史海歐 羅燕萍

(廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司 廣州 510010)

1 工程概況

花城廣場是廣州市新中軸線的珠江新城中央商務(wù)CBD核心區(qū)，周邊39棟商業(yè)辦公和公共建筑共120萬m2，地下空間綜合開發(fā)總建筑面積約50萬m2;花城廣場占地約56萬 m2，海心沙亞運公園占地17萬m2。為解決中央商務(wù)區(qū)內(nèi)部以及與天河商貿(mào)區(qū)、觀光塔之間旅游觀光購物的出行交通需求，規(guī)劃設(shè)計了珠江新城旅客自動輸送系統(tǒng)(automated people mover systems，APM)作為廣州中央商務(wù)區(qū)的配套公共交通系統(tǒng)。

APM北起天河區(qū)林和西，南至海珠區(qū)的觀光塔，線路總長3.94 km(見圖1)，全部為地下線路，共設(shè)9座車站、1座車場及控制中心，最大站間距693.5 m，最小站間距為315.5 m，平均站間距473.4 m。其中，赤崗塔和林和西站與3號線非付費區(qū)換乘，5座車站與花城廣場地下空間合建。該線客流預(yù)測初、近、遠期高峰小時單向最大斷面客流分別為3553、8807、10028人次，全日客流量分別為 5.2 萬、11.0 萬、12.2 萬人次。

圖1 珠江新城APM線路示意

2 系統(tǒng)制式選擇

APM是一種采用橡膠車輪、由導(dǎo)軌引導(dǎo)在2條平行的平板軌道上全自動控制運行的新型快速客運交通系統(tǒng)，也稱自動導(dǎo)軌交通(automated guideway transit)，現(xiàn)逐漸發(fā)展形成穿梭式或環(huán)形的短距離交通以及中低客運量的城市客運交通兩大類別(見圖2～圖3)。APM在國外大多用作大型機場穿梭交通、交通樞紐換乘工具以及城市的輔助交通工具，北京機場T3航站樓也采用了APM。

圖2 機場APM

圖3 低運量APM

根據(jù)本項目的運能需求，采用無人駕駛自動導(dǎo)軌系統(tǒng)。通過招投標，確定采用龐巴迪的CX－100車型，為全動車、自動車鉤連掛，可以單輛運行，也可以任意編組，并實現(xiàn)雙向運行。與車輛同時招標的還包括了信號系統(tǒng)、道岔及控制系統(tǒng)。車輛供電電壓AC600 V，輪距2032 mm，該車適應(yīng)線路條件為最小平面曲線半徑22.8 m，最小豎曲線半徑1000 m，曲線最大超高7.5%，正線最大坡度 65‰。3輛編組列車長度38253 mm，車寬2845 mm，每輛車2對/邊車門，車門寬度2134 mm，車輪直徑962 mm，地板距運行道面高度1092 mm，站臺設(shè)計高度1080 mm。每輛車運營定員座位16個、站位122人(6人/m2計)，車輛性能載客量要求AW3為179人。

根據(jù)預(yù)測客流，珠江新城APM采用3輛編組列車，高峰小時設(shè)計能力為28對/h(見表1)。

3 系統(tǒng)設(shè)計簡化

本線為全地下線3.94 km、平均站間距473.4 m、車站有效站臺長度40 m、屏蔽門長35 m，因此本工程不能參照目前城市軌道交通系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計，需創(chuàng)新設(shè)計理念與標準，簡化設(shè)計原則、控制系統(tǒng)和車站規(guī)模。

表1 旅客自動輸送系統(tǒng)設(shè)計年度運輸能力

3.1 隧道通風(fēng)系統(tǒng)的簡化

全線只考慮一處火災(zāi)事故，列車火災(zāi)時進入車站進行疏散。根據(jù)線路短、平均站間距小的條件，全線按一個長區(qū)間進行組織區(qū)間通風(fēng)和設(shè)置區(qū)間風(fēng)井，簡化了隧道通風(fēng)設(shè)施，減少了與中央商務(wù)區(qū)地下空間的協(xié)調(diào)難度。

