張大吉

（成都軌道交通集團(tuán)有限公司，四川 成都 610096）

0 引言

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是新一代城市軌道交通系統(tǒng)，目前全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)在國(guó)內(nèi)外各大城市軌道交通項(xiàng)目中大量使用。同時(shí)，線路工程考慮到該項(xiàng)目技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)采取了預(yù)留措施，待后期進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)升級(jí)改造，相對(duì)應(yīng)工程中的軌道交通車輛基地也就存在自動(dòng)化場(chǎng)段設(shè)備設(shè)施一次性實(shí)施和部分設(shè)備設(shè)施預(yù)留后期改造的不同情況。

在成都軌道交通線網(wǎng)中，軌道交通9 號(hào)線一期、13號(hào)線一期、27 號(hào)線一期和30 號(hào)線一期為全自動(dòng)運(yùn)行線路，車輛基地按照自動(dòng)化場(chǎng)段進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。5號(hào)線、17 號(hào)線一期、18 號(hào)線三期、19 號(hào)線二期車輛基地按照預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行土建條件進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。后續(xù)建設(shè)工程中還會(huì)有預(yù)留自動(dòng)駕駛技術(shù)條件項(xiàng)目。通過對(duì)已建和在建項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研和研究分析，存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、預(yù)留措施不到位、改造對(duì)既有運(yùn)營(yíng)影響較大等問題。因此，對(duì)成都軌道交通線網(wǎng)中預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行土建條件設(shè)計(jì)的車輛基地進(jìn)行系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)評(píng)估，總結(jié)、拓展預(yù)留全自動(dòng)化車輛基地的設(shè)計(jì)理念和標(biāo)準(zhǔn)，能在項(xiàng)目建設(shè)初期就充分考慮和減少后期改造設(shè)備設(shè)施對(duì)運(yùn)營(yíng)使用的影響，清晰明確先期建設(shè)內(nèi)容和后期預(yù)留改造的設(shè)備設(shè)施相關(guān)技術(shù)要求，顯得尤為重要[1]。

下面通過分析預(yù)留全自動(dòng)車輛基地的特點(diǎn)及技術(shù)要求，結(jié)合對(duì)成都地鐵5 號(hào)線車輛基地項(xiàng)目進(jìn)行改造的方案研究，提出預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行條件車輛基地的先期建設(shè)工程內(nèi)容和后期預(yù)留改造的設(shè)備設(shè)施相關(guān)技術(shù)要求。

1 預(yù)留全自動(dòng)車輛基地特點(diǎn)及技術(shù)要求

預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行條件車輛基地通常是在初期或者開通期按照常規(guī)非ATC（(Automatic Train Control）模式場(chǎng)段實(shí)施，后期進(jìn)行ATC 模式升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)車輛基地全自動(dòng)駕駛條件。因此,結(jié)合全自動(dòng)運(yùn)行場(chǎng)段相關(guān)技術(shù)要求，分析車輛基地先期建設(shè)使用和預(yù)留后期改造的設(shè)備設(shè)施。

預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行條件車輛基地與常規(guī)車輛基地的差別主要體現(xiàn)在場(chǎng)段內(nèi)停車線、牽出線、洗車線長(zhǎng)度、對(duì)應(yīng)線路的單體庫(kù)房長(zhǎng)度、線路上列車的安全防護(hù)距離、庫(kù)內(nèi)外的防護(hù)分區(qū)、運(yùn)用庫(kù)內(nèi)檢修地道、檢查坑、圍蔽柵欄的設(shè)置、場(chǎng)段內(nèi)線路末端車擋形式、車輛駕駛模式及區(qū)域信號(hào)控制方式、車輛洗車模式、信號(hào)軌旁設(shè)施、改造前后的運(yùn)營(yíng)管理模式等。預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行車輛基地的相關(guān)設(shè)備設(shè)施的要求，包含以下幾個(gè)方面：

1.1 車場(chǎng)各股道分區(qū)

