廣州珠江新城旅客自動輸送系統(APM)設計特點

史海歐 羅燕萍

(廣州地鐵設計研究院有限公司 廣州 510010)

1 工程概況

花城廣場是廣州市新中軸線的珠江新城中央商務CBD核心區，周邊39棟商業辦公和公共建筑共120萬m2，地下空間綜合開發總建筑面積約50萬m2;花城廣場占地約56萬 m2，海心沙亞運公園占地17萬m2。為解決中央商務區內部以及與天河商貿區、觀光塔之間旅游觀光購物的出行交通需求，規劃設計了珠江新城旅客自動輸送系統(automated people mover systems，APM)作為廣州中央商務區的配套公共交通系統。

APM北起天河區林和西，南至海珠區的觀光塔，線路總長3.94 km(見圖1)，全部為地下線路，共設9座車站、1座車場及控制中心，最大站間距693.5 m，最小站間距為315.5 m，平均站間距473.4 m。其中，赤崗塔和林和西站與3號線非付費區換乘，5座車站與花城廣場地下空間合建。該線客流預測初、近、遠期高峰小時單向最大斷面客流分別為3553、8807、10028人次，全日客流量分別為 5.2 萬、11.0 萬、12.2 萬人次。

圖1 珠江新城APM線路示意

2 系統制式選擇

APM是一種采用橡膠車輪、由導軌引導在2條平行的平板軌道上全自動控制運行的新型快速客運交通系統，也稱自動導軌交通(automated guideway transit)，現逐漸發展形成穿梭式或環形的短距離交通以及中低客運量的城市客運交通兩大類別(見圖2～圖3)。APM在國外大多用作大型機場穿梭交通、交通樞紐換乘工具以及城市的輔助交通工具，北京機場T3航站樓也采用了APM。

圖2 機場APM

圖3 低運量APM

根據本項目的運能需求，采用無人駕駛自動導軌系統。通過招投標，確定采用龐巴迪的CX－100車型，為全動車、自動車鉤連掛，可以單輛運行，也可以任意編組，并實現雙向運行。與車輛同時招標的還包括了信號系統、道岔及控制系統。車輛供電電壓AC600 V，輪距2032 mm，該車適應線路條件為最小平面曲線半徑22.8 m，最小豎曲線半徑1000 m，曲線最大超高7.5%，正線最大坡度 65‰。3輛編組列車長度38253 mm，車寬2845 mm，每輛車2對/邊車門，車門寬度2134 mm，車輪直徑962 mm，地板距運行道面高度1092 mm，站臺設計高度1080 mm。每輛車運營定員座位16個、站位122人(6人/m2計)，車輛性能載客量要求AW3為179人。

根據預測客流，珠江新城APM采用3輛編組列車，高峰小時設計能力為28對/h(見表1)。

3 系統設計簡化

本線為全地下線3.94 km、平均站間距473.4 m、車站有效站臺長度40 m、屏蔽門長35 m，因此本工程不能參照目前城市軌道交通系統的常規設計，需創新設計理念與標準，簡化設計原則、控制系統和車站規模。

表1 旅客自動輸送系統設計年度運輸能力

3.1 隧道通風系統的簡化

全線只考慮一處火災事故，列車火災時進入車站進行疏散。根據線路短、平均站間距小的條件，全線按一個長區間進行組織區間通風和設置區間風井，簡化了隧道通風設施，減少了與中央商務區地下空間的協調難度。

僅在線路兩端的赤崗塔、海心沙、和體育中心、林和西站設置活塞風井(帶風機60 m3/s)。按每個車站設置1臺軌道排熱風機(50 m3/s，正反轉)，正常時排車站兩側隧道列車的熱量(各25 m3/s)，火災時可集中對一側排煙(50 m3/s)。另在中央廣場站的單渡線設置活塞風井，其余車站均不設置區間活塞風機和活塞風井，中央廣場至雙塔區間設置射流風機(20 m3/s)。

3.2 全線統一考慮用房配置與功能分區

根據線路短、站間距小、客流量不大的特點，強化全線作為一個中心站的概念，按全線統一考慮管理、維修用房的配置、以及功能劃分。在車站管理上，提出車站無人值守的理念，撤消車站固定的值守人員，設置全線巡查人員，精簡管理用房;在單一票價制的前提下，將AFC的設備維護、日常票務與票款處理集中到車場控制中心;將相近功能的設備房進行整合，在保證功能需求的前提下，最大程度地壓縮設備用房的規模;在人防分區上，結合防淹門的設置、地下空間的人防分區情況，把線路劃分成若干區段設置分區。

