金永樂 張 雄

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

地鐵車輛段入段線通過式洗車線布置研究

金永樂 張 雄

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

文章首次對入段線通過式洗車線布置型式進行了研究。入段線通過式洗車線布置型式取消了獨立的洗車線，將洗車機直接設置在入段線的進段端。文章分別從土建要求、控制模式和對入段線能力影響等方面對該洗車線布置型式展開了分析，并舉例論證了該洗車線布置型式的洗車能力，最后從土地利用和洗車效率方面同四種傳統(tǒng)的洗車線布置型式進行比較，論證了該洗車線布置型式的可行性。研究結果表明：入段線通過式洗車線布置型式對運營管理提出了更高的要求，但在節(jié)約用地和洗車效率方面都存在一定的優(yōu)勢，是一種值得推廣的洗車線布置型式。

地鐵車輛段； 洗車機； 布置型式； 洗車能力分析

1 引言

洗車機是地鐵車輛段的重要組成部分，洗車作業(yè)也是地鐵運營過程中最為頻繁的作業(yè)之一。為提高洗車效率，國內對地鐵洗車模式進行了多種研究，主要分為兩類：一類著重對洗車機本身的機械部分進行改進，如戴文華[1]提出對洗車機端洗軸改造以降低洗車機的故障率，張洪威等[2]提出從洗車機機械構造、洗車工藝布置、洗滌劑選用等方面優(yōu)化來改善洗車效果；另一類著重對洗車線布置型式進行研究，探索如何在節(jié)約地鐵用地與提高洗車效率之間取得平衡，如張雄等[3]對幾種典型的洗車線布置型式進行洗車工藝比較和洗車能力分析，張強等[4]對洗車機咽喉區(qū)八字線通過式布置型式進行分析，并提出優(yōu)化方案。

常見的洗車線布置型式主要有4種[3]：咽喉區(qū)通過式布置、與運用庫并列通過式布置、咽喉區(qū)八字線通過式布置和盡頭線往復式布置。此外，還有一種比較罕見的洗車線布置型式—即取消獨立的洗車線，將洗車機直接設于入段線上。這種洗車線布置型式在深圳地鐵4號線龍華車輛段內已得到應用，本文命名這種洗車線布置型式為入段線通過式布置，并首次對這種洗車線布置型式展開研究。

2 入段線通過式布置

2.1 概述

本文研究的入段線通過式洗車線布置，如圖1所示。車輛段取消了獨立設置的洗車線，洗車機直接設于入段線的進段端，入段線兼做洗車線的功能。出、入段線是連接車輛段與正線的紐帶，也是地鐵車輛段中最繁忙的線路，這種洗車線布置的前提是保證出、入段線的車輛通行能力。

圖1 入段線通過式洗車線布置型式示意圖

2.2 土建及其他要求

地鐵車輛段出、入段線多為坡道形式，洗車機宜布置在平坡上。洗車機設備布置區(qū)域按60 m設計，設備區(qū)前6 m外才可設置信號燈，因此洗車機設置區(qū)域須具備66 m平直線路。出、入段線的交叉渡線為7號道岔，根據(jù)限界計算，道岔尖軌端離岔心27.6 m范圍內都存在建筑限界的加寬，另考慮交叉渡線的信號燈設置要求，洗車機設置區(qū)域須距離交叉渡線岔心36 m以上，洗車機布置如圖2所示。

圖2 入段線通過式洗車線布置型式平面圖(m)

經(jīng)分別對哈威克和沃爾新洗車機設備布置進行研究，在不考慮端洗工位的情況下，洗車機設備離線路中心線最大距離可以控制在3 000 mm以內，如圖3所示。

圖3 洗車機入段線布置剖面圖(mm)

出、入段線的線間距一般為5 m，A型車的設備限界最大寬度為3 300 mm以內(直線段)，洗車機設置在入段線上能滿足出段線通過車輛的限界要求。若保留洗車機的端洗工位，為保障行車安全，出、入段線線間距須不少于6 m。

洗車機60 m長作業(yè)區(qū)域須鋪設架空接觸網(wǎng)或接觸軌，為方便洗車機檢修，洗車機作業(yè)區(qū)域須設置獨立的供電分區(qū)。

2.3 信號、洗車機控制模式

地鐵正線通常采用完整的ATC 系統(tǒng)，車輛段采用國產(chǎn)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)單獨控制，出、入段線近車輛段處設置轉換軌，用于駕駛模式的轉換。本次研究將轉換軌設于進段信號機內側，進、出段信號機并置，轉換軌由車輛段控制，車輛進出車輛段均需在轉換軌處轉換操作模式，車輛段內作業(yè)均按調車模式運作[5]。洗車機設于轉換軌內側，洗車機和轉換軌間設置信號機(D1)，該信號燈兼做洗車信號燈，洗車機外側設置“洗車機工作顯示器”，洗車機內側1列車長處設置“列車出洗車機警示牌”，如圖2所示。

