導(dǎo)語：在城市軌道交通設(shè)計論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通設(shè)計論文

摘要:通過對傳統(tǒng)地鐵和直線電機地鐵線路軌道標(biāo)準(zhǔn)、軌道強度及穩(wěn)定性檢算比較分析,了解國內(nèi)一種新的城市軌道交通模式,探討這種軌道交通無縫線路計算的特點。

關(guān)鍵詞:城市軌道交通;無縫線路;強度及穩(wěn)定性

1概述

城市軌道交通采用以旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動為代表的傳統(tǒng)地鐵的歷史源遠(yuǎn),從1865年英國倫敦世界上第一條地鐵(Metro)投入運營,迄今已經(jīng)有140多年的歷史。傳統(tǒng)地鐵主要依靠的是輪軌的作用力來傳遞牽引(制動)力的一種技術(shù)模式。城市軌道交通的另一種新的模式是直線電機驅(qū)動系統(tǒng),此項技術(shù)從20世紀(jì)70年代后期,主要是國外(德國、日本等)開始研制,直到20世紀(jì)中才應(yīng)用于鐵路運輸、煤礦、冶金等自動化生產(chǎn)各方面。其中直線電機在鐵路運輸方面的應(yīng)用尤為引人關(guān)注。城市軌道交通用直線電機是采用直線同步電動機,實質(zhì)就是把直線電機的初級(定子)安裝在車上,次級(轉(zhuǎn)子)鋪設(shè)在線路上,需要接觸軌和變流器牽引驅(qū)動的一種技術(shù)模式。

2003年廣州市城市軌道交通地鐵四號線在國內(nèi)首次采用直線電機技術(shù),2005年12月首通段已開始投入運營。之后的幾年,廣州市城市軌道交通五號線、六號線及北京市機場線均采用該項技術(shù)。筆者主要對兩種運營模式下,對無縫線路的強度和穩(wěn)定性做一個分析比較。

2線路軌道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較

2.1線路的最大坡度

傳統(tǒng)地鐵正線的最大坡度不宜大于30‰,困難地段可采用35‰。直線電機線路設(shè)計一般地段最大坡度為50‰,困難地段可采用55‰。直線電機理論計算的最大爬坡能力在100‰,但實際應(yīng)用值到80‰。在無縫線路強度檢算中,應(yīng)注意軌道在制動的條件下,產(chǎn)生的制動附加力。

2.2最小曲線半徑

時速100km/h條件下,傳統(tǒng)地鐵B型車正線最小曲線半徑500m,困難的條件下為400m;直線電機車輛設(shè)計線路最小曲線半徑200m,困難條件下為15m。在不同曲線半徑條件下,軌道結(jié)構(gòu)的強度穩(wěn)定性需進一步的檢算。

2.3車輛主要參數(shù)比較

傳統(tǒng)地鐵B型車輛及直線電機主要參數(shù)見表1。

其中,對于直線電機車輛應(yīng)考慮其轉(zhuǎn)子與定子間吸力,廣州市四號線直線電機車輛采用日本技術(shù),其吸力為20kN,縱向推進力最大可達到40kN,在軌道強度檢算過程中均應(yīng)考慮此部分的影響。

3無縫線路鋼軌強度檢算

依據(jù)《鐵路軌道強度檢算法》(TB—2034—88)將鋼軌視為支承在等彈性的連續(xù)點支座上的連續(xù)長梁進行檢算。鋼軌軌底動拉應(yīng)力與軌道結(jié)構(gòu)剛度D、速度V、偏載系數(shù)β、曲線水平力系數(shù)f等因素有關(guān)。

直線電機車輛在動態(tài)運行的過程,為有效的保證輸出功率,軌道結(jié)構(gòu)剛度的連續(xù)性尤為重要。直線電機強度檢算鋼軌支承剛度40~50kN/mm;傳統(tǒng)地鐵其剛度均小于30kN/mm。由于傳統(tǒng)列車重心高度比直線電機車輛大,因此傳統(tǒng)地鐵列車通過時,由于存在未被平衡的超高,所產(chǎn)生的偏載比直線電機列車大約12%。

按彈性支承連續(xù)長梁方法,在曲線半徑400m、時速100km等同條件下,傳統(tǒng)地鐵軌底的拉應(yīng)力δgd=107·5MPa,動位移yd=1.4mm。直線電機軌底的拉應(yīng)力Md=98.9MPa,動位移yd=1.1mm。

直線電機車輛軸重輕,車輛重心底,其緊急制動減速度較傳統(tǒng)地鐵大,但綜合的制動附加力又比傳統(tǒng)地鐵小。在列車運行的條件下,直線電機鋼軌只是導(dǎo)向牽引作用,強度檢算計算應(yīng)力小,有利于延長鋼軌的使用壽命。

4無縫線路穩(wěn)定性檢算

無縫線路穩(wěn)定性檢算其主要目的是通過力學(xué)模型研究脹軌跑道的軌道,以求保持軌道穩(wěn)定。軌道脹軌跑道基本分成持續(xù)發(fā)展、脹軌漸變、脹軌跑道三個階段。國內(nèi)無縫線路穩(wěn)定性分析研究理論很多,其中應(yīng)用比較廣泛有“統(tǒng)一無縫線路穩(wěn)定性計算公式”和“波長不等模型”兩種。

“統(tǒng)一無縫線路穩(wěn)定性計算公式”采用等效道床阻力Q,最早較多的應(yīng)用于50kg/m鋼軌,后長沙鐵道學(xué)院對60kg/m鋼軌的原始彈性彎曲矢度foe、塑性矢度fop等參數(shù)進行優(yōu)化研究,這些參數(shù)在秦沈跨區(qū)間無縫線路設(shè)計中得到應(yīng)用。公式如下

“波長不等模型”采用冪函數(shù)模式回歸橫向阻力方程(Q=Q0-ByZ+Cyn)分析計算,運用勢能的駐值理論,建立無縫線路的穩(wěn)定計算公式,其允許溫度力與鋼軌壓縮變形能τ1、軌道框架彎曲變形能τ2、道床變形能τ3、扣件的變形能τ4有關(guān)。該方法數(shù)學(xué)推導(dǎo)較為嚴(yán)密,但計算的過程比較的復(fù)雜,公式如下

應(yīng)用VB程序?qū)煞N方法編程計算,程序結(jié)果與鐵路工務(wù)技術(shù)手冊《軌道》和《鐵道工程》(西南交通大學(xué))書中范例在同條件下結(jié)果一致。筆者主要是針對傳統(tǒng)和直線電機的線路最小曲線半徑標(biāo)準(zhǔn),用兩種不同的穩(wěn)定性計算模型,采用1667根/kmⅢ型枕道床q=14.6-357.2y+784.7y0.75同條件下的橫向阻力,計算曲線半徑R=200m、R=500m鋼軌的允許溫度力P,計算結(jié)果見表2。

從兩種穩(wěn)定性計算公式可見,兩種模式地鐵在無縫線路穩(wěn)定性計算方法上沒有明顯的差別。兩種穩(wěn)定性計算結(jié)果的差異原因可能在阻力的取值方式上,統(tǒng)一公式采用常阻力方式及安全系數(shù)K=1.25取值等因素。

由于直線電機可適應(yīng)較小的曲線半徑,為保證軌道平順性,應(yīng)盡量鋪設(shè)無縫線路。由表2計算的允許溫度壓力可見,曲線半徑越小允許的溫度力越小,可允許溫升也越小,因此直線電機軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量高溫鎖定。

5結(jié)語

直線電機做為國內(nèi)一種新的城市軌道交通模式,由于車輛的轉(zhuǎn)子安裝在軌道線路中,軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)選取與車輛結(jié)構(gòu)的匹配尤為重要。通過對比分析傳統(tǒng)和直線電機地鐵系統(tǒng)線路軌道標(biāo)準(zhǔn)、無縫線路強度、穩(wěn)定性檢算幾個方面,直線電機曲線半徑條件應(yīng)做為無縫線路的控制因素。直線電機地鐵由于車輛輕、轉(zhuǎn)向架固定軸距小的特點,可適當(dāng)提高鎖定軌溫,有利于軌道穩(wěn)定。對于直線電機這種新的城市軌道交通模式,無縫線路設(shè)計的強度及穩(wěn)定性檢算的參數(shù)選取還需在實踐中逐步優(yōu)化。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通安全工程設(shè)計論文

一、城市軌道交通安全工程的概念

1.1定義

城市軌道交通安全工程，是影響城市軌道交通安全建造與安全運營的全部工作的總稱。

1.2安全工程的設(shè)計范圍

安全工程貫穿于各設(shè)計研究階段，這包括：預(yù)可行性研究階段；可行性研究階段；總體設(shè)計階段；初步設(shè)計階段；施工圖設(shè)計階段；后續(xù)服務(wù)階段。

1.3安全工程的設(shè)計內(nèi)容

按照“安全第一、預(yù)防為主”的方針，在設(shè)計中采取有效措施，避免因設(shè)計不合理導(dǎo)致城市軌道交通工程在施工和運營中發(fā)生安全事故，這就是城市軌道交通安全工程的設(shè)計內(nèi)容。對于下述安全事故，在設(shè)計時就應(yīng)給予充分考慮，以避免或減少事故損失。

1.3.1火災(zāi)

在火災(zāi)情況下，人員的傷亡，主要有以下幾方面：燒死燒傷；高溫灼傷；缺氧窒息；煙氣中毒；踩踏；不正確逃生方式造成的摔死、摔傷；引發(fā)其他并發(fā)癥等。

1.3.2撞擊

撞擊事故，包括：車撞車；車撞物；車撞人。

車撞車：追尾事故或乘客列車與其他車輛相撞(當(dāng)線路不封閉時)。

車撞物：列車與永久性物體相碰，如：在永久性建筑物及構(gòu)筑物變形、斷裂、松動、脫落時，侵入限界，未能及時處理，而導(dǎo)致與列車碰撞或剮蹭；列車與臨時性物體相碰。

車撞人：列車與工作人員、乘客、闖入或穿越行車線路者、平交道口搶行者等相碰。

1.3.3電擊

產(chǎn)生電擊的因素很多，主要有：觸及電氣設(shè)備的帶電體(裸露或絕緣破壞)；觸及漏電電氣設(shè)備的外殼(接觸電位差超標(biāo))；電纜金屬屏蔽層感應(yīng)電壓超標(biāo)等。

1.3.4踩踏

在發(fā)生突發(fā)客流、突發(fā)事件、自動扶梯失控等情形下，處理不當(dāng)，會造成不同程度的踩踏事故。產(chǎn)生突發(fā)客流的因素有：節(jié)假日(如北京清明節(jié))、大型群眾活動、惡劣氣象等。

1.3.5人為襲擊等

爆炸、縱火、毒氣等。

1.3.6建筑物垮塌

運營期間，車站、隧道、其他建筑物或構(gòu)筑物發(fā)生垮塌

1.3.7其他災(zāi)害

針對地震等地質(zhì)災(zāi)害、透水、洪水、雨雪風(fēng)霧、沙塵等，設(shè)計應(yīng)考慮防震、防淹、防洪、防雷、防風(fēng)等。

1.4施工期間

城市軌道交通工程，在施工安裝期間，也會發(fā)生各種各樣的安全事故，如：結(jié)構(gòu)開裂、坍塌以及建設(shè)項目周邊環(huán)境出現(xiàn)沉降或坍塌等。施工不當(dāng)或設(shè)計失誤會導(dǎo)致這些事故的發(fā)生。

1.5設(shè)計期間

項目前期決策失誤，雖不會直接威脅到人身安全，但會給項目帶來財產(chǎn)損失或影響項目經(jīng)濟效益。

二、安全工程的設(shè)計原則

主要原則城市軌道交通安全工程的設(shè)計，應(yīng)以下述要求為目標(biāo)，在正常使用時：

必須防止因乘客使用系統(tǒng)而造成對乘客的傷害與危險；必須防止系統(tǒng)對運營人員及其他人員的傷害與危險;必須防止運營設(shè)施及車輛遭受損害與損失。

