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城市轨道交通综述精选(九篇)

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城市轨道交通综述

第1篇:城市轨道交通综述范文

关键词:城市轨道交通 风源系统 压缩空气

中图分类号:U270 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)02(a)-0066-02

城市轨道交通电客车的风源系统是为列车设计提供压缩空气的设备装置,其提供的压缩空气保证了城市轨道交通车辆制动系统和转向架系统的正常工作。风源系统提供的压缩空气保证了空气制动系统的正常工作,目前常用的空气制动系统主要是采用直通式的空气制动方式,除了风源系统外还包括空气制动控制系统和基础制动装置。空气制动控制系统直接控制空气制动力的释放和施加,当接到制动指令后,制动控制单元通过控制电流大小的方式来调节转换阀的电磁力,进而来实现对空气压力的调节。空气压力进行增压缸后,通过推动活塞的运动来使压力传输到制动盘上,实现对城市轨道交通电客车的制动。

1 城市轨道交通电客车风源系统的智能控制分析

城市轨道交通电客车停靠站点密集且距离较近,最近站点之间相距距离有时甚至可达几百米,因此,这就对列车到达站台时的定位精确性有很高的要求,故而对城市轨道交通电客车的风源系统就有着更高的性能要求。如何实现城市轨道交通电客车风源系统的智能化发展,保证其工作的可靠性已经成为相关技术人员重点研究的问题。

1.1 城市轨道交通电客车风源系统智能控制的设计要求

智能控制模块是实现城市轨道交通电客车风源系统智能化控制的关键部件,智能控制模块主要包括传感器技术和嵌入式控制技术两部分,其中嵌入式系统的设计实现风源系统智能控制的核心。风源系统由供风模块和智能控制模块共同作用实现功能,智能模块可以接收到城市轨道交通电客车控制中心发出的控制信号,并能进行相应的指令操作,实现风源系统不同功能之间的切换,使得风源系统可以为列车上的制动系统提供符合标准的压缩空气。

1.2 城市轨道交通电客车风源系统智能控制的技术要求

城市轨道交通电客车风源系统智能控制的技术要求包括以下几个方面:首先,可以通过远程控制信号进行控制,随即风源控制系统会根据上层的启动信号和停止信号完成对本部分的控制。在接到上级的信号指令后,风源模块的智能控制系统就需要指示风机进行工作,在保证输出压缩空气质量的同时还需要考虑到风源模块的使用寿命和能耗。其次,风源模块的智能控制系统需要具有设置功能,可以根据技术人员的实际需要及时设定风源模块的压力、温度等参数值,此外对于各个传感器的采样周期、存储周期也需要进行调整。为了更好地帮助操作人员了解风源模块的工作状态,还需要提供参数显示功能,在参数采集方面既需要满足自动采集的需要,又能满足手动采集功能。

1.3 城市轨道交通电客车风源系统智能控制的功能要求

为了方便对城市轨道交通电客车风源系统智能控制模块信息数据的及时采集,要求该模块具有数据存储的功能,这就要求配置大容量的存储器。通常情况下配备SD卡以方便运营方或技术人员进行数据提取,为后期产品的升级或检测提供可靠的数据支持。当风源系统内的温度、电压或电流等参数出现异常时,需要提供预警功能并能提供相应的补救措施。随着科学技术的不断发展,对风源模块智能控制系统的升级换代已经成为一种趋势,为了方便后期对产品的升级就需要智能模块可以提供二次开发端口,该端口需要具有一定的兼容性和拓展性。

2 城市轨道交通电客车空气制动系统的分析

2.1 空气制动系统的制动力管理

当城市轨道交通电客车的控制中心发出操作指令之后,根据车辆自身提供的转动惯量的车重信息,利用F=ma计算出列车制动所需要的总制动力,并将该值发送给列车制动模块的系统控制器。目前城市轨道交通电客车通常采用电空混合的制动方式,通过这种混合的制动方式可以在最小程度上利用摩擦制动,减少了制动过程中对车轮的磨损。当接收上级的制动信号后,制动系统触发电制动方式,其中为了防止过早补充空气制动,制动系统会在触发电制动后延迟几秒后再触发空气制动。当列车所需要的制动力发生变化时,制动系统也会自动延迟补充空气制动。

2.2 空气制动分配的管理

城市轨道电客车的制动系统直接控制空气制动部分,当城市轨道电客车需要进行制动操作时,优先采取电制动的方式,只有当制动力不足时才会使用空气制动进行补充,并且在车辆制动的过程中需要保证单车不能超过最大的黏着状态,为了提高列车牵引系统和制动系统的控制精度,需要在列车出厂前对电制动和空气制动的释放速率进行测试,以满足整车的制动要求。

2.3 纯空气制动的停车制动

当城市轨道交通电客车的低速电空转换完成之后,制动系统中的电制动就会完全退出,由空气制动为主导完全取代电制动。而空气制动力的制动力数由司控器或者信号系统发出的指令信号决定,制动系统在这个过程中负责整车冲动的限制工作。

3 结语

城市轨道交通电客车的风源系统是保证车辆正常功能实现的重要组成部分,风源系统可以为列车的制动系统提供干净、清洁的压缩空气。只有实现风源系统的标准化工作,才能保证车辆启动和刹车时间的准确,从而使得刹车操作更加精准,保证了车辆运行的稳定性和安全性。

参考文献

[1] 邵慧华.基于PLC的空气压缩机组控制系统[D].上海:上海交通大学,2006.

第2篇:城市轨道交通综述范文

关键词:城市轨道交通,运营,安全,模型,评价

中图分类号:U121 文献标识码:A 文章编码:1674-3520(2014)-02-00207-02

一、引言

城市轨道交通是由多个因素组成的动态开放系统,系统内外存在着众多的关系互动,影响系统的安全因素有很多,且各个因素之间错综复杂。我国关于城市轨道交通安全事故定性、定量分析工作还处于研究初始阶段。

可拓学是以物元理论和可拓数学作为基础,通过研究事物的可拓性,结合定性及定量的方法来处理矛盾及不确定性问题。它的核心思想是物元理论,物元就是以事物、特征及事物关于被评价事物间映射关系的思想是一致的。本文采用拓评价模型来进行城市轨道交通运营安全评价分析。

二、城市轨道交通运营安全风险评价指标体系的建立

(一)评价指标体系的影响因素

城市轨道交通系统是一个在时间、空间上分布很广的封闭动态系统,其安全影响因素错综复杂,涉及面很广。从城市轨道交通事故产生的基本原因来看,可以归结为人员、设备、管理、环境四个因素。造成事故的人为因素主要包括乘客人为因素和工作人员人为因素两大类。恐怖事件也是城市轨道交通运营安全的一大安全隐患。在列车运营期间,供电系统、车辆系统、排水系统、信号系统等设备方面也都可能出现故障。自然灾害对城市轨道交通运营也是事故因素。

(二)评价指标体系的构建

城市轨道交通运营安全评价指标体系可按以下分层次构成:

1、目标层(N):城市轨道交通运营风险水平N;

2、准则层():组成指标体系的各子系统;

3、指标层():分别与各子系统相关的指标。

三、城市轨道交通运营安全风险评价模型的建立

(一)评价指标权重的确定

城市轨道交通系统中影响其运营安全的指标因素多种多样,需要对这些因素进行分层构建,然后利用层次分析法决出这些指标的权重值,为下一步的可拓评价提供依据。

第一步:深入研究问题,将各个因素进行归纳分类,从上到下分成若干层,构建一个有层次关系的模型。

第二步:对于从属于上一层因素的同一层各个因素,进行两两比较,构造成比较矩阵。

第三步:计算比较矩阵的最大特征根和对应的特征向量,并检验一致性。若通过检验,特征向量归一化后就是权重向量;若没有通过,则需要重新构建比较矩阵。

第四步:求解最底层的组合权向量,并进行组合一致性检验,如通过检验,所得的权重向量就可以用来进行评价,若没有通过,就要重新构建矩阵,并再次做一致性检验直至通过为止。

(二)评价模型的构建

可拓综合评价的理论基础是可拓集合理论,其中经典域、节域、关联度、关联函数是可拓集合理论的重要内容。根据可拓学理论和可拓综合评价方法,可建立基于可拓学的城市轨道交通运营安全评价模型如下图所示。

图1-1 基于可拓学的城市轨道交通运营安全评价模型

四、城市轨道交通运营安全风险评价

城市轨道交通运营安全的可拓评价的主旨是通过建立风险等级域和评价因素集,明确各个指标的经典域和节域,然后通过关联函数反映各评价指标及评价对象对应于各风险等级的关联度,最终得出被评价对象的风险等级。

五、结束语

城市轨道交通给现代城市发展注入了强大动力。作为一种缓解城市交通拥堵问题的有效方式,城市轨道交通关系着城市经济和社会发展的可持续性。由于城市轨道交通系统的复杂性、影响因素的多样性,也存在许多安全隐患威胁着城市经济和社会的发展,城市轨道交通运营安全问题越来越受到重视。我国在城市轨道交通运营安全研究方面起步较晚,相关研究成果、文献资料较少,进一步健全和完善城市轨道交通运营安全的研究将成为今后研究城市轨道交通的重要方向。

参考文献:

[1]徐田坤.城市轨道交通网络运营安全风险评估理论与方法研究[D].北京交通大学,2012.

[2]陈巨龙、战学秋.可拓方法综述[J].吉林化工学院学报.2002.(1).

[3]吴勇、曹林、代后建. 基于FLEX技术的交通应急指挥系统[J]. 浙江师范大学学报(自然科学版).2011.(3).