洗車機的控制采用DCC遠程控制和現(xiàn)場控制兩種模式，現(xiàn)場控制優(yōu)先。洗車機啟動后，洗車機通過自帶傳感器感知列車已進入洗車機作業(yè)區(qū)，而后各道洗車工序按程序啟動對進入列車進行外皮洗刷，列車一離開洗車機作業(yè)區(qū)，洗車機便停止運行。若列車反向進入洗車機作業(yè)區(qū)，洗車機不會運行。列車入段控制流程如圖4所示。

圖4 列車入段控制流程圖

2.4 洗車能力分析

入段線通過式布置對列車入段能力的影響主要表現(xiàn)在對列車入段最小時間間隔的影響上，根據(jù)車輛段內信號控制的要求，列車入段最小時間間隔為相鄰列車入段徑路開放的時間差，相鄰列車停放的區(qū)域不同，開放徑路的時間差也不同。

(1)按開放徑路最大時間差來研究。開放入段徑路的最大時間差應發(fā)生在相鄰兩列車停放在同一條停車線上的兩個列位，兩列車的入段徑路完全重疊，這種情況下，列車入段最小時間間隔最大值(Tmax)為列車從等待入段處出發(fā)行至庫內的耗時(t行駛)加上等待入段的請示時間(t等待)。通過調研，列車等待入段的請示時間一般不超過30 s。

Tmax=t行駛+t等待

計算前提：洗車機只進行側洗，A型車6輛編組車長140 m，段內正常運行速度按20 km/h，列車啟動加速度和制動減速度按1.0 m/s2，t等待取30 s，另設，車輛段入段第一副道岔至運用庫前的徑路長度為S。

①不洗車直接入段

Tmax1=0.18S+49.09+30

②3 km/h洗車速度入段

Tmax2=0.18S+258.88+30

③5 km/h洗車速度入段

Tmax3=0.18S+159.85+30

關于S的取值，本文采取對多個車輛段布置進行統(tǒng)計的方法，這些被統(tǒng)計車輛段的洗車機均不是采用咽喉區(qū)通過式布置的。

深圳地鐵2號線蛇口西車輛段，S=355 m；

深圳地鐵4號線龍華車輛段，S=432 m；

深圳地鐵7號線深云車輛段，S=431 m；

深圳地鐵11號線松崗車輛段，S=435 m。

可見，大部分地鐵車輛段S值都在500 m以內，此處按S=500 m進行計算：

表1 S值取500 m的Tmax值計算結果

(2)按開放徑路最小時間差來研究。開放入段徑路的最小時間差應發(fā)生在相鄰兩列車的入段徑路重疊段只有第一副交叉渡線，這種情況下，前趟列車離開第一副交叉渡線后，后趟列車便開始請求入段。按圖2分析，洗車機前信號燈到第一副交叉渡線末端的距離為159 m，則列車入段最小時間間隔最小值(Tmin)計算如下：

①不洗車直接入段

Tmin1=86.60s 或1.44min

②3 km/h洗車速度入段

Tmin2=296.36s或4.94min

③5 km/h洗車速度入段

Tmin3=197.32s或3.29min

(3)由上述計算結果可知，無須清洗的列車入段最小時間間隔可達到1.44 min，須清洗的列車入段最小時間間隔需3.29～6.31 min，入段線通過式布置型式增加了列車的入段時間間隔，但是，因為洗車機不進行反向洗車作業(yè)，這種布置型式對列車的出段能力無影響。運營對地鐵車輛段的發(fā)車能力要求較高，發(fā)車能力須滿足列車正線運行的最小時間間隔。但列車下線入段多在運營閑時，運營對列車下線入段能力沒有嚴格的最小時間間隔要求。

(4)實例分析。本次研究以某已運營線路的日列車入段時間表作為分析實例(表2中列車號已采用自定義編號替代)。

表2 國內某已運營線路的日列車入段時間表

表2規(guī)定了一天內47列車入段的時間，經(jīng)統(tǒng)計，與后一列車的入段時間間隔在3 min以內(不含3 min)的有5列，與后一列車的入段時間間隔在5 min以內(含5 min)的有7列。若在該線上采用入段線通過式洗車線布置，在完全不影響列車入段能力，且只進行列車側洗的前提下，一天內完成洗車比例為85%～89%，第二天DCC調度調整下列車交路車次對應的車號，可以實現(xiàn)2天內，完成洗車比例100%，無須列車夜間出庫洗。

在考慮列車端洗的情況下，因端洗比側洗須增加10分鐘，則須清洗的列車入段最小時間間隔為13.29～16.31 min，這種情況下列車洗車將對入段線的列車入段能力造成較大影響。本次研究提出在列車入段進行端洗的情況下，采用出段線分流部分入段列車的方式，且端洗列車和從出段線入段列車均須側向通過第一副交叉渡線，從而避免徑路交叉。對上述案例進行分析，通過合理排班后，滿足列車入段間隔在15 min以上(含15 min)的列車有21列，則一天內完成洗車比例為45%，通過調度排班，理論上可以實現(xiàn)3天內，完成洗車比例100%，無須列車夜間出庫洗。