城市軌道交通車輛和運營設(shè)備的選擇，必須技術(shù)成熟、安全可靠、滿足功能、維修方便、經(jīng)濟合理。乘客使用或操作的設(shè)備，必須易于識別，設(shè)置在便于觸及的地方，并保證不當(dāng)?shù)牟僮骰蚴褂靡膊粫?dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生危險。必須為殘疾人、老人、孕婦及帶領(lǐng)兒童的人在使用該系統(tǒng)時提供安全舒適的措施。應(yīng)當(dāng)在軌道線路、隧道及車站站臺、站廳、疏散通道、出入口、通風(fēng)亭、列車車廂內(nèi)及其他運營場所的醒目位置設(shè)置保障城市軌道交通安全運營的各類發(fā)光導(dǎo)向、疏散、提示、警告、限制、禁止等安全標(biāo)志。對于起火風(fēng)險大的設(shè)施必須加以圍護，減少可能的火情蔓延；在對火情及有害燃燒氣體與熱量控制的基礎(chǔ)上，應(yīng)保障有效疏散措施；鋪設(shè)在地下車站、隧道及車輛上的電纜應(yīng)不含鹵化物，并避免燃燒時產(chǎn)生有毒氣體；一旦發(fā)生火災(zāi)，通風(fēng)排煙系統(tǒng)應(yīng)能進入火災(zāi)運行模式，以保障人員疏散或滅火。

三、防火設(shè)計的重點提示

在城市軌道交通工程的各種災(zāi)害中，火災(zāi)是首位的。所謂火災(zāi)，是指在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。

3.1火源

在城市軌道交通工程中，引起火災(zāi)的火源是多方面的，歸結(jié)起來，主要有以下幾種。了解這些火源，將有利于防火設(shè)計。

電氣火災(zāi)：絕緣老化、違反用電規(guī)定、電氣設(shè)備設(shè)計或安裝不當(dāng)、過負(fù)荷、電氣短路等，都可能導(dǎo)致火災(zāi)；生活用火引燃：如煙頭等引燃可燃物；生產(chǎn)用火引燃：如施工中由電焊、氣割、打磨、切割等的火花或其他火種引燃可燃物；人為破壞縱火。

3.2火災(zāi)應(yīng)急處置預(yù)案的編制

在系統(tǒng)投入試運行前，設(shè)計單位應(yīng)協(xié)助業(yè)主單位編制火災(zāi)應(yīng)急處置預(yù)案。

3.3建筑防火的設(shè)計要素

疏散通道、疏散門、安全出口、疏散用樓梯及自動扶梯、隧道聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)置；疏散能力；設(shè)備及管理用房的門至安全出口的距離。

3.4消防給水與滅火裝置的設(shè)計要素

消防給水系統(tǒng)、滅火器配置、自動噴水(或噴霧)滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)

3.5防煙、排煙與事故通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計要素

機械防煙、排煙設(shè)施的設(shè)置、防煙、排煙系統(tǒng)與事故通風(fēng)的功能、防煙分區(qū)的劃分、設(shè)備的排煙能力、排煙設(shè)備的耐熱能力、送風(fēng)量的要求

3.6防災(zāi)用電、應(yīng)急照明與疏散指示的設(shè)計要素

消防用電的要求、應(yīng)急照明的連續(xù)供電時間、應(yīng)急照明的設(shè)置、疏散指示標(biāo)志的設(shè)置

四、結(jié)語

城市軌道交通安全工程的設(shè)計工作，需要給與重點關(guān)注。這樣做的目的在于，強化城市軌道交通安全工程設(shè)計的重要性，使城市軌道交通安全工程的設(shè)計更加系統(tǒng)化、程序化、規(guī)范化。為實現(xiàn)這個目的，只研究設(shè)計導(dǎo)則還不夠，還應(yīng)該建立一套安全工程的設(shè)計評價體系。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通線網(wǎng)設(shè)計論文

內(nèi)容提要：線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計是進行軌道交通建設(shè)中其他工作的基礎(chǔ)和先決條件。本文就北京快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計為例介紹一些思路和體會，希望對于我國城市軌道交通的發(fā)展起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃

一、前言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，如何合理地解決城市迅速增長所引發(fā)的交通需求和有限的城市空間資源規(guī)劃與管理是目前我國各大城市所關(guān)注的問題。國內(nèi)外實踐證明，發(fā)展以軌道交通系統(tǒng)為骨干、以公共交通為主體、各種交通方式相結(jié)合的多層次、多功能、多類型的城市綜合交通運輸體系是解決城市交通問題的主要途徑。城市快速軌道交通工程是一項大型的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜、涉及專業(yè)多、投資大、建設(shè)周期長。快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃（以下簡稱“線網(wǎng)規(guī)劃”）作為軌道交通發(fā)展的基礎(chǔ)和先決條件，具有舉足輕重的作用，是關(guān)系到今后地鐵建設(shè)及運營能否順利實施，并能否有效地節(jié)省投資的重要問題。

線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中所涉及的問題很多。最近，筆者有幸參加了關(guān)于北京快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的設(shè)計工作。筆者將結(jié)合此工程實例和一些粗淺的體會，談?wù)劸€網(wǎng)規(guī)劃中的一些新思路和方法。本文將從線網(wǎng)規(guī)模的確定、線網(wǎng)規(guī)劃合理的設(shè)計原則、線網(wǎng)詳細(xì)的統(tǒng)計分析、多標(biāo)準(zhǔn)評價體系、最佳方案的功能、技術(shù)和運營分析、最優(yōu)方案分期實施計劃等方面進行介紹。

二、線網(wǎng)規(guī)模的確定

線網(wǎng)的規(guī)劃研究首先要確定城市軌道交通線網(wǎng)合理的規(guī)模，以此在宏觀上判斷一個城市大概的軌道交通規(guī)模范圍。線網(wǎng)規(guī)模要以城市今后的發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、城市交通發(fā)展政策和服務(wù)水平目標(biāo)為依據(jù)，應(yīng)當(dāng)是出行需求與交通服務(wù)之間的最佳結(jié)合點，堅持近遠(yuǎn)期相結(jié)合、定性定量分析相結(jié)合原則和經(jīng)濟性原則。線路走向盡可能滿足城市布局結(jié)構(gòu)和出行總量需要，并適當(dāng)兼顧城市將要開發(fā)地區(qū)發(fā)展的需要。線網(wǎng)規(guī)模的準(zhǔn)確把握應(yīng)使其在不同階段都能滿足出行客流的要求，發(fā)揮最大的作用。線網(wǎng)的規(guī)模要包括不同階段線網(wǎng)的編織密度和服務(wù)水平等級。

1定性的確定

（1）線網(wǎng)的規(guī)模與城市發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合

根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合城市特點、出行需求、客流預(yù)測，對重點發(fā)展地區(qū)、商業(yè)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)等進行重點開發(fā)。對人口增長和就業(yè)崗位的分布進行科學(xué)的預(yù)測，以指導(dǎo)和幫助我們更合理地確定不同區(qū)域中線網(wǎng)的編織密度。北京目前的規(guī)劃布局為，進一步加強由天安門廣場、長安街、復(fù)興門、建國門組成的“超級中心”；發(fā)展CBD商務(wù)區(qū)；發(fā)展王府井、西單、朝外等主要商業(yè)區(qū)；優(yōu)先發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的海淀高新技術(shù)開發(fā)區(qū)以及上地、豐臺、石景山、望京等技術(shù)園區(qū)、2008年奧運會在北京的舉行將為增加北京的城市活力以及發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施起到積極推動作用；積極推動邊緣集團和衛(wèi)星城發(fā)展；加強對綠化環(huán)帶和市區(qū)的規(guī)劃綠地建設(shè)；加大對北京文化遺產(chǎn)的保護力度。作為首都、國家政治文化中心、歷史名城，在保護其特色的基礎(chǔ)上，改善生活環(huán)境、交通狀況，提高市民生活水平和出行需求。

（2）線網(wǎng)的規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展政策緊密相關(guān)

經(jīng)濟發(fā)展是支持城市進步，活躍城市社會活動和影響全市居民出行的重要因素之一。很顯然，出行率與市民富裕程度休戚相關(guān)。同時，發(fā)展交通的投資力度也與經(jīng)濟發(fā)展緊密相連。

由于經(jīng)濟發(fā)展與機動化程度，總出行率和私人機動化出行率之間有緊密的聯(lián)系，因此，未來GDP的增長趨勢對交通發(fā)展有重大的意義。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的預(yù)測，可推算出未來各種交通模式的綜合投資潛力及未來公共交通的投資潛力，從而更好地確定不同時期線網(wǎng)的規(guī)模。

（3）線網(wǎng)的規(guī)模與城市交通發(fā)展政策緊密相關(guān)

進行準(zhǔn)確的交通調(diào)查，掌握居民的出行情況。如進行出行方式、出行率、主要出行客流分配等調(diào)查，以此確定合理的交通發(fā)展政策。

積極發(fā)展公共交通，有效控制私人機動化出行，對自行車出行人員合理引導(dǎo)，使這部分人能轉(zhuǎn)向公共交通。必須推行合理的總體交通發(fā)展政策，使各交通體系協(xié)調(diào)發(fā)展。

（4）軌道交通服務(wù)水平目標(biāo)的制定

軌道交通服務(wù)水平目標(biāo)的制定對線網(wǎng)規(guī)模的確定起到重要指導(dǎo)作用，很大程度上決定了線網(wǎng)的發(fā)展方向和未來建設(shè)速度。北京市軌道線網(wǎng)服務(wù)水平目標(biāo)制定時考慮如下幾點:

a.易達性：居民住所或上班地點距與其最近車站的距離不超過750m；

b.出行時間：在市區(qū)范圍內(nèi)，出行時間不超過60min；

c.候車時間：高峰小時候車時間不超過3min；

d.舒適度：除座位外，6人/m2標(biāo)準(zhǔn)。

2定量的分析

在定性確定設(shè)計原則后，可根據(jù)公共交通客流總量、人均指標(biāo)測算法和面積密度測算公式分別定量計算軌道線網(wǎng)規(guī)模。

對線網(wǎng)規(guī)模的影響作用有的可以量化，有的無法量化，所以確定城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模要采用定量計算和定性分析相結(jié)合的方法。定性分析對線網(wǎng)規(guī)模具有宏觀指導(dǎo)作用，而定量計算是對定性分析的一種合理驗證和修正，在以往的工作中，由于技術(shù)手段和調(diào)查數(shù)據(jù)積累的不足，定量計算的可信度大打折扣。今后隨著數(shù)據(jù)采集手段的提高和城市公共交通信息化平臺的建立，將為城市軌道交通的合理規(guī)劃提供有力的技術(shù)保障。

三、制定線網(wǎng)規(guī)劃的原則

在線網(wǎng)規(guī)模確定的基礎(chǔ)上，制定合理的軌道線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計原則，為下一步規(guī)劃線網(wǎng)提供依據(jù)。北京作為首都，是政治、經(jīng)濟和文化中心,人口繁多、地域面積很大、地下狀況復(fù)雜，為達到較高的交通服務(wù)等級，制定了很多的設(shè)計原則，列舉以下部分內(nèi)容來說明。

1.支持城市多中心發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的政策，重點支持CBD、金融街、主要商業(yè)中心、文化旅游中心、邊緣集團、奧林匹克公園、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)及衛(wèi)星城等已建、在建和規(guī)劃建設(shè)的地區(qū)的發(fā)展。按照SOD和TOD結(jié)合的方式合理規(guī)劃線網(wǎng)，是其更加適應(yīng)城市發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的需要。

2.根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對各種交通模式進行分類，選擇適合不同城市的不同功能等級和交通服務(wù)等級的交通模式。北京作為特大城市，其人口較多，我們就選擇了重型大運量的市域線和市區(qū)線的模式。市域線服務(wù)于市區(qū)和城郊，站間距相對較大、速度快、運量大，較好地吸引遠(yuǎn)程的客流。市區(qū)線主要服務(wù)于市中心區(qū)域，站間距相對小一些，發(fā)車間隔較小，較好的吸引近距離乘客，但較小的站間距就勢必造成工程造價的升高。所以，有效的確定站間距對于線網(wǎng)的合理性也是很重要的。而對于小型的人口相對較少的城市，也許，發(fā)展有軌電車就可滿足出行的需求。

a.按照線路的服務(wù)功能等級不同分為市域線、市區(qū)線、局域線。

b.按照運量的大小分為重型大運量的地鐵、輕軌、有軌電車系統(tǒng)。

c.按照封閉形式分為混合交通、半封閉、全封閉線路。

d.為滿足不同等級的交通服務(wù)，車站分為大型樞紐站、一般換乘車站和一般車站。

e.根據(jù)客流的要求選擇不同的車輛類型，目前我國規(guī)范規(guī)定：有A、B、C三種車型。

3.依據(jù)城市的出行特征來確定線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過科學(xué)的客流預(yù)測，分區(qū)域測算出城市中的主要交通走廊，是從市區(qū)-市郊的放射形出行、還是穿越市中心的穿越形出行；是優(yōu)先考慮線路走向，還是先錨固住車站的站位；多種設(shè)計思路組合運用可構(gòu)造出不同的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。但無論以哪種思路為出發(fā)點來設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式都需要用客流預(yù)測來驗證其適用性，并根據(jù)結(jié)果進行調(diào)整后，再進行測試，直到其合理為止。

