智能轨道快运、有轨电车与地铁的车辆基地总平面布置及占地指标对比分析*

2018-09-27龚辉波周再玲刘增华范晓云

城市轨道交通研究 2018年9期

龚辉波周再玲刘增华范晓云陆昕

(1.广州地铁设计研究院有限公司,510010,广州；2.广州有轨电车有限责任公司，510010,广州//第一作者，工程师)

地铁与有轨电车为应用广泛的常见城市轨道交通。而“智能轨道快运(Autonomous rail Rapid Transit,ART)系统是全新交通产品，于2017年6月在株洲顺利通过运行试验。ART试验列车采用3节编组，全长31.64 m、宽2.65 m；最大爬坡能力为13%，最小运行转弯半径为15 m，设计最高运行速度为70 km/h。ART列车是一种双向行驶的多编组胶轮列车。ART车辆遵循轨道交通车辆标准，沿用了部分高铁技术。ART采用全轴转向控制技术，并通过主动安全控制、车载信号控制及机器视觉等高新技术对列车行驶进行电子约束，从而实现在虚拟轨道下的类轨道行驶。ART具有项目建设周期短、基础设施投资小、调度灵活的特点。而且，ART无需铺设物理轨道，其转弯半径小，故城市适应性极广。本文拟从技术标准入手，分析ART、有轨电车和地铁三种轨道交通系统车辆基地在总平面布置及占地指标方面的差异。

1 技术标准分析

1.1 车辆编组及运行模式

ART列车目前采用3节编组，由胶轮承载，具有公交车的灵活性，可与其他车辆共享路权。ART采用了“虚拟轨道跟随控制”技术，依靠传感器识别路面虚拟轨道线，使列车不需钢轨而实现自动导向。由于该技术属于起步阶段，尚不成熟，且国内城市道路交通环境较为复杂，因此，其自动导向技术先采用由司机操控方向盘跟踪地面轨迹线行驶的人工驾驶模式，再逐步过渡到基于图像识别、车-地通信及线控转向等技术的辅助驾驶模式，最终实现基于视觉、雷达及激光等感知技术融合的车辆纵横向控制，实现有人值守的全自动驾驶模式。

有轨电车为钢轮钢轨，采用低地板模块式电动车辆，其编组较为灵活。有轨电车主要在城市道路路面(或高架桥)上专用轨道上运行，有半封闭或混合路权，在与城市道路的交叉口一般采用平交形式。

地铁车型主要有A型、B型、C型及L型，目前大多采用4、6、8节编组，其车辆为钢轮钢轨，其线路为地下或高架，具有全封闭路权。

1.2 车辆基地站场线路参数及道岔选型

ART、有轨电车和地铁的车辆构造不同，运行模式也不同，故其车辆基地的站场线路技术参数要求和道岔选型各有区别。具体技术参数如表1所示。

从表1中可以看出，ART和有轨电车在线路平面设计和道岔选用方面的限制要比地铁小得多，其车辆基地的平面布置及场地运用也更加灵活。有轨电车车辆基地线路曲线半径较小，多采用“梯形组合道岔”。这种道岔全长及半径均较小，能大规模节约用地，并提高站场布置的灵活性。

表1 车辆基地线路平面及道岔标准表

1.3 车辆检修标准

GB 50157—2013《地铁设计规范》对地铁车辆检修修程和检修周期有明确规定。

有轨电车目前缺乏国家标准，而《现代有轨电车工程设计规范》(征求意见稿)行业标准尚未正式颁布。部分城市出台了相关的地方标准，如DB 510100/T 206—2016《成都现代有轨电车工程设计规范》、DG/TJ 08-2196—2016上海市工程建设规范《城市有轨电车线网规划编制标准》、DGTJ 08-2213—2016《有轨电车工程设计规范》。本文为了与后面的研究案例相匹配，选用的有轨电车检修修程参照《广州海珠环岛线试验段储能式现代有轨电车维保方案》(2013年1月颁布)。该修程已成功应用于广州海珠环有轨电车线路。

ART技术正处于起步阶段，目前国内尚未出台相关的车辆检修标准，其检修制度大多根据国外考察、现阶段车辆供应商提供的资料，以及运营单位的意见。各类交通方式的车辆检修修程和检修周期见表2。

2 车辆基地总平面布置特点分析

由于ART、有轨电车及地铁采用了不同轨道交通系统制式，其各自的车辆检修修程、车辆基地站场线路技术参数及道岔型号也各不相同，故其车辆基地总平面布置特点差异较为明显。

表2 车辆检修周期和检修用时

2.1 地铁车辆基地总平面布置形式

地铁车辆基地常见布置形式为贯通式及尽端式。其中，尽端式又可细分为并列式和倒装式。不同的布置形式用地规模和适用的条件不同。

2.1.1 贯通式

贯通式地铁车辆基地布置形式如图1所示。由图1可见，该基地有2个咽喉区。1个咽喉区主要用于列车进出段作业，另1个咽喉区主要用于段内调车作业。列车收发作业与段内调车作业完全不干扰。根据正线条件，2个咽喉区可分别与正线2个车站连接，以增加灵活性。

图1 贯通式地铁车辆基地的布置形式

2.1.2 并列尽端式

并列尽端式地铁车辆基地的布置形式见图2。由图2可见，此类车辆基地只有1个咽喉区，列车进出段作业及段内调车作业都需利用咽喉区。采用该布置形式时车辆出入段顺畅，段内调车作业较简捷、迂回量较小，车辆基地用地车指标小，但调车作业灵活性较贯通式略差，列车收发作业与段内调车作业之间存在干扰。