第3篇:城市轨道交通综述范文

关键词:城市轨道交通安全工程设计思考

中图分类号: U491.5 文献标识码: A 文章编号:

前言:作为社会文明进步的重要标志,城市在国家政治与经济、文化中的作用日益凸显,可以说城市化水平是国家文明程度与经济发展水平的重要标尺,因此,各国对城市的建设都十分重视,城市规划与管理极其重要,而作为城市现代文明的轨道交通则是其必不可少的一部分。今天,城市轨道交通安全问题更加受重视,作为城市轨道交通安全建设的重要环节,安全设计十分重要,本文就此展开探讨。

1.何谓城市轨道交通安全工程

1.1 概念

所谓城市轨道交通安全工程是指影响城市轨道交通安全建造与安全运营的全部工作总和。

1.2 安全工程的设计范围

安全工程贯穿于各个设计的研究阶段,主要包括:预可行性的研究阶段,可行性研究阶段,总体设计阶段,初步设计阶段,施工图设计阶段,后续服务阶段等。

1.3 组成安全工程设计的内容

在安全设计中要坚持“安全第一,预防为主”的方针,在设计中采取有效措施,避免由于设计不合理导致的轨道交通工程在施工与运营中发生事故,这就是城市轨道交通安全工程的设计内容,在设计过程中要尽量避免安全事故,尽量减少事故的发生频率为目的。从当前的轨道交通安全事故中我们看到,主要可能发生以下几种事故:

1.3.1 危害性最大的火灾

一旦火灾发生,必然会导致人员伤亡,较轻的是高温灼伤,较重的可能会直接葬身火海,究其原因来看,主要是由于设计不当或者是人们防火意识不足造成的。

1.3.2 频繁发生的撞击事故

常见的撞击事故主要包括撞车、撞人、撞物。部分撞车事故完全是可以避免的,但是追尾、乘客列车与其他车辆的擦碰事故却仍然时常发生,造成了巨大的损失,从其原因来看,主要是驾驶员防范意识不强、人们不遵守交通规则导致的。

1.3.3 影响较大的电击

导致电击事故发生的原因很多,可能是由于触及到电气设备的带电体,或者是触及漏电电气设备的外壳,电缆金属屏蔽层感应电压超标等都会导致点击事故,严重的情况下可能导致人员伤亡。

1.3.4 踩踏事故

过去,踩踏事故频繁发生,随着设计水平的提高,施工质量的改善,踩踏事故已经逐渐减少,但是在突发客流、事件、自动扶梯失控的时候仍然会出现踩踏事故,多发生在节假日或者是大型的群众活动,或者碰到恶劣天气的时候。

1.3.5 人为袭击

近年来,受到多种因素的影响,很多人出现思想的偏激,或是为了报复社会,或是为了私人恩怨,人为破坏交通安全的现象十分频繁,爆炸、纵火、毒气等情况都曾发生。

1.3.6 建筑物垮塌

这种事故本不应发生的,但是受到多种因素的影响,可能是设计失误,更多的是施工过程中偷工减料造成的建筑物垮塌,哈尔滨的阳明滩大桥就是一个明显的例子,造成十分负面的影响。

1.3.7 其他灾害

除了以上的灾害外,还有很多是自然灾害,地震引起的透水、洪水、雨雪风物、沙尘等灾害频繁,这就要求在设计的时候要充分考虑到防震、防洪、防雷等问题。

1.4 施工过程中的安全问题

城市轨道交通安全工程在施工安装期间可能发生各类安全事故,其中较为常见的是:结构开裂、坍塌以及建设项目周边环境出现沉降或坍塌等。从其原因来看,主要是由于设计失误或者是施工不当导致的。

2.城市轨道交通安全工程设计中要遵循的原则

城市轨道交通安全工程的设计要以下述要求为基本的目标,在正常使用的情况下要尽量防止由于乘客使用系统而对乘客造成伤害或者危险,同时要防止系统对运营人员及其他人员的伤害与危险,同时要防止运营设施及车辆遭受到损害与损失。

城市轨道交通车辆与运营设备的选择上要遵循以技术成熟为前提,保证其安全与可靠性,满足使用功能,便于维修,经济合理。便于乘客使用与操作,便于识别,同时要将其设置在便于触及的地方,同时要保证一旦操作失误不会威胁到使用人员的安全,在设计的时候要充分的考虑到老人、孕妇、孩子及残疾人等特殊群体,要让其可以顺利应用该系统。可以在轨道线路、隧道及车站站台、站厅、出入口、车厢及其他的运营场所的项目位置设置保障城市交通安全运营的标识,导向、提示、警告、限制、禁止等都属于这类标志。对于起火风险较大的设施,必须要进行维护,尽量减少可能的火情蔓延,对火情及有害燃烧气体与热量的控制上,要尽量保障有效地疏散措施。地下车站及隧道等电缆不能含有卤化物,尽量避免燃烧时产生的有毒气体,一旦发生火灾,通风排烟系统要立即进入到火灾运行模式,保障人员疏散与灭火,提高安全性。

3.防火设计的重要提示

从城市轨道交通工程的各类灾害中,火灾是破坏力最大的,所谓火灾,是指不论是在时间还是在空间上都无法控制的燃烧造成的灾害。

3.1 加强对火源的控制

在城市轨道交通工程中,从引发火灾的原因来看,火源控制不当是最主要的因素,引起火灾的火源是多方面的,主要可以分为:电灾火源、生活用火、人为破坏。设计人员要充分了解这几种火源,从根本上控制火灾的蔓延。

从组成来看,电气火灾主要由电缆老化、违规用电、电气设备设计失误或者安装错误造成的,还有一部分是由于超负荷使用而导致的;而生活用电则主要包括烟头等可燃物;生产用火则主要包括施工中的电焊火花,切割等火花;人为纵火主要是人们偏激的思想导致的。

3.2 建立火灾应急预案编制

在设计的系统进入到试运行的阶段的时候,设计单位要协助主单位进行火灾应急预案的编制,增强安全预防。

3.3 建筑防火设计的组成要素

是由疏散通道、疏散门、安全出口、疏散用楼梯及自动扶梯、隧道联络通道的设置组成,同时还包括疏散的能力及设备管理能力,另外,在设计的时候要对安全出口与用房的位置有准确的定位。

3.4 防灾用电、应急照明与疏散指示的设计要素

消防用电的要求、应急照明的连续供电时间、应急照明的设置、疏散指示标志的设置。

结束语:

综上所述,城市轨道交通安全工程的设计工作对于城市安全管理具有十分重要的意义,对强化城市轨道交通安全具有十分重要的意义,其可以让城市轨道交通安全工程更加系统化、程序化、规范化。

第4篇:城市轨道交通综述范文

【关键词】城市;轨道交通;车辆;受电弓-接触网系统;稳定性;分析

在城市轨道交通车辆运行过程中,车辆运行是在受电弓-接触网系统的耦合作用下,通过轨道交通车辆的受流作用过程最终实现的,因此,受电弓-接触网系统的稳定性对于城市轨道交通车辆的运行状况有很多的影响和作用。通常情况下,城市轨道交通车辆运行过程中,受电弓-接触网系统中的受电弓与接触网之间,由于经常发生电弧光现象,容易导致受电弓与接触网之间出现分离,从而对于城市轨道交通车辆的运行稳定与运行安全产生很大的影响。进行城市轨道交通车辆受电弓-接触网系统稳定性的相关分析与研究,就可以实现在对于系统运行原理尊重的基础上,对于受电弓与接触网之间的运行关系进行合理的处理与改进,以提高城市轨道交通车辆运行的稳定性与安全性。

1 受电弓-接触网系统与功能作用分析

1.1 受电弓-接触网系统

在城市轨道交通车辆运行中,所应用的受电弓-接触网系统对于车辆的运行作用,主要是通过弓网系统中的受电弓部分的电弓弓头滑板,它随着城市轨道交通车辆的运行移动,与弓网系统中接触网的接触线进行连接,并随着轨道车辆运行移动的滑动接触,使城市轨道车辆受流产生运行动力,进行正常的运行应用。弓网系统中受电弓与接触网之间的相互作用,直接对于城市轨道车辆运行中的供电质量与供电可靠性有着很大的影响决定作用。如下图1所示,受电弓-接触网系统在城市轨道交通车辆运行作用中,需要通过连续的电气接触作用,对轨道运行车辆进行供电支持,并且还需要注意将弓网系统中的接触线与弓头滑板的应磨损进行控制。

1.2 受电弓-接触网系统在轨道车辆运行中的作用

受电弓-接触网系统对于城市轨道交通车辆的运行有着很大的影响作用。首先,城市轨道交通车辆运行中是通过弓网系统进行受流运行的,弓网系统为城市轨道交通车辆的运行进行连续电能能量的提供支持,以保证车辆运行的稳定性。其次,城市轨道交通车辆运行过程中,弓网系统中的接触网不仅需要对于运行车辆进行供电支持,还对于轨道交通车辆的运行具有牵引作用,一旦城市轨道交通车辆的运行偏离了弓网系统中接触网的牵引供电作用,就可能造成严重的车辆运行安全问题。在城市轨道车辆运行过程中,通过受电弓中的弓头滑板与接触网接触线的滑动接触作用,进行车辆运行所需电能的获得,再通过弓头滑板将获取电能传递给轨道车辆,这时轨道车辆中牵引电机装置就会将电能转换为机械能,从而对于车辆的运行进行支持实现。

在城市轨道交通车辆运行过程中,如果弓网系统的运行性能比较良好,那么对于车辆电能的供应情况也就会呈现良好状态,车辆运行就会比较稳定和安全;同理,如果弓网系统的运行状态不够良好,就不能正常的进行车辆运行所需电能的供应支持,相应的就会对于车辆的运行安全性与稳定性造成很大的不利影响。

2 受电弓-接触网系统模型建立与稳定性计算

2.1 受电弓-接触网系统模型的建立

根据上述的受电弓-接触网系统原理与结构情况,建立如下图2所示的受电弓-接触网系统模型,以实现对于弓网系统运行稳定性特征的分析研究。

如上图2所示,进行受电弓-接触网系统模型建立中,需要的系统模型建立材料主要有接触网中的接触线、承力索以及吊弦、定位器等部、零件,就可以建立如上图所示的弓网系统模型图。在上图所示的弓网系统模型中,P0代表的是受电弓向上的抬升作用力情况,M1、M1分别表示的是受电弓弓头与框架的等效质量情况,而C1、C2分别表示的是受电弓弓头与框架之间、受电弓框架与基座之间的阻尼值,而k1表示的是受电弓弓头与框架之间的刚度情况。