4.線路的鋪設(shè)形式需根據(jù)所處的地理位置、地質(zhì)情況、城市景觀等來確定地下、地面和高架形式。例如，北京在三環(huán)路以內(nèi)規(guī)定均采用地下線形式；而頤和園地區(qū)雖處三環(huán)外，但由于景觀原因，從其門口通過的線路需埋入地下。

5.對線網(wǎng)中線路和車站進行設(shè)計和施工的可行性研究，分析并選取最優(yōu)方案。施工中針對不同情況選取與之相適應(yīng)的施工方法，包括暗挖、明挖、蓋挖；同時，車站設(shè)計中還需考慮站臺的形式、站臺和站廳的相對位置等問題。這些都是應(yīng)該在線網(wǎng)規(guī)劃中需考慮和確定的。線網(wǎng)規(guī)劃作為前期工作，應(yīng)該在大的原則上具有規(guī)范作用，一旦確定，就不應(yīng)輕易改變。因此，在做這項工作，一定要慎之又慎，通盤考慮。

6.對于大型公交樞紐，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)樞紐站周邊的環(huán)境條件及其所發(fā)揮的作用，以及對此區(qū)域的土地規(guī)劃、預(yù)留發(fā)展和客流預(yù)測進行深入的研究，合理確定樞紐站的規(guī)模。并且優(yōu)化其易達性，方便乘客進入車站或與其他交通模式的換乘（地面公交、出租車、自行車、步行），從而使其更有效地吸引客流。這就需要規(guī)劃部門的大力支持，對于此規(guī)劃區(qū)域得到合理安排和監(jiān)控，盡量減少原則性的變動。

大型公交樞紐站的換乘形式多種多樣，我們以前設(shè)計的車站換乘形式多為十字換乘、T型換乘和通道換乘，設(shè)計不夠合理。一方面是設(shè)計上較為死板老套，另一個造成目前狀況的重要原因是，規(guī)劃和前期的準(zhǔn)備工作做的不夠細(xì)致深入，控制規(guī)劃的后續(xù)工作執(zhí)行的又不嚴(yán)格。比如多條線路在某一地段交匯，往往缺乏深入地綜合分析和規(guī)劃。在車站設(shè)計時，哪條線先設(shè)計，就把有利的土地資源占盡，很少為后續(xù)線路統(tǒng)籌考慮，從而導(dǎo)致土地資源的浪費、并使后續(xù)工程的施工設(shè)計難度加大、費用增加、換乘形式單一、換乘距離加長，甚至造成許多好的規(guī)劃方案難以實施。因此，在開始建設(shè)時就需要統(tǒng)籌考慮,把大型樞紐站的土建結(jié)構(gòu)一次建成，為后續(xù)工程的建設(shè)提供條件。例如：在西客站和東直門站的下方就已考慮和建成預(yù)留的地鐵車站。

7.我們經(jīng)常認(rèn)為多線交匯的交通樞紐在設(shè)計上較為困難，因交匯線路越多，車站規(guī)模越大，投資越多。但為了提高乘客的換乘方便，對線路可進行適當(dāng)合理的優(yōu)化，使其換乘合理，同時有效降低投資。以3條線路交匯為例：圖1(a)是有兩條線路平行通過車站，形成換乘，另一條線路分別與其形成換乘，此形式為兩層的較理想的車站線路形式。若遇到圖1（b）的形式，即3條線路相互交叉，形成三層的規(guī)模較大的車站。我們可以對其進行合理的優(yōu)化調(diào)整，使其中的兩條線在同一標(biāo)高平行通過交匯處，這樣使其形成同站臺換乘形式，即在同一站臺上就可換乘其他線路上的車輛，大大地方便了乘客，在香港等許多城市都采用了這種換乘形式；也可使兩條或更多的線路在此車站區(qū)域共用同一條線路和站臺，形成共線運營的形式，德國法蘭克福等城市的地鐵就有許多車站采用這種形式，換乘極為方便，但同時對運營管理的要求大大提高，為圖1（c）所示。

8.在規(guī)劃階段還應(yīng)該考慮到線網(wǎng)中各條線路之間的聯(lián)絡(luò)線，使整個線網(wǎng)在各個階段都能達到最佳的運營效果，成為一個有機的整體，相互協(xié)調(diào)，資源共享。同時還應(yīng)考慮到與外部鐵路專用線的銜接，使外部的資源有效的通過鐵路專用線運送進入線網(wǎng)中來。

四、線網(wǎng)的規(guī)劃

線網(wǎng)規(guī)模確定后，依據(jù)所設(shè)定的設(shè)計原則，在分析研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計并規(guī)劃出合理的線網(wǎng)，形成城市交通骨架。

五、對線網(wǎng)進行詳細(xì)的統(tǒng)計

隨后對所設(shè)計的線網(wǎng)進行詳細(xì)的統(tǒng)計和分析，得出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映了路網(wǎng)的各方面的特征，為下一步對各線網(wǎng)方案做出客觀的評價提供了有利的依據(jù)。詳細(xì)統(tǒng)計分析包括如下幾個方面：

1.分類統(tǒng)計體現(xiàn)線網(wǎng)主要特征的數(shù)據(jù)。包括線網(wǎng)總長、不同類型線路（市域線、市區(qū)線、局域線）的總長度和數(shù)目、各種功能等級的車站總數(shù)，包括一般車站、一般換乘站和大型公交樞紐站的總數(shù)。

2.體現(xiàn)交通服務(wù)水平的數(shù)據(jù)。此項是由線網(wǎng)對各大型城市活動中心和公共設(shè)施的覆蓋程度來體現(xiàn)，包括商務(wù)區(qū)、商業(yè)中心、體育設(shè)施、醫(yī)院、學(xué)校、工業(yè)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)以及旅游景區(qū)等。這些區(qū)域都是城市規(guī)劃中大力支持的項目。

3.客流預(yù)測分析是評價線網(wǎng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的有力數(shù)據(jù)。包括出行結(jié)構(gòu)、出行量、出行率、各交通模式的出行比例以及對公交產(chǎn)生的影響。

4.線路鋪設(shè)形式。統(tǒng)計不同鋪設(shè)形式（高架、地面、地下）的線路總長度和不同鋪設(shè)形式車站總數(shù)。

5.車輛總數(shù)。按照高峰時段市區(qū)線、市域線的不同行車間隔、旅行速度及車輛編組等數(shù)據(jù)來計算每天運營線路所需的車輛總數(shù)和需備用的車輛數(shù)。

6.車輛段和維修車間。統(tǒng)計線網(wǎng)中，所需設(shè)置的車輛段和維修車間的總數(shù)量。

7.投資總額。對基礎(chǔ)設(shè)施（線路、車站）和設(shè)備（車輛、沿線設(shè)備和車站設(shè)備）進行估算，計算出整個線網(wǎng)所需的投資總額。

六、多標(biāo)準(zhǔn)評價體系

對各備選方案進行了詳細(xì)分析并獲得了相關(guān)數(shù)據(jù)后，要對各方案進行客觀的評價。評價的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由乘客、運營者、建設(shè)者、經(jīng)營管理和市政府等各方商討形成一個全面、客觀的多標(biāo)準(zhǔn)評價體系。評價體系應(yīng)由以下幾個方面組成：

1．乘客要求高品質(zhì)的交通服務(wù)，提出線網(wǎng)的吸引性指標(biāo)。

2．運營者要求降低運營成本、增加收入，提出運營目標(biāo)。

3．建設(shè)者要求施工的可行性和簡便性，提出建設(shè)目標(biāo)。

4．經(jīng)營管理者需要降低投資，并使各種交通模式之間良好銜接，提出經(jīng)營管理目標(biāo)。

5．市政府要求維持城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提出發(fā)展戰(zhàn)略和對資源的全面管理目標(biāo)。

各個不同的城市所適用的評價體系不同，這需要在長期的實踐中進行摸索，形成了一套適合本城市發(fā)展的多標(biāo)準(zhǔn)評價體系。這套評價體系對于我們今后城市的發(fā)展、軌道交通的發(fā)展都有極為深遠(yuǎn)的意義。

在形成了完善的評價體系后，我們就須依照該評價體系對各備選方案進行客觀的評價比較計算，其中需要針對各指標(biāo)的重要程度進行適當(dāng)?shù)募訖?quán)處理。在經(jīng)過綜合評價比選過后，較客觀地評選出最佳的線網(wǎng)方案。

七、對最佳方案進行作進一步的分析

對評選出的最佳方案進行進一步詳細(xì)的功能、技術(shù)以及運營管理方面的分析。對其進行總體評價，以檢驗這個線網(wǎng)是否符合所確定的相關(guān)原則。下面就從3個方面具體分析。

1．對各條線的長度、走向、車站定位、樞紐數(shù)目進行分析；對重點發(fā)展區(qū)域的覆蓋、對城市布局、經(jīng)濟發(fā)展的支持程度等進行詳細(xì)的功能分析。按公認(rèn)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，市中心的線網(wǎng)覆蓋率應(yīng)在90%左右，線網(wǎng)的密度1~1.2km/km2，車站密度為1座/km2，即一個車站為市中心區(qū)1km2的市民出行服務(wù)，服務(wù)半徑約為500m。

2．對線路走向、鋪設(shè)形式及換乘車站的構(gòu)成和組織形式進行詳細(xì)的技術(shù)分析。尤其要對線網(wǎng)中的大型換乘樞紐進行深入的分析研究，如線與線間的換乘、地鐵與城市公交的銜接、車站與城市地下空間的開發(fā)相結(jié)合等。例如:上海就在人民廣場、徐家匯、靜安寺、虹口體育場四大城市中心區(qū)組織了大量的人力、物力進行了方案研究，為下一步的設(shè)計、施工的順利進行打下了堅實的基礎(chǔ)。

3．檢測線網(wǎng)在今后運營上是否能達到快捷、準(zhǔn)點、安全、舒適；線路設(shè)計是否簡便、靈活?？茖W(xué)的客流預(yù)測對確定合理的運營模式和選定合理的車型有很大的幫助。在運營中，可根據(jù)不同的線路特性和客流需求（各區(qū)段客流量不同）制定不同等級的服務(wù)（例如：常規(guī)服務(wù)、中間折返區(qū)間運營、支線運營、跨站運營等）；制定緊急事故處理方案；合理設(shè)置中間折返站和聯(lián)絡(luò)線；設(shè)置終點站折返區(qū)間和方案；設(shè)置運營規(guī)程、時刻表等問題。

在對最優(yōu)方案進行詳細(xì)的分析后，可對其不完善處進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，使其滿足我們的設(shè)計原則和要求。

八、最優(yōu)方案分期實施計劃的研究

在對最優(yōu)方案進行詳細(xì)的分析和優(yōu)化后，對此最優(yōu)方案進行分期實施計劃的研究。分期實施計劃是使線網(wǎng)能夠分階段、有計劃、有步驟、連貫協(xié)調(diào)的實施。對不同階段制定不同的發(fā)展目標(biāo)和實施計劃。

首先，先確定已建和在建的線路；其次，再對建設(shè)資金的來源進行分析；最后針對不同階段、不同投資額制定出切實可行的實施方案。

九、結(jié)束語

本文對快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計工作中，規(guī)劃的主要制定過程和思路進行了簡要的介紹，希望對于我國各大城市正在蓬勃發(fā)展的軌道交通事業(yè)，具有一定的借鑒作用。值得強調(diào)的是，軌道交通建設(shè)中，首先要做好線網(wǎng)規(guī)劃工作，這是進行其他工作的基礎(chǔ)和先決條件，對于軌道交通的全局建設(shè)具有舉足輕重的作用。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通信號系統(tǒng)的設(shè)計方案探討

