有轨电车与地铁的车辆段比较

2015-10-21 05:17
城市轨道交通研究 2015年7期
关键词:股道车辆段检修

姚 幸

(上海市城市建设设计研究总院,200125,上海∥工程师)

有轨电车与地铁的车辆段比较

姚 幸

(上海市城市建设设计研究总院,200125,上海∥工程师)

介绍了有轨电车与地铁在车辆维修制度和车辆段布局等方面的特点。从车辆段的主要功能、车辆检修制度、车辆段用地规模和工艺设计等方面,分析比较有轨电车车辆段与地铁车辆段的差异,为有轨电车工程中车辆段的设计提供参考。

有轨电车;地铁;车辆段

Author's address Shanghai Urban Construction Design and Research Institute,200125,Shanghai,China

有轨电车是具有中运量水平的城市公共交通系统,沿城市道路运行,通常采用半封闭或混合路权,其轨道表面一般与城市道路路面平齐;在与城市道路的交叉口主要采用平交形式,运行采用司机瞭望的模式。

地铁是具有大运量水平的城市公共交通系统,沿城市交通走廊运行,采用高架或地下的全封闭路权形式,并采用先进的信号控制系统进行运行管理。

两种交通系统不但运行模式和路权形式有所不同,在车辆技术形式及检修标准上也有较大的差别,使得其车辆段也存在一定的差异。

1 有轨电车车辆段与地铁车辆段

1.1车辆段的主要功能

从定义上讲,有轨电车车辆段与地铁车辆段并无较大的区别,都是作为自身系统中车辆的运用、检修基地。

车辆段主要具备以下基本功能:

(1)车辆停放及日常维护检修功能:包括配属全部车辆的乘务、停放、车内清扫、外部洗刷及定期消毒等日常维修和保养;司乘人员每日出、退勤前的技术交接;车辆的周检、月检及一般性临时故障的处理。

(2)车辆检修功能:配属全部车辆的临修、定修、架修和厂修。

(3)车辆救援功能:车辆发生故障、事故或供电中断时,能迅速出动救援设备起复车辆,或将列车牵引至临近车站或车辆段,尽快恢复运营秩序。

(4)系统维修功能:对各系统包括给排水、供电、通信、信号、防灾报警等机电设备,以及房屋建筑、轨道、桥梁、车站等建(构)筑物进行维护、保养和检修等。

(5)材料供应功能:负责运营过程中所需各种材料、设备器材、备品备件、劳保用品,以及其它非生产性固定资产的采购、储存、保管和供应工作。

(6)技术培训功能:承担组织与运营维护相关员工的技术教育、岗前培训、职业技能再教育、考核等相关培训任务。

1.2两种公共交通系统车辆段的区别

(1)车辆与所属车辆段之间的相对固定性。有轨电车线网中各线除采用独立运营方式外,通常还采用共线运营或交叉运营方式,行车组织较灵活,因此在线网形成后,每辆有轨电车都可能根据不同的运营组织而进入不同的车辆段内。地铁线网中各线基本上采用独立运营方式,不同线路之间通常不设置或只设置一处联络线,仅用于方便车辆大修和运输转线。根据其不同的运营特点,有轨电车可就近回库,减少空跑里程,减小车辆段的规模。

(2)维修任务量与功能定位。有轨电车属于中运量的道路公交系统,对运营可靠性的要求比地铁低,且其车辆采用模块化设计,维护保养任务量较小。因此,有轨电车车辆段通常侧重车辆的日常维护保养和停放,将定期维修集中进行。有轨电车车辆段承担其所应具备的所有功能,且以车辆检修维护任务为主;停车场承担车辆停放和日常维护功能,以及简单低级的检修功能,以车辆停放功能为主。地铁对运营可靠性的要求非常高,其日常维护保养任务量较大,定期检修的等级和任务划分也较为细致。地铁大架修车辆段除承担一条线路的车辆段所应具备的所有功能外,还应考虑网络中必要的其他一些功能,例如隧道和桥梁的检修和维护、全网络轨道的打磨等;地铁定修车辆段通常只承担定修以下的任务,在线路相关的维护保养检修方面只承担较简洁的任务;地铁停车场承担车辆停放和日常维护功能,以及简单低级的检修功能,主要考虑临修功能;地铁辅助停车场通常只承担车辆的日常停放和维护保养功能。

