智能軌道快運、有軌電車與地鐵的車輛基地總平面布置及占地指標對比分析*

龔輝波 周再玲 劉增華 范曉云 陸 昕

(1.廣州地鐵設計研究院有限公司,510010,廣州；2.廣州有軌電車有限責任公司，510010,廣州//第一作者，工程師)

地鐵與有軌電車為應用廣泛的常見城市軌道交通。而“智能軌道快運(Autonomous rail Rapid Transit,ART)系統是全新交通產品，于2017年6月在株洲順利通過運行試驗。ART試驗列車采用3節編組，全長31.64 m、寬2.65 m；最大爬坡能力為13%，最小運行轉彎半徑為15 m，設計最高運行速度為70 km/h。ART列車是一種雙向行駛的多編組膠輪列車。ART車輛遵循軌道交通車輛標準，沿用了部分高鐵技術。ART采用全軸轉向控制技術，并通過主動安全控制、車載信號控制及機器視覺等高新技術對列車行駛進行電子約束，從而實現在虛擬軌道下的類軌道行駛。ART具有項目建設周期短、基礎設施投資小、調度靈活的特點。而且，ART無需鋪設物理軌道，其轉彎半徑小，故城市適應性極廣。本文擬從技術標準入手，分析ART、有軌電車和地鐵三種軌道交通系統車輛基地在總平面布置及占地指標方面的差異。

1 技術標準分析

1.1 車輛編組及運行模式

ART列車目前采用3節編組，由膠輪承載，具有公交車的靈活性，可與其他車輛共享路權。ART采用了“虛擬軌道跟隨控制”技術，依靠傳感器識別路面虛擬軌道線，使列車不需鋼軌而實現自動導向。由于該技術屬于起步階段，尚不成熟，且國內城市道路交通環境較為復雜，因此，其自動導向技術先采用由司機操控方向盤跟蹤地面軌跡線行駛的人工駕駛模式，再逐步過渡到基于圖像識別、車-地通信及線控轉向等技術的輔助駕駛模式，最終實現基于視覺、雷達及激光等感知技術融合的車輛縱橫向控制，實現有人值守的全自動駕駛模式。

有軌電車為鋼輪鋼軌，采用低地板模塊式電動車輛，其編組較為靈活。有軌電車主要在城市道路路面(或高架橋)上專用軌道上運行，有半封閉或混合路權，在與城市道路的交叉口一般采用平交形式。

地鐵車型主要有A型、B型、C型及L型，目前大多采用4、6、8節編組，其車輛為鋼輪鋼軌，其線路為地下或高架，具有全封閉路權。

1.2 車輛基地站場線路參數及道岔選型

ART、有軌電車和地鐵的車輛構造不同，運行模式也不同，故其車輛基地的站場線路技術參數要求和道岔選型各有區別。具體技術參數如表1所示。

從表1中可以看出，ART和有軌電車在線路平面設計和道岔選用方面的限制要比地鐵小得多，其車輛基地的平面布置及場地運用也更加靈活。有軌電車車輛基地線路曲線半徑較小，多采用“梯形組合道岔”。這種道岔全長及半徑均較小，能大規模節約用地，并提高站場布置的靈活性。

表1 車輛基地線路平面及道岔標準表

1.3 車輛檢修標準

GB 50157—2013《地鐵設計規范》對地鐵車輛檢修修程和檢修周期有明確規定。

有軌電車目前缺乏國家標準，而《現代有軌電車工程設計規范》(征求意見稿)行業標準尚未正式頒布。部分城市出臺了相關的地方標準，如DB 510100/T 206—2016《成都現代有軌電車工程設計規范》、DG/TJ 08-2196—2016上海市工程建設規范《城市有軌電車線網規劃編制標準》、DGTJ 08-2213—2016《有軌電車工程設計規范》。本文為了與后面的研究案例相匹配，選用的有軌電車檢修修程參照《廣州海珠環島線試驗段儲能式現代有軌電車維保方案》(2013年1月頒布)。該修程已成功應用于廣州海珠環有軌電車線路。