第一，車輛基地總圖布置和功能分區(qū)，按照全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)域、非全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)域、信號(hào)轉(zhuǎn)換區(qū)域、其他生產(chǎn)辦公區(qū)做好總圖規(guī)劃和前期預(yù)留。車輛基地股道按照全自動(dòng)運(yùn)行條件功能分區(qū)設(shè)置，出入段線、停車列檢線、洗車線等運(yùn)用股道及其咽喉區(qū)設(shè)置在自動(dòng)運(yùn)行區(qū)，吹掃線、靜調(diào)線、定修線、臨修線、大架修線、鏇輪線、調(diào)機(jī)停放線等檢修股道及其咽喉區(qū)和工程車停放線、材料線等正線綜合維修使用股道設(shè)置在人工駕駛區(qū)；牽出線根據(jù)不同的功能確定劃分區(qū)域。第二，周月檢線可考慮與停車列檢線合設(shè)在運(yùn)用庫(kù)，設(shè)在自動(dòng)運(yùn)行區(qū)，保證運(yùn)用車檢修后上線作業(yè)。周月檢線設(shè)置在人工駕駛區(qū)時(shí)，也需滿足列車回段可直接進(jìn)入周月檢庫(kù)，不影響車輛基地的運(yùn)營(yíng)效率。第三，工程車停放線設(shè)置在人工駕駛區(qū)，但考慮到工程車有方便快捷進(jìn)出段的要求，需保證工程車停放線與出入段線直接連通，后期工程車進(jìn)出段采用RM（限速人工駕駛）模式信號(hào)降級(jí)運(yùn)行。第四，牽出線兼轉(zhuǎn)換軌時(shí)設(shè)置在人工駕駛區(qū)。第五，試車線考慮到線路調(diào)試及人員作業(yè)需求，納入人工駕駛區(qū)進(jìn)行管理[2]。

1.2 運(yùn)用庫(kù)內(nèi)各股道要求

第一，停車列檢線長(zhǎng)度。股道長(zhǎng)度需考慮車輛檢修工藝需求和信號(hào)的安全防護(hù)要求。一般要求A、B端車輛的安全間距不小于20m，B 端車輛端部距離線路終點(diǎn)車擋的安全距離不小于15m。整個(gè)庫(kù)長(zhǎng)比常規(guī)停車庫(kù)增加約20～30m。第二，停車庫(kù)寬度要求。庫(kù)寬需考慮停車線的線間距和每跨停車線數(shù)量，還應(yīng)考慮庫(kù)內(nèi)線路間的防護(hù)圍蔽安裝空間。第三，周月檢庫(kù)線長(zhǎng)度要求。線路長(zhǎng)度需滿足車輛檢修工藝需求和信號(hào)安全防護(hù)需求。周月檢庫(kù)列車尾部車鉤至車擋的距離為15～20m。一線兩列位時(shí)，周月檢庫(kù)列車車鉤之間的距離為12～25m。因此，周月檢庫(kù)庫(kù)長(zhǎng)較常規(guī)庫(kù)房長(zhǎng)度增加約5～10m。第四，車輛基地停車列檢庫(kù)內(nèi)所有股道均設(shè)檢查坑和蹬車平臺(tái)。第五，考慮車擋安裝距離。庫(kù)尾端車擋建議采用立臂式液壓緩沖式車擋。第六，后期物理隔離圍欄不影響消防設(shè)施分區(qū)使用及分區(qū)生產(chǎn)用水用電需求。

1.3 車輛基地與正線控制權(quán)接口、轉(zhuǎn)換軌

基地內(nèi)自動(dòng)運(yùn)行區(qū)控制權(quán)由段、場(chǎng)DCC（Depot Control Center）負(fù)責(zé)，正線運(yùn)行控制權(quán)由OCC（Operating Control Center）負(fù)責(zé)。在該種情況下，與常規(guī)車輛基地一樣，在出入段線車輛基地咽喉道岔處設(shè)置一度停車位，負(fù)責(zé)正線和車輛基地的調(diào)度權(quán)交接。

進(jìn)場(chǎng)段信號(hào)機(jī)至正線入口信號(hào)機(jī)間線路兼作信號(hào)轉(zhuǎn)換軌，滿足一列車長(zhǎng)度加60m 要求。列車在轉(zhuǎn)換軌上完成輪徑校準(zhǔn)、列車定位篩選、車地通信等作業(yè)。

