站所一体化下闭塞分区追踪运行动走线高峰时段收发车能力影响因素研究

Influencing Factors of Receiving and Dispatching Capacity by Tracing Running Tracks of Electric Multiple Units in Block Sections under Integration of Stations and Electric Multiple Unit Depots during Peak Hours

摘要

随着新建高速铁路车站和动车运用所规模进一步扩大，部分动车所动走线高峰时段收发车能力在实际运用中难以达到设计值，存在能力不足的情况，有必要探究站所一体化下动走线高峰时段收发车能力的影响因素。研究探讨了站所一体化下闭塞分区追踪运行动走线高峰时段收发车能力计算方法，基于列车运动学，分析了动走线追踪间隔时间的影响因素。从站所一体化下动走线追踪间隔时间、动走线布置及站所高峰时段行车组织方案等方面，对动走线高峰时段收发车能力影响因素进行定性及定量研究，并设计实例进行验证。研究结果表明，压缩动走线追踪间隔时间、提升轮对踏面检测设备限速值、缩短动走线长度、增加动走线数量、合理的动走线管理运用形式和优化高峰时段车站行车组织方案都可以提高动走线高峰时段收发车能力。研究为复杂站所关系动走线设计、运用优化提供了技术支撑。

Abstract

With the further expansion of the scale of newly built high speed railway stations and electric multiple unit (EMU) depots, the receiving and dispatching capacity of some EMU depots in actual operation during peak hours is difficult to achieve the design value in terms of running tracks of EMUs, causing insufficient capacity. It is necessary to explore the influencing factors of the receiving and dispatching capacity of running tracks of EMUs during peak hours under the integration of stations and EMU depots. This article discussed the calculation method of the receiving and dispatching capacity by tracing running tracks of EMUs in block sections under the integration of stations and EMU depots during peak hours and analyzed the influencing factors of interval time for tracing running tracks of EMUs based on the theory of train kinematics. From the aspects of interval time for tracing running tracks of EMUs, running track layout of EMUs, and traffic organization scheme in stations and EMU depots during peak hours under the integration of stations and EMU depots, quantitative and qualitative research on the influencing factors of the receiving and dispatching capacity of running tracks of EMUs during peak hours was conducted. Finally, a design example was used for verification. The research results show that reducing interval time for tracing the running tracks of EMUs, upgrading the speed limit value of passing through wheelset tread detection equipment, shortening the length of the running tracks of EMUs, increasing the number of running tracks of EMUs, and ensuring reasonable management and application of running tracks of EMUs and traffic organization scheme in stations during peak hours can improve the receiving and dispatching capacity of running tracks of EMUs during peak hours. The research provides technical support for the running track design and operation optimization of EMUs in complex stations and depots.

Graphical abstract

关键词

站所一体化 / 动走线 / 收发车能力 / 间隔时间 / 行车组织

Key words

Integration of Station and EMU Depot / Running Track of EMU / Receiving and Dispatching Capacity / Interval Time / Traffic Organization

0　引言

2023年底，我国高速铁路总里程已突破4.3万km，配属动车组超4 000组，高速铁路进入“超大规模线网”运营时代。随着新建高速铁路车站和动车运用所(以下简称“动车所”)规模进一步扩大，部分铁路运输部门反映部分动车所动走线高峰时段收发车能力在实际运用中难以达到设计值、存在能力不足的情况，具体表现为：早高峰时段高速铁路车站列车密集出发时，动车组无法及时从动车所发出，影响高速铁路车站发车效率，只能采用动车组提早出所的方式解决；晚高峰时段高速铁路车站列车密集到达时，动车组无法及时进入动车所，影响车站到发线的及时腾空。通过对成都东、贵阳、武汉、广州南等车站及动车所调研发现，大部分动车所动走线均采用CTCS-2级列控系统，具备单线双向行车条件，列车单方向追踪间隔虽然按3 min设计，但在现场实际运用中，动走线列车高峰时段实际追踪间隔一般为8~10 min，甚至更长，也显示了动走线收发车的能力不足。随着全路配属动车组的数量快速增多，高速铁路车站到发间隔进一步压缩，高速铁路车站高峰时段能力进一步逼近极限，动走线收发车能力对于车站及动车所作业的影响日益增大，有必要对动走线高峰时段收发车能力影响因素进行科学研究，明确动走线高峰时段收发车能力的瓶颈，提升动走线高峰时段收发车能力。

