地铁车辆段入段线通过式洗车线布置研究

金永乐 张 雄

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

地铁车辆段入段线通过式洗车线布置研究

金永乐 张 雄

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

文章首次对入段线通过式洗车线布置型式进行了研究。入段线通过式洗车线布置型式取消了独立的洗车线，将洗车机直接设置在入段线的进段端。文章分别从土建要求、控制模式和对入段线能力影响等方面对该洗车线布置型式展开了分析，并举例论证了该洗车线布置型式的洗车能力，最后从土地利用和洗车效率方面同四种传统的洗车线布置型式进行比较，论证了该洗车线布置型式的可行性。研究结果表明：入段线通过式洗车线布置型式对运营管理提出了更高的要求，但在节约用地和洗车效率方面都存在一定的优势，是一种值得推广的洗车线布置型式。

地铁车辆段； 洗车机； 布置型式； 洗车能力分析

1 引言

洗车机是地铁车辆段的重要组成部分，洗车作业也是地铁运营过程中最为频繁的作业之一。为提高洗车效率，国内对地铁洗车模式进行了多种研究，主要分为两类：一类着重对洗车机本身的机械部分进行改进，如戴文华[1]提出对洗车机端洗轴改造以降低洗车机的故障率，张洪威等[2]提出从洗车机机械构造、洗车工艺布置、洗涤剂选用等方面优化来改善洗车效果；另一类着重对洗车线布置型式进行研究，探索如何在节约地铁用地与提高洗车效率之间取得平衡，如张雄等[3]对几种典型的洗车线布置型式进行洗车工艺比较和洗车能力分析，张强等[4]对洗车机咽喉区八字线通过式布置型式进行分析，并提出优化方案。

常见的洗车线布置型式主要有4种[3]：咽喉区通过式布置、与运用库并列通过式布置、咽喉区八字线通过式布置和尽头线往复式布置。此外，还有一种比较罕见的洗车线布置型式—即取消独立的洗车线，将洗车机直接设于入段线上。这种洗车线布置型式在深圳地铁4号线龙华车辆段内已得到应用，本文命名这种洗车线布置型式为入段线通过式布置，并首次对这种洗车线布置型式展开研究。

2 入段线通过式布置

2.1 概述

本文研究的入段线通过式洗车线布置，如图1所示。车辆段取消了独立设置的洗车线，洗车机直接设于入段线的进段端，入段线兼做洗车线的功能。出、入段线是连接车辆段与正线的纽带，也是地铁车辆段中最繁忙的线路，这种洗车线布置的前提是保证出、入段线的车辆通行能力。

图1 入段线通过式洗车线布置型式示意图

2.2 土建及其他要求

地铁车辆段出、入段线多为坡道形式，洗车机宜布置在平坡上。洗车机设备布置区域按60 m设计，设备区前6 m外才可设置信号灯，因此洗车机设置区域须具备66 m平直线路。出、入段线的交叉渡线为7号道岔，根据限界计算，道岔尖轨端离岔心27.6 m范围内都存在建筑限界的加宽，另考虑交叉渡线的信号灯设置要求，洗车机设置区域须距离交叉渡线岔心36 m以上，洗车机布置如图2所示。

图2 入段线通过式洗车线布置型式平面图(m)

经分别对哈威克和沃尔新洗车机设备布置进行研究，在不考虑端洗工位的情况下，洗车机设备离线路中心线最大距离可以控制在3 000 mm以内，如图3所示。

图3 洗车机入段线布置剖面图(mm)

出、入段线的线间距一般为5 m，A型车的设备限界最大宽度为3 300 mm以内(直线段)，洗车机设置在入段线上能满足出段线通过车辆的限界要求。若保留洗车机的端洗工位，为保障行车安全，出、入段线线间距须不少于6 m。

洗车机60 m长作业区域须铺设架空接触网或接触轨，为方便洗车机检修，洗车机作业区域须设置独立的供电分区。

2.3 信号、洗车机控制模式

地铁正线通常采用完整的ATC 系统，车辆段采用国产计算机联锁系统单独控制，出、入段线近车辆段处设置转换轨，用于驾驶模式的转换。本次研究将转换轨设于进段信号机内侧，进、出段信号机并置，转换轨由车辆段控制，车辆进出车辆段均需在转换轨处转换操作模式，车辆段内作业均按调车模式运作[5]。洗车机设于转换轨内侧，洗车机和转换轨间设置信号机(D1)，该信号灯兼做洗车信号灯，洗车机外侧设置“洗车机工作显示器”，洗车机内侧1列车长处设置“列车出洗车机警示牌”，如图2所示。