1.4 分區(qū)隔離設(shè)施

第一，按照安全運(yùn)行要求，在軌行區(qū)外側(cè)設(shè)置隔離柵欄，防止人員隨意進(jìn)入軌行區(qū)。還要在車輛基地內(nèi)全自動(dòng)駕駛區(qū)域和人工駕駛區(qū)域之間、各個(gè)自動(dòng)駕駛分區(qū)間預(yù)留設(shè)置隔離柵欄及門禁等。停車庫(kù)一般按不大于兩股道一個(gè)安全分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，庫(kù)寬預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。周月檢庫(kù)設(shè)置在全自動(dòng)駕駛區(qū)時(shí)，按照一股道一個(gè)分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，并考慮隔離設(shè)施后期安裝的條件。咽喉區(qū)上下行分區(qū)，可在入段線群和出段線群之間，預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。牽出線兼信號(hào)轉(zhuǎn)換區(qū)時(shí)，設(shè)置為一個(gè)自動(dòng)駕駛防護(hù)分區(qū)，預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。

第二，在停車庫(kù)的庫(kù)前坪過道位置和庫(kù)內(nèi)中間通道位置預(yù)留加設(shè)活動(dòng)圍蔽及門禁系統(tǒng)的條件。

1.5 地下走廊通道設(shè)施

預(yù)留后期至自動(dòng)化區(qū)域的通道設(shè)施。運(yùn)用庫(kù)內(nèi)各分區(qū)之間通過兩列車之間的地下走廊通道可將各個(gè)分區(qū)聯(lián)系起來，通向每個(gè)分區(qū)設(shè)置一個(gè)樓梯。地下通道需考慮后期維護(hù)問題，建議土建設(shè)施一次性實(shí)施，并考慮通風(fēng)、照明、排水等問題。通道設(shè)計(jì)考慮足夠的凈寬、凈高，除去管線安裝空間，凈高2m 以上。

1.6 洗車機(jī)庫(kù)設(shè)備設(shè)施及其他

考慮到全自動(dòng)運(yùn)行的地鐵車輛基地內(nèi)洗車機(jī)庫(kù)劃定為全自動(dòng)駕駛區(qū)，預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行條件車輛基地洗車機(jī)能升級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車自動(dòng)清洗的功能，同時(shí)預(yù)留與信號(hào)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制接口。

2 預(yù)留全自動(dòng)車輛基地遠(yuǎn)期改造方案

以成都地鐵5 號(hào)線車輛基地改造條件為例說明如下。

其一，成都地鐵5 號(hào)線預(yù)留ATO 全自動(dòng)運(yùn)行車輛基地運(yùn)行，自動(dòng)化區(qū)域與非自動(dòng)化區(qū)域未隔離，庫(kù)外需增設(shè)隔離柵欄、柵欄門及軌旁人員作業(yè)防護(hù)開關(guān)（SPKS 開關(guān)）。

其二，停車列檢庫(kù)前期未進(jìn)行自動(dòng)化分區(qū)隔離，后期改造需在庫(kù)內(nèi)增設(shè)柵欄進(jìn)行自動(dòng)化分區(qū)。庫(kù)前平交道增設(shè)自動(dòng)伸縮門或道閘配套SPKS 與FAS（火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)）聯(lián)鎖。

其三，下穿通道進(jìn)入自動(dòng)化分區(qū)需設(shè)置柵欄門及SPKS 開關(guān)（見圖1）。

圖1 增設(shè)柵欄門示意圖（單位：mm）

其四，對(duì)洗車機(jī)進(jìn)行改造，按照全自動(dòng)運(yùn)行升級(jí)軟件系統(tǒng)。洗車機(jī)應(yīng)具有如下功能。

功能一：洗車線納入自動(dòng)化駕駛區(qū)，洗車機(jī)進(jìn)行功能升級(jí)，相關(guān)控制接口納入信號(hào)系統(tǒng)管控，可實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)洗車功能。洗車機(jī)庫(kù)由洗車機(jī)庫(kù)和控制室組成，根據(jù)洗車流程，洗車機(jī)庫(kù)內(nèi)一般設(shè)有預(yù)濕、預(yù)冷工位，列車端面沖洗工位，列車側(cè)面初刷洗工位，列車側(cè)面次刷洗工位，初沖洗工位，列車側(cè)面精刷洗工位，終沖洗工位。洗車線及其牽出線根據(jù)信號(hào)安全防護(hù)要求考慮線路有效長(zhǎng)度。

