胡恩德，巨邦盛，李 波

(重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司，重庆 401122)

跨座式单轨交通车辆段试车线长度计算研究

胡恩德，巨邦盛，李 波

(重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司，重庆 401122)

跨座式单轨交通车辆新车组装及检修后均需要在试车线进行动态调试，以检验新车组装质量和修程车检修质量；检验车辆技术状态，进行系统调试和性能试验。在车辆段设计中，试车线的设计非常重要，其设计重点是合理确定试车线长度。采用平均加速度法和牵引计算法对单轨交通试车线长度进行计算，分析比较高速试车和中速试车2种试车工况的计算结果，指出试车线长度设计应优先采用牵引计算方法得出的数据，并根据用地条件设计试车线。当车辆段试车线长度不能满足高速试车要求时，应在正线选择合适区段进行高速试车。

跨座式单轨交通；试车线；长度计算;设计

1 概述

跨座式单轨交通车辆采用无摇枕转向架，橡胶轮胎，具有噪声低，转弯半径小，爬坡能力强的特点。与地铁系统一样，跨座式单轨车辆新车和修竣车均需进行动态调试，因此车辆段应设置1条试车线，以满足调试需要，目前重庆单轨系统的4个车辆段都设置有试车线，因受用地条件的限制，试车线长度不同，所能承担的任务也有差异。其长度主要与列车的性能，包括运行速度、制动性能和参数以及试车综合作业要求有关。试车线设计时对长度、曲线半径、坡度都有要求[1]，单轨系统的试车线也有自己的特点：试车线采用预应力钢筋混凝土梁，供电方式为轨道梁两侧刚性接触网，试车线首末端要安装特制的车挡，因轨道梁面距地面有一定高度，需设置专门的登车小站台。试车线不设检修地沟，但需设过轨人行通道。如果条件允许，试车线应尽量满足75 km/h高速试车要求，最低限度也应能进行50 km/h中速试车[1]。

2 跨座式单轨交通车辆的试验

单轨车的试验分为静态调试和动态调试，其中动态调试需要在试车线上进行，在新车组装合格后以及列车进行重点检修、全面检修后都需要进行动态调试[2]，分述如下。

2.1 新车交付试验

试验流程：车辆制造完成→按有关规范在制造厂进行必要的试验→出厂运送到用户→将每节车厢和转向架用平板车运到车辆段进行组装→静调→试车线试验→正线试验→上线运行[3]。

主要试验内容如下[4]。

新车经组装检查合格后作库内走行试验，在试车线进行加速度试验(普通加速和高加速)，常用制动试验，紧急制动试验，退行超速保护性能试验，纵向救援连挂试验，车门开、关试验，旁路功能检查。并应进行模拟AW2工况(即满载工况)和AW3(即超载工况)运行试验。

车辆运行过程中，监控显示车辆状态正确，车辆运行平稳，走行部分无异常振动和声音。

司机在试车线每次转换方向运行时，必须在规定位置停稳联系信号楼，得到信号楼下放速度码后方能动车。非正常情况可以例外。

新车在试车线试验完成以后，还必须上正线试验，主要试验项目有主电机试验、牵引电机的各种性能进行确认、噪声试验、坡停、开关门试验及开关门状态显示试验、列车网络监控系统试验、屏蔽门与车门联动试验等。

新车调试未进行车辆交车前(车载ATP无法使用)，试车线试验时应切除ATP设备进行驾驶调试，但只许在规定区段按限制速度调试。

2.2检修后的试验[5]

列车重检、全检→编组调试→静调→试车线试验→正线试验→交付运营。

列车检修后上试车线调试，重点检查主电动机运行情况、车辆的起动性能应正常，测定加速度、减速度，检查制动性能应正常，车辆仪表、轴承、门窗等各部分运行正常，无异常情况。 列车控制装置、ATP/TD信号系统各项功能正常。试车线调试合格后列车应上正线试验。

