呼和浩特市轨道交通1号线配线设置方案研究

郭彦东

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,710043,西安//工程师 )



呼和浩特市轨道交通1号线配线设置方案研究

郭彦东

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,710043,西安//工程师 )

呼和浩特市轨道交通1号线是内蒙古自治区规划建设的第一条城市轨道交通项目。由于该线敷设方式、客流特征、后续项目建设时序等均存在不确定因素,因而其配线设置存在诸多难点。以1号线为例,对轨道交通项目配线设置需统筹考虑的重点问题和设置原则进行了探讨,对影响1号线配线设置的主要因素进行了全面分析,选择出了运营效果好、工程实施条件良好、经济合理的配线设置方案, 并对配线设置的合理性及运营效果进行了分析。

呼和浩特市; 轨道交通; 配线设置; 运营组织

Author′s address China Railway First Survey & Design Institute Group Co.,Ltd.,710043,Xi′an,China

呼和浩特市轨道交通1号线是线网中东西向的主骨架线(见图1),全长约34.1 km,共设车站25座(其中地下站16座,高架站9座)。该线一期工程为金海工业园区至白塔段,线路长22.24 km (其中地下线18.50 km,高架线3.49 km,敞口段0.25 km);设车站19座(其中地下站16座,高架站3座),平均站间距1.19 km。换乘站4座,分别与轨道交通2、3、4、5号线换乘。

1号线全线设1段1场,设牵引变电站2座、控制中心1座,均在一期工程中实施[1]。

城市轨道交通的配线是为运营组织服务的。配线设置方案应以运营方便、功能完善为目的,尽量做到工程实施条件良好、造价经济合理。本文即对1号线的配线设置中需统筹考虑的问题和设置原则进行了探讨。

图1 呼和浩特市轨道交通1号线线路走向示意图

1 配线设置原则

呼和浩特市轨道交通1号线配线的设置原则和要求主要有以下几点:

(1) 车站配线应按全网、全线分层布局和配置。按线网规划确定设置正线间联络线及其渡线,确定段、场与正线接轨站的配线;按运行交路确定折返站及其配线,既满足各设计年度的设计运行交路要求,又具有良好的适应性和灵活性。

(2) 配线设置应充分考虑一定的运能余量以及运输组织的灵活性。除在折返站设置折返线外,当两个具备临时停车条件的车站相距过远时,为满足故障运营需要,根据GB 50157—2013《地铁设计规范》规定:正线应每隔5～6座车站或8～10 km设置停车线,其间每相隔2～3座车站或3～5 km应加设渡线[2],以方便列车临时停车、折返或组织临时运行交路。

(3) 停车线设在折返站时,应与折返线分开设置,停车线尾端应设置单渡线与正线贯通。

(4) 全线配线设置需考虑不同开通时期列车折返和运输组织的需要。

(5) 配线的设置需考虑线路的敷设方式、工程条件及工程造价等因素。

(6) 配线的设置应满足列车故障时局部实现单线运营的要求,避免因部分线路堵塞而引起线路停运。

(7) 停车线或渡线的设置要考虑全线配线布置的均匀性。

(8) 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[3]。

2 配线初步设置方案

(1) 车辆段(停车场)出入线:是连接车辆段(停车场)与正线的辅助线,用于向正线发出列车和接收回段(场)列车。车辆段出入段线的设置,应尽量减少进出段列车对正线列车的干扰,以保证行车安全。根据运营需求和场、段选址方案研究,1号线全线设1段1场。车辆段出入段线接入金海工业园区站,白塔停车场出入线需接入白塔站。

(2) 联络线:用于连接不同轨道交通的线路,一般在具有车辆资源共享或大架修基地共享的线路之间设置。根据线网资源共享方案研究结论,1号线在回民区政府站东北象限设置与5号线的联络线,在新华广场站西南象限设置与2号线的联络线。

(3) 折返线:用于组织列车折返,一般设置在列车始发站、终到站及小交路折返站。根据运输需求,1号线一期工程列车需在金海工业园区站和白塔站折返,金海工业园区站折返线可与车辆段出入段线合设,白塔站折返线可与停车场出入线合设。