从运营模式、系统可靠性和维修任务量等方面对两种公共交通系统车辆段进行比较后可知,有轨电车车辆段规模更小,设置更灵活。

2 检修制度

2.1有轨电车检修制度

目前国内尚未出台有轨电车检修制度的相关标准,其检修制度大多根据国外考察、现阶段车辆供应商提供的资料以及运营单位的意见,参考正在实施的有轨电车项目和国内地铁的检修周期,制定车辆的运用检修周期。

车辆的技术水平对车辆检修制度的确定有着重要影响,主要体现在车辆的修程设置和检修周期上。现代有轨电车车辆技术先进,采用的转向架及轮对等与地铁车辆有较大区别,其模块化设计使得车辆维修多采取更换方式,因此检修制度较地铁更简化,如表1所示。

表1 有轨电车车辆检修周期及指标[1]

2.2地铁检修制度

目前,国内许多大中型城市都已建设地铁线路,虽然各个城市因为车辆技术条件差异及自然环境不同,检修制度略有不同,但其等级划分原则基本相同。根据建标104—2008《城市轨道交通工程项目建设标准》规定,城市轨道交通车辆检修制度可按表2执行。

表2 城市轨道交通车辆检修周期及指标[2]

3 车辆段工艺及站场设计特点

3.1工艺设计特点比较

车辆检修制度和功能定位不同,导致有轨电车车辆段与地铁车辆段的工艺设计要求有较大区别。有轨电车车辆段的工艺设计主要有如下特点:

(1)以日检代替列检。根据国外有轨电车车辆段设计,结合有轨电车运行速度低、每日走行公里数较地铁车辆小、轴重低、免维护性强等特点,有轨电车可取消每日列检,列车日常状态主要由司机监控,出现故障现象进行临时检修。因此,有轨电车车辆段主要用于车辆日常停放及检修维护,原地铁车辆段中停车列检线上的检查坑被取消,停车列检线仅作停车线使用;同时,单独设置1~2股日检(加砂)线,对车辆外观以及当日司机驾驶过程中察觉有故障的车辆进行简单检查。

(2)增加轮对动态检测间。有轨电车属于道路公交系统,运行于市政道路之上,车辆可能受到外部环境的干扰。因此,有轨电车车辆段通常在出入段线位置设置轮对动态检测间,其中设轮对动态检测设备,包括轮对外形尺寸动态检测、平轮(擦伤、剥离)动态检测和车号识别系统。车辆通过时,可对车轮各相关部位的尺寸和踏面缺陷进行检测,信息反馈至车辆调度室内。

(3)将双周检改为单周检。由于有轨电车车辆段取消了列检,在工艺设计时将双周检改为单周检,适当加大对车辆运行状态的监控,以保证行车安全。单周检主要检查车底易耗件的磨损情况,检查、清洁车顶空调等设备。

(4)缩短检修时间及里程。国内地铁车辆执行的厂、架修走行公里指标一般为120万km和60万km。有轨电车车辆有别于封闭区间运行的地铁车辆。参考国外有轨电车检修制度,将有轨电车的车辆厂、架修走行公里指标调整为90万km和45万km。

(5)考虑将厂、架修外委。有轨电车的建设较多与城市产业化相结合,因此其工艺设计时可考虑将占地面积大、使用频率低的厂、架修设施外委至当地或邻近城市的有轨电车生产厂商。若当地或邻近城市没有车辆生产厂商,考虑到有轨电车的模块化生产工艺,也可将其厂、架修任务外委至附近的地铁车辆段。

(6)增设加砂线。根据有轨电车的车辆制式(钢轮钢轨)、恶劣的运营环境及线路设计情况(最大坡道50‰),并考虑其在城市道路上的运行安全,需在车辆段内设置加砂线。地铁列车由于行驶于相对封闭区间,不需要这一工艺设施。

3.2站场设计特点比较

有轨电车的车辆段站场布置与地铁大致相同,主要由股道、道路、运用检修主厂房、辅助生产厂房、生产办公房屋、生活房屋及绿化等组成。

3.2.1线路标准

有轨电车车辆段出入段线平面最小曲线半径不小于50 m,困难条件下不小于25 m;车场线最小曲线半径一般情况为25 m。库外线路纵坡不超过5‰。车辆段内一般采用3号道岔,特殊情况可采用T型道岔。