ART技術正處于起步階段，目前國內尚未出臺相關的車輛檢修標準，其檢修制度大多根據國外考察、現階段車輛供應商提供的資料，以及運營單位的意見。各類交通方式的車輛檢修修程和檢修周期見表2。

2 車輛基地總平面布置特點分析

由于ART、有軌電車及地鐵采用了不同軌道交通系統制式，其各自的車輛檢修修程、車輛基地站場線路技術參數及道岔型號也各不相同，故其車輛基地總平面布置特點差異較為明顯。

表2 車輛檢修周期和檢修用時

2.1 地鐵車輛基地總平面布置形式

地鐵車輛基地常見布置形式為貫通式及盡端式。其中，盡端式又可細分為并列式和倒裝式。不同的布置形式用地規模和適用的條件不同。

2.1.1 貫通式

貫通式地鐵車輛基地布置形式如圖1所示。由圖1可見，該基地有2個咽喉區。1個咽喉區主要用于列車進出段作業，另1個咽喉區主要用于段內調車作業。列車收發作業與段內調車作業完全不干擾。根據正線條件，2個咽喉區可分別與正線2個車站連接，以增加靈活性。

圖1 貫通式地鐵車輛基地的布置形式

2.1.2 并列盡端式

并列盡端式地鐵車輛基地的布置形式見圖2。由圖2可見，此類車輛基地只有1個咽喉區，列車進出段作業及段內調車作業都需利用咽喉區。采用該布置形式時車輛出入段順暢，段內調車作業較簡捷、迂回量較小，車輛基地用地車指標小，但調車作業靈活性較貫通式略差，列車收發作業與段內調車作業之間存在干擾。

圖2 并列盡端式地鐵車輛基地的布置形式

2.1.3 倒裝盡端式

倒裝盡端式車輛基地的布置形式見圖3。由圖3可見，此類車輛基地有2個咽喉區。1個咽喉區主要與運用部分連接，用于列車進出段作業，另1個咽喉區主要與檢修部分連接。采用該布置形式時，列車收發作業與段內調車作業之間存在較小干擾，段內調車作業需要經過“之”字形折返與調頭。

圖3 倒裝盡端式地鐵車輛基地布置形式

2.2 有軌電車車輛基地總平面布置形式

與地鐵類似，有軌電車車輛基地常見布置型式為貫通式和盡端式。在咽喉區常使用梯形組合道岔，曲線半徑小，可更大限度縮短入段梯線長度，使車輛基地布置更加緊湊，節約用地。

2.2.1 貫通式

貫通式有軌電車車輛基地布置形式見圖4。當車輛基地選址位于車站之間時，多選用貫通式車輛基地。在貫通式車輛基地，列車的出入段作業十分方便，列車運用高效，但占地規模較大，線路工程量較大。

圖4 有軌電車貫通式車輛基地布置形式

2.2.2 盡端式

采用盡端式布置形式時，車輛基地整體布局較為緊湊，內部調車工作量相對較小，線路工程量較低；然而，由于列車出入車輛基地及調車均要占用咽喉區，故咽喉區作業交叉多，段內作業效率不高。

圖5 盡端式有軌電車車輛基地布置形式

2.3 ART車輛基地總平面布置形式

ART與有軌電車車輛基地總平面布置基本相同，并且ART車輛基地線路轉彎半徑限制比有軌電車小。因此，ART布置形式更加靈活(見圖6)。ART與有軌電車的最大區別在于：ART采用膠輪系統，虛擬導向，無需鋼軌，僅需硬化路面。

圖6 ART車輛基地布置形式

2.4 車輛基地總平面布置差異分析

由上述分析可知，相比地鐵車輛基地，ART與有軌電車的車輛基地占地少，布局緊湊，其列車出入段作業及調車作業均相對靈活。

(1) 咽喉區形式差異分析。ART及有軌電車的線路曲線半徑小、道岔尺寸小，其車輛基地可實現出入段線與車場線方向垂直布設。地鐵車輛基地受到線路半徑、道岔尺寸的限制，為使布局緊湊，其咽喉區線路往往以“Y”型分支與車場線順向布置，雖縮短了咽喉區長度，卻也產生了三角地塊，存在部分用地浪費現象。

