城市軌道交通全自動運行車輛基地占地面積研究

黃宗志、浦紹乾、許遠松

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東 廣州510010）

0 引言

2008 年，《城市軌道交通工程項目建設標準》（JB 104—2008）（簡稱《建設標準》）頒布，明確了不同車型、不同功能定位車輛基地占地面積指標。隨著新理念、新技術、新工藝不斷創新，城市軌道交通車輛基地在基本的運營、檢修工藝需求的基礎上，增加了上蓋開發、全自動運行、線網資源共享等功能需求，占地面積指標需結合新的要求更新。以下從全自動運行模式對車輛基地用地面積的影響因素出發，采用對比分析法、統計分析法分析不同功能定位、不同設計規模、不同布局形式車輛基地的用地面積，研究全自動運行模式對車輛基地占地面積的影響，為城市軌道交通車輛基地前期設計工作提供指導。

1 全自動運行影響因素分析

根據《城市軌道交通全自動運行系統建設指南白皮書》（簡稱《建設指南》）中控制區域劃分要求，為滿足列車全自動運行需求，車輛基地內應根據作業需求劃分自動控制區和非自動控制區；設置控制區轉換線，滿足人工駕駛向全自動運行平滑過渡的需要。全自動運行安全主要對停車列檢庫、轉換線、咽喉出岔影響。

1.1 停車列檢庫

《建設指南》指出停車列檢庫內每股道的長度需考慮列車距信號機的瞭望距離、列車長度、安全保護距離長度（宜為20m）。實際設計中，作為全自動運行區的停車列檢庫內兩列位之間的距離≥20m，后一列位車尾距車擋距離≥15m（見圖1）。

圖1 停車列檢庫安全距離要求

1.2 轉換線

轉換線是全自動運行區與人工駕駛區實現信號模式轉換的線路，其長度需考慮信號機距道岔的距離、列車距信號機的瞭望距離、列車長度、安全保護距離長度等。

1.3 總平面布置

全自動運行車輛基地總平面布置時應功能分區明確、聯絡方便、交通順暢，避免全自動駕駛區和人工駕駛區交叉，不同功能分區應盡量相對集中，減少交叉作業，方便管理。因此，車輛基地咽喉應獨立設置全自動運行區和人工駕駛區的咽喉線束，滿足功能分區劃分清晰、明確要求。

2 占地因數分析

以《建設標準》占地指標為基礎，通過分析全自動運行的影響因素，構建理論分析模型，研究全自動運行車輛基地占地因數。

2.1 模型假設

根據功能定位不同，軌道交通車輛基地分為大架修段、定修段、停車場；根據布局形式不同，軌道交通車輛基地分為并列式、倒裝式等。車輛基地用地包括軌行區、庫房、場前區、道路、綠化及其他功能用地等，車輛基地不同布局形式用地如圖2～圖4 所示。

圖2 倒裝式大架修/定修段用地劃分

圖3 并列式大架修/定修段用地劃分

圖4 停車場用地劃分

鑒于全自動運行模式主要影響車輛基地的運用庫區、咽喉區、牽出線區，將車輛基地用地劃分為運用庫區、咽喉區、牽出線區、場前區，并將不受全自動運行影響的檢修庫房、道路、綠化及其他用地納入場前區，便于模型分析。車輛基地用地簡化為矩形、梯形，如圖5 所示。

圖5 車輛基地用地組成

停車場場前區用地包括綜合樓等其他建筑單體、道路、綠化等用地；大架修、定修車輛基地場前區用地包括綜合樓等其他建筑單體、檢修庫、道路、綠化等用地。

2.2 運用庫區占地因數

運用庫用地為幾何矩形，全自動運行主要影響庫房長度（矩形邊長），則運用庫區占地因數計算公式（1）如下：

式（1）中：

α

——運用庫區占地因素；

l

——全自動運行運用庫房增加的長度，單位為m，

l

= 20m；

l

——人工駕駛運用庫房長度，單位為m；

B

——運用庫房寬度，單位為m。綜合分析各類車型不同編組數量條件下情況，

α

如表1 所示。

表1 不同車型、不同編組數量αK 分析

2.3 咽喉區占地因數

以停車列檢庫與檢修庫并列布置方案（不考慮材料堆場裝卸線、調機工程車線）為例，以7#道岔、150m 圓曲線半徑作圖，對比分析人工駕駛與全自動運行咽喉長度變化。全自動運行要求檢修庫及其前端咽喉劃為人工駕駛區，將運用庫及其咽喉劃為全自動運行區，具體方案如圖6 所示。

