城轨交通全自动运行列车车辆段设计研究

1、城轨交通全自动运行列车车辆段设计研_rJ究摘要：首先总结城市城轨全自动运行列车对车辆段设计带来的主要变化，分析了不同段型车辆段总体布局设计的特点和注意事项；然后对车辆段停车列检库转换轨、洗车库的主要设计参数变化进行研究，并得出设计建议；最后，分析了全自动运行列车对车辆段设计带来的其他影响。此研究成果和建议可为车辆段设计及工艺设计提供参考和依据。关键词：城市轨道交通；全自动运行列车；车辆段；设计研究；前言：全自动运行列车是基于现代计算机、通信、控制和信息系统集成技术完成列车运行过程自动化的新一代城市城轨列车。车辆基地是保障城市所有城轨正常运行的后勤服务保障点，包括车辆段、综合维修中心、物资总库和

2、其他辅助生产的配套设施。城市城轨交通选用全自动化运行系统后，车辆段的设计原则和设计理念将发生很大的变化。一、车辆段的主要变化场段驾驶区划分为满足列车在段内部分区域对列车全自动驾驶的要求，要根据工作需要将车辆段划分为自动驾驶区和人工驾驶区。运营监控中心（OCC）对列车运行的控制权从车站扩大到了车辆段自动驾驶区。自动驾驶区包括出入段线、停车列检线、洗车线；周月（双周/三月）检线根据工艺合理布置，可设在自动驾驶区或人工驾驶区；牵出线（转换轨）和试车线应按照自动驾驶区进行安全防护，同时具备人工驾驶的工作条件；吹扫线、静调线、定修线、临修线、调机停放线、镟轮线、大架修线等线路位于人工驾驶区自动驾驶区和人

3、工驾驶区应连续设置，不宜设置距离，以免影响工作。在驾驶区中间设置换轨车辆段内自动驾驶区的控制权一般在OCC，也有车辆段监控中心（DCC）。列车在所有正常工作条件下均为无人行驶。人工驾驶区的控制权在DCC，其中区域列车处于人工驾驶或调机牵引/推送工况。因此，需要在两个区域之间设置转换轨，以实现自动驾驶与人工驾驶模式转换的需要。停车列检库划分的防护分区停车列检库设置在自动驾驶区，为方便人员出入，确保工作安全，停车列检库分为若干安全防护分区，每个安全防护分区均由铁栏杆物理隔开。此外，在库中部、库后端设置了通往每个安全防护分区的地下隧道或天桥，通道在每个安防分区设有一或两个出入口，出入口设置门禁系统。

4、1.4洗车全自动化在车辆段日常工作中，对列车表面清洗的次数较多，每列列车每周清洗一次一般在早晚高峰入段时清洗。由于洗车的工作与出入段线、停车列检线紧密相连因此划分为自动驾驶区，且列车自动运行可以提高洗车的工作效率。洗车机应具备全自动洗车方式及其与信号系统的接口，才能完成全自动洗车。二、车辆段总平面布置横列式段型横列式段型为检修库与运用库顺向横列布置，运用库与检修库按咽喉区的牵出线连接。顺向横列式总平面布置更常见，与反向纵列式相比，调车作业顺畅，生产区相对集中。但是，顺向横列式布局的检修库和运用库并排布置，两个库前面会有很大的咽喉区，占用面积比较大，布局不够紧密。图1是顺向横列式车辆段的示意图。

5、周月检库位于检修库内，指定为人工驾驶区，利用咽喉区的牵出线同时作为转换轨。这一段的段型整体工艺还是比较流畅的，但是也有以下2点不足。（1）自动驾驶区和人工驾驶区的分区不明确，转换轨（牵出线）在自动驾驶区内。一般来说，自动驾驶区的控制权在OCC。人工驾驶区的控制权在DCC时,列车从牵出线到检修库需要DCC和OCC双方调度员排进路，需要多次对接，并且列车的转线作业要向OCC申请进路。（2）周月检线划入人工驾驶区，人员检修工作相对灵活，但车辆扣修/修竣出入周月检库需要“之”字走行。图1顺向横列式车辆段示意图纵列式段型反向纵列式段型为检修库与运用库的纵列布局，运用库与检修库中间需要“之”字形折返调车，

6、图2是反向纵列式车辆段的示意图。周检库和月检库位于运用库中，归类为自动驾驶区。运用库和检修库之间的联络线用作转换轨，自动驾驶区与人工驾驶区物理分区明确，检修调车作业灵活，无需向OCC申请进路。图2反向纵列式车辆段示意图顺向纵列式段型为检修库与运用库纵列布置，两库通过走行线和咽喉区的牵出线相连。图3是顺向纵列式车辆段示意图，周检库和月检库位于运用库中，属于自动驾驶区。自动驾驶区和人工驾驶区的转换轨设置在联络线上，并两个区分区明确，车辆驾驶模式的转换顺畅。图3为顺向纵列式车辆段示意图三、车辆段运用检修设备设计3.1停车列检库3.1.1库长由于选择了全自动运行技术，停车列检库需要考虑列车自动保护系统

7、（ATP）信号的安全防护距离，增加相应长度。停车列检库内每列位的安全保护距离应为20m。合肥城轨车辆段停车列检库2列位列车间距225m,末端列位列车距车挡20m。成都地铁要求停车列检库2列位检查坑端部间距220m,末端列位检查坑端部距车挡215m。综上所述，运用库长度应达到2列位列车间距225m,末端列位列车距车挡220m。该距离适用于大多数信号和汽车制造商，如图4所示。实际保护距离应以信号设备制造商规定为标准。轴20卿虢朋）25fIfrA!A图4停车列检库防护距离（单位：m）防护分区库内设置防护分区，每个分区都配备了人员保护开关（SPKS）。当作业人员进入防护分区时，防护分区与对应股道上的列

8、车不能移动。为减少安全防护分区对操作的影响，每2股或3股设置一个安全防护系统隔板，并选用金属围栏防护金属围栏在存储位置的平坦走廊上有一扇门，通常是关闭的，只有在火灾事故等紧急情况下才会打开，以便工人疏散。仓库前平坦过道两侧设置电动门伸缩门，系统隔断内不设置金属围栏。人行通道使用触网供电系统时，要使用人行通道；地道建议设置在库的平过道处，以减少工作人员从入口到库前后的距离。也可以设置在库后平过道处。为方便管理，建议在人行通道入口设置岗亭或值班工位，防止未经许可的人员进入地道。库门停车列检库库门应设置为全自动车库门，纳入数据信号监控系统，具有绕过车库门常见故障旁路功能。在气候条件允许的情况下，不设

9、库门方便列车进出。车挡停车列检库内车挡采用液压缓冲固定式车挡，占用路线长度一般为2.5m。牵出线（接换轨）牵出线的合理长度不得小于列车全长、调机长度和10m终端安全距离之和。例如合肥城轨交通对牵出线的规定：为满足工程车双机牵引电动客车（6编组B车）的行驶要求，合理的牵出线长度不得小于160m（即一辆6B电动火车）。电客车120m,工程车2辆，25m前距停车10m，后端距铁路道岔安全防护铁路信号灯5m）。牵出线作为换轨使用时，其合理长度（不含车挡）应不小于列车长度45m（即安全检修间隔40m+5m的列车距信号机的距离）。一般情况下，牵出线作为换轨器使用时，其合理长度可按以下组成考虑：列车长度+5

10、m（信号望距离）+40m（自动驾驶安全保护距离）+调机长度+5m（终端安全距离及停车误差）。列车进入换轨自动值守时，安全检修间隔40m，整机长度调整为5m，满足数据信号设备要求。调机方式采用牵出线时，调机距离车档的距离为5m。调机进入牵出线后，列车进入，与调机的安全维护距离为40m，可到达数据信号设备要求。牵出线车挡车采用液压缓冲滑动式车档，占用线路长度一般为15m。牵出线的合理长度如图5所示。图5牵出线有效长度组成（单位：m）四、全自动运行列车对车辆段设计的其他影响分析4.1车场段系统规模车辆段的作用、规模、各类设备的配备应满足控制系统设计最大能力的需要，系统设计能力是指与列车相对密度相适应

11、的线路各类设备的综合运行能力。在基本线路中，系统能力大多按照30对/h的行车相对密度进行设计。使用全自动运行列车可以减少列车的折返时间，增加行驶的相对密度，这反过来又会增加使用列车的数量，影响车场系统运行的规模。全自动运行列车的路线选择具有提高控制系统设计能力的条件。控系统设计能力应该根据路线条件重新讨论，而不是机械套用30对/h，系统能力的提升将扩大车辆段面积。此时，车辆段设计应结合近期和远期，防止资源长期闲置。正线停车线停车全自动运行列车即可实现无人驾驶，无需列车乘务员的出退勤管理，车站停车线仍具有自动休眠状态和唤醒功能。随着智能运维方式的探索和推广，大量智能监控机器设备交付场段和正线。列

12、车将不再需要返回车站进行日常检查。此外全自动模式利用车站停车线更方便停车，减少空车距离，提高管理协调能力，进而减少车辆段停车列检库的规模。现阶段，由于在全自动运行模式下经验的积累停车列检作业的规模不适合考虑车站的停车，但可以防止站点因停车位不足而导致的风险。运行车辆数全自动列车的使用减少了列车出入段的时间、折返时间和停站时间，从而降低了列车的平均周转时间。上线的应用车辆总数相应减少，附属车辆数量减少，从而导致车辆段的规模变小。行车组织的运营仿真应采用全自动运行模式进行，可以准确确定车辆段规模，提高设计的准确性。结束语：在城市的城轨工程项目中，全自动运行列车正在慢慢被选用，这对车辆段的设计产生了很大的影响。原有的车辆段设计理念已不能满足全自动运行列车的要求。要结合实际，不断