韓志彬 張 政 王鵬博

(1.北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司， 100037， 北京； 2.武漢地鐵集團有限公司， 430030， 武漢∥第一作者，工程師)

全自動運行系統(tǒng)作為新一代城市軌道交通模式，在國內(nèi)已得到大力推廣。車輛基地作為城市軌道交通的重要組成部分，也有必要提高其自動化水平。本文對城市軌道交通全自動車輛基地(以下簡為“全自動車輛基地”)停車列檢庫的設計要點進行探討，為今后自動化車輛基地的設計提供參考。

1 全自動車輛基地的特點

全自動車輛基地按功能劃分成自動運行區(qū)和非自動運行區(qū)(如圖1所示)。其將正線對列車的運營控制權由車站延伸至場段的自動運行區(qū)，以控制列車運行及排列進路等[1]，提高車輛的利用率和行車的自動化水平。自動運行區(qū)與非自動運行區(qū)之間通過隔離網(wǎng)、柵欄門等設施進行物理隔離[2]。柵欄門設有門禁系統(tǒng)，以保證人員和列車運行安全。列車在自動運行區(qū)與非自動運行區(qū)之間的轉(zhuǎn)換軌處進行運行模式切換。自動運行區(qū)包括停車列檢庫、洗車庫、咽喉區(qū)和出入段線等。停車列檢庫作為自動運行區(qū)的重要組成部分，用于列車停放、列檢和車內(nèi)保潔等。它對場段的收發(fā)車作業(yè)、檢修效率及安全管理影響較大。自動運行區(qū)的停車列檢庫與常規(guī)停車列檢庫存在諸多差異。其庫內(nèi)設若干防護分區(qū)并設有供人員通行的檢修通道等，通道門設置門禁系統(tǒng)，以方便對人員進行管理。

圖1 全自動車輛基地分區(qū)示意圖Fig.1 Zoning diagram of fully automated vehicle depot

2 全自動車輛基地停車列檢庫與常規(guī)停車列檢庫的差異

2.1 設計方案的差異

全自動車輛基地停車列檢庫與常規(guī)停車列檢庫的設計差異主要體現(xiàn)在運用管理方式、庫房長度、列車安全防護距離、防護分區(qū)、檢修通道和檢查坑的設置等。

常規(guī)停車列檢庫屬于DCC(車輛基地控制中心)管理。其庫內(nèi)人員可方便到達任意位置，且?guī)靸?nèi)檢查坑數(shù)量為常規(guī)停車列檢股道的50%。

全自動車輛基地停車列檢庫布置于自動運行區(qū)，庫內(nèi)劃分防護分區(qū)并設有通往各分區(qū)的檢修通道，通道出口設置門禁[3]，以保證人員進出安全。其庫后隔離網(wǎng)對應每個分區(qū)設有柵欄門，主要供手推車、移動式清掃車進出防護分區(qū)用。柵欄門設置門禁，且通常處于鎖閉狀態(tài)[4-5]。

每天城市軌道交通車輛運營結(jié)束后留給車輛檢修的時間較短，為方便檢修、提高作業(yè)效率和減少調(diào)車作業(yè)，全自動車輛基地停車列檢庫內(nèi)所有股道均設立柱式檢查坑[6]。股道長度除滿足檢修工藝需求外，還要滿足信號防護及列車間安全距離要求。庫房長度通常在常規(guī)設計基礎上增加20～30 m，前后列車間的安全距離一般不小于20 m，庫尾列車端部距車擋的安全距離不小于15 m[7]。

2.2 進出庫流程的差異

常規(guī)車輛基地的運用車從正線進入車輛基地時，需要在出入段線與段內(nèi)站場線路之間停車或減速慢行，以便進行正線和基地內(nèi)管理權的移交;列車按照計算機聯(lián)鎖設備和信號機的狀態(tài)信息進入停車列檢庫，列車入庫后需要司機手動停車。列車從庫內(nèi)進入正線流程與之相反。進行列檢作業(yè)時，DCC確認作業(yè)股道斷電及安全接地后，可允許檢修人員進行作業(yè)。

全自動車輛基地的運用車從正線進入停車列檢庫時，不需要停車進行管理權的移交，便可直接進入庫內(nèi);列車入庫后自動停車，無需司機參與，提高了行車自動化水平。列車出庫流程則與之相反。白天退出高峰運營的列車返回停車列檢庫時，優(yōu)先選擇一個防護分區(qū)停車，當停滿后可停放在下一個防護分區(qū)；晚上結(jié)束運營的列車回庫時，也先集中停放在一個防護分區(qū)，停滿后依次停放在其他分區(qū)[8]。作業(yè)人員按列檢管理規(guī)程進入目標分區(qū)并進行檢修作業(yè)。檢修人員進出庫管理流程如圖2所示。