根据上图所示的受电弓-接触网系统示意图以及图中所给定的各种数值条件,当车辆处于运行状态时,弓网系统中的受电弓弓头会随着车辆的移动进行滑动,但是受电弓弓头始终与接触网的接触线保持接触关系。那么,在接触线点处受电弓弓头的滑动速度与车辆运行后受电弓弓头的加速度,会直接对于接触网中接触线的位移与变形情况进行影响。关系描述可如下公式所示。

在上示的(1)和(2)两个关系式中,关系的建立分别是通过受电弓的竖直位移变化与接触线的竖直位移变化、车辆运行的速度等各种条件因素实现的。

根据上述的弓网系统稳定性与车辆运行之间的关系与影响因素,通过上述弓网模型进行系统稳定性的分析应用中,进行系统模型求解比较困难,因此,在对于车辆运行过程中,车辆受流时的车体振动、风等作用力的影响进行忽略,并建立假定条件的基础上,可对上示的弓网系统模型改进如下图3所示。

2.2 受电弓-接触网系统稳定性分析

上图3所示的弓网系统改进模型建立中,对于接触网中接触线的跨距长度设置为相同的情况。而对于受电弓中的向上抬升作用设置为定值,并且不考虑车辆受流中的风、空气以及接触线横向振动等情况的影响作用。

这种情况下,进行弓网系统中的各种稳定性作用计算时,就相对比较简单。如下图4所示,为对于弓网系统稳定受流变化计算图。

图4 弓网系统稳定受流变化图

由上图可知,车辆运行过程中,弓网系统的稳定受流与λ和β的取值情况有很大的关系,当λ和β的取值适当时,就会使弓网系统处于稳定受流的状态。因此,在车辆运行过程中,如果弓网系统中的接触网跨距长度相同,那么可以通过对于λ和β的取值适当控制,进行弓网系统稳定性的提高与改善,以此对于车辆的运行安全与稳定性进行保证。

3 结束语

总之,根据上文中的模型计算与分析结果可知,受电弓-接触网系统的稳定性与系统参数的设置有很大的关系,进行城市轨道交通车辆接触网中接触悬挂类型的统一,也有利于车辆受流稳定。此外,车辆运行过程中,对于不稳定运行速度情况进行控制,对于车辆受流稳定也有积极意义,有利于保证城市轨道交通车辆运行的稳定性与安全性。

参考文献:

[1]杨俭,宋瑞刚,方宇.城市轨道交通车辆受电弓-接触网系统稳定性分析[J].铁道学报,2011(9).

第5篇:城市轨道交通综述范文

关键词:城市轨道交通 自动化 体系结构 自律分布系统

Abstract: Based on analysis of characteristics of the urban railroad transportation systems, the technical requirements of railroad transportation systems are proposed, the design principle and method of urban railroad transportation automation system are also discussed in this paper. Compare with the conventional system architecture, we argue that the autonomous decentralized system architecture is an ideal architecture for urban railroad transportation automation system. Finally, the outline of autonomous decentralized system was described from technical maturity and advantage point of view respectively.

Keywords: Urban Railroad Transportation; Automation; System Architecture; Autonomous Decentralized System

一、 城市轨道交通系统的特点及其技术需求

在讨论城市轨道交通系统自动化系统之前,对城市轨道交通系统的特点进行分析是十分必要的。下面从七个方面逐一进行分析。

1. 城市轨道交通规划的可持续性

随着中国城市化进程的发展,主城区向外扩展、主城区和卫星城连成一体是一个明显的趋势。城市轨道交通系统规划要能适应这一不断发展和扩展的需求。然而,存在的主要问题是:准确地预测未来的发展具有很多不确定因素。也就是说,当前的规划在将来是要变的。这就要求我们的规划要充分考虑系统的变化因素,反过来也要考虑现有系统和未来系统的平滑衔接和升级。用技术的语言讲就是系统结构的灵活性和可扩展性。

2. 城市轨道交通系统建设的阶段性

城市轨道交通系统建设受投资、征地等诸多因素制约,不可能像大铁路那样一次设计、一次建设,需要分阶段地建设和实施,一般的形态是逐线建设,即使是一条线也要求分段建设。这样的建设模式给系统运行带来很大的挑战。对于分阶段实施的系统而言,很明显要求系统具有扩充性。对于能够一次建成的系统,建成后的系统升级和改造,要求不中断系统的运行,从这个角度看,要求系统具有在线特性,即边测试,边运行。此外,还应考虑系统运用过程中的在线培训。系统的扩充性和在线特性对于降低系统的开发成本,运行成本都是有直接好处的。这一问题也可以归结为系统结构的灵活性和可扩展性。

3. 运输组织的多样化和高密度化

运输组织的多样化是指根据节假日和重大活动适时地调整运输计划并付诸实施。这就要求建立在线实时的运输计划系统,即运行图系统,实现小时级计划的调整。

在上下班的高峰期实现列车的高密度运行是必须的,比如120秒的运行间隔。高密度运行与列车自动控制方式(ATC)和行车指挥系统密切相关。在这样的需求之下,存在两条不同的技术路线:信息集中控制集中,信息集中控制分散。就行车指挥系统而言,如何进行选择可用下面的事例来说明。

日本的新干线由JR东日本,JR西日本,JR东海道等铁路公司运营。因此,新干线的运输调度指挥系统分为二大类:其一为COMTRAC(JR西日本,JR东海道采用),其二为COSMOS(JR东日本采用)。COMTRAC采用的是信息集中控制集中模式,而COSMOS采用的是信息集中控制分散模式。

基于可靠的理由,在阪神大地震后,COMTRAC建有第二指令所(调度所)。

需强调指出是信息集中是指列车计划信息(运行图)的集中,以及列车运行实绩(在线状态)的集中。控制分散是指列车进路控制由各个车站的系统——程序进路控制装置(PRC)完成。站间协调的准则就是列车运行图。

从上面的分析中可以看出,车站PRC只要有运行图信息就可以实施进路控制。在正常情况下,由调度中心向车站PRC传送运行图信息;而在非正常情况下(灾害),由各车站PRC定期保存基本运行图信息,以备紧急情况下使用。

至于列车在线信息的集中,可以这样考虑,在灾害时,只需收集列车运行状态的最少基本信息,而不必建设1:1的备用中心。

日本东京圈自律交通运行控制系统(ATOS)是目前世界上最大的自律分布系统,它管理着东京地区的200多个车站和2000多公里线路。实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务综合自动化,实现了列车的高密度运行(120秒),实现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代表性。这一系统也是采用的信息集中控制分散模式。

就列车自动控制系统而言,有两种模式。一是在地面系统生成速度指令,发送到轨道电路上,列车按速度指令行车;一个是地面系统只发送停车点信息,列车根据这一信息和自身的位置以及制动性能自律地生成平滑的制动曲线。后一种模式也可以称为(列车位置)信息集中(制动)控制分散,可以适应不同车辆不同的制动性能,最大限度地实现高密度运行。

因此,实现运输组织的多样化和高密度化时,采用何种技术路线是必须认真研究解决的问题。

4. 旅客服务的实效性

为旅客提供列车运行信息的显示和广播是基本的要求。在非正常运行情况下,实时地信息是关键。要求旅客服务系统和行车指挥系统实现互连。

5. 维护作业管理模式

系统的维护模式是一个较少探讨的问题,面前维护作业管理很难实现自动化。系统维护模式也决定着系统的设计和开发方式。

第一个问题涉及系统自身的维护。是不中断运行维护,还是在线维护与测试。即系统是否具备在线维护的能力。这又与系统的体系结构密切相关。

第二个问题是维护的管理模式。是集中还是分担。现有的维护管理模式可以说是一种集中模式,一切均在调度人员管制下完成。分担的维护管理模式是指由调度中心、车站和现场作业人员共同完成维护作业。在这种模式下,调度中心负责信息(维护作业计划)集中,车站负责进路控制,现场作业人员负责维护作业时的进路申请和作业实施。可以说,将过去调度中心的相当权限下放给了车站和现场作业人员。各个环节具有相当的自主权并相互协调。支持这一维护管理模式,需要相应的系统结构和技术。

6. 安全性

安全性是城市轨道交通系统的基本要求。具体地讲就是在轨道交通系统的各个环节如通信信号、行车指挥、列车控制、牵引供电和车辆等领域采用故障-安全设计原则。故障-安全涉及硬件、软件和通信编码等方面。如何应用故障-安全的理论和方法是我们面临的问题。

7. 可用性

对城市轨道交通系统而言,故障-安全是不够的。故障-安全从本质上讲是一种被动的技术措施。如何保证运输服务的连续稳定性,即可用性是我们的首要目标。做到100%的可用在技术上是可行的,但代价往往是高的。有时由于外界因素(如灾害、人身伤亡事故等)的影响导致服务中断是不可避免的,但不是无限期的。非正常情况下的快速恢复是一个关键。

在高密度运行区间,为防止列车故障或事故时引发混乱、尽量减小列车晚点,需要灵活快捷的列车群自动控制系统。在正常情况下,列车群自动控制依赖于运行图;在非正常情况下,要实现列车群的协调,如安排列车的避让或折返、避免列车在站间停车等。传统的列车群控制大多依赖于调度员的指挥,难于实现快速的事故恢复。

为保证运输服务的可用性,快捷的列车群自动控制系统是必不可少的。从技术上讲,实现可用性也有两条技术路线:容错和防错。防错主要采用冗余技术,100%的备用,系统的成本太高。容错是真正容许模块的错误和故障的发生,采用模块级备用方式,实现低成本化。