(4) 停车线:供故障列车临时存放,或用于存放热备车等,也称存车线。1号线需根据运营需要在车辆段、停车场接轨站之间适当设置停车线。

(5) 渡线:一般需配合折返线、停车线和联络线设置,也可根据运营需求单独设置,以方便故障情况下组织临时交路和工程车折返。1号线需在折返站设置单渡线,还需根据运输需要适当设置单渡线。

3 重点车站配线设置研究

根据初步分析,1号线列车折返线、联络线、单渡线的设置方案较为明确,以下重点对车辆段出入线、停车场出入线和停车线的设置方案进行分析比选。

3.1 车辆段出入线

根据1号线车辆段选址方案,车辆段出入段线需接入金海工业园区站。金海工业园区站位于呼和浩特市回民区新华西街与西二环路路口东侧,沿新华西街东西向敷设。站位北侧为城市休闲广场,南侧为多层住宅楼,东侧为铁路专运线。

金海工业园区站为1号线一期工程起点站,初期交路及近、远期小交路的折返站,为地下车站。由于受车辆段选址与二期线站位间相互位置关系的制约,车辆段出入段线无“八字线”布置条件,根据工程条件及运营特点,考虑2种配线方案,如图2所示。

图2 出入段线配线方案示意图

从运营方面分析,方案二上行方向(金海工业园区站—白塔站方向为上行,反之为下行)入段及故障列车清客不占用正线,反向发车时在金海工业园区站可以上客,运营效果较好;但此方案车站规模较大,日常养护维修成本高,两座岛式站台分方向使用,没有充分发挥岛式站台的功能。方案一车站规模小,工程实施优势明显。考虑金海工业园区站客流量不大,且二期西端仅规划2座车站,故车辆段出入线配线形式宜采用方案一。

3.2 停车场出入线

根据停车场选址方案,停车场出入段线接入白塔站。白塔站为初期交路及近、远期小交路的折返站。根据工程条件及运营特点,考虑3种配线方案,如图3所示。

图3 出入场线配线方案示意图

方案一、方案二工程规模较小,方案一较方案二反向发车更为方便;方案三双方向接发车均较顺畅,但工程投资大、美观性差,且出入场线与正线形成较大夹角地,对地块切割严重。考虑到白塔站东端仅有4座车站(属二期工程),综合考虑,出入场配线方案宜采用方案一。

3.3 停车线

1号线车辆段接轨金海工业园区站,停车场接轨白塔站,金海工业园区站与白塔站之间距离为21.4 km,间隔18座车站。由于两站间距离过长、间隔车站较多,因此需设置停车线。配线设置需结合线路功能需求、车站工程条件,以及工程造价、客流需求和物业开发等各方面因素综合确定。

3.3.1 新华广场站停车线设置

根据“每隔5～6座车站或8～10 km设置停车线”的设置要求,宜在新华广场站附近设置停车线。与新华广场站相邻的附属医院站西端靠近扎达盖河,人民会堂站西端穿过自治区博物馆展厅大楼及政府一号办公楼文物保护范围,鼓楼立交站西端为立交桥墩,由此可见与新华广场站相邻的3座车站均无设置停车线的条件。

新华广场站设置了与2号线的联络线,停车线设于此站,可节省1条配合联络线的单渡线;新华广场站处于全线最高客流断面以南,在此站设置双列位停车线,具备存放热备车的功能,晚高峰时段可向线路东端发车,且可与新华广场的改造相结合(呼市政府计划结合轨道交通新华广场站建设规划,对新华广场进行整体改造),实施同步建设。综上分析,新华广场站宜设置双列位停车线。新华广场站配线方案如图4所示。

3.3.2 鸿德学院站停车线设置

与鸿德学院站相邻的呼和浩特东站是1号线与呼张客运专线、呼包鄂城际铁路的衔接站,且为1号线与3号线的换乘站,是大客流集散点。远期下行方向最大断面客流量是上行方向的1.5倍。结合呼和浩特东站客流量大的特点,高峰时段宜从呼和浩特东站向西端组织加开不成对列车,起到缓解上下行客流不均衡的作用。但呼和浩特东站客流乘降量大,若列车在此站折返,由于清客时间长,将影响线路折返能力,因此不宜在呼和浩特东站进行列车折返。

