地铁车辆段尽端式总平面布置研究.docx

地铁车辆段尽端式总平面布置研究徐久勇( 中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)摘要:研究目的:地铁车辆段设计是一项复杂的系统工程，而车辆段总平面设计又是车辆段设计的一大重难点。本文以车辆段布置流程合理、布局紧凑、用地节省为目的，结合深圳、广州、成都等车辆段总平面布置特 点，对地铁车辆段尽端式总平面布置方案进行多方面分析研究，从中选择较优的总平面布置方案。研究结论:本文针对总平面尽端式布置形式，从调车时间、调车频率、用地条件等方面进行分析，得出如下 结论:(1)首先要根据车辆段用地条件来布置车辆段总平面;(2) 在用地条件不受控制的情况下，车辆段宜优 先选择工艺流程最顺畅、调车作业时间最短的顺向并列式布置方案;(3) 车辆段纵列式布置比并列式布置紧 凑，且用地面积较小，在用地面积紧张的情况下，可以选择纵列式方案;(4) 顺向纵列式布置方案相对于反向 纵列式布置方案较优;(5)本研究成果可为其它城市车辆段总平面设计提供借鉴和参考。 关键词:地铁车辆段;总平面布置;尽端式;调车时间中图分类号:U279文献标识码:ADiscussion on the General Layout of Stub end Type Subway DepotsXU Jiu yong(China ailway Eryuan Engineering Group Co Ltd，Chengdu，Sichuan 610031，China)Abstract:esearch purposes: The design of subway depots is a complex system engineering，and the general layout design is one of the most important and difficult parts in the whole design process Aim to optimize the work flow， compact general layout and enhance the land use efficiency，combined with the characteristics of Shenzhen，Guangzhou， Chengdu and other subway depots general layout，in this paper the general layout plan of stub end subway depots is discussed and analyzed from several different aspects and the best subway depots design is chosenesearch conclusions:In this paper specific to the general layout design of stub end subway depots，a comprehensive analysis is carried out from aspects of shunting duration，shunting frequency，land use conditions，et cetera，and these research conclusions are proposed: (1 ) First of all，a subway depot layout design bases on the land use condition (2) In the uncontrolled land use situation，the forward parallel layout design are proposed that the design of subway depots should ensure an unhindered work procedure and improved shunting operation efficiency (3)The tandem layout benefits a higher compactness of all shunting houses，less land requirement In the controlled land use situation，a tandem layout could be a better choice (4)The forward tandem layout design is better than the opposite tandem layout design (5) The research results can provide reference for the general layout design of other urban subway depotsKey words: subway depot; general layout; stub end type; shunting duration地铁车辆段是地铁运营的“大脑”和“心脏”，车辆段设计是一项复杂的系统工程，具有工程投资大、专业接口多、受外部制约因素多等特点。