摘　要　信號系統(tǒng)作為城市軌道交通工程中重要的組成部分,對行車的安全、正點、高效的運行起著至關(guān)重要的作用,但由于其中的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不全面,給系統(tǒng)設(shè)計方案造成了一定的隨意性。本文就其中的系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)計行車間隔和atp 信息傳輸方式等主要的設(shè)計方案進行了探討。

關(guān)鍵詞　城市軌道交通,信號系統(tǒng),設(shè)計方案

城市軌道交通的信號系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)著控制和指揮列車運行的任務(wù),是影響整個城軌交通系統(tǒng)運營安全和效益的關(guān)鍵點。信號系統(tǒng)的水平也成為城市快速軌道交通現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。設(shè)計出一個優(yōu)秀的系統(tǒng)方案不僅有利于保證行車安全,提高運輸能力,實現(xiàn)迅速、及時、準(zhǔn)確的行車調(diào)度指揮和運輸管理現(xiàn)代化,提高服務(wù)質(zhì)量,而且還有利于合理使用工程投資,降低工程造價。

1 　系統(tǒng)構(gòu)成方案

城市軌道交通是一個技術(shù)先進,具備相當(dāng)程度自動化水平的運輸體系。其中信號控制系統(tǒng)的構(gòu)成必須與整個交通運輸相適應(yīng)。

在《城市快速軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)—試行本》中,把信號系統(tǒng)劃分了三個層次:第一層次設(shè)備在運量較小、行車密度較低的線路上,可配置聯(lián)鎖設(shè)備、自動閉塞、機車信號和自動停車系統(tǒng);第二層次設(shè)備在運量較大、行車密度較高的線路上,可配置列車自動監(jiān)控(ats) 系統(tǒng)和列車自動防護(atp) 系統(tǒng); 第三層次設(shè)備在運量大、行車密度高的線路上,配置列車自動監(jiān)控系統(tǒng)、列車自動防護系統(tǒng)和列車自動運行(ato) 系統(tǒng)。

上述第一層次系統(tǒng)配置屬最低水平等級,只適于行車間隔大于3 min 的線路運用。也就是說,在行車密度較高時, 這種線路將面臨整個系統(tǒng)的改造,造成大量的廢棄工程;另一方面,由于機車信號和自動停車裝置所能容納的信息量少,列車運行的安全性很大程度上只能依賴于司機的駕駛;然而其國產(chǎn)化率水平是最高的,工程造價是最低的。應(yīng)該說,該層次的設(shè)備適宜在近期運量小、行車密度低, 而且遠(yuǎn)期運量無明顯變化的工程,如在中等城市或是郊區(qū)軌道交通系統(tǒng)中運用。

第二層次的信號系統(tǒng)配置,適于行車間隔在2 min 以上的線路運用,行車安全可以完全由列車自動防護系統(tǒng)來保證。雖然其國產(chǎn)化率水平降低,工程造價增高,但是該層次設(shè)備技術(shù)先進,便于向第三層次擴展,不存在明顯的廢棄工程,符合工程按近遠(yuǎn)期分步實施、合理預(yù)留的原則,所以系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟指標(biāo)是合理的。這種系統(tǒng)能適應(yīng)大多數(shù)城市軌道交通的運用需要,是大運量的城市輕軌交通的首選方案。

第三層次的系統(tǒng)配置具備很高的現(xiàn)代化技術(shù)水平,適于行車間隔小于2 min 的線路運用,不僅行車安全可以完全由列車自動防護系統(tǒng)來保證,而且列車自動運行系統(tǒng)還可以完成站間自動運行、定位停車,接收控制中心運行指令,實現(xiàn)列車運行自動調(diào)整,使整套信號系統(tǒng)能夠滿足列車高速、高密度運行的需要。這種系統(tǒng)的國產(chǎn)化率水平低,工程造價高,是其在工程運用中不利的一面,但系統(tǒng)高水平的自動化程度無疑將給日后的運營、管理帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益;另外,由于安裝屏蔽門對列車精確定位停車功能和大運量對列車高折返能力等等方面的具體需求,這種線路的運行都要由列車自動運行(ato) 系統(tǒng)來保證。所以只要條件許可,在城市軌道交通中,特別是高運量的地鐵工程中,該系統(tǒng)方案非常值得推薦。

2 　主要技術(shù)方案

2. 1 　設(shè)計行車間隔

城市軌道交通工程為適應(yīng)乘客運量大、行車密度高的特點,往往采取縮短行車間隔的辦法。這樣一方面有利于減少旅客候車時間以提高服務(wù)質(zhì)量; 另一方面可以減少列車編組輛數(shù),節(jié)省工程投資。但是由于信號atp 系統(tǒng)技術(shù)的限制,如軌道區(qū)段的長度、“ 車-地”通信的有效速率、列車進路的建立和恢復(fù)時間等等因素,正常的行車間隔不可能無限制縮短。換言之,最小行車間隔極大地影響著信號的atp 系統(tǒng)方案和工程造價。確定合理的行車間隔時分成為信號atp 系統(tǒng)方案設(shè)計的控制參數(shù)。

根據(jù)一些發(fā)達國家城市軌道交通的運營經(jīng)驗, 信號atp 系統(tǒng)可按滿足高峰運營流量130 % 的能力標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。也就是說,如果線路的客流量在某個特殊時段增加到預(yù)測高峰值的130 % 時,atp 系統(tǒng)仍有能力滿足運營采取的臨時措施,如臨時增加運營列車等。表1 以某一條線路運營方案為例予以說明。

兩種方案均可滿足運量要求,但它們的運能余量,即單向運輸能力與高峰小時單向最大斷面客流量比是不同的。其中方案a 為1. 00 , 方案b 為1. 08 。那么,如果按方案a 實施,在高峰時間內(nèi)的線路運營將處于全飽和狀態(tài), 按上述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計相應(yīng)的atp 系統(tǒng)應(yīng)采用184 s 的設(shè)計行車間隔;如果按方案b 實施,在高峰時間內(nèi)的線路運營尚有8 % 的調(diào)節(jié)余量,相應(yīng)的atp 系統(tǒng)只需采用245 s 的設(shè)計行車間隔。顯而易見,從信號系統(tǒng)的設(shè)計角度來看,方案b 優(yōu)于方案a 。

應(yīng)該指出的是,ats 系統(tǒng)所具備的行車間隔調(diào)控能力與上述的atp 的設(shè)計行車間隔能力是有區(qū)別的。ats 對列車運行的調(diào)控主要是當(dāng)列車運行秩序有紊亂時,通過控制列車停站時分而使列車運行秩序盡快恢復(fù)的一種措施。當(dāng)然,這種調(diào)控能力的實現(xiàn)也是要體現(xiàn)在atp 行車間隔能力上的。

在實際的工程運用中,應(yīng)結(jié)合線路近、遠(yuǎn)期運量,以及工程實施方案、ats 調(diào)控能力等綜合因素, 確定一個合理的滿足運營要求、節(jié)省工程投資的設(shè)計行車間隔。

2. 2 　atp 信息傳輸方式

atp 系統(tǒng)是確保列車運行安全的關(guān)鍵設(shè)備,它由軌旁設(shè)備和車載設(shè)備組成, 列車通過地面atp 設(shè)備接收運行信息,實現(xiàn)列車的間隔控制。atp 設(shè)備主要有兩種劃分方式,一是按“車-地”atp 信息傳輸方式分為連續(xù)式和點式發(fā)碼方式;另一種是按對列車控制方式分為模式曲線方式和階梯式控制方式。其中按前一種劃分的兩種atp 設(shè)備工程造價差異大,是選擇atp 系統(tǒng)方案的主要比較點。

連續(xù)式的atp 設(shè)備一般可利用軌道電路或連續(xù)敷設(shè)的電纜向車載接收設(shè)備連續(xù)不斷地傳遞地面信息。其特點是信息傳遞實時性高、技術(shù)復(fù)雜、造價昂貴。點式atp 設(shè)備利用地面應(yīng)答器或點式環(huán)線把地面信息傳至列車。這種方式實時性較差, 但技術(shù)簡單、造價低廉。

控制實時性較差高行車間隔大于90 s 可小于90 s 自動駕駛功能尚無產(chǎn)品有列車檢測功能需另設(shè)軌道電路有系統(tǒng)擴展對行車干擾較小對行車干擾大安裝調(diào)試周期較短周期長工程造價較低高維修成本低高生產(chǎn)廠家少多

在我國現(xiàn)有的地鐵交通中,由于運量大、行車密度高、地鐵隧道內(nèi)駕駛條件較差等特點,均采用連續(xù)發(fā)碼方式的atp 系統(tǒng)是適宜的。

隨著點式atp 技術(shù)的發(fā)展,在城市軌道交通工程,特別是城市輕軌工程中采用點式atp 設(shè)備顯得越來越合理。在點式atp 系統(tǒng)中,以目前較有代表性的西門子公司zub120 為例,其主要的技術(shù)指標(biāo)如下:

·地面應(yīng)答器平均故障間隔時間　9 ×105 h 對于點式系統(tǒng)控制實時較差、缺乏緊急停車功能等缺點,則可以通過接近連續(xù)式發(fā)碼方式進行彌補。上海莘閔輕軌交通線作為我國第一條城市輕軌線路就已按點式atp 系統(tǒng)進行設(shè)計。另據(jù)西門子公司介紹,目前該公司新研制的點式atp 系統(tǒng)不僅打破了90 s 行車間隔的限制,也具備了自動駕駛功能。

3 　小結(jié)

在實際的工程運用中,結(jié)合工程具體情況就不難設(shè)計出優(yōu)秀的系統(tǒng)方案。例如:在天津市區(qū)至濱海新區(qū)輕軌工程招標(biāo)中,我方依據(jù)輕軌客運量近、遠(yuǎn)期分別為18. 4 萬人次/ 日、28. 4 萬人次/ 日,列車運行近、遠(yuǎn)期3 min 的追蹤間隔,以及列車4 列、6 列的不同編組,首先確定的投標(biāo)方案中設(shè)計行車間隔為135 s , 采用點式atp 和國產(chǎn)ats , 預(yù)留ato 方案;而結(jié)合本線列車運行速度高達100 km/h , 列車制動距離長的特點,從保證行車安全、節(jié)省工程造價的角度出發(fā),我方又推薦了采用模擬無絕緣軌道電路加連續(xù)式環(huán)線的atp 方案。兩種方案的技術(shù)論證受到了評判專家組的一致好評。

總之,在系統(tǒng)構(gòu)成和主要的技術(shù)方案確定以后,信號系統(tǒng)雖已基本定型,但要真正全面地設(shè)計出一個良好的系統(tǒng),還有許多細(xì)節(jié)需要考慮。例如:為發(fā)揮投資效益,根據(jù)城市軌道交通工程近、遠(yuǎn)期不同的建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn),信號系統(tǒng)的配置應(yīng)考慮按不同階段的運量要求分步實施、合理預(yù)留,并使之容易進行技術(shù)改造和升級;信號系統(tǒng)設(shè)計方案中應(yīng)充分考慮到國家對機電設(shè)備國產(chǎn)化率的要求,除某些必須引進的設(shè)備外,盡量選用國產(chǎn)設(shè)備或與引進國外技術(shù)國內(nèi)組裝相結(jié)合的方式。

另外,城市軌道交通信號系統(tǒng)的特殊技術(shù)指標(biāo)也是應(yīng)在設(shè)計過程中重點考慮的問題。如在長大坡道上設(shè)立的保護性延續(xù)進路對列車運行追蹤時分的影響;為縮短折返進路建立時間,如何處理折返進路有關(guān)的渡線道岔等技術(shù)問題。

城市軌道交通設(shè)計論文:關(guān)于城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的探討

摘要：線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計是進行軌道交通建設(shè)中其他工作的基礎(chǔ)和先決條件。本文就北京快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計為例介紹一些思路和體會，希望對于我國城市軌道交通的發(fā)展起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：快速軌道交通 線網(wǎng)規(guī)劃

一、前言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，如何合理地解決城市迅速增長所引發(fā)的交通需求和有限的城市空間資源規(guī)劃與管理是目前我國各大城市所關(guān)注的問題。國內(nèi)外實踐證明，發(fā)展以軌道交通系統(tǒng)為骨干、以公共交通為主體、各種交通方式相結(jié)合的多層次、多功能、多類型的城市綜合交通運輸體系是解決城市交通問題的主要途徑。城市快速軌道交通工程是一項大型的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜、涉及專業(yè)多、投資大、建設(shè)周期長?？焖佘壍澜煌ň€網(wǎng)規(guī)劃（以下簡稱“線網(wǎng)規(guī)劃”）作為軌道交通發(fā)展的基礎(chǔ)和先決條件，具有舉足輕重的作用，是關(guān)系到今后地鐵建設(shè)及運營能否順利實施，并能否有效地節(jié)省投資的重要問題。

線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中所涉及的問題很多。最近，筆者有幸參加了關(guān)于北京快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的設(shè)計工作。筆者將結(jié)合此工程實例和一些粗淺的體會，談?wù)劸€網(wǎng)規(guī)劃中的一些新思路和方法。本文將從線網(wǎng)規(guī)模的確定、線網(wǎng)規(guī)劃合理的設(shè)計原則、線網(wǎng)詳細(xì)的統(tǒng)計分析、多標(biāo)準(zhǔn)評價體系、最佳方案的功能、技術(shù)和運營分析、最優(yōu)方案分期實施計劃等方面進行介紹。

二、 線網(wǎng)規(guī)模的確定

線網(wǎng)的規(guī)劃研究首先要確定城市軌道交通線網(wǎng)合理的規(guī)模，以此在宏觀上判斷一個城市大概的軌道交通規(guī)模范圍。線網(wǎng)規(guī)模要以城市今后的發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、城市交通發(fā)展政策和服務(wù)水平目標(biāo)為依據(jù)，應(yīng)當(dāng)是出行需求與交通服務(wù)之間的最佳結(jié)合點，堅持近遠(yuǎn)期相結(jié)合、定性定量分析相結(jié)合原則和經(jīng)濟性原則。線路走向盡可能滿足城市布局結(jié)構(gòu)和出行總量需要，并適當(dāng)兼顧城市將要開發(fā)地區(qū)發(fā)展的需要。線網(wǎng)規(guī)模的準(zhǔn)確把握應(yīng)使其在不同階段都能滿足出行客流的要求，發(fā)揮最大的作用。線網(wǎng)的規(guī)模要包括不同階段線網(wǎng)的編織密度和服務(wù)水平等級。

1定性的確定

（1）線網(wǎng)的規(guī)模與城市發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合

根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合城市特點、出行需求、客流預(yù)測，對重點發(fā)展地區(qū)、商業(yè)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)等進行重點開發(fā)。對人口增長和就業(yè)崗位的分布進行科學(xué)的預(yù)測，以指導(dǎo)和幫助我們更合理地確定不同區(qū)域中線網(wǎng)的編織密度。北京目前的規(guī)劃布局為，進一步加強由天安門廣場、長安街、復(fù)興門、建國門組成的“超級中心”；發(fā)展cbd商務(wù)區(qū)；發(fā)展王府井、西單、朝外等主要商業(yè)區(qū)；優(yōu)先發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的海淀高新技術(shù)開發(fā)區(qū)以及上地、豐臺、石景山、望京等技術(shù)園區(qū)、2008年奧運會在北京的舉行將為增加北京的城市活力以及發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施起到積極推動作用；積極推動邊緣集團和衛(wèi)星城發(fā)展；加強對綠化環(huán)帶和市區(qū)的規(guī)劃綠地建設(shè)；加大對北京文化遺產(chǎn)的保護力度。作為首都、國家政治文化中心、歷史名城，在保護其特色的基礎(chǔ)上，改善生活環(huán)境、交通狀況，提高市民生活水平和出行需求。

（2） 線網(wǎng)的規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展政策緊密相關(guān)

經(jīng)濟發(fā)展是支持城市進步，活躍城市社會活動和影響全市居民出行的重要因素之一。很顯然，出行率與市民富裕程度休戚相關(guān)。同時，發(fā)展交通的投資力度也與經(jīng)濟發(fā)展緊密相連。

由于經(jīng)濟發(fā)展與機動化程度，總出行率和私人機動化出行率之間有緊密的聯(lián)系，因此，未來gdp的增長趨勢對交通發(fā)展有重大的意義。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的預(yù)測，可推算出未來各種交通模式的綜合投資潛力及未來公共交通的投資潛力，從而更好地確定不同時期線網(wǎng)的規(guī)模。

（3） 線網(wǎng)的規(guī)模與城市交通發(fā)展政策緊密相關(guān)

進行準(zhǔn)確的交通調(diào)查，掌握居民的出行情況。如進行出行方式、出行率、主要出行客流分配等調(diào)查，以此確定合理的交通發(fā)展政策。

積極發(fā)展公共交通，有效控制私人機動化出行，對自行車出行人員合理引導(dǎo)，使這部分人能轉(zhuǎn)向公共交通。必須推行合理的總體交通發(fā)展政策，使各交通體系協(xié)調(diào)發(fā)展。

（4） 軌道交通服務(wù)水平目標(biāo)的制定

軌道交通服務(wù)水平目標(biāo)的制定對線網(wǎng)規(guī)模的確定起到重要指導(dǎo)作用，很大程度上決定了線網(wǎng)的發(fā)展方向和未來建設(shè)速度。北京市軌道線網(wǎng)服務(wù)水平目標(biāo)制定時考慮如下幾點:

a.易達性：居民住所或上班地點距與其最近車站的距離不超過750m；

b.出行時間：在市區(qū)范圍內(nèi)，出行時間不超過60min；

c.候車時間：高峰小時候車時間不超過3min；

d.舒適度： 除座位外，6人/m2標(biāo)準(zhǔn)。

2定量的分析

在定性確定設(shè)計原則后，可根據(jù)公共交通客流總量、人均指標(biāo)測算法和面積密度測算公式分別定量計算軌道線網(wǎng)規(guī)模。

對

線網(wǎng)規(guī)模的影響作用有的可以量化，有的無法量化，所以確定城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模要采用定量計算和定性分析相結(jié)合的方法。定性分析對線網(wǎng)規(guī)模具有宏觀指導(dǎo)作用，而定量計算是對定性分析的一種合理驗證和修正，在以往的工作中，由于技術(shù)手段和調(diào)查數(shù)據(jù)積累的不足，定量計算的可信度大打折扣。今后隨著數(shù)據(jù)采集手段的提高和城市公共交通信息化平臺的建立，將為城市軌道交通的合理規(guī)劃提供有力的技術(shù)保障。

三、制定線網(wǎng)規(guī)劃的原則

在線網(wǎng)規(guī)模確定的基礎(chǔ)上，制定合理的軌道線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計原則，為下一步規(guī)劃線網(wǎng)提供依據(jù)。北京作為首都，是政治、經(jīng)濟和文化中心,人口繁多、地域面積很大、地下狀況復(fù)雜，為達到較高的交通服務(wù)等級，制定了很多的設(shè)計原則，列舉以下部分內(nèi)容來說明。

1. 支持城市多中心發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的政策，重點支持cbd、金融街、主要商業(yè)中心、文化旅游中心、邊緣集團、奧林匹克公園、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)及衛(wèi)星城等已建、在建和規(guī)劃建設(shè)的地區(qū)的發(fā)展。按照sod和tod結(jié)合的方式合理規(guī)劃線網(wǎng)，是其更加適應(yīng)城市發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的需要。

2. 根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對各種交通模式進行分類，選擇適合不同城市的不同功能等級和交通服務(wù)等級的交通模式。北京作為特大城市，其人口較多，我們就選擇了重型大運量的市域線和市區(qū)線的模式。市域線服務(wù)于市區(qū)和城郊，站間距相對較大、速度快、運量大，較好地吸引遠(yuǎn)程的客流。市區(qū)線主要服務(wù)于市中心區(qū)域，站間距相對小一些，發(fā)車間隔較小，較好的吸引近距離乘客，但較小的站間距就勢必造成工程造價的升高。所以，有效的確定站間距對于線網(wǎng)的合理性也是很重要的。而對于小型的人口相對較少的城市，也許，發(fā)展有軌電車就可滿足出行的需求。

a.按照線路的服務(wù)功能等級不同分為市域線、市區(qū)線、局域線。

b.按照運量的大小分為重型大運量的地鐵、輕軌、有軌電車系統(tǒng)。

c.按照封閉形式分為混合交通、半封閉、全封閉線路。

d.為滿足不同等級的交通服務(wù)，車站分為大型樞紐站、一般換乘車站和一般車站。

e.根據(jù)客流的要求選擇不同的車輛類型，目前我國規(guī)范規(guī)定：有a、b、c三種車型。

3. 依據(jù)城市的出行特征來確定線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過科學(xué)的客流預(yù)測，分區(qū)域測算出城市中的主要交通走廊，是從市區(qū)-市郊的放射形出行、還是穿越市中心的穿越形出行；是優(yōu)先考慮線路走向，還是先錨固住車站的站位；多種設(shè)計思路組合運用可構(gòu)造出不同的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。但無論以哪種思路為出發(fā)點來設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式都需要用客流預(yù)測來驗證其適用性，并根據(jù)結(jié)果進行調(diào)整后，再進行測試，直到其合理為止。

4. 線路的鋪設(shè)形式需根據(jù)所處的地理位置、地質(zhì)情況、城市景觀等來確定地下、地面和高架形式。例如，北京在三環(huán)路以內(nèi)規(guī)定均采用地下線形式；而頤和園地區(qū)雖處三環(huán)外，但由于景觀原因，從其門口通過的線路需埋入地下。

5. 對線網(wǎng)中線路和車站進行設(shè)計和施工的可行性研究，分析并選取最優(yōu)方案。施工中針對不同情況選取與之相適應(yīng)的施工方法，包括暗挖、明挖、蓋挖；同時，車站設(shè)計中還需考慮站臺的形式、站臺和站廳的相對位置等問題。這些都是應(yīng)該在線網(wǎng)規(guī)劃中需考慮和確定的。線網(wǎng)規(guī)劃作為前期工作，應(yīng)該在大的原則上具有規(guī)范作用，一旦確定，就不應(yīng)輕易改變。因此，在做這項工作，一定要慎之又慎，通盤考慮。

6. 對于大型公交樞紐，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)樞紐站周邊的環(huán)境條件及其所發(fā)揮的作用，以及對此區(qū)域的土地規(guī)劃、預(yù)留發(fā)展和客流預(yù)測進行深入的研究，合理確定樞紐站的規(guī)模。并且優(yōu)化其易達性，方便乘客進入車站或與其他交通模式的換乘（地面公交、出租車、自行車、步行），從而使其更有效地吸引客流。這就需要規(guī)劃部門的大力支持，對于此規(guī)劃區(qū)域得到合理安排和監(jiān)控，盡量減少原則性的變動。

大型公交樞紐站的換乘形式多種多樣，我們以前設(shè)計的車站換乘形式多為十字換乘、t型換乘和通道換乘，設(shè)計不夠合理。一方面是設(shè)計上較為死板老套，另一個造成目前狀況的重要原因是，規(guī)劃和前期的準(zhǔn)備工作做的不夠細(xì)致深入，控制規(guī)劃的后續(xù)工作執(zhí)行的又不嚴(yán)格。比如多條線路在某一地段交匯，往往缺乏深入地綜合分析和規(guī)劃。在車站設(shè)計時，哪條線先設(shè)計，就把有利的土地資源占盡，很少為后續(xù)線路統(tǒng)籌考慮，從而導(dǎo)致土地資源的浪費、并使后續(xù)工程的施工設(shè)計難度加大、費用增加、換乘形式單一、換乘距離加長，甚至造成許多好的規(guī)劃方案難以實施。因此，在開始建設(shè)時就需要統(tǒng)籌考慮,把大型樞紐站的土建結(jié)構(gòu)一次建成，為后續(xù)工程的建設(shè)提供條件。例如：在西客站和東直門站的下方就已考慮和建成預(yù)留的地鐵車站。

7. 我們經(jīng)常認(rèn)為多線交匯的交通樞紐在設(shè)計上較為困難，因交匯線路越多，車站規(guī)模越大，投資越多。但為了提高乘客的換乘方便，對線路可進行適當(dāng)合理的優(yōu)化，使其換乘合理，同時有效降低投資。以3條線路交匯為例：圖1(a)

是有兩條線路平行通過車站，形成換乘，另一條線路分別與其形成換乘，此形式為兩層的較理想的車站線路形式。若遇到圖1（b）的形式，即3條線路相互交叉，形成三層的規(guī)模較大的車站。我們可以對其進行合理的優(yōu)化調(diào)整，使其中的兩條線在同一標(biāo)高平行通過交匯處，這樣使其形成同站臺換乘形式，即在同一站臺上就可換乘其他線路上的車輛，大大地方便了乘客，在香港等許多城市都采用了這種換乘形式；也可使兩條或更多的線路在此車站區(qū)域共用同一條線路和站臺，形成共線運營的形式，德國法蘭克福等城市的地鐵就有許多車站采用這種形式，換乘極為方便，但同時對運營管理的要求大大提高，為圖1（c）所示。