早晚高峰时段动车所集中收发动车组，高速铁路车站、动走线和动车所三者联系紧密，站所一体化下动走线收发车模型如图1所示，动走线收发车能力不仅受制于动走线股道、信号、轮对踏面检测等设备的配置，也与高速铁路车站、动车段所的连通关系、收发车作业组织模式等密不可分。目前有关高速铁路通过能力的研究对象多为单个车站或单个动车所^[1-3]，而同时基于二者的动走线能力研究较少。借鉴线路区间通过能力计算方法^[4-5]结合列车运动学理论^[6-9]，综合研究站所一体化下动走线收发车能力的影响因素，找出能力制约所在，为复杂站所关系的动走线设计、运用优化提供依据和参考。

1　站所一体化下按闭塞分区追踪运行动走线收发车能力计算

目前，新建或改建的动走线都是按闭塞分区追踪运行，本次进行按闭塞分区追踪运行下动走线收发车能力的研究。动走线从列车运行方向上有2种模式^[10]，一种是单线单向行车模式，一种是单线双向行车模式，为了充分利用动走线能力，大多数的动走线都设计或改建为单线双向行车模式。

参考铁路线路(或区段)通过能力的定义，动走线收发车能力是指在现有的动走线固定技术设备及行车组织条件下，单位时间内所能通过或接发的最大动车组对数或列数。现阶段，大部分列车行车模式下动走线均采用CTCS-2级列控系统，按80 km/h设计运行速度，单线双向行车模式，由于其作用是放行出入动车所的动车组，故动车组在动走线的行车速度可视为基本相同，不存在速差。

动车所作为动车组晚间最主要的集中存车场所，一天当中动走线的动车组收发车存在明显的“潮汐”现象。早上存在动车组集中发车的高峰期，晚上存在动车组集中收车的高峰期，此时，动走线表现为单向集中大量收车或发车。非高峰时，动走组收发车数量较少，动走线表现为双向收车或发车。下面分别研究高峰时段和非高峰时段动走线收发车能力。

1.1　高峰时段动走线收发车能力计算

高峰时段，动走线采用单向收发车的形式，动走线理论收发车能力可以参考自动闭塞平行运行图通过能力计算方法进行计算^[5]，一条动走线高峰时段的收发车能力计算公式如下所示。

N_{\mathrm{收车}}=\frac{T_{\mathrm{高峰}\mathrm{时段}}}{I_{\mathrm{收追}}}-\frac{\mathrm{60}S}{v\times I_{\mathrm{收追}}}⑴

N_{\mathrm{发车}}=\frac{T_{\mathrm{高峰}\mathrm{时段}}}{I_{\mathrm{发追}}}-\frac{\mathrm{60}S}{v\times I_{\mathrm{发追}}}⑵

式中：N_{\mathrm{收车}}为入所方向动走线收车能力，列；N_{\mathrm{发车}}为出所方向动走线发车能力，列；T_{\mathrm{高峰}\mathrm{时段}}为高峰时段时间，min；I_{\mathrm{收追}}为动车组收车入所时的最小追踪间隔时间，min；I_{\mathrm{发追}}为动车组发车出所时的最小追踪间隔时间，min；S为动走线长度，km；v为动车组平均运行速度，km/h。

1.2　非高峰时段动走线收发车能力计算

非高峰时段，动走组收发车作业较少，动走线采用双向收发车的形式，其通过能力会随着列车出、入所的比例及组合形式不同而不同，非高峰时段动走线双向行车如图2所示。参考列车运行图扣除系数法进行计算。

