地鐵全自動(dòng)駕駛車輛基地隔離設(shè)施方案

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摘要：全自動(dòng)駕駛車輛基地相對(duì)常規(guī)車輛基地需新增自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)、各自動(dòng)駕駛區(qū)之間的分區(qū)隔離設(shè)施。文章首先對(duì)地鐵全自動(dòng)駕駛車輛基地自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)的劃分原則做簡(jiǎn)要介紹；其后，以國(guó)內(nèi)某段場(chǎng)為例，重點(diǎn)對(duì)地鐵全自動(dòng)駕駛車輛基地的分區(qū)隔離設(shè)施設(shè)置方案做出分析。為后續(xù)全自動(dòng)駕駛車輛基地的分區(qū)隔離設(shè)施方案提供參考。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)駕駛；地鐵；車輛基地；分區(qū)圍蔽

1研究背景

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（FullyAutomaticOperation，F(xiàn)AO），是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信、控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過(guò)程自動(dòng)化的新一代城市軌道交通系統(tǒng)，是城市軌道交通自動(dòng)化等級(jí)最高的系統(tǒng)[1]。隨著CBTC（CommunicationBasedTrainControl）技術(shù)的快速發(fā)展，地鐵全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)也成為國(guó)內(nèi)城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用將顯著提升軌道交通安全與效率。國(guó)內(nèi)各大城市已將全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)建設(shè)納入規(guī)劃[2]。截至2018年12月，全球64條無(wú)人駕駛地鐵線路投入運(yùn)營(yíng)，為全球42個(gè)城市提供了1026km的公共交通服務(wù)。亞洲在無(wú)人駕駛地鐵領(lǐng)域居世界領(lǐng)先地位，其中50%的無(wú)人駕駛地鐵線路已投入運(yùn)營(yíng)。到2028年，預(yù)計(jì)亞洲無(wú)人駕駛地鐵公里數(shù)將占全球53%，而中國(guó)無(wú)人駕駛地鐵線路在其中占據(jù)了重要組成部分，且呈現(xiàn)由低運(yùn)量逐步向大運(yùn)量地鐵發(fā)展的態(tài)勢(shì)[3]。

2全自動(dòng)駕駛車輛基地功能概述

車輛基地是城市軌道交通系統(tǒng)重要的組成部分，是保證城市軌道交通系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)的后勤基地。車輛基地是車輛的“家”，到夜里車輛必須收回到車輛段，進(jìn)行規(guī)定的檢修和保養(yǎng)作業(yè)，有故障可以及時(shí)修理排除，它是保證日常安全運(yùn)行的重要基地[4]。全自動(dòng)駕駛車輛基地分人工駕駛區(qū)和自動(dòng)駕駛區(qū)，自動(dòng)駕駛區(qū)是正線全自動(dòng)運(yùn)行的延伸，可以實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)休眠、自動(dòng)喚醒、自動(dòng)出入庫(kù)、自動(dòng)轉(zhuǎn)線、自動(dòng)列車清洗等功能。除此之外，同樣具備常規(guī)系統(tǒng)相應(yīng)功能，如列車停放、整備、清潔、檢查、定期檢修、調(diào)試等[5]。車輛基地內(nèi)的作業(yè)，尤其是列車進(jìn)出場(chǎng)作業(yè)效率會(huì)對(duì)正線列車運(yùn)行效率起著重要作用。全自動(dòng)駕駛車輛基地能夠有效減少段內(nèi)調(diào)車作業(yè)時(shí)間、提升作業(yè)效率，但同時(shí)也面臨著更為重要的系統(tǒng)安全防護(hù)問(wèn)題。因此，在地鐵全自動(dòng)駕駛車輛基地實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要將段場(chǎng)自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)進(jìn)行有效分隔，并進(jìn)一步將自動(dòng)駕駛區(qū)細(xì)分為不同的防護(hù)分區(qū)。無(wú)論是自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)的分隔還是自動(dòng)駕駛區(qū)不同防護(hù)分區(qū)之間的分隔都需要借助圍蔽等物理設(shè)施進(jìn)行隔離。本文結(jié)合全自動(dòng)駕駛車輛基地的設(shè)計(jì)案例，對(duì)全自動(dòng)駕駛車輛基地的分區(qū)劃分原則及自動(dòng)駕駛相關(guān)分區(qū)隔離設(shè)施方案進(jìn)行研究。