僅在線路兩端的赤崗塔、海心沙、和體育中心、林和西站設(shè)置活塞風(fēng)井(帶風(fēng)機60 m3/s)。按每個車站設(shè)置1臺軌道排熱風(fēng)機(50 m3/s，正反轉(zhuǎn))，正常時排車站兩側(cè)隧道列車的熱量(各25 m3/s)，火災(zāi)時可集中對一側(cè)排煙(50 m3/s)。另在中央廣場站的單渡線設(shè)置活塞風(fēng)井，其余車站均不設(shè)置區(qū)間活塞風(fēng)機和活塞風(fēng)井，中央廣場至雙塔區(qū)間設(shè)置射流風(fēng)機(20 m3/s)。

3.2 全線統(tǒng)一考慮用房配置與功能分區(qū)

根據(jù)線路短、站間距小、客流量不大的特點，強化全線作為一個中心站的概念，按全線統(tǒng)一考慮管理、維修用房的配置、以及功能劃分。在車站管理上，提出車站無人值守的理念，撤消車站固定的值守人員，設(shè)置全線巡查人員，精簡管理用房;在單一票價制的前提下，將AFC的設(shè)備維護、日常票務(wù)與票款處理集中到車場控制中心;將相近功能的設(shè)備房進行整合，在保證功能需求的前提下，最大程度地壓縮設(shè)備用房的規(guī)模;在人防分區(qū)上，結(jié)合防淹門的設(shè)置、地下空間的人防分區(qū)情況，把線路劃分成若干區(qū)段設(shè)置分區(qū)。

3.3 最大程度地實現(xiàn)資源共享

由于中央商務(wù)區(qū)內(nèi)地下空間開發(fā)范圍大，配置的外部電源、冷源也比較完善，因此在車站設(shè)計時最大程度地實現(xiàn)資源共享，包括空間共享、管理共享、設(shè)備共享。合建段與地下空間統(tǒng)一設(shè)計、同步施工，將公共區(qū)與其他開發(fā)區(qū)充分連通，共用出入口通道;換乘站充分利用其他線路車站的公共區(qū)與出入口;取消專用主變電站與制冷站，直接引入外部中壓電源與冷源，減少了車站用房的數(shù)量。

4 整合設(shè)備管理用房、壓縮車站規(guī)模

4.1 整合設(shè)備管理用房

設(shè)備管理用房由于系統(tǒng)設(shè)計方案簡化、設(shè)施減少而壓縮，經(jīng)過整合，APM標準車站的設(shè)備區(qū)規(guī)?？刂圃?000 m2左右，比標準的地鐵車站4000 m2設(shè)備區(qū)規(guī)模做了較大的精簡(見表2)。

表2 車站設(shè)備管理用房整合情況對比

續(xù)表

4.2 控制車站規(guī)模

車站有效站臺40 m，在消防疏散距離50 m的范圍之內(nèi)，車站客流不大，公共區(qū)疏散樓扶梯在滿足6 min疏散要求的前提下采用了單端布置，既可以保證在有限的站臺長度及空間上的完整性，又可以有效地控制車站的長度，同時站臺另一端布置緊急樓梯與設(shè)備區(qū)共享并能直出地面，滿足消防疏散需要。采用單端的站廳，設(shè)備管理用房布置在另一端，車站分區(qū)明確，綜合管線走向清晰。

采用單端布置的APM標準2層地下站，車站總長在70 m以內(nèi)，主體建筑面積只有3000 m2左右，空間利用上非常緊湊。

4.3 出入口設(shè)置

分建站公共區(qū)只設(shè)一個主出入口，另一個作為緊急疏散口與設(shè)備區(qū)共用。在核算各站點的客流情況后，車站一個主要出入口滿足正常的疏散要求，火災(zāi)時利用設(shè)備區(qū)的緊急疏散口作為公共區(qū)另一個直通地面的疏散通道，滿足消防要求。

合建站空間共享，位于新中軸核心區(qū)的車站與地下開發(fā)空間合建。車站成為地下空間的一部分，四通八達的地下空間是車站乘客最大的疏散通道，同時也是車站的最大客源。