3 比較與分析

3.1 與常用洗車線布置比較

與四種常用的洗車線布置型式進行比較如表3所示。

本文提出的入段線通過式洗車線布置與其他布置型式的比較分析如下：

(1)用地。沒有單獨的洗車線，相比其他洗車線布置型式，節(jié)約用地效果顯著，且這種布置型式對車輛段用地條件要求最低。

(2)洗車作業(yè)。列車洗車時無折返作業(yè)，效率與咽喉區(qū)通過式布置相當，相比其他布置型式，洗車效率存在優(yōu)勢。

(3)運營管理。對列車交路的設計以及洗車機設施的維護管理提出了更高的要求。

3.2 補充說明

(1)在入段線通過式布置型式下，洗車作業(yè)須同列車派班計劃結合到一起，對洗車質量進行嚴格的控制，避免出現(xiàn)一些車重復洗和一些車漏洗的現(xiàn)象。

(2)因這種布置型式?jīng)]有獨立的洗車線路，對洗車機的故障檢修帶來了一定的困難，檢修時間必須安排在列車出入空檔期或地鐵運營結束后進行。

(3)因地鐵列車側洗和端洗頻率視運營條件不同而有所區(qū)別，在入段線通過式布置型式下，運營部門可根據(jù)實際運營需求設計合適的列車交路，實現(xiàn)洗車效率最大化。

(4)洗車機建議采用露天設置，也可以在洗車機作業(yè)區(qū)域設置雨棚，但無法設置洗車機庫，北方寒冷地區(qū)不宜采用這種洗車機布置型式。

4 結論

綜上所述，本文研究的入段線通過式洗車線布置型式在功能實用性上是可行的，雖然對地鐵運營管理提出了更高的要求，但在提高洗車效率和節(jié)約地鐵用地方面都存在很明顯的優(yōu)勢，這也將更加符合土地日趨緊張趨勢下的地鐵建設需要。因此入段線布置型式也是一種值得推廣的洗車機布置型式。

[1] 戴文華.地鐵列車洗車機端洗軸改造[J].技術與市場,2012,33(6):62. DAI Wenhua. End washing shaft upgrading of car washer for metro train[J]. Technology & Market, 2012,33(6)：62.

[2] 張洪威,張文學.廣州地鐵3 號線電客車清洗效果的改善[J].城市軌道交通研究, 2010,3(6):83-86. ZHANG Hongwei, ZHANG Wenxue. Improvement of the Cleaning Effect for Guangzhou Metro Line 3 Trains[J]. Urban Mass Transit, 2010,3(6):83-86.

[3] 張雄,李劍虹.論地鐵車輛段洗車線布置型式及能力分析[J].鐵道工程學報,2007,51(6):75-79. ZHANG Xiong, LI Jian-hong. Analysis of Layout Type and Capacity of Train Washing Track in Metro Depot[J]. Journal of Railway Engineering Society, 2007,51(6):75-79.

[4] 張強,張茂帆.地鐵車輛段咽喉區(qū)八字式洗車線布置的優(yōu)化[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2009,6(6):91-94. ZHANG Qiang, ZHANG Maofan. Optimization of Washing Track Arrangement of Throat Area in Metro Depot[J]. Modern Urban Transit, 2009,6(6):91-94.

[5] 肖培龍.地鐵車輛段轉換軌設置點與信號系統(tǒng)處置方式分析[J].鐵路通信信號工程技術(RSCE),2012,9(6):52-55. XIAO Peilong. Analysis of Location Setting of Metro Conversion Rail and Processing of Signal System[J]. Railway Signaling & Communication Engineering, 2012,9(6):52-55.

Research on Layout of Pass-type Washing Line of Receiving line to Metro Depot

JIN Yongle ZHANG Xiong

(China Railway Eryuan Engineering Group Co. Ltd, Chengdu 610031, China)

The layout of pass-type washing line of receiving line to depot is first studied, which uses the train-washing machine on the entrance end of receiving line to depot. This article analyzes the above mentioned layout in aspects of civil engineering condition, control mode and the effects on entrance line, and proves the washing capacity of this type using fact-based data. Finally, a comparison based on efficiency and land-using with four other traditional layout types of Train-washing track is made. The purpose of this paper is to demonstrate the feasibility of this layout of Train-washing track. In summary, although this layout of Train-washing track requires more skilled management, it still has certain advantages in saving land while archiving higher washing efficiency and is worthy to be popularized.

metro depot；train-washing machine；type of layout；analysis of washing

2015-10-08

金永樂(1985-)，男，工程師。

1674—8247(2016)02—0061—04

U279

A