3分區(qū)隔離設(shè)施設(shè)置方案研究

3.1自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)的劃分原則

根據(jù)全自動(dòng)駕駛車輛基地列車駕駛模式的不同，可以將段場(chǎng)劃分為自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)。全自動(dòng)駕駛車輛基地分區(qū)隔離措施首先要確定段場(chǎng)內(nèi)自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)的劃分原則。根據(jù)列車檢修作業(yè)內(nèi)容以及庫(kù)房使用條件，可將大/架修線、定/臨修線、吹掃線、靜調(diào)線、鏇輪線、調(diào)機(jī)線、工程車線、材料裝卸線、試車線等區(qū)域劃分為人工駕駛區(qū)；人工駕駛區(qū)內(nèi)的作業(yè)內(nèi)容較為復(fù)雜、規(guī)律性弱、對(duì)人工作業(yè)依賴程度較高?？蓪⑼＼嚵袡z線、洗車線、牽出線、咽喉區(qū)、出入場(chǎng)線等劃分為自動(dòng)駕駛區(qū)；自動(dòng)駕駛區(qū)內(nèi)的作業(yè)內(nèi)容規(guī)律性高、重復(fù)性強(qiáng)、對(duì)人工作業(yè)依賴程度較低。其中，各地針對(duì)周月檢線的分區(qū)劃分原則不盡相同，周月檢線若與停車列檢線合設(shè)，從庫(kù)房整體使用以及提高收發(fā)車效率的角度來(lái)看，宜將其與停車列檢線一并納入自動(dòng)駕駛區(qū)；但從檢修作業(yè)需求來(lái)看，周月檢線作業(yè)一般需要持續(xù)數(shù)小時(shí)，且為了提高列車上線率，周月檢線一般在早晚高峰之間的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。另外，考慮到定修線實(shí)際使用率不高，定修作業(yè)內(nèi)容可能會(huì)移至周月檢線完成，進(jìn)一步延長(zhǎng)了周月檢線的作業(yè)時(shí)間。由此可見(jiàn)，周月檢線存在較多的人工作業(yè)需求，宜納入人工駕駛區(qū)。本文針對(duì)這兩種情況，將周月檢線分別納入人工駕駛區(qū)、自動(dòng)駕駛區(qū)考慮，并分析比較兩者差異。

3.2全自動(dòng)駕駛車輛基地分區(qū)隔離設(shè)施設(shè)置案例

3.2.1全自動(dòng)駕駛車輛基地方案概述本車輛段定位為大架修車輛基地，承擔(dān)本段配屬車輛的三月檢、雙周檢、列檢、停放、運(yùn)用等任務(wù)以及本線車輛段定臨修任務(wù)；還承擔(dān)本線的大修和架修作業(yè)任務(wù)?？紤]上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)及全自動(dòng)駕駛等因素，本車輛段設(shè)計(jì)原則上盡量減少段內(nèi)作業(yè)交叉，總平面布置功能明確，自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)功能相對(duì)獨(dú)立。運(yùn)用庫(kù)和聯(lián)合檢修庫(kù)作為主要單體呈并列式布置，列車出入庫(kù)工藝流程順暢，庫(kù)房區(qū)、咽喉區(qū)預(yù)留上蓋開(kāi)發(fā)條件。車輛段設(shè)置停車列檢線28列位、周月檢線3列位、鏇輪線1列位、吹掃線1列位、靜調(diào)線1列位、定修線2列位、臨修線1列位、大架修線4列位、試車線1列位、材料裝卸線1列位、調(diào)機(jī)線2列位、工程車線2列位、洗車線1列位、新車裝卸線1列位、待修車存放線1列位、駿修車存放線1列位。全自動(dòng)駕駛車輛基地總平面布置時(shí)應(yīng)考慮對(duì)自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)、軌行區(qū)和非軌行區(qū)進(jìn)行分離，減少各區(qū)之間的相互影響。本段場(chǎng)南側(cè)為自動(dòng)駕駛區(qū)，北側(cè)為人工駕駛區(qū)，咽喉區(qū)北側(cè)為非軌行區(qū)，在用地上形成了較好的分隔。

