城市轨道交通全自动运行车辆基地占地面积研究

2022-09-28黄宗志浦绍乾许远松

运输经理世界 2022年4期

黄宗志、浦绍乾、许远松

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州510010）

0 引言

2008 年，《城市轨道交通工程项目建设标准》（JB 104—2008）（简称《建设标准》）颁布，明确了不同车型、不同功能定位车辆基地占地面积指标。随着新理念、新技术、新工艺不断创新，城市轨道交通车辆基地在基本的运营、检修工艺需求的基础上，增加了上盖开发、全自动运行、线网资源共享等功能需求，占地面积指标需结合新的要求更新。以下从全自动运行模式对车辆基地用地面积的影响因素出发，采用对比分析法、统计分析法分析不同功能定位、不同设计规模、不同布局形式车辆基地的用地面积，研究全自动运行模式对车辆基地占地面积的影响，为城市轨道交通车辆基地前期设计工作提供指导。

1 全自动运行影响因素分析

根据《城市轨道交通全自动运行系统建设指南白皮书》（简称《建设指南》）中控制区域划分要求，为满足列车全自动运行需求，车辆基地内应根据作业需求划分自动控制区和非自动控制区；设置控制区转换线，满足人工驾驶向全自动运行平滑过渡的需要。全自动运行安全主要对停车列检库、转换线、咽喉出岔影响。

1.1 停车列检库

《建设指南》指出停车列检库内每股道的长度需考虑列车距信号机的瞭望距离、列车长度、安全保护距离长度（宜为20m）。实际设计中，作为全自动运行区的停车列检库内两列位之间的距离≥20m，后一列位车尾距车挡距离≥15m（见图1）。

图1 停车列检库安全距离要求

1.2 转换线

转换线是全自动运行区与人工驾驶区实现信号模式转换的线路，其长度需考虑信号机距道岔的距离、列车距信号机的瞭望距离、列车长度、安全保护距离长度等。

1.3 总平面布置

全自动运行车辆基地总平面布置时应功能分区明确、联络方便、交通顺畅，避免全自动驾驶区和人工驾驶区交叉，不同功能分区应尽量相对集中，减少交叉作业，方便管理。因此，车辆基地咽喉应独立设置全自动运行区和人工驾驶区的咽喉线束，满足功能分区划分清晰、明确要求。

2 占地因数分析

以《建设标准》占地指标为基础，通过分析全自动运行的影响因素，构建理论分析模型，研究全自动运行车辆基地占地因数。

2.1 模型假设

根据功能定位不同，轨道交通车辆基地分为大架修段、定修段、停车场；根据布局形式不同，轨道交通车辆基地分为并列式、倒装式等。车辆基地用地包括轨行区、库房、场前区、道路、绿化及其他功能用地等，车辆基地不同布局形式用地如图2～图4 所示。

图2 倒装式大架修/定修段用地划分

图3 并列式大架修/定修段用地划分

图4 停车场用地划分

鉴于全自动运行模式主要影响车辆基地的运用库区、咽喉区、牵出线区，将车辆基地用地划分为运用库区、咽喉区、牵出线区、场前区，并将不受全自动运行影响的检修库房、道路、绿化及其他用地纳入场前区，便于模型分析。车辆基地用地简化为矩形、梯形，如图5 所示。

图5 车辆基地用地组成

停车场场前区用地包括综合楼等其他建筑单体、道路、绿化等用地；大架修、定修车辆基地场前区用地包括综合楼等其他建筑单体、检修库、道路、绿化等用地。

2.2 运用库区占地因数

运用库用地为几何矩形，全自动运行主要影响库房长度（矩形边长），则运用库区占地因数计算公式（1）如下：

式（1）中：

——运用库区占地因素；

——全自动运行运用库房增加的长度，单位为m，

= 20m；

——人工驾驶运用库房长度，单位为m；

——运用库房宽度，单位为m。综合分析各类车型不同编组数量条件下情况，

如表1 所示。

表1 不同车型、不同编组数量αK 分析

2.3 咽喉区占地因数

以停车列检库与检修库并列布置方案（不考虑材料堆场装卸线、调机工程车线）为例，以7#道岔、150m 圆曲线半径作图，对比分析人工驾驶与全自动运行咽喉长度变化。全自动运行要求检修库及其前端咽喉划为人工驾驶区，将运用库及其咽喉划为全自动运行区，具体方案如图6 所示。

