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文章來源：《現(xiàn)代城市軌道交通》編輯部

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肖衡，湖南中車智行科技有限公司，湖南省多鉸接膠輪運輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心；

樊興銳，湖南中車智行科技有限公司，湖南省多鉸接膠輪運輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心；

徐生國，湖南中車智行科技有限公司，湖南省多鉸接膠輪運輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心。

近年來，電子導(dǎo)向膠輪系統(tǒng)作為新興的中低運量城市軌道交通制式，受到眾多城市的關(guān)注。為解決其車輛段總圖設(shè)計中存在的技術(shù)難題，文章以 ART 系統(tǒng)為例，在概述其車輛結(jié)構(gòu)特點、修程及車輛段組成、功能的基礎(chǔ)上，對其車輛段總圖設(shè)計關(guān)鍵要素（如停車位、列檢位、庫前出入線、測試線、洗車線、充電設(shè)施的設(shè)置）進行分析闡釋，并對橫列式與縱列式這 2 種典型的總圖布置形式進行舉例說明，以期為今后 ART 車輛段的總圖設(shè)計提供參考和借鑒。

01?ART 車輛及車輛段概述

1.1 ART 車輛

ART 車輛采用蓄電池驅(qū)動方式。其在外形尺寸與車內(nèi)結(jié)構(gòu)方面與 100% 低地板有軌電車類似，采用多模塊編組結(jié)構(gòu)，目前已運營的車輛多為 3 模塊編組（圖 1），車輛長度為 30 ～ 40 m，寬度為 2.65 m，地板面離地高度不小于 350 mm。該車輛走行部結(jié)構(gòu)簡單，采用與汽車相同的車橋車輪結(jié)構(gòu)，全軸所有車輪均可轉(zhuǎn)向（圖2）。車輛的大部分設(shè)備安裝在車頂，車下除走行部和管路外無其余設(shè)備。在車輛修程修制方面，目前已開通運營的 ART 線路在車輛段內(nèi)通常采用日常檢查 + 均衡修與架 / 大修的修制。

1.2 ART 車輛段

ART 車輛段主要承擔(dān)配屬車輛的各級檢修和檢修后試驗，以及車輛的停放、充電、車內(nèi)清掃、車外洗刷、定期消毒等日常保養(yǎng)維護工作；此外，還負責(zé)車輛段內(nèi)設(shè)備機具維修、工程車輛整備，以及管轄范圍內(nèi)線路設(shè)施設(shè)備綜合維修、材料供應(yīng)、車輛救援等任務(wù)。因此，車輛段內(nèi)包含停車庫、檢修庫、洗車庫、物資庫、運營綜合樓等建筑以及必要的通行道路（車場線）、變配電設(shè)施等。其中，檢修庫可細分為列檢位、臨修位、架 /大修位、靜調(diào)線、動調(diào)線等功能區(qū)。由于架 / 大修需要對車輛進行解體，對部件進行拆卸檢查，涉及專業(yè)較多且復(fù)雜，加之目前國內(nèi)已運營 ART 線路車輛均尚未進入此階段，其在車輛段中的場地僅作預(yù)留，因此本文不對架 / 大修位的設(shè)計作介紹。

02?車輛段總圖設(shè)計關(guān)鍵要素分析

2.1 停車位設(shè)置

由于 ART 車輛走行部與輪軌制式車輛有顯著差異，加之列車出入庫均為人工駕駛，停車精度和行駛姿態(tài)僅能做到相對準(zhǔn)確，因此 ART 車輛停車位的設(shè)置除考慮車輛限界等因素外，還需關(guān)注安全駕駛等條件，應(yīng)將列位寬度設(shè)置為略大于輪軌制式車輛。鑒于車輛輪廓寬度在車側(cè)不同檢修艙門開閉狀態(tài)下的差別較大（圖 3），為節(jié)省用地指標(biāo)和方便車輛管理，建議將停車位與列檢位分開設(shè)置，在停車位僅開展車輛停放、車內(nèi)檢查、消毒等非維修類作業(yè)。

