城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)外場(chǎng)測(cè)試方案研究

鄭 輝

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行因其系統(tǒng)安全可靠、靈活的運(yùn)營(yíng)方式、節(jié)能減排等諸多優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的青睞。截止至2017年3月，全球已有40個(gè)城市開(kāi)通運(yùn)營(yíng)57條，850 km，890個(gè)車(chē)站的全自動(dòng)運(yùn)行線(xiàn)路[1]。從2008年北京機(jī)場(chǎng)線(xiàn)按照全自動(dòng)運(yùn)行等級(jí)建設(shè)開(kāi)始，2017年12月28日國(guó)內(nèi)首條采用自主化全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)的北京燕房線(xiàn)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。上海10號(hào)線(xiàn)采用全自動(dòng)運(yùn)行后，平均旅速比有人駕駛提高了2.73 km/h，平均入庫(kù)時(shí)間減少了130 s，站臺(tái)乘降作業(yè)時(shí)間縮短了10 s，運(yùn)營(yíng)正點(diǎn)率高達(dá)99.97%，故障率大幅降低。受到全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的鼓舞，近年來(lái)北京、上海、武漢、成都、南京、寧波、廣州、南寧等地區(qū)開(kāi)始大力推廣全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)。

1 全自動(dòng)運(yùn)行外場(chǎng)測(cè)試的概念及內(nèi)容

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)外場(chǎng)測(cè)試主要是指車(chē)輛、信號(hào)、通信、綜合監(jiān)控、站臺(tái)門(mén)等核心子系統(tǒng)除完成產(chǎn)品本身可靠性和必要的功能性試驗(yàn)外，為了保證全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)完整實(shí)現(xiàn)，還應(yīng)在正式聯(lián)調(diào)前增加外場(chǎng)測(cè)試環(huán)節(jié)，以便確認(rèn)機(jī)電核心系統(tǒng)接口功能，確認(rèn)軟、硬件的靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的合理性與正確性[2]。外場(chǎng)測(cè)試主要包含3部分內(nèi)容。

(1)集成測(cè)試：主要測(cè)試和證實(shí)各子系統(tǒng)之間的接口已正確無(wú)誤實(shí)現(xiàn)，測(cè)試程序應(yīng)包括所有的接口并證實(shí)其兼容性完備。

(2)功能測(cè)試：主要對(duì)個(gè)別子系統(tǒng)的功能表現(xiàn)根據(jù)要求進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試程序應(yīng)能充分證實(shí)需實(shí)現(xiàn)的功能已達(dá)到在不同模式下所制定的要求。

(3)安全測(cè)試：此類(lèi)測(cè)試主要是確定所配備的系統(tǒng)已達(dá)到所有的安全要求，而且在任何情況下不會(huì)危害到列車(chē)的安全運(yùn)行。

2 工程概況

2.1 線(xiàn)路概況

南寧地鐵5號(hào)線(xiàn)線(xiàn)路全長(zhǎng)20.22 km，設(shè)站17座，均為地下站，最大站間距2.27 km，最小站間距0.79 km，平均站間距1.14 km，一期工程設(shè)那洪車(chē)輛基地1座，主變電站2處[3]。

2.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

5號(hào)線(xiàn)車(chē)輛采用B型車(chē)6輛編組，直流1 500 V接觸網(wǎng)供電，最高運(yùn)行速度80 km/h，信號(hào)系統(tǒng)采用全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)，運(yùn)營(yíng)初期按照全線(xiàn)全時(shí)段有人監(jiān)護(hù)，有人在司機(jī)室監(jiān)護(hù)列車(chē)運(yùn)行，第二階段為車(chē)輛基地?zé)o人值守，正線(xiàn)全時(shí)段有人在列車(chē)車(chē)廂值守，第三階段正線(xiàn)高峰時(shí)段有人在列車(chē)車(chē)廂值守，平峰時(shí)段多職能人員間隙巡視，第四階段全線(xiàn)全時(shí)段無(wú)人模式[4]。

