[科普中國]-越行站

越行站配線設(shè)計(jì)概述

目前，軌道交通的運(yùn)營模式有兩種:一種是站站停的普通地鐵運(yùn)營模式，這也是城市軌道交通廣泛采用的模式;另一種是快車與站站停列車組合的越站運(yùn)行模式，這種模式在城際線及國鐵中廣泛采用。在國內(nèi)軌道交通中，除了香港的機(jī)場線外，還沒有快慢車模式運(yùn)營的線路，目前僅有已開通的上海 11 號線 B 線( 尚未采用快慢車運(yùn)營模式) 和正在實(shí)施的廣州14 號線、21 號線設(shè)計(jì)采用快慢車運(yùn)營方案。在國外，快慢車模式運(yùn)營應(yīng)用比較廣泛，如日本筑波快線、巴黎RER 市域 A 線、紐約快慢車等。筆者以廣州地鐵 14 號線( 最高速度 120 km / h，6 輛編組 B 型車、慢快車組合運(yùn)營) 為例，研究越行站的配線設(shè)計(jì)。

1 越行站配線形式選擇1． 1 越行站配線布置形式

根據(jù)越行站的一般功能，即快車正線通過或停站，站站停列車避讓快車或停站，結(jié)合對國內(nèi)外市域線快慢車線路運(yùn)營模式的研究。從運(yùn)營的靈活性考慮，建議有條件的情況下，越行站優(yōu)先采用雙島方案。經(jīng)研究比較，高架車站投資較少，高架雙側(cè)式越行站的土建投資約 0． 6 億元，高架雙島車站土建投資約 0． 9 億元，是雙側(cè)式車站的 1． 5 倍;地下單島越行站的土建投資約 2． 5 億元，地下雙島車站土建投資約 4． 3 億元，是單島車站的 1． 7 倍 。因此，結(jié)合行車功能、工程投資等因素，廣州地鐵 14 號線越行站，地下車站推薦采用工程投資較少的單島四線車站，高架車站推薦采用功能較靈活的雙島四線車站。

1． 2 越行站快車越行速度的確定

采用高架雙側(cè)和地下單島形式的越行站，由于快車越行線遠(yuǎn)離站臺，越行速度不受限制，所以快車可高速越行、不限速通過車站。采用高架雙島和地下雙島形式的越行站，由于越行線緊鄰車站站臺，且在站站停運(yùn)營模式下，所有列車均?？吭叫芯€，因此在雙島四線中，越行線既要考慮快車通過，又要考慮站站停運(yùn)營模式下的列車停站，二者在車站的速度和作業(yè)不同。停站列車要求站臺與列車的間隙不能過大，而過站列車因速度快，要求的限界也大;另外快車的過站速度對安全門或屏蔽門的強(qiáng)度也有要求。因此，綜合考慮不同過站速度的列車對節(jié)省時(shí)間、站臺間隙、屏蔽門強(qiáng)度等的要求，建議雙島四線形式的車站采用過站速度為80 km / h，可均衡地滿足各方面的要求 。

1．3 越行站配線道岔的確定

在越行站采用雙島車站布置方案下，快車采用最高速度模式，以80 km / h 的站臺正線限速通過車站，采用不同道岔情況下，其通過車站最遠(yuǎn)道岔的速度，可經(jīng)過牽引計(jì)算模擬得到，即:采用12 號道岔、站前站后岔心距離為480 m 時(shí)，最高通過速度為99．9 km / h;采用9 號道岔、岔心距離405 m 時(shí)，最高通過速度為93．9 km / h。

當(dāng)列車以最高運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí)，根據(jù)建標(biāo)104 －2008《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中允許列車瞬間超速5 km / h，則采用12 號道岔時(shí)的通過速度最高可達(dá)104．9 km / h，可見，采用12 號道岔的速度余量較大，安全性較高;采用9 號道岔時(shí)的通過速度最高可達(dá)98．9 km / h，部分車站高架雙島瞬時(shí)最高速度可達(dá)101．5 km / h，已超過9 號道岔允許直向通過速度，還需考慮測速誤差，而且在列車緊急制動(dòng)和列車失控情況下，列車過岔速度還可能更高，可見，采用9 號道岔的安全性非常低。

因此，建議雙島四線越行站的道岔采用側(cè)向運(yùn)行速度較高的12 號道岔，側(cè)站臺兩端的曲線半徑宜與道岔的側(cè)向通過速度匹配，取值R= 500 m，以滿足列車進(jìn)出站及曲線超高的限制。