以收车或发车数量多的方向为基准方向(基于图2以收车为基准方向)，对向列车连续追踪n列所扣除的追踪列车数量为ε_n，计算如公式⑶所示。

{\epsilon }_n=\frac{t_{\mathrm{收走}}+I_{\mathrm{动到}\mathrm{发}}+t_{\mathrm{发走}}+\left(n-\mathrm{1}\right)I_{\mathrm{发追}}+I_{\mathrm{站到}\mathrm{发}}}{I_{\mathrm{收追}}}⑶

式中：ε_n 为对向列车连续追踪n列所扣除的追踪列车数量，列；n为对向列车连续追踪列数，列；t_{\mathrm{收走}}为动车组入所时的动走线走行时间，min；I_{\mathrm{动到}\mathrm{发}}为动车所到发间隔时间，min；t_{\mathrm{发走}}为动车组出所时的动走线走行时间，min；I_{\mathrm{站到}\mathrm{发}}为高速铁路车站到发间隔时间，min。

一条动走线非高峰时段的理论收发车能力计算如公式⑷所示。

N_{\mathrm{收发}\mathrm{车}}=\frac{T_{\mathrm{非高}\mathrm{峰时}\mathrm{段}}}{I_{\mathrm{收追}}}-{\sum }_{m,n\in Z}m（{\epsilon }_n-n）-\frac{\mathrm{60}S}{v\times I_{\mathrm{收追}}}⑷

式中：N_{\mathrm{收发}\mathrm{车}}为非高峰时段动走线收发车能力，列；T_{\mathrm{非高}\mathrm{峰时}\mathrm{段}}为非高峰时段时间，min；m为连续追踪n列的对向列车出现了m次。

可见，当动走线不存在对向列车时，其计算公式就与公式⑴或⑵一致了。

动走线全天的运用中，早晚高峰时段动车组大量密集收发，远多于非高峰期，高峰时段动走线收发车能力是全天收发车能力制约所在。由上面计算公式可以看出，高峰时段动走线收发车能力主要受制于动车组之间的最小追踪间隔时间I_{\mathrm{收追}}和I_{\mathrm{发追}}，两者呈负相关关系，最小追踪间隔时间越大，动走线的通过能力越小。现场运营反馈，目前动走线最小追踪间隔时间一般在8~10 min左右，如成都东动车所、广州南动车所、贵阳动车所等，组织很好的可以达到6 min，如郑州动车所，但都与设计的3 min间隔相差较大，动走线收发车能力不足。因此，有必要研究站所一体化下动走线最小追踪间隔时间对收发车能力的影响，减少实际能力与设计能力的差距。

此外，工程项目也有采用增加动走线数量来提高收发车能力，但是会增加工程投资的同时也加大了与高速铁路车站相连的咽喉区的复杂度，动走线收发车能力还将受制于高速铁路车站及动车所高峰时段行车组织模式，因此，有必要基于站所一体化研究动走线布局、站所行车组织方式等对动走线收发车能力的影响。

下面将重点从动走线最小追踪间隔时间、动走线布置及站所高峰时段行车组织模式展开动走线高峰时段收发车能力的影响研究。

2　站所一体化下动走线最小追踪间隔时间对高峰时段收发车能力的影响

动走线最小追踪间隔时间对动走线收发车能力有重要影响，如图1所示，动车组收车最小追踪间隔时间I_{\mathrm{收追}}和发车最小追踪间隔时间I_{\mathrm{发追}}，等于车站咽喉区的动车组到发追踪间隔、动走线区间追踪间隔、动车所咽喉区的动车组到发追踪间隔中的最大值，如公式⑸、⑹所示。

I_{\mathrm{收追}}=\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\{I_{\mathrm{站发}},I_{\mathrm{追}}，I_{\mathrm{动到}}\}⑸