3 外場(chǎng)測(cè)試的必要性分析

3.1 工期籌劃

南寧地鐵5號(hào)線(xiàn)工程項(xiàng)目施工總工期為4年，計(jì)劃于2017年9月全線(xiàn)車(chē)站開(kāi)工，2019年11月底全線(xiàn)洞通，2020年8月電通，2020年10月～2021年3月系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，2021年3月27日三權(quán)移交，2021年6月28日開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)。

3.2 全自動(dòng)運(yùn)行對(duì)工期的影響

本線(xiàn)實(shí)行全自動(dòng)運(yùn)行，雖然對(duì)正線(xiàn)土建工程影響較小，但對(duì)車(chē)輛、通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控等系統(tǒng)的功能都有所增加或增強(qiáng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)目前全自動(dòng)運(yùn)行的建設(shè)正處于起步狀態(tài)，參與的各系統(tǒng)功能及接口還有待完善，因此實(shí)行全自動(dòng)運(yùn)行將使各系統(tǒng)設(shè)備及設(shè)備間接口調(diào)試、車(chē)輛制造周期等均需增加。根據(jù)國(guó)內(nèi)其他全自動(dòng)運(yùn)行線(xiàn)路的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)內(nèi)各專(zhuān)業(yè)調(diào)試工期較常規(guī)項(xiàng)目調(diào)試時(shí)間增長(zhǎng)20%～30%，在各專(zhuān)業(yè)調(diào)試完成、具備條件后，增加聯(lián)調(diào)時(shí)間約20%，整體調(diào)試時(shí)間較常規(guī)項(xiàng)目增加約50%。全自動(dòng)運(yùn)行項(xiàng)目較傳統(tǒng)模式線(xiàn)路建設(shè)工期至少增加6～12個(gè)月[5]。

針對(duì)本線(xiàn)采用全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)后系統(tǒng)聯(lián)調(diào)周期較長(zhǎng)，為確保如期開(kāi)通，建議選取樣板段或外場(chǎng)進(jìn)行提前調(diào)試，樣板段或外場(chǎng)至少提前12個(gè)月開(kāi)始動(dòng)車(chē)調(diào)試，全線(xiàn)聯(lián)調(diào)聯(lián)試至少提前6個(gè)月開(kāi)始動(dòng)車(chē)調(diào)試。

4 外場(chǎng)測(cè)試功能需求分析

4.1 行車(chē)功能需求

測(cè)試需求：?jiǎn)?dòng)加速至80 km/h、80 km/h常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)、列車(chē)故障運(yùn)行、故障救援等。

4.2 車(chē)輛功能需求[6]

測(cè)試需求：根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)指令完成列車(chē)自動(dòng)檢測(cè)、列車(chē)自動(dòng)休眠、喚醒、列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行(含起動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)、與乘客通信、救援疏導(dǎo)等)功能測(cè)試；列車(chē)故障診斷、數(shù)據(jù)傳輸、故障報(bào)警信息自動(dòng)上傳功能測(cè)試；列車(chē)排障功能測(cè)試；障礙物檢測(cè)功能測(cè)試；列車(chē)脫軌檢測(cè)功能測(cè)試；低壓系統(tǒng)恢復(fù)供電功能測(cè)試；列車(chē)遠(yuǎn)程控制、復(fù)位功能測(cè)試；車(chē)輛關(guān)鍵系統(tǒng)熱備份能力功能測(cè)試；車(chē)輛各子系統(tǒng)冗余測(cè)試；列車(chē)與火災(zāi)報(bào)警、視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能測(cè)試；列車(chē)車(chē)門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、與屏蔽門(mén)對(duì)位隔離功能測(cè)試；列車(chē)電磁兼容性能測(cè)試；列車(chē)廣播系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)站、聲音采集、故障檢測(cè)功能測(cè)試；列車(chē)視頻監(jiān)控及實(shí)時(shí)上傳功能測(cè)試；列車(chē)制動(dòng)控制功能測(cè)試；列車(chē)自動(dòng)跳躍功能測(cè)試；列車(chē)停車(chē)控制功能測(cè)試(雨天、霧天、輪緣噴油情況下)；后備蠕動(dòng)功能測(cè)試；列車(chē)車(chē)門(mén)緊急解鎖功能測(cè)試；列車(chē)空調(diào)、照明自動(dòng)調(diào)節(jié)功能測(cè)試；逃生門(mén)控制功能測(cè)試；全自動(dòng)洗車(chē)功能模擬測(cè)試；有人駕駛/無(wú)人駕駛兩種駕駛模式相互切換測(cè)試。