地铁车辆段出入场线平面最小曲线半径为250 m,困难情况下为150 m;车场线平面最小曲线半径为150 m。库外线路纵坡不超过1.5‰。车场内采用7号道岔。

线路标准的差异,导致有轨电车车辆段的占地面积较地铁小得多。

3.2.2用地选址

地铁一般在线路端部设置车辆段。受出入场线线形、坡度和车辆段咽喉区限制,通常对车辆段地块的形状大小都有严格要求,这使得地铁的车辆段选址一直是工程前期的难点之一。受市区用地紧张限制,车辆段多位于郊区,因而增加了空车行驶距离,也无法更合理地布置车辆段。

有轨电车一般在线路端部设置车辆段。由于有轨电车曲线半径小、爬坡能力小、道岔小巧,通常其车辆段的选址相当灵活,且对选址地块的要求相对较低,甚至由于用地紧张可采用立体停车及检修库的模式。

3.2.3出入段线

出入段线是车辆段连接正线的线路,一般有平面交叉和立体交叉两种。

地铁的敷设方式一般为地下线或高架线,因此采用立体交叉方式,这样可避免车辆出入段作业对正线的行车干扰和作业安全,满足出入段线通过能力需求。

有轨电车的敷设方式多采用地面线形式,因此其出入段线多采用平面交叉方式,仅在严重影响运营的情况下会特别增加高架线路或地下线路,设置立体交叉。有轨电车的出入段线虽因采用平交形式而降低了工程费用,但对正线运营、城市道路的影响是不可避免的,因此,需将此作为重要节点,对接轨方式、道路交通组织和道路竖向设计等进行协调设计。

3.2.4总平面布置

(1)作业条件。车辆段内线路的布置原则是尽量减少车辆在段内调车时的走行距离。由于有轨电车曲线半径小、道岔小,有轨电车的车辆段站场布置更紧凑,贯通式布置条件更好。同时,由于有轨电车检修工艺流程较地铁简单,通常其车辆段设计可进行资源整合,平面布置较地铁车辆段更精简,与公交场站和车辆维修厂更接近。

(2)站场平交道条件。对于车辆段内的大型库房,布置前就应考虑铺设运输道路和环行消防通道的条件;各建筑单体间应根据需要铺设人行通道,且要求各道路之间尽量连通。有轨电车站场线路与道路互适性强,在用地紧凑情况下,道路布置不再是总平面布置的受限因素。

(3)综合开发条件。有轨电车车站形式简单,爬坡能力强,维修保养工艺相对精简,在满足车辆运用检修的前提下,车辆段总平面布置时柱网可调空间大,检修设施布置更集约,可为物业开发提供更充分的条件。

3.2.5用地规模

有轨电车车辆段和地铁车辆段由于工艺特点、站场设计特点等的不同,用地面积和占地指标有较大区别。现对已建的两类车辆段进行规模及用地上的比较。

上海浦东张江有轨电车一期工程全长约9 km,车辆按3模块设计,设一处车辆段。车辆段远期停车18台位,设置检修线2股道5台位,试车线1股道。张江有轨电车车辆段作为有轨电车路网中的检修基地,除承担本线月检和年修以下修程的检修任务外,还预留承担其他4条有轨电车线检修的条件。张江有轨电车车辆段由停车库、检修库、洗车库和综合楼组成。停车库承担本线配属车辆停放、运用工作,检修库承担车辆的定期检修工作,综合楼由控制中心、变电所、工区、培训中心等合建而成。车辆段占地面积2.98 hm2。张江有轨电车一期工程车辆段总平面布置图如图1所示。

图1 张江有轨电车一期工程车辆段总平面布置图[3]

苏州高新区有轨电车1号线工程全长约18 km,设一处车辆段。车辆段设置停车台位9股道36台位,周检线2股道4台位,月检线1股道2台位,定/临修线1股道2台位,架/厂修线2股道3台位;不落轮镟线1股道,洗车线1股道,车辆油漆喷涂线、烘干线共2股道。该车辆段是全网6条有轨电车线路中的2个车辆段之一,定位为1号线全线车辆的运用存放和检修,以及远期1、3、4号线的厂、架修。车辆段内包括检修库、综合楼、不落轮镟库及洗车库、油漆车间、停车棚、危险品、变电所等,占地约9.59 hm2。车辆段平面布置如图2所示。

