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城市軌道交通車輛基地總平面設(shè)計探析

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城市軌道交通車輛基地總平面設(shè)計探析

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

[1]任安萍.淺談我國全自動無人駕駛地鐵的發(fā)展[J].科技視界,2012(25):207-208.

[2]王偉.面向互聯(lián)互通的全自動運行系統(tǒng)[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2016(4):56-60.

[3]郭澤闊.全自動駕駛車輛段總體布局方案設(shè)計[J].都市快軌交通,2017,30(2):42-47.

[4]郜春海,王偉,李凱,等.全自動運行系統(tǒng)發(fā)展趨勢及建議[J].都市快軌交通,2018,31(1):51-57.

[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