4.3 通信功能需求[7]

專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)：試驗(yàn)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信覆蓋，測(cè)試列車(chē)緊急電話(huà)與乘客調(diào)度員之間的通話(huà)功能是否通暢。

乘客信息系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)乘客信息系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，測(cè)試車(chē)-地?zé)o線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是否通暢；乘客信息系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)到站信息顯示功能，測(cè)試該接口功能是否實(shí)現(xiàn)。

視頻監(jiān)視系統(tǒng)：試驗(yàn)線(xiàn)全線(xiàn)設(shè)置攝像機(jī)，對(duì)試車(chē)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視；自動(dòng)駕駛模式下，客室車(chē)載攝像機(jī)應(yīng)與乘客對(duì)講、緊急拉鎖、煙感、逃生門(mén)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)，應(yīng)觸發(fā)聯(lián)動(dòng)信號(hào)，控制中心乘客調(diào)度員監(jiān)視器應(yīng)彈出發(fā)生狀況處監(jiān)視圖像，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)與相關(guān)系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)視圖像自動(dòng)彈出功能。

廣播系統(tǒng)：廣播系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)到站廣播功能，測(cè)試該功能是否實(shí)現(xiàn)；區(qū)間緊急模式下，通過(guò)廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)乘客引導(dǎo)疏散功能，與綜合監(jiān)控配套設(shè)置，測(cè)試區(qū)間引導(dǎo)疏散功能。

時(shí)鐘系統(tǒng)：為系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間信號(hào)。

4.4 信號(hào)功能需求[8]

測(cè)試需求：試驗(yàn)線(xiàn)應(yīng)能夠完成列車(chē)休眠喚醒、列車(chē)全自動(dòng)運(yùn)行(含起動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)、與乘客通信、救援疏導(dǎo)等)功能測(cè)試、蠕動(dòng)模式、雨雪模式、自動(dòng)洗車(chē)、列車(chē)對(duì)位調(diào)整、停車(chē)列檢庫(kù)及洗車(chē)庫(kù)庫(kù)門(mén)防護(hù)、列車(chē)自動(dòng)出/回場(chǎng)、模式轉(zhuǎn)換、站間運(yùn)行和精確停車(chē)、列車(chē)全自動(dòng)折返、車(chē)門(mén)及安全門(mén)控制、車(chē)門(mén)/站臺(tái)門(mén)對(duì)位隔離、作業(yè)區(qū)封鎖防護(hù)、站臺(tái)緊急關(guān)閉、車(chē)地通信、臨時(shí)限速、聯(lián)鎖功能、故障測(cè)試(ZC設(shè)備故障情況下的列車(chē)運(yùn)行、車(chē)載ATP設(shè)備故障情況下的列車(chē)運(yùn)行、車(chē)載ATO故障情況下的列車(chē)運(yùn)行、車(chē)載ATP與ZC通信故障下的列車(chē)運(yùn)行、ZC與CI通信故障下的列車(chē)運(yùn)行、VOBC與CI通信故障下的列車(chē)運(yùn)行、計(jì)軸ARB下的列車(chē)運(yùn)行及計(jì)軸復(fù)位功能測(cè)試等)等基本功能，以及信號(hào)系統(tǒng)與車(chē)輛、通信、綜合監(jiān)控、站臺(tái)門(mén)等系統(tǒng)間的接口聯(lián)動(dòng)功能。

