軌道交通全自動運行車輛段設(shè)計研究

肖瑞金

隨著地鐵全自動運行技術(shù)在國內(nèi)的推廣，1完善適應(yīng)全自動運行技術(shù)的車輛段工藝設(shè)計已成為當務(wù)之急，筆者對全自動運行地鐵系統(tǒng)車輛段的總平面圖和與全自動運行有關(guān)的運用檢修設(shè)施的設(shè)計進行初步的探討和研究。

1 地鐵車輛基地的組成與分類

車輛基地是保證地鐵正常運營的后勤基地，車輛基地的設(shè)計范圍包括車輛段、綜合維修中心、物資總庫和培訓(xùn)中心以及必要的辦公、生活設(shè)施等，是地鐵正常運營所必需的設(shè)備和設(shè)施[1]。

地鐵系統(tǒng)引入全自動運行技術(shù)后，勢必會對車輛基地的設(shè)計產(chǎn)生影響，其中受影響最大的是車輛基地中的車輛段。車輛段是用于停放和維修地鐵列車的場所，按檢修修程可分成4個類別，即大架修車輛段、定修車輛段、停車場、輔助停車場。每個類別的運用、檢修設(shè)施主要組成如下：

大架修段主要由大架修庫、定臨修庫、靜調(diào)庫、吹掃庫、不落輪鏇庫、試車線、周月檢庫、停車列檢庫、洗車庫等組成；定修車輛段主要由定臨修庫、靜調(diào)庫、吹掃庫、不落輪鏇庫、試車線、周月檢庫、停車列檢庫、洗車庫等組成；停車場主要由周月檢庫、停車列檢庫、洗車庫等組成，也可根據(jù)需要設(shè)置臨修庫、不落輪鏇庫和試車線；輔助停車場主要由停車列檢庫、洗車庫組成。

地鐵車輛段設(shè)施又可以分為兩大類：運用設(shè)施和檢修設(shè)施。運用設(shè)施是保證正線正常運營必不可少的設(shè)施，主要包括停車列檢庫、周月檢庫、洗車庫等。檢修設(shè)施的作用是維修地鐵列車，主要包括大架修庫、定臨修庫、不落輪鏇庫、靜調(diào)庫、吹掃庫、試車線等。

對于常規(guī)車輛段車場線路主要分為運營部分和檢修部分，各檢修庫的組合與分區(qū)沒有很嚴格的規(guī)定，全自動運行系統(tǒng)的引入，打破了固有的設(shè)計觀念，需要重新研究新的理念用來規(guī)范全自動運行車輛段的設(shè)計。

2 全自動運行與防護分區(qū)

2.1 地鐵全自動運行

地鐵全自動運行指的是列車的全自動運行和車站設(shè)備的全自動運行，包括無人值守的列車無人駕駛和無人值守的車站設(shè)備全自動運行，以實現(xiàn)行車自動化、檢修智能化、乘客服務(wù)自助化。

2.2 設(shè)置防護分區(qū)的目的

地鐵列車是在運營線路的軌道上運行的，列車全自動運行自然也是在軌道上行駛，正常運營期間，全自動運行區(qū)納入控制中心管理，區(qū)域內(nèi)包括車輛運行、機電設(shè)備自動化作業(yè)均由控制中心全自動控制完成[2]，需要采取安全防護措施保證人身和行車安全，即需將列車運行的軌道物理分隔為全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)兩個區(qū)域，在全自動運行區(qū)內(nèi)不應(yīng)有人員進入或停留、不允許非地鐵列車（調(diào)機車、工程車等軌道車輛）、卡車、電瓶車等進入或停留。

2.3 運營線路的防護分區(qū)

運營線路是地鐵列車全自動運行的主要線路，自然是全自動運行區(qū)，并由區(qū)間隧道、高架橋欄板，地面線護欄、車站站臺門等完成物理分隔，人員不經(jīng)授權(quán)不得進入全自動運行的正線區(qū)域。

2.4 車輛段的防護分區(qū)

全自動運行車輛段是將正線對列車的運營控制權(quán)由車站延伸至車輛段的全自動運行區(qū)，不僅需要滿足車輛段常規(guī)所具備的列車停放、整備、清潔、檢測、定期檢修、調(diào)試等功能，還要具備自動“喚醒”待班列車，啟動列車并運行至正線的功能[3]。

2.4.1 車輛段設(shè)置防護分區(qū)的原則

在車輛段內(nèi)，并非所有的列車作業(yè)都需要全自動運行，所以需要分成全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)，這兩個區(qū)域也是由軌道線路組成。

全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)的劃分原則是線路是否屬于列車全自動運行區(qū)域。