综上所述,城市轨道交通系统的技术需求可以归纳为如下几个方面:

(1) 系统的在线扩展性

(2) 系统的在线维护和测试性

(3) 系统的在线容错性

(4) 信息集中、控制分散的技术路线

(5) 调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式

二、 城市轨道交通自动化系统的设计开发理念和方法

为满足城市轨道交通系统的技术需求,需要建立新的设计开发理念和方法。提出如下观点和方法供参考。

1.信息集中、控制分散的技术路线

为实现城市轨道交通系统运输组织的多样化和高密度化,采用信息集中、控制分散的技术路线是一种理想选择。

2.调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式

这一模式对实现城市轨道交通系统的高效协同运行有重要意义。

3.城市轨道交通自动化系统体系结构

目前广泛采用的是集中式体系结构和客户/服务器体系结构。对于大规模城市轨道交通自动化系统而言,集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求,而客户/服务器结构又存在着系统负荷过于集中在服务器方等问题。因此,研究适合于大规模城市轨道交通自动化系统体系结构,以满足系统动态扩展的要求是一项重大课题。

4.系统设计方法学

目前,系统设计大多采用自顶向下的方法,包括结构化设计和面向对象设计等方法。这些方法假定在设计阶段系统的结构、规模和功能是确定的。系统的扩展和变化,必将引起整个系统的变化,可谓“牵一发动全身”。对于大规模系统而言,不可能一次设计、一次建成,需要分阶段地设计和建设实施。采用自底向上,由子系统逐步构成整个系统的系统设计方法学势在必行。

5.系统容错技术(可靠性)

目前的双机或多机冗余备用技术从根本上讲是一种防错技术,即防止错误的发生。在实际应用中,存在着成本高,防不胜防等问题。针对城市轨道交通自动化系统的特点,研究开发低成本的、实现真正意义上的容错技术是必要的。

6.故障-安全技术

对于轨道交通电气化自动化系统这类要求故障-安全特性的系统,需要从硬件、软件和通信等层面对故障-安全技术进行系统研究,并重点解决工程实用化问题。目前这一方面的研究相对薄弱。

三、 城市轨道交通自动化系统的体系结构

1.体系结构对系统运用成败的影响

在讨论城市轨道交通自动化系统的体系结构之前,先以CTC系统为例,说明体系结构对系统运用成败的影响。

铁路行车调度指挥系统采用CTC已有漫长的历史。美国1927年开发了第一套CTC系统,以单线无人站为控制对象,以增加区间列车运行数为目标。实践证明,其投资效果是明显的,到1955年所有干线基本实现了CTC化。欧洲(1943)、日本(1954)开始采用CTC系统,其目标是实现车站的无人化和经营的效率化。

我国开展CTC的研究已有40余年的历史,广深、大秦、郑武等线装备了CTC系统而没有开通或使用。其主要问题是:调度集中模式下,行车和调车作业的矛盾没有解决。

基于CTC的运输管理模式可以说是一种集中模式,一切均在调度人员管制下完成。但调度员的管制能力又是有限的。

从技术上讲,CTC采用的是典型的集中式体系结构,对于大规模城市轨道交通自动化系统而言,集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求,而客户/服务器结构又存在着系统负荷过于集中在服务器方等问题。

在高密度区间、客货混跑条件下,传统的CTC系统面临如下问题:(1)大规模枢纽站仍然由人控制,不能实现自动化;(2)发生故障恢复运行时相当费时;(3)维护作业依赖于人,存在安全隐患。

在城市轨道交通系统中,仍然存在上述(2)(3)之问题。

在第一部分已经提到,调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式。在这种模式下,调度中心负责信息集中,车站负责进路控制,现场作业人员负责维护作业时的进路申请和作业实施。可以说,将过去调度中心的相当权限下放给了车站和现场作业人员。各个环节具有相当的自主权并相互协调。这一业务模式可称为自律分布模式。

以“信息集中、控制分散”为基本理念的自律分布铁路调度指挥模式是解决我国CTC系统主要问题的一种理想选择。支持自律分布模式的体系结构是一种对等式体系结构,又称为自律分布体系结构。

2.集中式体系结构

在自动化系统中,广泛采用的是集中式结构。对于城市轨道交通自动化系统而言,集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求。在运行过程中,其缺点表现为:

图1 集中式体系结构

(1) 所有的现场设备信息必须汇总到通讯前置机后再由通讯前置机发送到控制中心。这增加了信息传输中间环节,并且随着现场设备的扩展,增加了通讯前置机的负担,通讯前置机是现场设备和控制中心交互的咽喉,如果它出现故障,则整个监控系统处于瘫痪状态。

(2)现场的所有信息都是最终汇总到控制中心,控制中心的计算机进行各种数据处理,最后由操作员工作站的屏幕上显示出来。同时将各种控制信息发送给现场设备,进行统一监督和控制。这种集中式的监控系统随着监控规模的不断扩大,必将大大加大控制中心的负担。

(3)若要对集中式结构的监控系统增加新的设备时,必须停止整个系统的运

行,并且还必须将控制中心的软件进行修改,甚至重新编写软件,这也将大大影响 监控系统的运行,而且将消耗大量的人力物力。

3. 客户/服务器体系结构

客户/服务器结构虽然减少了中间环节,方便了动态扩充,却又存在着系统负荷过于集中在服务器的问题。

图2 客户/服务器式体系结构

(1)客户端每一次操作必须通过服务器统一处理。这样使信息交互中的大量负担集中到了服务器,客户端只执行一些简单任务。特别是在如今系统规模不断扩大的情况下,对服务容量要求必然会迅速增加,负荷进一步加重,严重情况下,很可能导致网络拥塞,服务器处于瘫痪状态。

(2)同时由于客户/服务器结构中服务器必须处理大量的信息,且客户端均由服务器连接,如若要加入新的客户端虽不影响其它客户端的运行性能,但必须对服务器进行调整修改,服务器软件也将被修改后才能使得整个系统运行正常,这时,修改服务器将导致服务器部分失效或全部停止运行。其它客户端无法交换信息进行连接,必然影响到整个监控系统的正常运行。

(3)传统的客户/服务器应用软件模式大都是基于“肥客户机”结构下的两层结构。它面临的一个主要的问题是系统的扩展及安装维护困难。开发人员写出的程序在客户端运行,占用了大量的系统资源和网络资源。而在分布式实时控制系统中,C/S结构更显出他的不足:

Client与Server直接连接,没有中间结构来处理请求,Server定位通常需要网络细节,Server必须是活动的(Active),客户端的应用程序严格依赖于服务器端数据存储和组织方式。应用接口的异构性严重影响系统间的互操作。许多相同的功能模块被多次重复开发,代码的重用很困难。无法保证数据的实时性,系统可扩展性差(无法实现在线维护和在线扩展),容错性差,对多数据类型的应用支持较差。

由一个中心服务器处理所有数据,所有的数据都必须通过服务器的中转,而不是直接的点对点的方式,从而增加了不必要的延时。这种模式在服务器具备所有需要的信息的时候可以正常工作,而当数据来源于多个节点且同时又被多个节点使用的时候就显得力不从心了。而且服务器还是整个系统的性能瓶颈,若服务器由于某种原因出现故障,则整个系统的通信都将陷入瘫痪。

所以,客户/服务器结构无法满足分布式实时应用系统的需求。 4. 系统的通信模型

传统的通信模型对应于其传统的体系结构,同样具有一些技术上的问题需要解决。传统的通信分为polling型和请求/应答型(request/reply)。

(1)Polling通信模型

其主要问题在于控制中心的服务器采用定时轮询技术,控制中心发出信息后,各个客户端是按照与控制中心联接的顺序来接收信息并对控制中心的信息做出反应,例如在Master对Slave1发出信息后,Slave1接收信息并做出反应后将发出回馈信息到Master, Master在接收到Slave1的信息后再向Slave2发送信息,以此类推,在最末端的Slave i将在最后接收到Master发出的信息,在这个过程中如若其中某一个Slave出现问题或联接中断,则该Slave后的其他客户端将接收不到信息,无法做出反应。并且这种通信方式将花费大量的时间,对于监控系统的可靠性和实时性造成很大的障碍。

(2) 请求/应答通信模型(Request/Reply)则对应于客户/服务器体系结构。

请求/应答通信模型是基于TCP/IP协议的一种网络化通信模型。它是一种客户端向服务器发出发送信息的请求后,在得到服务器应答后才能发送信息的通信模式。与polling通信模型相比较而言,其优点在于无需各客户端按照顺序来进行应答,从而节省了大量的时间,但是如若一旦服务器发生故障,则通信就无法进行,也将影响到监控系统的正常运行。

从上述两种通信模型来看,两者都有一些技术上的问题有待解决,而影响了监控系统的动态扩展及可靠性,需要有新的通信模型来加以改进。

5. 自律分布系统结构

自律分布系统(Autonomous -Decentralized System---ADS),在降低系统复杂程度、实现系统的扩展方面是一个很大的进步。自律分布的思想是向生物学习而提出来的。在生物体中,每个细胞具有相同的遗传信息。据此,自律分布系统认为构成系统的各个节点具有相同的潜在能力,任何一个节点可以从其他节点接收信息,然后选择必要的信息加以自律地处理。在自律分布系统中,任何程序只与数据域(池)发生联系,从而避免了程序之间的直接连接,有效地降低了系统的整体复杂性。在自律分布系统中,采用功能码通信方式。发送数据的节点将数据与表示其内容的功能码组成一对,向数据域(池)发送。接收数据的节点从数据域中读取数据。当一个程序所需的数据到达数据域时,由系统自动启动该程序。这种方式称为数据驱动方式。数据域、功能码通信、数据驱动是自律分布系统的三大特征。自律分布系统已从专用控制网络扩展到通用网络如以太网。自律分布系统在降低系统复杂性和实现系统在线扩展、在线维护和在线容错方面是有效的。