3 试车线的功能和任务

试车线承担新车和检修后车辆功能检查、牵引性能试验和制动性能试验、车载信号系统试验，以及车载显示测试，报警、登录和诊断测试等[6-7]。

车门、屏蔽门(PSD)联动测试，与其他系统的接口测试，双侧车站定位停车测试在正线试验时完成。

试车线还承担新司机驾驶教学任务，新司机需在试车线上学习驾驶，考核合格后才能跟车上正线实习。

由于试车线承担车辆组装、检修后动态试验的任务，只有动态试验合格的车辆才能上正线试验，交付运营，因此在车辆段的设计工作中，试车线的设计也显得非常的重要。

4 设计规范对试车线设计的规定

(1)《跨座式单轨交通设计规范》( GB50458—2008)规定[8]：车辆段应设试车线。试车线的设计应满足下列要求：

试车线应为平直线路，困难条件下允许在线路端部设曲线。试车线应有配套的信号和供电设备，试车线的其他技术标准宜与正线标准一致；

试车线的有效长度应根据车辆性能、技术参数以及试车综合作业要求计算确定，试车线尽端应设车挡；

应在试车线的适当位置设置试车设备房屋；

地面试车线应有一段不小于一列车长度的硬化地面，便于维修人员作业。

(2)《城市轨道交通工程项目建设标准》(建标104～2008)规定[1]：“承担定修及以上修程的车辆段应设试车线，其长度应满足列车高速运行性能试验要求。在困难条件下，因用地长度不足，试车线长度可按中速(50 km/h)运行试验，完成车辆动力运行试验，也可在正线上指定地段完成高速运行性能和有关信号的试验。”

因完全理想的试车线场地难以实现，为适应地形，试车线一般都设计有曲线，实际设计中试车线设计采用的最小曲线半径300 m；一般设计为平坡，困难条件下可设在不大于5‰的坡道上。试车线采用关节型道岔或具有同等性能的道岔，当影响试车速度时采用关节可挠型道岔。

重庆市跨座式单轨交通2号线试车线采用了关节型道岔，3号线童家院子车辆段试车线采用了平移式道岔。

对关节型道岔和平移式道岔，道岔处于直线状态时列车可不限速，当道岔处于曲线或折线状态时，列车在AW0(空载)状态下通过道岔的限制速度为15 km/h。试车线设计时应保证线路通过道岔时处于直线状态[8]。

5 跨座式单轨列车试车线的长度计算

试车线应有足够的长度，才能满足车辆高速试车的要求，对跨座式单轨交通车辆，试车线长度应满足列车最大设计8辆编组试验的要求，可按以下方法计算。

5.1 理论计算

5.1.1车辆相关参数[8]

(1)列车长度(车钩连接面之间长度)：4编组列车长60.2 m，6辆编组列车长89.4 m；8辆编组列车长118.6 m。

(2)最高运行速度Vmax：75 km/h(20.83 m/s)

(3)起动平均加速度a1：不小于0.833 m/s2(列车速度从0 km/h达到30 km/h)

(4)常用制动平均减速度a3：1.1 m/s2

(5)紧急制动减速度：1.25 m/s2

(6)试验惰行时间：5 s

(7)试验安全距离：120 m

5.1.2平均加速度法计算试车线长度[9]

根据车辆调试大纲的规定，列车动车试验过程基本方式为：以低速(v≤7 km/h速度)巡线一周，检查试验线上的路况(注意线路上应无铁屑等易损坏车轮的异物)，一切正常后方可进行试验。试验过程为列车加速、惰行、减速，停车，其计算公式可为[10]

S=S1+S2+S3+S4+S5

其中，S为试车线长度，m；S1为启动距离，m；S2为惰行距离，m；S3为制动距离，m；S4为车身距离，m；S5为安全距离，m。

(1)列车按最高运行速度试车时试车线长度计算

①启动距离

m

②运行(惰行)距离(按5 s 计)