2越行站越行線安全防護(hù)距離的計(jì)算2．1 定義

目前，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范對越行線安全防護(hù)距離沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，參照國鐵和城際線的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，國鐵和城際線的到發(fā)線安全防護(hù)距離是指列車在車站股道停車時(shí)，為防止列車意外超越前方安全限制點(diǎn)而設(shè)置的安全防護(hù)距離。對于地鐵越行站的越行線來說，安全防護(hù)距離是指列車進(jìn)站停車點(diǎn)( 車站端部) 至警沖標(biāo)的距離。

2．2 組成

越行線安全防護(hù)距離由停車余量、測速誤差、測距誤差和過走防護(hù)距離組成 。

停車余量L余:列車在股道停車時(shí)，給駕駛員預(yù)留的停車精度。測速誤差L速:由于列車測速裝置的測量誤差所產(chǎn)生的距離。測距誤差L距:由于列車測距方法的測量誤差所產(chǎn)生的距離。過走防護(hù)距離L防:由于列車超速運(yùn)行所導(dǎo)致的防護(hù)距離，為列車以開口速度越過緊急制動(dòng)觸發(fā)點(diǎn)、列車緊急制動(dòng)模式啟動(dòng)至停車所運(yùn)行的距離。

2．3 計(jì)算分析

2．3．1 相關(guān)參數(shù)取用

1)道岔進(jìn)口速度v進(jìn)= 50 km / h;

2)常用制動(dòng)平均減速度a?！?．0 m / s;

3)緊急制動(dòng)減速度a緊≥1．2 m / s;

4)緊急制動(dòng)情況下，車載檢測到超速容許量超速至牽引切除時(shí)間t緊切= 0．486 s，列車施加電動(dòng)動(dòng)態(tài)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間t緊響= 0．4 s;

5)警沖標(biāo)至列車計(jì)軸點(diǎn)的距離L警為車輛轉(zhuǎn)向架的后輪至車輛端部距離，根據(jù)規(guī)范，取值為2．2 m。

2．3．2 停車余量

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》條文解釋8．3．1 規(guī)定:“停車誤差的確定與人工駕駛時(shí)司機(jī)操作的熟練程度或采用自動(dòng)停車設(shè)備的先進(jìn)程度有關(guān)。一般采用停車不準(zhǔn)確距離為1 ～2 m，采用屏蔽門時(shí)停車誤差必須控制在± 0．3 m之內(nèi)?！钡罔F列控系統(tǒng)采用列車自動(dòng)運(yùn)行(ATO)系統(tǒng)，地下、高架車站均設(shè)有站臺門，要求精確停車。因此，在地鐵設(shè)計(jì)實(shí)踐中考慮的停車余量為0．3 m。

3安全線計(jì)算分析2003 版的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明規(guī)定:“安全線是列車運(yùn)行隔開設(shè)備之一。設(shè)置安全線的目的是為了防止在車輛段( 場) 出入線、折返線和岔線( 支線) 上行駛的列車未經(jīng)允許進(jìn)入正線與正線列車發(fā)生沖突，從而保證列車安全、正常的運(yùn)行。安全線的有效長度一般不小于40 m” 。在地鐵設(shè)計(jì)實(shí)踐中，一般安全線長度采用50 m。新版《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明(2012年報(bào)批稿) 對安全線做了解釋:關(guān)于安全線長度50 m，是按9 號道岔，導(dǎo)曲線半徑為200 m，側(cè)向通過速度為35km / h，根據(jù)信號專業(yè)計(jì)算確定的。

上述安全防護(hù)距離的計(jì)算，同樣可用于安全線有效長度的計(jì)算。根據(jù)上述分析，列車通過速度為35 km / h (9 號道岔側(cè)向通過速度) ，制動(dòng)至車擋允許的最大沖撞速度為15 km / h，其安全防護(hù)距離為37．848 m，因此規(guī)范規(guī)定安全線的有效長度一般不小于40 m ;從速度為35 km / h 到完全制動(dòng)，其安全防護(hù)距離為50．248 m，因此在地鐵設(shè)計(jì)實(shí)踐中，安全線長度一般采用50 m。若以12 號道岔接軌的岔線，其安全線有效長度應(yīng)不小于84 m，宜不小于96 m。另外，2003 版的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明規(guī)定:岔線( 支線) 在站內(nèi)接軌，當(dāng)與正線間為島式站臺，且站臺端至警沖標(biāo)間的距離大于或等于60 m時(shí)，可不設(shè)列車運(yùn)行隔開設(shè)備;若為側(cè)式站臺，宜設(shè)道岔隔開設(shè)備 。新版《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明(2012 年報(bào)批稿) 取消了該條規(guī)定。