上海轨道交通2号线东延伸段工程全长约30 km,设3处车辆段,其中一处为川沙停车场。该停车场按6辆编组设计,远期停车32列位;设置月检线2列位,临修线1列位,洗车线1股道,平板车线1股道,牵出线1股道,试车线1股道(远期设计长度844 m),工程车线1股道。川沙停车场作为2号线的辅助停车场,仅有停车、列检、周月检及临修功能,设置设备维修工区,总占地面积15.00 hm2。2号线全线其余约50列车的停放和检修均由另两处与其他线路共用的车辆段承担。川沙停车场平面布置图如图3所示。

图2 苏州高新区有轨电车1号线大阳山车辆段总平面图[1]

通过以上实例和其他相关统计比较,地铁车辆段(A型车)占地面积指标约为1 000 m2/车(辆),有轨电车车辆段占地面积指标约为450 m2/模块。有轨电车车辆段的单位占地指标仅约为地铁的一半,甚至更低。

4 主要差异及对设计的影响

4.1工艺设计

目前,国内已开始大规模设计及建设现代有轨电车,但其检修制度尚无明确的标准。有轨电车车辆段工艺设计时只能借鉴较为相似的地铁工程运营维护经验,并结合车辆生产厂商和运营单位的意见来确定车辆检修制度和周期,造成了规模上的浪费。有轨电车的工艺设计应结合自身特点,尽可能地减化工艺流程,避免墨守成规的设计理念,缩减车辆段规模。

4.2站场设计

图3 川沙停车场总平面布置图[4]

结合有轨电车的车辆性能和线路标准,有轨电车车辆段站场设计的形式较地铁应更多样化和想象力,可尝试以往做地铁车辆段设计时受限于道岔、曲线半径等原因而无法实现的工艺流线的站场布置。同时,应处理好有轨电车不同于地铁的限界、路基等技术特点对站场线路布置的影响。

4.3占地指标

车辆段是有轨电车和地铁系统必不可少的部分之一,工程投资大、占地面积大、设备利用率低、运营成本高、能源消耗高。地铁车辆段的实践经验丰富并有相关规范作为设计支撑,可以在工程前期较准确地估算其占地;而有轨电车在前期阶段很难准确地估算车辆段的规模。因此,根据积累的工程经验和合理的技术参数,从更有效利用占地的角度寻求适合有轨电车的建设规模和用地指标,是有轨电车车辆段设计的当务之急。

4.4综合开发

有轨电车车辆段或地铁车辆段占地面积较大,主要利用地面一层用地,且距离接轨站比较近,若有条件进行物业开发,其经济价值较高。有轨电车车辆段在出入段设置、检修设施、选址用地等方面的要求均比地铁低,设计也更灵活,因此,有轨电车车辆段更有条件综合开发或预留。

5 结语

本文从车辆段的主要功能、检修制度、工艺和站场设计等方面,比较了有轨电车车辆段与地铁车辆段的主要区别。现代有轨电车车辆段的设计不能大量地以地铁车辆段为基础和依据,更不能使车辆段成为这一城市中运量公共交通工程实施的难点之一。希望本文能在我国现代有轨电车发展的起步阶段对工程中的车辆段设计和建设起到一定的参考和借鉴作用。

[1] 上海市城市建设设计研究院.苏州有轨电车1号线工程初步设计[R].上海:上海市城市建设设计研究院,2011.

[2] 建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准[S].

[3] 上海市城市建设设计研究院.张江有轨电车项目一期工程初步设计[R].上海:上海市城市建设设计研究院,2007.

[4] 上海市城市建设设计研究院.上海市轨道交通2号线东延伸段工程补充调整初步设计[R].上海:上海市城市建设设计研究院,2009.

Comparative Study of Tram and Subway Vehicle Depots

Yao Xing

The maintenance system and depot layout of tram and subway vehicles are firstly introduced.Then,according to the main functions of depot,vehicle maintenance system,land scale and process design of vehicle depot,the difference between tram and subway depots is analyzed and compared.This research could provide some

for the construction of tram depot project.

tram;subway;depot

U 482.1;U 231.94

10.16037/j.1007-869x.2015.07.031

2014-02-28)

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