4.5 綜合監(jiān)控功能需求[9]

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)測(cè)試需求：按中央、車(chē)站兩級(jí)調(diào)度管理，中央、車(chē)站、就地三級(jí)監(jiān)控的方式設(shè)置，并負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)、向車(chē)站控制室及線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)控制中心發(fā)出火災(zāi)警報(bào)、報(bào)告火災(zāi)區(qū)域、與綜合監(jiān)控系統(tǒng)配合或獨(dú)立實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。

門(mén)禁子系統(tǒng)測(cè)試需求[10]：門(mén)禁卡授權(quán)管理，設(shè)置員工票的安全級(jí)別、授權(quán)進(jìn)入的區(qū)域、密碼等；門(mén)禁系統(tǒng)參數(shù)管理，設(shè)置門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)備控制參數(shù)及安全參數(shù)。對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的下載進(jìn)行管理；采集限制區(qū)域讀卡器進(jìn)入的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理；系統(tǒng)報(bào)表生成，系統(tǒng)按時(shí)生成有關(guān)的報(bào)表，必要時(shí)可以靈活地根據(jù)條件查詢(xún)數(shù)據(jù)及生成臨時(shí)報(bào)表；接受通信系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，同步門(mén)禁系統(tǒng)時(shí)鐘；具有“運(yùn)行”狀態(tài)、“在線(xiàn)/備用”狀態(tài)、“通信失效”報(bào)警、非法操作及其他重要信息報(bào)警；系統(tǒng)能向管轄范圍內(nèi)的單臺(tái)、一組、一類(lèi)或全部門(mén)禁設(shè)備下達(dá)運(yùn)行控制命令；門(mén)禁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)模式下，相關(guān)區(qū)域的門(mén)禁釋放功能。

4.6 站臺(tái)門(mén)功能需求[11]

需測(cè)試常規(guī)線(xiàn)路的系統(tǒng)級(jí)控制、站臺(tái)級(jí)控制、手動(dòng)操作、IBP盤(pán)緊急開(kāi)門(mén)功能、單道門(mén)單元的維修控制功能。此外，采用全自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，增加的與車(chē)門(mén)的對(duì)位隔離功能、語(yǔ)音播報(bào)功能、障礙物激光探測(cè)功能。

5 外場(chǎng)測(cè)試方案研究

5.1 外場(chǎng)測(cè)試總體技術(shù)原則[12]

(1)應(yīng)敷設(shè)足夠的線(xiàn)路、車(chē)站配線(xiàn)，滿(mǎn)足本線(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行基本運(yùn)行場(chǎng)景的試驗(yàn)。

(2)線(xiàn)路應(yīng)滿(mǎn)足最高時(shí)速80 km單車(chē)運(yùn)行。

(3)若在正線(xiàn)開(kāi)展測(cè)試，則至少應(yīng)滿(mǎn)足列車(chē)在三站兩區(qū)間的運(yùn)行試驗(yàn)，其中某一車(chē)站應(yīng)配置必要的站臺(tái)、站臺(tái)門(mén)、站臺(tái)緊急關(guān)閉等實(shí)體設(shè)施，測(cè)試與列車(chē)在正線(xiàn)運(yùn)行時(shí)相同的場(chǎng)景。

(4)線(xiàn)路需配置必要的通信、信號(hào)、供電、綜合監(jiān)控等系統(tǒng)設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行的基本功能，在保證功能完整的條件下，設(shè)備配置可適度簡(jiǎn)化。

