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摘要：现如今，我国地铁发展十分迅速，根据全自动运行系统的优势及国内外发展概况，国内诸多地铁车辆段应用全自动运行系统。本文以洛阳地铁1号线红山车辆基地为例，分析车辆段总平面布局规划原则，包括功能分区划分、信号转换区段设置、围蔽设施隔离等，研究尽端横列式车辆段总平面布局，以及段内列车运用整备与检修作业流程，并对应用全自动运行系统后车辆段的其他变化进行阐述，可为全自动运行车辆段设计提供参考。
关键词：地铁；全自动运行；车辆段设计；总平面布局
引言
为了配合车辆在全线实现全自动运行，提高运营效率，车辆段作为轨道交通系统中重要的组成部分也需要进行相应的升级。在车辆段设计中，总平面布局作为设计步骤中的关键环节，直接关系到整个车辆段设计的成败。本文以尽端横列式车辆段为例，对全自动运行车辆段总平面布局设计、运行分区的划分原则、列车作业流程、列车试车影响分析、总平面布置的设计变化等方面进行了分析总结。研究结论可作为全自动运行车辆段总平面设计时的参考。
1.地铁车辆基地的组成与分类
车辆基地是保证地铁正常运营的后勤基地，车辆基地的设计范围包括车辆段、综合维修中心、物资总库和培训中心以及必要的办公、生活设施等，是地铁正常运营所必需的设备和设施。地铁系统引入全自动运行技术后，势必会对车辆基地的设计产生影响，其中受影响最大的是车辆基地中的车辆段。车辆段是用于停放和维修地铁列车的场所，按检修修程可分成4个类别，即大架修车辆段、定修车辆段、停车场、辅助停车场。每个类别的运用、检修设施主要组成如表1所示。
表1 地铁车辆段与停车场主要功能组成表
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注：“√”为主要设施；“○”为可选设施。
大架修段主要由大架修库、定临修库、静调库、吹扫库、不落轮镟库、试车线、周月检库、停车列检库、洗车库等组成；定修车辆段主要由定临修库、静调库、吹扫库、不落轮镟库、试车线、周月检库、停车列检库、洗车库等组成；停车场主要由周月检库、停车列检库、洗车库等组成，也可根据需要设置临修库、不落轮镟库和试车线；辅助停车场主要由停车列检库、洗车库组成。地铁车辆段设施又可以分为两大类：运用设施和检修设施。运用设施是保证正线正常运营必不可少的设施，主要包括停车列检库、周月检库、洗车库等。检修设施的作用是维修地铁列车，主要包括大架修库、定临修库、不落轮镟库、静调库、吹扫库、试车线等。对于常规车辆段车场线路主要分为运营部分和检修部分，各检修库的组合与分区没有很严格的规定，全自动运行系统的引入，打破了固有的设计观念，需要重新研究新的理念用来规范全自动运行车辆段的设计。
2.总平面布局研究
2.1 红山车辆基地总平面布局
根据洛阳地铁1号线红山车辆基地的地形条件、用地范围以及边界条件，设计总平面布局方案见下图：
车辆段整体呈东西向布置，场区东侧各大库采用尽端横列式布置，由北至南分别为停车列检库、双周三月检库、洗车库、璇轮库、吹扫库、静调库、定临修库。试车线紧邻场区北侧边界，出入段线由西侧进入车辆段，出入段线西北侧布置有易燃品库与试车线用房。生活区主要位于场区中部、咽喉区西南侧，内燃调机及特种车库位于生活区东北侧，近期卸车场地位于咽喉区东南角，预留大架修库位于场区东南角。
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图1 洛阳地铁1号线红山车辆基地总平面布局
全自动运行区包括：停车列检线、周月检线、洗车线、出入段线及其两侧的2条牵出线，南侧牵出线主要用于洗车后牵出，北侧牵出线用于检修后列车返回至全自动运行区的牵出。非全自动运行区包括：镟轮线、吹扫线、静调线、定临修线、内燃调机及特种车线、平板车存放线及材料装卸线、试车线及联络线。两区域独立设置站场隔离设施，相互之间界限分明。信号转换区段设于北侧牵出线，列车由全自动运行区运行至非全自动运行区时，在该区段上完成信号控制模式转换。转换区段与非全自动运行区各股道直接连通。
