城市軌道交通全自動運行車輛基地總平面設計研究

柳 明

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東廣州 510010）

1 研究背景

全自動運行系統（fully automatic operation，FAO）基于現代計算機、通信、控制和系統集成等技術，實現列車運行全過程自動化，是新一代城市軌道交通系統，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[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]。全自動運行系統在車輛基地中的應用，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，包括功能分區劃分、信號轉換區段設置、人工及自動駕駛區圍蔽隔離設施等均提出了較高的要求。本文總結了全自動駕駛模式對車輛基地總平面布局的主要影響，并結合全自動駕駛車輛基地設計案例，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 人工及自動駕駛區劃分

為了保障車輛運行及人員作業安全、方便生產及運營管理，全自動駕駛車輛基地需進行人工駕駛和自動駕駛區域劃分。人工駕駛區作業內容較為復雜，規律性弱，人工干預程度高，如架修線、定修線、臨修線、靜調線、吹掃線、鏇輪線、調機及工程車線、材料裝卸線等；自動駕駛區作業內容相對簡單、規律性強、人工干預程度低，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域劃分原則尚未完全統一，可綜合考慮場區條件及運營需求進行區域劃分，避免人工及自動駕駛區被分割。

2.2 駕駛區之間增設轉換軌

相比常規段場，全自動駕駛模式下列車從自動駕駛區進入人工駕駛區，需在轉換軌及常規人工駕駛模式下牽出線功能，進行駕駛模式轉換。為了方便司機上下車，需設置通往信號轉換軌的段內道路，并在轉換軌旁增設司機登車平臺，同時應滿足限界要求。

2.3 分區增設圍蔽隔離設施

（1）段場紅線圍蔽（或圍墻），實現段場內部與外部的分隔。（2）軌行區物理隔離，實現對軌行區的嚴格分隔，確保段內行車及作業安全。全自動駕駛車輛基地除設置上述隔離設施外，需增設分區圍蔽，包括人工駕駛區與自動駕駛區之間、各自動駕駛分區之間、咽喉區上行與下行之間、人工及自動駕駛區信號轉換區域等，并在道路等需要中斷的地方，增設開門和門禁系統，與信號系統聯鎖。

3 全自動駕駛車輛基地典型布局方案研究

根據段場與接軌站的關系，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。全自動駕駛區包括運用庫、洗車機庫、出入段線等；人工駕駛區包括檢修庫、鏇輪庫、調機及工程車庫、材料裝卸線等；周月檢線位于運用庫內，劃分為自動駕駛區，轉換軌設置于出段線東側。

順向橫列式車輛基地如圖1所示。

圖1 順向橫列式車輛基地示意圖

3.2 反向縱列式

運用庫與檢修庫縱列布置，駕駛區劃分與順向橫列式保持一致，轉換軌設置于運用庫東側，兩種總平面布局方式均滿足生產功能需要。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。

表1 兩種典型車輛基地總平面布局對比分析

圖2 反向縱列式車輛基地示意圖

4 全自動駕駛車輛基地其他特點

相較于常規車輛基地，全自動駕駛模式會對總平面布局、列車作業流程、自動駕駛區庫房尺寸及工藝設計原則等產生影響。

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，停車列檢庫設置100%檢查坑，根據信號要求，應充分考慮自動駕駛信號防護距離，兩列位之間的距離≥20 m，后一列位車尾與車擋距離≥15 m，庫房長度需增加約12 m。

停車列檢庫庫房長度如圖3所示。

圖3 停車列檢庫庫房長度示意圖

4.2 停車列檢庫劃分防護分區

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，并采用隔離網進行隔離。

停車列檢庫防護分區如圖4所示。

圖4 停車列檢庫防護分區（單位：mm）

4.3 停車列檢庫增設地下通道及庫中門禁

采用全自動駕駛模式后，檢修作業人員主要通過地下通道連通各防護分區，庫中平交道各防護分區之間增設門禁，并與信號系統聯鎖。

停車列檢庫地下通道及庫中門禁如圖5所示。

圖5 停車列檢庫地下通道及庫中門禁示意圖

5 結語

全自動運行系統在軌道交通中的應用，對常規車輛基地的設計原則產生了較大影響。針對兩種模式下車輛基地設計原則的差異進行研究，相關單位應不斷積累自動駕駛段場設計經驗，優化設計方案，拓寬軌道設計思路，提高自動駕駛模式下車輛基地生產檢修作業效率，不斷提升自動化運行的水平，為后續全自動駕駛模式下車輛基地的優化設計提供參考。