轨道交通论文合集12篇

时间:2023-03-22 17:50:38

轨道交通论文

轨道交通论文篇1

1物价上涨

编制可行性研究估算时,参考同期在建的其他轨道交通线路的各项指标确定投资额,编制初步设计概算时,根据确定的编制期的人工、材料、设备价格及相应取费标准通过计算确定投资额。2个设计阶段本身存在时间差,在物价水平上存在着一定的差距。这种差距引起费用上的差别在编制估算时是体现不出来的。目前,编制估算的主要依据是建设部印发的《市政工程投资估算编制办法》(建标[2007]164号),编制概算的主要依据是建设部印发的《城市轨道交通工程概预算编制办法》(建标[2006]279号)。根据2个编制办法的规定,预备费均包括基本预备费和价差预备费2项费用,其中价差预备费是指项目建设期间由于价格可能发生上涨而预留的费用。估算中的价差预备费的具体含义为估算编制期年度到项目建设竣工的整个期限内,由于物价上涨引起的投资变化需要预留的费用;概算中的价差预备费为概算编制期年度到项目建设竣工的整个期限内,由于物价上涨引起的投资变化需要预留的费用。通过以上分析可以看出,可行性研究估算和初步设计概算2个阶段期间的物价上涨引起的费用应该包含在估算的价差预备费中。根据《国家计委关于加强对基本建设大中型项目概算中“价差预备费”管理有关问题的通知》(计投资[1999]1340号)规定,自本通知之日起,编制和核定基本建设大中型项目初步设计概算时,投资价格指数按零计算。今后,我委将根据物价变动形势,适时调整和投资价格指数。截止目前,国家有关部门仍未价格上涨指数。所以,目前编制城市轨道交通工程可行性研究估算和初步设计概算时,价差预备费均按零计。1999年国家计委的价差预备费上涨指数为零的背景是基于“物价趋于平稳,实际投资价格指数逐年下降”的趋势。而近几年来,物价上涨严重,由此引起的投资变化明显增加。所以,启动价差预备费的计算是当前适应市场行情、合理确定工程投资应采取的必要措施。另外,在未计列价差预备费的情况下,编制估算时应适当考虑物价上涨因素,合理确定各项指标。

2设计方案变化或深化

初步设计较可行性研究阶段方案变化或深化的内容,主要是车站建筑面积增加、施工方法发生变化、轨道减振段数量调整、车辆段房屋面积增加、新增一些系统和设备等。设计方案变化的主要原因是规划的调整、工程周边环境变化及为提高设计标准、服务水平增加新的系统。设计方案深化造成投资变化主要体现在主变电站、运营控制中心及车辆段基地等方面。可行性研究阶段没有具体设计方案,粗略地估算投资;初步设计阶段主变电站进行专项设计,根据工程数量编制概算,由此产生投资变化;运营控制中心和车辆段基地由于涉及到资源共享问题,在前期规划中如果没有完整的设计方案,后续设计阶段发生方案变化也容易引起投资变化。如天津地铁2号线李明庄车辆段,初步设计文件经审查后,方案发生重大变化,由原承担地铁2、3号线(厂)架修任务调整为承担地铁2、3、5、8号线4条线路配属车辆的(厂)架修任务,方案调整后概算比原批复概算增加了近2.4亿元。

3前期费用增加

前期费用增加是造成目前各工程项目概算超估算的一个普遍原因,有客观原因,也有主观原因。主观原因是可行性研究报告上报时为了保证顺利批复,人为压低投资。客观原因,一是征地拆迁单价和数量在2个设计阶段发生了变化;二是管线迁改费用在可行性研究时难以准确确定工程数量,特别是涉及到110kV或220kV高压线路时,没有制定具体迁改方案,到初步设计阶段明确迁改方案后,费用差别较大。如北京地铁大兴线遇到的高压线路升塔改造费用,可行性研究估算2.3亿元,初步设计阶段委托电力部门完成设计后,概算额为4.5亿元,增加2.2亿元。

控制造价可采取的措施

有效控制城市轨道交通工程造价需做好2个方面的工作,一是提高可行性研究阶段投资估算的编制质量,二是深化初步设计阶段的概算编制。

1提高可行性研究阶段投资估算的编制质量

1)做好城市轨道交通线网规划

城市轨道交通工程建设,必须结合城市总体规划,对城市轨道交通线网做好近、远期规划。在规划线网的基础上,对批准立项建设的具体轨道交通线路走向、车站分布等进行勘察设计,避免在没有线网规划的情况下,匆忙开展新线建设。

2)采用适宜的建设和技术标准,控制工程建设规模

(1)做好客流预测是开展轨道交通工程设计的基础,设计中通常采用“四阶段法”进行客流预测。该预测方法虽然理论上较为成熟,但针对具体项目预测的客流量,还应结合轨道交通线网规划建设情况进行合理修正,使预测的客流量基本接近实际,便于确定宜采用的建设和技术标准,在满足近、远期发展要求的条件下,合理确定建设规模,有效控制工程投资。(2)根据线网规划,针对具体项目线路走向、宜采用的技术标准、环境和地质条件确定线路敷设方式,车站结构形式和规模,做到性价比最优。

3)统筹车辆段布置,注重主变电站和运营控制中心资源共享

根据轨道交通线路运营要求,大于20km的线路需要设置车辆段和停车场,但如果每条线路都设置1处车辆段和停车场,明显造成浪费。所以,要根据线网规划,综合考虑车辆段和停车场的设置位置和规模、检修设备的配备,达到资源共享。如上海市地铁线路,根据线网规划和资源共享的原则,13条地铁线路仅设6座车辆段和相关停车场(已建4座)。

4)深化影响投资比重较大的工作内容深度

电力外线、主变电站、管线迁改、人防设施等,在可行性研究阶段应经过现场勘察确定主要方案,避免到初步设计阶段方案发生重大变化,出现投资失控现象。

5)合理编制工程投资估算。

可行性研究投资估算是初步设计阶段概算控制的目标。因此,应深化可行性研究阶段工作深度,经过现场勘察、比选,提出可采用的几种设计方案,通过方案论证和优化确定最优方案。据此编制投资估算,力求准确,并要考虑后续阶段影响投资变化的各种主要因素。

2深化初步设计阶段概算编制

1)提高可研批复方案的执行力

依据线网规划完成的可行性研究方案批复后,初步设计阶段不得随意改变,特别是建设和技术标准、工程规模、线路敷设方式、车辆编组、设备选型等。随着形势和环境条件的变化,有些方案确需改变的,应通过方案论证后报原审批部门批准。

2)注重前期工程投资控制

前期工程主要包括征地拆迁、管线改移、道路恢复等,其费用是初步设计阶段概算控制的重点和难点。建议业主(建设单位)委托有经验的设计单位进行专项设计,在进一步深化设计方案的基础上,确保前期工程的可实施性,避免投资失控。

3)推行标准化设计

城市轨道交通工程建设经过十几年的发展,已逐步形成轨道交通设计标准体系,完善了工程建设规程规范和设计标准图。所以,推行标准化设计可以缩短设计周期,加快工程建设进度。同时也可降低相关费用。

4)按专业分劈投资,开展限额设计

轨道交通论文篇2

2环境影响评价存在的典型问题

我国第1条开展环评工作的城市轨道交通线路是北京地铁复八线(1988年)。城市轨道交通项目建设数量短时间内急剧上升,在改善城市交通状况的同时也给环境管理造成了很大的压力。规模庞大、复杂、综合的城市轨道交通工程,在建设和运营过程中产生的诸如振动、噪声、电磁、地下水、景观等环境影响接踵而至,环境影响评价存在许多亟待解决的问题。

2.1报告书良莠不齐,质量有待提高

2.1.1对于项目建设内容与规划环评不符的部分,不进行环境影响比选,只做定性分析城市轨道交通项目的立项依据是国家发改委批复的《城市轨道交通近期建设规划》,但到具体项目环评时,大多都会出现如线位偏摆、车站(和停车场、变电站)等位置移动、敷设方式变化(高架改地下、地下改高架)等与规划不相符的情况。目前,大多数项目环评均以提供地方规划部门同意变化的意见为依据,而不是从线位变化产生的环境影响角度确定选线选址的可行性。

2.1.2对主要环境影响问题不进行环境方案比选,而是服从建设单位的要求对于以高架形式穿越城市人口密集区的项目,声环境现状已经不能满足环境功能要求,且治理难度大,而许多城市在轨道交通项目评价中,认为只要控制了工程自身产生的环境影响即可,不考虑环境功能现状的情况很普遍,报告书不针对主要的环境问题进行线路选线或敷设方式的比选。

2.1.3减振降噪环保措施的科学性、合理性不足

1)减振措施存在的问题。每一种轨道减振措施在不同频率范围和不同测试位置,会有不同的减振效果。无论何种轨道减振措施,均为高频减振效果优于低频减振效果。在各种轨道减振措施中,厂家标称的减振效果,因未注明适用的评价量、频率范围、计权网络、测量方法、测点位置等与减振效果直接相关的条件,导致引用时存在诸多问题。一般情况下,厂家标称的减振效果均优于实际应用效果。另外,同一种减振措施也有很多设计因素对减振效果有重要影响,报告书中未提出相关要求,只是泛泛地提出减振措施的名称。

2)降噪措施存在的问题。目前,报告书对采取降噪措施只按高度给出降噪效果,未分析采用不同材料和结构形式对降噪效果的影响程度,可能会出现实际效果与环评要求不符的问题。

2.1.4公众参与内容针对性不够目前,在评价单位公示的报告书简本中,对评价范围内的环境影响敏感目标没有明确显示,很多调查是在网上公示报告书简本的同时或更早时间开展,在公众未充分了解工程产生环境影响的情况下,公众参与的可信度不高。在公众参与样本分析中,对直接利益相关、间接利益相关和非利益关系的数量和比例不进行统计分析,无法判断代表性。对于可能存在振动敏感设备的大学、科研机构、计量机构、电子和光学设备生产商、医院等单位,应在规划环评中调查其单位意见。

2.2环评导则不够细化,相关技术支撑尚待完善《环境影响评价技术导则:城市轨道交通》(以下简称《导则》)于2009年4月1日实施,它是开展城市轨道交通环评的主要技术依据,对规范环评工作起到了很好的作用,但在4年多的运用过程中也发现了许多急需解决的问题。

2.2.1噪声和振动预测中存在的问题

1)噪声和振动源强。噪声及振动源强是声、振动环境影响评价中非常重要的基础数据,《导则》未给出典型线路、车型的噪声和振动源强参考值。目前,对噪声和振动源强的选择随意性较大,评价单位不重视类比监测,大多数报告书采用的源强未给出充分、合理的依据。在实际的评估过程中,发现噪声和振动源强的取值,部分项目偏于保守,部分项目认为随着车辆和轨道结构的不断更新,源强取值偏小,同类项目源强的取值差甚至高达8dB,直接影响了噪声和振动的预测结果及措施应用的合理性。

2)环境振动距离衰减问题。环境振动的衰减与距离、地质条件、频率等有关,《导则》仅给出了一个对数关系的回归公式。一方面公式的表达形式与环境振动衰减的经典理论有一定差别(如环境振动近场和远场的衰减差异、振源频率特性的影响等);另一方面《导则》未给出典型地质条件的回归常数参考值,这可以采取类比监测确定,但是由于评价单位的不重视和专业水平、仪器设备所限,大多数单位的惯用做法是基于早年的少量资料偏于保守取值。

3)振动评价中建筑物振动衰减量的问题。《导则》的建筑物振动衰减量范围过大,造成实际使用的随意性较大;建筑物的分类不够细致,且与GB50352—2005《民用建筑设计通则》的建筑物分类不一致。在对《导则》的修订过程中,建议参考该标准的建筑物分类并考虑不同建筑物(结构和基础)的振动衰减特性,提出更细致的建筑物振动修正值。

4)声屏障、振动防治措施效果问题。《导则》给出的是无限长声源和声屏障的插入损失预测公式,这与实际情况是不相符的。另外,《导则》未结合风亭特点给出消声器降噪效果的计算公式,虽然给出了部分减振措施的减振效果,但是其评价量为未计权振动加速度级,与环境振动的评价不一致,因此给许多管理人员和评价人员造成很多误解,实际人们所关心的地面环境振动的减振量低于《导则》的减振效果。

5)古建筑振动的评价问题。应充分理解《古建筑防工业振动技术规范》的内涵,其适用对象只是文物保护单位和世界文化遗产,与外国相关标准相比,极其严格,不应扩大其适用范围。对于优秀历史建筑、风貌建筑、近代建筑等非文物古建筑应按照新近颁布的GB50868—2013《建筑工程容许振动标准》评价。

6)与地方相关技术规范衔接的问题。2012年4月1日,北京市开始实施地方标准《地铁噪声与振动控制规范》,其预测结果和控制措施原则与《导则》存在较大差异,在评估中存在尺度不一致的现象。建议《导则》在修订过程中进行对比分析。