I_{\mathrm{发追}}=\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}\{I_{\mathrm{动发}},I_{\mathrm{追}}，I_{\mathrm{站到}}\}⑹

式中：I_{\mathrm{站发}}为车站出发追踪间隔时间，min；I_{\mathrm{动到}}为动车所到达追踪间隔时间，min；I_{\mathrm{追}}为动走线区间追踪间隔时间，min；I_{\mathrm{动发}}为动车所出发追踪间隔时间，min；I_{\mathrm{站到}}为车站到达追踪间隔时间，min。

高速铁路车站出发I_{\mathrm{站发}}、到达I_{\mathrm{站到}}及区间I_{\mathrm{追}}间隔时间前人已做了大量研究^[6-7，10]，制定了计算标准^[4]，所以重点研究探讨动车所出发追踪间隔和到达追踪间隔的计算。

2.1　动车所到达追踪间隔时间计算

动车所到达追踪间隔时间是指自前行动车组到达动车所起，至同方向后行动车组到达动车所止的最小间隔时间，动车所到达追踪间隔时间如图3所示。高速铁路车站到达追踪间隔时间如图4所示。进出动车所的动车组在咽喉区都需要按照限速运行，与高速铁路车站到达追踪间隔不同，除了受到制动距离、防护距离、咽喉区长度、动车组长度以及区间、咽喉限速的影响，还受到踏面检测设备的限速影响。动车组从动走线进入动车所时，需要经过踏面检测设备，为了准确检测轮对踏面，该设备要求降速为8~12 km/h，动车组需要低速通过该设备，此限速会极大地增加动车组入所时间，从而增大动车所到达追踪间隔时间。

动车所到达追踪间隔时间可以基于动车组入所运行速度曲线计算而得，在满足咽喉各项限速的基础上，不同的动车组入所操纵策略也会使追踪间隔时间有很大不同，下面给出2种动车组入所操纵策略。通过踏面检测设备后先加速再匀速最后减速直至停车(策略1)如图5所示，通过踏面检测设备后开始减速直至停车(策略2)如图6所示。对比图5与图6，图5所示的操纵策略为动车组经过踏面检测设备后，先稍微提速，再匀速行驶，最后减速直至停车。图6所示的操纵策略是列车经过踏面检测设备后开始减速，直至停车。相比之下，前者的到达追踪间隔时间较短。公式⑺与⑻是基于动车组入所速度曲线的到达追踪间隔时间计算公式。

I_{\mathrm{动到}}=t_{\mathrm{作业}}+t_{\mathrm{1}\mathrm{制动}}+t_{\mathrm{2}\mathrm{减速}}+t_{\mathrm{3}\mathrm{匀速}}+t_{\mathrm{4}\mathrm{加速}}+t_{\mathrm{5}\mathrm{匀速}}+t_{\mathrm{6}\mathrm{减速}}⑺

I_{\mathrm{动到}}=t_{\mathrm{作业}}+t_{\mathrm{1}\mathrm{制动}}+t_{\mathrm{2}\mathrm{减速}}+t_{\mathrm{3}\mathrm{匀速}}+t_{\mathrm{4}\mathrm{减速}}⑻

2.2　动车所出发追踪间隔时间计算

动车所出发追踪间隔时间是指自前行动车组从动车所发出时起，至动车所同方向再发出另一动车组时止的最小间隔时间，动车所出发追踪间隔时间如图7所示。高速铁路车站出发追踪间隔时间如图8所示。与高速铁路车站出发间隔不同，除了受到停车标至信号机长度、闭塞分区长度、咽喉区长度与\mathrm{动车}\mathrm{组长}\mathrm{度}以及咽喉、区间限速的影响，也受到踏面检测设备的限速影响。动车组从动车所进入动走线时，踏面检测设备通常限速30 km/h，此限速让动车组出所时不能迅速提升到动走线区间速度，从而增大动车所出发追踪间隔时间。