图6 人工驾驶与全自动运行咽喉方案对比

在线束布置相同的条件下，全自动运行车辆基地咽喉增加长度基本为两组异侧顺向道岔间距离，即增加长度=道岔a 值+道岔间夹直线+道岔b 值。

咽喉用地为几何梯形，全自动运行主要影响咽喉长度（梯形的高），则咽喉区占地因数计算公式(2)如下：

式（2）中:

——咽喉区占地因数；

为运用库库房宽度，单位为m；

——出入线外侧两牵出线间的距离，单位为m；

——人工驾驶车辆基地咽喉长度，单位为m；Δ

——全自动运行车辆基地与人工驾驶车辆基地的咽喉长度差值，单位为m，“道岔间夹直线”取最小值3.008m。通过对不同规模、不同布局形式、不同道岔标准等条件的车辆基地统计分析，得出不同道岔型号的咽喉区长度。咽喉区占地因数

如表2 所示。

表2 咽喉区占地因数αY 分析

2.4 牵出线区占地因数

《地铁设计规范》（GB 50157—2013）车辆基地章节中明确牵出线安全长度为10m；《建设指南》指出全自动运行车辆基地的牵出线长度需在人工驾驶条件下增加安全距离，安全长度为40～60m。

牵出线区用地为几何矩形，由于全自动运行不影响牵出线与出入线的线间距，全自动运行主要影响牵出线有效长（矩形边长）。则牵出线区占地因数

为：

式（3）中:

——牵出线区占地因数；

——相比于人工驾驶，牵出线增加安全距离，单位为m；

——牵出线有效长，单位为m，牵出线有效长=一列车长+调车机车长度+安全距离；

——出入线外侧两牵出线间的距离，单位为m。实际应用中牵出线增加安全距离长度

=30m。则不同车型、不同编组条件下牵出线区占地因数

如表3 所示。

表3 牵出线区占因数αQ 分析

2.5 车辆基地各区域占地面积比例分析

通过对全国不同功能定位的全自动运行车辆基地各区域占地面积统计，得出不同功能定位条件下场前区、运用库区、咽喉区、牵出线区占地面积及比例，如表4～6 所示。

表4 大架修车辆基地占地面积统计

表5 定修车辆基地占地面积统计

表6 停车场占地面积统计

2.6 综合占地因数确定

综合分析不同功能定位车辆基地各区域占地面积比例、全自动运行条件下运用库区、咽喉区、牵出线区占地比例，得出全自动运行综合占地指标，如表7所示。

表7 全自动运行车辆基地综合占地因数

3 占地面积指标分析

通过统计全国60 多个已建或在建轨道交通车辆基地用地面积情况，对比分析相应功能定位、相同开发条件下全自动运行与人工驾驶车辆基地的占地指标，得出占地统计因数。具体如表8 所示。

表8 全自动运行车辆基地统计占地因数

以综合占地因数统计值作为修正系数对综合占地因数进行修正，得出全自动运行车辆基地综合占地因数

α'

=1.2316。

4 结语

通过建立车辆基地运用库区、咽喉区、牵出线区理论占地因数分析模型，结合国内已建或在建车辆基地用地情况，提出全自动运行车辆基地综合占地因数，并对比全国60 多个已建或在建轨道交通车辆基地用地面积情况，提出全自动运行车辆基地综合占地因数和全自动运行车辆基地占地面积指标，为轨道交通车辆基地工程设计提供参考。