张增勇　许奇

[摘 要] 主要研究城市轨道交通尽头式折返站中轨道线路的布局方法。首先介绍常见的城市轨道交通尽头式折返站线路布置形式，然后提出尽头式折返站线路布局原则，考虑因素包括车站折返能力、线路空间布局限制、车站线路造价三个方面；接着依据布局原则提出尽头式折返站线路布局方法。最后，采用DKZ4型列车运行的某线路尽头式折返站作为算例，其中站址平面纵向长度最大允许为400 m，发车间隔要求能够达到110 s，通过计算得出该站宜采用站前双线折返的布局形式，显示该布局方法确定城市轨道交通尽头式折返站的操作流程，证明其在车站线路布局中的实用性。

[关键词] 城市轨道交通；尽头式折返站；通过能力；造价；线路布局

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 19. 047

[中图分类号] F570.3；TP312 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2018）19- 0109- 04

1 前 言

近年来，城市轨道交通在我国各大中城市迅速发展，线网总体规模不断扩大，为我国轨道交通事业的发展带来了契机，也为城市轨道交通的相关理论研究带来了挑战。

折返站是城市轨道交通的重要基础设施之一，其类型和配线型式是影响城市轨道交通整体运能的重要因素。目前国内外专家学者关于折返站的研究主要集中在折返能力、线路布局、作业方式、相应配套设施等方面。国外学者主要从折返站的信号设备反应机制[1]、线路布局方式[2]等对折返站进行了研究，信号设备反应机制注重的是设备与列车在站折返流程的配合以及设备的性能；线路布局方面主要探讨线路布局对折返能力的影响以及对能力的评估。国内学者在折返站的能力方面的研究较多[3，4]，主要通过探讨折返站作业流程来分析折返站的能力；在线路布局方面，部分文献对实际折返站进行了线路布局设计[5]，车站的布局考虑到了车站的环境，在量化分析上面有待进一步提高；还有部分文献则侧重于折返站中的辅助配线设计[6]，折返线属于配线范畴，在布局方面有待进一步深入研究。本文主要从折返站的布局原则出发，量化分析尽头式折返站的选型以及线路平面布局方法，为城市轨道交通的车站设计提供部分理论支撑。

2 常见的尽头式折返站类型

折返站按折返线的衔接方式可以分为尽头式折返站与贯通式折返站，尽头式折返站只能进行折返线路一侧的折返作业。根据列车在车站的折返作业方式，尽头式折返站可以分为站前折返、站后折返与混合式折返；根据折返线的数目，尽头式折返站又可以分为单线折返与双线折返。典型的尽头式折返站布置形式[7]如图1所示。此外，根据站台的布置形式，城市轨道交通的车站可以分为岛式、侧式、岛-侧式站台车站。

图1中，（a）、（c）、（e）为站后折返布局形式，b、d为站前折返布局形式，而（f）为站前站后混合式折返布局形式。

相同折返作业方式下，双线折返能力大于单线折返能力；折返线数目相同的条件下，单线站前折返能力稍大于单线站后折返能力，双线站后折返能力大于双线站前折返能力；而混合式折返站由于具有多个咽喉区段，可以进行平行作业，因此其折返能力大于前两者。

3 折返站线路布局原则

城市轨道交通折返车站在进行线路布局设计时，需要考虑车站客流量、站址空间布局等因素，具体可按照如下的原则进行。

3.1 确定车站所需的折返能力

城市轨道交通线路走向不同，线路上的车站吸引的客流规模不同，从而也决定了不同的线路需求的折返能力不同，折返车站在线路布局设计时，需首先考虑车站所需满足的折返能力，用车站发车间隔表示，即。

3.2 站址空间结构所允许的线路布局

城市轨道交通的车站所处的位置不同，有可能对整个车站的站型造成影响，如北京地铁13号线西直门站由于车站纵向长度所限，采用了站前折返的方式。

3.3 满足前两项条件的造价最低的线路布局

在满足车站能力需求与空间结构布局的条件下，尽可能降低折返站的造價，从而提高运营企业的效益，即min S。

折返车站在线路设计时，如果同站台换乘客流较大，还需考虑乘客在车站的换乘时间。对于单线尽头式折返车站，同线路换乘客流较小，因此换乘客流走行时间不做重点考虑。

4 折返站线路布局计算方法

在设计尽头式折返站的线路布局时，根据车站所需的折返能力以及站址的空间结构限制，可以确定折返站采用的站型类别。

尽头式折返站线路布局中，考虑车站的折返能力用发车间隔时间表示，需满足公式1的约束条件。

minTF≥TFX（1）

式中，TF：车站发车间隔时间。

折返车站在站址所需的线路空间结构可以根据车站的线路纵向长度LZC与线路横向长度LHC进行确定。

车站的线路纵向长度是指车站线路在列车行进方向上的总体长度；线路横向长度是指车站线路垂直于列车行进方向上的总体长度。

通常情况下，站后折返站的车站线路由进站前安全防护距离、到发线、咽喉区段、咽喉区与折返线的连接部分、折返线五部分组成。LZC由各部分在车站纵方向上的长度组成，可表示为公式2。

LZC=lAZ+lDFZ+lYZ+lLZ+lZZ（2）

式中，各变量的最后一个下标Z表示在纵方向上。

lA：进站前安全防护距离；

lDF：到发线长度；

lY：咽喉区段长度；

lL：咽喉区与折返线的连接部分长度；

lZ：折返线长度。

其中，列车进站前的安全防护距离lA为满足列车紧急制动的最短距离，设计单位在取值时建议一般不小于60 m。

到发线的长度lDF需满足一定编组长度的列车在站停靠，城市轨道交通的列车编组一般为4节、6节和8节，常见编组为6节，到发线长度120 m-160 m。

咽喉区段长度lY由道岔连接段长度lDL与道岔中心至基本轨接缝长度lDJ组成，可以用公式3进行表示。

车站的折返能力是线路布局设计的前提条件，又与车站的站型密切相关，因此在线路布局设计中，各项条件需同时兼顾。

5 算例分析

某城市轨道交通线路为非环形线路，采用DKZ4型列车运行，在线路一端设置尽头式折返站。站址所在位置平面纵向长度最大允许400 m，发车间隔要求能够达到110 s。

DKZ4型列车[9]的参数如表1所示。

车站采用9号道岔，则道岔中心至基本轨接缝长度取12 m，其他参数取值：列车进站安全防护距离取60 m，咽喉区与到发线的连接部分长度取5 m，滑动车挡与固定车挡之间的距离取20 m。

根据已知参数取值，当车站布局采用站后折返时，咽喉区段两线间距采用最小值5 m，得出车站线路纵向长度最小值为422 m，超出最大允许值，因此整个车站线路布局不满足采用站后折返的车站布局形式。

车站确定为站前折返布局形式后，采用表1、表2中的数据，应用既有的计算理论[10]，得出站前单线发车间隔大于117 s，不能满足最小发车间隔要求，因此该尽头式折返站采用站前双线折返。

取车站两线间距为12 m，则站型布局如图2所示。

通过公式（3）、（4）、（10）计算得出，该尽头式折返站的线路总体长度为959.3 m。

6 结 语

城市轨道交通是城市规模扩大化之后最实用的公共交通方式。本文通过对典型尽头式折返站设置形式的介绍与车站布局原则的说明，提出了尽头式折返车站的布局方法，具体考虑车站折返能力、线路空间布局、车站线路造价三个方面，并给出了算例证明其实用性，计算结果显示，本文的方法能够对城市轨道交通车站的布局提供支撑，为车站的优化提供依据。实践过程中，车站在规划建设中，考虑因素众多，本文在研究布局方法中，考虑造价时仅考虑了线路长度，实际涉及因素还包括道岔信号设备的造价等，有待进一步完善，此外线路布局方法在实际车站布局中有待进一步的深入研究。

主要参考文献

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