S2=Vmaxt=20.83×5=104.15 m

注：综合考虑惰行延迟和制动响应等时间2 s。

③安全距离S5取值为130 m

8辆编组列车试车线长度S=118.6+763.65+104.15+238.88+130≈1 355.28 m

(2)列车按50 km/h左右运行速度试车时试车线长度计算

②运行(惰行)距离(按5 s计)

S2=V50t≈13.89×5≈69.45 m

注：综合考虑惰行延迟和制动响应等时间2 s。

③安全距离S5取值为130 m

8辆编组列车试车线长度S=118.6+154.09+69.45+115.48+130≈587.62 m

5.2 牵引计算

根据车辆特性曲线，采用牵引计算方法可以比较准确计算试车线长度。考虑到新车需按AW2(满载)工况试验，应按AW2工况条件进行牵引计算。牵引、制动特性曲线如图1所示。

图1 单轨车辆牵引、制动特性曲线

AW2工况下速度为75 km/h时，牵引计算结果如图2所示。

图2 AW2工况下速度为75 km/h时的牵引计算简图

从牵引计算结果可知，0～75 km/h启动距离997 m，而用平均加速度法计算的启动距离为763.65 m，相差233.35 m。牵引计算的制动距离343 m，平均加速度法计算制动距离为238.88 m，相差104.12 m。牵引计算的8辆编组AW2工况试车线长度为1 778.6 m。

AW0工况(空载)下速度为75 km/h时，牵引计算结果如图3所示。

图3 AW0工况下速度为75 km/h时的牵引计算简图

从图3中可知，0～75 km/h启动距离584 m，制动距离275 m。与平均加速度法计算值比较，启动距离误差179.65 m，制动距离误差36.12 m。牵引计算试车线长度为1 218.6 m，与平均加速度法计算的试车线长度相差136.68 m。

比较可知，用平均加速度法计算的试车线长度比较接近于AW0工况牵引计算结果。由于列车检修后都是在AW0条件下上试车线试验，所以按AW0计算的试车线长度能满足一般检修试车。AW2工况下，试车线要求的长度要长很多，一般车辆段都达不到要求，只能在正线试验。

计算AW0和AW2两种工况条件下，8辆编组列车以75 km/h和50 km/h试车线计算结果如表1所示。

表1 75 km/h和50 km/h试车线计算结果

从计算结果可知，中速试车时，平均加速度法的计算结果接近于牵引计算结果。试车速度越高，其误差越大。

从以上的计算可以得出结论，对单轨列车而言，试车线长度应达到1 300 m以上，才能满足检修试车需要。更高速度的试车则需要上正线进行。如受到地形限制，只能中速试车时，试车线的长度至少应为700 m。

6 重庆跨座式单轨线路试车线

重庆市轨道交通3号线童家院子车辆段设置了长度为1 400 m的试车线1条。由于受基地总平面布置及场地的影响，试车线中部设置半径为400 m的曲线一段，当曲线不设超高时，可满足检修后的列车和新购车进行空载工况高速动态试验。试车线纵断面设计试车线全长范围均设计为平坡。车辆最大运行速度为75 km/h，试验线由于长度条件限制和安全限制最大运行速度不可以超过65 km/h。高速牵引制动性能试验，在正线选择平直区段进行[11]。

2号线试车线设置在大堰村车辆段，也是重庆首条试车线，最小曲线半径300 m，设计为平坡。受地形限制，车辆段内设长度700 m的试车线1条，平坡，有300 m半径的曲线2处。当曲线不设超高时，其长度满足45 km/h速度的试车要求；当曲线设2%超高时，其长度满足50 km/h速度的试车要求。此外，修竣车和新购车的高速牵引制动性能试验，考虑在正线的滨江路段CK1+450～CK3+700区段进行。该区段全长约2.25 km，最小曲线半径为300 m，最大坡度为4.5‰，可满足列车进行75～80 km/h的高速试验[12]。

重庆目前正在建设的3号线南延伸道角车辆段设有长度627.6 m试车线，也只能满足中速试车要求。2号线延伸线白居寺车辆段试车线长度为585.98 m，尚不能满足中速试车要求的长度，只能满足2号线目前4辆编组列车中速试车，6辆编组列车低速试验。

重庆长客车辆公司设计的厂内动调线，因厂区条件很有限，其长度只有400 m左右，只能用作低速试车。

7 试车线附属设备

跨座式单轨试车线因其轨面距地面约有2.2 m，需设置小站台登车，列车前进方向线路末端需设置特制的车挡。试车房屋一般设在信号楼内，试车线路沿线设置信号地面设备。

8 结论

(1)为满足新车调试和运营检修的试验要求，车辆段有条件时，应设计满足车辆高速试车长度要求的试车线，至少也应满足中速试车要求，当试车线长度不足时，应在正线选择适合高速试车的区段。

(2)试车线长度计算中，根据平均加速度法和牵引计算结果，优选牵引计算确定的试车线长度。

(3)车辆动态调试前应经静调合格，安全性验证通过以后，按编制好的调试大纲进行动态调试。

(4)试车线长度应达到1 300 m以上，至少应为700 m。

[1] 北京城建设计研究总院有限责任公司.建标104—2008 城市轨道交通工程项目建设标准[S].北京：中国计划出版社，2008．

[2] 长春轨道客车股份有限公司.重庆跨座式轨道交通3号线试验大纲[Z].长春：长春轨道客车股份有限公司，2010.

[3] 铁科院北京工程咨询有限公司，北京地下铁道运营有限公司，长春轨道客车股份有限公司.GB/T14894—2005 城市轨道交通车辆组装后的检查和试验规则[S].北京：中国标准出版社，2005．

[4] 重庆市轨道交通总公司，重庆市轨道交通设计研究院.CJ/T 287—2008跨座式单轨交通车辆通用技术条件[S].北京：中国标准出版社，2008．

[5] 重庆市轨道交通(集团)有限公司.单轨列车检修规程[S].重庆：重庆市轨道交通(集团)有限公司，2007．

[6] 张雄，李剑虹.论地铁车辆段试车线的功能及设计要求[J].铁道工程学报，2008(6)：101-105，111.

[7] 滕一陛.上海地铁1l号线高速试车方案研究[J].铁道标准设计，2010(3)：134-137．

[8] 重庆市轨道交通总公司.GB50458—2008 跨座式单轨交通设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008．

[9] 薄海青.地铁车辆段试车线长度精确计算[J].铁道标准设计，2012(12)：116-120．

[10] 杨金虎.深圳地铁机场快线试车线长度计算[J].现代物业·新建设，2013，12(4)：118-120．

[11] 北京城建设计研究总院.重庆市轨道交通三号线一期工程初步设计[Z].北京：北京城建设计研究总院，2006.

[12] 铁道部第二勘测设计院.重庆轻轨较新一期工程初步设计[Z].铁道部第二勘测设计院.成都，2000．

Research on Length Calculation of Test Track in Straddle Type Monorail Transit Depot

Hu Ende， Ju Bangsheng， Li Bo

(Chongqing Rail Transit Design & Research Institute， Chongqing 401122， China)

In order to test the quality of assembled new vehicles and the maintenance quality of repaired vehicles， the straddle type monorail vehicles require dynamic debugging in the test track after assembly or maintenance. The technical conditions of vehicles are inspected and system debugging and performance test are conducted. It is very important to design a test track when a depot is design， especially the defining of the length of the test track. In this paper， the average acceleration method and traction calculation method are employed to calculate the length of the test track; the calculation results of the two kinds of test conditions in high speed test and middle test are analyzed and compared; the design of test track length should give priority to traction calculation method to obtain data， and test track is so designed according to the site conditions. When the test track length in depot can not meet the requirements of high speed test， an appropriate section of the main line shall be selected for high-speed test．

Straddle type monorail transit; Test track; Length calculation; Design

2014-01-14；

：2014-03-10

胡恩德(1965—)，男，高级工程师，1986年毕业于重庆大学，工学学士，E-mail:549831675@qq.com。

1004-2954(2014)11-0147-05

U232

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.11.034