3 全自動車輛基地停車列檢庫設計研究

在設計全自動車輛基地停車列檢庫時，需考慮列車間的安全防護距離，以保證人員安全和不影響收發(fā)車作業(yè)等。停車列檢庫庫內(nèi)設置檢修通道及出入口，出入口設置門禁。信號系統(tǒng)為各防護分區(qū)設計邏輯關系并提供隔離功能。當門禁處于激活狀態(tài)時，通過信號系統(tǒng)封鎖目標分區(qū)，將分區(qū)進路鎖閉，禁止分區(qū)內(nèi)收發(fā)車和調(diào)車作業(yè)，作業(yè)人員通過檢修通道進入目標分區(qū)。

圖2 全自動車輛基地檢修人員進出庫管理流程

3.1 庫內(nèi)防護分區(qū)設計

為不影響停車列檢庫內(nèi)列車運行和保證檢修作業(yè)時人員與設備安全，將庫內(nèi)股道劃為若干防護分區(qū)，分區(qū)之間通過隔離網(wǎng)進行物理分隔，每個防護分區(qū)內(nèi)有2～3股道。當某一分區(qū)有人作業(yè)時，不影響其他分區(qū)的列車運行，以提高運營靈活性。

若庫內(nèi)股道為1線2列位或1線3列位時，則在庫中列車間地面位置設置中通道，分區(qū)之間通過隔離網(wǎng)和柵欄門進行分隔。中通道的庫門和柵欄門設置門禁，通常處于鎖閉狀態(tài)，當有機動車或消防車等車輛通行或發(fā)生緊急情況時，釋放門禁權限，使之處于激活狀態(tài)，便可打開用于通行。中通道設置如圖3所示。

圖3 列檢庫內(nèi)中通道設置示意圖

3.2 庫內(nèi)檢修通道設計方案

3.2.1 檢修通道位置選擇

根據(jù)停車列檢庫設計規(guī)模及方案不同，庫內(nèi)檢修通道可以設置在庫前、庫中或者庫前與庫中同時設置。通過貫通全庫的檢修通道和庫后通道，將庫內(nèi)各防護分區(qū)聯(lián)通起來，并在各分區(qū)通道出口位置設置門禁，清掃、列檢及司機等人員在目標分區(qū)通道入口處刷門禁卡，門禁系統(tǒng)被激活后，人員可到達目標分區(qū)。

若庫內(nèi)股道為1線3列位，則檢修通道可設置在庫門內(nèi)平過道和列車之間的位置；若庫內(nèi)股道為1線2列位，則檢修通道可設置在庫門內(nèi)平過道或庫中位置；若庫內(nèi)股道為1線1列位，則檢修通道可設置于庫門內(nèi)平過道或不設檢修通道。如某城市全自動車輛基地停車列檢庫為單列位庫，庫內(nèi)未設檢修通道，作業(yè)人員可通過庫后平交道對應的目標分區(qū)柵欄門進入作業(yè)區(qū)域。

關于檢修通道的位置選擇，以庫內(nèi)1線2列位為例，對檢修通道設置在庫門內(nèi)平過道和庫中位置2種方案進行分析。按照檢修作業(yè)人員均從檢修通道進出的原則考慮，若檢修通道設于庫門內(nèi)平過道位置，則作業(yè)人員檢修庫尾列車時，一個來回要走4個車長，故走行距離較長、作業(yè)效率較低；若檢修通道設于庫中位置，距兩端列車距離相等，則檢修列車時，一個來回作業(yè)人員至多走2個車長，故走行時間短、作業(yè)效率較高。

根據(jù)國內(nèi)已建成運營及在建全自動場段的實際情況，停車列檢庫內(nèi)股道大多數(shù)按1線2列位設計，檢修通道通常設在庫中位置。根據(jù)北京地鐵燕房線閻村北停車場停車列檢庫輔助用房的設計布局，庫內(nèi)地下檢修通道設置在庫門內(nèi)平過道位置[9]；武漢、成都和南寧等城市的城市軌道交通車輛基地庫內(nèi)檢修通道均設置在庫中位置。經(jīng)綜合分析，建議結(jié)合輔助用房條件盡量將檢修通道設于庫中位置，以方便清掃和檢修等人員作業(yè)。

3.2.2 檢修通道設計

全自動車輛基地的停車列檢庫檢修通道形式按照車輛受電方式不同可采取不同的設計方案。采用接觸軌供電的城市軌道交通車輛基地，其檢修通道可考慮設置在庫內(nèi)軌道上方(即天橋形式，見圖4)，也可設置在軌道下方(即地下通道形式，見圖5)；采用接觸網(wǎng)供電的城市軌道交通車輛基地，為避免觸電危險和考慮作業(yè)人員的安全，其檢修通道通常設置為地下形式。