功能二：洗車機(jī)是用于對(duì)地鐵列車外表面實(shí)施自動(dòng)洗車作業(yè)的專用設(shè)備。洗車機(jī)應(yīng)具有但不僅限于如下主要功能：具備完成車身兩側(cè)（包括車門、窗玻璃、側(cè)頂圓弧面）的洗刷及車端面（包括端面肩部）的高壓水沖洗工作功能；具備選擇是否端面沖洗的功能，應(yīng)實(shí)現(xiàn)能根據(jù)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)選擇端洗模式，同時(shí)也可手動(dòng)輸入車號(hào)自動(dòng)選擇端洗模式進(jìn)行清洗。

功能三：洗車機(jī)要同時(shí)滿足常規(guī)有人駕駛的洗車工況和無人駕駛時(shí)的洗車工況要求。洗車機(jī)與場(chǎng)段信號(hào)等系統(tǒng)有完整的通信接口，信號(hào)系統(tǒng)在洗車過程中控制列車的啟停止，洗車機(jī)控制系統(tǒng)通過與信號(hào)系統(tǒng)的通信來實(shí)現(xiàn)洗車機(jī)在無人操作情況下的自動(dòng)洗車作業(yè)。

其四，既有綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)升級(jí)改造。

成都地鐵5 號(hào)線車輛基地原配套的綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)（MIDAS）是按照普通人工駕駛模式設(shè)計(jì)，需進(jìn)行升級(jí)改造，與信號(hào)、綜合監(jiān)控等系統(tǒng)重新對(duì)接接口。

其五，信號(hào)系統(tǒng)配套方案。

成都地鐵5 號(hào)線車輛基地信號(hào)系統(tǒng)在既有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過增加和調(diào)整軌旁設(shè)備布置，實(shí)現(xiàn)車輛基地行車自動(dòng)化功能，達(dá)到車輛基地自動(dòng)化等級(jí)要求。