2.2.2二次结构噪声问题相对于传统的噪声和振动问题,二次结构噪声在环评领域是一个新的分支。《导则》虽然于2009年就给出了二次结构噪声的预测模式,但是由于其不计权分频特性以及评价单位的不重视、专业水平和仪器设备所限,到目前为止,二次噪声的预测和测量一直是流于形式,未科学地按照《导则》规定的方法评价。相关的行业标准《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》,在测量方法上描述不够清晰,并存在一定缺陷。

2.2.3地下水问题应结合城市轨道交通工程特点和新颁布的《地下水导则》要求,弱化工程建设对区域水量和地面沉降的评价,分析可能影响地下水水质的施工环节,强化施工期的防治措施、环境监理等评价内容。

3对策措施及建议

3.1加强对评价单位的培训和日常考核目前,评估的报告书行业特征很明显,相关行业的评价单位,其技术方法较好,预测水平相对较高,但对环保对策及措施的考虑上比较薄弱,环保系统的评价单位情况则相反。环评是一项多学科的综合性工作,造成这种行业色彩浓厚问题的主要原因是环评人员大多数是通用型(专业性水平不高)人才,对其进行的专业性培训欠缺。另外,环评机构资质考核应与报告书质量挂钩,建立环评单位日常工作考核制度。应建立联动机制,将评估时对报告书的打分情况反映到评价单位的考核记录中。

3.2尽快立项修订《导则》在规范性引用文件中,更新相关标准规范,评价因子根据更新的标准规范对应调整,声环境、振动环境影响评价内容、监测方法、预测评价等内容与附录的预测模式对应调整,尽快开展噪声和振动源强数据库、地面振动距离衰减回归常数数据库建设,对振动预测模式中的参数做进一步的明确或调整,规范古建筑振动评价对象和预测内容要求,优化二次结构噪声的预测模式和方法等。

3.3尽快开展验收数据库建设“十一五”期间,我国建成并开通了50条城市轨道交通线路。但目前验收的只有10多条,且大多数验收监测单位由于不熟悉城市轨道交通的特点和要求,监测数据错误很多,更谈不上监测数据的收集整理,使得本行业的各个环境影响情况还是仅停留在理论预测数据阶段。应尽快开展验收数据库建设,与环评预测数据进行对比分析,或开展其他形式的专项研究工作以验证环评预测数据的可靠性。

轨道交通论文篇3

国内外学术上针对产品主动质量改进的方法论或模型研究鲜为少见,仅在普遍认为的产品质量管理方法论有相关论著,例如戴明环、朱兰、克劳斯比、休哈特、六西格玛等质量理论。其中目前普遍应用的六西格玛管理是一套系统的业务改进方法研究,通过对现有过程实施DMAIC(Define,Measure,ImproveandControl),消除过程缺陷和无价值作业,从而提高质量、降低成本、提高客户满意度,进而增强企业竞争力。这些方法论都着重强调了PDCA的闭环循环管理模式,但此管理模式在产品交付后的持续质量改进的应用分析几乎未有见刊。

二、轨道交通行业在段质量改进的PDCA管理模式

在段质量改进一词是在轨道交通制造企业沿用多年的一个专用名词,随着各公司轨道交通产品比较单一——仅有电力机车,因为机车出厂后的直接使用方为机务段,因此出厂以后对机车的技术改造就称在段质量改进。时过境迁,随着轨道交通装备制造产业的逐年壮大,产品不但包括机车,还有城轨车辆、动车组以及产业发展扩大后的新产品等,实施场所也包括机务段、地铁公司以及检修方,该名词的内涵没有变化,还是指产品出厂后的对车辆技术改造。在段质量改进管理存在于所有生产企业中,但作为一项专项管理,轨道交通制造企业通过多年的实践,形成了一套专项计划、专项技术管理、专项实施、专项费用的较为规范、成熟的管理模式,形成了一套从问题提出直至问题关闭全过程的闭环管理程序,并且在同行企业中绝无仅有。轨道交通制造企业一般把在段质量改进归口于技术管理,在段质量改进究其原因也是界定其为设计变更范畴,这点与产品三包有本质区别,因为前者涉及产品结构和性能,而后者不涉及产品结构、性能。在段质量改进遵循的基本工作方法仍然是PDCA,即计划、实施、检查、总结。

1.计划阶段:首先在每年底会组织售后服务部门收集用户对产品运用质量改进的需求,由设计部门确认,同时设计部门结合自身对产品改进、优化的要求,提出立项申请,由技术管理部门根据设计部门提出立项申请和上年度改进项目完成情况,编制年度在段质量改进计划,明确改造对象、费用安排、技术方案负责单位、实施单位、检查单位等内容,并且由总工程师主持评审后正式下发。设计部门根据计划安排,依据用户的要求,对需改进对象的质量现状及原因进行调研、分析,提出改进技术方案,经一类设计评审,总工程师批准下达执行。在段改技术方案下达后,技术管理部门、客户服务部门及时组织改进项目承办单位及相关单位对项目实施进行精心策划,评审确定项目实施的主要工作项点和时间节点,对所需物料费用、运输费用、差旅费用、劳务费用等进行预算,编制项目实施计划并正式下达,作为段改项目执行、检查、考核的依据。

2.实施阶段:由承办单位按段改项目实施计划组织物料准备、安排人员、编制工艺作业文件和有关工装工具,客户服务部门负责对赴段改造人员进行现场管理以及施工中有关信息处理以及与用户(业主)的沟通、协调工作。对段改项目原则上要求进行小批量试改并进行一定时间的运用考核,以验证改造技术方案的有效性,待试改验证可行则再进行批量段改。段改项目执行完成后,由用户(业主)进行确认、评价。

3.检查阶段:对段改项目实施情况和效果我公司采用定期召开例会、进行专项督察、用户评价等形式多方面检查、督察,对整体计划执行情况,则以季报形式进行通报,

4.总结阶段:对段改项目完成后,设计人员需编制段改问题的故障案例,将对问题的原因分析,采用的技术方案,改造效果等形成案例纳入故障案例库,并要求在新研发项目加以应用,避免在新研发项目发生类似问题。

三、某车型制动管路的防磨损改造

例如某车型制动管路的一项防磨损改造,采用了主动质量改进方式进行。设计人员在使用现场发现软管有摩擦痕迹,虽然用户没有提出问题,但考虑到长期使用有造成软管泄漏,影响行车安全的隐患。设计人员即提出申报,经批准列入年度在段质量改进计划中,并及时制定改进技术方案,经过专家评审后,确定采用缠绕防磨损带和加隔离块两个方案分别进行一定数量的台车试改,经数月运用验证良好,最终通过用户确认加隔离块方案并得到了较好的评价,之后开展批量技术改造工作,消除了该隐患。

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1.1客流特征

根调查,年轻人与中年人在地铁乘客中占很大比例。18岁到4岁之间的乘客占到地铁乘客的65%,40岁到65岁的乘客占29%。由于性别、年龄、运动能力的差异,疏散人员对紧急情况有不同的响应时间和疏散速度。

1.2疏散设施

地铁车站主要由平台层、站厅层、走廊连接平台与车站大厅组成。关键疏散设施主要指楼梯、通道、自动扶梯以及可以用于紧急疏散的出口,这些设施的设计如果不合理,将会成为疏散的瓶颈。对轨道交通车站紧急疏散造成影响的关键疏散设施分析如下。

1.2.1疏散通道

疏散通道包括通道、楼梯和自动扶梯。在紧急情况下,大量乘客涌入疏散通道,将会造成拥堵和队列。因此通道的处理客流能力将决定地铁车站的疏散能力。疏散通道的宽度和数量必须满足紧急疏散的需求,一方面,疏散通道的疏散能力是由通道的物理属性决定的,如宽度、长度;另一方面,它也受到恐慌程度、平均疏散速度和疏散密度的影响。

1.2.2转门

在正常操作情况下,自动查票十字转门可以提高地铁车站对客流进行处理的能力。然而,由于旋转栅门的数量和宽度的限制,在紧急疏散过程中其通过的客流大大降低,很容易形成队列拥堵。因此旋转门很可能成为疏散瓶颈。

1.2.3出口地铁站的应急疏散能力

由疏散出口的数量和宽度决定。出口指示灯应该明显地设置在地铁的疏散路径上,从而避免疏散时出现人员拥堵状况。此外,城市轨道交通的应急疏散能力还受到疏散设施以及疏散路径的匹配程度等因素的影响。

2地铁站的应急疏散模型

地铁站的紧急疏散能力被定义为规定时间内疏散瓶颈部分通过的最大客流,下面对疏散通道、楼梯、旋转门、出口三方面进行应急疏散模型讨论。

2.1通道的疏散能力

通道疏散能力的定义是在给定时间内能通过的最大客流,其受通道的物理特性和紧急情况下客流特征影响。为了简化计算,通道的疏散能力的计算公式中只给出通道的宽度、疏散速度和人流密度。Clp=vk(Blp-blp)(1)公式(1)中,Clp为通道的疏散能力,人/秒;v为紧急情况下行人的疏散速度,m/s;k为紧急情况下通道的行人密度,p/m2;Blp为疏散通道的总宽度,m;blp为疏散通道中墙与障碍物的宽度,m。

2.2旋转门的疏散能力

地铁站厅被转门分为等候区和非等候区两个部分。正常情况下,行人在刷卡之后才能通过转门,但在紧急情况下乘客在没有刷卡的情况下也可以进入。转门的疏散能力计算公式如下。Cts=50%nF(2)公式(2)中,Cts为转门的疏散能力,人/秒;N为旋转门的数量;F-每秒通过旋转门行人的数量,人/秒。根据现有的研究,在正常情况下行人通过转门的比率为0.58人/秒。但在紧急情况下,由于进出不需要刷卡,这一数据为1.38人/秒。

2.3出口的疏散能力地

铁站的出口紧急疏散能力被定义为规定时间内疏散瓶颈部分通过的最大客流,本文根据出口宽度、疏散速度、客流密度来建立出口的疏散模型。Cex=vk(Bex-bex)(3)公式(3)中,Cex为出口的疏散能力,人/秒;v为紧急情况下人员的疏散速度,m/s;k为紧急情况下出口的客流密度,人/平方米;Bex为出口宽度,m;bex为出口的边界宽度,0.15m。

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1.2基于拓扑图论搜索的设备布置模型根据拓扑图论的思想,将信号设备数据结构与线路拓扑数据关联。将信号设备数据放到线路拓扑数据结构中,在节点数据中包含道岔,在边数据结构中包含信号机、计轴、应答器等。基于拓扑图论搜索的设备布置模型是城市轨道交通信号设备应用模型的核心,模型结构图如图5所示。

1.2.1基于矢量拓扑结构的遍历搜索根据信号设备布置模型的要求,需查找到布置设备约束条件中的特定信号设备。为了解决这个问题,在图论的算法中选择了图的搜索算法。在一个图G中搜索算法的基本思路:从一个顶点v1开始,给它一个“标记”,N(v1)。然后给v1的邻点标记,再给它的邻点的邻点标记,如此等等。最典型的搜索方法有3种,即深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)和启发式搜索(HS)。根据之前建立的信息数据拓扑结构,本文结合了广度优先搜索BFS和启发式搜索HS来设计搜索算法,基本思想是:从v0开始,依次访问v0的所有邻点v1,v2,…,vl,然后依次访问与v1邻接的所有顶点,已经访问过的顶点不再访问,依次继续搜索,直到所有的顶点都被访问为止[1];当搜索到某个节点时,进行条件布置判断,若成立,则搜索周围的设备,再进一步进行条件判断。当T中得到访问点时,再进行启发式搜索(HS)判断是否满足信号设备布置原则,若满足则插入新设备对象到信息数据库中。

1.2.2信号设备布置原理分析信号设备布置原理分析是模型的重要部分,也是工作量最大的部分。在此部分将对需要布置的全部信号设备逐个进行条件分析,然后确定是否满足布置的要求。以信号机为例简要说明布置原理分析。信号机的布置与停车点、计轴、道岔、车挡和防护门等因素相关联。实际应用时信号机的布置需遵循设备数量最少化原则。信号机布置规则简表如表1所示。

1.3基于图搜索的进路生成模型在矢量拓扑理论的基础上可以拓展更多的应用,如完成更多设备的自动布置功能、联锁进路表的生成功能、仿真实现功能等。以进路表的生成为例说明拓展应用的开发和研究的方便性。此模型的核心是进路搜索模块,进路搜索算法流程图如图6所示。进路搜索模块的其任务是根据进路表名称从站场形数据结构中选出与该进路有关的节点及确定进路中各道岔应处的位置,然后将各节点的数据及道岔位置信息构成该进路的“暂态进路(数据)表”,作为后续联锁程序使用。

2模型仿真与验证

案例采用某实际地铁站的信息,在Visual2010仿真平台上,对以上所建的城市轨道交通信号设备应用模型进行仿真和验证。软件实现过程中,编程完成的主要工作如表2所示。案例中,根据拓扑图论的理论思想,为了反映对象之间的关系,首先对地铁站所涉及的研究对象进行图元化处理,实现了轨道区段、道岔、信号机、计轴等研究对象的定义,并完善了这些对象的操作功能。在基于拓扑结构的信息数据模型的基础上,就可以按照规定的形式建立和完善地铁站线路基本信息。信息输入的方法可以分为2种:(1)根据界面的图元快捷工具,绘制线路基础数据信息;(2)按照规定的形式将线路基础数据信息写成txt文件,系统将根据文件信息自动绘制线路基础站场信息。