2.4.2 出入線和停車線、列檢線

車輛段內(nèi)的出入線、停車線是為了保證列車全自動運行不可或缺的線路，自然應(yīng)歸入全自動運行區(qū)。

由于地鐵列車需要日常檢查，部分停車線增加了檢查設(shè)施，成為列車檢查線（列檢線），列檢線也歸入全自動運行區(qū)，實際上列檢線是具有列車檢查功能的停車線。

2.4.3 洗車線

列車外皮清洗屬于車輛段日常頻繁的工作，列車自動運行能提高洗車效率，因此將洗車線也歸入全自動運行區(qū)。

除停車線、列檢線和洗車線肯定屬于全自動運行區(qū)外，其他車場線均屬于非全自動運行區(qū)或在某種條件下可以歸入全自動運行區(qū)，或需要按全自動運行區(qū)的要求進行防護。

2.4.4 牽出線（轉(zhuǎn)換軌）

對于大架修車輛段、定修車輛段和具有臨修線和不落輪鏇線的停車場，列車檢修時，需要從位于自動運行區(qū)的停車線、列檢線進入位于非自動運行區(qū)的各檢修線。此種轉(zhuǎn)線作業(yè)有兩種方式，一是列車由停車線、列檢線自動運行至牽出線，再由調(diào)機車牽引、推送到各檢修線；二是列車因故障無法自動行駛至牽出線，須由調(diào)機車從停車線、列檢線經(jīng)牽出線牽引、推送至各檢修線。對于第一種方式，列車是自動行駛到牽出線的，牽出線可歸入全自動運行區(qū)，由于列車自動行駛到牽出線后，列車要進行駕駛模式的轉(zhuǎn)換，這條牽出線也被稱作轉(zhuǎn)換軌，也即轉(zhuǎn)換軌的作用是進行駕駛模式轉(zhuǎn)換和人工駕駛權(quán)力的交接[3]。

實際上轉(zhuǎn)換軌不是嚴格意義上的全自動運行區(qū)，在列車駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌時，轉(zhuǎn)換軌上已經(jīng)有承擔調(diào)車作業(yè)的調(diào)機車進入、等待。這里可以將轉(zhuǎn)換軌處定義為駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)，并按全自動運行區(qū)的分區(qū)要求進行防護。

2.4.5 周月檢線

因各城市的地鐵系統(tǒng)不盡相同，所以應(yīng)從檢修工藝的角度分析周月檢線是否應(yīng)該屬于全自動運行區(qū)。對于周月檢車輛檢修工藝，各城市地鐵也不盡相同，可以分為相對復(fù)雜和相對簡單的周月檢檢修工藝。

相對復(fù)雜的周月檢檢修工藝包括在周月檢庫內(nèi)更換部分易損部件、更換空調(diào)和受電弓，周月檢后的列車需要去試車線進行動態(tài)調(diào)試。

相對簡單的周月檢檢修工藝，更換空調(diào)和受電弓的工作不在周月檢庫進行，需要更換空調(diào)和受電弓時，要將列車轉(zhuǎn)線至臨修庫；周月檢后的列車不要求動態(tài)調(diào)試。

相對于列車的列檢工作全部在列檢線上完成，列車的周月檢工作有部分需要在周月檢庫之外進行，如動態(tài)調(diào)試、更換空調(diào)和受電弓，這些工作均需經(jīng)過全自動運行的咽喉區(qū)，經(jīng)牽出線到達目標檢修線。

周月檢庫內(nèi)更換蓄電池、易損部件時，需要手推車從防護區(qū)外進出防護區(qū)。如果在周月檢庫內(nèi)更換空調(diào)或受電弓，還需電瓶車或卡車從防護區(qū)外進入防護區(qū)內(nèi)；如果從嚴格要求在全自動運行區(qū)域內(nèi)不應(yīng)有與全自動運行無關(guān)的作業(yè)的角度看，周月檢線不宜設(shè)置在全自動運行區(qū)內(nèi)。

2.4.6 試車線

試車線的情況也類似于轉(zhuǎn)換軌，雖然沒有劃歸全自動運行區(qū)，但在試車線上有列車自動運行的動態(tài)試驗項目，因此也應(yīng)按全自動運行區(qū)進行防護。

2.4.7 列車調(diào)頭線

調(diào)頭線是指能提供地鐵列車調(diào)頭轉(zhuǎn)向的線路，用于解決車輪輪緣偏磨，在車輛段內(nèi)有列車調(diào)頭功能的一般是回轉(zhuǎn)線（燈泡線）和三角線。

對于回轉(zhuǎn)線（燈泡線），由于被回轉(zhuǎn)線包圍的區(qū)域內(nèi)通常會有很多建筑物，如果回轉(zhuǎn)線設(shè)為全自動運行區(qū)，人員和車輛進出回轉(zhuǎn)線內(nèi)的建筑物會不方便，所以，應(yīng)將回轉(zhuǎn)線歸入非全自動運行區(qū)。

