏散等方式开展救援,考虑特殊地段的外部环境限制,在极端情况下,还可积极协调公安、消防等社会职能部门配合疏散乘客(已多次开展联合演练)。同时,在新建3号线时,将高架车站和轨行区底板用钢架桥进行封闭,增加了安全性,轨行区钢架桥作为应急救援疏散的通道使用,补充完善了应急疏散的问题,同时减少汽车尾气、马路、噪声、灰尘对车站影响,缩小了车站规模,此举创新了跨座式单轨的救援方法,克服了单轨救援难度大的缺点,是区别于日本单轨的又一个重要特征。
城市轨道交通迅猛发展,全国各地大中型城市纷纷开始建设。通过合理制定跨座式单轨列车的运行交路、增加列车编组、压缩停站时间等方法,交路重叠区段高峰小时客流量可达3.8万人/小时,已达到了大运量轨道交通系统的标准。吸取地铁疏散快的优点,单轨系统通过高架钢架桥疏散,进一步克服了日本单轨疏散难度大问题。鉴于此,跨座式单轨适合修建于地形复杂的大中型城市,例如北京、太原等城市已开始引进跨座式单轨,具有积极的推广价值和广阔的发展前景。
四公里站1:1进行折返通过时的能力计算表
不同列车编组的载客量
重庆地铁与单轨主要区别