8. 在規(guī)劃階段還應(yīng)該考慮到線網(wǎng)中各條線路之間的聯(lián)絡(luò)線，使整個線網(wǎng)在各個階段都能達到最佳的運營效果，成為一個有機的整體，相互協(xié)調(diào)，資源共享。同時還應(yīng)考慮到與外部鐵路專用線的銜接，使外部的資源有效的通過鐵路專用線運送進入線網(wǎng)中來。

四、 線網(wǎng)的規(guī)劃

線網(wǎng)規(guī)模確定后，依據(jù)所設(shè)定的設(shè)計原則，在分析研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計并規(guī)劃出合理的線網(wǎng)，形成城市交通骨架。

五、 對線網(wǎng)進行詳細(xì)的統(tǒng)計

隨后對所設(shè)計的線網(wǎng)進行詳細(xì)的統(tǒng)計和分析，得出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映了路網(wǎng)的各方面的特征，為下一步對各線網(wǎng)方案做出客觀的評價提供了有利的依據(jù)。詳細(xì)統(tǒng)計分析包括如下幾個方面：

1. 分類統(tǒng)計體現(xiàn)線網(wǎng)主要特征的數(shù)據(jù)。包括線網(wǎng)總長、不同類型線路（市域線、市區(qū)線、局域線）的總長度和數(shù)目、各種功能等級的車站總數(shù)，包括一般車站、一般換乘站和大型公交樞紐站的總數(shù)。

2. 體現(xiàn)交通服務(wù)水平的數(shù)據(jù)。此項是由線網(wǎng)對各大型城市活動中心和公共設(shè)施的覆蓋程度來體現(xiàn)，包括商務(wù)區(qū)、商業(yè)中心、體育設(shè)施、醫(yī)院、學(xué)校、工業(yè)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)以及旅游景區(qū)等。這些區(qū)域都是城市規(guī)劃中大力支持的項目。

3. 客流預(yù)測分析是評價線網(wǎng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的有力數(shù)據(jù)。包括出行結(jié)構(gòu)、出行量、出行率、各交通模式的出行比例以及對公交產(chǎn)生的影響。

4. 線路鋪設(shè)形式。統(tǒng)計不同鋪設(shè)形式（高架、地面、地下）的線路總長度和不同鋪設(shè)形式車站總數(shù)。

5. 車輛總數(shù)。按照高峰時段市區(qū)線、市域線的不同行車間隔、旅行速度及車輛編組等數(shù)據(jù)來計算每天運營線路所需的車輛總數(shù)和需備用的車輛數(shù)。

6. 車輛段和維修車間。統(tǒng)計線網(wǎng)中，所需設(shè)置的車輛段和維修車間的總數(shù)量。

7. 投資總額。對基礎(chǔ)設(shè)施（線路、車站）和設(shè)備（車輛、沿線設(shè)備和車站設(shè)備）進行估算，計算出整個線網(wǎng)所需的投資總額。

六、多標(biāo)準(zhǔn)評價體系

對各備選方案進行了詳細(xì)分析并獲得了相關(guān)數(shù)據(jù)后，要對各方案進行客觀的評價。評價的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由乘客、運營者、建設(shè)者、經(jīng)營管理和市政府等各方商討形成一個全面、客觀的多標(biāo)準(zhǔn)評價體系。評價體系應(yīng)由以下幾個方面組成：

1． 乘客要求高品質(zhì)的交通服務(wù)，提出線網(wǎng)的吸引性指標(biāo)。

2． 運營者要求降低運營成本、增加收入，提出運營目標(biāo)。

3． 建設(shè)者要求施工的可行性和簡便性，提出建設(shè)目標(biāo)。

4． 經(jīng)營管理者需要降低投資，并使各種交通模式之間良好銜接，提出經(jīng)營管理目標(biāo)。

5． 市政府要求維持城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提出發(fā)展戰(zhàn)略和對資源的全面管理目標(biāo)。

各個不同的城市所適用的評價體系不同，這需要在長期的實踐中進行摸索，形成了一套適合本城市發(fā)展的多標(biāo)準(zhǔn)評價體系。這套評價體系對于我們今后城市的發(fā)展、軌道交通的發(fā)展都有極為深遠(yuǎn)的意義。

在形成了完善的評價體系后，我們就須依照該評價體系對各備選方案進行客觀的評價比較計算，其中需要針對各指標(biāo)的重要程度進行適當(dāng)?shù)募訖?quán)處理。在經(jīng)過綜合評價比選過后，較客觀地評選出最佳的線網(wǎng)方案。

七、對最佳方案進行作進一步的分析

對評選出的最佳方案進行進一步詳細(xì)的功能、技術(shù)以及運營管理方面的分析。對其進行總體評價，以檢驗這個線網(wǎng)是否符合所確定的相關(guān)原則。下面就從3個方面具體分析。

1． 對各條線的長度、走向、車站定位、樞紐數(shù)目進行分析；對重點發(fā)展區(qū)域的覆蓋、對城市布局、經(jīng)濟發(fā)展的支持程度等進行詳細(xì)的功能分析。按公認(rèn)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，市中心的線網(wǎng)覆蓋率應(yīng)在90%左右，線網(wǎng)的密度1~1.2km/km2，車站密度為1座/ km2，即一個車站為市中心區(qū)1 km2的市民出行服務(wù)，服務(wù)半徑約為500m。

2． 對線路走向、鋪設(shè)形式及換乘車站的構(gòu)成和組織形式進行詳細(xì)的技術(shù)分析。尤其要對線網(wǎng)中的大型換乘樞紐進行深入的分析研究，如線與線間的換乘、地鐵與城市公交的銜接、車站與城市地下空間的開發(fā)相結(jié)合等。例如:上海就在人民廣場、徐家匯、靜安寺、虹口體育場四大城市中心區(qū)組織了大量的人力、物力進行了方案研究，為下一步的設(shè)計、施工的順

利進行打下了堅實的基礎(chǔ)。

3． 檢測線網(wǎng)在今后運營上是否能達到快捷、準(zhǔn)點、安全、舒適；線路設(shè)計是否簡便、靈活?？茖W(xué)的客流預(yù)測對確定合理的運營模式和選定合理的車型有很大的幫助。在運營中，可根據(jù)不同的線路特性和客流需求（各區(qū)段客流量不同）制定不同等級的服務(wù)（例如：常規(guī)服務(wù)、中間折返區(qū)間運營、支線運營、跨站運營等）；制定緊急事故處理方案；合理設(shè)置中間折返站和聯(lián)絡(luò)線；設(shè)置終點站折返區(qū)間和方案；設(shè)置運營規(guī)程、時刻表等問題。

在對最優(yōu)方案進行詳細(xì)的分析后，可對其不完善處進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，使其滿足我們的設(shè)計原則和要求。

八、最優(yōu)方案分期實施計劃的研究

在對最優(yōu)方案進行詳細(xì)的分析和優(yōu)化后，對此最優(yōu)方案進行分期實施計劃的研究。分期實施計劃是使線網(wǎng)能夠分階段、有計劃、有步驟、連貫協(xié)調(diào)的實施。對不同階段制定不同的發(fā)展目標(biāo)和實施計劃。

首先，先確定已建和在建的線路；其次，再對建設(shè)資金的來源進行分析；最后針對不同階段、不同投資額制定出切實可行的實施方案。

九、結(jié)束語

本文對快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計工作中，規(guī)劃的主要制定過程和思路進行了簡要的介紹，希望對于我國各大城市正在蓬勃發(fā)展的軌道交通事業(yè)，具有一定的借鑒作用。值得強調(diào)的是，軌道交通建設(shè)中，首先要做好線網(wǎng)規(guī)劃工作，這是進行其他工作的基礎(chǔ)和先決條件，對于軌道交通的全局建設(shè)具有舉足輕重的作用。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通鋼軌扣件的研究與設(shè)計

摘　要　重點論述城市軌道交通工程鋼軌用扣件的性能、技術(shù)參數(shù)及設(shè)計要求,分析目前我國城市軌道交通中主要鋼軌扣件的使用情況及需要研究的問題。

關(guān)鍵詞　城市軌道交通　鋼軌扣件　減振　軌距　水平調(diào)整量　道床

鋼軌扣件的作用是保持鋼軌的正確位置,防止鋼軌縱橫向位移,提供一定的軌道彈性,并將鋼軌所受的力傳遞給軌下基礎(chǔ)。

1 主要性能

1)有足夠的強度和耐久性

城市軌道交通運營時間長、行車密度高、維修條件差,要求鋼軌扣件必須具有足夠的強度和耐久性,以確保行車安全。

2)有一定的軌距和水平調(diào)整性能

城市軌道交通多采用整體道床結(jié)構(gòu),線路曲線半徑小,鋼軌存在磨耗。這就要求扣件應(yīng)具有一定的軌距、水平調(diào)整性能,以解決曲線鋼軌磨耗和結(jié)構(gòu)的不均勻沉降及施工誤差所造成的軌距、鋼軌水平超限。

3)有良好的絕緣性能

城市軌道交通一般均利用走行軌作為回流軌,這就要求扣件必須具備良好的絕緣性能,防止電流通過扣件泄漏,造成結(jié)構(gòu)鋼筋和市政管線的電腐蝕。

4)有良好的減振彈性

城市軌道交通穿行于居民區(qū)內(nèi),對減振降噪的環(huán)保要求很高,鋼軌扣件必須具有良好的減振性能,衰減軌道振動,降低噪聲傳播。

5)有一定的通用互換性

扣件結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單,零部件少,具有一定的通用互換性,造價低,施工和維修方便。

2 設(shè)計參數(shù)

確定城市軌道交通鋼軌扣件的設(shè)計參數(shù)必須考慮其相關(guān)工程的情況:線路敷設(shè)方式、線路技術(shù)參數(shù)、行車速度、車輛軸重及鋼軌類型等。扣件的主要設(shè)計參數(shù)包括:扣壓力、防爬阻力、節(jié)點剛度、耐疲勞性能、軌距及水平調(diào)整量、絕緣性能等。一般可通過下列方式,確定其設(shè)計參數(shù)。

2.1 扣壓力及防爬阻力

扣件的扣壓力和防爬阻力是一對共生參數(shù),靜態(tài)防爬阻力等于扣壓力乘以綜合摩擦系數(shù)。

扣件的扣壓力的大小是確保鋼軌穩(wěn)定的關(guān)鍵,它與車輛的軸重、速度及是否采用無縫線路及軌下墊層的性能有關(guān)。當(dāng)車輛軸重大、速度較高,采用一般線路時,要求鋼軌扣件的扣壓力就大;軸重輕、速度低,采用無縫線路時,扣壓力可以小一些?？蹓毫Φ拇笮?yīng)保證在扣件的使用周期里,當(dāng)列車制動時,鋼軌不發(fā)生永久性位移。對于城市輕軌,一般軸重低于160kn,速度不超過100km/h,故對扣件扣壓力的要求不是很高,理論計算及實踐證明,單一扣壓件的扣壓力在6~8kn是可以滿足要求的。值得注意的是:過大的扣壓力并不是有利的,這將導(dǎo)致軌下彈性墊層的初始壓縮量增大,損失減振彈性。

2.2 扣件節(jié)點剛度

扣件的節(jié)點剛度是考查扣件彈性的指標(biāo),包括靜剛度值、動剛度值及動靜比,均需通過室內(nèi)試驗確定?？奂瓜蜢o剛度值是取扣件壓縮變形曲線某一段的割線斜率來確定的,一般20~40kn/mm比較合適;動剛度值是扣件的重要指標(biāo),表明扣件在動荷載作用下的彈性,即減振性能;設(shè)計扣件動靜比應(yīng)控制在1.4以下。

2.3 軌距及水平調(diào)整性能

考慮城市景觀及運營維修的方便,城市軌道交通地下線、高架線多采用整體道床,在施工、運營中結(jié)構(gòu)均會有施工誤差,產(chǎn)生不均勻的沉降。同時,也會因輪軌互相作用使軌距及鋼軌水平發(fā)生變化而超限。