通常三角線位于檢修區(qū)內(nèi)，也應(yīng)歸入非全自動運行區(qū)。

列車進行調(diào)頭作業(yè)時，列車自動運行到轉(zhuǎn)換軌處，完成模式轉(zhuǎn)換后，由人工駕駛在回轉(zhuǎn)線或三角線上完成列車調(diào)頭作業(yè)。

2.4.8 地鐵線路分區(qū)情況小結(jié)

地鐵線路分區(qū)情況見表1。

表1 地鐵線路分區(qū)屬性劃分Tab. 1 The partition attribute table for metro lines

3 全自動運行車輛段總平面布置

全自動運行技術(shù)引入國內(nèi)時間還不長，相應(yīng)的全自動運行列車的檢修工藝還沒有完善，以下所討論的車輛段設(shè)計方案、設(shè)施設(shè)備的配置還是基于現(xiàn)有的各修程車輛檢修工藝。

全自動運行車輛的主要部件配置與常規(guī)車輛沒有明顯的差異，影響車輛段工藝設(shè)計的不同點有2個：一是全自動運行列車司機室不設(shè)側(cè)門，司機及檢修人員由客室經(jīng)司機室后門進入司機室，在設(shè)計時應(yīng)注意車輛登乘平臺應(yīng)正對客室門；二是全自動運行列車前部設(shè)有排障器[4]，由于排障器距軌面距離較近，庫內(nèi)線路終端不能設(shè)置摩擦式車擋和月牙形車擋。

3.1 總平面布置

對于4類不同的車輛段，如果采用全自動運行技術(shù)，總平面布置有所不同。

共同點是出入段線、通向停車列檢庫的軌道區(qū)屬于全自動運行區(qū)，全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)的線路宜從不同的道岔接線；全自動運行區(qū)與非全自動運行區(qū)功能相對獨立，不宜間隔設(shè)置，防止作業(yè)干擾[5]；防護區(qū)之間應(yīng)采取物理隔離措施，出入口處設(shè)置安全連鎖或門禁。

3.2 大架修車輛段總平面布置

對于大架修車輛段，停車列檢庫、洗車庫、轉(zhuǎn)換軌為全自動運行區(qū)，周月檢庫可以和停車列檢庫合建，歸入全自動運行區(qū)，也可以和大架修庫或定臨修庫合建，歸入非全自動運行區(qū)。

洗車庫可以和停車列檢庫合建，也可以單獨設(shè)置，歸入全自動運行區(qū)。其他軌行區(qū)歸入非全自動運行區(qū)。如圖1和圖2所示。

圖1為倒裝式大架修車輛段，周月檢庫與停車列檢庫合建，歸入全自動運行區(qū)。圖2為大架修車輛段，周月檢庫與停車列檢庫合建，歸入全自動運行區(qū)。

圖1 倒裝式大架修車輛段防護分區(qū)Fig. 1 The protection area of overhaul depot in reverse arrangement

圖2 大架修車輛段防護分區(qū)Fig. 2 The protection area of overhaul depot

3.3 定修車輛段總平面布置

對于定修車輛段，停車列檢庫、洗車庫、轉(zhuǎn)換軌為全自動運行區(qū)，周月檢庫可以和停車列檢庫合建，歸入全自動運行區(qū)，也可以和定臨修庫合建，歸入非全自動運行區(qū)。洗車庫可以和停車列檢庫合建，也可以單獨設(shè)置，歸入全自動運行區(qū)（見圖3）。

圖3 定修車輛段防護分區(qū)Fig. 3 The protection area of depot

圖3 為定修段，周月檢庫與定臨修庫合建，歸入非全自動運行區(qū)?；剞D(zhuǎn)線內(nèi)有許多建筑物，不宜歸入全自動運行區(qū)。

3.4 停車場總平面布置

對于停車場，停車列檢庫、洗車庫、轉(zhuǎn)換軌為全自動運行區(qū)，停車場通常只有停車列檢庫和周月檢庫，周月檢庫可以和停車列檢庫合建，歸入全自動運行區(qū)。洗車庫可以和停車列檢庫合建，也可以單獨設(shè)置，歸入全自動運行區(qū)。停車場的工程車庫、臨修庫、鏇輪庫可以和停車列檢庫合建，也可以單獨設(shè)置，但應(yīng)歸入非全自動運行區(qū)（見圖4）。