然而鄭某的夢(mèng)魘也就此開(kāi)始，他上任不久，程瀚便對(duì)鄭某說(shuō)，準(zhǔn)備給自己兒子程某某在蕪湖碧桂園買(mǎi)房，讓鄭某準(zhǔn)備50萬(wàn)元。第二天鄭某便將50萬(wàn)元匯到程某某的賬戶(hù)上。2009年11月份左右，程瀚說(shuō)要買(mǎi)房子，讓其準(zhǔn)備40萬(wàn)元，鄭某不想給，程瀚態(tài)度很不好，并說(shuō)“能讓鄭某上去也能讓鄭某下來(lái)”，鄭某只得拎了一個(gè)黑色塑料袋到程瀚家。2011年年底，程瀚說(shuō)裝修房子讓其準(zhǔn)備20萬(wàn)元，其表示沒(méi)錢(qián)，程瀚便對(duì)鄭某大罵，逼得走投無(wú)路的鄭某只好通過(guò)向其朋友宋某某借高利貸的形式借了20萬(wàn)元送到程瀚公安局辦公室。

(5)牽引、制動(dòng)性能合格的車(chē)輛是外場(chǎng)測(cè)試的前提條件，整個(gè)測(cè)試須滿(mǎn)足調(diào)試司機(jī)通過(guò)一次全牽引操作，列車(chē)速度直接提升至80 km/h，并保持惰行一定時(shí)間后觸發(fā)制動(dòng)指令(包括全常用、快速及緊急制動(dòng))。

5.2 外場(chǎng)測(cè)試選址方案研究

5.2.1 測(cè)試場(chǎng)地設(shè)于車(chē)輛基地試車(chē)線(xiàn)方案

5號(hào)線(xiàn)那洪車(chē)輛基地內(nèi)設(shè)有1條試車(chē)線(xiàn)，有效長(zhǎng)為1.25 km，但出于安全考慮，列車(chē)速度僅能在瞬間提升到80 km/h，無(wú)法達(dá)到惰行時(shí)間要求，且試車(chē)線(xiàn)上無(wú)法增設(shè)站臺(tái)、站臺(tái)門(mén)等測(cè)試設(shè)施和設(shè)備，難以完成各類(lèi)測(cè)試項(xiàng)目。此外，車(chē)輛基地試車(chē)線(xiàn)部分區(qū)域位于基本農(nóng)田保護(hù)范圍內(nèi)，受征地影響，短期內(nèi)無(wú)法開(kāi)工建設(shè)。

5.2.2 測(cè)試場(chǎng)地設(shè)于正線(xiàn)方案

因車(chē)輛基地至國(guó)凱大道站間的出入段線(xiàn)存在曲線(xiàn)半徑小(450 m)、坡度大(32‰)等問(wèn)題，因此，暫定在正線(xiàn)距車(chē)輛基地較近的國(guó)凱大道站—那洪立交站—金凱路站的三站兩區(qū)間進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試，如圖1所示。

依據(jù)目前的工籌計(jì)劃安排，該區(qū)段線(xiàn)路工期需于2019年7月實(shí)現(xiàn)洞通，2019年11月實(shí)現(xiàn)軌通，2019年12月實(shí)現(xiàn)電通，2020年3月底相關(guān)系統(tǒng)安裝、調(diào)試完成，具備以下測(cè)試條件。

圖1 正線(xiàn)外場(chǎng)測(cè)試區(qū)段線(xiàn)路平、縱斷面

(1)車(chē)輛基地：靜調(diào)和周月檢庫(kù)提供兩列位檢修股道、登高平臺(tái)和檢查坑、車(chē)間電源及架車(chē)條件均應(yīng)滿(mǎn)足；兩股道至試車(chē)線(xiàn)軌道貫通，接觸網(wǎng)帶電，具備動(dòng)車(chē)條件；場(chǎng)內(nèi)外道路具備運(yùn)輸和接車(chē)條件；牽混所交流、直流系統(tǒng)均需安裝及調(diào)試完畢，所有繼電保護(hù)整定值校驗(yàn)完畢，35 kV開(kāi)關(guān)柜、1 500 V直流柜、400 V開(kāi)關(guān)柜均可受電。

