基于全自動駕駛的地鐵車輛段總平面布置方案研究

陳杰，楊瑞

（中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都 610031）

隨著各城市軌道交通全自動駕駛線路相繼開通運營，車輛段采用全自動駕駛模式下的車輛、信號、工藝等各專業(yè)相對傳統(tǒng)人工駕駛模式有較多不同，而車輛段的運用部分軌行區(qū)歸入全自動駕駛模式后，對車輛段總平面布置圖中功能分區(qū)劃分、信號轉(zhuǎn)換區(qū)段設(shè)置、全自動駕駛及人工駕駛區(qū)圍蔽隔離設(shè)施等運用檢修設(shè)施均提出了較高的技術(shù)要求[1]。本文總結(jié)了全自動駕駛模式對車輛段總平面布置的主要設(shè)計原則，并結(jié)合全自動駕駛工人村車輛段設(shè)計案例，研究2 種典型總平面布置形式下的全自動駕駛車輛段布局特點，對車輛段總平面布置進行合理優(yōu)化設(shè)計。

1 全自動駕駛車輛段總圖布置原則

在車輛段現(xiàn)狀用地選址條件及周邊控制因素的基礎(chǔ)上，研究全自動駕駛運行區(qū)和人工駕駛區(qū)的功能分區(qū)、駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)域、各防護分區(qū)增設(shè)隔離圍蔽設(shè)施、庫內(nèi)專用人行通道、停車列檢庫長度，在滿足車輛運用檢修工藝需求的前提下，合理提升自動化運營水平[2]。

1.1 全自動駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)功能分區(qū)

全自動駕駛區(qū)為車輛段總圖中出入段線、運用庫線及庫前咽喉區(qū)、洗車機庫線等帶電線路，這些線群承擔配屬電客車的停車、列檢、清掃、洗刷和定期消毒等日常維護保養(yǎng)任務(wù)，其日常運營過程中運用較為頻繁，可采取電客車全自動駕駛運行。

人工駕駛區(qū)為車輛段檢修庫線、鏇輪庫線等非帶電線路，這些線群承擔配屬電客車的雙周三月檢、定臨修、大架修、鏇輪修等定期檢修作業(yè)，以上檢修需要專業(yè)檢修人員和特殊工藝設(shè)備配合完成。由于檢修過程復雜、檢修時間漫長，故該區(qū)域宜采用人工駕駛模式。

試車線是否劃入全自動駕駛區(qū)，應(yīng)結(jié)合選址用地條件及上蓋物業(yè)開發(fā)方案統(tǒng)籌考慮。全自動運行車輛段試車線宜具備進行電客車全自動駕駛動態(tài)調(diào)試的條件，由于電客車在動態(tài)調(diào)試階段需由調(diào)機牽引至試車線，試車線不應(yīng)劃入全自動運行區(qū)。但并不代表試車線應(yīng)劃入人工駕駛區(qū)，電客車在試車線上可能處于全自動運行調(diào)試狀態(tài)，有必要按照全自動運行區(qū)進行安全防護。

1.2 駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)域

全自動駕駛車輛段全自動運行區(qū)屬于正線信號控制范圍，車輛由全自動運行區(qū)駛?cè)敕侨詣舆\行區(qū)或進行相反的轉(zhuǎn)線作業(yè)都要進行信號模式轉(zhuǎn)換，駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)域一般稱為轉(zhuǎn)換軌。通常設(shè)置于全自動駕駛區(qū)域與人工駕駛區(qū)域交界的聯(lián)絡(luò)線上，也可設(shè)置于全自動駕駛區(qū)域的牽出線上，根據(jù)信號要求轉(zhuǎn)換軌長度為一列車長加60 m 防護距離，并在司機上下車處設(shè)置登車平臺及配套通行道路[3]。

1.3 兩分區(qū)之間增設(shè)物理隔離

室外軌行區(qū)兩分區(qū)之間增設(shè)相應(yīng)的金屬圍蔽，以實現(xiàn)軌行區(qū)的物理分隔，確保電客車走行及工作人員作業(yè)安全。庫內(nèi)停車列檢線一般采用兩線為一個防護分區(qū)的設(shè)計原則，不同防護分區(qū)之間應(yīng)設(shè)置金屬圍蔽，以保障作業(yè)人員在日常檢查維護期間的人身安全，并相應(yīng)增設(shè)與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖的門禁系統(tǒng)。

1.4 庫內(nèi)專用人行通道

車輛段采用接觸網(wǎng)供電時，宜在停車列檢庫中段通道下方設(shè)置人行地下通道，困難條件下可在庫尾端設(shè)置人行地面通道；車輛段采用接觸軌供電時，宜在停車列檢庫中段通道上方設(shè)置人行天橋通道。庫中通道建議結(jié)合運轉(zhuǎn)綜合樓地鐵車輛段控制中心（DCC）位置進行設(shè)置，盡量縮減作業(yè)人員至庫內(nèi)前后兩列位的走行距離，既節(jié)約時間提高了工作效率，又降低了勞動強度。

1.5 停車列檢庫長度

車輛段采用全自動駕駛模式后，為了提高日常電客車自動化運行效率，停車列檢庫宜在兩列位上均設(shè)置檢查坑。根據(jù)信號系統(tǒng)對電客車運行安全防護距離的相關(guān)要求，庫內(nèi)兩電客車之間的防護距離應(yīng)大于20 m，庫尾電客車的車尾與車擋防護的距離應(yīng)大于15 m[4]。