北京地鐵燕房線為全自動運行線路，其自動控制等級按照GoA4(無人值守的列車自動運行)設計;采用B型車和接觸軌供電，初、近期為4節(jié)編組，遠期為6節(jié)編組;設置閻村北停車場1座。閻村北停車場停車列檢庫內(nèi)股道為1線2列位，檢修通道設計為地下形式，設置于入庫門內(nèi)平過道位置，對應每個防護分區(qū)均有出入口。閻村北停車場庫內(nèi)地下檢修通道出入口如圖6所示。該設計方案優(yōu)點是庫房高度按常規(guī)庫房設計即可滿足運用需求;不足之處是地下通道光線較暗，通道內(nèi)未設置通風設施故通風效果不良，且要考慮防滲水和排水問題，通行環(huán)境相對較差。

圖4 天橋形式的檢修通道示意圖

圖5 地下檢修通道示意圖

圖6 北京地鐵燕房線閻村北停車場地下檢修通道出入口

武漢地鐵某全自動線路的列車為6節(jié)編組、A型車，車輛采用接觸軌供電，停車列檢庫內(nèi)設置10股道，每股道2列位，其檢修通道設計形式為橫穿庫區(qū)的天橋形式(見圖7)，對應每個防護分區(qū)設置有通向地面的樓梯。該設計方案優(yōu)點是施工難度較小，可改善工作視野，利于作業(yè)人員身心健康;不足之處是庫房設計高度較高。

圖7 武漢地鐵某全自動車輛段停車列檢庫內(nèi)天橋通道實景圖

具體是采用地下通道形式還是天橋的形式，需要結(jié)合各城市地鐵車輛基地的具體情況，并結(jié)合經(jīng)濟性因素等綜合確定。

3.2.3 檢修通道出入口設計

以停車列檢庫內(nèi)每2股道為一個防護分區(qū)的地下檢修通道為例，對分區(qū)通道出入口的設計方案進行研究。檢修作業(yè)人員通常從輔助用房值班室進入檢修通道，通過地下通道出入口進入各作業(yè)分區(qū)。經(jīng)分析，庫內(nèi)地下通道出入口位置有以下3種設計方案。

方案1:通道出入口設置在防護分區(qū)內(nèi)的兩股道中間位置，每個防護分區(qū)對應一個通道出入口，如圖8所示。其優(yōu)點是方便管理、安全性高，作業(yè)人員從出入口進入作業(yè)分區(qū)后，方便到任一股道進行作業(yè);缺點是通道出入口位置與兩側(cè)檢查坑之間的通道較窄，寬度為675 mm，不方便人員通行，且該方案占用了兩股道之間的寬通道，庫內(nèi)手推車和移動式清掃作業(yè)車等設備只能通過兩股道側(cè)邊通道通行。

圖8 庫內(nèi)地下通道出入口方案1

方案2:通道出入口設置在防護分區(qū)內(nèi)一個檢查坑的側(cè)邊位置，每個防護分區(qū)對應一個通道出入口，如圖9所示。該方案優(yōu)點是方便管理，通道出入口不占用兩股道之間的寬通道，方便人員及設備通行;缺點是通道出入口與檢查坑之間的寬度僅有430 mm左右，嚴重影響人員在庫內(nèi)通行，且檢查坑下部結(jié)構基礎、立柱下方承臺與通道結(jié)構基礎為不同結(jié)構形式，通道寬度受檢查坑下部結(jié)構和立柱承臺間的距離限制較大，工程實施難度大。若在該位置設檢修通道，立柱承臺標高需降低處理，同時檢修通道要避讓檢查坑下部結(jié)構，且通道出入口相對另一股道距離稍遠，在工程設計中不建議采用該方案。

圖9 庫內(nèi)地下通道出入口方案2

方案3:通道出入口設置在兩個防護分區(qū)之間，且兩個防護分區(qū)共用一個通道出入口，對應每個分區(qū)柵欄門設置門禁，如圖10所示。該方案優(yōu)點是通道出入口可設置成凈寬達1 600 mm的寬通道，通道與檢查坑的凈寬可達1 275 mm，且不占用兩股道之間的寬通道，極大地方便了人員及設備的通行，可改善作業(yè)環(huán)境、減少土建規(guī)模、節(jié)省工程投資，通道結(jié)構與檢查坑基礎及結(jié)構柱承臺不沖突；缺點是通道出入口數(shù)量相對較少，出入口處每側(cè)門禁需與對應防護分區(qū)安全聯(lián)鎖，以保證門禁卡只對申請進入的目標防護分區(qū)有效。該方案綜合優(yōu)勢較為明顯，可考慮采用。

4 結(jié)語

全自動車輛基地停車列檢庫布置于自動運行區(qū)，其與常規(guī)停車列檢庫在庫房長度、安全防護和檢修管理流程等方面存在諸多差異。本文對庫內(nèi)檢修管理流程進行了分析，同時，對庫內(nèi)防護分區(qū)設計、檢修通道的位置選擇、地下通道與天橋形式和

a) 地下通道出入口方案3

注：標高單位為m，其余尺寸單位為mm。 b) 出入口位置詳圖圖10 庫內(nèi)地下通道出入口方案3

檢修通道出入口方案等分別進行了分析和研究，以使停車列檢庫的設計方案更符合運用需求。