2.1基于拓扑图论搜索的信号设备布置案例中要完成主要信号设备布置,首先需按照设定的格式输入一些必要信息,如根据属性框提示输入道岔属性信息如图7所示。根据信息数据模型相关处理后,完成基于拓扑图论搜索的设备布置,其仿真结果图如图8所示。分析仿真结果可知,通过此模型有效的实现了主要信号设备如信号机、计轴、应答器等的自动布置。布置结果和工程中手动设计的布置图误差很小,且通过系统可以手动来调整这些特殊情况下的设备布置。由此可见,采用图论和拓扑结构处理数据后,可以在较短的时间内,较容易的实现复杂的信号设备布置关系。

2.2进路信息Excel表生成将城市轨道交通信息数据通过图元化处理,以模块的形式进行操作,再将各个模块之间的关系采用拓扑结构组织,建立信息模型后,便于进行多种功能的扩展,如进路表。生成进路信息Excel表时,需要完善信号机的属性,如图9所示。完善各个信号机的属性后,经过基于图搜索的进路生成模型,自动生成进路信息Excel表的进路信息Excel表列举了所有进路,并明确的反映了每一条进路所对应的设备的具体状态。查看进路信息Excel表可知,由于城市轨道交通和大铁站点的区别,使得进路信息Excel表与以往大铁联锁表的表示方法具有很大区别。模型生成的进路信息Excel表更能明确的反映地铁中重要的联锁逻辑关系。

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2.1线网规划的历史

自1863年伦敦建设世界上第一条地铁线以来,世界上城市快速轨道交通建设已有130多年的历史,已有43个国家的320座城市修建了轨道交通,其中115座城市修建了地铁,有一些大城市已经形成了比较完善的快速轨道交通网络系统。据不完全统计,现在城市快速轨道交通线网总长达到100km以上的城市已经达到15个,最长的巴黎线网,整体规模已经超过550km。在这些城市线网建设飞速发展的同时,各个城市对线网规划的认识是不同的。

欧美国家受其城市规划理念的影响,强调短期性、实效性和可实施性、因此忽视长远规划的意义。同时受建设投资体制的影响,基本上是“建设一条线、研究一条线”,强调本线的合理性、忽视线网整体的科学性。比如一些城市可以看到一条街道下敷设5、6条线路的不合理现象。这些城市目前已经普遍意识到没有科学的长远规划的“遗害”,近年来开始对线网整体合理性的研究,但限于线网已经形成规模,这种规划完善往往是“补丁”式的。而对于前苏联等计划经济体制国家,受其规划学术思想的影响,比较注重长远性的线网规划研究,在此领域的技术积累也比较丰富。因此,莫斯科地铁线网是世界上公认的规划得最合理、最有效率的线网。但是、受其学术思想的制约,线网规划也带有计划色彩强、静态色彩强、长远适应性查、灵活性欠缺的问题。

我国受前苏联的影响,从50年代开始就比较注重线网规划工作。整体性远期性规划的效益使我国近年的城市轨道交通建设受益非浅。但是,我国的线网规划由于缺乏完整的方法体系和内容体系的支持,也存在诸多的问题。突出表现在内容过于简单、计划色彩较强和规划可实施性差等方面,距离城市对线网规划的要求有较大差距。

我国真正意义上的线网规划开始自1996年《广州市城市快速轨道交通线网规划》,在此项规划中提出的一套方法体系和内容体系,对我国大城市线网规划产生了深远影响,在此之后,许多城市均采用这套方法进行了新一轮线网规划。对比近年来国内一些城市聘请国外公司进行的线网规划,可以欣慰地发现我国的线网规划技术居世界先进水平。

2.2线网规划的目的

人们的交通行为,实际上是交通需求和交通供给这一对矛盾因素平衡下的状态。快速轨道交通作为作为城市交通的一种方式,同样是需求和供给平衡下的出行选择。快速轨道交通的规划工作意义,就是要科学回答“快轨需求”和“快轨供给”这两个方面的问题,以及二者间动态影响关系和科学的平衡关系,从而阐明作为大城市客运骨干系统的发展方向,同时协调与城市其它要素之间的关系。

因此,线网规划的具体目标主要包括下述方面:

1)保证快速轨道交通建设对城市土地发展的刺激和诱导按总体规划意图发展

2)保证快速轨道交通系统与城市交通发展的整体协调。

3)为城市大型基础设施建设项目统一安排创造条件。

4)科学合理安排城市财政支出

5)保证快速轨道交通自身的可持续发展。

3.主体规划方法和技术路线

3.1项目特点

线网规划是综合的专业交通规划,同时又是全市综合交通规划的延续和补充,由于快速轨道交通的特点,规划和建设均会对全市的规划格局产生相当程度的影响。因此本规划即有相对的独立性,又要与城市总体规划有机地融为一体。线网规划的研究工作涉及城市规划、交通工程、轨道交通专业工程、建筑工程及社会经济等多项专业。各专业相互联系紧密又彼此独立,因此整体研究方法是一个包含多项子方法的集合体系。线网规划作为一项复杂的系统工程,除本身各子系统具有复杂的关系外,各种外界的影响因素和边界条件对本规划又产生不同程度的影响。因此,不能把本规划作为一个孤立系统进行规划,既要重视其自身的建设运行机制,又要注重与外部环境及各种影响因素协调关系。

3.2研究方法的特点

城市快速轨道交通线网规划是一项涉及多个研究范畴的系统工程,研究理论涉及城市规划、交通工程、建筑工程及社会经济等多种学科理论,在各子系统中又包含各自的方法,线网规划将其统一为一个整体,其中,交通工程学的交通规划理论是本项目研究理论体系的主线。方法主要特点是:交通分析为主导;定性分析和定量分析相结合;静态和动态相结合;近期规划与远景方案相结合

3.3总体规划方法、主要内容和技术路线

3.3.1规划方法

传统的线网规划方法,可以简单地归纳为经验分析法、客流预测法、公交增长法等三种类型。这三种方法均各有所长但也都存在思路片面的缺陷。科学的线网规划方法是在总结先前方法基础上,采用一套相对复杂的方法体系,一般称之为“多模块网络层次分析方法”。这套方法实际上可以分为两个层次:

整体的工序(模块)逻辑关系和工作流程。

各模块内部研究系统。

详细阐述研究方法应参见后文的《研究技术路线》和《研究内容》章节

3.3.2主要规划内容和技术路线

线网规划工序全过程大致可分为四大部分,即背景研究、线网构架研究、规划可实施性研究和规划接口。

背景规划研究又称为基础研究,顾名思义就是对线网规划的前提条件、影响因素、背景环境进行研究。主要内容包括城市自然、人文、规划、政策等。通过归纳总结这些规律性的城市特征,提出指导线网规划的原则和要点,并对城市线网的模式划分、合理规模、线网评价体系进行专题研究。同时,对国内外有关线网规划的经验进行研究也是非常必要的。

线网构架研究是线网规划的核心部分,主要是方案构思、交通模型测试和方案评价三个工序的循环过程,其目的是推荐优化的线网方案。受多种不确定因素的影响,定性分析和定量分析都是必不可少的。在这个过程中,过分依靠定性分析容易造成主观臆断,过分依赖模型又容易受模型成熟程度和可靠性的影响造成宏观失控。整个过程是一个模糊的决策过程,是规划师和模型师的密切合作的过程。

规划可实施性研究是保证线网可行性的保证。城市轨道交通系统专业性很强,线网是否可行受很多工程和经济条件的限制,往往一个条件不满足就影响整个系统建设的可行性,因此,必需以方案规划的形式提出具体的安排。这部分研究主要针对影响线网可行性的几个主要专项:车场设置、线路走向、线路敷设方式、主要车站分布、换乘站分布和形式、联络线分布、运营。由于规划可实施性研究是保证线网可行性的重要因素,因此这部分研究与前面方案构架研究也是一个循环过程。

规划接口主要承担线网规划与后续规划的衔接任务。线网规划在城市规划体系中处于承上启下的位置,在线网规划完成后,将马上进行以下规划项目:

快速轨道交通线网的土地详细控制规划

针对线网的相关分区规划调整

快轨与城市交通其它方式的衔接规划

因此,线网规划必须对这些规划提出明确的规划条件和规划要点。

总体技术路线图

4.线网规划中存在的主要问题

4.1忽视城市总体规划

在我国城市规划体系中,《城市总体规划》是一切规划研究的指导性纲领规划,所有专性项规划都应在城市总体规划意图框架下完成。线网规划是《城市总体规划》下的专项规划,同时轨道今天规划对城市土地利用格局、交通特征和发展战略、经济发展等方面都会产生强大的引导作用。如果轨道交通规划与城市总体规划意图发生偏差,可能引起整个规划体系的混乱,或者是线网规划本身不可行。因此,线网规划必须依据和支持总体规划,尤其在土地利用、交通发展战略、经济发展战略三个方面应与城市总体规划一致。

4.2忽视可实施规划研究

衡量线网规划优劣最关键的标准是这个规划能否实施。城市快速轨道交通是技术非常复杂和专业的系统,而期规划的可实施性受多方面技术因素的制约,比如修建计划、车辆基地配置、运营组织可行性、三维的线路设计、换乘站形式、联络线建设等许多因素均能直接决定规划能否实施,因此线网规划可实施性的研究是专业要求非常高的规划。目前一些线网规划由于种种原因,专业研究非常欠缺,甚至只进行所谓概念规划不进行起码的专业可行性研究,这样的规划是否具有价值是值得怀疑的。

4.3研究对象界定不明确

城市快速轨道交通线网规划的首要工作就是要明确研究对象,因为一个城市的快速轨道交通系统是一个非常庞大的系统,如果研究对象含糊不清或面面俱到,很可能影响规划实际效果。在此,对一个城市的快速轨道交通进行模式分析是十分必要的。所谓模式分析就是要回答以下问题:

1)从服务对象上讲,城市的轨道交通系统分为市际轨道交通系统和城市轨道交通系统;从旅行速度上讲,可分为快速和低速系统;从运行方式上讲,可分为封闭独立运行系统和开放混合运行系统。那么,城市快速轨道交通系统应包含什么范畴?

2)城市快速轨道交通系统与其它轨道交通的功能和空间关系如何处理?

3)快速轨道交通系统应如何划分层次?各层次适宜选用何种模式并达到何种服务水平?各种模式技术发展水平和发展动态等。

以上这些问题都是对线网规划方向产生重要影响的前提性课题,目前各城市线网规划均对这些问题研究较少。

4.4客流预测工作中的问题

客流预测是线网规划中进行定量分析的主要手段,因此客流预测工作的好坏直接影响线网规划的效果。但从目前线网归划中的客流预测情况看,还存在诸多问题,其中主要表现在:

(1)城市交通模型还未完善建立:

线网客流预测是一种宏观层次的客流预测,因此要求模型在宏观方面性能要突出。但从目前掌握的情况看,除广州使用了START模型外,还未见到其它城市建立了自己的宏观层次交通模型。所使用的模型基本上是微观层次的详细交通分析模型。即便是这些模型,本身受基础数据丰富、真实程度以及对模型和城市规律熟悉程度的制约,在模型运用上也存在相当的问题。因此,在全国各大城市进行科学的线网规划,就应在这些城市中建立从微观到宏观的,完善的模型体系,而且这些模型应在本城市中有一个相当的积累完善过程,成为相对成熟的模型。

(2)难以建立土地发展和交通预测的动态联系

土地利用和交通之间有明显的互动联系,但是目前的客流预测工作对土地开发强度影响基本不能作出动态的反映。尽管土地发展和交通预测方面都有各自领域内的分析模型,但由于两类模型的原理和数学语言差异很大,而且从事土地发展和交通预测研究的人员对彼此领域研究甚少,因此到目前为止还未发现两个方面的研究能实现模型兼容,因此对彼此的考虑只能是定性分析或静态层次的计算。这实际上是整个规划领域存在的一个突出的技术瓶颈,但这个问题不解决,客流预测工作就很难保证可信性。

(3)缺乏交通影响分析研究

线网客流预测的工作集中在两个方面,一是对线网内部客流增长及特征进行预测,二是对线网对于城市综合交通影响进行分析。现在,线网规划中对线网自身的客流预测工作进行得比较深入,但对线网外部交通影响的工作进行得不够充分,难以回答“线网建设后,城市交通的变化是什么”这样的问题。

4.5用道路规划的思路进行线网规划

道路上的交通载体是汽车,汽车运行的特点是方向灵活、彼此干扰、客货混杂;快轨系统上的交通载体是列车,运行的特点是方向一定、干扰较少,客运为主。正是由于其交通载体的不同,这两大交通系统表现出明显的差异性。这些差异主要表现在网络形态、网络节点、中心区网络影响、环线功能、对沿线土地发展影响等多个方面。由于道路网络建设发展较早,规划理论和经验比较成熟,因此在快轨线网规划的起步阶段,比较多地借鉴了道路网络规划经验。随着快速轨道交通线网规划理论的逐步完善,业内人士应逐渐认识到与道路网络规划的区别。由于这些区别的存在,就必须注意在规划和建设阶段,协调二者的关系。

4.6重视线网规划,忽视用地控制和管理

线网规划的成果必须落实到土地管理体系,对快速轨道交通设施用地进行有效控制。但是,一些城市出现了重线网规划,忽视土地控制规划的现象。实际上土地控制规划是一项同样复杂和专业的工作。其中不但要根据专业要求绘制合理的用地红线,还要对规划控制方法进行研究。线网建设往往是几十年上百年的长期工程,对如此漫长时间建设项目的土地控制管理肯定不能简单“严格控制”,而是应针对不同建设时间和不同设施性质进行分类管理,最大程度利用城市土地的价值。

4.7一些有争议的学术问题

4.7.1环线设置问题

各个城市的线网规划中一个存在的争议就是是否设置环线,不可否认这受道路系统规划思想影响较大。但根据研究,这两大系统中环线的作用存在本质区别。在道路网络中,环线的作用在于屏蔽中心区过境交通,虽然环线会造成车辆一定程度的绕行,但高速度却抵消了空间距离上的损失,所以环线对过境或跨区交通有较大的分流作用。快轨是方向固定的交通系统,受技术条件的限制,线路间的交通转换不能象汽车那样灵活,而是要通过旅客换乘的办法实现,而换乘的时间损耗比汽车改变行车方向的时间损耗大。同时,由于快轨是独立的、准点运行的运输系统,穿越中心区不会影响旅行速度,即便拥挤也不会对综合服务水平产生明显影响,使用环线反而增加换乘次数造成延误,因此快轨环线的交通分流作用受到限制,尤其是交通屏蔽作用不如道路环明显。

快轨环线的客流取决于沿线人口和就业数量,也就是环线自身串联的客流集散点的规模。比如著名的伦敦环线地铁,全线串联了13座铁路车站,每座车站又基本上是伦敦市区向伦敦大区辐射的放射形铁路的起点站,所以它始终具备较高的客流。又如在广州快轨线网规划时,曾经根据城市特点,提出过几个在不同位置设置不同规模的环线的比较方案,但这些环线方案在进行模型测试后,普遍存在客流不高,平均乘距明显低于其它线路的特征,换乘率增加,线网非直线系数比无环线线网增加将近10%,因此最终环线被否定。

根据城市特点,科学设置适宜的道路环线往往能取得很好的效果,但设置快轨环线必须十分谨慎地进行研究,更不能为了具备环线而设置环线。

4.7.2机场专线问题

近年来,建设连接机场的专用快速轨道交通线似乎已成为各城市普遍追求的模式,但其中隐含着相当的风险。

机场客流一般由旅客、接送亲友和机场及周边就业职工构成。航空出行一般是800km以上的长距离出行。由于全程出行时间较长,其对到港时间长度要求比较宽松,因此对快速并不过分要求,但对到港方式的便捷程度(是否是门到门)、准点率和舒适度要求很高

在机场接运方式中,主要有个体机动车(出租车、公司自备车、私家车)、机场巴士和快速轨道交通。由于个体机动车在舒适性、门到门便捷性、快速等几个方面占据优势,因此一般个体机动车在机场接运方式中占主要地位。机场机场由于一般都在建设时配套有专用高速公路,这种优势则更明显。其次是机场巴士,该方式在门到门便捷性、快速等几个方面也有优势,一般也占有重要地位。快速轨道交通的优势是准点、快速,最大的缺点是门到门便捷性差,因此在客流竞争中优势并不明显。这就是世界各国单独服务于机场的客运轨道专线客运客流效益普遍不好的主要原因。

因此,建设机场专用快速轨道交通线必须慎重,要从以下几个方面进行充分论证:

是否有客运功能以外的非常明显的社会、政治价值;

机场客流是否足够大到需要快速轨道交通衔接;

机场接运方式中,轨道交通的综合竞争力如何,竞争关系如何处理;

机场专线市内起点位置是否合适,能否在中心区建立行李办理设施,如何降低运营成本;

4.7.3半径线设置问题

在世界许多城市建设或规划有连接边缘组团到中心区的半径线,从表面上看,这符合客流方向,客运效果较好,因此受到一部分规划者的推崇。实际上,半经线存在很大的弊端,集中反映在运营和交通影响两方面。

首先,半径线客流分布往往呈现一个明显的楔形,就是约靠近中心区客流约大,而在客流最大处,车上所有旅客上下列车势必在终点站列车停站时间增加,这时,车站列车折反返能力能否满足最小列车间隔就很成问题,这给列车正常运营造成相当的风险。

其次,线路截止在中心区某处,车上旅客不一定是全部到这个地方,但必须在这个地方下车,由此势必给这个区域引入相当大的无关客流。这些无关客流需要换乘地面其它交通方式,而轨道交通客运量往往很大,因此会给这些交通平衡很脆弱的地区增加很大大交通压力,形成新的交通瓶颈。

因此,从理论上讲笔者一般不赞成半经线的设置,当然这也要具体问题具体分析。

4.7.4换乘节点和合理分布

快轨线路如果想获得较好的客流效益,一般都希望通过城市中心区。因此整个线网的换乘节点都集中在中心区。一种意见认为换乘节点这样分布可以符合一般城市客流中心区为O点或D点集散的规律,因此也符合主客流方向。而且换乘发生在地下或相对封闭的轨道交通换乘车站,不会增加地面交通压力。而且会给城市中心区提供强大的交通供给和方向周到的交通可达性。另一种观点认为换乘节点分布在中心区,势必吸引部分出行OD点均在区的客流在中心区换乘,也势必加大中心区今天交通压力。而且换乘站工程复杂,集中在中心区进一步增加了工程难度和代价,因此换乘节点应外移。

轨道交通论文篇7

苏州市轨道交通集团有限公司自2002年成立以来,积极向其他有建设轨道交通经验的公司学习,并根据苏州当地特色,探索出有苏州特色的轨道交通建设方法,积累了宝贵的经验,创造了轨道交通1号线前期工程的“苏州速度”。苏州市轨道交通集团有限公司始终坚持以“民心工程、共建和谐”为导向,以文明施工为管理主线,不断加强现场管理,尽可能地减少施工对居民出行和环境的影响,得到了广大市民的一致赞誉。自2007年起,苏州轨道交通工程连续5年被评为“苏州十大民心工程”。苏州市轨道交通集团有限公司在规划建设方面,积极与相关规划、发改、财政、国土、环保、消防、人防、残联等主管部门沟通,确保轨道交通建设符合城市规划,严格控制工程投资及变更,积极削减建设工程的社会风险。在客运组织方面,着力打造服务软环境,创“贴心服务”品牌;树立品牌形象,开展轨道交通优势宣传;开展互动活动,扩大轨道交通公众认知度。在行车组织方面,积极听取民声,广纳箴言,合理调整行车计划;精细规划,精致服务,制定节假日运输组织方案;全面总结,逐步提高,做好行车质量分析工作。在公众参与方面,对选线、车站站名、车站装修等均广泛征求民意,引入社会力量共同参与。通过前几年的轨道交通建设经验,苏州市轨道交通集团有限公司培养了一批专业素质过硬的建设管理队伍。随着苏州轨道交通建设的不断深入,轨道建设管理部门会不断总结经验,提高管理水平。本着改善苏州城市交通结构,满足城市日益增长的交通客运需求,促进苏州地区经济发展,提高苏州人民生活水平的宗旨,着力构建一个安全、快捷、舒适、环保的城市现代化轨道交通网络系统,为苏州市的经济和社会发展作出更大贡献。

1.2积极适应城市总体规划

苏州市城市总体规划(2007—2020年)提出构建多轴多心的城市空间结构,在中心城区形成“T轴双城两片”的空间格局,置换古城公共服务功能,疏解古城交通,进而保护古城。规划研究范围涵盖了苏州市各区和部分城镇,总面积扩大为2597km2,城市规模迅速扩大,城市构架进一步拉开[10]。新的城市总体规划目标的实现需要轨道交通的支持,2004年版轨道交通线网已不能覆盖城市的部分重要发展区域。因此,在总规划编制过程中,苏州市对轨道交通线网进行了适当调整,线网总体构架保持不变,对局部线路进行了延伸,扩大了轨道交通的覆盖范围,增加了与长三角区域轨道网的衔接,起到了支持城市总体规划,促进城市发展的作用。2号线延伸线、4号线及其支线的建设可以引导城市发展方向,实现组团之间的快速联系,提升沿线地区土地综合价值,支持园区科教创新区和相城北部新城、南太湖地区的开发建设。3号线和4号线将实现古城区与城市组团快速联系,可以快速疏散古城人口;同时,规划线路均以地下线敷设方式经过古城区,能有效地减轻古城地面交通压力,对保护古城意义重大。苏州市轨道交通2号线延伸段和4号线建成以后,将苏州火车站、苏州北站、苏州园区站3座苏州市城市对外交通枢纽通过城市轨道交通线路紧密地衔接在一起,为苏州市加快融入长三角区域交通系统,增强苏州在长三角区域的地位和作用,提高城市竞争力,促进经济发展提供了绝佳条件。

1.3同步考虑公交一体化、及时调整公套

苏州市积极开展了轨道交通与客运公交一体化的研究和推进工作,积极开展综合交通枢纽、一般换乘枢纽等一体化换乘衔接设施的建设。通过轨道交通的建设,完善了城市客运枢纽,并在站点周边规划了社会停车场和公交枢纽,特别重视自行车接驳和沿线公交线路的优化整合。苏州市开展了《轨道交通与地面交通一体化衔接研究》,深入研究地面一体化衔接换乘设施的规划设计理论方法,作为下一步具体实施的理论依据和方法基础。在此基础上,陆续开展了《苏州市轨道交通1号线与地面交通衔接换乘规划》、《苏州市轨道2号线与地面交通衔接换乘规划》、《苏州市轨道4号线与地面交通衔接换乘规划》,为科学指导轨道站点周边地面交通衔接换乘设施的建设提供了依据。为便于常规公交与轨道的衔接,在轨道1号线沿线共规划11处公交首末站和换乘枢纽用地,并对用地进行了规划控制。1号线开通后,苏州市及时开展了轨道交通公套方案研究,优化调整了原有线路43条,新增接驳线路8条;线路优化后与轨道1号线直接衔接的公交线路从140条增加到156条,加强与轨道交通的衔接;调整与轨道重复较多的区段,进一步扩展轨道交通的辐射范围,减少常规公交与轨道交通的竞争。为便于自行车与轨道的街接,轨道1号线沿线各区及时开展街接规划。如1号线在吴中区只有起点站木渎站,考虑到出行方便,吴中区在木渎公交换乘枢纽内增加公共自行车的停靠点布置;园区则在轨道交通1号线的10个站点及附近设置20多个公共自行车停靠点,采用一南一北对角线设点。1号线沿线设立了超过40个公共自行车停靠点,总共投入2000多辆公共自行车,大部分自行车停靠点与轨道交通1号线同时投入使用。

1.4积极做好与其他层次交通网络的衔接

1.4.1统一规划市区轨道交通与市域轨道交通线网

一般城市轨道交通经过2期的建设后,市区轨道交通达到一定的规模,均会考虑由单一的市区线建设模式转向市区线+市域线建设模式。苏州地处长三角城市连绵发展带,跨区的沟通需求旺盛,因此,早在2009年,在苏州市域轨道交通管理主体尚不明确、建设时机尚不成熟的情况下,第2期线网规划就将市区线与市域线进行一体化考虑。随着地区一体化态势逐渐清晰,在市域轨道交通对外方面,苏州市在规划与所辖县、市的轨道服务对接的同时,还考虑市域线与上海相关线路的衔接;市域轨道线网与市区线网的衔接也由早期的“单点衔接”方式,转变为“多点多线”衔接,进一步统一市区线网与市域线网的规划,锚固两网的衔接换乘点。

1.4.2积极做好与有轨电车的衔接

城市交通是各种交通出行需求层次的组合,包含大运量的地铁,中等运量的磁悬浮系统、自动导轨系统、轻轨系统等,中低运量的BRT系统和现代有轨电车系统,低运量的常规公交[11]以及个体交通。大运量地铁由于建设周期和造价等原因,不可能在短时间内基本覆盖,并且苏州市近期轨道交通线网规划已做统一部署;而新型公共交通系统具有运输能力大、运送速度快、舒适性好、服务质量高以及低碳环保等优点[12],能更好地适应苏州新型城市化的发展要求,满足市民高品质的交通需求,可作为中心城区轨道交通的延伸和补充,弥补轨道交通线网的不足,亦可作为新区的骨干公共交通模式或者旅游特色功能的线路制式。北京、上海、广州等城市已基本形成轨道交通骨干网络,初步形成轨道交通+常规公交的公共交通系统,正在寻求在轨道交通与常规公交之间建立中间层次的公共交通系统。因此,均规划有1000多km的有轨电车线网。目前,苏州轨道交通已经过了2期的建设规划,且正在开展下一期的建设规划工作,至2020年,苏州市轨道交通将基本形成骨干网络。在此基础上,苏州市各区积极开展有轨电车等中等运量交通规划,苏州高新区规划有6条有轨电车线路共100km的线网,与轨道交通线网衔接。其中,有轨电车1号线已于2012年9月开始全面开工建设,全长18km,预计2014年底开通运营。现代有轨电车是高新区内部公交次骨干系统,是轨道交通的延伸、过渡和补充,以满足客流需求,适应并引导城市发展,展示高新区特色风貌的生态公交系统。苏州高新区的有轨电车网络同轨道交通网络的1号线、规划的3号线、6号线和9号线以及常规公交系统共同组成高新区多层次、多模式的公共交通网络。吴中和吴江的有轨电车线网规划亦在进行中,另外,园区北侧地区由于轨道交通线网覆盖不足,也在规划通过中等运量交通系统进行补充。苏州市轨道交通线网规划积极纳入有轨电车线网,统一规划,做好两者的合理分工和衔接换乘,形成“模式多样、层次分明、等级合理、衔接有序”的绿色、低碳、高效、优质一体化公共交通系统。

