全自動駕駛地鐵車輛基地洗車庫(棚)設計研究

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 陜西 西安 710043)

一、概述

城市軌道交通車輛基地中的洗車庫(棚)是為軌道交通車輛提供自動洗車或人工洗車的場地。根據《地鐵設計規范》車輛段應設機械洗車設施，配屬車超過12列的停車場也可設置機械洗車設施[1]。隨著人們對出行環境要求的提高，車輛基地在設計中基本都設有洗車庫(棚)。

二、洗車庫與洗車棚的區別

洗車庫(棚)由列車清洗作業區和輔助用房組成，負責本線路列車外表的清洗任務。在車輛基地設計洗車場地時，設計為庫還是棚應考慮工程所在地氣象條件、運營等部門的要求。一般多雨地區宜設為洗車棚，也可設為露天場地。寒冷地區或風沙地區應設計為洗車庫。洗車庫進出庫兩端應設庫門，而洗車棚列車進出兩端一般不設門。

北方寒冷地區，為防止列車在洗刷過程中、洗完后結冰，一般設計為洗車庫，且設有供暖和烘干設施，整個清洗過程均在庫內完成，故其長度較洗車棚長，因此洗車庫一般與停車列檢庫合并設計，如烏市地鐵4號線洗車庫與停車列檢庫合并設置，庫長324.9米。

南方亞熱地區常年溫度高于0℃，不存在結冰等問題，故無需供暖和烘干設施，設計為洗車棚更有利于空氣流通和列車外表面的風干，故洗車棚長度可縮短至滿足工藝流程要求即可。如廣州地鐵9號線，洗車棚長度為60米。

三、地鐵全自動駕駛后洗車庫(棚)設計特點

(一)洗車庫(棚)平面位置設計

全自動駕駛后，洗車庫(棚)設計位置需根據車輛基地總平面設計的無人區和有人區綜合考慮[2]，設置于無人區內，根據車輛基地地塊條件首選貫通式洗車。

若貫通式洗車受出入段線、車輛基地地塊條件制約，可考慮在全自動駕駛區域內設計為“八字往復式”洗車。

若以上兩種洗車方式車輛基地地塊內仍無法滿足，可考慮在全自動駕駛區域內把洗車方式設計為“盡端式”洗車。洗車庫尾端的牽出線應用通透式隔離柵欄封閉，洗車庫前設平過道處設門禁。

(二)全自動駕駛模式下洗車線尺寸研究

根據《地鐵設計規范》(GB50517—2013)若洗車設計布置為“盡端式”[1]，則非全自動駕駛模式下洗車線有效長度為：2×遠期列車長度+洗車機長度+線路終端安全距離10m

全自動駕駛模式下，洗車線有效長度計算方法不變，僅是線路終端安全距離根據信號要求增加為10m。故全自動駕駛模式下，洗車線盡端布置設計：L1有效長與常規洗車線一致，L2有效長要增加安全距離10m，圖1為洗車線盡端布置。

圖1 洗車線盡端布置圖

若洗車線設計布置為“八字往復”，則非全自動駕駛模式下洗車線有效長度為：洗車機設備前、后各一列遠期列車長度(2×L)+洗車機長度(包括聯鎖設備)+信號設備設置附加長度12m

全自動駕駛模式下，洗車線有效長度計算方法不變，僅是線路終端安全距離根據信號要求增加為20m。故全自動駕駛模式下，八字往復式布置：L1有效長要增加安全距離10m，L2有效長要增加安全距離10m，共增加20m，如圖2洗車線八字往復式布置。

圖2 洗車線八字往復式布置圖

若洗車線設計布置為“貫通式”，則洗車線有效長度計算方法與“八字往復式”相同。全自動駕駛模式下L1有效長與常規洗車線一致，L2有效長要增加安全距離10m洗車線貫通式布置圖。

(三)全自動駕駛模式下洗車機接口設計

全自動駕駛模式下洗車機應具備與全自動駕駛對應的洗車清洗模式接口。洗車庫納入到無人區，洗車機不僅要滿足傳統地鐵列車有人駕駛車輛的洗車模式，并且需具備列車無人駕駛模式下的洗車工況。無人駕駛模式洗車時洗車機應與信號系統接口，當車輛到達洗車預定位置時，洗車機控制系統要與信號系統通信并自動啟動洗車機工作；當車輛通過洗車庫結束洗車作業時，洗車機控制系統與信號系統通信并自動停止洗車工作。信號系統在洗車的過程中控制列車的啟動、停止；洗車機控制系統通過與信號系統的通信來控制洗車機在無人操作模式下的自動工作[3-4]。

全自動無人駕駛洗車模式下洗車機控制間至DCC應鋪設信號通訊電纜。在洗車庫控制室設置有人操控洗車機設備的功能，具有全自動無人駕駛洗車模式下在洗車庫控制室無值守人員，人員在DCC遠程監視和控制洗車機設備的功能。在遠程端可實現對洗車機視頻監控、工況流程監控、報警信息顯示、選擇洗滌劑、設備復位、各工位點動等功能，通過以上功能實現在DCC控制洗車機完成自動洗車作業。為增強對自動駕駛區域人員管理，DCC控制級別宜高于洗車庫本地控制級別[5]。

全自動無人值守洗車模式下，洗車機控制間至DCC的通訊光纜、控制電纜應具有SCADA實時監控系統和LED顯示屏，能夠詳細顯示流程工況、設備運行狀態和故障顯示分析功能，應具有閉路電視攝像監視洗車全過程功能，錄像保存功能，保存時間至少為90天[6]。

四、總結

本文對洗車庫和洗車棚對比分析，得出在車輛基地中洗車庫(棚)設計時應考慮的各種因素。研究了洗車工藝流程、全自動駕駛模式下和非全自動駕駛模式下洗車線有效長度和相關接口設計，以供后續地體車輛基地洗車庫設計時參考。