四、解决方案---自律分布系统(ADS)技术

1.ADS技术综述

系统规模不断扩大的趋势表明,在设计自动化系统时,不可能一次性将各个部分、各个环节都考虑完整周全,而必须随着系统的分阶段建设不断扩充规模、不断完善功能。现有的自动化系统都是一次性建设完毕,如要进行扩充和维护,只能终止整个系统的运行,这必然会给运输造成极大的经济损失。自律分布系统,即ADS(Autonomous Decentralized System)。构成自律分布系统的首要条件是子系统的存在性。整个ADS 系统是不能事先定义的,只能笼统地定义为若干子系统的集成。ADS 系统最关键的特点就是子系统的自我控制和自我协调的能力。

(1)自我控制表现在一旦某个子系统出现故障、进行维修或刚刚加入,其它子系统可以不受干扰地管理和运行自己的功能。

(2)自我协调是指一旦某个子系统出现故障、进行维修或刚刚加入,其它子系统能够在在它们内部协调处理完成各自的任务。

正是子系统的这两个特点保证了整个系统的在线扩展、在线维护和容错。因此根据ADS 思路设计的自动化系统体现了以下优点:

首先,它不再基于传统的C/S 模型,而是由若干子系统构成。各个子系统之间是相互平等的,不存在依附关系,可以自主运作,但这并不表明它们不与外界交换信息。实际上,各个子系统不断向外界以广播方式发送信息,同时又根据各自需求接收来自外界的信息以为自己服务。这样一来,C/S 模式中服务器大量的负担被有限地分散了,而且加快了子系统间信息的交换速度。

ADS的核心协议ADP是建立在TCP/IP的UDP协议之上的一个应用层协议。因此,只要支持TCP/IP协议的环境都可以支持ADS技术。目前,ADS标准草案(ISO/TC184/SC5/SG5)已提交给国际标准化组织,即将被采纳为国际标准。另外,ADS 与OPC(OLE for Process Control)和CORBA的融合及其标准化工作正在进行之中。

日本东京圈自律交通运行控制系统(ATOS)是目前世界上最大的自律分布系统,它管理着东京地区的200多个车站和2000多公里线路。实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务综合自动化,实现了列车的高密度运行(120秒),实现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代表性。如下图所示。

2. ADS的技术成熟性

自律分布系统体系结构和相关技术是成熟的、可靠的,其理由如下:

(1)ADS是一种开放的技术

ADS的核心协议ADP是建立在TCP/IP的UDP协议之上的一个应用层协议。因此,只要支持TCP/IP协议的环境都可以支持ADS技术。

(2)ADS即将被采纳为ISO国际标准

目前,ADS标准草案(ISO/TC184/SC5/SG5)已提交给国际标准化组织,即将被采纳为国际标准。

另外,ADS 与OPC(OLE for Process Control)和CORBA的融合及其标准化工作正在进行之中。

(3)ADS有成功的应用实践

日本东京圈自律交通运行控制系统(ATOS)是目前世界上最大的自律分布系统,它管理着东京地区的200多个车站和2000多公里线路。实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务综合自动化。实现了列车的高密度运行(90秒),实现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代表性。

(4)ADS有较成熟的开发平台和工具

目前,自律分布系统的主要开发工具有:NXDlink, NXDFS, NXConstructor32, NXMaRT-View, NXMaRT-Watch等。均支持目前主流的操作系统平台如UNIX, Windows NT, 还支持PLC和设备网(DeviceNet)。

因此,采用自律分布系统在技术上是完全可行的,其产品是可靠的。

3.采用ADS技术的城市轨道交通自动化系统主要特点

3.1 在线可扩展性

(1)在系统中假如有新节点(车站)加入,在数据域中的所有节点都将接收这一信息,同时可在控制中心看见这个新站加入系统中。

(2)假如在线的车站突然因为网络故障退出了网络系统,其他所有节点都会知道这一状况,当网络故障被排除以后,节点重新加入系统,并且自动向控制中心发送自己最新的信息。并且尽力来恢复故障前的状态,可见系统有很好的伸缩性。

3.2 在线可维护性

运行图文件可以在控制中心在线修改,修改后可以下传到各个车站控制子系统。在节点在线的情况下可以自由地对软件系统内容进行修改和维护。

3.3 在线容错性

(1)假如控制中心主机发生了故障,在控制中心的其它备用主机就会自动取得控制中心的控制权,同时系统中的其它节点也会重新确认新的控制中心节点,向它传输最新的信息。当发生故障的原控制中心主机重新加入系统以后,系统会自动的接纳它,同时它也会确认为新的控制中心。

(2)处于远程控制模式下的车站节点,在发生本地网络故障时,该节点会将自己升级为控制中心并且由远程控制模式切换为本地控制模式。

(3)在发生灾害时普通节点可以通过请求应答的方式来向控制中心请求成为控制中心,这样控制中心就可以自由的漂移。可见系统有较为理想的在线容错性。

3.4 能较好地贯彻信息集中控制分散的技术路线

信息集中要保证信息的实时性。这里有二层含义:调度中心实时地得到列车在线信息;各个车站平等地得 到调度中心的运行图信息。ADS系统采用的/定购通信模型能很好地保证信息的实时性。控制命令在网络上传输的话,通信线路故障或主机故障将导致系统失效。采用ADS技术实现控制分散可有效避免系统失效的风险。

在ADS体系中,由于各个系统节点是对等的,任何一个节点都具有潜在的相同的能力,区别只是应用层的功能不同而已,而且这种区别是由管理者的方便造成的,而不是设计阶段决定的。这意味着系统中的任何一个节点随时可以成为控制中心。这种灵活性对保证系统的可用性是非常有效的,特别是在灾害发生时。此外,车站节点的本地/远程运行模式能方便地实现调度中心临时管制。

五、结论

本文从七个方面对城市轨道交通系统的特点进行了分析,进而提出了轨道交通系统的五大技术需求,分别是1)系统的在线扩展性;2)系统的在线维护和测试性;3) 系统的在线容错性;4)信息集中、控制分散的技术路线;5)调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式。

在此基础上,提出了城市轨道交通自动化系统新的设计开发理念和方法。为满足城市轨道交通系统的技术需求,需要建立设计开发理念和方法。为实现城市轨道交通系统运输组织的多样化和高密度化,采用信息集中、控制分散的技术路线是一种理想选择;调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式对实现城市轨道交通系统的高效协同运行有重要意义;自律分布体系结构是适合于大规模城市轨道交通自动化系统的理想选择;采用自底向上,由子系统逐步构成整个系统的系统设计方法学可以支持城市轨道交通自动化系统分阶段建设实施。

最后对自律分布系统技术进行了综述,并从技术成熟性和技术特点的角度对其进行了分析和讨论。采用自律分布系统技术在技术上完全可行的,同时自律分布系统能很好地满足城市轨道交通自动化系统的技术需求并支持本文提出的设计开发理念和方法。

参考文献

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第6篇:城市轨道交通综述范文

关键词:轨道交通 扶梯 速度设定 适应性

Abstract: The Guangzhou metro operation basis of statistic data, analyze the different speed setting meet escalator scatter, passenger safety degree, combined with the practical situation of the rail transit operation, and choosing the most suitable escalator speed mode. Considering the new construction of urban rail transit line input can speed escalators, according to different time adjusting for different escalator speed setting, and realize the linkage of passenger flow changes, passenger safety and scatter balance the needs; It has something old line of the escalator, can combine each area the station guest injury data and the characteristics of the passenger safety, and selected parts of pilot station, appropriate cut speed, but retain the original speed parameters, according to different parts of the pilot to escalator speed setting.

Keywords: rail traffic, speed setting, escalator, adaptability

中图分类号: U213.2文献标识码:A 文章编号:

近些年来,随着全国城市轨道交通行业的迅猛发展,自动扶梯成为各大城市地铁客流输送的首选方案。以广州地铁为例,已经投入使用的自动扶梯超过1000台,并随着轨道线网的拓展呈现逐步增长的态势。然而,与扶梯市场火爆的形势相对应的是地铁站内乘客不适应扶梯运行速度导致摔伤的事件时有发生,已为我们敲响了安全警钟。因此,我们在分析城市轨道交通扶梯速度标准的基础上,探讨速度调整对于轨道交通客流疏散和客运安全的影响,为选择最适合的城市轨道交通扶梯速度提供一定的借鉴。

1 扶梯速度的设定

1.1扶梯速度设定的国家规范标准

根据国家技术监督局批准实施的(《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》GB 16899-1997)规范要求:

“12.2.1 自动扶梯的额定速度不应超过:自动扶梯倾斜角α不大于30°时,为0.75m/s;自动扶梯倾斜角α大于30°,但不大于35°时,为0.50m/s。”

1.2国内扶梯速度设定的类别

目前,城市轨道交通经营单位、附属商业建筑中扶梯运行速度的设定主要从客流组织和客运安全的角度出发,结合不同区域乘客的生活习惯、行为特点等因素,在国家标准的基础上设定为3类:0.50m/s 、0.65m/s 、0.75m/s。如表1所示。

表1扶梯速度设定的类别

类别 商业扶梯 南京地铁 广州、上海、北京、深圳等轨道交通行业 香港地铁

速度设定 0.50m/s 0.50m/s 0.65m/s (约)0.75m/s

1)轨道交通附属商用建筑扶梯速度情况

目前,国内商用扶梯运行速度普遍为0.5米/秒,主要是出于顾客上落扶梯的安全考虑。许多商场表示,如果商用扶梯的速度过快,容易导致顾客不适应。因此,及时牺牲掉部分客运量,也要让扶梯低速平稳的运行,保证上落扶梯顾客的安全,减少客伤事故。