單個停車位的尺寸設(shè)計需考慮停車位周圍人員安全活動的距離，建議停車列位的設(shè)置采用如圖 4 所示的方式。以長度為 32 m 的 ART車輛為例，單個停車位尺寸宜為35 m×4.5 m（長 × 寬）。庫內(nèi)停車位采用盡端式或貫通式布置均可，若需在單個股道設(shè)置多個列位，則縱向列位間的距離應(yīng)滿足安全疏散及充電要求。

2.2 列檢位設(shè)置

ART 車輛列檢位通常配置有車頂作業(yè)平臺和壁式檢查坑，以便在多個作業(yè)面同時開展檢修（圖 5）。列位長度計算可參考 GB 50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》，寬度取車側(cè)艙門打開的最大寬度（6 m），作業(yè)平臺高度滿足設(shè)備限界要求即可。由于 ART 車輛設(shè)備少（尤其是車頂和車下），檢查所需的時間較短，加之設(shè)備的智能化程度高，可實現(xiàn)健康狀態(tài)實時監(jiān)控，因此宜減少壁式檢查坑的數(shù)量。建議設(shè)置壁式檢查坑的列位數(shù)占列檢位總數(shù)的10% ～ 20%，且不少于 2 個。對于盡端式布置的列檢庫，建議在入庫第一個列位設(shè)置壁式檢查坑和車頂作業(yè)平臺；對于貫通式布置的列檢庫，則可在 1 個股道集中設(shè)置壁式檢查坑和車頂作業(yè)平臺，實現(xiàn)車輛在段內(nèi)的循環(huán)貫通轉(zhuǎn)線作業(yè)，以有效利用檢修工位。鑒于部分 ART運營公司仍習(xí)慣于每天對車底走行部設(shè)備及車頂設(shè)備進行檢查，并且出于減少庫內(nèi)移位調(diào)車工作量的考慮要求多設(shè)置壁式檢查坑和車頂作業(yè)平臺，因此在總圖設(shè)計時應(yīng)綜合考慮運營公司的檢修作業(yè)需求。

2.3 庫前出入線設(shè)置

由于 ART 車輛不受實體軌道的限制，轉(zhuǎn)彎半徑小，在道路暢通和場地?zé)o占用的條件下段內(nèi)移車作業(yè)相對容易，因此在其車輛段設(shè)計中宜充分利用上述優(yōu)勢，縮減庫前咽喉區(qū)的占地面積。為保證車輛在列位上處于拉直的狀態(tài)，出入線設(shè)計時須考慮直線及直角轉(zhuǎn)彎 2 個典型工況，其他工況可參考這 2 類進行調(diào)整。在直線工況下，限界寬度受車輛運行速度的影響不大，較為一致，出入線設(shè)計應(yīng)重點考慮設(shè)備限界以保證進路順暢。而直角轉(zhuǎn)彎工況則較為復(fù)雜，不僅需要考慮車輛在不同轉(zhuǎn)彎半徑下的限界寬度（表 1），還應(yīng)該考慮車輛輪跡與車身姿態(tài)在整個轉(zhuǎn)彎過程中的變化，原因在于：ART 車輛采用全軸轉(zhuǎn)向和軌跡跟隨技術(shù)，入彎分為非穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎 2 個階段，即在車輛剛?cè)霃潟r，其偶數(shù)軸的輪跡會向彎道外側(cè)偏移，在車輛入彎后，其將逐步回正，從而進入穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎階段，而在上述過程中，輪跡與車身姿態(tài)均會發(fā)生變化（圖 6）。為保證車輛出入庫的安全，要求車輛不能直接在列位上轉(zhuǎn)彎，必須先沿直線開出一段距離后再轉(zhuǎn)彎（圖 7）。