动车所出发追踪间隔时间可以基于动车组出所运行速度曲线计算而得，在满足咽喉各项限速的基础上，不同的动车组出所操纵策略也会使追踪间隔时间有很大不同，下面给出了2种出所策略。到达踏面检测设备前一直加速，通过踏面检测设备后先加速到咽喉限速(策略1)如图9所示；先加速到踏面限速，之后一直匀速行驶直至通过咽喉区(策略2)如图10所示。图9的操纵策略是动车组较快加速到踏面限速后，匀速行驶直至列车尾部完全出清踏面检测区段后，加速到咽喉区限速值；列车尾部完全出清动车所范围(反方向进站信号机)后，加速到线路允许速度运行。图10的操纵策略是列车加速到踏面检测区段允许速度后，保持该速度运行，直到列车尾部完全出清动车所范围(反方向进站信号机)后，加速到线路允许速度运行。相比之下，前者的出所追踪间隔时间较短。公式⑼与⑽是基于动车组入所速度曲线的出发追踪间隔时间计算公式。

I_{\mathrm{动发}}=t_{\mathrm{作业}}+t_{\mathrm{1}\mathrm{加速}}+t_{\mathrm{2}\mathrm{匀速}}+t_{\mathrm{3}\mathrm{加速}}+t_{\mathrm{4}\mathrm{匀速}}+t_{\mathrm{5}\mathrm{加速}}+t_{\mathrm{列车}}⑼

I_{\mathrm{动发}}=t_{\mathrm{1}\mathrm{加速}}+t_{\mathrm{2}\mathrm{匀速}}+t_{\mathrm{3}\mathrm{加速}}+t_{\mathrm{作业}}+t_{\mathrm{列车}}⑽

2.3　动走线追踪间隔时间对收发车能力影响

综合以上研究，影响动走线追踪间隔时间的主要因素有动走线踏面限速、动车组出入所操纵策略、动走线信号制式及运用方式、动走线长度及动走线踏面检测设备数量，不同影响因素对动走线收发车能力的影响分析如下。

（1）动走线踏面限速。由前面的计算方法可知，动车组的运行速度会极大影响动走线追踪间隔时间。动走线踏面限速过低，造成了动车组出入所速度的降低，尤其是入所时，动车组需要从区间限速80 km/h减速至踏面限速8~12 km/h左右，且后续运行过程也受踏面限速值制约很难再提速，极大影响动车所咽喉进路的占用，从而影响动走线的收发车能力。因此，动走线踏面限速值是影响动走线收发车能力的一项重要因素^[11]。

某高速铁路车站某列车入所车载数据记录的牵引曲线图如图11所示，详细记录了列车从车站、通过踏面检测设备并到达动车所存车场停车的全过程，为保证列车通过踏面检测设备的行驶速度在8~12 km/h，司机一般将速度控制在10 km/h(保证一定的上下限的余量)，最终车站与动车运用所行车间隔为9 min 30 s左右，动走线区间限速为40 km/h。可以看出，该现场速度曲线与图5变化趋势基本一致。

（2）动车组出入所操纵策略。不同的动车组出入所操纵策略也使得动车组的运行速度有较大差异，导致动车组出入所间隔时间变化，影响动走线收发车能力。此外，动车组司机实际操纵往往不会紧贴着限速值行车，实际运行速度与设备规定限速值会存在一定安全余量，从而导致动车所出发、到达间隔较长，减少了动走线收发车能力^[12]。

（3）动走线长度。在CTCS-2级列控系统中，动走线长度会对闭塞分区的数量及长度有影响，从而影响动车组的追踪间隔时间的大小。在CTCS-3级列控系统中，动走线长度对追踪间隔时间影响较小。此外，动走线的长度越长，动车组在动走线上的走行时间越长，早高峰时段，动车组需要较早地提前从动车所出所，以满足收发车需要。

