迂军杰
(中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安 710043)
司机登车平台作为地铁车辆基地重要的非标准工艺设备,其布置型式地铁规范无明确要求,导致在使用过程中出现干扰列检作业和司机登车平台台面与司机室地板面高差过大等问题[1-6]。且随着全自动驾驶技术[7-9]的推广,传统司机登车平台在使用过程中易出现人体触电不适。因此,本文针对以上问题进行司机登车平台优化设计。
地铁车辆基地司机登车平台如图1所示,其布置型式主要包括司机登车平台楼梯口的方向和司机登车平台相对驾驶室的位置2个方面。
目前地铁车辆基地司机登车平台楼梯口位置布置方式有2种:一种如图2 所示,楼梯口分别朝向列车两端;另一种如图3所示,楼梯口分别朝向列车中部。
司机登车时一般从通道走向车头位置登车,图2布置方式可以减少司机登车过程走行距离,图3布置方式存在登车平台楼梯段遮挡列车首个转向架,影响列检作业。因此,司机登车平台楼梯口分别朝向列车两端(图2)更有利于司机登车,且能防止登车平台楼梯段干扰列检作业。
图1 司机登车平台立体图
图2 司机登车平台楼梯口朝向列车两端
图3 司机登车平台楼梯口朝向列车中部
地铁车辆驾驶室平面布置如图4所示,司机视角左右两侧各有1扇车门。各地区车辆基地停车列检库司机登车平台设置无统一标准,左右侧车门设置登车平台的现象都普遍存在。
图4 地铁车辆驾驶室平面图
司机登车平台设置在司机视角右侧车门位置虽然便于司机登车,但列检人员和车内保洁人员也由司机登车平台登车,需要穿过狭窄的驾驶位进入客室作业,部分人员登车时还携带有装备,穿越驾驶室时易出现刮蹭。
综上所述,司机登车平台设置在司机视角左侧车门更合理,保证列检人员和车内保洁人员登车通道更顺畅。
全自动驾驶列车将不设专职列车司机,列车司机由全职能车乘代替。列车在停车列检库内自动唤醒,自动升弓带电,完成自检上线后,全职能车乘登车[10-11]。
GB 50157-2013《地铁设计规范》中要求车辆基地库线走行轨对地电位不应大于60 V。传统的司机登车平台与大地之间无绝缘措施,现场实际统计的轨电位远高出规范要求的60 V[12-13],因此,在车体与司机登车平台之间存在电势差。如果登车人员鞋底绝缘不良或者一只手与车体接触、另一只手与登车平台栏杆接触,就有电流从登车人员体内通过,给登车人员造成不适和危害[14-15],可见,传统的司机登车平台已无法满足全自动驾驶列车要求。
如果采取司机登车平台和钢轨短接形成等电位,同时采取措施使登车平台与大地之间绝缘,虽然能够消除司机跨越登车平台和车体之间的电击隐患,但登车人员由地面跨越司机登车平台首个台阶时,若登车人员鞋底绝缘不良或地面潮湿,仍会存在车体电流通过人体进入大地,给登车人员造成不适。
直接采用登车平台支腿与大地绝缘的方案更简单。如图5所示,在司机登车平台与大地直接接触的支腿之间增设绝缘垫和带凸肩的绝缘套管,从而将司机登车平台和大地隔离,切断电流通道。同时在司机登车平台地脚螺栓增设绝缘防护帽,防止灰尘和杂物在螺母附近积累破坏绝缘效果。作业人员登车跨越登车平台和车体之间时,由于登车平台对地绝缘,切断了电流通道,消除了传统登车平台易造成人员登车过程电击不适的缺陷。
图5 司机登车平台对地绝缘细节图
该方案在不对传统司机登车平台大改动的前提下,仅在司机登车平台与地面接触的支腿采取绝缘措施,方案简单可行,费用较低,同时满足了全自动驾驶列车登车作业安全要求。
在设计地铁车辆基地停车列检库的库长时,一般按照A型车140 m、B型车120 m设置图6柱式检查坑段L的长度[16-17]。当用地受到限制时,为压缩库长,通常会压缩图6中L的长度,仅保证地铁车辆所有转向架轮对投影处于列检坡底-1.2 m高程的水平地面,如图7所示,此时,司机室车门将竖直投影于柱式检查坑的斜坡位置。
司机登车平台作为工艺设备,招标时用户需求书仅简单的注明高度为2.15 m、1.05 m等要求,未考虑司机登车平台具体的设置位置和相应的土建施工误差。司机登车平台到货后按照停车位置安装,经常出现登车平台台面与司机室高差过大,如图8所示,给登车作业人员带来不便。且每个司机登车平台总有几个支腿与地面不能完全贴合、出现悬空现象,需要进行高度调整。因此,为保证司机登车平台台面与地铁车辆司机室地面齐平,相应的所有支腿的高度需要根据地面标高加工制作。
传统司机登车平台地面标高适应性差,需要改进。结合土建施工模架的可调底托对传统的司机登车平台支腿进行改良,在传统的司机登车平台的支腿增设可旋转调整高度的丝杠,如图9所示。通过旋转丝杠调整司机登车平台台面高度和水平,并使司机登车平台每个支腿的固定底板与地面密贴。调整高度后拧紧锁止螺母消除丝杠与固定螺母的窜动间隙,最后地面钻孔用膨胀螺栓固定司机登车平台的固定底板。
司机登车平台固定支腿增加高度可连续微调的装置后,提高了地面标高适应性,能够在一定范围消除地面施工误差及列车停车位置调整后带来的司机室地面与平台面高差过大问题。
本文通过对司机登车平台的布置及特征分析,指出司机登车平台楼梯口分别朝向列车两端,司机登车平台布置在司机室司机视角左侧车门能够减少现场作业干扰,同时方便现场使用。全自动驾驶技术的引用,要求司机登车平台对地绝缘。司机登车平台支腿增加可连续微调高度的丝杠底托能够适应列检区域长度变化和地面土建施工误差,提高登车平台地面标高的适应性。该研究成果可为以后地铁车辆基地司机登车平台的设计提供参考。
图6 柱式检查坑纵向剖面示意图(单位:m)
图7 压缩列检库长后柱式检查坑纵向剖面示意图(单位:m)
图8 司机登车平台台面与司机室高差过大
图9 司机登车平台高度调整结构细节图