圖4 停車場防護分區(qū)圖Fig. 4 The protection area of stabling

圖4 為停車場，周月檢庫歸入非全自動運行區(qū)，洗車庫單獨設(shè)置在咽喉區(qū)一側(cè)。

3.5 輔助停車場總平面布置

對于輔助停車場，通常只有停車列檢庫和洗車庫，可以合建，歸入全自動運行區(qū)（見圖5）。

圖5 輔助停車場防護分區(qū)Fig. 5 The protection area of auxiliary tabling

圖5 為輔助停車場，沒有設(shè)置轉(zhuǎn)換軌。工程車線用于停放正線檢修工程車，不承擔停車場內(nèi)調(diào)車作業(yè)。

3.6 防護分區(qū)防護圍欄

在常規(guī)總平面設(shè)計中，車輛基地按是否有軌道可分為軌行區(qū)和非軌行區(qū)。對于全自動運行的車輛基地，防護區(qū)的分區(qū)就是將軌行區(qū)分為全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)，按照地鐵設(shè)計規(guī)范的要求，“車輛基地內(nèi)出入線、試車線、洗車線和鏇輪線及車場線群外側(cè)應(yīng)設(shè)通透的隔離柵欄”，也即軌行區(qū)與非軌行區(qū)之間應(yīng)設(shè)護欄，對于全自動運行的車輛段，除滿足上述要求外，軌行區(qū)內(nèi)的全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)之間也要加設(shè)護欄，護欄出入口處應(yīng)設(shè)置門禁。

4 全自動運行車輛段運用檢修設(shè)施設(shè)計

受全自動運行技術(shù)影響較大的車輛段運用檢修設(shè)施包括停車列檢庫、周月檢庫、洗車庫、轉(zhuǎn)換軌（牽出線）、試車線。

由于列車采用無人駕駛，司機的數(shù)量會大幅減少，車輛段定員隨之減少，與司機定員有關(guān)的司機公寓、食堂的規(guī)模也會相應(yīng)減小；司機模擬駕駛設(shè)施的需求也會減少，其他設(shè)施與常規(guī)車輛段基本相同。

4.1 停車列檢庫

停車列檢庫是用于停放和檢查地鐵列車的，可分為列車停放區(qū)和列車檢查區(qū)，區(qū)別是停車線線間距比列檢線小，并且不設(shè)檢查坑。列檢線用于地鐵列車的檢查作業(yè)，設(shè)有柱式檢查坑，部分股道設(shè)有受電弓檢查平臺。列檢一般為雙日檢，每隔2天檢查1次，檢查時間約為2 h，以目視檢查為主，分為帶電（–750 V或–1 500 V）檢查和斷電檢查。

出入停車列檢庫的車輛包括地鐵列車、調(diào)機車、手推車、電動擦地車等。出入停車列檢庫的人員包括檢修人員、管理人員、設(shè)備維修人員、司機、清潔人員等。對于全自動運行的車輛段，應(yīng)為進出停車列檢庫的車輛和人員設(shè)置不同的通道、出入口，并設(shè)置不同的權(quán)限。

4.1.1 停車列檢庫分區(qū)

停車列檢庫可分為功能分區(qū)和防護分區(qū)。按功能可分為停車區(qū)和列檢區(qū)，按地鐵設(shè)計規(guī)范要求，“列檢列位數(shù)設(shè)計不應(yīng)大于停車列檢庫總列位數(shù)的50%”。

按防護分區(qū)，列檢庫內(nèi)每2～4股道可設(shè)置為1個防護分區(qū)。防護分區(qū)之間應(yīng)設(shè)防護圍欄。停車庫內(nèi)雖然沒有列檢作業(yè)，還是會有人員進出，因此也要有防護分區(qū)，防護分區(qū)可按每1跨為1個防護分區(qū)，設(shè)置人行地下通道。

4.1.2 停車列檢庫的列車停放能力

對于采用全自動運行技術(shù)的地鐵系統(tǒng)，參與每日正線運營的列車應(yīng)能全部停放到停車列檢庫內(nèi)?，F(xiàn)行《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定“停車列檢庫設(shè)計的總列位數(shù)，應(yīng)按本段（場）配屬列車數(shù)扣除在修車列數(shù)和雙周/三月檢列位數(shù)計算確定”。

如果雙周/三月檢位于全自動運行區(qū)，雙周/三月檢線可作為停車線使用，雙周/三月檢列位數(shù)與停車列檢庫列位數(shù)之和應(yīng)等于運用列車數(shù)與備用列車數(shù)之和；如果雙周/三月檢不是位于全自動運行區(qū)，雙周/三月檢線不能作為停車線使用，則停車列檢庫的停車列位數(shù)應(yīng)是運用列車數(shù)與備用列車數(shù)之和。

4.1.3 停車列檢庫的尺寸

1）停車列檢線的長度。除滿足地鐵設(shè)計規(guī)范的要求外，還應(yīng)滿足信號ATO自動停車的安全防護距離要求：1線1列位停車列檢庫，列車尾部至車擋的距離為15～20 m；1線2列位停車列檢庫，列車車鉤之間的距離為12～25 m，列車尾部至車擋的距離為15～20 m；1線3列位貫通式停車列檢庫，2列車車鉤之間的距離為12～25 m。