（4）动走线踏面检测设备数量。通常情况下，1条动走线仅设置1套踏面检测设备。如果在每条动走线上增加踏面检测设备数量，如1条动走线设置2套踏面检测设备，则2条动走线共设置4套。增加踏面检测设备示意图如图12所示，此时，前车车尾只要通过踏面检测设备前的道岔(图12中9号与11号道岔)，就可以开放进路让后车进入，可以有效降低动车所到达和出发间隔时间，提高动走线收发车能力。

2套踏面检测设备下动车组出发追踪间隔如图13所示。将列车出所过程分为2段，第1段进路为存车线到列车经过的最后一个关联道岔，第2段进路为关联道岔到列车出清一离去距离，默认动车所咽喉在设计时满足当后行列车到达关联道岔时，前行列车尾部已经出清一离去的条件。列车1办理出所作业后，占用第1段进路，当列车1的尾部离开关联道岔后，开始办理第2列车出所作业，依次类推，列车2尾部出清关联道岔后，开始办理第3列车的出所作业。

2套踏面检测设备下动车组到达追踪间隔如图14所示。将动车所入所过程分为2段，第1段进路为开始办理进站作业到列车会经过的最后一个关联道岔，第2段进路为该关联道岔到存车线。列车1开始办理进站作业后，第1段进路为列车1开放信号，当列车1的尾部出清关联道岔后，列车2开始办理进站作业。当列车2进入第2段进路且列车1停稳后，列车3就可以开始办理进站作业。

3　动走线布置及高峰时段站所行车组织方案对动走线收发车能力的影响

3.1　动走线布置方案的影响

（1）动走线与车站、动车所的场站连接方式。动走线与车站的接轨方式往往受城市规划、用地条件以及车站功能控制，动走线的接轨方案实际中并不能保持与车站的列车开行方案相适应^[13]，例如某车站主要车流方向为北向车流，动走线受用地条件限制仍从北端咽喉接轨，动走线的始发终到动车组收发车作业会进一步加剧车站咽喉通过能力紧张，高速铁路车站与动车所的接轨可以分为终端式车站与动车所反向布置、顺向布置和贯通式车站与动车所反向布置。当终端式车站与动车所顺向布置，动车所的收发车与车站的接发车作业占用两端不同的咽喉，动车所的收发车能力仅受制于到发线是否空闲；当终端式车站与动车所反向布置，动车所的收发车与车站的接发车作业占用同一个咽喉，动车所的收发车作业需在车站接发车空闲时完成，动车所的收发车作业与车站收发车作业相互耦合；贯通式车站与动车所反向布置，动车所的收发车作业会与车站某一方向占用同一个咽喉区，不同车站动车所接轨方向咽喉的开行列车对数占比也不同，需要根据车站具体的开行方案分析。因此动走线的收发车能力影响应将车站、动走线和动车所作为一个整体进行研究，在满足车站列车开行方案的基础上进行动走线的接轨方案设计^[14]。

（2）动走线数量。动走线收发车能力应满足高峰时段动车组出入段需求，因此，动走线设置数量应根据高峰时段动走线收发车能力需求设置。在不考虑动车所和车站行车作业影响下，动走线数量越多，动走线收发车能力越大。此外，在初期设计动走线数量时，还应考虑在既定的站所一体化布局下，存车线、动走线、到发线三者数量间的制约关系，一般动车所在早晚高峰4~5 h以内完成动走线内的收发车作业，不同的站所根据其车站行车作业计划，高峰小时发车不均衡系数存在一定的差异，结合调研的某站为例，高峰小时发车数量占全天的30%左右，通过计算动走线和运用车列数的比例应控制在1∶33~1∶50之间，则动走线∶存车线∶检查库线数应控制在1∶19∶3~1∶33∶6之间(配属车中考虑15%的长编组)。当到发线数量和存车线数量较少时，设置太多的动走线数量反而没有实际意义。相反，当到发线数量和存车线数量较多，且车站需要办理的作业量很大时，如果动走线数量太少，会导致动车组无法及时收发，影响车站作业效率，此时可以考虑增加动走线数量。