3.2.2分區(qū)隔離設(shè)施設(shè)置原則常規(guī)段場(chǎng)的隔離設(shè)施包括段場(chǎng)紅線圍蔽（或圍墻）、軌行區(qū)物理隔離；除此兩類隔離設(shè)施外，為保證系統(tǒng)安全防護(hù)等級(jí)與正線相同，車輛段內(nèi)自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)之間、各個(gè)自動(dòng)駕駛分區(qū)之間要設(shè)置分區(qū)圍蔽等隔離設(shè)施，并設(shè)門禁系統(tǒng)。全自動(dòng)駕駛車輛基地隔離設(shè)施包括三類：①段場(chǎng)紅線圍蔽（或圍墻），以實(shí)現(xiàn)段場(chǎng)與外部的分隔；②軌行區(qū)物理隔離，嚴(yán)格控制外來(lái)人員和車輛隨意進(jìn)入軌行區(qū)，避免對(duì)行車及作業(yè)安全造成影響；③自動(dòng)駕駛分區(qū)圍蔽，需在車輛段內(nèi)自動(dòng)駕駛區(qū)和人工駕駛區(qū)之間、各個(gè)自動(dòng)駕駛分區(qū)之間設(shè)置圍蔽（或欄桿）等隔離設(shè)施，并設(shè)門禁系統(tǒng)；防止作業(yè)人員非法進(jìn)入自動(dòng)駕駛區(qū)，對(duì)自動(dòng)駕駛作業(yè)及工作人員人身安全造成影響。其中，第①、②兩類隔離設(shè)施在常規(guī)段場(chǎng)中同樣需要設(shè)置，第③類為全自動(dòng)駕駛車輛基地新增隔離設(shè)施。本文主要對(duì)自動(dòng)駕駛相關(guān)分區(qū)隔離設(shè)施做研究，同時(shí)涉及軌行區(qū)物理隔離設(shè)施，但不包括段場(chǎng)紅線圍蔽（或圍墻）。