2)南京地铁扶梯运行速度设定的调整

据网络报道,从05年开始,南京地铁就在考虑扶梯运行速度的问题。南京地铁电扶梯的速度,在设计时,参照了国内同行的经验,考虑到地铁站快速疏散客流的需要,设定为0.65米/秒,符合国家安全标准。在运行的几个月来,一些乘客不适应这个速度,出现了摔伤现象。尽管地铁运营部门增设了提醒标识、增加人员看护,但乘客摔到现象仍难杜绝。地铁公司有关负责人介绍,地铁电扶梯0.65米/秒的速度,少数乘客不适应,时而发生摔倒现象。经过调研,为减少摔伤,根据广大乘客的需求,地铁部门将对电梯速度进行调整,降为0.5米/秒的速度(与南京各大商场相同)。而且保留原来0.65米/秒速度的参数,今后根据客流疏散要求,再对电梯速度加以调整。

3)广州、上海、深圳的扶梯运行速度

按现有的国家标准,广州、深圳、上海等地铁目前投入使用的大部分扶梯的倾斜角α为30°,正常运行速度为0.65米/秒。总体来说,以上城市地铁出于大客流疏散的需要,以30°的建筑设计角度为标准,速度设定上偏向了较大参数0.75m/s,确保单位时间内大容量的输送乘客。与此同时,以上城市扶梯客伤的数量也高居不下。

4)香港地铁扶梯速度最快

香港地铁扶梯速度的设定接近0.75m/s,这与香港人的生活节奏、行为习惯等因素有关。通过大量观测,香港上下班时间地铁站的客流量很大,但是都很有秩序,节奏也非常快,自动扶梯速度的设置就综合考虑了当地乘客运动节奏和行为习惯,其设定值接近0.75m/s,更符合其出行需求。

2 扶梯速度的适应性

扶梯速度的适应性是指速度设定满足客流疏散、客运安全的程度。城市轨道交通扶梯速度的设定不仅要考虑符合国家规范的要求,也应充分研究其对客运安全、客流疏散的影响,才能选择最适合城市轨道交通的速度模式。 因此,研究扶梯速度的适应性,必须从客运安全和客流疏散方面做好分析工作。

2.1考虑客运安全的特点

作为城市轨道交通大客流疏散的主要工具,如何确保其安全运行是经营单位首先要考虑的问题。从近几年扶梯客伤的情况来看,频频发生的乘客摔伤事件时刻刺痛着我们的神经,时刻警告着我们扶梯安全不容忽视。因此,考虑扶梯速设定的问题,首先应考虑其是否有利于确保扶梯客运安全。

1)扶梯客伤预防的需要

以广州地铁近几年扶梯客伤数据为例,目前其扶梯速度设定为0.65米/秒,符合国家规范标准,但扶梯客伤数量大并呈逐年增长的态势。其中,老人、小孩或年轻女性因没有站稳扶好、不适应扶梯速度等因素导致客伤的比例较高,约占70%左右,如表2所示。

表2扶梯客伤的人群特点

年度 扶梯客伤(件) 老人、小孩或年轻女性扶梯客伤(件) 比例

11年 700 496 71%

10年 516 358 69%

09年 276 204 74%

扶梯类客伤属于客伤发生的第一大因素,以老人和小孩为主,女性较多,这类人群的特点是体质偏弱或行动不便,对扶梯速度的适应性不强,一方面速度设定偏快容易使这类乘客产生不安全感,增加增加乘客在扶梯上摇晃摔伤的风险;另一方面扶梯运行速度相对较快,该类乘客上扶梯时不适应或在扶梯出口离开不及时,容易在扶梯出入口处摔倒,造成拥堵甚至群死群伤的惨剧。

因此,以0.5米/秒的速度运行,虽然扶梯运行慢一些,但更有利于确保乘客站稳扶好及扶梯的平稳运行,防止因扶梯速度过快而不适应,最终导致乘客伤亡事故发生;

2)减少速度波动引发的风险

在节能模式下,无人乘梯时,扶梯自动平稳过渡到节能运行,以1/5额定速度运行或是自动停止;有人乘梯时,扶梯自动以节能速度过渡到额定速度运行。在这个扶梯加速的过程中,可能会因为电压不稳定,加速不平稳等多方面原因的影响产生扶梯摇晃的风险,容易造成人员站立不稳。特别是额定速度设置较高(例如0.65米/秒)的情况下,扶梯加速将有一个较大的波动,速度变化区间长,扶梯晃动的风险也相应增加,可能会使乘客不适应,出现向后倒或前倾的状况,发生摔伤事故。

因此,降低扶梯速度设置,以0.5米/秒的速度运行,将有利于扶梯自动以节能速度平稳过渡到额定速度运行,保障乘客的安全。

3)符合人性化设置的要求

按国际通用标准,自动扶梯倾斜角α小于或等于30°时,扶梯运行速度设定为0.75米/秒以下均是符合要求的,比如香港和国外的轨道交通行业设置扶梯速度基本接近0.75米/秒的标准。目前,我国城轨交通扶梯运行速度的设定在一定程度上参考了国际惯例,普遍设置为0.65米/秒,相对偏高。然而,该项标准的设置忽视了国内与国外乘客在生活习惯,身高体长、步行节奏和速度等方面的差异性。一般而言,外国人在体质、步速方面略高于中国人,因而对扶梯速度的适应性要强一些,相应的速度设定标准也高一些。相对的,如果国内轨道交通行业的扶梯运行也照搬国际标准,容易造成乘客的不适应,增大乘客摔伤的几率。

因此,我们在扶梯速度的设定上不仅要考虑其符合强制性规范,更应该考虑是否符合各类人群安全出行的需求,适当降低一下扶梯运行速度,尽量避免接近安全参数的上限,使其更趋人性化,将更有利于确保城轨交通的客运安全,实现“以人为本,安全至上”的服务理念。

4)降低能耗和延长寿命

作为公共场所客流输送的主要工具,城市轨道交通范围内的扶梯每天至少运行12小时以上。相应的,扶梯运行速度越快,电能消耗也越大,部件的磨损程度约高,使用寿命缩短,故障几率也就越大。以一部7.5KW的自动扶梯为例,速度设定由现在的0.65米/秒降低为0.5米/秒,每天运作10小时(不含空闲时段),速度变化比值为0.77(0.5米/秒:0.65米/秒),能耗和寿命变化如下表:

表3能耗和寿命对比表

项目 0.65米/秒 0.5米/秒

能耗 10小时/天×7.5度/小时 75度 10小时/天×7.5度/小时×0.77 58度

寿命 10年 12.5年

从上表数据分析,电能变化:365天×17度/天=6205度,以每度电1元的价格计算, 一部7.5KW的自动扶梯每年节约的金钱约为6205元人民币。广州地铁作为大量使用扶梯的城市轨道交通经营单位(约1000台),每年节约的电费将达到600万以上。

寿命变化: 0.5米/秒的速度仅为0.65米/秒速度的77%,从理论上讲也就是说机械磨损可减少23%,也就是自动扶梯的寿命可以延长约四分之一。如果自动扶梯原来寿命为10年,经过调速后寿命可达12.5年,其道理是显而易见的。

因此,降低扶梯运行速度与电能节约和机械磨损的费用相比,投入不大,能提高现有扶梯安全、节能,具有显著的经济效益和社会效益。

2.2考虑客流疏散的特点

目前,城市拥堵问题日益严重,轨道交通的客流压力也越来越大,如何大容量、高效率的疏散客流直接影响着城轨交通的运营秩序和服务水平。以此为背景,自动扶梯以其快速、便捷的特性满足了城轨交通系统大客流疏散的要求,成为乘客输送的首选方案。它就像人体的中枢神经一样,控制着建筑区域人员的正常流动,已经成为建筑物内的主要运输工具。因此,一旦其运行速度无法满足客流疏散的要求,可能会导致新的拥堵问题出现,影响轨道交通公共职能的实现。

1)满足大客流疏散的需求

根据国家技术监督局批准实施的(《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》GB 16899-1997)规范计算的理论输送能力,假定在名义宽度z1=0.6m时为1人;在名义宽度z1=0.8m时为1.5人;在名义宽度z1=1.0m时为2人

理论输送能力按公式(1)计算:

式中ct――理论输送能力,人/h;

υ――额定速度,m/s;

k――系数。

对常用的宽度其k值为:

当z1=0.6m时,k=1.0

当z1=0.8m时,k=1.5

当z1=1.0m时,k=2.0

按公式(1)计算的理论输送能力如下表。

表4理论输送能力表

名义宽度(m) 额定速度(m/s)

0.5 0.65 0.75

0.6 4500人/h 5850人/h 6750人/h

0.8 6750人/h 8775人/h 10125人/h

1 9000人/h 11700人/h 13500人/h

以广州地铁扶梯为例,梯级宽度为1米,从上表可以看出,0.5米/秒和0.65米/秒甚至更高的扶梯速度相比,每小时的理论输送人数相差在2700人以上。因此,扶梯速度设定为0.65米/秒甚至更高有利于客流快速疏散,确保轨道交通范围内的运营秩序。特别是在目前城市轨道交通客流量与运力之间的冲突加剧的情况下,扶梯速度设定高于0.5米/秒具有十分重要的现实意义。

2)避免客流拥堵产生的风险点

扶梯速度设定为0.65米/秒甚至更高,有利于提高车站整体的客流运动速度,快速疏散地铁站内站台、扶梯口、出入口等位置的客流,避免客流聚集而形成新的风险点。

群体性客伤的风险:从近几年城市轨道交通运营情况来看,如果不能及时高效的疏散客流,造成扶梯口、站台等关键位置形成拥堵点的话,一旦发生意外情况(比如扶梯故障、人员摔倒等),极容易在密集的人群中酿成踩踏、挤压等群死群伤的惨剧,比如2011年7月5日北京地铁动物园站扶梯逆行导致30多人受伤、1人死亡的重大扶梯安全事故,又如2010年12月14日上班早高峰,深圳国贸地铁站一座手扶梯在上行过程中急速向下逆行,乘客惊慌失措,互相挤压踩踏,造成25人受伤。