軌距調(diào)整量主要是解決施工誤差和鋼軌側(cè)磨而致軌距超限的問題,故要求負(fù)的調(diào)整量要大?？紤]城市軌道交通工務(wù)大修周期長,日常維修條件差,要求扣件的軌距調(diào)整量比國鐵的大,整體道床扣件軌距調(diào)整量一般可設(shè)計為+8、-12mm。

結(jié)構(gòu)的沉降絕大部分是在結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮并采取措施,但小量的變化仍需鋼軌扣件來調(diào)整。就目前的結(jié)構(gòu)及軌道施工技術(shù),對地下線要求鋼軌扣件有20~30mm的水平調(diào)整量。水平調(diào)整量的大小與地質(zhì)情況密切相關(guān),在不良地質(zhì)條件下,需要扣件有大的水平調(diào)整量。對于高架線,要求鋼軌扣件有30~40mm水平調(diào)整量,主要解決由于相鄰橋墩的沉降差落值及梁的收縮徐變而引起的梁面上拱。

2.4 絕緣性能

城市軌道交通對鋼軌扣件的絕緣性能要求很高,一方面是走行軌作為供電回流軌的要求,另一方面是移動閉塞信號的要求。扣件絕緣性能不好,長此以往,除導(dǎo)致大量電流泄漏、浪費電能外,還會因雜散電流而腐蝕結(jié)構(gòu)鋼筋和市政管線。

在城市軌道設(shè)計中,供電、信號等專業(yè)對鋼軌扣件的絕緣性能都會提出具體要求。就目前的材料技術(shù),達到這些要求是完全可行的。通?？奂械膯蝹€絕緣部件常態(tài)絕緣電阻均可以達到108ω以上,能滿足對扣件的絕緣要求。

2.5 耐久性能

扣件的耐久性是通過疲勞試驗來驗證的,疲勞試驗?zāi)茯炞C扣件抵抗重復(fù)荷載的性能,我國通常是取小半徑曲線上的扣件所受的最大荷載來進行試驗的。設(shè)計扣件時,要依據(jù)地鐵實測小半徑200m曲線地段扣件所受的力,并參照國內(nèi)外同類扣件的設(shè)計荷載。要求組裝扣件疲勞荷載一般取豎向50kn,橫向30kn,能承受300萬次疲勞荷載的循環(huán)試驗,各部件不損壞。

3 設(shè)計要求

城市軌道交通鋼軌扣件從結(jié)構(gòu)型式上大致分為兩種:一種是帶鐵墊板的彈性分開式扣件,用于整體道床和地面線木枕碎石道床,另一種是不帶鐵墊板的彈性不分開式扣件,用于地面線和高架線砼枕碎石道床,一般采用國鐵扣件。

從扣壓件型式上分也有兩種:一種是有螺栓的彈條扣件,用于高架線、地面線和地下線的整體道床,可以根據(jù)無縫線路對扣件扣壓力的要求適時調(diào)整;另一種是無螺栓彈條扣件,多用于地下線整體道床和地面線碎石道床。

從輪軌橫向力的承受形式上分有兩種:一種是靠傳遞給軌枕擋肩承受,一種是靠扣件鐵墊板與軌枕間的水平摩擦力和螺旋道釘承受。前一種是傳統(tǒng)的構(gòu)造形式,扣件結(jié)構(gòu)較安全,但限制了鋼軌水平調(diào)整量;后一種目前采用較多,要求扣件鐵墊板與軌下基礎(chǔ)必須有可靠的連接,避免螺旋道釘彎曲應(yīng)力過大而折斷,這就必須控制好鐵墊板下的墊層彈性及厚度。

設(shè)計鋼軌扣件應(yīng)首先從與之相關(guān)的工程特點及車輛技術(shù)條件入手,研究線路平面條件和車輛相關(guān)參數(shù),并對相似工程的鋼軌扣件使用情況調(diào)研,由此初步確定扣件的整體結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù),進而對各部件進行詳細(xì)設(shè)計,并加工試制,驗證其工藝可行性,再對各部件進行室內(nèi)整裝試驗,驗證其可靠性,最終完成設(shè)計。

4 使用情況

1965年北京城建設(shè)計研究總院承擔(dān)了我國第一條地下鐵道鋼軌扣件的研究設(shè)計,經(jīng)過了近40年的研究設(shè)計、探索,逐步形成了適用于各種線路敷設(shè)方式、門類齊全的城市軌道交通鋼軌扣件系列,滿足了我國城市軌道交通發(fā)展的需要,見圖1~圖4及表1。

5 需進一步研究的問題

近年來,我國城市軌道交通發(fā)展迅速,對軌道技術(shù)的要求也越來越高,隨著我國工程設(shè)計市場的開放及與國外軌道技術(shù)的交流,促進了鋼軌扣件技術(shù)的發(fā)展。目前,需著重研究以下課題。

5.1 扣件結(jié)構(gòu)及統(tǒng)一性的研究

扣件結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性無疑會對加工訂貨和運營設(shè)備的維護管理帶來很大的方便。

目前,國內(nèi)同一條地鐵線上同時存在多種扣件結(jié)構(gòu),分別適用于地下線、高架線及地面線,車場線及庫內(nèi)又各自不同,給設(shè)備的管理帶來一定麻煩。運營部門要求扣件結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的呼聲較高,設(shè)計部門對此也十分重視。對于高架線和地下線,通過與相關(guān)專業(yè)的緊密配合,調(diào)整扣件設(shè)計參數(shù),有可能統(tǒng)一;對于地面線和車場線,可以統(tǒng)一用一種扣件,使一條線的扣件種類大大減少,為設(shè)備管理提供方便。

5.2 減振彈性的研究

通過扣件的減振降噪,可在一定程度上降低軌道振動和噪聲,且工程投資遠(yuǎn)低于其他減振措施的投資。

對減振彈性的研究側(cè)重于兩個方面,一是從改變扣件的結(jié)構(gòu)設(shè)計入手,采用黏結(jié)鐵墊板的結(jié)構(gòu),利用減振材料將上、下鐵墊板黏結(jié),這樣可有效過濾軌道振動,研究的重點是黏結(jié)材料的減振性能及耐久性。二是尋求探索新的減振材料,如熱塑性彈性體材料的研究應(yīng)用。新材料的研究重點是改善傳統(tǒng)的橡膠減振材料的動靜比、材料的回收翻新使用、提高材料的耐久性等,這有利于環(huán)保。

通過研究,單靠扣件即能將振動降低12db,可以達到彈性套靴整體道床的減振效果。

5.3 扣件與軌枕連接技術(shù)的研究

現(xiàn)在的軌道交通中,扣件與軌枕的連接多采用預(yù)埋套管和螺旋道釘?shù)姆绞?連接時將道釘按規(guī)定的扭緊力矩擰進套管。這種方式存在兩個問題:一是隨著車軸荷載的反復(fù)作用,螺旋道釘有松弛的現(xiàn)象,導(dǎo)致摩擦力抵抗橫向力的能力降低,螺旋道釘受彎而折斷失效;二是由于兩種材料的部件生產(chǎn)制造、公差配合困難,使套管螺扣受力極不均勻,容易產(chǎn)生螺扣破損而使連接失效。要進一步研究螺旋道釘?shù)恼駝泳彌_和防松措施,研究兩部件螺紋的配合關(guān)系,確保有效連接。

5.4 扣件防銹技術(shù)的研究

城市軌道交通鋼軌扣件的防銹尤為重要,一方面是延長其使用壽命,另一方面是整潔、美觀的要求。傳統(tǒng)防銹技術(shù)包括浸油、噴漆、渡鋅,均不是長效的防銹措施。目前,最新防銹技術(shù)為達克羅表面涂覆和多元氣體共滲防銹,但在軌道交通領(lǐng)域的使用效果尚無定論。今后應(yīng)著重研究彈條及螺旋道釘?shù)姆冷P技術(shù),徹底解決因銹蝕而折斷失效的問題。

我國不同時期研究與設(shè)計使用的鋼軌扣件系列,適應(yīng)了城市軌道交通的迅速發(fā)展,滿足了建設(shè)需要,保證了行車安全。目前,國際軌道技術(shù)發(fā)展很快,應(yīng)結(jié)合我國情況,解決好目前存在的問題,研究出高新技術(shù)扣件,使我國鋼軌扣件技術(shù)再上新臺階。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的探討

內(nèi)容提要：線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計是進行軌道交通建設(shè)中其他工作的基礎(chǔ)和先決條件。本文就北京快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計為例介紹一些思路和體會，希望對于我國城市軌道交通的發(fā)展起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：快速軌道交通 線網(wǎng)規(guī)劃

一、前言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，如何合理地解決城市迅速增長所引發(fā)的交通需求和有限的城市空間資源規(guī)劃與管理是目前我國各大城市所關(guān)注的問題。國內(nèi)外實踐證明，發(fā)展以軌道交通系統(tǒng)為骨干、以公共交通為主體、各種交通方式相結(jié)合的多層次、多功能、多類型的城市綜合交通運輸體系是解決城市交通問題的主要途徑。城市快速軌道交通工程是一項大型的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜、涉及專業(yè)多、投資大、建設(shè)周期長?？焖佘壍澜煌ň€網(wǎng)規(guī)劃（以下簡稱“線網(wǎng)規(guī)劃”）作為軌道交通發(fā)展的基礎(chǔ)和先決條件，具有舉足輕重的作用，是關(guān)系到今后地鐵建設(shè)及運營能否順利實施，并能否有效地節(jié)省投資的重要問題。

線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中所涉及的問題很多。最近，筆者有幸參加了關(guān)于北京快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的設(shè)計工作。筆者將結(jié)合此工程實例和一些粗淺的體會，談?wù)劸€網(wǎng)規(guī)劃中的一些新思路和方法。本文將從線網(wǎng)規(guī)模的確定、線網(wǎng)規(guī)劃合理的設(shè)計原則、線網(wǎng)詳細(xì)的統(tǒng)計分析、多標(biāo)準(zhǔn)評價體系、最佳方案的功能、技術(shù)和運營分析、最優(yōu)方案分期實施計劃等方面進行介紹。

二、 線網(wǎng)規(guī)模的確定

線網(wǎng)的規(guī)劃研究首先要確定城市軌道交通線網(wǎng)合理的規(guī)模，以此在宏觀上判斷一個城市大概的軌道交通規(guī)模范圍。線網(wǎng)規(guī)模要以城市今后的發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、城市交通發(fā)展政策和服務(wù)水平目標(biāo)為依據(jù)，應(yīng)當(dāng)是出行需求與交通服務(wù)之間的最佳結(jié)合點，堅持近遠(yuǎn)期相結(jié)合、定性定量分析相結(jié)合原則和經(jīng)濟性原則。線路走向盡可能滿足城市布局結(jié)構(gòu)和出行總量需要，并適當(dāng)兼顧城市將要開發(fā)地區(qū)發(fā)展的需要。線網(wǎng)規(guī)模的準(zhǔn)確把握應(yīng)使其在不同階段都能滿足出行客流的要求，發(fā)揮最大的作用。線網(wǎng)的規(guī)模要包括不同階段線網(wǎng)的編織密度和服務(wù)水平等級。

1定性的確定

（1）線網(wǎng)的規(guī)模與城市發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合

根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合城市特點、出行需求、客流預(yù)測，對重點發(fā)展地區(qū)、商業(yè)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)等進行重點開發(fā)。對人口增長和就業(yè)崗位的分布進行科學(xué)的預(yù)測，以指導(dǎo)和幫助我們更合理地確定不同區(qū)域中線網(wǎng)的編織密度。北京目前的規(guī)劃布局為，進一步加強由天安門廣場、長安街、復(fù)興門、建國門組成的“超級中心”；發(fā)展cbd商務(wù)區(qū)；發(fā)展王府井、西單、朝外等主要商業(yè)區(qū)；優(yōu)先發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的海淀高新技術(shù)開發(fā)區(qū)以及上地、豐臺、石景山、望京等技術(shù)園區(qū)、2008年奧運會在北京的舉行將為增加北京的城市活力以及發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施起到積極推動作用；積極推動邊緣集團和衛(wèi)星城發(fā)展；加強對綠化環(huán)帶和市區(qū)的規(guī)劃綠地建設(shè)；加大對北京文化遺產(chǎn)的保護力度。作為首都、國家政治文化中心、歷史名城，在保護其特色的基礎(chǔ)上，改善生活環(huán)境、交通狀況，提高市民生活水平和出行需求。