1.5及时开展线网资源共享研究

苏州市在开展线网规划和建设规划的同时,从整体线网上进行了资源共享研究,对线网的资源共享、信息互通、高效节能等问题进行了综合考虑。不仅保证了线网系统功能的统一与匹配,从规划上实现了线网各系统的资源共享,避免系统的重复设置、改造与返工;同时,也将节约建设投入与运营成本,保证了城市轨道交通线网及近期建设规划的顺利实施,实现了线网系统性和协调性的目的。在后续的线网规划和建设规划工作中,应及时进行线网资源共享研究。

1.6高度重视征地拆迁、管线迁改工作

苏州市轨道交通工程的征地拆迁工作由市委、市政府统一部署,采取“以区为主、属地管理”的模式,由沿线各区政府承担实施,市轨道交通指挥部负责总体协调。已建和在建的苏州市轨道交通工程1,2,4号线的征地拆迁工作均采取边施工、边拆迁的模式,前期工作的快慢直接决定着土建工程能否全面开工。因此,苏州市人民政府及时制定了《苏州轨道交通房屋拆迁资金管理办法》等相关文件。在思想观念上高度重视,敢于直面矛盾;在政策制定上公平合理,市场运作,保障群众利益;在安置补偿上立足实际,统筹兼顾,解决群众后顾之忧;在操作模式上积极转变,与三大民生实事工程相互借鉴;在拆迁进程上任重道远,确保不拖工程后腿。自前期工作正式启动以来,各区、各职能部门抽调大批党员干部组成工作小组和会办小组,上下齐心,左右联动,合力找准政府和涉拆居民间利益的最佳平衡点,在维护最广大群众合法权益的同时,力保轨道交通工程建设的质量和速度。苏州市轨道交通工程的管线迁改工作经验也是值得借鉴的,苏州市政府通过多项措施确保轨道交通工程管线迁改工作顺利推进。市轨动迁处结合管线迁改工作实践,积极总结管线迁改经验,梳理工作流程,提前预见影响工期的工作环节。在规划阶段,充分考虑轨道交通工程的控制管线,紧密与市供电局、照明中心、电信公司等管线主管部门沟通,提前就管线综合平衡相关机制、各项行政审批程序等工作进行沟通协调,确保各项工作顺利进行;在设计阶段,科学统筹谋划,认真研究制定管线迁改工作方案,为市委市政府统筹轨道交通工程管线迁改工作献计献策;在施工阶段,积极动员协调,形成管线迁改工作合力,通过加强组织领导,全面启动轨道交通工程管线迁改工作,开展业务培训,确保管线迁改工作规范有序。

1.7高度重视工程安全及质量

苏州轨道交通工程建设自2007年开工至今,已开通1号线25.7km,2号线26.6km,在建2号线延伸线、4号线及支线68.3km。在轨道交通工程建设的6年里,苏州市轨道交通集团有限公司始终高度重视质量和安全2项基本工作,严把设计关口,强化责任落实,突出现场管控,提升应急管理,并通过全面深入、细致、彻底的质量、安全检查,保证将各类隐患和问题跟踪到底,整改到位。经过前2期的轨道交通规划建设,在质量控制方面,苏州市逐渐总结出了有苏州特色的“菜单式管理”模式,制定了“钢筋、混凝土工程质量控制流程”及“地下连续墙施工质量控制办法”等一系列管理体系;在工程安全方面,不断提炼适合苏州地质条件的“苏州经验”,总结了盾构同步注浆“准厚浆”工艺、盾构穿越建筑物“BAT”管理办法、高架桥梁模板支架“五步验收挂牌控制法”等工艺措施。苏州市轨道交通集团有限公司以住建部颁布的《质量安全法律法规》及相关规范性文件为依据,结合苏州实际,制定了苏州轨道交通工程质量安全管理等一系列规章制度。在狠抓制度落实的同时,结合1号线和2号线的工程实践,在新线项目开工伊始,从基础工作和日常管理着手,全面推广质量管理和安全管理,通过标准化管理,保障工程质量、安全各项工作规范有序,落到实处。为更好地保障轨道交通工程质量,苏州市轨道交通在规划阶段及时开展各线的预可行性研究,本着源头控制源头,从规划设计入手,认真开展风险辨识,通过分析苏州地质特点,优化设计方案,落实切实可行的过程控制措施。

2有待完善的方面与建议

苏州市经过2期的规划建设,积累了许多宝贵的经验,但也存在一些有待完善的问题。

2.1沿线用地控制不能完全落实

为实现城市用地与轨道交通线路的有机结合,使轨道交通引导城市开发,为轨道交通培育稳定客流;同时,为预留轨道交通建设用地,并落实到城市用地规划与控制管理体系,需对轨道交通沿线用地进行控制规划。苏州市轨道交通前2期的线路沿线用地控制未能完全落实,出现部分在规划轨道交通线路控制范围内的建设工程控制不当,导致部分线路在设计阶段需调整方案的情况。这主要是由于部分地块的开发设计方案未报轨道公司审批,或设计方案通过了规划审查,但支护结构采用锚索等侵入轨道交通规划控制范围的工法,影响了轨道交通的规划方案。后续轨道交通规划建设需进一步加强对沿线用地的控制管理,逐步建立起以轨道公司为主体,以规划报建控制为手段,制定一套健全的轨道交通沿线用地控制体系。

2.2线路沿线土地利用规划未能完全同步

交通基础设施的建设必须与沿线发展区的建设一致,在主要的客流走廊方向培育合理的交通方式结构。2号线东延线沿线经过东部新城南端的吴中尹山湖片区和科教创新区,它的建设可以有力促进吴中尹山湖片区和科教创新区的发展,能充分发挥轨道交通对土地开发的引导作用,促进科教创新区和尹山湖片区的开发建设;但因各线站点周边土地性质的匹配问题,使轨道交通线路引导沿线地区的规划发展仍有不足。后续轨道交通规划建设可进一步改善轨道交通规划的设计技术体系,协调轨道交通建设与城市规划的衔接关系,进一步加强轨道交通工程规划设计与城市详细规划阶段的同步互动,尽可能地避免土地利用与规划同步不足的问题。

轨道交通论文篇8

2工程建设中风险管理

工程建设中的风险管理[4-10]是1号线建设风险管理实施的关键环节,因此,在工程建设中,苏州轨道建设有限公司联合课题研究单位和工程施工单位共同成立了现场风险管理小组(见图1),绘制了现场风险管理实施技术路线图(见图2),编制了工程建设风险管理工作制度,制定了现场风险管理体系,明确了现场风险管理日常工作内容.工程建设中的风险管理具体实施内容如下.

2.1工程建设现场风险管理工作制度

1)工程建设风险管理例会制度.每周参加工程例会,风险管理小组通报上周安全状况,违章处罚情况,宣传近期有关安全教育文件,分析本周安全风险形势,点评工程施工中潜在的风险源及防范问题,强调风险意识的重要性和必要性.施工方在周例会中应总结上阶段土建工程进展情况和现场风险控制的效果及存在的问题,并且在下阶段工程进度安排的基础上,对相关土建技术风险的各项工作进行具体部署.2)现场风险告示制度.对于三级及以下风险,在不同施工阶段、不同施工区域的醒目位置树立“危险作业每日告示牌”,予以提醒和警示(见图3).3)重大风险管理PDCA制度.针对重大风险源(四级及以上),引入PDCA(Plan、Do、Check、Action)管理方法.要求工程设计方、施工方与建设指挥部等单位共同完成潜在的风险识别,并完成重大风险点汇编.随后,由设计方编制重大风险专项设计,施工方编制重大风险专项施工组织,我方编制专项技术指南.最后由施工方制定相应的风险施工控制措施并落实到具体的相关责任人,在不同施工阶段、不同施工区域的醒目位置树立“危险作业每日告示牌”,予以提醒和警示.要求在工程例会上进行前期部署和后期总结.4)日常巡查与记录管理制度.建立定期安全风险管理检查制度,对施工重点环节进行检查,并对施工现场的安全文明施工状况进行检查.对现场进行巡查,巡查过程中若发现安全隐患,应立即拍照留存,并予以上报.若发现重大安全隐患,应及时召开安全工作碰头会,交代隐患事实,要求落实整改,并对整改情况进行复查,以整改后附照片进行闭环回复.

2.2现场风险管理职责与权限

1)施工风险管理责任明确.结合工程施工管理与参与单位的具体工作内容,明确工程施工风险管理责任如下:①建设单位工程风险管理采用分级管理策略.建设单位是工程施工风险管理协调与组织主体,负责统领工程施工现场风险管理,对工程施工各参与单位的风险管理方案实行审查,监督实施施工过程风险监控、安全状态判定和风险事故处理.对重大安全事故,及时上报上级主管单位和政府部门,启动工程事故应急预案,并负责组织工程现场抢险.②设计单位负责完成重大安全风险源的辨识、确定其安全专项设计.结合土建工程施工进度要求进行重大风险的专项设计交底、变更交底等.③施工单位承担工程风险管理实施责任,主要负责施工准备期和施工过程中风险源的补充识别与动态风险评估,编制工程施工安全管理方案和具体风险控制措施,执行风险管理实施细则及风险事务处理等.④监理单位和第三方监测单位承担合同中约定的相关风险管理责任.⑤技术风险课题组,承担工程施工风险察勘责任,主要为工程建设单位进行现场施工全过程的风险动态察勘,汇报现场风险管理现状,预测下阶段风险管理的重点及发展趋势等.⑥工程风险管理小组由总师室负责组织成立,主要由建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、第三方监测单位和技术风险课题组分派人员组成,负责现场施工风险管理的组织、督促与协调等责任,同时协助工程风险事故的应急决策与组织.2)风险管理人员权限,包括:①获得现场技术资料.各相关单位应予以提供相应的现场技术资料;②现场巡查.风险管理人员有权进入现场进行巡查,对风险点进行跟踪,定期、不定期地对现场的安全文明施工状况进行巡查,作好记录并向总师室汇报;督促施工单位定期和不定期地对施工现场安全生产、文明施工工作进行自查,发现问题及时整改;③现场监测数据.第三方监测单位负责收集、汇总和及时提供给风险管理人员,确保监控数据的真实、准确;④信息上报.现场风险管理人员在每周末、每月末,依据监测数据、工况进度和巡查情况,总结分析和预测所负责范围内的风险源和工点的安全状态变化情况,形成周报和月报,经负责人签字,报送总师室和工程部;⑤周报和月报文件记录;⑥参加工程例会.风险管理人员应参加每周的工程例会,将本周风险工作进行总结汇报.并根据施工方提供的施工进度以及相关风险点,对下周工作进行安排.