公关危机的风险:作为公益行业,城市轨道交通范围内的客流状况一直受到媒体的高度关注。广州地铁一直以来致力于“安全、准点、舒适、快捷”的乘车服务,取得了如何践行稍有不慎,就会产生公关危机的风险,影响经营单位的服务形象。

3 综述

通过分析不同扶梯速度设定对客流疏散、客运安全的适应性,有利于我们结合轨道交通运营的实际情况,全面评估扶梯速度设定带来的影响,从而选择最适合的扶梯速度模式。

综上所述,我们可以考虑,对新建设的城市轨道交通线路投入可调速自动扶梯,根据不同时段调节为不同的扶梯速度设定,与客流变化实现联动,平衡客运安全与客流疏散的需要;对于已有旧线的扶梯,可以结合各个区域车站客伤数据及客运安全的特点,选择部分试点车站,适当下调速度,但保留原有速度参数,根据试点情况决定不同区域的扶梯速度设定。

参考文献

[1] 《都市快轨交通》杂志.2010.5

[2] 《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》(GB 16899-1997)

第7篇:城市轨道交通综述范文

【关键词】 车――车通信 CBTC 通信 自动控制 信号控制系统

引言:

目前,大多数城市轨道交通信号系统都采用了CBTC系统,CBTC系统是基于通信的列车自动控制系统,其结构与应用已非常成熟。

随着技术的进一步发展,基于车――车通信技术的新型轨道交通信号控制系统将很有可能取代现有的CBTC系统,成为主流的轨道交通信号系统。

一、基于通信的CBTC信号控制系统原理及缺点

基于通信的CBTC系统的核心是列车自动控制系统(ATC),它由算机联锁子系统(CI)、列车自动防护子系统(ATP)、列车自动驾驶子系统(ATO)及列车自动监控子系统(ATS)构成。

各子系统之间通过数据通信传输子系统(DCS)作为信息交换网络,实现地面与车上控制相结合、现地控制与中央控制相结合,构成一个以安全设备为基础,集行车指挥、运行调整以及列车自动驾驶自动化等功能等为一体化的自动控制系统。

其业务主要为:对列车实施调度、防护、操纵、多子系统通过计算机网络连接实现网络化信息化。具体功能表现为:列车按照运营图自动运行;为列车门、站台屏蔽门的开闭提供安全监控信息;全线列车及信号设备的自动监控;列车运行及信号运行的日志及数据收集存储;与外部接口系统(如:综合监控系统、时钟系统、乘客信息系统(PIS)、无线通信系统、TCC系统)的数据交互等。

虽然CBTC系统已日趋成熟且在轨道交通领域大量应用,但仍有不少问题亟待解决:如前后车运行联动的问题。CBTC系统虽支持不同控制级别列车的混跑,但当CBTC级别的列车与点式列车互相追踪时,前车车载设备在不同控制级、不同故障类型、不同驾驶模式下对后车运行的影响,以及前后车追踪间隔的设置等,都是需要进一步解决的问题。又如闯红灯防护问题。

在点式级别下,因为没有连续的车-地通信,且应答器作用范围有限,司机很难做到对列车的误启动保护。再如车-地无线传输及同站台换乘车站无线干扰的问题。车-地之间的无线传输对信号传输质量稳定性的影响,以及现场不同系统的复杂信号干扰对线路开通调试带来的困难,甚至在运营阶段由于通信不稳定而导致的列车紧急制动等问题,也需进一步优化。

为了进一步优化结构,解决以上问题,更新一代的基于车――车通信技术的新型城市轨道交通信号系统方案已悄然登场。

二、基于车――车通信的信号控制系统结构分析

基于车一车通信的新型信号控制系统,其本质是以列车为中心的新型CBTC系统。

根据ALSTOM在法国里尔l号线提出的基于车――车通信的新型CBTC系统概念,与传统CBTC系统相比,其结构中去掉了联锁子系统和区域控制器子系统,ATS直接与车载控制器VOBC进行通信,将进路信息发送给车载,车载根据进路信息,直接控制道岔的转动和进路的开放,以及移动授权的计算等与轨旁相关的安全功能。这一设计不但减少了联锁子系统,而且减少了系统的接口数量,从而降低了系统的复杂性。

由于精简了轨旁的设备,基于车一车通信的新型CBTC系统与传统CBTC系统在功能分配上差别很大:CBTC系统中大多数轨旁核心功能,都移至车载控制器上实现,大大简化了系统数据交互的复杂度,减少了信号系统网络负荷,缩短了通信时延,提高了系统整体性能。

在车――车通信方式中,后续列车根据自己的状态,向前行列车请求前车的位置信息。后续列车可根据收到的前车位置信息自行计算移动授权和相关的制动曲线。因此,前后列车之间,仅仅通过交互列车位置信息的简单动作便可实现列车移动授权的计算等功能,而无需由轨旁系统计算后再通过网络发送给车载控制器,这样就大量减少了数据通信量,降低了车载控制器的反应时间,并且能快速更新后续列车的速度曲线。

三、基于车――车通信的信号控制系统的优势

3.1结构简单成本低廉

车――车通信系统省略了联锁子系统和区域控制器子系统,其余各个子系统之间的数据流交互和接口简单清晰,避免了繁琐的流程,降低了各个子系统之间的耦合度,防止了各子系统的干扰,而且系统不用过多的连接,也解决了系统接口不兼容的问题,使系统在使用的过程中比较简单,维护过程中成本低廉。

3.2联锁功能更加灵活

车――车通信系统车载控制器的联锁功能可以在列车运行的过程中使之更加的灵活,可以对道岔道的转动进行控制,让列车能够及时地运行决策,提升列车的运行效率。

在确保运行安全的基础上,防止对各类设备的干扰,节省了大量管理设备的时间,而且在具体的运行设计中也节省了时间。

3.3信息交互能力大幅提升

基于车一车通信的新型信号控制系统取消了轨道旁的控制器设备,所以也不用存储联锁的数据,客观上精简了车――地之间交互的信息量以及交互时间,减少了车载控制器的系统反应时间,使得车载控制器反应的速度非常快,而且会及时地建立速度曲线,列车会将自己的运行状态调整,在列车发出请求后,迅速获得周围列车和设备的位置,在接收到相关的信息后,通过对移动授权的分析,绘制制动曲线。所以,在列车之间,其交互性大大的提高,而且,通过移动授权的计算,完成了各项功能。

3.4运行时间间隔进一步缩短

由于车――车通信系统减少了车载控制器的系统反应时间,于是它能提供更小的运行时间间隔。可以在保证安全的前提下,可以为运营提供更加灵活和多样化的运输组织方案。

3.4节省大量空间

车――车通信系统去掉了联锁子系统和区域控制器子系统,节省了大量的空间,不但提高了整个系统的运行性能,而且使列车在运行的过程中更加的安全。

总体而言,车――车通信系统对传统CBTC系统实现了创新,使信息的交互性更好,有效控制了车载控制器反应时间,使整个系统的运行性能更有保障。

四、结语

基于车一车通信的新型信号控制系统,能够大幅度提高系统的快速反应性能、机动灵活性能及安全稳定性能,具有很大的发展空间和潜力,将是未来城市轨道交通信号系统的发展趋势和方向。

参 考 文 献

[1]安静,王令群,吴汶麒. 基于无线通信的列车控制系统研究及应用综述[J]. 上海应用技术学院学报(自然科学版),2016,02:132-138.

[2]陆[,朱翔,纪文莉,郑国莘. CBTC系统无线通信采用UHF低频段的可靠性分析[J]. 城市轨道交通研究,2016,04:15-20.

第8篇:城市轨道交通综述范文

中图分类号:U231+.2文献标识码: A

引言

牵引供电无论是交流还是直流,都会存在杂散电流问题,直流供电系统所产生的杂散电流的腐蚀效应尤为突出,所产生的恶劣后果在地铁运行中也日益明显。 世界各国都在关注如何对杂散电流进行防护,以期切实解决埋地金属腐蚀的问题。采取有效的防腐蚀措施可控制杂散电流的腐蚀,增加埋地金属的寿命,对地铁工程具有一定的经济和环保效益。

1 地铁杂散电流的形成和危害

地铁直流牵引供电系统中,牵引变电所流出的电流,电力机车经由接触网或接触轨取流,电流再通过钢轨作回路,返回到牵引变电所。由于钢轨很难做到完全对地绝缘,有一部分牵引电流经由钢轨流向大地,再返回牵引变电所,这种地下杂散电流又称为迷流。杂散电流由大地进入钢筋时,钢筋呈阴极状态。如果此处的钢筋周围环境属于酸性,就会发生析氢反应,且氢气不能由结构里逸出,从而产生等静压力,使钢筋与大地脱开。如果电流进入钢筋,使其与大地结合处产生可溶的碱式硅酸盐或铝酸盐,则会使地铁主体的刚性强度大大降低。 杂散电流由钢筋流出时,钢筋呈阳极状态,并发生腐蚀。腐蚀所产生的物质在阳极处堆积,最终通过机械作用排挤大地,使之开裂。 杂散电流不仅对地铁本身的钢筋有一定危害,对于主体附近的埋地金属亦会产生腐蚀效应,一种氧化还原的电化学反应过程,即电化学腐蚀,也危害着相关金属的结构物。

2 防护的现状与原理

欧洲国家一般是,当轨道对地电压不太高,选择排流法防护效果小时,推荐强制排流法。日本则主要选择在产生钢轨对地的正值电压大,在钢轨附近流入埋设管的电流从远离钢轨处的管部流出的场合使用.在这种情况下,会因负馈线比埋设管的电压高而不能正常排流。

在国内,则是将杂散电流腐蚀防护的常规方法划分为被动型和主动型两种保护法。在地铁的直牵引供电系统里,杂散电流的防护准则为:寓防于“测”,以堵为主,“堵”、“排”结合。