3.3 最大程度地實現資源共享

由于中央商務區內地下空間開發范圍大，配置的外部電源、冷源也比較完善，因此在車站設計時最大程度地實現資源共享，包括空間共享、管理共享、設備共享。合建段與地下空間統一設計、同步施工，將公共區與其他開發區充分連通，共用出入口通道;換乘站充分利用其他線路車站的公共區與出入口;取消專用主變電站與制冷站，直接引入外部中壓電源與冷源，減少了車站用房的數量。

4 整合設備管理用房、壓縮車站規模

4.1 整合設備管理用房

設備管理用房由于系統設計方案簡化、設施減少而壓縮，經過整合，APM標準車站的設備區規模控制在1000 m2左右，比標準的地鐵車站4000 m2設備區規模做了較大的精簡(見表2)。

表2 車站設備管理用房整合情況對比

續表

4.2 控制車站規模

車站有效站臺40 m，在消防疏散距離50 m的范圍之內，車站客流不大，公共區疏散樓扶梯在滿足6 min疏散要求的前提下采用了單端布置，既可以保證在有限的站臺長度及空間上的完整性，又可以有效地控制車站的長度，同時站臺另一端布置緊急樓梯與設備區共享并能直出地面，滿足消防疏散需要。采用單端的站廳，設備管理用房布置在另一端，車站分區明確，綜合管線走向清晰。

采用單端布置的APM標準2層地下站，車站總長在70 m以內，主體建筑面積只有3000 m2左右，空間利用上非常緊湊。

4.3 出入口設置

分建站公共區只設一個主出入口，另一個作為緊急疏散口與設備區共用。在核算各站點的客流情況后，車站一個主要出入口滿足正常的疏散要求，火災時利用設備區的緊急疏散口作為公共區另一個直通地面的疏散通道，滿足消防要求。

合建站空間共享，位于新中軸核心區的車站與地下開發空間合建。車站成為地下空間的一部分，四通八達的地下空間是車站乘客最大的疏散通道，同時也是車站的最大客源。

5 統籌機電各專業接口

設置全方位、高度集中的管理平臺，實現控制中心對全線設備與系統的管理。針對線路特點，結合廣州地鐵運營管理的實際情況，明確了本線開/關站流程、消防聯動、各系統的運營管理模式及接口要求等。例如:通信系統對全線公共區、出入口通道等乘客活動區域的全景CCTV監視、關鍵點的應急對講;綜合監控系統對屏蔽門、電扶梯、出入口卷閘集成，實現中心對全線所有有源設備的遠程控制;火災確認、列車故障與車站設備故障處理的流程分析，等等，均充分體現了本線路車輛無人駕駛、車站無人值守的特點。

將全線作為一個長區間考慮，弱化站級功能，減少系統的車站配置設施。只在線路兩端設置區間隧道通風設施;區間消防給水全線成環，在有條件的車站引入水源;綜合監控、AFC系統等在加強中心集中管理功能的前提下簡化了站級設施。

6 車站設計方案因地制宜、形式多樣

全線車站均充分結合外部條件與內部需求，因地制宜地進行車站方案設計，最終形成了形式多樣、各有特色的車站方案。林和站站廳同層并設置了中庭(見圖4)，深埋的天河南站采用垂直電梯運輸(見圖5)，合建黃埔大道站出入口為下沉廣場(見圖6)，赤崗塔站的站廳為中空、共享空間設計(見圖7)。

圖4 林和西站站臺

圖5 天河南站站臺

圖7 赤崗塔站站臺

7 配套系統設施

7.1 軌道

APM號稱“五軌”系統:運行道、導向軌、供電軌、接地軌、信號軌(漏纜)。本項目采用CX－100車輛，采用膠輪-中央導向系統，走行面為鋼筋混凝土結構。軌道系統主要包括運行道、導向軌、道岔、車擋等結構。運行道為采用強度不低于C35的鋼筋混凝土運行道與導向軌匹配，正線、輔助線均采用H型斷面導向軌。單渡線由2組樞軸式道岔組成，交叉渡線由4組樞軸式道岔加1組轉盤式道岔組成。