(2)出入段線(xiàn)：軌道貫通、接觸網(wǎng)帶電，具備動(dòng)車(chē)條件。

(3)主變電所：旱塘主變電站所安裝調(diào)試完成，各項(xiàng)繼電保護(hù)整定值均檢驗(yàn)完畢，完成送電。

(4)控制中心：控制中心相關(guān)核心系統(tǒng)如通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控等系統(tǒng)設(shè)備安裝并完成調(diào)試，綜合監(jiān)控應(yīng)能實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)互聯(lián)功能，控制中心至測(cè)試區(qū)段傳輸鏈路暢通。

(5)正線(xiàn)：3個(gè)車(chē)站土建主體結(jié)構(gòu)完成，至少提供1個(gè)出入口供調(diào)試人員使用，部分設(shè)備、管理用房交付使用，配置臨時(shí)空調(diào)、衛(wèi)生間、上下水等后勤設(shè)施；三站兩區(qū)間洞通、軌通，軌道專(zhuān)業(yè)完成調(diào)線(xiàn)調(diào)坡、長(zhǎng)軌鎖定；站臺(tái)結(jié)構(gòu)施工完成，站臺(tái)邊緣具備門(mén)體結(jié)構(gòu)安裝條件；三站兩區(qū)間具備折返線(xiàn)或渡線(xiàn)。

(6)通信、信號(hào)：完成傳輸、無(wú)線(xiàn)、PIS等子系統(tǒng)和信號(hào)室內(nèi)外設(shè)備安裝及調(diào)試。

(7)站臺(tái)門(mén)：完成設(shè)備安裝及調(diào)試，與信號(hào)、綜合監(jiān)控等系統(tǒng)接口連接完備。

(8)供電系統(tǒng)：車(chē)站混合所交流、直流系統(tǒng)安裝和調(diào)試完畢，所內(nèi)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試完畢，具備單站工作能力；車(chē)站內(nèi)雜散電流防護(hù)系統(tǒng)、鋼軌電位限制裝置等系統(tǒng)安裝調(diào)試完成；車(chē)站內(nèi)測(cè)試場(chǎng)所具備照明措施。

(9)給排水：如FAS系統(tǒng)未投入使用，車(chē)站電氣設(shè)備機(jī)房配置符合設(shè)計(jì)要求的滅火器，區(qū)間排水設(shè)備、消防水管、消防栓口、手報(bào)、消防報(bào)警及配套需安裝完成。

(10)環(huán)控：車(chē)站隧道風(fēng)機(jī)機(jī)房中4個(gè)軌頂風(fēng)閥需安裝完畢，安裝完成后風(fēng)閥關(guān)閉，避免機(jī)房施工對(duì)接觸網(wǎng)和軌道行車(chē)安全造成影響。

5.2.3異地試驗(yàn)線(xiàn)方案[13-15]

(1)異地試驗(yàn)線(xiàn)長(zhǎng)度研究

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)外場(chǎng)測(cè)試存在是否需要兩車(chē)高速追蹤的情況，本次追蹤研究參照國(guó)內(nèi)其他地方規(guī)范高速追蹤時(shí)間按照間隔60 s和90 s分別計(jì)算，考慮到追蹤應(yīng)維持一定時(shí)間，本次研究按照前后車(chē)達(dá)速時(shí)間10 s計(jì)算，因此試驗(yàn)線(xiàn)達(dá)速時(shí)間按照70 s和100 s進(jìn)行計(jì)算。國(guó)內(nèi)其他全自動(dòng)運(yùn)行線(xiàn)路速度目標(biāo)普遍在140 km/h左右，為便于后期對(duì)比分析，本次研究了除5號(hào)線(xiàn)80 km/h以外3種速度目標(biāo)值的試驗(yàn)線(xiàn)站中心距離長(zhǎng)度，詳見(jiàn)表1。