(2) ART及有軌電車車輛基地多采用環形貫通式。ART及有軌電車轉彎半徑小，其車輛基地可在較小的用地規模下實現環形貫通式布置。其車輛從入段、停車到出段無需牽出線調車，車輛運轉靈活，作業方便，能節省車輛進出基地時間。

(3) ART及有軌電車的站場線路與道路互適性強。布置車輛基地內的大型庫房前，應充分考慮鋪設運輸道路和環行消防通道的條件；各建筑單體間應根據需要鋪設人行通道，且各道路之間應盡量連通。ART及有軌電車的站場線路與道路互適性強，在用地緊湊情況下，道路不再是總平面布置的受限因素。

3 車輛基地占地指標比較

ART、有軌電車和地鐵車輛基地由于工藝特點、站場設計特點等的不同，用地面積和占地指標有較大區別。

3.1 地鐵車輛基地占地指標

JB 104—2008《城市軌道交通工程項目建設標準》規定，對于地鐵A、B型車，廠架修車輛基地用地指標為1 000 m2/車，車輛段(定修段)用地指標為900 m2/車。

3.2 有軌電車與ART車輛基地占地指標

廣州開發區電車試驗段起于新黃埔香雪，終于永和，線路長度約14.4 km。設置了嶺福車輛基地和主巖停車場。本文分別按照有軌電車方案和ART方案來比較嶺福車輛基地的占地指標。

3.2.1 有軌電車方案

有軌電車采用四模塊編組，列車長度為36.36 m。車輛基地采用貫通式布置形式。車輛基地運用庫采用1線3列位布置形式，共設7股道以供停車列檢(共21列位)；設1線2列位的均衡修1股道(共2列位)。運用庫北側設1條鏇輪線，均衡修線南側設1條臨修線。車輛基地南側設1條貫通式洗車線，并于洗車庫前段設置加沙庫。洗車線可兼做段內低速試車。車輛基地內包括綜合樓、輔助辦公用房、物資庫、變電所、污水處理站等。有軌電車方案的車輛基地占地4.78 hm2，具體布置如圖7所示。

圖7 有軌電車方案車輛基地平面布置

3.2.2 ART方案

ART列車采用三模塊編組，列車長度為31.64 m。ART車輛基地運用庫采用1線4列位布置形式，共設10股道停車列檢(共40列位)。檢修庫采用進出分離的形式，按照1線1列位布置，共設7股道。其中，月檢3股道、定修2股道、臨修1股道、換輪1股道。檢修庫南側設輔助檢修間及物資存放庫。檢修庫南側設1條貫通式洗車線。利用運用庫南側與電車走行通道之間的地塊依次布置污水處理站、牽引所及運轉樓。段址東側咽喉區三角地塊內設置1棟綜合樓，含食堂、公寓及控制中心。ART方案的車輛基地占地4.9 hm2，具體布置如圖8所示。

圖8 ART方案車輛基地平面布置

3.2.3 方案比較

綜上所述，地鐵A型車車輛基地(廠架修)占地面積指標約為1 000 m2/車，有軌電車車輛基地占地面積指標約為500 m2/模塊，ART車輛基地占地面積指標約為350 m2/模塊。計算可得，在相同容納車輛數量情況下，ART、有軌電車及地鐵車輛基地的占地指標比為2∶3∶6。因此ART車輛基地占地面積最小。

4 結語

本文從多個角度比較了ART、有軌電車和地鐵車輛基地總平面布置的區別；通過實例數據分析，得出ART、有軌電車、地鐵車輛基地的占地指標比為2∶3∶6。目前尚未有規范對ART、有軌電車提出占地指標規定，本文結論可為后續ART、有軌電車和地鐵車輛基地的工程設計提供參考。