城市軌道交通車輛基地總平面設(shè)計探析
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摘要：隨著我國城市軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)各大城市地鐵逐步進入全自動駕駛時代，為了研究全自動駕駛模式下車輛基地總平面布局和工藝設(shè)計特點，文章總結(jié)全自動駕駛模式對車輛基地總平面布局的主要影響，并以國內(nèi)某全自動駕駛車輛基地為例，分析了順向橫列式、反向縱列式兩種典型車輛基地總平面布局特點，探究了全自動駕駛模式對車輛基地工藝設(shè)計帶來的其他影響，為后續(xù)全自動駕駛車輛基地設(shè)計提供參考。
關(guān)鍵詞：地鐵；全自動駕駛；車輛基地；工藝設(shè)計
1研究背景
全自動運行系統(tǒng)（fullyautomaticoperation，F(xiàn)AO）基于現(xiàn)代計算機、通信、控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)，實現(xiàn)列車運行全過程自動化，是新一代城市軌道交通系統(tǒng)，截至2018年12月，全球共有64條地鐵線路采用全自動運行系統(tǒng)[1-2]。未來全球城市軌道交通75%新線將采用全自動運行，40%既有線路將改建為全自動運行線路[3-4]。全自動運行系統(tǒng)在車輛基地中的應(yīng)用，對提高車輛基地自動化程度、運營安全與效率具有重要的意義，相比常規(guī)車輛基地，全自動駕駛車輛基地對總平面布局原則，包括功能分區(qū)劃分、信號轉(zhuǎn)換區(qū)段設(shè)置、人工及自動駕駛區(qū)圍蔽隔離設(shè)施等均提出了較高的要求。本文總結(jié)了全自動駕駛模式對車輛基地總平面布局的主要影響，并結(jié)合全自動駕駛車輛基地設(shè)計案例，研究兩種典型總平面布置形式下的全自動駕駛車輛基地布局特點，最后分析全自動駕駛對車輛基地工藝設(shè)計帶來的其他影響。
2全自動駕駛對車輛基地總平面布局的影響
2.1人工及自動駕駛區(qū)劃分
為了保障車輛運行及人員作業(yè)安全、方便生產(chǎn)及運營管理，全自動駕駛車輛基地需進行人工駕駛和自動駕駛區(qū)域劃分。人工駕駛區(qū)作業(yè)內(nèi)容較為復(fù)雜，規(guī)律性弱，人工干預(yù)程度高，如架修線、定修線、臨修線、靜調(diào)線、吹掃線、鏇輪線、調(diào)機及工程車線、材料裝卸線等；自動駕駛區(qū)作業(yè)內(nèi)容相對簡單、規(guī)律性強、人工干預(yù)程度低，如停車列檢線、洗車線、牽出線、出入段線等[5]。各地對周月檢線和試車線的區(qū)域劃分原則尚未完全統(tǒng)一，可綜合考慮場區(qū)條件及運營需求進行區(qū)域劃分，避免人工及自動駕駛區(qū)被分割。
2.2駕駛區(qū)之間增設(shè)轉(zhuǎn)換軌
相比常規(guī)段場，全自動駕駛模式下列車從自動駕駛區(qū)進入人工駕駛區(qū)，需在轉(zhuǎn)換軌及常規(guī)人工駕駛模式下牽出線功能，進行駕駛模式轉(zhuǎn)換。為了方便司機上下車，需設(shè)置通往信號轉(zhuǎn)換軌的段內(nèi)道路，并在轉(zhuǎn)換軌旁增設(shè)司機登車平臺，同時應(yīng)滿足限界要求。
2.3分區(qū)增設(shè)圍蔽隔離設(shè)施
（1）段場紅線圍蔽（或圍墻），實現(xiàn)段場內(nèi)部與外部的分隔。（2）軌行區(qū)物理隔離，實現(xiàn)對軌行區(qū)的嚴(yán)格分隔，確保段內(nèi)行車及作業(yè)安全。全自動駕駛車輛基地除設(shè)置上述隔離設(shè)施外，需增設(shè)分區(qū)圍蔽，包括人工駕駛區(qū)與自動駕駛區(qū)之間、各自動駕駛分區(qū)之間、咽喉區(qū)上行與下行之間、人工及自動駕駛區(qū)信號轉(zhuǎn)換區(qū)域等，并在道路等需要中斷的地方，增設(shè)開門和門禁系統(tǒng)，與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖。
3全自動駕駛車輛基地典型布局方案研究
根據(jù)段場與接軌站的關(guān)系，車輛基地總平面布置主要分為貫通式、盡端式，貫通式布置受到較多的限制因素，國內(nèi)車輛基地基本以盡端式布置為主，主要包括順向橫列式、反向縱列式。以國內(nèi)某全自動駕駛車輛基地為例，基于全自動駕駛模式對車輛基地布局新要求，針對順向橫列式、反向縱列式兩種典型布局形式及工藝流線進行探討。
3.1順向橫列式
運用庫與檢修庫順向橫列布置。全自動駕駛區(qū)包括運用庫、洗車機庫、出入段線等；人工駕駛區(qū)包括檢修庫、鏇輪庫、調(diào)機及工程車庫、材料裝卸線等；周月檢線位于運用庫內(nèi)，劃分為自動駕駛區(qū)，轉(zhuǎn)換軌設(shè)置于出段線東側(cè)。順向橫列式車輛基地如圖1所示。
3.2反向縱列式
運用庫與檢修庫縱列布置，駕駛區(qū)劃分與順向橫列式保持一致，轉(zhuǎn)換軌設(shè)置于運用庫東側(cè)，兩種總平面布局方式均滿足生產(chǎn)功能需要。反向縱列式車輛基地示意圖如圖2所示。兩種典型車輛基地總平面布局對比分析如表1所示。
4全自動駕駛車輛基地其他特點
相較于常規(guī)車輛基地，全自動駕駛模式會對總平面布局、列車作業(yè)流程、自動駕駛區(qū)庫房尺寸及工藝設(shè)計原則等產(chǎn)生影響。
4.1停車列檢庫增加庫房長度
采用全自動駕駛模式后，為了提高檢修效率，停車列檢庫設(shè)置100%檢查坑，根據(jù)信號要求，應(yīng)充分考慮自動駕駛信號防護距離，兩列位之間的距離≥20m，后一列位車尾與車擋距離≥15m，庫房長度需增加約12m。停車列檢庫庫房長度如圖3所示。
4.2停車列檢庫劃分防護分區(qū)
采用全自動駕駛模式后，為了保證檢修人員及車輛安全，停車列檢庫一般按2~3股道劃分若干個防護分區(qū)，并采用隔離網(wǎng)進行隔離。停車列檢庫防護分區(qū)如圖4所示。
4.3停車列檢庫增設(shè)地下通道及庫中門禁
采用全自動駕駛模式后，檢修作業(yè)人員主要通過地下通道連通各防護分區(qū)，庫中平交道各防護分區(qū)之間增設(shè)門禁，并與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖。停車列檢庫地下通道及庫中門禁如圖5所示。
5結(jié)語
全自動運行系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用，對常規(guī)車輛基地采用全自動駕駛模式后，為了提高檢修效率，停車列檢庫設(shè)置100%檢查坑，根據(jù)信號要求，應(yīng)充分考慮自動駕駛信號防護距離，兩列位之間的距離≥20m，后一列位車尾與車擋距離≥15m，庫房長度需增加約12m。停車列檢庫庫房長度如圖3所示。的設(shè)計原則產(chǎn)生了較大影響。針對兩種模式下車輛基地設(shè)計原則的差異進行研究，相關(guān)單位應(yīng)不斷積累自動駕駛段場設(shè)計經(jīng)驗，優(yōu)化設(shè)計方案，拓寬軌道設(shè)計思路，提高自動駕駛模式下車輛基地生產(chǎn)檢修作業(yè)效率，不斷提升自動化運行的水平，為后續(xù)全自動駕駛模式下車輛基地的優(yōu)化設(shè)計提供參考。
參考文獻
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[5]王亞麗.基于全自動駕駛技術(shù)的南京地鐵7號線高架車輛段設(shè)計[J].城市軌道交通研究，2018，21（10）：142-146.
作者:柳明 單位:廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司