表1 不同速度、不同追蹤時(shí)間的試驗(yàn)線(xiàn)站中心距離

除上述理論計(jì)算外，在工程應(yīng)用中還應(yīng)考慮安全防護(hù)距離、車(chē)擋設(shè)置條件等。安全防護(hù)距離按地面線(xiàn)路取值65 m，車(chē)擋設(shè)置條件取值25 m。

(2)全自動(dòng)運(yùn)行場(chǎng)景功能測(cè)試對(duì)長(zhǎng)度的需求

全自動(dòng)運(yùn)行場(chǎng)景功能測(cè)試對(duì)異地試驗(yàn)線(xiàn)的基本要求為：三站兩區(qū)間、1條折返線(xiàn)和渡線(xiàn)。車(chē)站站臺(tái)長(zhǎng)度與正線(xiàn)一致，區(qū)間最小長(zhǎng)度為1列車(chē)長(zhǎng)度，區(qū)間最大長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足2列車(chē)高速追蹤運(yùn)行，折返線(xiàn)長(zhǎng)度滿(mǎn)足停放1列車(chē)，岔線(xiàn)長(zhǎng)度需滿(mǎn)足模擬出入場(chǎng)段作業(yè)；真實(shí)車(chē)站應(yīng)設(shè)置在第二車(chē)站位置，并設(shè)置配線(xiàn)。

不考慮高速追蹤試車(chē)情況下，試驗(yàn)線(xiàn)長(zhǎng)度一般不少于1 130 m(列車(chē)包絡(luò)長(zhǎng)度取值暫按30 m計(jì))，試驗(yàn)線(xiàn)岔線(xiàn)長(zhǎng)度需滿(mǎn)足305 m，詳見(jiàn)圖2。

圖2 異地試驗(yàn)線(xiàn)基本布置示意(單位：m)

考慮以80 km/h高速追蹤試車(chē)的情況下，按照前后車(chē)均達(dá)速，達(dá)速時(shí)間按照70 s計(jì)，異地試驗(yàn)線(xiàn)正線(xiàn)長(zhǎng)度一般不少于2 575 m，如圖3所示。

圖3 滿(mǎn)足80 km/h追蹤試車(chē)的試驗(yàn)線(xiàn)布置示意(單位：m)

(3)試驗(yàn)線(xiàn)基本配置

滿(mǎn)足最高時(shí)速80 km雙車(chē)追蹤運(yùn)行試驗(yàn)的要求，正線(xiàn)線(xiàn)路長(zhǎng)度不小于2 575 m。采用地面或高架方式，設(shè)置三站兩區(qū)間，車(chē)站設(shè)3組9號(hào)道岔、1條配線(xiàn)，車(chē)站設(shè)施配置實(shí)物；設(shè)置岔線(xiàn)長(zhǎng)度不小于305 m，滿(mǎn)足車(chē)輛進(jìn)出試驗(yàn)線(xiàn)，兼顧出入場(chǎng)段功能試驗(yàn)要求。此外接觸網(wǎng)、供電、無(wú)線(xiàn)通信、乘客信息、視頻監(jiān)控、廣播、時(shí)鐘、信號(hào)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)均要求設(shè)置有實(shí)物。站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)需在真實(shí)車(chē)站一側(cè)設(shè)置4個(gè)站臺(tái)門(mén)單元、信號(hào)接口設(shè)備、障礙物探測(cè)設(shè)備等。為配套測(cè)試，需配置通信、信號(hào)等系統(tǒng)設(shè)備房、調(diào)度指揮用房、休息室等辦公用房。