3.2.3分區(qū)隔離設(shè)施設(shè)置案例（周月檢為自動(dòng)駕駛區(qū)）全自動(dòng)駕駛車輛基地分區(qū)隔離設(shè)施示意圖（周月檢為自動(dòng)駕駛區(qū)）如圖1所示。自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)的分隔圍蔽應(yīng)連續(xù)且形成閉環(huán)，保證自動(dòng)駕駛區(qū)為全封閉區(qū)域，以防護(hù)自動(dòng)駕駛區(qū)的人工作業(yè)。對(duì)于在道路等需要中斷的地方，需要設(shè)置開(kāi)門和門禁進(jìn)行有效防護(hù)。自動(dòng)駕駛區(qū)內(nèi)各個(gè)分區(qū)之間的圍蔽可不必完全封閉，但應(yīng)盡量降低各個(gè)自動(dòng)駕駛區(qū)之間的相互影響。各個(gè)區(qū)域的分隔并非一定要完全通過(guò)圍蔽連接形成閉環(huán)，單體庫(kù)房的外墻也是一種分隔措施，應(yīng)與圍蔽合理地結(jié)合使用。圖中藍(lán)色圍蔽為自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)、自動(dòng)駕駛各個(gè)分區(qū)之間的分隔圍蔽，綠色圍蔽為人工駕駛區(qū)與非軌行區(qū)、人工駕駛區(qū)之間的分隔圍蔽。對(duì)于停車列檢庫(kù)和周月檢庫(kù)等經(jīng)常需要有人作業(yè)的區(qū)域，為了提升美觀性，其分隔設(shè)施可采用與分區(qū)圍蔽等高的欄桿。對(duì)于運(yùn)用庫(kù)庫(kù)前平過(guò)道和庫(kù)中平過(guò)道等消防通道上若設(shè)置了開(kāi)門，則需要與消防系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)連鎖，應(yīng)首先考慮使用電動(dòng)門，便于快速開(kāi)門供車輛通行。對(duì)于垂直于股道方向上設(shè)置的開(kāi)門，可采用電動(dòng)門，應(yīng)與信號(hào)系統(tǒng)連鎖，應(yīng)注意門打開(kāi)后不能對(duì)限界和行車安全造成影響。對(duì)于既非消防通道也非橫跨股道而設(shè)置的開(kāi)門，多供于人員通行，可考慮采用手動(dòng)開(kāi)門，但要與信號(hào)系統(tǒng)連鎖，并設(shè)置門禁。對(duì)于上蓋段場(chǎng)，結(jié)合柱網(wǎng)布置情況，停車列檢庫(kù)一般為兩線一跨度，停車列檢庫(kù)內(nèi)宜按照不大于2線一個(gè)安全分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，各分區(qū)間應(yīng)使用欄桿進(jìn)行分隔；對(duì)于一線兩列位停車列檢庫(kù)，庫(kù)中一般會(huì)設(shè)置4m寬消防通道，為保證自動(dòng)駕駛區(qū)分區(qū)的連續(xù)性，需在庫(kù)中設(shè)置電動(dòng)開(kāi)門，并應(yīng)與消防系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)保持聯(lián)動(dòng)。本方案中周月檢劃分為自動(dòng)駕駛區(qū)。周月檢若劃分為自動(dòng)駕駛區(qū)，應(yīng)盡量與停車列檢庫(kù)緊鄰布置，不應(yīng)該在周月檢和停車列檢之間布置其他人工駕駛區(qū)，避免分區(qū)被分割。周月檢庫(kù)內(nèi)宜按照1線一個(gè)安全分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，周月檢各列位之間應(yīng)以欄桿進(jìn)行分隔。同時(shí)應(yīng)注意周月檢雙層檢修平臺(tái)中間層也要考慮增設(shè)欄桿進(jìn)行分隔。各安全分區(qū)尾部應(yīng)設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門，且與門禁連鎖，供工作人員進(jìn)出。為了便于咽喉區(qū)道岔和其他專業(yè)設(shè)備檢修，自動(dòng)駕駛區(qū)咽喉區(qū)應(yīng)結(jié)合供電分區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步劃分。供電專業(yè)一般以2~5個(gè)股道為一個(gè)供電分區(qū)。因此，自動(dòng)駕駛區(qū)咽喉區(qū)宜劃分為兩個(gè)分區(qū)或兩個(gè)分區(qū)以上，且宜與供電分區(qū)保持一致。自動(dòng)駕駛區(qū)咽喉區(qū)分區(qū)圍蔽應(yīng)盡量沿柱網(wǎng)布置，避免對(duì)限界或其他專業(yè)設(shè)備造成影響。為了減少咽喉區(qū)上下行區(qū)域的相互影響，宜在出入段線之間設(shè)置分隔圍蔽，將咽喉區(qū)上行與下行進(jìn)行分隔，但一般供電分區(qū)劃分也會(huì)考慮將上下行分開(kāi)，因此，可以將此處分區(qū)合并考慮。為減少誤操作、提升洗車效率，全自動(dòng)駕駛車輛基地采用無(wú)人值守洗車。洗車區(qū)為自動(dòng)駕駛區(qū)，而洗車機(jī)庫(kù)的輔跨辦公用房則為有人區(qū)。因此，在洗車機(jī)庫(kù)周邊設(shè)置分區(qū)圍蔽時(shí)要注意將其輔跨辦公用房分隔到有人區(qū)一側(cè)，而其洗車區(qū)則應(yīng)分隔到自動(dòng)駕駛區(qū)。一般在洗車機(jī)控制室或污水處理間會(huì)設(shè)置與洗車區(qū)連通的開(kāi)門。因此，需在此開(kāi)門處設(shè)置“列車清洗時(shí)禁止入內(nèi)”的標(biāo)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)列車清洗機(jī)日常維護(hù)人員的安全提醒。全自動(dòng)駕駛車輛基地相對(duì)于常規(guī)段場(chǎng)需增設(shè)信號(hào)轉(zhuǎn)換區(qū)。牽出線具備信號(hào)轉(zhuǎn)換條件，并配備司機(jī)登車平臺(tái)，是自動(dòng)駕駛區(qū)與人工駕駛區(qū)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換的區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)單獨(dú)設(shè)置為一個(gè)自動(dòng)駕駛防護(hù)分區(qū)，以減少司機(jī)在此區(qū)域進(jìn)行上下車作業(yè)時(shí)對(duì)整個(gè)自動(dòng)駕駛咽喉區(qū)造成的影響。常規(guī)車輛段試車線主要對(duì)列車的牽引和制動(dòng)性能進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，包括起動(dòng)、加速、運(yùn)行、制動(dòng)狀態(tài)試驗(yàn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)的檢查、測(cè)試，試車時(shí)列車需司機(jī)人工駕駛控制[6]。全自動(dòng)駕駛車輛基地試車線相比常規(guī)段場(chǎng)新增全自動(dòng)運(yùn)行測(cè)試，但試車線人工作業(yè)較多，仍劃分為人工駕駛區(qū)。考慮到試車作業(yè)時(shí)車速較高，為避免對(duì)試車作業(yè)造成干擾，應(yīng)將試車線通過(guò)圍蔽與其他區(qū)域進(jìn)行分隔。材料堆場(chǎng)屬于有人區(qū)，但考慮材料堆場(chǎng)存放物品安全，應(yīng)通過(guò)安全圍蔽將材料堆場(chǎng)與其他區(qū)域進(jìn)行分隔。車輛鏇修作業(yè)時(shí)應(yīng)禁止無(wú)關(guān)人員入內(nèi)，為了保證作業(yè)安全，將鏇輪線周邊用圍蔽與外部分隔，并在各個(gè)出入口處設(shè)置“車輛鏇修時(shí)，禁止入內(nèi)”的標(biāo)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)列車鏇修時(shí)的安全提醒。

