重庆轨道交通白居寺车辆段段内发车能力研究

徐彰杰

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100037）

重庆轨道交通2号线为我国第一条跨座式单轨线路，线路全长约31.36 km，共设车站25座，车辆段2座，控制中心1座，主变电站1座。较场口—动物园段于2005年6月开通运营，动物园—新山村段于2006年7月开通试运营，延伸段(新山村—鱼洞段)于2014年投入运营[1-3]。重庆轨道交通2号线线路如图1所示。

图1 重庆轨道交通2号线线路Figure 1 Line 2 of Chongqing Rail Transit

目前2号线全线开通大小交路，小交路折返点位于天堂堡站。白居寺车辆段位于陈家阔互通立交西南角，接轨于白居寺站，距离线路终点站鱼洞站约5 km。

1 车辆段改造的原因及必要性

场段的位置和规模对线路的运营效率有着较大的影响。2号线共设2座车辆段，大堰车辆段位于线路中部，白居寺车辆段靠近线路的南端，位于小交路以外，停车规模如表1所示。

表1 远期停车规模Table 1 Long time parking scale

白居寺车辆基地位于小交路以外，但远期上线列车达25列，由此将带来以下几方面的问题。

1) 远期白居寺车辆段上线列车达25列，以目前车辆段的出段能力，如不进一步压缩天窗时间，将不能满足高峰时刻的行车间隔，也与日益增加的行车密度不匹配。

2) 如图2所示，2号线开行大小交路7∶13的运行方案，最小行车间隔为3min，现状段通过入段线反向发车5列，出段线发车12列。远期下行方向(较场口—鱼洞)行车密度将由现状的7对/h增加至8对/h，利用入段线反方向发车需增加至6列，其余19列车通过出段线发车。受咽喉区线路平面的布置限制，不具备平行发车的进路，即当反向发车时，入段线不可发车，因此整体出入线发车效率低。

图2 现状2号线运行交路Figure 2 Routing diagram of Line 2

3) 白居寺车辆段位于小交路以外，停车规模较大，出入线能力低，将导致高峰与平峰过渡的时间较长，效率低。

从以上分析可知，白居寺车辆段的发车负荷主要由面向中心城区的出段线承担，反向发车需求不强，但受咽喉区线路、道岔布置的影响，出、入线发车没有平行进路，入段线反向发车时出段线不能发车，从而导致一系列影响运营效率的问题。因此，有必要对出入线的效率进行深入挖掘，提升出入线的能力，以满足日益增长的客流和运营需求。

2 发车能力控制和出段能力分析

2.1 发车能力控制因素分析

车辆段出段能力主要受控于早高峰发车能力，而早高峰发车能力需与正线的行车间隔相匹配[4-5]。车辆段出段能力是由库前至转换轨前即列车转换模式完成(段内区段)和转换后进入正线运营(出段区段)两个过程控制。在两个过程中，段内区段为发车能力的主控因素[6]，主要是由于段内区段咽喉区的长度较长，同时咽喉区道岔密集，列车运行速度受道岔限速控制，列车运行速度低，因此段内区段运行时间较长，从而导致出入线的发车间隔也越长。

2.2 白居寺现状出段能力分析

2号线早高峰断面位于上行的鱼洞—较场口方向，因此白居寺车辆段上行方向的出段能力是发车能力的控制因素。重庆轨道交通2号线信号系统采用TD环路固定闭塞系统制式，正线列车采用ATP监督下人工驾驶模式，车辆段内采用限速(≤15km/h)人工驾驶模式。白居寺车辆段出入段路径和咽喉区线路如图3所示。

图3 出入段路径Figure 3 Route of entrance/exit line

咽喉区长度达704 m，现状段内运行速度为9 km/h，L3～L19停车线均通过出段线发车。根据现场实测数据，现状段内区段用时6 min 22 s，出段区段总用时134 s。因此，白居寺车辆段出段能力(发车间隔)为6 min 22 s。当车辆段位于线路中部时，在高峰时期车辆段向正线加车提高运输能力，主要受正线行车间隔和出入段线能力两个因素的影响[5]。单轨系统最小行车间隔为2.5 min[7]，而现状出入线能力为6 min 22 s，不能满足远期行车密度2.5 min的加车需求，加车效率低。

3 提高段内发车能力的方案

通过以上分析可知，提高白居寺车辆段出段效率的关键是提高段内发车能力，即咽喉区的通过能力。为此，针对提高咽喉区的通过能力，提出两种解决思路：第一种是对现状咽喉区的线路布置进行优化，使出段线和入段线具备同时发车的平行进路，做到出入线发车互不影响；第二种是为了减少对运营的影响，不改变既有咽喉区线路，而是在出段路径上加设调车信号机，缩短发车排列间隔[8-9]。