2）停車列檢庫的寬度取決于停車列檢線的線間距和每跨的停車列檢線數(shù)量，除應(yīng)滿足地鐵設(shè)計規(guī)范的要求外，列檢線之間如設(shè)有防護圍欄，車體與圍欄之間的距離宜按地鐵設(shè)計規(guī)范中“車體與側(cè)墻之間的通道寬度”計算。

4.1.4 停車列檢庫的出入口和通道

停車列檢庫應(yīng)設(shè)置各種出入口和通道，供不同種類的車輛和人員出入和通行。

1）停車列檢庫。庫前設(shè)置出入口，供地鐵列車和調(diào)機車出入，出入口設(shè)置庫門，庫門為電動門并應(yīng)與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖。

2）停車列檢庫庫中出入口和通道。1線2列位和1線3列位的停車列檢庫，庫中部應(yīng)設(shè)置地面通道，供車輛和人員通行，入口處設(shè)置庫門并設(shè)置門禁，庫中通道防護圍欄處設(shè)置柵欄門，柵欄門通常閉鎖；在庫中還應(yīng)設(shè)人行地下通道，地下通道對應(yīng)于各防護分區(qū)處設(shè)置出入口，出入口處設(shè)門，門設(shè)門禁。地下通道在防護區(qū)外的出口應(yīng)臨近調(diào)度派班室（見圖6、圖7）。

圖6 停車列檢庫、周月檢庫平面Fig. 6 The layout of Inspection shed

3）停車列檢庫庫后出入口和通道。對于盡端式停車列檢庫，庫后應(yīng)設(shè)供手推車、電動擦地車出入的庫門，庫后通道防護圍欄對應(yīng)于各防護分區(qū)處，也應(yīng)設(shè)置通常閉鎖的柵欄門，供手推車、電動擦地車作業(yè)時出入各防護分區(qū)。

圖7 停車列檢庫、周月檢庫中間通道平面Fig. 7 The intermediate channel of Inspection shed

4）1線1列位停車列檢庫出入口和通道。對于1線1列位的停車列檢庫，宜在庫后設(shè)地面人行通道，在庫后分區(qū)防護欄處設(shè)置柵欄門，柵欄門設(shè)置門禁供人員和車輛出入。

4.1.5 停車列檢庫各類人員的工作區(qū)域劃分

進入停車列檢庫的人員包括司機、檢修人員、管理人員、設(shè)備維修人員、清潔人員等。進入停車列檢庫各類人員的工作區(qū)域可按2種方式設(shè)計：

1）各類人員工作區(qū)域不受限制，各類人員可到達整個防護分區(qū)的所有地方。此種方式只需在地下通道出口處設(shè)置門禁，各條列檢線對應(yīng)客室門處設(shè)置登乘平臺（見圖6、圖7）。

2）各類工作人員工作區(qū)域受限制，司機只允許進入客室和司機室，檢修人員和管理人員、設(shè)備維修人員允許進入防護分區(qū)的所有場地，清潔人員只允許進入客室。對于此種方式，防護分區(qū)應(yīng)設(shè)置各種人員的專用通道和出入口（見圖8）。

對于不能從地下通道進入的檢修用手推車和清潔用電動擦地機，可在授權(quán)后由庫后防護圍欄的出入口處進入各防護分區(qū)。列檢工藝一般要求升弓通電對列車進行測試檢查，接觸網(wǎng)通斷電程序與常規(guī)停車列檢庫相同。

圖8 各種人員的專用通道和出入口Fig. 8 The dedicated channel and entrances and exits

4.1.6 停車列檢線車擋

全自動運行列車前端設(shè)置有用于排除軌道上雜物的排障器，排障器距離軌面高115～120 mm，如圖9所示，而摩擦車擋高度約為150 mm，如圖10所示，采用摩擦車擋或月牙形車擋（見圖11）會損壞列車上的排障器，所以不能采用摩擦式車擋或月牙形車擋，可采用固定式液壓緩沖擋車器，如圖12所示。車輛段庫內(nèi)各條線路均不宜采用摩擦式車擋或月牙形車擋。

圖9 地鐵列車排障器Fig. 9 Cowcatcher

圖10 摩擦式車擋Fig. 10 Friction type Buffer stop

圖11 月牙形車擋Fig. 11 Crescent-shaped buffer stop

圖12 固定式液壓緩沖擋車器Fig. 12 Fixed hydraulic shock buffer stop

4.2 周月檢庫

周月檢庫是用于對地鐵列車進行雙周檢、三月檢修程作業(yè)，庫內(nèi)設(shè)有柱式檢查坑和高、低作業(yè)平臺，有的周月檢庫還設(shè)有用于更換空凋機組、受電弓的伸縮臂起重機和用于列車靜調(diào)的靜調(diào)電源柜。

