北京地铁9号线“W”型折返线列车救援分析*

胡清梅 吕 楠 韩庆龙 苏建军 刘 冰 张 岚

（北京市地铁运营有限公司，100044，北京∥第一作者，工程师）

北京地铁9号线“W”型折返线列车救援分析*

胡清梅 吕 楠 韩庆龙 苏建军 刘 冰 张 岚

（北京市地铁运营有限公司，100044，北京∥第一作者，工程师）

北京西站“W”型折返线为北京地铁9号线列车故障救援困难点。结合北京西站“W”型折返线的信号系统和线路特点，分析其行车组织方式和折返能力，并在保证最大限度地维持区段运营的情况下，提出列车故障情况下的列车救援方案和行车组织方案。

地铁车站；“W”型折返线；列车救援；行车组织

Author's address Beijing Subway Operation Co.，Ltd.，100044，Beijing，China

北京地铁9号线为北京市区西部的纵向干线，于2007年开始动工建设。线路南起丰台区的郭公庄，沿万寿路南延向北，从丰台火车站东侧穿过，途经北京西站、军事博物馆等地，至终点国家图书馆，共设13座车站。为尽早缓解中心城区重点路段交通压力，北京地铁突破整条线路建成后开通运营的常规模式，采取了“建成一段、开通一段”的分段运营模式。在此背景下，9号线南段提前一年于2011年 12月31日开通试运营。

9号线南段南起郭公庄，北至北京西站，共设9座车站，线路长11.2 km，在郭公庄站与房山线实现换乘。由于9号线在北京西站使用双岛车站的外侧轨道，折返过程中需要进入为7号线预留的内侧轨道多次换头，实现“W”型折返。9号线“W”型折返线的特殊性，给地铁的行车组织和列车故障下的救援带来了一定的困难，本文将对此进行分析。

1　9号线北京西站“W”型折返线

为使机车车辆能折返运行，地铁线路的起、终点站必须设置折返线。其折返能力应与全线的运输能力相匹配。但由于9号线是分段开通，因此必须在北京西站利用7号线预留车站折返线进行“W”型站后折返，以实现9号线南段的分段运营。六里桥站至北京西站区间的线路示意图如图1所示。

北京西站为双岛式站台，利用站后9号线与7号线联络线及7号线预留车站折返线进行折返作业。六里桥站至北京西站为上行方向，北京西站至六里桥站为下行方向，上行列车运行至北京西站终点站后，经过5次换头作业，折返到北京西站下行站线。列车利用“W”型折返线进行站后折返的运行路径如图2所示，具体过程为：

（1）上行列车到达北京西站上行站线，完成乘客乘降作业后，凭SC信号机的显示出站运行至Z2信号机前停车；

（2）列车在Z2信号机前进行换头，凭F2信号机的显示运行至Z3（7）信号机前停车；

（3）列车在Z3（7）信号机前进行换头，凭F3（7）信号机的显示运行至Z2（7）信号机前停车；

（4）列车在Z2（7）信号机前进行换头，凭F2（7）信号机的显示运行至Z4（7）信号机前停车；

图1　9号线线路示意图（六里桥站—北京西站）

（5）列车在Z4（7）信号机前进行换头，凭F4（7）信号机的显示运行至Z1信号机前停车；

（6）列车在Z1信号机前进行换头，凭F1信号机的显示运行至北京西站下行站线，进行乘客乘降作业，然后凭XC信号机的显示出站运行。

图2　9号线北京西站“W”型折返过程

2　北京西站“W”型折返线折返能力计算

列车折返能力是指轨道交通折返站在1h内能够折返的最大列车数，其计算公式为：n折返=3 600/h发车间隔（1）

式中：

n折返——1 h内的列车折返能力，列；

h发车间隔——折返间隔时间，s。

折返间隔时间的确定方法有图解法与解析法2种。图解法是将组成列车折返作业过程的各个单项作业时间按作业顺序绘制在作业程序图上，然后在图上找出相邻2列折返列车的折返间隔时间。图解法适用于特定折返站的折返间隔时间的确定，也可用来验证采用解析法计算得到的结果。解析法通过对列车折返作业过程、列车在折返站的作业（进路）干扰等影响因素的分析，确定满足最小折返间隔时间的条件，并在此基础上建立计算折返间隔时间的数学关系式。为了直观地反映列车折返间隔时间的组成，分析影响列车折返能力的各项因素，本文采用图解法分析北京西站的折返过程。具体的作业过程及时间如表1所示。

各条折返线的命名如图3所示。

表1　北京西站站后折返能力计算表

假设第一列上行列车（A车）越过SC出站信号机的计轴保护区段后，第二列车（B车）即可进站进行清客作业。当A车到达1号折返线停稳后，B车即可由2号站线出站。通过计算可知，折返列车发车间隔时间等于折返列车到达间隔时间，均为171 s，所以h发车间隔=171 s，折返时间为605 s，则由式（1）得n折返=21列。

图3　9号线北京西站“W”型折返线命名

3　北京西站“W”型折返线的救援方案分析

列车在运营过程中一旦发生牵引或制动系统故障，将使列车运行陷入停顿，特别是当故障短时间内无法排除时，行车调度必须采取措施对故障列车进行救援，同时还需采取各种行车调整措施，最大限度地维持非故障区段的列车运营，减少故障对乘客的影响。9号线南段最困难的救援地段位于北京西站的“W”型折返线，由于施工原因，其所有折返线的长度均不超过225 m，这给列车故障时的救援带来了困难。本文将针对各个困难点的列车救援方案进行分析。当列车故障停于北京西站4号或5号折返线时，行车调度可组织列车利用空闲一侧的折返线进行折返作业，维持正常运营，而故障车则可以等待运营结束后再进行救援，故此处不做分析。