对于地铁工程的牵引供电系统,防止牵引电流从钢轨泄漏出去形成杂散电流,应该作为首要的防护举措。被动型保护法即是以堵为主,也称为源控制法,一般采取的措施有:对埋地金属进行涂层和增加绝缘法兰等钝化防护、抬升供电牵引网电压、优化调整变电所位置、减小回流走形钢轨电阻、提高轨道对地的过渡电阻、合理设计混凝土钢筋的截面积、保证全系统钢筋的可靠连接等。

在地铁运行了若干年之后,因为环境的破坏和设备的老化等原因,“源控制法”会逐渐失效,这时,就十分必要采用主动型保护法,以保护日益损耗的地铁设施。主动型保护法的原理是将埋地金属中的杂散电流引至回流通路,抑或者用保护设备产生的电流将杂散电流相互作用而抵消,从而减小杂散电流的腐蚀。

在地铁的一些特殊地段,由于设备运行环境和人为操作等,引起杂散电流泄漏的原因较多,会采用一定的单向导通装置,来进行防护,例如在停车场和列车检修库中。另外,轨道由于电气系统运行的原因,在此位置设有绝缘节。即,在轨道上设置绝缘结,并在绝缘结两端连接单向导通装置,保证轨道电流不断流。这样,不但解决了绝缘节的电气连接问题,也解决了杂散电流防护的难题。

3 主动型保护法

现在一般的保护方法有:阴极保护法、阳极保护法、排流法等。

3.1 阴极保护法

CJJ49-92《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中定义:阴极保护是电化学保护的一种,通过向金属结构表面输入阴极电流,使其电位向负极化,并保持在比自然腐蚀电位更负的数值,以达到防腐蚀的目的。

在埋地金属的防护中,阴极保护是比较理想和有效的,阴极保护有外加电流保护和牺牲阳极保护两种方式。一般工程上是将涂层与阴极保护组合,成为联合保护。

具体而言,牺牲阳极保护除具有阴极防护作用外,还是很好的接地排流手段。 该方式适用面广,工程操作简单,使用比较安全,可以完全避免将杂散电流流入埋地金属,是国内目前使用较多的一种排流方式。但缺点是排流功率小、保护距离较短,有待改进。

3.2 阳极保护法

将被保护物的电位提高到钝态电位,从而阻止腐蚀,称之为阳极保护。就是应用一种使金属向着更为阳极方向的电流使金属钝化的一种技术,但是它只适用于表现活化-钝化性能的金属和合金。在地铁系统中,即提高埋地金属设施的电位。

准确的维持整个埋地金属设施所要求的电位的能力,在阳极控制中是至关重要的。如果电位过高或过低,将导致腐蚀加剧,适得其反。

阳极保护的主要优点是应用范围广,操作费用低,作用能力强,能够保护复杂的结构,几乎不需要辅助电极。但阳极保护只适用于表现钝态的金属腐蚀体系,在不能钝化或含氯离子的介质中不能使用,而且还有一个主要的缺点是致钝需要很大的电流。

因此这种技术发展有些缓慢,在地铁系统也一般不选择用这种保护方式。

3.3 排流保护法

排流保护法主要是为保护埋地金属而采取的防护措施。当杂散电流从钢筋流出时,才会对钢筋有腐蚀作用,而杂散电流流出的区域主要集中在牵引变电所附近的阴极区。

其基本原理是将被保护的埋地金属和钢轨的阳极区用导线连接起来,从而相当于将埋地金属与钢轨短路,使被保护的埋地金属变为阴极性的,进而防止金属发生阳极腐蚀。

排流法的一般做法是,将道床混凝土钢筋做成电气上的杂散电流排流网,其它有可能受到杂散电流腐蚀的埋地金属做成辅助排流网,引至牵引变电所的负母排进行电气连接。由于杂散电流总是走电阻最小的通路,则会选择直接流回牵引变电所,这样,在阳极区的范围内,有力地减小了杂散电流从混凝土钢筋再泄露出去的可能,削弱了杂散电流流出钢筋导致的腐蚀效果。

早期的地铁将是埋地金属与钢轨直接在牵引变电所附近相连,称为直接排流法,后来发展到加二极管的单向导通排流(选择排流法)、加直流电源的强制排流法等[7]。

4 结语

杂散电流防护系统对于地铁的正常运行非常重要。在城市轨道交通建成运营后,应该重视杂散电流防护系统的功能,及时监测分析相关的数据,采取加强维护、合理排流等措施,将杂散电流的腐蚀降低到最小。

从国内现状着点,特别是工程实际中调查来看,大多是直接使用单向导通装置,来进行杂散电流腐蚀的防护。这是很大的一个问题。

应加强地铁的杂散电流防护技术的科研,并重视与工程实践的合作,开发出一系列杂散电流防护系统与设备的成套装置,切实落实于工程的设计应用与施工运营中,减少地铁杂散电流的腐蚀所造成的损失。

参考文献

[1] 李威.地铁杂散电流腐蚀监测及防护技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2004.10.

[2] 高敬宇、易凡,地铁及轻轨杂散电流腐蚀的防护措施[J],天津理工学院学报,1993-3,12(1):32-35.

[3] 战鹏.地铁杂散电流对钢筋混凝土结构腐蚀影响及防护[D].北京交通大学,2009:59.

[4] 郝卫国,城市轨道交通杂散电流的防护[J],城市轨道交通研究,2004(6):53-55.

[5] 刘凯,马丽敏,陈志东等.埋地管道的腐蚀与防护综述[J].管道技术与设备,2007(4):36-42.

第9篇:城市轨道交通综述范文

关键词 南昌地铁 城市发展 房地产发展

中图分类号:F293.3 文献标识码:A

一、南昌市建设地铁的必要性

地铁建设对城市的长远发展意义重大,地铁交通作为一种先进的城市交通设施和公共产品,具有大运量、高能达性、安全准时的特性,可以优化城市的公共交通结构,提高整个城市综合交通体系的运行效率,促进城市经济持续、快速增长 。南昌作为中部城市群的核心城市之一,修建地铁提高城市的综合辐射能力,在自身发展的同时带动中部城市群的发展具有现实和长远意义,南昌市建设地铁具有时代的必要性。

二、地铁建设的背景因素

全国城市的“地铁热”有其原因与背景,笔者认为最为可能的原因,一是在2008年全球经济危机下,我国为刺激国内经济增长,采取了拉动内需和投资的策略,国家加大投资,其中,4万亿投资便可能催生了地铁投资建设热潮;二是各地热衷建设地铁的原因,是为当地政府创造GDP,国家的加大投资,地方如何去向中央得到这些投资,建设地铁是保障民生、建设城市、改善交通的新突破口和切入点。

三、地铁建设与城市发展、城市交通和房地产

(一)地铁建设与城市发展。

首先要明确地铁有怎么样的特征。地铁的经济特征主要有三个方面,一是地铁是准公共产品,二是地铁具有很大的外部效应,三是地铁具有明显的规模经济特征。

所以,正常情况下,国内外的成功经验可以验证,建设地铁对城市的发展是非常有利的。特别是对于土地日益稀缺,寸土寸金的时代,发展地下空间交通是土地集约节约利用的趋势。同时,地铁对于促进城市经济繁荣,沿途商业人气具有很大作用。而且,改善城市交通,带动城市人口流动,促进城市化进程也有很重要意义。

(二)地铁建设与城市交通。

从长远来看,随着城市化的快速发展,机动车激增导致地面交通拥堵,建设地铁显然是缓解地面交通压力的有效方式。南昌城市区域越来越大,这就要求城市交通要立体化,要向地底下发展,这是必然趋势。

从短期来看,目前许多城市都有报道,地铁建设扰民严重――这刚好与建设地铁的初衷相违。对城市交通影响最为突出表现为以下几点:一是地铁建设周期长,建设时期所有原来的道路都必须为之让路改道,对短期交通有反方向的作用;二是地铁建设对周边居民影响大,大量的建筑材料运输,高强度的地下工作等等;三是地铁设计的合理性和地铁站口的可及性,如果离居住点太远,居民未必会选择地铁方式,就目前来看,南昌地铁1号线在规划建设期内还未显示出给南昌交通带来很好的改善,需要有地铁其他线路发建设的规模效应来支撑。

(三)地铁建设与房地产。

从长远来看,城市轨道交通是公益性、经济外部性很强的大型公共基础设施,高度的能达性及其对场站周边物业的刺激开发作用,带来了显著的房地产增值 。具体来说,地铁对城市房地产的影响主要表现在以下方面:一是改变城市的商业格局,提升地铁沿线的区位价值;二是改变住宅房地产的区位选择,由于地铁便利到来,减小原先认为是近郊住宅房地产的心理距离和时间距离;三是促进土地集约节约利用,增加土地立体开发价值。

同时要注意到地铁建设对房地产可能带来的负面影响,地铁建设可能带来地铁周边的高地价与高房价问题,前面分析过地铁建设的背景之一就是政府为GDP保障,同时,必须考虑地铁的建造成本现在国内造价一般是4亿元/公里的建造成本,政府还要提供大量的运营维护成本,这是非常高昂的。政府的财政收入,有很大一部分是靠土地财政,政府最恰如其分的选择就是高价出让地铁周边的土地。这对房地产发展未必是好事,价格上去了,最终买单的是普通民众。

四、建议

一是拓宽融资渠道,避免因南昌市政府单方投资,造成资金压力,影响政府财政从而影响政府其他公益事业的发展、影响城市管理和发展;二是政府严格选用施工单位和工程监管,确保地铁建设质量;三是南昌市在建设地铁的同时,必须考虑发展地面交通,进一步发展公用交通的建设管理,双管齐下;四是合理财政收入与支出,摆脱土地财政的束缚,避免因建设地铁带来资金压力导致高地价推高房价,切实做到地铁为城市发展、交通事业和民生保障做出应有的贡献。

(作者:江西师范大学土地资源管理2010级硕士研究生,研究方向:房地产经营与管理、房地产)

注释: