武广客运专线武汉动车段运用场通过能力研究

王亚丽 黄小钢

(中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北武汉 430063)

1 概述

武汉动车段是武广客运专线高速动车组运用检修基地,由运用场和检修场组成。运用场设有出入段线、存车场、检查库、洗车线等设施,检修场设有高级修车库、转向架检修库等设施,可承担60列动车组的日常检查整备作业及400列/年的动车组检修作业。运用场呈纵列式布置,前端为存车场,后端为检查库,两者之间以咽喉相连,形成若干平行进路,其间设置洗车设备和库前准备作业线。

动车段运用场通过能力与存车线数量、检查库线数量、咽喉道岔连接关系、设备布置情况和动车组作业时间等密切相关,只有当它们之间的数量和衔接关系达到最优的匹配,才能发挥最大的通过能力。而传统的设计通常采取简单计算存车线、检查库线和走行线数量的方法来布置运用场,其结果往往使运用场通过能力无法满足使用要求。因此,当动车组运用套数确定后,如何找到运用场咽喉区连接及设备布置的合理关系,实现运用场通过能力最大化,是问题的关键所在。

本文采用图表分析法,即以时间、股道为坐标,将每套动车组的走行轨迹按时间顺序和逻辑关系一一铺画,形成一簇曲线,反映动车组存放、走行、清洗、整备、技术检查等一系列相互关系,并据此得出运用场的通过能力及各因素之间的匹配关系。

2 运用场布置

根据武汉动车段承担的作业范围,运用场应具备每日60套动车组的作业及存放能力,需设50股存车线和10股检查库线。咽喉区平行进路及洗车机数量尚需通过图表铺画来优化确定。

为表述方便,将武汉动车段运用场各股道按功能及岔群进行分区和编号,如图1所示。图中R1～R4表示4股出入段线,A～H表示50股存车线(按每束股道数依次编号,如A1～A10、B1～B8等),S1～S4表示4股库前准备作业线,W1～W4表示4股洗车线,P1～P10表示10股检查库线,N1、N2分别表示两个咽喉区。

图1 武汉动车段运用场布置示意

由于运用场上下两个半场对称布置,本文以上半场为例进行研究。又因运用场通过能力主要体现在动车组夜间密集到发时段在存车场和检查库之间的走行是否顺畅、高效,而白天进行的临修、高级修等作业对咽喉通过能力影响甚微,因此本次研究仅考虑动车组夜间作业对运用场通过能力的需求。

3 动车组作业要求

3.1 作业流程

动车组从入段到出段的作业流程为：

入段→轮对踏面诊断→存放→库前准备→入库检查整备→出库洗车→存放→出段。

3.2 作业时间

(1)动车组到发、检查、整备、清洗作业集中在19：00～7：00时段进行。

(2)动车组库内作业时间为1 h/列,库线能力按1线1列位考虑。

(3)动车组走行或作业平均占用时间如下：

①存车场-缓存场,即占用咽喉N1为5 min；

②缓存场准备作业为30 min；

③缓存场-检查库,即占用咽喉N2为10 min；

④检查库-洗车-存车场为35 min；

其中占用咽喉N2为15 min,占用咽喉N1为15 min。

3.3 运用套数及设备配置

武汉动车段运用车套数近期40套,远期60套,则上半场分别需完成20套、30套动车组作业。近期仅在R2、R3出入段线上设置轮对踏面装置,仅在W2、W3洗车线上设置洗车机。

3.4 出入段原则

(1)晚高峰时段入段,追踪间隔6 min。

(2)一般情况下动车组入段作业后再出段,需改变发车径路,为最大限度满足接发车能力,规定如下。

①近期：10套动车组经由走行线R3转R2进入B区,分别进库作业后其中5列转存A区,出段时直接经由走行线R1、R2进站；另10套动车组经由走行线R2进入B、C、D区,分别进库作业后存B、C、D区,出段时可经R3转线改变径路进站。

②远期：15套动车组经由走行线R1进入A区,分别进库作业后转存B、C、D区,出段时可经R3转线改变径路进站；另15套动车组经由走行线R3转R2进入B、C、D区,分别进库作业后转存A区或在库内等待,出段时直接经由走行线R2进站。

③若需在收车期间发车,则安排走行线R1、R4出段。

3.5 走行路径选择

为了避免动车组频繁切割咽喉,创造更多的平行进路,优化通过能力,对动车组的走行路径作如下规定。

(1)近期：①B-S1-P1/P2-W2-A,即一部分动车组经由存车场B区，通过库前准备线S1作业后进入检查库线P1或P2,出库后通过洗车机W2,再驶入存车场A区存放待发；②B/C/D-S2-P4/P5-W2-B/C/D,即另一部分动车组经由存车场B、C、D区，通过库前准备线S2作业后进入检查库线P4或P5,出库后通过洗车机W2,再驶入存车场B、C、D区存放待发。

(2)远期：①A-S2-P4/P5-W2-B/C/D,即一部分动车组经由存车场A区，通过库前准备线S2作业后进入检查库线P4或P5,出库后通过洗车机W2,再驶入存车场B、C、D区存放待发；②B/C-S1-P1/P2-W1-A,即另一部分动车组经由存车场B、C区，通过库前准备线S1作业后进入检查库线P1或P2,出库后通过洗车机W1,再驶入存车场A区存放待发。

(3)S2-P4/P5-W2-B/C/D与S1-P1/P2-W1-A为完全平行进路。

4 铺画方法

以Acad为平台,以时间为横轴,以股道为纵轴,将某列动车组所经的整个过程,包括入段、存放、库前准备、入库检查、洗车、存放、出段等,按走行路径对应的股道编号及占用时分先后连接成一条曲线。同理,根据事先约定的前提条件,将下一列动车组的走行轨迹也连接成一条曲线,各条曲线除平行进路外在同一股道不能有时间上的重叠。依次类推,将既定时段内所有出入段的动车组走行轨迹都一一铺画出来,即形成通过能力分析表，如图2所示。

图2 铺画过程示意(表示2号、5号动车组作业流程)

5 铺画结果

按上述方法,本次研究对近远期的运用动车组均进行了铺画。结果如下：

(1)武汉动车段设置4条出入段线、50条存车线、10条检查库线,咽喉区设置4条库前准备线和4条洗车线,其布置是合理的。轮对踏面诊断装置和洗车机可按近远期分步实施,即近远期各分别实施2套。

(2)在既定时段内,上半场接收的20/30套(近期/远期)动车组均完成了从入段到出段的整个作业流程,说明武汉动车段运用场通过能力可满足近远期动车组检查整备的要求。

(3)运用场在19：00～22：00(3 h内)完成了20/30套(近期/远期)动车组的收车作业,说明出入段线和存车线数量较为匹配,其接发车能力可满足近远期需要。

(4)10线检查库作业能力可满足近远期需要,其中8线与运用场通过能力较为匹配,可用作一级修作业,其他2线可用作二级修或夜间临时存放。

(5)N1、N2咽喉区线条密布,说明该区域是整个运用场通过能力的瓶颈,其中有重叠线条的区域说明该时段为平行进路。

6 结论

图表分析法简单、直观、准确,得到的结果是系统的、综合的。通过该方法可以看出该动车段的运用场通过能力、接发车能力和检查库能力及相互之间的匹配关系,并可以很直观的看出某个时段内的运用车套数和每一股道的空闲或占用状态以及平行进路数量,以直观、形象的方式，解决了复杂、不易表述的问题。通过该方法最终确定在武汉动车段设置4条出入段线、50条存车线,10条检查库线、8条咽喉区走行线及设施。

[1]铁四院.武汉至广州客运专线新建武汉动车段工程修改初步设计文件[R].武汉：铁四院，2007

[2]铁道部.铁路动车组运用维修作业标准[S].北京：中国铁道出版社，2007

[3]铁道部.铁路动车组运用维修规程(暂行)[S].北京：中国铁道出版社，2007

[4]铁道部.铁路动车组设备设计暂行规定[S].北京：中国铁道出版社，2006

[5]铁道部.铁路客运专线技术管理办法[S].北京：中国铁道出版社，2006

[6]铁道部.高速铁路设计规范(试行)[S].北京：中国铁道出版社，2010

[7]王亚丽，黄小钢.高速铁路动车组检查库设计研究[J].交通科技，2008(3)

[8]王亚丽，周智勇.客运专线动车组存车线数量的计算[J].铁道勘测与设计，2005(1)