5 統(tǒng)籌機電各專業(yè)接口

設(shè)置全方位、高度集中的管理平臺，實現(xiàn)控制中心對全線設(shè)備與系統(tǒng)的管理。針對線路特點，結(jié)合廣州地鐵運營管理的實際情況，明確了本線開/關(guān)站流程、消防聯(lián)動、各系統(tǒng)的運營管理模式及接口要求等。例如:通信系統(tǒng)對全線公共區(qū)、出入口通道等乘客活動區(qū)域的全景CCTV監(jiān)視、關(guān)鍵點的應(yīng)急對講;綜合監(jiān)控系統(tǒng)對屏蔽門、電扶梯、出入口卷閘集成，實現(xiàn)中心對全線所有有源設(shè)備的遠程控制;火災(zāi)確認、列車故障與車站設(shè)備故障處理的流程分析，等等，均充分體現(xiàn)了本線路車輛無人駕駛、車站無人值守的特點。

將全線作為一個長區(qū)間考慮，弱化站級功能，減少系統(tǒng)的車站配置設(shè)施。只在線路兩端設(shè)置區(qū)間隧道通風(fēng)設(shè)施;區(qū)間消防給水全線成環(huán)，在有條件的車站引入水源;綜合監(jiān)控、AFC系統(tǒng)等在加強中心集中管理功能的前提下簡化了站級設(shè)施。

6 車站設(shè)計方案因地制宜、形式多樣

全線車站均充分結(jié)合外部條件與內(nèi)部需求，因地制宜地進行車站方案設(shè)計，最終形成了形式多樣、各有特色的車站方案。林和站站廳同層并設(shè)置了中庭(見圖4)，深埋的天河南站采用垂直電梯運輸(見圖5)，合建黃埔大道站出入口為下沉廣場(見圖6)，赤崗塔站的站廳為中空、共享空間設(shè)計(見圖7)。

圖4 林和西站站臺

圖5 天河南站站臺

圖7 赤崗塔站站臺

7 配套系統(tǒng)設(shè)施

7.1 軌道

APM號稱“五軌”系統(tǒng):運行道、導(dǎo)向軌、供電軌、接地軌、信號軌(漏纜)。本項目采用CX－100車輛，采用膠輪-中央導(dǎo)向系統(tǒng)，走行面為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。軌道系統(tǒng)主要包括運行道、導(dǎo)向軌、道岔、車擋等結(jié)構(gòu)。運行道為采用強度不低于C35的鋼筋混凝土運行道與導(dǎo)向軌匹配，正線、輔助線均采用H型斷面導(dǎo)向軌。單渡線由2組樞軸式道岔組成，交叉渡線由4組樞軸式道岔加1組轉(zhuǎn)盤式道岔組成。

7.2 信號

信號系統(tǒng)采用龐巴迪公司的CITYFLO 650全自動無人駕駛系統(tǒng)，ATC系統(tǒng)由ATS、ATP、ATO等組成，具備無人駕駛模式、ATP監(jiān)督下的人工駕駛模式、無ATP保護固定限速下的人工駕駛模式。本工程全線(包括車站和車場)為一個區(qū)域，區(qū)域ATP、區(qū)域ATO、基站數(shù)據(jù)柜等主要控制設(shè)備，集中布置在控制中心弱電系統(tǒng)設(shè)備室，在歌劇院、婦兒中心、林和西站設(shè)置遠程ATP。

車地通信方式采用漏纜，車場設(shè)置軌道電路。全線僅在道岔、防淹門位置設(shè)置信號機，全線設(shè)置位標用于列車定位，區(qū)間共有8處初始化區(qū)域，初始化區(qū)域由智能標簽讀取器和位標組成。當列車由于某種原因停在區(qū)間時，列車可采用人工駕駛模式通過初始化區(qū)域，系統(tǒng)就可以知道列車的位置、列車號、列車編組等信息，進而重新恢復(fù)到無人駕駛模式。