雙周檢一般為對地鐵列車每2周檢查1次，檢修時間為0.5 d，三月檢一般為對地鐵列車每3個月檢查1次，檢修時間為2 d，分為帶電（–750 V或–1 500 V。）檢查和斷電檢查。

出入周月檢庫的車輛包括地鐵列車、調(diào)機車、手推車、電動擦地車等。出入周月檢庫的人員包括檢修人員、管理人員、設(shè)備維修人員、司機、清潔人員等。

對于全自動運行的車輛段，應(yīng)為進出周月檢庫的車輛和人員設(shè)置不同的通道、出入口，并設(shè)置不同的權(quán)限。周月檢庫如劃歸非全自動運行區(qū)，工藝設(shè)計與常規(guī)周月檢庫相同；周月檢庫如劃歸全自動運行區(qū)，如采用常規(guī)周月檢檢修工藝，除滿足全自動運行的要求外，也應(yīng)滿足常規(guī)周月檢工藝的要求。

4.2.1 周月檢庫分區(qū)

周月檢線一般為1～4條，宜按不大于每2條線為1個防護分區(qū)劃分。由于周月檢作業(yè)庫停時間較長，三月檢庫停時間達到2 d，每條周月檢線宜單獨設(shè)置防護分區(qū)，可利用中高平臺增加防護圍欄作為物理防護，實現(xiàn)每條周月檢線為1個防護分區(qū)，如圖13所示。

圖13 周月檢庫后部示意圖Fig. 13 The rear of inspection shed

4.2.2 周月檢庫的尺寸

1）周月檢線的長度除滿足地鐵設(shè)計規(guī)范的要求外，還應(yīng)滿足信號 ATO自動停車的安全防護距離要求。1線1列位周月檢庫列車尾部至車擋的距離為15～20 m。1線2列位周月檢庫列車車鉤之間的距離為12～25 m，列車尾部至車擋的距離為15～20 m。

2）周月檢庫的寬度取決于周月檢線的線間距和每跨的周月檢線數(shù)量，庫寬與常規(guī)周月檢庫相同。

4.2.3 周月檢庫入口和通道

周月檢庫應(yīng)設(shè)置各種出入口和通道，供不同種類的車輛和人員出入和通行。

1）周月檢庫庫前出入口和通道。庫前設(shè)置出入口，供地鐵列車和調(diào)機車出入；如有更換空調(diào)機組或受電弓作業(yè)，會有電瓶車或卡車進出。出入口設(shè)置庫門，庫門為電動門并與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖。

2）周月檢庫庫后出入口和通道。周月檢線一般為1線1列位，可在庫后設(shè)置地面通道，供車輛和人員通行、進入各防護分區(qū)，防護圍欄對應(yīng)于各防護分區(qū)處，應(yīng)設(shè)置帶有門禁的門，供人員和手推車、電動擦地車作業(yè)時出入各防護分區(qū)。

3）周月檢庫庫中出入口和通道。如為1線2列位周月檢庫，庫中部應(yīng)設(shè)置地面通道，入口處設(shè)置庫門并設(shè)置門禁，庫中通道防護圍欄處設(shè)置柵欄門，柵欄門通常閉鎖。還應(yīng)在中間通道處設(shè)置地下通道通向各防護分區(qū)。

4.2.4 進入周月檢庫人員的工作區(qū)域

進入周月檢庫的人員包括司機、檢修人員、設(shè)備維修人員、管理人員、清潔人員。建議不對各類人員設(shè)置工作限制區(qū)域。周月檢工藝一般要求升弓對列車進行測試檢查，接觸網(wǎng)通斷電程序與常規(guī)周月檢庫相同。

4.3 洗車庫

洗車庫用于地鐵列車外皮清洗，庫內(nèi)設(shè)有自動洗車機。進出洗車線的車輛包括地鐵列車、調(diào)機車。地鐵列車清洗外皮時需進出洗車線，如洗車時列車發(fā)生故障，需由調(diào)機車去洗車線救援。

進出洗車線的人員包括洗車機操作人員、設(shè)備維修人員、清潔人員。洗車機操作人員、設(shè)備維修人員、清潔人員應(yīng)由輔助房間與主庫之間的門進出洗車線作業(yè)。

4.3.1 洗車庫分區(qū)

一般每個車輛段或停車場只有1條洗車線，可設(shè)為1個防護分區(qū)，如車輛段或停車場設(shè)置有2條洗車線，可視情況劃分為1個或2個防護分區(qū)。

4.3.2 洗車庫的尺寸

洗車線的長度除滿足地鐵設(shè)計規(guī)范的要求外，還應(yīng)滿足信號ATO自動停車的安全防護距離要求。洗車庫的庫長和庫寬可按常規(guī)洗車庫設(shè)計。洗車庫設(shè)置庫門，庫門與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖。