鸿德学院站为1号线东端最后1座地下站,其以东段落均采用高架敷设。呼和浩特市政府计划搬迁白塔国际机场,将鸿德学院至白塔段沿线土地作为储备用地,该地段今后将形成快速发展的趋势,但其客流增长仍需要一定的培育期。若鸿德学院以东段客流水平发展未达到研究年度客流预测水平,鸿德学院站可作为重要的列车交路折返站。因此宜在鸿德学院站设双停车线,既可停放热备车及进行折返,又可满足高峰时段向西端发车,快速有效地疏解呼和浩特东站的大量客流。呼和浩特市恶劣天气天数较多,当高架段受恶劣天气影响及客流较小时,鸿德学院站亦可作为备用交路折返站。综上所述,有必要在鸿德学院站设置双停车线。鸿德学院站配线方案见图5所示。

图5 鸿德学院站配线方案示意图

3.3.3 万达广场站停车线设置

新华广场站至鸿德学院站距离10.3 km,间隔9座车站,超过规范规定设置的停车线的距离及间隔车站数要求,因此需在新华广场站至鸿德学院站间设置停车线。万达广场站位于新华大街与东二环路交叉口西侧,车站周围有内蒙古博物院、万达广场等。万达广场为新华大街沿途第二大商业中心,具有较高的开发价值。轨道交通与物业开发相结合,有利于轨道交通功能的发挥,对引导城市轨道交通站点周边商业开发、城市改造健康良性发展有重要意义[4]。

根据客流特征,上下行方向高峰断面客流不均衡,初、近、远期下行方向最大客流断面流量均大于上行方向;金海工业园区站至万达广场站客流量大,且上下行方向客流水平差距较大,基于以上客流特点,考虑到万达广场站施工条件较好且具有较高的开发价值,因此,在万达广场站东端设双停车线,作为故障列车停车线,可停放热备车,高峰时段也可向西端发车,以缓解双方向客流的不均衡性。

4 配线合理性及运营效果分析

4.1 配线设置合理性分析

1号线配线设置方案及站间距如图6所示。

图6 配线设置方案及站间距示意图

推荐配线方案停车线平均间距为5.6 km,有配线车站的平均间距约3.4 km。从配线距离和车站数目看,该方案满足相关规定要求,且运营条件良好。为提升轨道交通运营服务水平,城市中心城区的轨道交通线路,5～6 km设置1处停车线是相对合理的[5]。

对防淹门设置的适应性分析:在靠近、临近江河岸边的地下车站,应设防淹门。其目的是万一发生水淹时,可以采取紧急隔断措施[6]。1号线所经过的乌素图沟、乌里沙河、扎达盖河、东河和哈拉更沟5条河流,除乌素图沟为自然河流外,其余4条均为经过人工改造的景观河。自然河流相关车站——金海工业园区站西端拟设置防淹门,其他4条人工改造的景观河相关车站未设置防淹门,主要原因是河底经过铺砌,风险相对较小。金海工业园区站东端设置有单渡线,可满足防淹门启用隔断后的临时折返要求。

4.2 配线方案运营效果

4.2.1 应对客流变化的适应性

鸿德学院站以东沿线为储备用地,客流发展具有一定的风险,存在低客流风险和高客流风险两种情况。若鸿德学院站以东段客流水平发展滞后,未达到研究年度客流预测水平,由于鸿德学院站设置了具有折返功能的停车线,因此可组织开行金海工业园区站至鸿德学院站的小交路,如图7所示。

客流风险除高峰小时单向最大断面客流量存在波动的可能性之外,实际运营中全线区间客流断面特征也可能发生变化。在新华广场站、万达广场站、鸿德学院站均设置有具有折返功能的配线,在实际运营中可根据客流实际情况及运营需要灵活调整列车开行组织方案,组织不同交路运行。