(4)異地試驗(yàn)線(xiàn)投資分析

異地試驗(yàn)線(xiàn)牽引供電、接觸網(wǎng)工程投資估算參照南寧地鐵5號(hào)線(xiàn)初設(shè)指標(biāo)，其中軌道工程300萬(wàn)元/km、接觸網(wǎng)按照65萬(wàn)/條·km，橋梁工程暫按3.45萬(wàn)元/延長(zhǎng)米，其他各系統(tǒng)、站臺(tái)門(mén)等按照實(shí)際需求進(jìn)行估算，綜上異地試驗(yàn)線(xiàn)總投資估算為19 852萬(wàn)元，具體詳見(jiàn)表2。

5.2.4 外場(chǎng)測(cè)試方案對(duì)比(表3)

表2 滿(mǎn)足80 km/h速度的異地試驗(yàn)線(xiàn)投資估算

表3 外場(chǎng)測(cè)試方案對(duì)比分析

由表3分析可知，正線(xiàn)三站兩區(qū)間方案可減少不必要的外場(chǎng)設(shè)備安裝、調(diào)試、管理問(wèn)題，有利于提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備安裝和調(diào)試問(wèn)題，但對(duì)該區(qū)段施工工期需提前，且場(chǎng)景測(cè)試與該區(qū)段其余設(shè)備安裝和調(diào)試存在交叉作業(yè)，給建設(shè)管理帶來(lái)一定的困難。異地試驗(yàn)線(xiàn)方案能完全避免與正線(xiàn)施工交叉的影響，對(duì)全線(xiàn)工期無(wú)影響，但投資較大，其場(chǎng)地選址和資金落實(shí)較困難，對(duì)于全自動(dòng)運(yùn)行線(xiàn)路規(guī)模較大的地區(qū)可考慮采用此方案。經(jīng)綜合分析，南寧5號(hào)線(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行外場(chǎng)測(cè)試建議采用三站兩區(qū)間方案。

6 結(jié)論及建議

全自動(dòng)運(yùn)行外場(chǎng)測(cè)試是實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行場(chǎng)景模擬和調(diào)試的必要途徑，外場(chǎng)測(cè)試方案的選擇首先需要考慮車(chē)輛基地、正線(xiàn)以及整個(gè)線(xiàn)網(wǎng)全自動(dòng)運(yùn)行情況的相互關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工期影響、長(zhǎng)度因素、線(xiàn)路條件、投資增加、場(chǎng)地條件等各個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，針對(duì)不同的前提條件選取相應(yīng)的測(cè)試方案。根據(jù)對(duì)南寧地鐵5號(hào)線(xiàn)車(chē)輛基地、相鄰正線(xiàn)線(xiàn)路條件及工程實(shí)施進(jìn)度等各方面分析，得出以下結(jié)論。

(1)考慮到試驗(yàn)線(xiàn)單獨(dú)選址和投資的困難，在車(chē)輛基地條件允許情況下，優(yōu)先考慮將試車(chē)線(xiàn)長(zhǎng)度加長(zhǎng)，并增設(shè)相應(yīng)全自動(dòng)運(yùn)行測(cè)試設(shè)備、設(shè)施和用房。

(2)選取正線(xiàn)區(qū)間作為外場(chǎng)測(cè)試場(chǎng)地對(duì)正線(xiàn)車(chē)站、區(qū)間、車(chē)輛基地、主變電站施工工期存在較大影響，受控因素較多，存在滯后風(fēng)險(xiǎn)，但若選取的正線(xiàn)區(qū)間設(shè)計(jì)和施工可控，工期可調(diào)的情況下考慮此方案。

(3)從線(xiàn)網(wǎng)資源共享的角度出發(fā)，對(duì)于全自動(dòng)運(yùn)行線(xiàn)路規(guī)模較大或者本地區(qū)有車(chē)輛制造廠的地區(qū)，其試驗(yàn)線(xiàn)可考慮線(xiàn)網(wǎng)單獨(dú)建設(shè)或者由車(chē)輛廠商配套建設(shè)的模式。