3.2　高峰时段站所行车组织方案的影响

高峰时段的车站行车组织方案对站所一体化下动走线收发车能力具有较大的影响，包括接发列车进路方案、股道运用方案、列车接发顺序方案等^[1]。车站行车组织方案需要与动车所收发车计划做好衔接，一般在收发车时，尽量安排动车组在车站咽喉、动走线、动车所咽喉中的平行进路，减少动车组走行间的妨碍时间，提升作业效率。现场调研发现，某高速铁路车站高峰时段因安排的出发列车切割了咽喉，导致4列动车组在动走线上等待车站的进路开放，最长的一列等待时间超过27 min，影响了收发车作业效率。因车站行车组织方案受控因素较多，难以归集为单一指标，需要基于车站行车组织方案核算通过能力。

4　实例验证

下面通过选取一个具体的案例验证以上的理论分析。高速铁路车站站场图如图15所示，其站场规模为13个站台，25条到发线，有4条高速铁路线路引入。该高速铁路车站东侧约5 km处设置了一个动车所，动车所(局部)站场图如图16所示。动车所有62条存车线、14条检查库线。车站全部采用18号道岔，动车所采用12号道岔。高速铁路车站与动车所之间设置了3条动走线，长度6.8 km，动走线均采用CTCS-2级列控系统，按闭塞分区追踪运行，限速80 km/h，具备单线双向行车条件，每条动走线上设有1个踏面检测设备，入所踏面限速为15 km/h，出所踏面限速为30 km/h。假设动车组为8辆编组，加(减)速度取0.3 m/s²，出发作业附加时间47 s，到达作业附加时间36 s，计算不同影响因素下，动走线追踪间隔时间和动走线收发车能力。

（1）动走线追踪间隔时间计算与比较。基于图5及图9中的动车组操纵策略，计算8编列车在动走线各项追踪间隔时间，站所列车追踪间隔时间如表1所示。

从结果来看动车所出发间隔与到达间隔都较大，是动走线收发车能力制约性的间隔时间。此外，当动车组为16辆编组时，出入所时间还需要增加1~2 min，当动车所入所踏面限速为10 km/h时，入所时间还需增加30 s到1 min。最终动走线追踪间隔时间，一般都将达到8 min以上，印证了调研中动走线实际最小追踪间隔时间一般在8~10 min左右的情况。

（2）踏面限速、动车组出入所操纵策略对动走线收发车能力的影响。基于图5及图6中的动车组操纵策略，计算不同限速条件下，动走线收车能力。为了评估踏面限速变化对通过能力的影响，计算了限速10 km/h至40 km/h下的动走线收发车能力。需要指出，目前技术水平能够支持10 km/h至30 km/h的入所踏面限速，而支持40 km/h限速的技术正在研发中，这里仅从理论上探讨其对动走线收发车能力的影响，为踏面检测技术提升提供参考。不同踏面限速、不同操纵策略下动走线收车能力对比如表2所示。

基于图9及图10中的动车组操纵策略，计算不同限速条件下，动走线发车能力。不同踏面限速、不同操纵策略下动走线发车能力对比如表3所示。

表2中，入所踏面限速从10 km/h提升至40 km/h时，采用入所策略1，动车所到达间隔时间从7 min 10 s缩短至3 min 24 s，动走线收车能力从8列/h提升至17列/h；采用入所策略2时，动车所到达间隔时间从11 min 10 s缩短至4 min 24 s，动走线收车能力从5列/h提升至13列/h。

表3中，出所踏面限速从30 km/h提升至40 km/h时，采用出所策略1，动车所出发间隔时间从5 min 13 s压缩至4 min 30 s，动走线发车能力从11列/h提升至13列/h；采用出所策略2时，动车所出发间隔时间从4 min 54 s压缩至4 min 13 s，动走线发车能力从12列/h提升至14列/h。