图7 应对客流变化的运营交路方案

4.2.2 对高峰时段上下行客流不均衡的适应性

由于1号线高峰时段断面客流上下行方向不均衡,在这种客流特征情况下,高峰时段采用传统单一交路的均衡运输组织方式,容易造成列车运能的浪费。为了降低运营成本,提高运营效率,应针对高峰时段客流不均衡的特点,实际运营中,在交路不变的条件下采用抽疏某一方向部分列车的不均衡运输组织方式[7]。

(1) 早高峰不均衡运营组织交路。初、近、远期下行方向最大断面流量均大于上行方向,金海工业园区站至万达广场站客流断面大,且上下行方向客流差距较大。1号线万达广场站、鸿德学院站东端设置双停车线,考虑到车辆段接轨于金海工业园区站,因此,早高峰时段可组织开行万达广场站—金海工业园区站、鸿德学院站—金海工业园区站、白塔站—金海工业园区站的不成对列车,以缓解上下行客流的不均衡性,如图8所示。

图8 早高峰不均衡运营组织交路图

(2) 晚高峰不均衡运营组织交路。初、近、远期上行方向最大断面流量大于下行方向。新华广场站西段设置了双停车线,考虑到白塔站接轨停车场,晚高峰时段可组织开行金海工业园区站—白塔站、新华广场站—白塔站的不成对列车,如图9所示。

图9 晚高峰不均衡运营组织交路图

4.2.3 对恶劣天气条件下运行方案的适应性

对地面或高架线路而言的,恶劣天气是指暴风8级及以上或大雾、大雪、沙尘暴等恶劣气象条件。如遇上述气象条件,处于地面或高架线路地段的列车应减速缓行或停运。

呼和浩特属典型的温带大陆性气候,其特点是冬季漫长而寒冷,少雪;夏季短而温热,降水集中,春季干旱多风,秋季日光充足,凉爽而短促;气温日差和年差较大,冷暖变化剧烈,无霜期较短,降水少且集中,气候干燥。

在实际运营过程中,如遇8级及以上大风、大雾、大雪及沙尘暴等恶劣天气,高架段停运时可按金海工业园区站至鸿德学院站进行运营组织,如图10所示。

图10 恶劣天气列车运行组织方案

综上所述,在新华广场站、万达广场站、鸿德学院站设置停车线是必要、合理的。

5 结语

呼和浩特市轨道交通1号线车辆段、停车场出入线配线方案工程规模适中、功能完善,可以满运营需求。在新华广场站、万达广场站、鸿德学院站设置具有折返和停车功能的停车线,既可作为列车临时停车线,亦可作为交路折返、备用车存放等功能使用,充分体现了配线设置在应对客流变化、不均衡客流、恶劣天气、水淹隔断等特殊运营情况下的重要作用,以及紧密结合城市发展规划的物业开发价值。

[1] 中铁第一勘察设计院集团有限公司.呼和浩特市城市轨道交通1号线一期工程可行性研究报告[R].西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司,2015.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.地铁设计规范:GB 50157—2013 [S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[3] 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.

[4] 聂华波,汪敏.“地铁+物业”与城市用地规划结合模式研究[J].都市快轨交通,2015,28 (2):41-44.

[5] 徐立国.上海市城市轨道交通停车线设置探讨[J].城市轨道交通研究,2006 (2):10-12.

[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市轨道交通工程项目建设标准:建标104―2008 [S].北京:中国计划出版社,2008.

[7] 梁强升.城市轨道交通线路高峰期的不均衡运输组织研究与应用[J].都市快轨交通,2014,27 (4):30-34.

Research on Sidings Setting of Hohhot Rail Transit Line 1

GUO Yandong

Hohhot rail transit Line 1 is the first planned urban rail transit project in Inner Mongolia Autonomous Region.Due to uncertain factors existing in line laying modes,passenger flow characteristics and follow-up project construction schedules,many difficulties in rail layout and equipment installation are to be solved.Taking Line 1 as an example,the key problems and principles for overall consideration on the siding setting of rail transit project are discussed,affecting factors are analyzed.Finally,a reasonable scheme of station siding is selected,which features better operation,better engineering implementation condition and balanced economic development.The rationality and convenience in operation organization of the scheme are analyzed.

Hohhot City; rail transit; siding setting; operation organization

U231.1

10.16037/j.1007-869x.2017.06.023

2017-01-15)