2 全自動駕駛車輛段總圖方案研究

結(jié)合車輛段設(shè)計規(guī)模及選址用地條件等因素，車輛段總圖布局按順向并列式布置和反向縱列式布置[5]優(yōu)化2 種總圖方案并進行比選。

2.1 總平面布置圖方案一

工人村車輛段總平面布置圖方案一如圖1 所示。

圖1 總平面布置圖方案一

出入段線采用單站雙線接軌方式，此種線路接軌方案具備雙向收發(fā)車能力，功能齊全運營靈活，滿足運營日常收發(fā)車需求。

總圖方案一采用運用庫與檢修庫順向并列式布置，從東向西依次為試車線、運用庫、檢修庫、鏇輪庫、調(diào)機庫、工程車庫等。根據(jù)全自動駕駛模式分區(qū)運行原則，將出入段線、運用庫線及庫前咽喉區(qū)、洗車機庫線、試車線定義為全自動駕駛區(qū)域，將檢修庫、調(diào)機庫、工程車庫、鏇輪庫定義為人工駕駛區(qū)域，出入段線西側(cè)的牽出線劃為駕駛模式轉(zhuǎn)換軌。

檢修庫分別由定臨修庫、臨修庫、靜調(diào)庫、雙周三月檢庫、吹掃庫及必要的車輛部件輔助檢修車間等組成，負責本線運營的電客車定期檢修維保任務(wù)工作。

運用庫設(shè)停車列檢線按1 線2 列位共20 列位；運轉(zhuǎn)綜合樓單獨設(shè)置于停車列檢庫西側(cè)，其中設(shè)DCC 調(diào)度室、備用控制中心、班組用房等房屋。另外在停車列檢庫西側(cè)預(yù)留遠期停車庫，設(shè)停車列檢線按1 線1 列位共10 列位。

將工程車庫、鏇輪庫、材料庫、物資總庫設(shè)置于檢修庫西側(cè)，調(diào)機庫設(shè)置于檢修庫東側(cè)。

洗車機庫采用咽喉區(qū)“八字式”布置，位于出入段線東側(cè)。

廠前區(qū)集中布置于出入段線咽喉區(qū)西側(cè)，鄰近工人村路主入口。車輛段辦公房屋、乘務(wù)員公寓及食堂合設(shè)于綜合樓，緊鄰綜合樓布置有綜合維修車間、派出所，并在咽喉區(qū)設(shè)置人行天橋聯(lián)通東西兩側(cè)，便于員工日常通行。

車輛段內(nèi)設(shè)主次出入口3 處，兼具日常工作人員通行、貨物運輸及消防救援等功能。主出入口連接既有工人村路直通廠前區(qū)，次入口一連接還建道路接工人村路，次出入口二與既有二十一號公路連通。

2.2 總平面布置圖方案二

工人村車輛段總平面布置圖方案二如圖2 所示。

圖2 總平面布置圖方案二

總圖方案二采用運用庫和檢修庫反向縱列式布置，與方案一差異性如下：檢修庫設(shè)置在段址南側(cè)，反向布置于出入段線與試車線之間夾心區(qū)域；運用庫及預(yù)留停車列檢庫設(shè)置于車輛段東北側(cè)，臨近調(diào)機工程車庫布置；調(diào)機工程車庫合設(shè)于運用庫北側(cè)區(qū)域，材料裝卸線及材料堆場設(shè)置于咽喉區(qū)西側(cè)空地；轉(zhuǎn)換軌位于檢修庫前牽出線位置；洗車機庫采用盡端式布置于運用庫西側(cè)，鏇輪庫設(shè)置于運用庫東側(cè)。

2.3 總平面布置方案比選

工人村車輛段總圖方案主要優(yōu)缺點比較如表1所示。

表1 工人村車輛段總圖方案主要優(yōu)缺點比較

通過從總平面布置、工藝流程、轉(zhuǎn)換軌設(shè)置、洗車線布置、廠前區(qū)設(shè)置等方面進行綜合分析，推薦選擇總平面布置圖方案一。本方案總圖布置緊湊、工藝流程合理順暢，充分考慮段址用地優(yōu)劣勢，全自動及人工駕駛區(qū)劃分科學合理，并充分考慮地鐵人員的辦公生活條件，最大程度實現(xiàn)了土地資源的集約化利用，工程可實施性極強。

3 結(jié)束語

采用全自動駕駛系統(tǒng)技術(shù)對車輛段總圖布置原則影響較大，通過對2 種模式下車輛段總圖布置的差異性進行研究，提高全自動駕駛模式下車輛段運用檢修作業(yè)效率，不斷提升自動化運行水平。合理優(yōu)化工人村車輛段總圖布置設(shè)計方案，為后續(xù)新建線路全自動駕駛模式下車輛段設(shè)計提供參考。車輛段全自動駕駛運行區(qū)和人工駕駛區(qū)的功能分區(qū)盡量緊湊設(shè)置，結(jié)合人工駕駛區(qū)作業(yè)特點，宜靠近人員較為密集的廠前區(qū)設(shè)置，以提高運營工作效率、降低運營管理難度；洗車機庫宜設(shè)置在入段線和運用庫咽喉區(qū)同側(cè)，兼顧電客車出庫清洗及入段清洗功能；轉(zhuǎn)換軌位置應(yīng)結(jié)合綜合樓或運轉(zhuǎn)綜合樓就近設(shè)置，便于乘務(wù)人員上下車作業(yè)。