而车辆段总平面设计又是车辆段设计的一大重难点，主要要考虑车辆收稿日期:2013 12 18 作者简介:徐久勇，1980 年出生，男，高级工程师，现任中铁二院工程集团有限责任公司机动院城轨所副所长。94铁 道 工程 学 报2014 年 6 月段功能需求、段址的地形地貌、周围环境条件、列车运用检修效率、节约投资等因素。因此，设计中需要对车 辆段总平面进行合理化布置，以达到功能分区明确、联 络方便、交通顺畅、流程合理、布局紧凑、用地节省、服 务设施完善、环境适宜、经济适用的目的。修库内。调机牵引模式:当列车发生故障，矫治性维修时， 列车通过连挂调机从运用库牵引至检修库内。下面针 对这两种调车作业模式，分别以深圳地铁竹子林车辆 段和蛇口西车辆段为例，进行调车时间分析。2 1 1竹子林车辆段调车作业竹子林车辆段总平面为顺向并列式布置方式，其 示意图如图 1 所示。1地铁车辆段总平面布置形式1 1总平面布置分类地铁车辆段一般本着节约用地的原则，将功能相近或联系紧密的车间集中布置为联合厂房，如将大架修库、静调库、定临修库等检修为主的车间组合为检修 库，将停车列检库、月检库、镟轮库等运用为主的车间 组合成运用库。而地铁车辆段就通常围绕以运用库和 检修库为主体进行总平面布置。根据站段关系，车辆段分为贯通式布置和尽端式 布置两种。贯通式布置是其运用库库线贯通式布置， 库两端均设置咽喉岔区，并设置出入段线别与两个车 站(或区间)接轨，两个咽喉区通过走行线连通。广州 地铁 1 号线芳村车辆段即为贯通式布置。其主要优点 是可分别向两个方向收发车，运用和检修作业顺畅方 便，调车作业和出入段作业可同时进行，没有干扰，列 车走行距离较短。主要缺点是占地较多，工程量较大。 而尽端式布置只有一个方向与正线车站接轨，灵活性 较贯通式稍差，但是该布置方案占地和工程量均较小。 在实际应用中，往往根据线路情况和具体的用地条件， 贯通式布置受到的条件限制较多，同时随着各城市用 地的日益紧张，很难找到合适的段址进行贯通式布置， 因此国内大多数车辆段采用尽端式布置。图 1 竹子林车辆段总平面示意图两种模式下，竹子林车辆段列车从运用库到检修库的调车时间统计如表 1 所示。表 1 竹子林车辆段调车作业时间统计表一、自带动力模式1 2尽端式总平面布置分类国内地铁车辆段尽端式布置大多分为顺向并列式布置和反向纵列式布置两种。顺向并列式布置为检修库和运用库并列布置，运用和检修通过咽喉岔区的牵 出线连接;反向纵列式布置为检修库和运用库纵列布 置，运用和检修之间需“之”字形折返调车。二、调机牵引模式尽端式总平面布置分析本文结合国内深圳、广州、成都等城市地铁车辆段 的实际运营经验，针对总平面尽端式布置形式，从调车 时间、调车频率、用地条件等方面进行分析和探讨。22 1调车时间分析车辆段内运用和检修之间的调车作业一般有两种模式:自带动力模式:当列车未发生故障预防性维修时， 可从运用库(库内设置接触网) 自行行驶至检修库( 库 内不设接触网) 库前，然后通过连挂内燃调机推入检蛇口西车辆段调车作业2 1 2蛇口西车辆段总平面为反向纵列式布置，其示意1调机从调机库到牵出线33020592调机司机换端303调机从牵出线到运用库46020834列车与调机连挂、等待车辆 人员缓解列车3605调机牵引列车从运用库 到牵出线611201106列车、调机司机换端1207调机推送列车从牵出线到 检修库61654448平过道等待时间(1 次)609总时间1 2661列车从运用库到牵出线611201102列车司机换端1203列车从牵出线到检修库库前45620824调机从调机库到牵出线33020595调机司机换端306调机从牵出线到列车尾部20020367列车与调机连挂、等待车辆 人员缓解列车3608调机推送列车进入检修库16051159平过道等待时间(2 次)12010总时间1 033序号进程路程/ m速度/ (km / h)时间/ s95第 6 期徐久勇:地铁车辆段尽端式总平面布置研究图如图 2 所示。图 2 蛇口西车辆段总平面示意图两种模式下，蛇口西车辆段列车从运用库到检修库的调车时间统计如表 2 所示。表 2 蛇口西车辆段调车作业时间统计表图 3 部分尽端式车辆段调车作业时间表由于反向纵列式车辆段与顺向并列式车辆段相比，调车时需要折角作业，增加了列车和调车司机换端 的时间。同时，调机需要通过机车走行线与列车两次 连挂，增加了调机的走行距离和解编连挂时间。不论 是自带动力模式还是调机牵引模式，反向纵列式车辆 段比顺向并列式车辆段的调车作业时间要长，尤其是 在调机牵引模式下，同为定修段的蛇口西车辆段的调 车作业时间要比竹子林车辆段慢 18 min，效率减少约85% 。因此从调车时间和工艺流程上分析，车辆段顺 向并列式布置要优于反向纵列式布置。一、自带动力模式2 2用地面积分析根据图 1，竹子林车辆段顺向并列式布置，由于运二、调机牵引模式用库和检修库并列布置在一起，宽度较大，而车辆段咽喉区宽度较小，咽喉区和邻近检修库布置的试车线之 间合围了大量土地，因此其车辆段用地面积较大。根 据图 2，蛇口西车辆段反向纵列式布置，其运用库和检 修库错开布置，减少车辆段横向宽度，减少用地面积， 且总平面布置紧凑。国内部分地铁车辆段用地面积和占地指标如表 3所示。