洗车机的控制采用DCC远程控制和现场控制两种模式，现场控制优先。洗车机启动后，洗车机通过自带传感器感知列车已进入洗车机作业区，而后各道洗车工序按程序启动对进入列车进行外皮洗刷，列车一离开洗车机作业区，洗车机便停止运行。若列车反向进入洗车机作业区，洗车机不会运行。列车入段控制流程如图4所示。

图4 列车入段控制流程图

2.4 洗车能力分析

入段线通过式布置对列车入段能力的影响主要表现在对列车入段最小时间间隔的影响上，根据车辆段内信号控制的要求，列车入段最小时间间隔为相邻列车入段径路开放的时间差，相邻列车停放的区域不同，开放径路的时间差也不同。

(1)按开放径路最大时间差来研究。开放入段径路的最大时间差应发生在相邻两列车停放在同一条停车线上的两个列位，两列车的入段径路完全重叠，这种情况下，列车入段最小时间间隔最大值(Tmax)为列车从等待入段处出发行至库内的耗时(t行驶)加上等待入段的请示时间(t等待)。通过调研，列车等待入段的请示时间一般不超过30 s。

Tmax=t行驶+t等待

计算前提：洗车机只进行侧洗，A型车6辆编组车长140 m，段内正常运行速度按20 km/h，列车启动加速度和制动减速度按1.0 m/s2，t等待取30 s，另设，车辆段入段第一副道岔至运用库前的径路长度为S。

①不洗车直接入段

Tmax1=0.18S+49.09+30

②3 km/h洗车速度入段

Tmax2=0.18S+258.88+30

③5 km/h洗车速度入段

Tmax3=0.18S+159.85+30

关于S的取值，本文采取对多个车辆段布置进行统计的方法，这些被统计车辆段的洗车机均不是采用咽喉区通过式布置的。

深圳地铁2号线蛇口西车辆段，S=355 m；

深圳地铁4号线龙华车辆段，S=432 m；

深圳地铁7号线深云车辆段，S=431 m；

深圳地铁11号线松岗车辆段，S=435 m。

可见，大部分地铁车辆段S值都在500 m以内，此处按S=500 m进行计算：

表1 S值取500 m的Tmax值计算结果

(2)按开放径路最小时间差来研究。开放入段径路的最小时间差应发生在相邻两列车的入段径路重叠段只有第一副交叉渡线，这种情况下，前趟列车离开第一副交叉渡线后，后趟列车便开始请求入段。按图2分析，洗车机前信号灯到第一副交叉渡线末端的距离为159 m，则列车入段最小时间间隔最小值(Tmin)计算如下：

①不洗车直接入段

Tmin1=86.60s 或1.44min

②3 km/h洗车速度入段

Tmin2=296.36s或4.94min

③5 km/h洗车速度入段

Tmin3=197.32s或3.29min

(3)由上述计算结果可知，无须清洗的列车入段最小时间间隔可达到1.44 min，须清洗的列车入段最小时间间隔需3.29～6.31 min，入段线通过式布置型式增加了列车的入段时间间隔，但是，因为洗车机不进行反向洗车作业，这种布置型式对列车的出段能力无影响。运营对地铁车辆段的发车能力要求较高，发车能力须满足列车正线运行的最小时间间隔。但列车下线入段多在运营闲时，运营对列车下线入段能力没有严格的最小时间间隔要求。

(4)实例分析。本次研究以某已运营线路的日列车入段时间表作为分析实例(表2中列车号已采用自定义编号替代)。

表2 国内某已运营线路的日列车入段时间表

表2规定了一天内47列车入段的时间，经统计，与后一列车的入段时间间隔在3 min以内(不含3 min)的有5列，与后一列车的入段时间间隔在5 min以内(含5 min)的有7列。若在该线上采用入段线通过式洗车线布置，在完全不影响列车入段能力，且只进行列车侧洗的前提下，一天内完成洗车比例为85%～89%，第二天DCC调度调整下列车交路车次对应的车号，可以实现2天内，完成洗车比例100%，无须列车夜间出库洗。

在考虑列车端洗的情况下，因端洗比侧洗须增加10分钟，则须清洗的列车入段最小时间间隔为13.29～16.31 min，这种情况下列车洗车将对入段线的列车入段能力造成较大影响。本次研究提出在列车入段进行端洗的情况下，采用出段线分流部分入段列车的方式，且端洗列车和从出段线入段列车均须侧向通过第一副交叉渡线，从而避免径路交叉。对上述案例进行分析，通过合理排班后，满足列车入段间隔在15 min以上(含15 min)的列车有21列，则一天内完成洗车比例为45%，通过调度排班，理论上可以实现3天内，完成洗车比例100%，无须列车夜间出库洗。