通过以上对比可以得出，当踏面限速不断提升，动车所出发、到达追踪间隔时间有显著的缩减，因此，提升踏面限速是提高动走线收发车能力的一种有效措施。此外，不同的动车组操纵策略，也会直接影响追踪间隔时间。

（3）踏面检测设备数量对动走线收发车能力的影响。基于图13中的动车组出所操纵策略，计算1条动走线设置了2套踏面检测设备后的动车所出发追踪间隔时间。当出所踏面限速为30 km/h时，第1列车出清一离去后，第2段进路可以对第2列车开放，所以两列车的出发间隔为列车在第2段进路上的走行时间，大概为4 min。

基于图14中的动车组入所操纵策略，计算1条动走线设置了2套踏面检测设备后的动车所到达追踪间隔时间。当入所踏面限速为15 km/h时，第1列车从开始办理进站作业到列车尾部通过踏面检测设备前的关联道岔所用的时间t₁为1 min 47 s，加上道岔转换时间10 s，此时第2列车可以进入动车所咽喉区，即第2列车与第1列的到达间隔为2 min；当第1列车进入存车线停稳时，第2列车的尾部也已经通过了踏面检测设备前的关联道岔，可以开通进路接入第3列车，第3列车与第2列车的到达间隔为3 min 30 s。

计算动走线配置不同踏面检测设备数量的收发车能力表如表4所示。当采用图13的动车组出所操纵策略，出所踏面限速30 km/h时，增加动走线配置踏面检测设备数量，动走线发车能力从11列/h提升至15列/h；当采用图14的动车组入所操纵策略，入所踏面限速分别为10 km/h，15 km/h和30 km/h时，增加动走线配置踏面检测设备数量，动走线收车能力分别从5列/h提升至10列/h，从7列/h提升至14列/h以及从12列/h提升至17列/h。

通过表4的计算结果可知，增加踏面检测设备数量可以减少动车所到发追踪间隔时间，提高动走线收发车能力。此外，随着动车所到发追踪间隔时间的缩短，当小于高速铁路车站到发追踪间隔时间时，动走线收发车能力将取决于高速铁路车站到发追踪间隔时间。

（4）高峰时段车站行车组织方案。根据高速铁路车站和动车所站场布置特点，对这3条动走线进行衔接区域划分，行车组织方案如图17所示，3条动走线直接对应区域的到发线、存车线数量相对均衡。区域划分后高峰时段3条动走线上收发的列车，可以有效利用平行进路，互不干扰，提升作业效率以及通过能力。

5　研究结论

研究动走线收发车能力的相关影响因素，得出如下结论。

（1）站所一体化系统中，动走线收发车能力制约性的间隔时间是动车所出发追踪间隔与动车所到达追踪间隔，可以从踏面检测设备数量和限速、动车组出入所操纵策略以及动走线长度设置等方面来压缩动车所追踪间隔时间。踏面限速是影响动走线追踪间隔时间的主要因素，提升踏面限速值能有效压缩动车所的到达间隔和出发间隔；可以通过设备升级及增加设备数量，有效压缩动走线间隔时间，提高动走线收发车能力；动车组出入所操纵策略对动走线收发车能力也有重要影响，可以通过优化规范出入所动车组操纵方式，在保证安全和考虑现场实际的情况下，动车组贴近限速值运行可以提升动走线收发车能力。

（2）动走线的数量设置需要满足站所一体化下收发车作业需要，增加动走线的数量能够有效地提升动走线的收发车能力，但是会增加巨大的投资建设成本，需要综合考虑；同时动走线与车站到发线接轨关系所形成的平行进路也极大影响通过能力，动走线与车站到发线的连通关系应尽量均衡。

（3）根据车站和动车所布置特点，对动走线与车站衔接区域划分，采用平行进路原则优化高峰时段车站行车组织方案，能够有效实现车站到发线的均衡利用，提高车站咽喉利用率，进而提升动走线收发车作业能力。

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基金资助

国家铁路局科研计划项目(2021JS005)