例如，對于 3 編組 ART 車輛，要求其庫前出入線中從出庫起點至入彎分界點的距離須大于 1 軸至 3 軸的距離之和（以標(biāo)準(zhǔn)車型為例，該距離約為 12 m），若出入庫第一個列位設(shè)置有檢查坑，則該距離應(yīng)大于 1 軸至4 軸的距離之和（以標(biāo)準(zhǔn)車型為例，該距離約為 18 m）。此外，為延長段內(nèi)貫通道區(qū)域鉸接系統(tǒng)的使用壽命，建議將段內(nèi)最小轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)置為 20 m。若彎道為 S 形連續(xù)彎道，則要求 2 條弧線之間的切線長度大于中間 4 個車軸（2 軸至 5 軸）的軸距之和，夾直線長度應(yīng)不小于 15 m。

2.4 測試線設(shè)置

傳統(tǒng)制式城市軌道交通車輛段的測試線用于新車交付驗收以及定修、架 / 大修、重大臨修車輛的全面動態(tài)試驗，其通常為全程直線，具有開展車輛高速試驗及相關(guān)信號試驗的功能，長度為數(shù)百米或上千米。但 ART車輛屬于道路交通車輛，其測試內(nèi)容更為復(fù)雜，目前其測試線主要參考汽車測試線的功能進行設(shè)置，分為靜態(tài)測試線和動態(tài)測試線，其測試內(nèi)容如下。（1）靜態(tài)測試線負責(zé)列車車軸轉(zhuǎn)速測量、軸荷（輪重）測量、低速制動（40 km/h）檢測、側(cè)滑檢測、轉(zhuǎn)角與車輪定位、360°環(huán)視標(biāo)定、傳感器檢測、燈光檢測、列車防雨密封性能檢測。（2）動態(tài)測試線負責(zé)整車循跡精度測試與標(biāo)定、高速制動檢測、自動駕駛測試。其中，靜態(tài)測試線用于測試車輛安全駕駛相關(guān)性能，使用頻率不高，可將其與臨修列位合并布置，并按測試功能將其分為多個工位并列或串聯(lián)布置（圖 8）。若庫內(nèi)為盡端式結(jié)構(gòu)，則建議該線的長度不小于 3 倍列車長度。動態(tài)測試線用于開展與輔助駕駛相關(guān)的功能測試，其與傳統(tǒng)制式城市軌道交通車輛的測試線有較大區(qū)別（圖 9）。在條件允許的情況下，動態(tài)測試線的車道寬度不宜小于5 m，直線段長度宜滿足 40 km/h 以上制動試驗的要求（即大于 400 m），燈泡線區(qū)域轉(zhuǎn)彎半徑為 15 m，可與信號測試相關(guān)設(shè)備共建；若條件不滿足，則段內(nèi)轉(zhuǎn)彎區(qū)域可設(shè)置為直角轉(zhuǎn)彎，直線段長度應(yīng)不小于 4 倍列車長度（即 120 m），用于進行走行精度的標(biāo)定與測試。

2.5 洗車線布置

ART 車輛段洗車線可根據(jù)配屬車輛數(shù)量、運營工況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等進行設(shè)置。若配屬車輛數(shù)量較少，可不設(shè)置洗車線，采用在停車位上人工擦洗的清潔模式；若配屬車輛數(shù)量超過 20 列，應(yīng)設(shè)置洗車線并配置自動洗車機，對車輛端面和側(cè)面進行清潔，對于車底和車輪區(qū)域則采用人工沖洗的方式。洗車線有盡端式、貫通式等設(shè)置方式。圖 10a 展示了與列檢位并列布置的盡端式洗車線，圖 10b 展示了在庫外與車輛出庫線平行布置的貫通式洗車線。由于 ART 車輛長度較短，洗車作業(yè)用時少，因此可實現(xiàn)段內(nèi)停車、調(diào)車、洗車平行作業(yè)。