7.3 供電

供電系統(tǒng)由外部電源、中壓供電網(wǎng)絡(luò)、牽引供電系統(tǒng)、車站及區(qū)間動力照明供電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)和接地系統(tǒng)等組成。外部電源和中壓網(wǎng)絡(luò)采用10 kV供電制式，四路外部10 kV電源分別取自地區(qū)電網(wǎng)的中軸110/10 kV變電站和雙子110/10 kV變電站。牽引供電系統(tǒng)采用三相AC600 V供電制式，三相三線制、中性點經(jīng)電阻接地;正線和車場牽引網(wǎng)均采用接觸軌。

8 結(jié)論與建議

珠江新城APM在廣州亞運會前的2010年10月8日成功開通運營，得到了乘客的普遍認可，日客流量1.0～6.2萬人次。它是首條全地下(包括地下車場與控制中心)并真正實現(xiàn)無人駕駛的軌道交通線路;設(shè)計大膽，按車站無人值守的理念，簡化了隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站設(shè)備管理用房，經(jīng)過整合的APM標準車站設(shè)備區(qū)規(guī)?？刂圃?000 m2左右，與標準的地鐵車站4000 m2設(shè)備區(qū)規(guī)模相比有了很大的精簡，并與沿線的地下開放空間無邊界結(jié)合、同步設(shè)計與建設(shè)。目前，我國城市軌道交通機電系統(tǒng)的設(shè)計冗余量大，與國外地鐵相比，機電系統(tǒng)是最復(fù)雜的。APM的設(shè)計可供國內(nèi)城市軌道交通的系統(tǒng)簡化和設(shè)備管理用房優(yōu)化借鑒，并給城市人流密集區(qū)解決短距離范圍內(nèi)的交通問題提供了一種新的成功范例。

由于本工程為國內(nèi)首次，有不少經(jīng)驗教訓(xùn)需在今后的工程中吸取:

1)總體設(shè)計隧道在行車方向左側(cè)設(shè)置檢修平臺。但為了控制車站規(guī)模，設(shè)備管理用房區(qū)在隧道邊沒有預(yù)留走道，使區(qū)間檢修時疏散平臺和部分車站站臺沒有連通。

2)新的設(shè)計理念與地鐵運營習(xí)慣存在矛盾。全線設(shè)計運營管理人員數(shù)量為147人，相應(yīng)的車站管理用房、車場辦公用房按此定員設(shè)置。但運營管理部門和乘客對無人駕駛列車和無人值守車站的新理念存在接受與適應(yīng)的過程，在運營初期傾向于參照常規(guī)線路的模式進行管理，實際配置總?cè)藬?shù)超過300人，車站辦公用房、會議與培訓(xùn)用房、司機公寓等需借用其他地鐵車輛段的設(shè)施。

3)APM綜合監(jiān)控系統(tǒng)、AFC均按中心管理的模式設(shè)置，站級功能有所簡化，相應(yīng)的設(shè)備配置減少。但后期運營公司提出了較多的整改要求，如增設(shè)站級工作站、管理用房，補充全景攝像頭;而OCC內(nèi)的緊急停車按鈕、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接觸軌帶電信息與信號系統(tǒng)的聯(lián)鎖等APM特有的設(shè)計，運營公司卻建議減少或取消。

4)在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)過程中，系統(tǒng)集成商要求參與調(diào)試的所有設(shè)備房、管理房具備通風(fēng)空調(diào)與消防要求。為了保證調(diào)試的正常進行，專門為這些房間配置了足夠的臨時空調(diào)與滅火器。這雖然是工期緊張遇到的個案，但也提醒在設(shè)計與建設(shè)中應(yīng)適當考慮調(diào)試與過渡期的需求。

［1］廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司.廣州珠江新城集運系統(tǒng)項目建議書［R］.廣州，2006.

［2］廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司.珠江新城集運系統(tǒng)專題研究報告［R］.廣州，2006.

［3］GB 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2003.

［4］廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司.廣州珠江新城集運系統(tǒng)初步設(shè)計［R］.廣州，2006.

［5］廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司.廣州珠江新城APM設(shè)計總結(jié)［R］.廣州，2011.