2.3现场风险管理日常工作内容

1)现场查勘及风险补充分析.工作内容包括:①现场查勘.在施工过程中,风险管理小组现场管理人员应当定时和不定时地进入施工现场进行现场风险查勘.主要包括:施工现场情况核查与补充调查:若在施工过程中发现新的或是与原勘察报告中有重大不同的环境情况,应上报总师室和工程部,由总师室和工程部联合安排相关单位进行核查及补充调查.工程施工动态查勘:在施工过程中,对工程进展及相应动态变化进行查勘,从而能够密切关注并跟踪风险点是否有新增、转移或是风险等级变化,为补充分析提供第一手资料.施工对环境影响变化的查勘:在施工过程中密切关注施工过程对周围环境的影响,跟踪其变化过程及预测其发展趋势及变化动向.②风险补充分析.通过现场查勘,总结与技术相关的重大风险点的新增情况与变动情况,会同建设单位、施工单位和监理单位进行补充分析,并由设计和施工单位制定《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险修订表》,报总师室和工程部审核.2)施工过程现场巡查.在施工过程中,进行动态的风险管理.通过现场巡查,了解施工进度、施工情况及风险源现场风险控制的落实情况.同时跟踪风险点,及时掌握风险点的变化情况.3)监测数据分析整理.每日由第三方监测单位向风险管理小组提供当日的相关监测数据,并确保监测数据真实、准确.风险管理小组应及时整理当日监测数据,并对数据做有针对性的有效分析,从而确定当日的施工情况是否存在风险,并预估次日的风险情况,如存在重大风险及时呈报总师室和工程部.4)资料分析处理和信息上报.①资料分析处理.将一周内的现场查勘、巡查所得的资料进行整理,并作土建技术方面风险的针对性分析,结合第三方监测数据的分析,将每周的工程进展情况、风险管理情况汇总、下周风险管理重点以及风险管理情况建议汇总,形成《苏州轨道交通1号线施工动态风险管理工作周报》.将一个月内的4次周报进行分析,必要时补充风险管理过程中的相关内容,编制《苏州轨道交通1号线施工动态风险管理工作月报》.②信息上报,包括:周报,将上述编制的《苏州轨道交通1号线施工动态风险管理工作周报》以一周为周期向各分段管理公司总师室和工程部提交;月报,将上述编制的《苏州轨道交通1号线施工动态风险管理工作月报》以一月为周期向苏州轨道交通有限公司总师室和工程部提交.5)风险响应.①预警预报.现场施工应建立一套系统的风险监控和预警预报体系.特别是对于工程重大风险点,应通过对监测数据的动态管理,及时掌握其发展状态,编制《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险监控数据分析表》.具体工作包括:根据苏州轨道交通1号线土建过程中的风险特点,配合确定合理的工程监测方案,根据施工要求由设计单位和施工单位制定风险预警标准;将施工过程中的各项监测结果和风险事故建立对应关系,以便使用监测数据的分析结果对风险事故进行预判;确定基于监测结果的风险评价等级;根据监测结果进行风险的动态评价;如果发现异常或超过警戒值,应及时进行风险报警,采取规避措施,做好风险事故处理准备工作.②风险事故处理.风险事故发生时,风险管理小组现场人员:及时了解事故现状;立即向风险小组负责人上报事故情况;立即向工程总师室和工程部上报事故情况;事故处理后,风险管理小组应如实记录,内容有风险事故情况、风险事故处理方法、风险事故处理效果、风险事故损失情况;根据苏州轨道交通1号线土建工程建设进度,按照项目要求按期形成《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险事故记录表》.6)重大风险源的专项风险管理.①重大风险源的专项分析.对于施工过程中危险性较大的工程的重大风险源,应要求设计方、施工方、风险咨询方共同识别并完成重大风险点汇编,做出针对性的专项风险分析.根据《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险清单》和《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险等级表》所汇总出的重大风险,有针对性地选择重要风险事故进行风险决策、管理和控制,制定土建施工技术风险事故“一说明三处理”方案.由工程经验丰富的专家、技术人员填写表格,并由监理专家和总师室、工程部进行审核.根据对苏州轨道交通1号线土建工程风险评估与控制措施研究,最终形成如下成果:《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险事故说明》、《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险事故预防处理》、《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险事故征兆处理》、《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险事故后处理》.②重大风险源的专项管理.由设计方编制重大风险专项设计,施工方编制重大风险专项施工组织,技术风险课题组编制专项指南.在施工过程中,根据重大风险源的专项分析结果,以工程进度和具体分部工程为节点,风险管理小组现场进行高密度的巡查,确保各项施工保护措施的实施.如实填写《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险控制措施落实表》.同时确保及时跟踪重大风险源的动态变化状况.③重大风险源的专项控制措施.由工程建设单位、施工单位、监理单位、风险咨询单位和专家小组共同对工程中重大风险源进行分析讨论,最终形成重大风险源专项控制措施《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险控制措施》.在重大风险点相应分部工程施工前,制定《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险跟踪表》,并在施工过程中,根据各项风险控制措施的落实情况,如实填写《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险控制措施落实表》.④重大风险事故的专项处理.若有重大风险事故发生时,应及时上报工程总师室和工程部,由总师室和工程部组建的重大风险事故处理小组赴现场进行事故了解、分析并决策形成处理方案.风险事故处理结束后,应形成事故情况、事故处理方案、事故处理结果和事故损失情况的记录备案,形成《苏州轨道交通1号线土建工程技术风险事故记录表》.

轨道交通论文篇9

2车底独立运用条件下的优化模型

图1中四种交路形式中,车底均可以采用独立运用的方式.以图1d的形式为例,该形式为双Y型共线交路,交路CD在C站与D站之间循环开行,交路EF在E站与F站之间循环开行,两交路在AB区段共线运行,如图3所示.

3车底套跑运用条件下的优化模型

图1b,c的两交路列车具备车底套跑运用的条件,计算原理也相同.以图1b为例,车底套跑运用后,车底的周转过程不再是某一个交路独立循环运行,而是在两个交路之间进行循环,但循环的过程依然呈现周期性特点.以图6为例,在交路开行比例为1∶1的条件下,车底1以B—A—B—C—B为周期进行循环,且每隔2IS重复一次循环过程,大周期为12IS,由一个小交路周期和一个大交路周期组成,由图解法可以得到总的车底数量为6.在交路开行比例为2∶1的条件下(见图7),车底1以B—A—B—A—B—C—B为周期进行循环,且每隔3IS重复一次循环过程,大周期为18IS,即由两个小交路周期和一个大交路周期组成,由图解法可以得到总的车底数量为6.

4模型求解及案例分析

4.1模型求解上述模型均为多目标非线性混合整数规划模型,因此可以通过一些成熟的整数规划模型的求解工具进行求解.ILOGCPLEX提供了灵活、高性能的优化器,可解决混合整数规划问题,它能够处理有数百万个约束和变量的问题.本文基于VisualStudio2012开发环境,开发了一个共线交路车底运用优化模型的求解工具TUCAL,该工具通过组件库调用ILOGCPLEX交互式优化器(ILOG.CPLEX.dll)来实现.由于该模型的决策变量最多为12个,且变量的取值范围有限,因此求解速度非常快(<2s).

4.2实例参数输入某城市轨道交通线路共线交路方式如图1b所示,三个折返站的最小折返时间为4min,最大折返时间为60min.由于车底数量最少是首要目标,并同时考虑列车在B站和A站的折返时间也尽量短,因此目标函数中权重参数设置为:λtu=100000000,λB=100,λA=10,λC=1.为了分析车底独立运用及套跑运用条件下的车底数量与交路开行比例、共线段及非共线运行时间、共线段行车间隔的关系,在本案例中共设置四个计算方案,如表1所示.

4.3实例结果分析

4.3.1不同交路开行比例和共线段行车间隔IS条件下的车底数量分析表2给出了交路开行比例为1∶1,不同车底运用方案和IS条件下部分车底数量计算结果(对应表1的方案1).图8给出了交路开行比例为1∶1和1∶2时,不同车底运用方案和IS条件下的车底数量计算结果(对应表1的方案2).从表2和图8中可以看出:(1)相同IS条件下,车底套跑运用时的车底数量不会超过独立运用时的车底数量.数值差与交路开行比例有关,开行比例为1∶1时的最大数值差为1,1∶2时的最大数值差为2.图5b和6分别为开行比例1∶1,IS=6.0min,车底独立与套跑运用条件下的运行图.从图中可以看出,车底独立运用时的车底数量为7,C,A,B站对应的折返时间为12.0,10.0,4.0min(对应表2中的编号17);而车底套跑运用时的车底数量为6,C,A,B站对应的折返时间为6.0,4.0,4.0min(对应表2中的编号18).(2)对于大部分IS,车底独立运用或套跑运用的车底数量一致,但列车在各车站的折返时间不同.如IS=2.0min时,车底独立运用时,列车在C站与A站的折返时间分别为4.0,6.0min,而在车底套跑运用时,列车在C站与A站的折返时间分别为6.0,4.0min.(3)对于满足TR1为(nR1+nR2)IS的整数倍的IS,车底独立运用与套跑运用时的车底数量和各站折返时间完全一致(如表2中的IS为2.5,3.0,4.0,5.0,5.5min对应的方案),这表明在这些行车间隔条件下,车底无需进行套跑,同时车底数量也能达到最小值.

4.3.2不同IS条件下的折返站折返时间分析不同IS条件下,车底数量达到最小时的折返站折返时间变化规律有所不同.由于B站的折返时间决策权重给得比较大,因此无论何种方案条件下,B站的折返时间均取最小值4min,C站与A站的折返时间随IS的变化而发生变化.以两交路开行比例1∶1为例,图9给出了不同车底运用方式条件下的A站与C站折返时间随IS的变化规律(对应表1的方案1).从图中可以看出,C站与A站的折返时间随IS呈分段变化(为分段函数,在同一分段内,呈线性递1338增),随着IS的增加,分段时间跨度增加,但增长的斜率变小,且C站与A站的时间分段长度与拐点均不相同.

4.3.3运行时间对车底数量的影响图10给出了IS为6min,不同车底运用方式条件下,车底数量与非共线段CA以及共线段AB的运行时分的变化规律(对应表1的方案3和4).从图中可以看出,车底数量与运行时分呈周期阶梯递增,车底数量变化都以每6分钟(=IS)周期进行变化.在CA段运行时分增加的条件下,车底独立与套跑运用时,车底增长趋势均为每隔6分钟后增加一列车底,但独立运用时,车底会提前3min开始增加.在AB段运行时分增加的条件下,车底独立运用时,车底增长趋势为每隔5分钟连续两次增加一列车底,而车底套跑运用时,车底增长趋势为每隔3分钟增加一列车底(相当于3min的周期变化).

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(2)调度员人工介入模式:调度员在工作站下达相关的列车运行指令,并人工干预全线列车的运行。介入的内容主要包括对列车进行“扣车”、“终止”、改变行车路线、列车增减等。

(3)列车出入车场调度模式:列车调度员在当天列车运行时刻表的指导下编制列车的运营计划及场内行车计划,并上传至控制中心。车场信息值班工作人员根据运营计划调整相应的进路信息,以满足列车的行车需求。

(4)车站现地控制模式:一般情况下只有设备集中站参与到列车运营控制,车站联锁及车站ATS系统结合实现对车站及中央二级控制权的调整。经中央ATS设备故障后车站值班工作人员的申请后,并经调度员同意后,可改由车站现地控制。

(5)车场控制模式:场地值班人员根据用车计划对列车的出入场及场内的作业安排进路排列。

2项目管理及生命周期

项目管理,作为管理学中最为重要的分支学科,一般是指在项目活动过程中,应用专门的知识、技能、工具及方法,并在项目可利用的有限项目资源条件下,实现或超过预期的需求及期望的活动过程。项目管理,主要是对成功实现系列目标相关的活动进行整体的检测及管控,包括策略、进度计划即维护项目活动的进展。一般而言,项目管理内容主要包括对项目范围、项目时间、项目成本、项目质量、项目人力资源、项目沟通及项目风险等内容的管理。项目管理主要经历项目需求调研、项目分析、项目设计、项目实施、项目上线及项目运维跟踪等生命周期。

3轨道交通信号系统项目管理模式

3.1城市轨道交通信号系统项目特点

与其他的项目相比,城市轨道交通信息系统拥有独特的建设特性及建设目标,主要体现在以下方面:首先、需按照地铁业主的时间要求,保质保量地完成轨道建设,确保顺利开通运营。其次、需完成相关设备的安装调试、以确保设备的正常运转。

3.2城市轨道交通信号系统项目管理模式

项目管理生命周期中不同的阶段有相应的管理任务,需使用到多种技术与工具,信号管理项目管理需完成以下的实践过程:

3.2.1信号系统项目集的定义

项目集定义阶段,主要包括对项目期望收益的定义,对关键成功要素的确定及对项目集所需的资源进行估算,并进行论证商业过程。而城市轨道交通信号系统,在项目集定义阶段主要有两方面的内容:第一、掌握用户运营层面的需求,熟悉城市轨道交通建设的标准流程,以满足信号系统的国产化率达到70%的目标。第二、努力成为信号系统供应商,掌握信号系统领域的核心科技,并提供信号系统领域的完整解决方案,以实现自主化发展目标。而信号系统项目集资源管理,主要是估算人力、财力及物力。而商业论证的任务,主要在于对项目集进行合理性方面的论证,这是信号系统成功的关键因素所在。

3.2.2信号系统项目集的启动

启动阶段,一般包括项目经理指派、项目章程制定、收益分解结构分解、项目资源预算编制、项目路线图制定等方面的内容。信号系统项目集经理需同时与多个项目经理或者职能经理打交道,因此指派的项目经理需在沟通和协调方面拥有较强的能力,并具备较强的说服能力。而项目章程的制定,需从信号系统项目集的愿景、核心目标及期望收益等方面出发。对于信号系统项目集而言,路线图就是项目的进度计划,一般是由里程碑构成。而商业论证是启动阶段最为重要的成功之一,等待规划阶段的审批。

3.2.3信号系统项目集的规划

(1)明确项目的发展方向,主要包括项目愿景、任务和战略目标。

(2)为项目成功构建必要的组织,主要包括政策、流程、角色与职责的定义,并解决项目进展中的各种争端。

(3)控制、监控、评估及审批项目变更,以确保实现项目目标和收益。

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2聚氨酯浮置板整体道床轨道试验效果

2.1减振效果试验对比

针对首次使用于城市轨道交通工程中的聚氨酯浮置板整体道床进行的一系列测试,通过将地下线普通整体道床与之对比,其普通道床铅垂方向的振动级最大值达到72.6dB,而聚氨酯微孔弹性减振垫,铅垂方向的振动级最大值减小到57.0dB,该值低于《城市区域环境振动标准》中对于居民文教区昼间70dB,夜间65dB的要求,减振效果明显。