從上述分析可知，60 m 的安全防護(hù)距離可以滿足9 號道岔的要求，但對于市域快線采用12 號道岔接軌的岔線，警沖標(biāo)至站臺端部的距離應(yīng)不小于100 m。

4越行站配線設(shè)計(jì)根據(jù)以上分析，市域快線越行站的越行線道岔宜采用12 號道岔，側(cè)站臺兩端的曲線半徑為500 m，警沖標(biāo)至站臺端部的最小距離為100 m;安全線有效長度不宜小于96 m。另外，考慮曲線加寬和屏蔽門的安裝要求，站臺兩端的曲線端離車站有效站臺端部的距離取值不宜小于15 m。

4．1 地下單島車站

若不設(shè)安全線，越行線長度( 遠(yuǎn)端岔心至岔心的距離) 約為419 m。為了減小車站規(guī)模、節(jié)省工程投資，越行線在行車方向端部設(shè)置安全線，越行線配線長度為312 m。

4．2 地下雙島車站

以站臺寬度為9 m 的地下雙島車站為例，若越行線不做反向曲線縮短，越行線長約480 m，警沖標(biāo)至車站端部為132 m;同樣，為了減小車站規(guī)模、節(jié)省工程投資，越行線兩端通過反向曲線縮短，配線長約425m，警沖標(biāo)至車站端部為108 m，滿足安全防護(hù)距離的要求。

4．3 高架側(cè)式車站

高架側(cè)式車站，在不設(shè)安全線的情況下 ，為滿足安全防護(hù)距離的要求，越行線長度約為434 m。如果在行車方向端部設(shè)置安全線，越行線配線長度為312 m?？紤]到高架車站造價(jià)差異不大，為提高乘客的舒適度，在有條件的情況下，建議增長越行線長度，以滿足安全防護(hù)距離的要求，而不增加道岔、安全線和車擋的設(shè)置。

4．4 高架雙島車站

以站臺寬度為9 m 的高架雙島車站為例，若越行線不做反向曲線縮短(見圖8)，配線長約480 m，警沖標(biāo)至車站端部132 m;若越行線兩端通過反向曲線縮短，配線長約425 m，可縮短50 m，警沖標(biāo)至車站端部108 m，均能滿足安全防護(hù)距離的要求。結(jié)合全線配線設(shè)置，可優(yōu)先考慮在高架雙島的車站設(shè)置單渡線，不影響車站規(guī)?？紤]到高架車站造價(jià)差異不大，為提高乘客的舒適度，在有條件的情況下，不建議對越行線兩端進(jìn)行縮短。為了改善景觀效果，高架島式車站通常采用魚腹式站臺設(shè)計(jì)來縮短喇叭口的長度;也可以通過魚腹式站臺設(shè)計(jì)，縮短高架雙島四線車站越行線的長度。以最小寬度8 m 的站臺為例，采用半徑為1 000 m 的魚腹式站臺，越行線長度約為393 m，但警沖標(biāo)至車站端部距離只有88 m，不能滿足安全防護(hù)距離的要求;若采用半徑為1 500 m 的魚腹式站臺( 見圖9)，越行線長度約為419 m，警沖標(biāo)至車站端部距離約為102 m，則滿足安全防護(hù)距離的要求。越行線總長與縮短配線后的標(biāo)準(zhǔn)雙島差不多，考慮到車站平面布置、站臺安全門安裝等因素，建議采用標(biāo)準(zhǔn)雙島車站。

5結(jié)語目前，國內(nèi)地鐵尚無快慢車運(yùn)營模式的實(shí)例，香港的機(jī)場線采用的是四線并行，而越行站設(shè)計(jì)與區(qū)間并行的快慢車不同。國內(nèi)對越行站越行線的安全防護(hù)距離、12 號道岔的安全線有效長度也沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范可供設(shè)計(jì)參考。筆者結(jié)合國鐵、城際鐵路到發(fā)線的設(shè)計(jì)原理，根據(jù)地鐵系統(tǒng)的實(shí)際情況，分析越行線的安全防護(hù)距離、地鐵安全線有效長度的計(jì)算，為快慢車運(yùn)營模式的市域線越行站配線優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。1