2.6 充電設(shè)施布置

充電設(shè)施是 ART 車輛段內(nèi)的重要設(shè)備。ART 車輛充電設(shè)施分為國標(biāo)新能源汽車充電樁和大功率直流充電軌 2 類。國標(biāo)新能源汽車充電樁適用于車輛在段內(nèi)停車位上的低功率充電場景（圖 11a），通常設(shè)置在停車庫內(nèi)。1 臺標(biāo)準(zhǔn)充電樁通常有 2 把充電槍，可同時供 2 列車充電，因此停車充電區(qū)域充電樁配置數(shù)量的上限為充電列位總數(shù)的 50%，在配置有快速充電裝置的車輛段內(nèi)該比例可下調(diào)至 40% 左右。大功率直流充電軌適用于為車輛快速補電（圖 11b）。該設(shè)備在車輛段內(nèi)的主要用途是對車輛受電弓的充電功能進行驗證與測試，同時兼顧車輛的充電需求。建議 1 個車輛段內(nèi)應(yīng)至少設(shè)置 1 套充電軌，有起重作業(yè)和車頂作業(yè)的區(qū)域不設(shè)置充電軌，貫通式停車庫可在出庫端或入庫端的第一個列位設(shè)置，盡端式停車庫可在入庫端第一個列位設(shè)置，此外也可在停車庫外單獨設(shè)置。

03?車輛段總圖設(shè)計案例分析

3.1 橫列式布置案例

圖 12 為某城市 ART 項目車輛段布置總圖，該車輛段按照近期 25 列車的規(guī)模進行設(shè)計，所在區(qū)域為類正方形地塊（長度與寬度接近），由于長度受限，故采用檢修庫與停車列檢庫并列的橫列式布置形式。其中，停車列檢庫采用一線兩列位貫通式方案；其他庫區(qū)采用一線單列位盡端式方案，設(shè)有周月檢線、定修線、臨修線、架 / 大修線以及洗車線，貼近物資倉庫。段內(nèi)的車輛出入口分開設(shè)置，采用梳形出入線，并以段內(nèi)的環(huán)形出入線作為動態(tài)測試線。設(shè)有車頂作業(yè)平臺的列位占停車列檢庫總列位數(shù)的 25%，設(shè)有壁式檢查坑的列位占總列位數(shù)的 50%，配置充電樁的列位占總列位數(shù)的 50%，并配置 2 套充電軌。

3.2 縱列式布置案例

圖 13 為另一 ART 項目車輛段布置總圖，該車輛段照按初期 9 列、近期 22 列車的規(guī)模進行設(shè)計，所在區(qū)域為長條形地塊，總長度約 300 m，寬度不到 60 m，呈啞鈴型，僅有一個出口可與正線接駁，且其中部分建筑物為永久性設(shè)施，不可拆除。為保證各項作業(yè)的流暢銜接并減少干擾，該車輛段采用縱列式布置方案，在靠近出場線的一端設(shè)置停車列檢庫，另一端設(shè)置檢修庫、洗車庫等。由于地塊條件的限制，其停車列檢庫的平均線間距僅為 4 m，檢修庫的平均線間距僅為 5.5 m，移位調(diào)車難度較大。鑒于此，建議車輛段優(yōu)先選擇長方形地塊，此類地塊長寬比例協(xié)調(diào)，可適應(yīng)各類布置形式。

04?結(jié)語

ART 車輛段總圖設(shè)計可在參考其他制式城市軌道交通車輛段相關(guān)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，綜合考慮 ART 車輛的特殊結(jié)構(gòu)及修程，對車輛段內(nèi)的各種設(shè)施進行有針對性的設(shè)計。此外，由于地塊形狀對車輛段總圖布置形式的影響較大，還需要結(jié)合具體情況進行設(shè)計調(diào)整。文中僅對與車輛維保關(guān)聯(lián)性較強的設(shè)計要素進行了闡釋，在實際工程中還應(yīng)結(jié)合運營、生產(chǎn)辦公、駕駛培訓(xùn)等需求，對車輛段內(nèi)其他建筑設(shè)施進行科學(xué)、合理布置。