2.2聚氨酯浮置板减振轨道系统测试结论

对于施工完成的聚氨酯浮置板整体道床轨道减振垫测试时,在大于22Hz的频率段上其插入损失值>0,说明满铺于道床基底的减振垫减振工作频率为22Hz以上。而在70~125Hz频率段内减振的效果最为明显,最大减振量发生在100Hz处,基底测点在100Hz处的加速度级插入损失为38.17dB,基底测点2的Z振级插入损失为21.37dB,基底测点5的Z振级插入损失为20.97dB,两者平均值为20.17dB。测试结果最终表明:

(1)试验轨道系统自振频率为16.4Hz,理论计算结果为14.8Hz;

(2)减振工作频率为22Hz以上;

(3)在70~120Hz频率段内减振效果最为明显,最大减振量发生在100Hz处,基底测点在100Hz处的加速度级插入损失为38.17dB;

(4)基底测点Z振级插入损失为15.98dB(根据国家标准GB10071—88,分析频段取1~80Hz);

(5)基底测点Z振级插入损失为21.17dB(根据行业标准JGJ/T170—2009,分析频段取4~200Hz)。由此表明,聚氨酯微孔浮置板减振材料与道床整体形成了一个质量弹簧系统,其聚氨酯微孔减振垫具有最低的动静态刚度比和对车辆运行过程中产生振幅降低的性能,对于微孔减振垫材料在支撑上部道床结构部分传授的荷载时,动态刚度可能还会由于振幅频率和荷载的大小产生较小的变化,采用在槽形道床基底及侧墙范围内铺设减振垫,又可称之为全表面弹性支撑弹簧系统,相当于超临界频率范围内,可将结构传播噪声平均减缓至30dB范围内,实现城市轨道交通工程减振目的。

3聚氨酯浮置板整体道床轨道技术应用

3.1聚氨酯浮置板减振垫轨道系统铺设方式及施工流程

聚氨酯浮置板减振整体道床轨道系统施工中,在奥地利聚氨酯微孔弹性材料专家的支持和现场指导下,对于铺设施工方案进行了多次调整细化,以确保铺设的侧墙减振垫和基底减振垫完全呈隔离状态,避免刚性搭接,形成声桥,影响减振效果,打破常规轨道施工方式,以“先附属后主体”方式完成减振系统铺设。在聚氨酯减振浮置板整体道床轨道系统施工中,对铺设轨道的结构底板找平处理完成后,进行整体道床侧墙施工,对侧墙施工的位置、几何尺寸精度严格控制直至检测修正完毕后,铺设聚氨酯微孔减振垫材料,随后采用“机械铺轨法”先进行一次性浇筑整体道床,待强度满足要求后,绑扎道床凸台钢筋并浇筑完成聚氨酯浮置板整体道床轨道施工,完成聚氨酯浮置板整体道床浇筑施工。

3.2聚氨酯浮置板减振垫轨道系统铺设要求

(1)基底清理:对于铺设聚氨酯浮置板减振垫地段,必须对结构基底进行找平和清洁,对于不平整度控制在±4mm以内进行验收,同时避免基底表面出现尖锐突起,损坏材料,同时对于结构底板必须保证不能有可见的水,对于渗水、结构漏水处必须及时处理,确保结构底板干燥。

(2)不同结构形式铺设:对于盾构形式的弧形基底,减振垫作为一个整体(没有底垫与侧垫之分)铺设减振垫必须达到规定高度,通过测量确定两段无误后即可定位;对于矩形的槽形结构基底,应当首先铺设底垫,然后铺设侧垫,其减振垫的下表面必须与精确处理平整的结构底部密贴接触。

(3)当轨道板减振垫铺设完成之后,侧垫上部与轨道板和基底侧面之间的接头空隙处要用专用的密封胶进行密封,保证侧墙及结构底板的减振垫形成一个整体,保证减振垫在道床浇筑完成后形成的质量-弹簧系统发挥其减振降噪性能。

(4)减振垫底垫和侧垫铺设完毕后,可以作为浇筑模板在上面浇混凝土道床。浇筑前应当根据轨道板的设计对其进行配筋。为了防止钢筋头对减振垫造成损坏,可以在钢筋和减振垫之间放置一些支撑块,予以支撑抬起钢筋,避免钢筋直接接触减振垫表面层。

(5)浇筑前对轨道进行几何尺寸调整时,支撑轨道的支撑架丝杠在调整过程中产生竖向力,避免支架调整轨道几何尺寸时破坏已铺设完成的聚氨酯减振垫,在支架丝杠下垫上预先加工的丝杠扭力防护垫板,调整时丝杠落在防护垫板中心,同时要求在丝杠上要预先穿好PVC管,便于浇筑道床完成后,可方便取出丝杠。

4施工过程中质量控制的难点

(1)道床钢筋绑扎焊接作业时产生焊渣,焊渣烧伤减振垫是个难题,通过铺设浸湿养生棉布或浇水降温的形式,可避免钢筋焊接时电焊的焊渣烧伤减振垫的问题,严格确保聚氨酯减振垫外观完好无损,可全面发挥减振垫减振作用。

(2)道床侧墙与道床分为2次浇筑施工,且侧墙与道床间夹有25mm厚度的聚氨酯减振垫,受列车行驶过程中产生的振动荷载,道床浮动,容易造成残渣及积水顺减振垫两侧流入减振垫层,造成对减振垫侵蚀破坏。为解决此问题,采用具有柔韧性较强的玻璃胶对25mm厚度的减振层密封,进行防水沥青包裹共2层密封,以确保减振道床的有效性。

(3)为确保聚氨酯浮置板减振整体道床轨道系统的铺设精度,提出“先附属后主体结构”施工方式。通过精确控制施工的附属结构即侧墙作为减振整体道床系统的基准保证,控制整体道床轨道施工精度。根据其聚氨酯减振系统需要,在线路中心线两侧每2.5m各设置1对测量基标;以基标精确定位侧墙中心线,并设置侧墙高程控制桩,按照侧墙结构设计尺寸施工浇筑,完成后两边侧墙与结构地板形成槽形,检查结构尺寸满足减振结构系统铺设要求后铺设减振系统,附属结构的精度直接影响减振道床结构精度,对此采取设置成对基标级附属结构控制桩的方式保证施工数据精确性。

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一、供电系统的简介及中压网络的概念

1、城市轨道交通供电系统的功能

城市轨道交通供电系统,担负着运行所需的一切电能的供应与传输,是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。

城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷,二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电,诸如:通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。

在上述用电群体中,有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷;有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准,而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求,以使其发挥各自的功能与作用。

保证电动客车畅行,安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客,是供电系统的根本目的。

2、供电系统的构成

根据功能的不同,对于集中式供电,城市轨道交通供电系统可分成以下几部分:外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电,城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分:外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。牵引供电系统,又可分成牵引变电所与牵引网系统。动力照明配电系统,又可分成降压变电所与动力照明。

但在进行初步设计与施工设计时,为便于设计管理,供电系统往往被划分成:系统设计;主变电所设计;牵引变电所(或牵引降压混合变电所)及降压变电所设计;牵引网设计;电力监控系统设计;杂散电流腐蚀防护设计(注:动力照明随同土建一起设计)。

3、外部电源方案

城市轨道交通系统的外部电源方案,根据城市电网构成的不同特点,可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。

(1)确定外部电源方案的原则

城市轨道交通作为城市电网的特殊用户,一般用电范围多在10km~30km之间。城市轨道交通系统的外部电源方案,主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何种方式,应通过计算确定需要负荷之后,根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。

(2)集中式供电

在城市轨道交通沿线,根据用电容量和线路长短,建设专用的主变电所,这种由主变电所构成的供电方案,称为集中式供电。主变电所进线电压一般为110kV,经降压后变成35kV或10kV,供牵引变电所与降压变电所。主变电所应有两路独立的进线电源。集中式供电,有利于城市轨道交通供电形成独立体系,便于管理和运营。上海、广州、南京、香港、德黑兰地铁等即为集中式供电方案。

(3)分散式供电

根据城市轨道交通供电的需要,在地铁沿线直接由城市电网引入多路电源,构成供电系统,称为分散式供电。这种供电方式一般为10kV电压级。分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所均获得双路电源,要求城市轨道交通沿线有足够的电源引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北京地铁5号线等即为分散式供电方案。

(4)混合式供电

将前两种供电方式结合起来,一般以集中式供电为主,个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充,使供电系统更加完善和可靠。这种方式称为混合式供电。北京地铁一线和环线、建设中的武汉轨道交通工程、青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方案。

通过中压电缆,纵向把上级主变电所和下级牵引变电所、降压变电所连接起来,横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来,便形成了中压网络。

根据网络功能的不同,把为牵引变电所供电的中压网络,称为牵引网络;同样,把为降压变电所供电的中压网络称为动力照明网络。

中压网络有两大属性:一是电压等级,二是构成形式。

中压网络不是供电系统中独立的子系统,但是它却是供电系统设计的核心内容。它的设计牵扯到外部电源方案、主变电所的位置及数量、牵引变电所及降压变电所的位置与数量、牵引变电所与降压变电所的主接线等。

二、中压网络的电压等级

1、国家中压配电现状及发展趋向

我国现行中压配电标准电压等级有:66kV、35kV、10kV。随着城乡电气化事业的发展,只有一种10kV作为中低电压的分界,显然已不能满足城乡配电网发展要求。

我国第一个20kV一次配电的供电区,已经于1996年5月在苏州工业园区投入运行。从前一段运行情况来看,其线损率大大低于10kV系统。

对于农村电网,从电源电压直接送到中压一次配电层,形成高压电源层──中压一次配电层──低压户内三级配电,可以简化电网、降低造价、减少线损、利于发展。采用20kV作为中压一次配电层,功能上可以替代35kV与10kV两个配电层,而造价上则与10kV设备差异不大。由此可见,20kV电压等级的这种特点,也适合于高密度负荷地区的城市电网。例如:早在1999年中电联供电分会发表的“北京电网实施城网建设和改造的规划原则”中表明:北京市区内电压等级按500kV、220kV、110kV、10kV(20kV)设计,其中新建开发区可选20kV电压等级。

2、国内城市轨道交通中压网络现状及发展思路

以往,因国家城乡电网中没有采用20kV这一电压等级,相应的开关柜等20kV设备,也没有跟上发展。在这样的大环境下,要在城市轨道交通工程中使用20kV电压级,是比较困难和不现实的。因而,国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用了35kV(若采用国外设备则是33kV)或10kV。北京地铁、天津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速轨道交通3号线的中压网络为10kV;上海地铁1、2号线的牵引网络采用了33kV,动力照明网络采用了10kV;上海地铁明珠线的牵引网络采用了35kV,动力照明网络采用了10kV;广州地铁1、2号线采用了33kV的牵引动力照明混合网络;南京地铁南北线一期工程、深圳地铁采用了35kV的牵引动力照明混合网络;武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。

然而,随着城乡电力消费的增长,发展城乡20kV配电网已提到议事日程上来。20kV是目前公认的具有发展前景的优选电压级。20kV开关柜、变压器、电力电缆等一系列设备,也完全实现了国产化。

近年已颁布的国家标准GB156—93中表明,20kV也是可使用的电压级。另外,已经完成送审稿的《地铁设计规范》中规定:地铁中压网络的电压等级可采用35kV(33kV)、20kV、10kV。因此,在我国城乡电网及20kV设备这个大环境,已经发生变化的情况下,在城市轨道交通中压网络的电压等级选用上,也应该拓宽思路,认真比较,优化选用。换言之,不能仅局限于以往的35kV(33kV)和10kV框框,应该认识到,20kV也是可用的,并已成为一个备选电压级。这是因为:城市轨道交通供电系统,尤其是集中式供电系统,与其他公用用户相比,相对独立,自成系统。无论从施工建设,还是运营管理、养护维修等均相对独立。从这个角度来说,城市轨道交通中压网络的电压等级不一定与外部电网电压等级相一致。实际上,上海地铁、广州地铁,已采用了国外的33kV设备,而我国电压等级是35kV,并非33kV。另外,象南京地铁、深圳地铁采用的35kV,也是这两座城市市区电网所要取消的电压级。换言之,在城市轨道交通中压网络电压等级与外部市网电压等级的关系上,是采用35kV还是采用33kV或者20kV,其性质和概念上是一样的。

3、不同电压等级的中压网络的特点

(1)35kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较大、距离较长;设备来源国内;设备体积较大,占用变电所面积较大,不利于减小车站体量;设备价格适中;国内没有环网开关,因而不能用(相对于断路器柜)价格较便宜的环网开关,构成接线与保护简单、操作灵活的环网系统;广州地铁、上海地铁已经采用。

(2)33kV中压网络,国际标准电压级。输电容量较大、距离较长,基本与35kV一致;设备来源国外,不利于国产化;国外开关设备体积较小、价格较高,广州、上海地铁已经采用;国外C-GIS产品有环网单元。