7.2 信號

信號系統采用龐巴迪公司的CITYFLO 650全自動無人駕駛系統，ATC系統由ATS、ATP、ATO等組成，具備無人駕駛模式、ATP監督下的人工駕駛模式、無ATP保護固定限速下的人工駕駛模式。本工程全線(包括車站和車場)為一個區域，區域ATP、區域ATO、基站數據柜等主要控制設備，集中布置在控制中心弱電系統設備室，在歌劇院、婦兒中心、林和西站設置遠程ATP。

車地通信方式采用漏纜，車場設置軌道電路。全線僅在道岔、防淹門位置設置信號機，全線設置位標用于列車定位，區間共有8處初始化區域，初始化區域由智能標簽讀取器和位標組成。當列車由于某種原因停在區間時，列車可采用人工駕駛模式通過初始化區域，系統就可以知道列車的位置、列車號、列車編組等信息，進而重新恢復到無人駕駛模式。

7.3 供電

供電系統由外部電源、中壓供電網絡、牽引供電系統、車站及區間動力照明供電系統、電力監控系統和接地系統等組成。外部電源和中壓網絡采用10 kV供電制式，四路外部10 kV電源分別取自地區電網的中軸110/10 kV變電站和雙子110/10 kV變電站。牽引供電系統采用三相AC600 V供電制式，三相三線制、中性點經電阻接地;正線和車場牽引網均采用接觸軌。

8 結論與建議

珠江新城APM在廣州亞運會前的2010年10月8日成功開通運營，得到了乘客的普遍認可，日客流量1.0～6.2萬人次。它是首條全地下(包括地下車場與控制中心)并真正實現無人駕駛的軌道交通線路;設計大膽，按車站無人值守的理念，簡化了隧道通風系統和車站設備管理用房，經過整合的APM標準車站設備區規模控制在1000 m2左右，與標準的地鐵車站4000 m2設備區規模相比有了很大的精簡，并與沿線的地下開放空間無邊界結合、同步設計與建設。目前，我國城市軌道交通機電系統的設計冗余量大，與國外地鐵相比，機電系統是最復雜的。APM的設計可供國內城市軌道交通的系統簡化和設備管理用房優化借鑒，并給城市人流密集區解決短距離范圍內的交通問題提供了一種新的成功范例。

由于本工程為國內首次，有不少經驗教訓需在今后的工程中吸取:

1)總體設計隧道在行車方向左側設置檢修平臺。但為了控制車站規模，設備管理用房區在隧道邊沒有預留走道，使區間檢修時疏散平臺和部分車站站臺沒有連通。

2)新的設計理念與地鐵運營習慣存在矛盾。全線設計運營管理人員數量為147人，相應的車站管理用房、車場辦公用房按此定員設置。但運營管理部門和乘客對無人駕駛列車和無人值守車站的新理念存在接受與適應的過程，在運營初期傾向于參照常規線路的模式進行管理，實際配置總人數超過300人，車站辦公用房、會議與培訓用房、司機公寓等需借用其他地鐵車輛段的設施。

3)APM綜合監控系統、AFC均按中心管理的模式設置，站級功能有所簡化，相應的設備配置減少。但后期運營公司提出了較多的整改要求，如增設站級工作站、管理用房，補充全景攝像頭;而OCC內的緊急停車按鈕、綜合監控系統的接觸軌帶電信息與信號系統的聯鎖等APM特有的設計，運營公司卻建議減少或取消。

4)在系統聯調過程中，系統集成商要求參與調試的所有設備房、管理房具備通風空調與消防要求。為了保證調試的正常進行，專門為這些房間配置了足夠的臨時空調與滅火器。這雖然是工期緊張遇到的個案，但也提醒在設計與建設中應適當考慮調試與過渡期的需求。

［1］廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州珠江新城集運系統項目建議書［R］.廣州，2006.

［2］廣州地鐵設計研究院有限公司.珠江新城集運系統專題研究報告［R］.廣州，2006.

［3］GB 50157—2003地鐵設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，2003.

［4］廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州珠江新城集運系統初步設計［R］.廣州，2006.

［5］廣州地鐵設計研究院有限公司.廣州珠江新城APM設計總結［R］.廣州，2011.