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、工藝等各專業相對傳統人工駕駛模式有較多不同，而車輛段的運用部分軌行區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劃分、信號轉換區段設置、全自動駕駛及人工駕駛區圍蔽隔離設施等運用檢修設施均提出了較高的技術要求[1]。本文總結了全自動駕駛模式對車輛段總平面布置的主要設計原則，并結合全自動駕駛工人村車輛段設計案例，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化設計。

1 全自動駕駛車輛段總圖布置原則

在車輛段現狀用地選址條件及周邊控制因素的基礎上，研究全自動駕駛運行區和人工駕駛區的功能分區、駕駛模式轉換區域、各防護分區增設隔離圍蔽設施、庫內專用人行通道、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 全自動駕駛區和人工駕駛區功能分區

全自動駕駛區為車輛段總圖中出入段線、運用庫線及庫前咽喉區、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任務，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，以上檢修需要專業檢修人員和特殊工藝設備配合完成。由于檢修過程復雜、檢修時間漫長，故該區域宜采用人工駕駛模式。

試車線是否劃入全自動駕駛區，應結合選址用地條件及上蓋物業開發方案統籌考慮。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調試的條件，由于電客車在動態調試階段需由調機牽引至試車線，試車線不應劃入全自動運行區。但并不代表試車線應劃入人工駕駛區，電客車在試車線上可能處于全自動運行調試狀態，有必要按照全自動運行區進行安全防護。

1.2 駕駛模式轉換區域

全自動駕駛車輛段全自動運行區屬于正線信號控制范圍，車輛由全自動運行區駛入非全自動運行區或進行相反的轉線作業都要進行信號模式轉換，駕駛模式轉換區域一般稱為轉換軌。通常設置于全自動駕駛區域與人工駕駛區域交界的聯絡線上，也可設置于全自動駕駛區域的牽出線上，根據信號要求轉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置登車平臺及配套通行道路[3]。

1.3 兩分區之間增設物理隔離

室外軌行區兩分區之間增設相應的金屬圍蔽，以實現軌行區的物理分隔，確保電客車走行及工作人員作業安全。庫內停車列檢線一般采用兩線為一個防護分區的設計原則，不同防護分區之間應設置金屬圍蔽，以保障作業人員在日常檢查維護期間的人身安全，并相應增設與信號系統聯鎖的門禁系統。

1.4 庫內專用人行通道

車輛段采用接觸網供電時，宜在停車列檢庫中段通道下方設置人行地下通道，困難條件下可在庫尾端設置人行地面通道；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置人行天橋通道。庫中通道建議結合運轉綜合樓地鐵車輛段控制中心（DCC）位置進行設置，盡量縮減作業人員至庫內前后兩列位的走行距離，既節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置檢查坑。根據信號系統對電客車運行安全防護距離的相關要求，庫內兩電客車之間的防護距離應大于20 m，庫尾電客車的車尾與車擋防護的距離應大于15 m[4]。

2 全自動駕駛車輛段總圖方案研究

結合車輛段設計規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車能力，功能齊全運營靈活，滿足運營日常收發車需求。

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、調機庫、工程車庫等。根據全自動駕駛模式分區運行原則，將出入段線、運用庫線及庫前咽喉區、洗車機庫線、試車線定義為全自動駕駛區域，將檢修庫、調機庫、工程車庫、鏇輪庫定義為人工駕駛區域，出入段線西側的牽出線劃為駕駛模式轉換軌。

檢修庫分別由定臨修庫、臨修庫、靜調庫、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工作。

運用庫設停車列檢線按1 線2 列位共20 列位；運轉綜合樓單獨設置于停車列檢庫西側，其中設DCC 調度室、備用控制中心、班組用房等房屋。另外在停車列檢庫西側預留遠期停車庫，設停車列檢線按1 線1 列位共10 列位。

將工程車庫、鏇輪庫、材料庫、物資總庫設置于檢修庫西側，調機庫設置于檢修庫東側。

洗車機庫采用咽喉區“八字式”布置，位于出入段線東側。

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

車輛段內設主次出入口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，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：檢修庫設置在段址南側，反向布置于出入段線與試車線之間夾心區域；運用庫及預留停車列檢庫設置于車輛段東北側，臨近調機工程車庫布置；調機工程車庫合設于運用庫北側區域，材料裝卸線及材料堆場設置于咽喉區西側空地；轉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，鏇輪庫設置于運用庫東側。

2.3 總平面布置方案比選

工人村車輛段總圖方案主要優缺點比較如表1所示。

表1 工人村車輛段總圖方案主要優缺點比較

通過從總平面布置、工藝流程、轉換軌設置、洗車線布置、廠前區設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劣勢，全自動及人工駕駛區劃分科學合理，并充分考慮地鐵人員的辦公生活條件，最大程度實現了土地資源的集約化利用，工程可實施性極強。

3 結束語

采用全自動駕駛系統技術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效率，不斷提升自動化運行水平。合理優化工人村車輛段總圖布置設計方案，為后續新建線路全自動駕駛模式下車輛段設計提供參考。車輛段全自動駕駛運行區和人工駕駛區的功能分區盡量緊湊設置，結合人工駕駛區作業特點，宜靠近人員較為密集的廠前區設置，以提高運營工作效率、降低運營管理難度；洗車機庫宜設置在入段線和運用庫咽喉區同側，兼顧電客車出庫清洗及入段清洗功能；轉換軌位置應結合綜合樓或運轉綜合樓就近設置，便于乘務人員上下車作業。