表 3 部分车辆段用地面积和占地指标表指标 /2 1 3方案比较分析根据表 1、2 中的数据可以看出，在两种模式下，竹 子林车辆段段内列车的调车作业比蛇口西车辆段快。 广州、深圳部分尽端式车辆段调车作业时间统计如图 3 所示。城市车辆段功能布置型式用地 面积/ 公顷占地(m2 / 辆)北京四惠车辆段架修段贯通式27 251056马家堡车辆段架修段顺向并列22 48937广州西朗车辆段大架修段贯通式26 621100夏滘车辆段大架修段反向纵列22 01770深圳竹子林车辆段定修段顺向并列20 151119前海车辆段大架修段顺向并列34 181106蛇口西车辆段定修段反向纵列17 61734成都皂角树车辆段定修段顺向并列18 221215南京小行车辆段大架修段顺向并列24 82940马群车辆段定修段顺向并列28 3810751调机从调机库到牵出线二33020592调机司机换端303调机从牵出线二到牵出线一47620864调机司机换端305调机从牵出线一到运用库36620666列车与调机连挂、等待车辆 人员缓解列车3607调机牵引列车从运用库到 牵出线一50020908列车、调机司机换端1209调机牵引列车从牵出线一到 牵出线二637545910调机与列车解编，通过调机 走行线再次与列车连挂48011调机推送列车从牵出线二到 检修库470533812平过道等待时间(4 次)24013总时间2 3581列车从运用库到牵出线一50020902列车司机换端1203列车从牵出线一到牵出线二637201154调机从调机库到牵出线二52120945列车与调机连挂、等待车辆 人员缓解列车3606调机推送列车从牵出线二到 检修库47053387平过道等待时间(3 次)1808总时间1 297序号进程路程/ m速度/ (km / h)时间/ s96铁 道 工程学 报2014 年 6 月通过表 3 可以看出，不论是大架修车辆段还是定修车辆段，反向纵列式车辆段列车占地指标比顺向并 列式车辆段要小。反向纵列式车辆段用地布置紧凑， 合理利用土地。因此在用地面积上比较，反向纵列式 车辆段也有一定的优势。2 3调车频率分析改进的纵列式布置方案目前国内城市的土地资源越来越紧张，反向纵列 式车辆段在节约土地上有一定的优势。但考虑到其调 车作业时间较长和工艺流程不够流畅，最近国内出现 了一种顺向纵列式布置方案，如建成的广州 5 号线鱼 珠车辆段和正在设计中的成都 3 号线北郊车辆段均采 用这类段型。顺向纵列式车辆段将检修库和运用库纵 列布置，运用和检修之间通过设置在检修库一端的牵 出线调车。以成都 3 号线北郊车辆段为例进行调车作业分 析，其总平面示意图如图 4 所示。3检修工作量2 3 1列车从运用库到检修库的调车作业往往发生在大修、架修和定修修程作业时。而根据检修工作分配和 资源共享的原则，一般一条线设置一个定修段，几条线 合设一个大架修基地。按照城市轨道交通工程项目 建设标准( 建标 1042008)第六十八条中内容进行 计算，一般一条线定修列位不超过 2 个。为了减少大 架修列车转线对夜间各条线路正线维护的影响，一般 一个大架修基地的大架修列位不超过 5 个。国内主要 城市地铁车辆段检修规模如表 4 所示。表 4 国内主要城市地铁车辆段检修规模表图 4 北郊车辆段总平面示意图两种模式下，北郊车辆段列车从运用库到检修库的调车时间统计如表 5 所示。表 5 北郊车辆段调车作业时间统计表/ s一、自带动力模式调车周期2 3 2根据表 4，在大修、架修、定修作业时各有从运用库到检修库调车作业往返一次，以表 4 中检修列位较 多的广州 3 号线夏滘车辆段为例，对全年夏滘车辆段 内列车从运用库到检修库的调车作业频率进行计算， 各修程调车次数如下:大修:2 列位 /1 1 (250 d /35 d) = 13 次 架修:1 列位 /1 1 (250 d /20 d) = 11 次 定修:2 列位 /1 2 (250 d /8 d) = 52 次 共计:13 + 11 + 52 = 76 次( 注: 1 大 修、架修和定修的检修时 间 分 别 按二、调机牵引模式35 d、20 d、8d 计列;2 全年按 250 个工作日计列;3 大修、架修和定修的检修不均衡系数分别为 1 1、1 1、1 2。)全年夏滘车辆段从运用库到检修库的调车次数为76 次，平均 4 5 天调车 1 次。虽然与顺向并列式布 置车辆段相比，调车作业时间较长，但由于车辆段内调 车频率相对较低，因此反向纵列式布置方案也是可行 的，对运营的影响相对较小。1调机从调机库到牵出线40720732调机司机换端303调机从牵出线到运用库729201314列车与调机连挂、等待车辆 人员缓解列车3605调机牵引列车从运用库到 牵出线883201596列车、调机司机换端1207调机推送列车从牵出线到 检修库45953308总时间1 2041列车从运用库到牵出线863201552列车司机换端1203列车从牵出线到检修库库前32320584调机从调机库到牵出线40720735调机司机换端306调机从牵出线到列车尾部20020367列车与调机连挂、等待车辆 人员缓解列车3608调机推送列车进入检修库16051159总时间948序号进程路程/ m速度/ (km / h)时间序号车辆段大架修 (列位)定修(列位)附注1北京古城车辆段11架修段2上海龙华车辆段1 /11大架修段3广州西朗车辆段1 /11大架修段4广州夏滘车辆段2 /12大架修段5深圳前海车辆段2 /2 5大架修段6深圳竹子林车辆段2定修段7深圳蛇口西车辆段2定修段97第 6 期徐久勇:地铁车辆段尽端式总平面布置研究北郊车辆段定位为定修段，用地面积 30 公顷，占地指标为 773 m2 / 辆。