图2 并列尽端式地铁车辆基地的布置形式

2.1.3 倒装尽端式

倒装尽端式车辆基地的布置形式见图3。由图3可见，此类车辆基地有2个咽喉区。1个咽喉区主要与运用部分连接，用于列车进出段作业，另1个咽喉区主要与检修部分连接。采用该布置形式时，列车收发作业与段内调车作业之间存在较小干扰，段内调车作业需要经过“之”字形折返与调头。

图3 倒装尽端式地铁车辆基地布置形式

2.2 有轨电车车辆基地总平面布置形式

与地铁类似，有轨电车车辆基地常见布置型式为贯通式和尽端式。在咽喉区常使用梯形组合道岔，曲线半径小，可更大限度缩短入段梯线长度，使车辆基地布置更加紧凑，节约用地。

2.2.1 贯通式

贯通式有轨电车车辆基地布置形式见图4。当车辆基地选址位于车站之间时，多选用贯通式车辆基地。在贯通式车辆基地，列车的出入段作业十分方便，列车运用高效，但占地规模较大，线路工程量较大。

图4 有轨电车贯通式车辆基地布置形式

2.2.2 尽端式

采用尽端式布置形式时，车辆基地整体布局较为紧凑，内部调车工作量相对较小，线路工程量较低；然而，由于列车出入车辆基地及调车均要占用咽喉区，故咽喉区作业交叉多，段内作业效率不高。

图5 尽端式有轨电车车辆基地布置形式

2.3 ART车辆基地总平面布置形式

ART与有轨电车车辆基地总平面布置基本相同，并且ART车辆基地线路转弯半径限制比有轨电车小。因此，ART布置形式更加灵活(见图6)。ART与有轨电车的最大区别在于：ART采用胶轮系统，虚拟导向，无需钢轨，仅需硬化路面。

图6 ART车辆基地布置形式

2.4 车辆基地总平面布置差异分析

由上述分析可知，相比地铁车辆基地，ART与有轨电车的车辆基地占地少，布局紧凑，其列车出入段作业及调车作业均相对灵活。

(1) 咽喉区形式差异分析。ART及有轨电车的线路曲线半径小、道岔尺寸小，其车辆基地可实现出入段线与车场线方向垂直布设。地铁车辆基地受到线路半径、道岔尺寸的限制，为使布局紧凑，其咽喉区线路往往以“Y”型分支与车场线顺向布置，虽缩短了咽喉区长度，却也产生了三角地块，存在部分用地浪费现象。

(2) ART及有轨电车车辆基地多采用环形贯通式。ART及有轨电车转弯半径小，其车辆基地可在较小的用地规模下实现环形贯通式布置。其车辆从入段、停车到出段无需牵出线调车，车辆运转灵活，作业方便，能节省车辆进出基地时间。

(3) ART及有轨电车的站场线路与道路互适性强。布置车辆基地内的大型库房前，应充分考虑铺设运输道路和环行消防通道的条件；各建筑单体间应根据需要铺设人行通道，且各道路之间应尽量连通。ART及有轨电车的站场线路与道路互适性强，在用地紧凑情况下，道路不再是总平面布置的受限因素。

3 车辆基地占地指标比较

ART、有轨电车和地铁车辆基地由于工艺特点、站场设计特点等的不同，用地面积和占地指标有较大区别。

3.1 地铁车辆基地占地指标

JB 104—2008《城市轨道交通工程项目建设标准》规定，对于地铁A、B型车，厂架修车辆基地用地指标为1 000 m2/车，车辆段(定修段)用地指标为900 m2/车。

3.2 有轨电车与ART车辆基地占地指标

广州开发区电车试验段起于新黄埔香雪，终于永和，线路长度约14.4 km。设置了岭福车辆基地和主岩停车场。本文分别按照有轨电车方案和ART方案来比较岭福车辆基地的占地指标。

3.2.1 有轨电车方案

有轨电车采用四模块编组，列车长度为36.36 m。车辆基地采用贯通式布置形式。车辆基地运用库采用1线3列位布置形式，共设7股道以供停车列检(共21列位)；设1线2列位的均衡修1股道(共2列位)。运用库北侧设1条镟轮线，均衡修线南侧设1条临修线。车辆基地南侧设1条贯通式洗车线，并于洗车库前段设置加沙库。洗车线可兼做段内低速试车。车辆基地内包括综合楼、辅助办公用房、物资库、变电所、污水处理站等。有轨电车方案的车辆基地占地4.78 hm2，具体布置如图7所示。

图7 有轨电车方案车辆基地平面布置

3.2.2 ART方案

ART列车采用三模块编组，列车长度为31.64 m。ART车辆基地运用库采用1线4列位布置形式，共设10股道停车列检(共40列位)。检修库采用进出分离的形式，按照1线1列位布置，共设7股道。其中，月检3股道、定修2股道、临修1股道、换轮1股道。检修库南侧设辅助检修间及物资存放库。检修库南侧设1条贯通式洗车线。利用运用库南侧与电车走行通道之间的地块依次布置污水处理站、牵引所及运转楼。段址东侧咽喉区三角地块内设置1栋综合楼，含食堂、公寓及控制中心。ART方案的车辆基地占地4.9 hm2，具体布置如图8所示。

图8 ART方案车辆基地平面布置

3.2.3 方案比较

综上所述，地铁A型车车辆基地(厂架修)占地面积指标约为1 000 m2/车，有轨电车车辆基地占地面积指标约为500 m2/模块，ART车辆基地占地面积指标约为350 m2/模块。计算可得，在相同容纳车辆数量情况下，ART、有轨电车及地铁车辆基地的占地指标比为2∶3∶6。因此ART车辆基地占地面积最小。