3 預(yù)留全自動(dòng)車輛基地相關(guān)要求

第一，車輛基地總圖布置和功能分區(qū)，按照全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)域、人工駕駛區(qū)域和信號(hào)轉(zhuǎn)換軌設(shè)置做好前期預(yù)留。雙周、三月檢線宜與停車列檢線合設(shè)于運(yùn)用庫(kù)內(nèi)，設(shè)置在自動(dòng)運(yùn)行區(qū)，保證運(yùn)用車檢修后上線作業(yè)。雙周、三月檢線位于人工駕駛區(qū)時(shí)，需滿足列車回段可直接進(jìn)入雙周、三月檢庫(kù)，不影響車輛基地的運(yùn)營(yíng)效率。第二，全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)域預(yù)留后期增設(shè)隔離設(shè)施條件，預(yù)留后期至自動(dòng)化區(qū)域的通道設(shè)施。區(qū)域內(nèi)線路長(zhǎng)度應(yīng)滿足全自動(dòng)化要求。第三，洗車機(jī)預(yù)留與信號(hào)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的控制接口。第四，停車列檢庫(kù)（棚），其要求內(nèi)容如下。一是停車列檢庫(kù)區(qū)域需要盡可能分成多個(gè)小區(qū)域，通常為2 股道或3 股道設(shè)置一個(gè)分區(qū)，分區(qū)之間通過兩列車之間的中間通道處貫通全庫(kù)的地下走廊可將各個(gè)分區(qū)聯(lián)系起來。二是停車列檢線按1 線2 列位布置，列車對(duì)位停車后，以車端的位置為基準(zhǔn)，第一列位距第二列位之間的距離不小于20m；第二列位距離車擋之間的距離不小于15m。三是停車列檢線之間如預(yù)留設(shè)有防護(hù)圍欄，車體與圍欄之間的距離宜按地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中“車體與側(cè)墻之間的通道寬度”計(jì)算。四是庫(kù)內(nèi)洗手池、用電插座、物理隔離、車擋等預(yù)留后期改造增設(shè)條件。五是庫(kù)內(nèi)各分區(qū)之間預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。周月檢庫(kù)劃分全自動(dòng)駕駛區(qū)，宜按照1 股道一個(gè)安全分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。六是在停車列檢庫(kù)庫(kù)前平過道和中間橫向通道預(yù)留加設(shè)門禁系統(tǒng)條件。七是庫(kù)內(nèi)宜設(shè)置100% 的檢查坑。第五，洗車機(jī)棚。洗車機(jī)棚布置于預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行條件區(qū)域。洗車機(jī)可升級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的自動(dòng)清洗功能。第六，牽出線：若自動(dòng)運(yùn)行區(qū)和人工駕駛區(qū)之間的轉(zhuǎn)換軌設(shè)置在牽出線上，則牽出線有效長(zhǎng)為列車長(zhǎng)+60m；牽出線上不設(shè)轉(zhuǎn)換軌時(shí)，牽出線有效長(zhǎng)度較原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)再增加5m 設(shè)置。轉(zhuǎn)換軌登車梯預(yù)留設(shè)置。第七，聯(lián)絡(luò)線：若自動(dòng)運(yùn)行區(qū)和人工駕駛區(qū)之間的轉(zhuǎn)換軌設(shè)置在聯(lián)絡(luò)線上，則該聯(lián)絡(luò)線的有效長(zhǎng)為列車長(zhǎng)+60m。第八，地下通道的預(yù)留。為便于作業(yè)人員進(jìn)入相應(yīng)的防護(hù)分區(qū)作業(yè)，需在庫(kù)內(nèi)設(shè)置下穿地道或天橋，在每一個(gè)防護(hù)分區(qū)設(shè)置出口。地下通道重點(diǎn)考慮后期維護(hù)問題，建議土建設(shè)施一次性實(shí)施，并考慮通風(fēng)、照明、排水等問題。通道設(shè)計(jì)考慮足夠的凈寬、凈高，除去管線安裝空間，凈高2.3m 以上，凈寬2.2m。一是需考慮地下通道通風(fēng)、防水及排水、日常照明和應(yīng)急照明設(shè)施。照明與風(fēng)管宜綜合排布。二是需考慮通道內(nèi)地面防滑。三是需考慮通道內(nèi)股道標(biāo)識(shí)、緊急疏散出入口標(biāo)識(shí)等。四是地下通道出入口宜設(shè)計(jì)為通透式門，并安裝閉門器，在開門處設(shè)視頻監(jiān)控，下通道樓梯兩側(cè)設(shè)扶手。五是通道出入口宜設(shè)置在運(yùn)轉(zhuǎn)樓內(nèi)。如在庫(kù)外時(shí)，出入口宜做大，地面考慮防滑，并防飄雨設(shè)計(jì)。六是地下通道在和庫(kù)內(nèi)地面管溝標(biāo)高沖突位置，困難情況下（優(yōu)先平直），可局部采用臺(tái)階下沉并設(shè)置斜坡。第九，其他。其一，考慮先期運(yùn)用庫(kù)全自動(dòng)運(yùn)行區(qū)內(nèi)照明遠(yuǎn)程控制功能及牽引供電的遠(yuǎn)程控制。其二，咽喉區(qū)應(yīng)結(jié)合供電分區(qū)進(jìn)行分區(qū)劃分，預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。咽喉區(qū)上下行分區(qū)，宜在出場(chǎng)線和入場(chǎng)線之間設(shè)置，預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件。牽出線兼設(shè)信號(hào)轉(zhuǎn)換區(qū)，設(shè)置為一個(gè)自動(dòng)駕駛防護(hù)分區(qū)，預(yù)留隔離設(shè)施后期安裝條件[3]。

4 結(jié)論

預(yù)留全自動(dòng)運(yùn)行條件車輛基地改造工程需做到保障場(chǎng)段作業(yè)順暢、節(jié)約投資，盡量減少?gòu)U棄工程，改擴(kuò)建后的車輛基地滿足全自動(dòng)無人駕駛功能及信號(hào)系統(tǒng)要求，改造過程應(yīng)避免對(duì)既有場(chǎng)段運(yùn)營(yíng)和收發(fā)車影響，不能中斷線路運(yùn)營(yíng)。此次通過分析預(yù)留全自動(dòng)車輛基地的特點(diǎn)及技術(shù)要求，與既有車輛基地升級(jí)改造的方案研究，形成統(tǒng)一的預(yù)留全自動(dòng)化車輛基地的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，明確了先期建設(shè)和預(yù)留改造的工程內(nèi)容，同時(shí)在后期項(xiàng)目中可以通過建設(shè)和運(yùn)營(yíng)使用不斷反饋和完善相關(guān)要求，以更好地指導(dǎo)后續(xù)工程建設(shè)。