通过对北郊车辆段的用地面积、调车作业时间的 分析，可以看出顺向纵列式布置的优势:(1)与反向纵列式布置相比:列车占地指标基本 相同，均比顺向并列式布置要小，但在调车作业时间上 纵列式顺向布置比反向布置大大缩短，且工艺较顺，调 车不需要折角作业。(2)与顺向并列式布置相比:虽然运用库到牵出 线的距离相对顺向并列式较长，但牵出线和检修库之 间距离较近，且调车过程中无需平过道等待时间，因此 顺向纵列式布置的调车作业时间基本与顺向并列式一 致。同时顺向纵列式布置车辆段列车占地指标较小， 且布置紧凑。但顺向纵列式不足之处在于列车无法从出入段线 直接进入检修库和试车线，需要折角作业。宜将接触网布置到检修库库前，以增加列车自行行驶的距离，减少调车作业时间。此外，大架修车辆段检修 库内各股道之间的转线调车作业较多，调机库、试车线 宜紧邻检修库设置，且试车线联络线宜与检修库和调 机库设置在同一咽喉岔区，通过牵出线调车。这样可 以避免列车通往试车线时切割出入段线咽喉，同时可 减少检修库内各检修股道转线的调车作业走行距离， 提高运营效率。结论本文针对总平面尽端式布置形式，从调车时间、调 车频率、用地条件等方面进行分析，总结如下:(1)首先要根据车辆段用地条件来布置车辆段总 平面。(2)在用地条件不受控制的情况下，车辆段宜优 先选择工艺流程最顺畅、调车作业时间最短的顺向并 列式布置方案。(3)车辆段纵列式布置比并列式布置紧凑，且用 地面积较小。在用地面积紧张的情况下，可以选择纵 列式方案。(4)顺向纵列式布置方案相对于反向纵列式布置 方案较优。参考文献:5车辆段总平面设计的延伸思考在车辆段总平面设计时，无论采用何种布置方案， 都应在规划的用地条件内，使地铁车辆段布置得更紧 凑、占地更小、工艺更流畅。通过笔者多年的车辆段设 计经验，提出以下几点建议，供车辆段设计和运营参 考。第一，虽然车辆段顺向并列式布置方案最优，但要 尽量避免在检修库通往牵出线的股道上设置平过道， 这样可以减少调车作业时的平过道等待时间，从而提 高调车效率。第二，国内目前的运营公司责任分工明确，一般车 辆维修由车辆部负责，调车作业的司机由车务部进行 统一安排调度。那么调车作业时需要两个部门进行合 作，势必人为地增加了调车作业时间，降低效率。建议 调车司机宜由车辆部统一安排管理，特别是调车作业 多的大架修车辆段，如深圳地铁 3 号线运营公司的司 机就由车辆部统一管理，这样可以提高车辆段内的调 车效率。第三，由于目前地铁车辆技术越来越成熟，各零部 件的寿命越来越长，定修时需要下车的零部件也越来 越少。因此可以考虑将定修改为年检，与月检线合设 于运用库内，并在其股道上设置接触网。这样需定修 的列车可以自带动力直接入库，减少调车时间。即使 定修线与临修线组合成检修库，和运用库反向纵列式 布置时，定修线上设置接触网后，列车也可自带动力折 角一次直接进入检修库，同样减少调车作业时间。第四，大架修车辆段在进行总平面布置时，无论哪 种车辆段布置方案，只要是接触网供电方式的车辆段，41GB 501572003，地铁设计规范SGB 501572003，Code for Design of MetroS建标 1042008，城市轨道交通工程项目建设标准S Construction Standards 1042008，Construction Standard of Urban Transit ProjectS张雄 论地铁车辆段总平面设计的特点及其优化J 铁 道工程学报，1999(9):91 94Zhang Xiong Design Features of General Layout for Subway Car Depot and Its OptimizationJ Journal of ailway Engineering Society，1999(9):91 94刘冰 地铁车辆段与综合基地段型设计初探J 现代城 市轨道交通，2006(1):44 46Liu Bing Discussion on Type Design of Metro Car Depot and Multi pur pose BaseJ Modern Urban Transit，2006(1):44 46徐成永，陆楠，白雪梅 深圳地铁 2 号线车辆段选址及接 轨方案J 都市快轨交通，2008(10):67 69Xu Chengyong，Lu Nan，Bai Xuemei Option of DepotLocation and ail Connection for Shenzhen Metro Line2J Urban apid ail Transit，2008(10):67 69梁广深 建设节约型地铁车辆段初探J 都市快轨交通，2009(12):14 17Liang Guangshen Discussion on the Construction of2345698铁 道 工程学 报2014 年 6 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