采用全自动运行系统后，车辆运用整备作业和检修作业流程将区别于常规流程：
（1）车辆运用整备作业流程。全自动运行列车入段后，列车入段如需洗车，则进入洗车库完成洗车作业，再通过牵出线进入停车列检库或双周三月检；如不需洗车，则直接进入停车列检库或双周三月检，完成相关检查后待班出段。车辆运用整备作业流程如下：
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图2 车辆整备作业流程
（2）车辆检修作业流程。全自动运行列车入段后，经过交叉渡线后可直接进入非全自动驾驶区域，进入镟轮库线完成镟轮作业，或进入吹扫库完成走行部清洁作业，若需进行其他检修作业，则将车辆运行至信号转换区段，用调机将列车送入联合检修库，进行除尘、检修、静调，最后进入试车线进行动调作业。动调完毕后，列车运行至信号转换区段，司机下车，列车运行模式转换为全自动运行模式，进入停车列检库待班。车辆检修作业流程如下：
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图3 车辆检修作业流程
2.2列车试车影响分析
根据车辆检修流程，列车大修、架修、定修完成时，均需从检修主厂房调车进入试车线，对列车进行动态调试，不考虑列车检修与试车过程的反复，每完成1列位列车的检修，列车试车需切割出入段线1次。根据洛阳地铁远期线网各线车辆匡算，远期需大架修共4列位，列车试车作业频率计算如下：
大修：2列位/1.1×（250d/35d）=13次；
架修：2列位/1.1×（250d/20d）=23次；
定修：1列位/1.2×（250d/8d）=26次；
（上述计算中：红山车辆基地远期大架修4列位，根据列车检修修程，大修约为2列位，架修2列位；1.1和1.2分别为大架修、定修不均衡系数；d表示天数。）红山车辆基地全年需试车62次，平均5~6天试车1次，列车试车频率相对较低，试车时的调车作业时间可与车辆段收发车作业时间错开，同时考虑到全自动驾驶模式可以向下兼容人工驾驶模式，列车试车的调车作业对采用全自动驾驶的车辆段影响相对较小。
2.3总平面布局的设计变化
按照承担作业内容的性质划分，车辆段设施可分为运用设施和检修设施。本着实现集约化的设计思想，常规车辆段的设计中通常将承担检修任务的大架修库、定临修库、吹扫库组合为检修库；将承担运用任务的停车列检库、周月检库等组合为运用库，并以这两大联合厂房为主体进行总平面布置。而在自动化车辆段的设计中，除了考虑作业性质进行厂房组合外，还需考虑运行分区的划分。一般先将两个运行分区进行合理划分，然后再进行厂房组合，最终完成车辆段的总平面布置。全自动运行技术的运用对车辆段总平面布置设计的影响主要有以下5个方面：
（1）车辆段轨行区被划分为全自动运行分区和非全自动运行分区，分区之间利用栅栏等进行物理隔离，并设置转换轨以供列车在进出不同分区时进行信号模式转换。
（2）停车列检线、周月检线、洗车线等全自动运行区内各作业线路以及兼做转换轨的牵出线长度相应增加，这主要是由于增加了与自动驾驶相关的信号设备以及对应的安全保护距离。
（3）为了防止未经授权的人员进入全自动运行区，必须采取诸如在全自动运行区与非全自动运行区之间增设物理隔离，在分区间的通道处设置门禁等安全防护措施。
（4）为了保证停车列检作业效率和作业人员安全，尽端式停车列检库宜按照100%检查坑设计，每2～4股道设置1处防护分区，并设下穿式人行通道。
（5）车辆段定员减少，尤其是司机数量显著减少，司机公寓和车辆段食堂的面积相应缩减。
结语
我国地铁运营里程位居世界第一，但全自动运行线路里程与国外相比差距较大。目前，一些城市的全自动运行线路已投入使用，许多城市也正在积极开展相关探索与研究。运行安全和运营高效是城市轨道交通永恒的主题，常规地铁车辆段已难以满足实际运营需求，应用全自动运行系统是城市轨道交通发展的趋势。对全自动运行地铁车辆段与常规车辆段的设计差异进行研究，可为即将开展的全自动运行车辆段设计提供参考。
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