3.2.4分區(qū)隔離設(shè)施設(shè)置案例（周月檢為人工駕駛區(qū)）全自動(dòng)駕駛車輛基地分區(qū)隔離設(shè)施示意圖（周月檢為人工駕駛區(qū)）如圖2所示。本方案中周月檢劃分為人工駕駛區(qū)，周月檢各列位之間不需要以分區(qū)圍蔽和手動(dòng)門進(jìn)行分隔。除周月檢分區(qū)隔離設(shè)施方案不同外，其余均與周月檢為自動(dòng)駕駛區(qū)的分區(qū)隔離設(shè)施方案一致。

4結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合全自動(dòng)駕駛車輛基地的設(shè)計(jì)案例，對(duì)全自動(dòng)駕駛車輛基地的分區(qū)劃分原則及自動(dòng)駕駛相關(guān)分區(qū)隔離設(shè)施方案進(jìn)行研究。得出以下結(jié)論：（1）停車列檢庫(kù)宜按照不大于2股道一個(gè)安全分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，各分區(qū)間應(yīng)以欄桿進(jìn)行分隔，并在庫(kù)尾設(shè)置開(kāi)門和門禁；（2）周月檢庫(kù)若劃分為自動(dòng)駕駛區(qū)，宜按照1股道一個(gè)安全分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，各分區(qū)間應(yīng)以欄桿進(jìn)行分隔，并在庫(kù)尾設(shè)置開(kāi)門和門禁；（3）自動(dòng)駕駛咽喉區(qū)應(yīng)結(jié)合供電分區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步劃分，并以圍蔽分隔；（4）為了減少咽喉區(qū)上下行分區(qū)之間的相互影響，宜在出場(chǎng)線和入場(chǎng)線之間設(shè)置分隔圍蔽，將咽喉區(qū)上行與下行進(jìn)行分隔；（5）在牽出線設(shè)信號(hào)轉(zhuǎn)換區(qū)，該區(qū)域可考慮單獨(dú)設(shè)置為一個(gè)自動(dòng)駕駛防護(hù)分區(qū)。

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作者：楊豆豆 單位：廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司