3.1 优化站场线路

跨座式单轨车辆基地采用的是关节可绕型道岔，该道岔主要由机械、驱动和控制装置三大部分组成。与钢轮钢轨道岔的最大区别是道岔的机械装置由道岔梁、梁间连接装置组成，每节道岔梁长5.5 m。在控制装置接受信号连锁送来的道岔转辙命令后，道岔梁自动完成道岔转辙，以及绕曲面的弯曲转辙到位并锁定，其余方向就出现导轨梁悬空状况。由于单轨道岔的特殊性，轨道梁转辙时间较长，因此信号办理进路的总时间相对较长；还有当道岔转辙至某个方位时，其他方位不能有任何作业[10]。

如图4所示，现状白居寺车辆基地发车时所有列车均需通过5#道岔，其中L3～L11与5#道岔反位衔接，L12～L19与5#道岔定位衔接，因此L3～L11与L12～L19不能通过出段线和入段线同时发车，导致出入段线的发车效率减半。

图4 现状白居寺车辆段站场线路Figure 4 Current station line of Bajusi depot

基于以上分析，为减少对运营的影响，分两步进行改造。5#道岔先不拆除，以保证L3-L11能参与运营，将10# 2开道岔改造为3开道岔与出段线连接，待10#道岔改造完成后再将5#道岔拆除，4#与6#道岔之间用轨道梁连接；优化后，白居寺车辆段既减少一组道岔的维护，又能满足出段线和入段线发车具有平行进路。优化后的平面效果如图5所示。

图5 增加出入段线平行进路Figure 5 Parralleling routes added to the entrance/exit line

优化后，单根出段线发车能力为356 s，单根入段列车发车间隔为361 s，如按照出段线和入段线完全同时发车，出入线发车间隔为181 s，能大大压缩车辆段的发车时间。但是，由于是已运营的车辆段，10#道岔位于咽喉区的中心位置(见图6)，道岔区管线密集，同时道岔设备较大，需要较大的吊装场地，施工组织较困难，并且改造期间对现状运营影响较大。

图6 白居寺车辆段咽喉区线路Figure 6 Throat line of Baijusi Depot

3.2 分段办理进路

在段内区段咽喉区终点与转换轨起点间增加一个D26信号机，出入段路径如图7所示。

图7 增加D26信号机后的出入段路径Figure 7 The entrance/exit line added with D26 signal

将库A端至30L长进路分两段办理，提高列车出段效率，达到和正线行车间隔相匹配的效果，测试步骤及用时如图8所示。

图8 分段办理进路测试Figure 8 Route test steps

通过对现场 5列车的现场实测试验证，第一列车与第二列车的追踪间隔为4 min 50 s(290 s)，第二列车与第三列车的追踪间隔为5 min 7 s(307 s)，第三列车与第四列车的追踪间隔为5 min 2 s(302 s)，第四列车与第五列车的追踪间隔为 4 min 25 s(265 s)，平均追踪间隔为4 min 51 s(291 s)。出入线发车能力可与远期正线的最小行车间隔2.5 min相匹配，基本能满足正线加车的需求。需要说明的是，此方案关键在于改造期间对现状运营无影响，并且投资较少。

4 结论和建议

4.1 结论

方案 1，通过对咽喉道岔的优化调整，从根源上解决了白居寺车辆段发车效率低的问题，同时又能降低场内安全风险；但10#道岔位于车辆段咽喉区的中心位置，吊装位置选择困难，施工组织困难，最重要是实施期间对现状运营会造成较大影响，实施难度较大。方案2，分段办理，受单轨道岔特殊性的影响，只可以在咽喉区的终点至转换轨起点间的无岔区段进行，对车辆段出段能力的提升非常有限，但最大优点是对现状运营无影响，可实施性强。同时，考虑到远期反方向加车的列车规模不大，仅6列车，承担发车负荷主要是出段线往上行方向的加车，因此采取在出段路径上增加调车进路的方式来缩短发车间隔，现场测试结果为4 min 51 s，满足5 min变2.5 min的插车需求。

4.2 建议

1) 在新设计的车辆段中，出段线与入段线均应与停车列检库联通，尽量做到各分担一半的发车任务，为收、发车提供平行进路。

2) 咽喉区通过能力为控制出段能力的主控因素，因此可通过增加调车信号机、分段办理调车进路、增加调车灵活性的方式，提高列车的发车效率。

3)在确保行车安全可靠的情况下，适当提高车辆段内列车的运行速度，满足发车间隔的要求。