圖6 人工駕駛與全自動運行咽喉方案對比

在線束布置相同的條件下，全自動運行車輛基地咽喉增加長度基本為兩組異側順向道岔間距離，即增加長度=道岔a 值+道岔間夾直線+道岔b 值。

咽喉用地為幾何梯形，全自動運行主要影響咽喉長度（梯形的高），則咽喉區占地因數計算公式(2)如下：

式（2）中:

α

——咽喉區占地因數；

B

為運用庫庫房寬度，單位為m；

B'

——出入線外側兩牽出線間的距離，單位為m；

l

——人工駕駛車輛基地咽喉長度，單位為m；Δ

l

——全自動運行車輛基地與人工駕駛車輛基地的咽喉長度差值，單位為m，“道岔間夾直線”取最小值3.008m。通過對不同規模、不同布局形式、不同道岔標準等條件的車輛基地統計分析，得出不同道岔型號的咽喉區長度。咽喉區占地因數

α

如表2 所示。

表2 咽喉區占地因數αY 分析

2.4 牽出線區占地因數

《地鐵設計規范》（GB 50157—2013）車輛基地章節中明確牽出線安全長度為10m；《建設指南》指出全自動運行車輛基地的牽出線長度需在人工駕駛條件下增加安全距離，安全長度為40～60m。

牽出線區用地為幾何矩形，由于全自動運行不影響牽出線與出入線的線間距，全自動運行主要影響牽出線有效長（ 矩形邊長）。 則牽出線區占地因數

α

為：

式（3）中:

α

——牽出線區占地因數；

l

——相比于人工駕駛，牽出線增加安全距離，單位為m；

l

——牽出線有效長，單位為m，牽出線有效長=一列車長+調車機車長度+安全距離；

B'

——出入線外側兩牽出線間的距離，單位為m。實際應用中牽出線增加安全距離長度

l

=30m。則不同車型、不同編組條件下牽出線區占地因數

α

如表3 所示。

表3 牽出線區占因數αQ 分析

2.5 車輛基地各區域占地面積比例分析

通過對全國不同功能定位的全自動運行車輛基地各區域占地面積統計，得出不同功能定位條件下場前區、運用庫區、咽喉區、牽出線區占地面積及比例，如表4～6 所示。

表4 大架修車輛基地占地面積統計

表5 定修車輛基地占地面積統計

表6 停車場占地面積統計

2.6 綜合占地因數確定

綜合分析不同功能定位車輛基地各區域占地面積比例、全自動運行條件下運用庫區、咽喉區、牽出線區占地比例，得出全自動運行綜合占地指標，如表7所示。

表7 全自動運行車輛基地綜合占地因數

3 占地面積指標分析

通過統計全國60 多個已建或在建軌道交通車輛基地用地面積情況，對比分析相應功能定位、相同開發條件下全自動運行與人工駕駛車輛基地的占地指標，得出占地統計因數。具體如表8 所示。

表8 全自動運行車輛基地統計占地因數

以綜合占地因數統計值作為修正系數對綜合占地因數進行修正，得出全自動運行車輛基地綜合占地因數

α'

=1.2316。

4 結語

通過建立車輛基地運用庫區、咽喉區、牽出線區理論占地因數分析模型，結合國內已建或在建車輛基地用地情況，提出全自動運行車輛基地綜合占地因數，并對比全國60 多個已建或在建軌道交通車輛基地用地面積情況，提出全自動運行車輛基地綜合占地因數和全自動運行車輛基地占地面積指標，為軌道交通車輛基地工程設計提供參考。