3 比较与分析

3.1 与常用洗车线布置比较

与四种常用的洗车线布置型式进行比较如表3所示。

本文提出的入段线通过式洗车线布置与其他布置型式的比较分析如下：

(1)用地。没有单独的洗车线，相比其他洗车线布置型式，节约用地效果显著，且这种布置型式对车辆段用地条件要求最低。

(2)洗车作业。列车洗车时无折返作业，效率与咽喉区通过式布置相当，相比其他布置型式，洗车效率存在优势。

(3)运营管理。对列车交路的设计以及洗车机设施的维护管理提出了更高的要求。

3.2 补充说明

(1)在入段线通过式布置型式下，洗车作业须同列车派班计划结合到一起，对洗车质量进行严格的控制，避免出现一些车重复洗和一些车漏洗的现象。

(2)因这种布置型式没有独立的洗车线路，对洗车机的故障检修带来了一定的困难，检修时间必须安排在列车出入空档期或地铁运营结束后进行。

(3)因地铁列车侧洗和端洗频率视运营条件不同而有所区别，在入段线通过式布置型式下，运营部门可根据实际运营需求设计合适的列车交路，实现洗车效率最大化。

(4)洗车机建议采用露天设置，也可以在洗车机作业区域设置雨棚，但无法设置洗车机库，北方寒冷地区不宜采用这种洗车机布置型式。

4 结论

综上所述，本文研究的入段线通过式洗车线布置型式在功能实用性上是可行的，虽然对地铁运营管理提出了更高的要求，但在提高洗车效率和节约地铁用地方面都存在很明显的优势，这也将更加符合土地日趋紧张趋势下的地铁建设需要。因此入段线布置型式也是一种值得推广的洗车机布置型式。

[1] 戴文华.地铁列车洗车机端洗轴改造[J].技术与市场,2012,33(6):62. DAI Wenhua. End washing shaft upgrading of car washer for metro train[J]. Technology & Market, 2012,33(6)：62.

[2] 张洪威,张文学.广州地铁3 号线电客车清洗效果的改善[J].城市轨道交通研究, 2010,3(6):83-86. ZHANG Hongwei, ZHANG Wenxue. Improvement of the Cleaning Effect for Guangzhou Metro Line 3 Trains[J]. Urban Mass Transit, 2010,3(6):83-86.

[3] 张雄,李剑虹.论地铁车辆段洗车线布置型式及能力分析[J].铁道工程学报,2007,51(6):75-79. ZHANG Xiong, LI Jian-hong. Analysis of Layout Type and Capacity of Train Washing Track in Metro Depot[J]. Journal of Railway Engineering Society, 2007,51(6):75-79.

[4] 张强,张茂帆.地铁车辆段咽喉区八字式洗车线布置的优化[J].现代城市轨道交通,2009,6(6):91-94. ZHANG Qiang, ZHANG Maofan. Optimization of Washing Track Arrangement of Throat Area in Metro Depot[J]. Modern Urban Transit, 2009,6(6):91-94.

[5] 肖培龙.地铁车辆段转换轨设置点与信号系统处置方式分析[J].铁路通信信号工程技术(RSCE),2012,9(6):52-55. XIAO Peilong. Analysis of Location Setting of Metro Conversion Rail and Processing of Signal System[J]. Railway Signaling & Communication Engineering, 2012,9(6):52-55.

Research on Layout of Pass-type Washing Line of Receiving line to Metro Depot

JIN Yongle ZHANG Xiong

(China Railway Eryuan Engineering Group Co. Ltd, Chengdu 610031, China)

The layout of pass-type washing line of receiving line to depot is first studied, which uses the train-washing machine on the entrance end of receiving line to depot. This article analyzes the above mentioned layout in aspects of civil engineering condition, control mode and the effects on entrance line, and proves the washing capacity of this type using fact-based data. Finally, a comparison based on efficiency and land-using with four other traditional layout types of Train-washing track is made. The purpose of this paper is to demonstrate the feasibility of this layout of Train-washing track. In summary, although this layout of Train-washing track requires more skilled management, it still has certain advantages in saving land while archiving higher washing efficiency and is worthy to be popularized.

metro depot；train-washing machine；type of layout；analysis of washing

2015-10-08

金永乐(1985-)，男，工程师。

1674—8247(2016)02—0061—04

U279

A