(3)20kV中压网络,国际标准电压级。输电容量及距离适中,比10kV系统大。设备完全实现国产化;引进MG、ALSTHOM等技术的开关设备,体积较小,占用变电所面积远小于国产35kV设备,有利减小车站体量,节省土建投资;价格适中;有环网单元,能构成接线与保护简单、操作灵活的环网系统;国内地铁尚没有采用,但国外地铁多有采用。

(4)10kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较小、距离较短;设备来源国内;设备体积适中;设备价格较低;环网开关技术成熟、运营经验丰厚,可用其构成保护简单、操作灵活的环网系统;国内外地铁广为采用。

4、不同电压等级的中压网络的综合比较

三、中压网络的构成

1、概述

对于集中式外部电源方案,牵引网络和动力照明网络,可以采用相对独立的形式,即牵引动力照明独立网络,也可以共用同一个中压网络,即牵引动力照明混合网络。对于分散式外部电源方案,采用牵引动力照明混合网络。

牵引动力照明独立网络的特点:牵引网络与动力照明网络,两者相对独立、相互影响较小;35(33)kV较高的电压级与较重的牵引负载相适用,而10kV较低的电压级则与较小的动力照明负荷相适用。

牵引动力照明混合网络的特点:供电系统的整体性比较好,设备布置可以统筹考虑。

牵引网络与动力照明网络,可以采用同一个电压级,也可以采用两个不同电压级。

目前,我国城市轨道交通工程有的采用了牵引动力照明混合网络,有的则采用了牵引动力照明独立网络;国外有的地铁采用了牵引动力照明独立网络。

2、中压网络的构成原则

(1)满足安全可靠的供电要求;

(2)满足潮流计算要求,即设备容量及电压降要满足要求;

(3)满足负荷分配平衡的要求;

(4)满足继电保护的要求;

(5)满足运行管理、倒闸操作的要求;

(6)每一个牵引变电所、降压变电所均应有两路电源;

(7)系统接线方式尽量简单;

(8)供电分区应就近引入电源,必要时可从负荷中心处引入电源,尽量避免返送电;

(9)全线牵引变电所、降压变电所的主接线尽量一致;

(10)满足设备选型要求。

3、集中式外部电源方案下的中压网络构成

(1)独立35(33)kV牵引网络+独立10kV动力照明网络的接线方式

1)35(33)kV牵引网络的接线方式

当中压网络为两个不同电压级时,35(33)kV牵引网络的常用接线方式,如插图一所示。这些基本接线方式可以分成A、B、C、D四种类型。

lA型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;牵引变电所的两路电源,来自于同一个主变电所的不同母线;该类型接线适用于位于线路起始部分、线路终端部分、主变电所附近的牵引变电所电源引入。

lB型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;两个牵引变电所为一组;这一组牵引变电所的两路电源,来自于同一个主变电所的不同母线,每个牵引变电所均从主变电所接入一路主电源,两个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用;该类型接线适用于位于线路起始部分、线路终端部分的牵引变电所电源引入。

lC型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;两个牵引变电所为一组;这一组牵引变电所的两路电源,来自于不同的主变电所,左侧牵引变电所从左侧主变电所接入一路主电源,右侧牵引变电所从右侧主变电所接入一路主电源,两个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用;该类型接线适用于位于两个主变电所之间的牵引变电所电源引入。

lD型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;牵引变电所的两路电源,来自于左右两侧不同的主变电所;该类型接线适用于位于两个主变电所之间的牵引变电所电源引入。

2)10kV动力照明网络的接线方式

当中压网络为两个不同电压级时,10kV动力照明网络的基本接线方式,如插图二所示。

全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所(或中心降压变电所)的35(33)/10kV主变压器,就近引入两路10kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式;相邻供电分区间通过环网电缆联络;降压变电所主接线采用分段单母线形式;降压变电所进线开关采用断路器。该接线方式运行灵活。

(2)35(33)kV牵引动力照明混合网络的接线方式

当中压网络采用一个电压级时,35(33)kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如插图三所示。

在有牵引变电所的车站,牵引变电所与降压变电所合建成牵引降压混合变电所,对大型地下车站,除牵引降压混合变电所或降压变电所外,还会设置跟随式降压变电所。

全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路35(33)kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。

该接线方式运行灵活。35(33)kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量大、距离长,因而更适合于地下线路。

(3)10kV牵引动力照明混合网络的接线方式

当中压网络采用一个电压级时,10kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如插图四所示。

全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个车站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路10kV电源(对于地面线路,供电分区的来自于主变电所的两路10kV电源也可以从牵引变电所处引入,不一定就近引入)。

牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式。地下降压变电所主接线可采用分段单母线形式,地面降压变电所主接线则可以采用两段母线形式,同一工程的地下降压变电所与地面降压变电所主接线,应尽量一致。地面降压变电所的配电变压器,也可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。

中压网络采用双线双环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所的环网进线开关均采用断路器;地面降压变电所的环网进线开关可以采用负荷开关,地面降压变电所的配电变压器,也可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。如果两个主变电所10kV母线间设有专门的联络电缆,那么两个主变电所之间的供电分区间不必再设联络电缆;同一个主变电所供电范围内的供电分区间可以不设联络电缆(尤其是当这些供电分区分别只有一个牵引变电所时)。

该接线方式运行灵活。10kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量小、距离短,因而更适合于地面线路。

(4)20kV牵引动力照明独立网络的接线方式

当中压网络采用一个电压级时,除前面已经分析的35(33)kV牵引动力照明混合网络、以及10kV牵引动力照明混合网络外,伊朗德黑兰地铁采用了20kV牵引动力照明独立网络,即牵引网络与动力照明网络相对独立,但均为20kV电压级。该接线方式如图五所示。

20kV牵引网络的构成方式为:两个63/20kV主变电所之间的牵引变电所,以相互间隔的方式分成两组,每一组均以类似于(开环运行的)单线单环网接线方式,分别从两个主变电所各引入一个20kV电源,即这些牵引变电所从两个主变电所各取得一路20kV电源。位于线路端头的牵引变电所,则以传统的(开环运行的)双线双环网接线方式,从一个就近主变电所的不同母线取得两路20kV电源。

20kV动力照明网络的构成方式为:全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过4个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线以类似于(开环运行的)双线双环网接线方式就近引入两路20kV电源。两个供电分区间可以设联络电缆。

牵引变电所的主接线采用分段单母线形式,即设有两段环网电源母线及一段牵引电源母线。降压变电所的主接线采用两段母线形式。牵引变电所与降压变电所的电源进线均采用负荷开关作为环网开关。降压变电所的配电变压器,采用负荷开关-熔断器组合电器保护。

该接线方式的特点是,实现了以“负荷开关”构成环网接线,保护简单;另外牵引网络与动力照明网络相互影响小。但是由于牵引网络与动力照明网络的分离,以及牵引网络采用了单线单环网接线方式,导致区间中压电缆过多。

4、分散式外部电源方案下的中压网络构成

对分散式外部电源方案,中压网络采用10kV牵引动力照明混合网络,基本接线方式有以下四种。下面逐一分析其构成特点。

(1)接线方式一

接线方式如插图六所示。

全线的牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从城市电网就近引入两路10kV电源;中压网络采用双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个相邻供电分区间通过两路环网电缆联络。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。

该接线方式运行灵活。为同一个供电分区供电的从城市电网引来的两路10kV电源,可以来自不同的地区变电所,也可以来自同一地区变电所。该方式要求城市电网有比较多的10kV电源点。

(2)接线方式二

接线方式如插图七所示。

全线的牵引降压混合变电所(或牵引变电所),每两个分成一组。每一组均从城市电网引入两路10kV电源,分别作为两个牵引降压混合变电所的主电源,同时同一组的两个牵引降压混合变电所间设双路联络电缆,实现电源互为备用。相邻两组牵引降压混合变电所之间设单路联络电缆,增加系统的供电可靠性。

牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。无牵引变电所的地面车站,其降压变电所,可按跟随式降压变电所考虑。无牵引变电所的地下车站,其降压变电所的10kV电源可以由相邻两组间的单路联络电缆提供(该降压变电所应采用分段单母线主接线)。

该接线方式比较简洁。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多,但要求每组从城市电网引来的两路10kV电源应来自不同地区变电所,以增加供电的可靠性。该接线方式适合于地面线路。

(3)接线方式三

接线方式如插图八所示。

全线的牵引降压混合变电所(或牵引变电所),前后关联,浑然一体。除最后一个牵引降压混合变电所从城市电网直接引入两路10kV电源以外,其他牵引降压混合变电所均从城市电网引入一路10kV电源,这路电源既是本变电所的主电源,又是前一个变电所的备用电源,换言之,当前变电所的主电源直接来自城市电网的10kV电源,而备用电源则来自于下一个变电所。依次类推,最后一个变电所则需要从城市电网引入两路10kV电源。

牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。对于无牵引变电所的车站,其降压变电所,可按跟随式降压变电所考虑。

该接线方式最为简洁。N个变电所需要N+1路10kV电源,相邻变电所间只有一路联络电源。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多,但要求这些城市电网引来的10kV电源应来自不同地区变电所,以增加供电的可靠性。该接线方式适合于地面线路。

(4)接线方式四

接线方式如插图九所示。

全线的牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过4个车站。每一个供电分区由一个电源开闭所供电,每个电源开闭所均从城市电网就近引入两路10kV电源。

该电源开闭所可以独立设置,也可以与就近的牵引变电所合建。若电源开闭所采用独立设置方式,则需与规划部门配合协调,另外该方式的土建投资与设备投资都比合建方式要大,故该方式,仅在地面线可以考虑。

插图九表示的是电源开闭所与牵引变电所合建情况。合建处的牵引整流机组及配电变压器,由电源开闭所直接供电。对于电源开闭所之间的某些牵引降压混合变电所,其电源分别来自与左右两侧的电源开闭所,并通过在这些牵引降压混合变电所的牵引母线段上设置与电源开闭所间的专用联络电缆,将相邻的两个电源开闭所联系起来;对于不参与这种开闭所联络的牵引降压混合变电所,其电源就近来自同一个电源开闭所。

牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。降压变电所的主接线可按跟随式降压变电所考虑。

该接线方式比较复杂。为同一电源开闭所供电的两路市网10kV电源,最好来自于不同的地区变电所。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多。

四、一种新型接线方式研究-20kV牵引动力照明混合网络

通过对前面各种接线方式的分析,对于集中式外部供电方案,本文现提出提出一种新型接线方式:20kV牵引动力照明混合网络。接线方式如插图十所示。

全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路20kV电源(对于地面线路,供电分区的来自于主变电所的两路20kV电源也可以从牵引变电所处引入,不一定就近引入)。

牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式,即设有两段环网电源母线及一段牵引电源母线,牵引母线与两段环网电源母线间设有进线断路器,任何时候只允许一个进线断路器处于合闸位置,另一进线断路器投入的条件是“失压自投,过流闭锁”。两套牵引整流机组均接入牵引母线段,牵引降压混合变电所的两台配电变压器则分别接入两段环网电源母线段。降压变电所主接线采用分段单母线形式,配电变压器可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。

中压网络采用双线双环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用负荷开关。两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。

该接线方式最大特点分析:前面已经介绍过,传统的10kV动力照明网络、10kV牵引动力照明混合网络、35(33)kV牵引动力照明混合网络,尽管也采用了环网接线方式,但除了10kV牵引动力照明混合网络中的降压变电所可采取了“负荷开关”外,基本上是以“断路器”

作为环网进线开关。这样,当变电所主接线采用分段单母线时,那么当中压网络发生故障,(多个)环网进线开关跳闸以后,故障处理及等待备用电源投入的时间就比较长,这是传统环网接线方式的弊端。而这里提出的20kV牵引动力照明混合网络,其最大构成特点是利用20kV负荷开关作为环网进线开关,同时设置了两段环网电源母线。

该接线方式最大优点分析:当中压网络中的一路环网电缆故障时,主变电所中相应的20kV馈出断路器将跳闸,相关牵引变电所的主进线断路器也将失压跳闸,随之备用进线断路器将自动投入,保证对牵引整流机组的不间断供电。这就克服了传统的10kV动力照明网络、10kV牵引动力照明混合网络、35(33)kV牵引动力照明混合网络环网接线方式的弊端。另外,该20kV接线方式与德黑兰地铁的20kV牵引动力照明独立网络相比,除保护简单、运行操作灵活以外,接线更简单,投资更经济。南京地铁南北线一期工程、武汉轨道交通一期工程、杭州市轨道交通一号线工程等前期研究工作,都充分表明了这一点。

五、结束语

目前环网接线方式,越来越受到重视,并且已在许多城市和地区积极推广应用。同时,20kV也逐渐成为城市中压网络的电压级,并且已成为地铁中压网络的标准电压级。另外,加上20kV环网设备已逐步走向国产化。在这种形势下,我国城市轨道交通领域,在供电系统中压网络方面,应拓宽思路,认真研究,积极探讨采用20kV牵引动力照明混合网络的工程实施,尤其是对那些新建城市轨道交通的城市。