輔助房間與主庫之間設(shè)門不宜超過2個（見圖14），應(yīng)設(shè)門禁。

圖14 洗車庫Fig. 14 Washing shed

4.4 試車線

試車線用于地鐵列車動態(tài)調(diào)試。進出試車線的車輛包括地鐵列車、調(diào)機車。進出試車線的人員包括司機、車輛檢修試車人員、信號專業(yè)試車人員、設(shè)備維修人員、清潔人員。

4.4.1 試車線分區(qū)

一般每個車輛段只有1條試車線，可設(shè)為1個防護分區(qū)。如車輛段設(shè)置有2條試車線，可視情況劃分為1個或2個防護分區(qū)。

4.4.2 試車線的長度

試車線長度按信號專業(yè)要求計算。

4.4.3 對試車線的其他要求

應(yīng)有道路通向試車線。試車線按全自動運行區(qū)的要求設(shè)置防護圍欄，圍欄出入口處設(shè)置門禁。試車線上設(shè)置登乘平臺，平臺應(yīng)有遮雨設(shè)施。

4.5 轉(zhuǎn)換軌

4.5.1 轉(zhuǎn)換軌的作用

地鐵車輛段牽出線主要是用于完成地鐵列車由停車列檢庫往返各條檢修線、周月檢線和洗車線的轉(zhuǎn)線調(diào)車作業(yè)。在全自動運行車輛段，需要有一段軌道用于列車往返全自動運行區(qū)至非全自動運行區(qū)時的駕駛模式轉(zhuǎn)換，這條軌道被稱之為轉(zhuǎn)換軌，通?？衫贸Ｒ?guī)車輛段的牽出線作為轉(zhuǎn)換軌，也可以單獨設(shè)置轉(zhuǎn)換軌。

進出轉(zhuǎn)換軌的車輛包括地鐵列車、調(diào)機車。進出轉(zhuǎn)換軌的人員包括司機、設(shè)備維修人員、清潔人員。各類人員由轉(zhuǎn)換軌防護圍欄出入口處進出轉(zhuǎn)換軌。

4.5.2 轉(zhuǎn)換軌的設(shè)置

1）車輛段轉(zhuǎn)換軌的設(shè)置。大架修車輛段、定修車輛段存在較多的全自動運行區(qū)和非全自動運行區(qū)之間的轉(zhuǎn)線作業(yè)，配置有牽出線，可兼作轉(zhuǎn)換軌使用。

2）停車場轉(zhuǎn)換軌的設(shè)置。停車場也存在較多的調(diào)車作業(yè)，配置有牽出線，可兼作轉(zhuǎn)換軌使用。對于只有停車列檢線和洗車線的輔助停車場，不存在調(diào)車作業(yè)，可以不設(shè)牽出線，是否設(shè)置轉(zhuǎn)換軌還有待研究。理論上講，輔助停車場的軌道區(qū)全部屬于全自動運行區(qū)，不存在非全自動運行區(qū)，因此可不設(shè)轉(zhuǎn)換軌。

4.5.3 轉(zhuǎn)換軌長度

轉(zhuǎn)換軌長度按信號專業(yè)要求計算，并應(yīng)考慮調(diào)機車的長度。

4.5.4 對轉(zhuǎn)換軌的其他要求

應(yīng)有道路通向轉(zhuǎn)換軌。轉(zhuǎn)換軌按全自動運行區(qū)的要求設(shè)置防護圍欄，圍欄出入口處設(shè)置門禁。轉(zhuǎn)換軌上設(shè)置登乘平臺（見圖15），平臺應(yīng)有遮雨設(shè)施。

圖15 轉(zhuǎn)換軌登乘平臺Fig. 15 The platform of the driving mode conversion line

5 列車由停車列檢庫往返各條檢修線

分析列車在全自動運行區(qū)與非全自動運行區(qū)之間的轉(zhuǎn)線工況，有助于信號控制系統(tǒng)和車輛檢修工藝的設(shè)計[6]。

5.1 工況1

列車功能正常，可以全自動運行。調(diào)機車由調(diào)機車庫行駛到牽出線處等待，待修列車自動行駛到牽出線處，調(diào)機車司機下車掛鉤（曲線牽出線處需人工對鉤），調(diào)機車推送待修列車至目標檢修線。

完成檢修后的列車需返回停車列檢庫時，首先調(diào)機車由調(diào)機車庫行駛到檢修線，聯(lián)掛列車后，牽引至牽出線，調(diào)機車與列車解鉤，列車自動返回停車列檢庫，調(diào)機車返回調(diào)機車庫。

在此工況中，列車在牽出線上完成模式轉(zhuǎn)換，牽出線即起到了牽出線作用，又起到了轉(zhuǎn)換軌的作用。由于仍有調(diào)機車和調(diào)機車司機在此牽出線上停留和作業(yè)，因此此區(qū)域不是嚴格意義上的全自動運行區(qū)，稱其為駕駛模式轉(zhuǎn)換區(qū)較為合適。

5.2 工況2

列車功能不正常，不能全自動運行，需要調(diào)機車牽引。調(diào)機車由調(diào)機車庫行駛到牽出線處，換向后行駛到停車列檢庫內(nèi)，聯(lián)掛待修列車后，再回到牽出線處，換向后推送至目標檢修線。

完成檢修后的列車返回停車列檢庫時，調(diào)機車由調(diào)機車庫行駛到檢修線，聯(lián)掛列車后，牽引至牽出線，換向后將列車推送到停車列檢庫內(nèi)，解鉤后調(diào)機車退回牽出線處，然后返回調(diào)機車庫?；蛘哒{(diào)機車牽引列車至牽出線后，調(diào)機車與列車解鉤，列車自動運行至停車列檢庫。在此工況中，調(diào)機車參與了全部轉(zhuǎn)線作業(yè)，牽出線只起到牽出線作用。

6 列車由停車列檢庫往返周月檢線

如果周月檢庫設(shè)置在非全自動運行區(qū)，列車在停車列檢庫與周月檢線之間的往返工況與列車從停車列檢庫往返各檢修線之間工況有所不同。

6.1 工況1

列車功能正常，可以全自動運行。待檢列車由停車列檢庫自動行駛到牽出線處，轉(zhuǎn)換模式后，司機由防護圍欄門進入牽出線、由登乘平臺進入客室再進入司機室，人工駕駛列車進入目標周月檢線。

檢查完畢的列車由周月檢庫人工駕駛至牽出線，司機離開列車，走出牽出線防護圍欄，列車模式轉(zhuǎn)換后，自動行駛到停車列檢庫。此工況中，調(diào)機車沒有參與調(diào)車作業(yè)，牽出線只起到轉(zhuǎn)換軌的作用。

6.2 工況2

列車功能不正常，不能全自動運行，需要調(diào)機車牽引。調(diào)機車由調(diào)機車庫行駛到牽出線處，換向后行駛到停車列檢庫內(nèi)，聯(lián)掛待修列車后，再回到牽出線處，換向后推送列車至目標周月檢線。

完成檢修后的列車返回停車列檢庫時，由于經(jīng)檢修后的列車功能已恢復(fù)正常，列車由周月檢庫人工駕駛至牽出線，司機離開列車，走出牽出線防護圍欄，列車模式轉(zhuǎn)換后，自動行駛到停車列檢庫。此工況中，牽出線即起到了牽出線作用，又起到了轉(zhuǎn)換軌作用。

7 列車由停車列檢庫往返盡端式洗車庫

在停車列檢庫和盡端式洗車庫往返的列車均具備全自動運行能力，雖然列車洗車作業(yè)需經(jīng)牽出線換向后，再在停車列檢庫和盡端式洗車庫之間往返，但此過程，列車完全是全自動運行，此工況為列車在全自動運行區(qū)運行。此時的牽出線區(qū)域才是嚴格意義上的全自動運行區(qū)。

8 結(jié)語

地鐵引入全自動運行技術(shù)之后，對車輛段的設(shè)計必然會產(chǎn)生較大的影響，現(xiàn)有地鐵設(shè)計規(guī)范已滿足不了設(shè)計需求，需要在實踐中不斷積累、總結(jié)經(jīng)驗。通過對成都、哈爾濱、深圳、濟南、北京等城市地鐵車輛段的設(shè)計實踐，筆者對全自動運行車輛段設(shè)計的新要求進行了初步探討，希望能供相關(guān)部門參考。

[1] 地鐵設(shè)計規(guī)范: GB 50157—2013 [S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2014: 239-258.Code for design of metro: GB 50157—2013 [S]. Beijing:China Architecture & Building Press, 2013: 239-258.

[2] 周永, 肖衍. 軌道交通全自動運行車輛基地功能需求探討[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新, 2016(6): 72-75.

[3] 肖培龍. 全自動駕駛技術(shù)分類及系統(tǒng)設(shè)備等配置要點[J].鐵路通信信號工程技術(shù), 2016, 13(6): 45-47.

[4] 饒東. 全自動運行系統(tǒng)地鐵車輛技術(shù)[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2015(4): 13-17.

[5] 徐彪. 淺析全自動無人駕駛對地鐵車輛基地設(shè)計的影響[J]. 科技與創(chuàng)新, 2015(5): 15-18.Xu Biao. Analysis of the impact of automatic driverless metro vehicle base design[J]. Science and technology &innovation, 2015(5): 15-18.

[6] 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.GUO Zekuo. Overall depot layout for fully automatic operation in urban rail transit[J]. Urban rapid rail transit,2017, 30(2): 42-47.