3.1列车救援组织原则

正线列车发生故障需要救援时，应遵循顺向救援原则，以确保正线其他列车的运行秩序。即应尽量采用相邻后续列车正向推进故障列车的救援方法。采用此方法，相邻后续列车清客后即可前往故障列车所在区间进行救援，节省了司机换端的时间，对前行和其他后续列车的运行影响相对较小。

当无法实施顺向救援时，可采取逆向救援或利用渡线变逆向救援为顺向救援等方式进行救援。但此种方式会影响线路上运行的其它列车，行车调度需对相关区段进行封锁，并采取小交路、单线双向运行等手段对行车秩序进行调整以最大限度维持运营，加大了故障处理和兼顾运营组织的难度。

3.2故障列车停在2号站线或6号折返线的救援方案

故障列车停于2号站线或6号折返线时的救援方案类似。以故障列车停于2号站线为例，行车调度员可组织后续列车在六里桥东站清客后，担当救援列车运行至北京西站与故障车连挂。行车调度员将北京西站SC信号机封锁至六里桥站F12信号机，救援列车凭F12信号机的显示进入六里桥库线运行至下行线回段。在救援列车返回六里桥库线前，可组织后续列车利用六里桥库线进行折返，维持郭公庄站至六里桥站的区段运营，同时可采取列车在六里桥清客经库线进入下行线运行至北京西站，维持北京西站至郭公庄站的运营。救援列车和运营列车的运行路径如图4所示。

图4　故障列车停于北京西站2号站线时的救援方案

3.3故障列车停在1号或2号折返线的救援方案

故障列车停于1号或2号折返线时，无法采取救援作业。此时，可根据列车运行间隔，组织部分列车载客运行至北京西站上行站线，清客后封锁返回六里桥F12信号机，经库线运行至下行线载客；或组织列车在六里桥清客，经库线F8信号机运行至北京西站载客后，运行至郭公庄站，维持郭公庄至北京西站的运营。运营列车的运行路径如图5所示。

3.4故障列车停在1号站线或3号折返线的救援方案

故障列车停在1号站线或3号折返线时，救援组织方式不同。当列车停于1号站线时，可组织后续列车推进救援。即采取顺向救援的方式。当列车停于3号折返线时，可组织列车在六里桥东站清客后担当救援列车，反向封锁运行至北京西站与故障车连挂后，由下行线牵引运行回段。当救援列车由六里桥东站开出越过F5信号机后，行车调度可将下行部分区段线路封锁解除，组织上行列车在六里桥站折返维持区段运营，同时可组织部分列车载客运行至北京西站上行站线清客后，封锁返回六里桥F12信号机，经六里桥库线运行至下行线继续载客运行，以维持郭公庄至北京西站区段运营。救援列车和运营列车的运行路径如图6所示。

图5　故障列车停于北京西站1号或2号折返线时的救援方案

图6　故障列车停于3号折返线时的救援方案

4　结语

地铁列车故障救援的方案和效率是各地铁运营企业十分关注的问题，但因信号、车辆等的特性，各救援方案的行车组织均有所不同。预先分析线路特点，针对不同的列车故障点，制定完善的列车应急救援预案，优化行车组织方案，对提高地铁运营效率、保障运营安全有着重要意义。本文对北京地铁9号线北京西站“W”型折返线的折返能力和列车救援方案进行分析，为地铁实际运营组织和应急救援提供决策支持。

从9号线北京西站“W”型折返线列车救援方案分析可见，由于前期设计和建设时考虑不足，给后期的运营组织和列车救援带来了很大困难。北京地铁大多数线路目前均采取“建成一段、开通一段”的分段运营模式，但在分段运营的终点站，线路设计和施工时并未完全按照折返线的设计原则进行，给后期的运营带来了潜在的安全风险。作为地铁建设者，应研究“关口前移”，充分考虑线路、信号和车辆之间的匹配，特别要关注分段开通运营的特殊性和线路远期规划，以便线路建成运营时，特别是在故障应急情况下，运营单位能采取最经济有效的行车调整方式，为乘客提供安全、准点、快捷、舒适的服务。

［1］ 牛凯兰，牛红霞.城市轨道交通行车组织［M］.北京：机械工业出版社，2009.

［2］ 李宇辉.城轨列车故障救援组织与优化［J］.铁道运输与经济，2011，33（9）：31.

［3］ 刘浩江.地铁行车组织中的调度调整方式［J］.城市轨道交通研究，2008（1）：54.

［4］ 杨斌，魏佳.天津地铁6号线终点站折返线方案综析［J］.铁道工程学报，2010（11）：89.

［5］ 蔺增良.终点站两种折返方式的利弊分析及折返能力计算［J］.都市快轨交通，2002（4）：32.

［6］ 王俊峰，孙旺，郜洪民.城市轨道交通车站站前折返线间隔分析［J］.城市轨道交通研究，2013（4）：69.

Analysis of Train Rescue on the“W”Turn-back Tracks of Beijing Subway Line 9

Hu Qingmei，LüNan，Han Qinglong，Su Jianjun，Liu Bing，Zhang Lan

Focusing on the rescue difficult point on Beijing Subway Line 9，which is located on the“W”turn-back track of Beijing West Railway Station，and combined with the signal system and characteristics of the line，the traffic organization mode and traffic capacity on the“W”turnback track are analyzed.In the premise of ensuring the section operation to the largest extent，several schemes are put forward，which can provide decision support for the actual train rescuing organization in case of train failure.

metro station；“W”turn-back track；train rescue；traffic organization

U 298.6

10.16037/j.1007-869x.2015.07.016

2013-10-18）

*“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAK24B0504）