ART 車輛段總平面設計技術特點分析

石 宏

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

0 引言

在軌道交通制式多元化發展的背景下，智能軌道快運系統（Automated Rapid Transit，ART）自 2017年在株洲投入運營以來，在國內城市迅速發展。作為一種新交通制式，目前尚未形成完善統一的設計技術標準體系。分析總結 ART 車輛段總平面設計相關技術特點對于促進國內 ART 標準體系的建立具有積極意義，可以為 ART 車輛段實際工程設計提供相關參考。

1 ART 系統概述

ART 系統集成了中運量軌道交通系統和常規公交系統優點[1]，其車輛以地面虛擬軌道作為走行導向軌跡，對道路路面破壞較小。車輛走行過程中具備自動循跡（轉向）、軌跡跟隨、自主導向、車道偏離預警、360 度環視、防碰撞預警等功能，保證 ART 系統沿虛擬軌道安全運行。ART 系統工程規模較小，僅在車站和車輛段存在相關土建和機電工程，工程造價在 0.5～0.8 億元 / km 之間，建設周期在 1年左右[2]。ART 車輛采用模塊化編組技術，以 3 模塊編組列車為例，長度約 32 m，載客量約 307 人，如圖 1 所示。

2 ART 車輛段總平面設計技術特點

ART 車輛段內無物理軌道，因此與常規鋼輪鋼軌系統制式的車輛段總平面設計原則和技術標準存在較大差異[3]。ART 車輛段總平面布置過程中，需重點分析其線路間距、出岔形式、線路與段內道路路權分配形式、庫房布置與咽喉整體結構等 4 方面技術特點[4]。

2.1 線路間距

ART 車輛段內虛擬軌道線間距需要考慮軌道與軌道之間的線間距、軌道與建構筑物之間的線間距，以及虛擬軌道內各線路要素之間的線間距。

（1）軌道與軌道之間的線間距。ART 線路虛擬軌道之間的線間距主要由 ART 車輛限界和車輛運行過程中的橫向偏差 2 部分構成。ART 車輛段最小曲線半徑一般按 20 m 設計，困難條件下最小曲線半徑可達 15 m。ART 車輛寬 2.65 m，根據限界計算，在理想情況下，車輛在 20 m 半徑曲線上外側偏移量為 401.9 mm，內側偏移量為 335.3 mm。列車沿預設虛擬軌道行駛時，在±300 mm 偏離容忍度和最小曲線半徑 20 m條件下，其虛擬軌道中心線線間距可按 4 m 控制；考慮受司機駕駛熟練程度、安全距離等因素影響，ART 車輛段內車輛行駛動態包絡線可按不大于 5 m 控制[5]。

（2）軌道與建構筑物之間的線間距。考慮 ART 車輛段內綜合管線多，虛擬軌道中心線需與段內功能庫房、辦公房屋等建構筑物保持合理距離。ART 車輛段綜合管線（溝）主要包括屋面雨水管溝，電力、通信等管線，以及雨污水管道，虛擬軌道與段內功能庫房等建筑物間應保持合理的線間距。按照 ART 車輛段 5 m 運行包絡線考慮，軌道中心線與庫房間有綜合管線布置需求時，虛擬軌道與庫房邊界線間距宜不小于7.5 m；無管線布置需求時，線間距宜不小于 5 m。

（3）線路內各要素之間的線間距。車輛段內虛擬軌道線路主要由直線段、曲線段和岔線 3 部分構成，各要素間的距離應滿足車輛平穩安全運行的要求。ART 系統車輛采用單軸轉向架技術，車輛無固定軸距，理論上，在低速運行條件下，其曲線間夾直線長度可設置為 0 m；但考慮車輛段內線路密集，且曲線半徑較小，為保證人工駕駛模式條件下按虛擬軌道行駛，減少行駛偏差，曲線間的最小夾直線長度一般情況下按不小于車輛全軸距長設計，設置為15 m。由于 ART 車輛段內無實體道岔，因此 ART 車輛段岔線出岔點之間的線間距無具體要求，但岔線之間應滿足段內車輛限界要求，同時為保證線形條件，應盡量避免在曲線段出岔。

2.2 出岔形式

ART 車輛段出岔形式主要考慮前后道岔布置的相對位置關系。根據 ART 系統虛擬軌道的特點，其出岔形式與鋼輪鋼軌系統有較大差別。根據岔線間的相互位置關系，可以分為同側出岔、兩側出岔和對稱出岔，如圖 2 所示；根據岔線的功能不同，可細分為分流岔線、匯流岔線。岔線設置應采用圓曲線進行過渡，以保證行車平順，避免直線出岔。

2.3 段內道路路權分配形式

ART 系統車輛借助道路路面行駛，在車輛段內與其他交通車輛之間存在路權分配問題。根據與其他交通車輛對段內道路空間資源的占有方式不同，可以分為獨立路權形式、半獨立路權形式和混合路權形式。獨立路權形式是指 ART 車輛在段內行駛過程中在路段和交叉口均與其他交通車輛互不干擾的一種路權形式，這種路權形式一般受段內道路的豎向關系和平面空間制約，較難應用。半獨立路權形式是在道路路段內設置專用道供ART 車輛行駛，在交叉口范圍內 ART 車輛與其他交通車輛行駛存在相互影響的一種路權形式，這種路權形式在ART車輛段用地富余的情況下較易實現。混合路權形式主要在車輛段用地緊張的條件下使用，ART 車輛與其他交通車輛在段內道路上混合行駛，段內交通對 ART 車輛運行產生嚴重干擾，此種路權形式應謹慎使用[6]。

2.4 庫房布置與咽喉結構

ART 車輛段主要功能庫房與有軌電車類似，主要為停車列檢庫和檢修庫，其庫房布置可以呈現平行橫列布置、平行縱列布置和垂直布置等 3 種基本布置形式。具體選擇哪種布置形式，須結合選址用地形狀進行優化設計。

根據咽喉區道岔出岔方式以及咽喉形狀特征，可將咽喉區分為梳形咽喉和梭形咽喉 2 種結構形式，如圖 3所示。由于梭形咽喉用地形狀不規則，對硬化區的景觀效果及相鄰地塊的利用均產生不利影響，ART 車輛段一般較少使用梭形咽喉結構。梳形咽喉結構能充分發揮 ART 車輛段小半徑和出岔靈活的特點，可以有效縮小咽喉區占地面積，方便進行貫通式布置，容易滿足車輛工藝要求，為 ART 車輛段緊湊布置提供有利條件[7]。

圖2 ART 車輛段道岔出岔形式示意圖

3 宜賓市 ART 車輛段總平面設計案例分析

宜賓市智能軌道快運系統（A R T）T1 線示范段工程共計18.7 km，其中主線全長約17.1 km，設站 15 座，平均站間距約 1.17 km；支線全長約 1.6 km，設站 2 座，站間距 1.155 km。示范段全線設定臨修車輛段 1 座，位于長江北路、荊花路交叉口東南象限，規劃川南城際鐵路西側，南側臨近在建興港路。車輛段選址占地面積約 14.64 hm2，段址東西向長約 883 m，南北向寬約204.5 m，臨港車輛段總平面布置如圖 4 所示[8]。

（1）車輛段內線路設置。臨港車輛段定位為示范線的定臨修段，車輛段內設置停車列檢線 8 條，按1 線 3 列位設置；周月檢線 2 條，按 1 線 1 列位設置；吹掃線 1 條，靜調線 1 條，定修線 2 條，按 1 線 1 列位設置；臨修線 1 條，試車線 1 條，長 820 m。列檢位和檢修位設置檢查地溝和檢修平臺。

圖3 梳形咽喉與梭形咽喉結構示意圖

圖4 宜賓市 ART 臨港車輛段總平面布置示意圖

（2）段內主要功能庫房。車輛段內主要設置運用庫、檢修庫、洗車庫及輔跨，其中停車列檢線采用停車棚結構以節省投資，建筑單體主要包括綜合樓、物資總庫、變電所、試車機具間、污水處理站、給水加壓站。

（3）線間距。停車列檢線線間距為 5 m，停車列檢線與庫墻中心線之間的線間距為 3.5 m，周月檢線與庫墻中心線之間的線間距為 5 m，定修線和臨修線線間距為 7 m，與庫墻中心線之間的線間距為 5 m，庫外線平行段線間距為 5 m。同時，為保證ART 車輛在進入庫房前處于擺置狀態，庫前需保證 15 m直線段，以避免入庫出現偏差。

（4）出岔形式。在運用庫和檢修庫咽喉區采用同側出岔形式，咽喉呈梳形結構，充分利用小曲線半徑優勢，縮減咽喉占地面積。在洗車線上采用對稱出岔形式，縮短道岔間距。

（5）路權形式與庫房布置。段內軌行區和道路采用獨立布置形式，ART 線路在段內采用半獨立路權，在咽喉區和區間均獨立運行，僅在平交段與段內其他交通車輛共用路權，最大限度保證 ART 車輛在段內走行和作業安全。結合車輛段用地形狀，運用庫與檢修庫采用垂直布置結構，運用庫采用貫通式布置，咽喉與庫房間布置緊湊、用地規整。

4 結束語

在介紹 ART 系統主要技術特點的基礎上，從線路間距、出岔形式、段內道路路權分配形式、庫房布置與咽喉結構等 4 個方面深入分析總結了 ART 車輛段總平面布置的設計原則和技術特點，并進行了案例分析。