（2） 線網(wǎng)的規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展政策緊密相關(guān)

經(jīng)濟發(fā)展是支持城市進步，活躍城市社會活動和影響全市居民出行的重要因素之一。很顯然，出行率與市民富裕程度休戚相關(guān)。同時，發(fā)展交通的投資力度也與經(jīng)濟發(fā)展緊密相連。

由于經(jīng)濟發(fā)展與機動化程度，總出行率和私人機動化出行率之間有緊密的聯(lián)系，因此，未來gdp的增長趨勢對交通發(fā)展有重大的意義。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的預(yù)測，可推算出未來各種交通模式的綜合投資潛力及未來公共交通的投資潛力，從而更好地確定不同時期線網(wǎng)的規(guī)模。

（3） 線網(wǎng)的規(guī)模與城市交通發(fā)展政策緊密相關(guān)

進行準(zhǔn)確的交通調(diào)查，掌握居民的出行情況。如進行出行方式、出行率、主要出行客流分配等調(diào)查，以此確定合理的交通發(fā)展政策。

積極發(fā)展公共交通，有效控制私人機動化出行，對自行車出行人員合理引導(dǎo)，使這部分人能轉(zhuǎn)向公共交通。必須推行合理的總體交通發(fā)展政策，使各交通體系協(xié)調(diào)發(fā)展。

（4） 軌道交通服務(wù)水平目標(biāo)的制定

軌道交通服務(wù)水平目標(biāo)的制定對線網(wǎng)規(guī)模的確定起到重要指導(dǎo)作用，很大程度上決定了線網(wǎng)的發(fā)展方向和未來建設(shè)速度。北京市軌道線網(wǎng)服務(wù)水平目標(biāo)制定時考慮如下幾點:

a.易達性：居民住所或上班地點距與其最近車站的距離不超過750m；

b.出行時間：在市區(qū)范圍內(nèi)，出行時間不超過60min；

c.候車時間：高峰小時候車時間不超過3min；

d.舒適度： 除座位外，6人/m2標(biāo)準(zhǔn)。

2定量的分析

在定性確定設(shè)計原則后，可根據(jù)公共交通客流總量、人均指標(biāo)測算法和面積密度測算公式分別定量計算軌道線網(wǎng)規(guī)模。

對線網(wǎng)規(guī)模的影響作用有的可以量化，有的無法量化，所以確定城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模要采用定量計算和定性分析相結(jié)合的方法。定性分析對線網(wǎng)規(guī)模具有宏觀指導(dǎo)作用，而定量計算是對定性分析的一種合理驗證和修正，在以往的工作中，由于技術(shù)手段和調(diào)查數(shù)據(jù)積累的不足，定量計算的可信度大打折扣。今后隨著數(shù)據(jù)采集手段的提高和城市公共交通信息化平臺的建立，將為城市軌道交通的合理規(guī)劃提供有力的技術(shù)保障。

三、制定線網(wǎng)規(guī)劃的原則

在線網(wǎng)規(guī)模確定的基礎(chǔ)上，制定合理的軌道線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計原則，為下一步規(guī)劃線網(wǎng)提供依據(jù)。北京作為首都，是政治、經(jīng)濟和文化中心,人口繁多、地域面積很大、地下狀況復(fù)雜，為達到較高的交通服務(wù)等級，制定了很多的設(shè)計原則，列舉以下部分內(nèi)容來說明。

1. 支持城市多中心發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的政策，重點支持cbd、金融街、主要商業(yè)中心、文化旅游中心、邊緣集團、奧林匹克公園、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)及衛(wèi)星城等已建、在建和規(guī)劃建設(shè)的地區(qū)的發(fā)展。按照sod和tod結(jié)合的方式合理規(guī)劃線網(wǎng)，是其更加適應(yīng)城市發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的需要。

2. 根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對各種交通模式進行分類，選擇適合不同城市的不同功能等級和交通服務(wù)等級的交通模式。北京作為特大城市，其人口較多，我們就選擇了重型大運量的市域線和市區(qū)線的模式。市域線服務(wù)于市區(qū)和城郊，站間距相對較大、速度快、運量大，較好地吸引遠(yuǎn)程的客流。市區(qū)線主要服務(wù)于市中心區(qū)域，站間距相對小一些，發(fā)車間隔較小，較好的吸引近距離乘客，但較小的站間距就勢必造成工程造價的升高。所以，有效的確定站間距對于線網(wǎng)的合理性也是很重要的。而對于小型的人口相對較少的城市，也許，發(fā)展有軌電車就可滿足出行的需求。

a.按照線路的服務(wù)功能等級不同分為市域線、市區(qū)線、局域線。

b.按照運量的大小分為重型大運量的地鐵、輕軌、有軌電車系統(tǒng)。

c.按照封閉形式分為混合交通、半封閉、全封閉線路。

d.為滿足不同等級的交通服務(wù)，車站分為大型樞紐站、一般換乘車站和一般車站。

e.根據(jù)客流的要求選擇不同的車輛類型，目前我國規(guī)范規(guī)定：有a、b、c三種車型。

3. 依據(jù)城市的出行特征來確定線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過科學(xué)的客流預(yù)測，分區(qū)域測算出城市中的主要交通走廊，是從市區(qū)-市郊的放射形出行、還是穿越市中心的穿越形出行；是優(yōu)先考慮線路走向，還是先錨固住車站的站位；多種設(shè)計思路組合運用可構(gòu)造出不同的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。但無論以哪種思路為出發(fā)點來設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式都需要用客流預(yù)測來驗證其適用性，并根據(jù)結(jié)果進行調(diào)整后，再進行測試，直到其合理為止。

4. 線路的鋪設(shè)形式需根據(jù)所處的地理位置、地質(zhì)情況、城市景觀等來確定地下、地面和高架形式。例如，北京在三環(huán)路以內(nèi)規(guī)定均采用地下線形式；而頤和園地區(qū)雖處三環(huán)外，但由于景觀原因，從其門口通過的線路需埋入地下。

5. 對線網(wǎng)中線路和車站進行設(shè)計和施工的可行性研究，分析并選取最優(yōu)方案。施工中針對不同情況選取與之相適應(yīng)的施工方法，包括暗挖、明挖、蓋挖；同時，車站設(shè)計中還需考慮站臺的形式、站臺和站廳的相對位置等問題。這些都是應(yīng)該在線網(wǎng)規(guī)劃中需考慮和確定的。線網(wǎng)規(guī)劃作為前期工作，應(yīng)該在大的原則上具有規(guī)范作用，一旦確定，就不應(yīng)輕易改變。因此，在做這項工作，一定要慎之又慎，通盤考慮。

6. 對于大型公交樞紐，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)樞紐站周邊的環(huán)境條件及其所發(fā)揮的作用，以及對此區(qū)域的土地規(guī)劃、預(yù)留發(fā)展和客流預(yù)測進行深入的研究，合理確定樞紐站的規(guī)模。并且優(yōu)化其易達性，方便乘客進入車站或與其他交通模式的換乘（地面公交、出租車、自行車、步行），從而使其更有效地吸引客流。這就需要規(guī)劃部門的大力支持，對于此規(guī)劃區(qū)域得到合理安排和監(jiān)控，盡量減少原則性的變動。

大型公交樞紐站的換乘形式多種多樣，我們以前設(shè)計的車站換乘形式多為十字換乘、t型換乘和通道換乘，設(shè)計不夠合理。一方面是設(shè)計上較為死板老套，另一個造成目前狀況的重要原因是，規(guī)劃和前期的準(zhǔn)備工作做的不夠細(xì)致深入，控制規(guī)劃的后續(xù)工作執(zhí)行的又不嚴(yán)格。比如多條線路在某一地段交匯，往往缺乏深入地綜合分析和規(guī)劃。在車站設(shè)計時，哪條線先設(shè)計，就把有利的土地資源占盡，很少為后續(xù)線路統(tǒng)籌考慮，從而導(dǎo)致土地資源的浪費、并使后續(xù)工程的施工設(shè)計難度加大、費用增加、換乘形式單一、換乘距離加長，甚至造成許多好的規(guī)劃方案難以實施。因此，在開始建設(shè)時就需要統(tǒng)籌考慮,把大型樞紐站的土建結(jié)構(gòu)一次建成，為后續(xù)工程的建設(shè)提供條件。例如：在西客站和東直門站的下方就已考慮和建成預(yù)留的地鐵車站。

7. 我們經(jīng)常認(rèn)為多線交匯的交通樞紐在設(shè)計上較為困難，因交匯線路越多，車站規(guī)模越大，投資越多。但為了提高乘客的換乘方便，對線路可進行適當(dāng)合理的優(yōu)化，使其換乘合理，同時有效降低投資。以3條線路交匯為例：圖1(a)是有兩條線路平行通過車站，形成換乘，另一條線路分別與其形成換乘，此形式為兩層的較理想的車站線路形式。若遇到圖1（b）的形式，即3條線路相互交叉，形成三層的規(guī)模較大的車站。我們可以對其進行合理的優(yōu)化調(diào)整，使其中的兩條線在同一標(biāo)高平行通過交匯處，這樣使其形成同站臺換乘形式，即在同一站臺上就可換乘其他線路上的車輛，大大地方便了乘客，在香港等許多城市都采用了這種換乘形式；也可使兩條或更多的線路在此車站區(qū)域共用同一條線路和站臺，形成共線運營的形式，德國法蘭克福等城市的地鐵就有許多車站采用這種形式，換乘極為方便，但同時對運營管理的要求大大提高，為圖1（c）所示。

8. 在規(guī)劃階段還應(yīng)該考慮到線網(wǎng)中各條線路之間的聯(lián)絡(luò)線，使整個線網(wǎng)在各個階段都能達到最佳的運營效果，成為一個有機的整體，相互協(xié)調(diào)，資源共享。同時還應(yīng)考慮到與外部鐵路專用線的銜接，使外部的資源有效的通過鐵路專用線運送進入線網(wǎng)中來。

四、 線網(wǎng)的規(guī)劃

線網(wǎng)規(guī)模確定后，依據(jù)所設(shè)定的設(shè)計原則，在分析研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計并規(guī)劃出合理的線網(wǎng)，形成城市交通骨架。

五、 對線網(wǎng)進行詳細(xì)的統(tǒng)計

隨后對所設(shè)計的線網(wǎng)進行詳細(xì)的統(tǒng)計和分析，得出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映了路網(wǎng)的各方面的特征，為下一步對各線網(wǎng)方案做出客觀的評價提供了有利的依據(jù)。詳細(xì)統(tǒng)計分析包括如下幾個方面：

1. 分類統(tǒng)計體現(xiàn)線網(wǎng)主要特征的數(shù)據(jù)。包括線網(wǎng)總長、不同類型線路（市域線、市區(qū)線、局域線）的總長度和數(shù)目、各種功能等級的車站總數(shù)，包括一般車站、一般換乘站和大型公交樞紐站的總數(shù)。

2. 體現(xiàn)交通服務(wù)水平的數(shù)據(jù)。此項是由線網(wǎng)對各大型城市活動中心和公共設(shè)施的覆蓋程度來體現(xiàn)，包括商務(wù)區(qū)、商業(yè)中心、體育設(shè)施、醫(yī)院、學(xué)校、工業(yè)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)以及旅游景區(qū)等。這些區(qū)域都是城市規(guī)劃中大力支持的項目。

3. 客流預(yù)測分析是評價線網(wǎng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的有力數(shù)據(jù)。包括出行結(jié)構(gòu)、出行量、出行率、各交通模式的出行比例以及對公交產(chǎn)生的影響。

4. 線路鋪設(shè)形式。統(tǒng)計不同鋪設(shè)形式（高架、地面、地下）的線路總長度和不同鋪設(shè)形式車站總數(shù)。

5. 車輛總數(shù)。按照高峰時段市區(qū)線、市域線的不同行車間隔、旅行速度及車輛編組等數(shù)據(jù)來計算每天運營線路所需的車輛總數(shù)和需備用的車輛數(shù)。

6. 車輛段和維修車間。統(tǒng)計線網(wǎng)中，所需設(shè)置的車輛段和維修車間的總數(shù)量。

7. 投資總額。對基礎(chǔ)設(shè)施（線路、車站）和設(shè)備（車輛、沿線設(shè)備和車站設(shè)備）進行估算，計算出整個線網(wǎng)所需的投資總額。

六、多標(biāo)準(zhǔn)評價體系

對各備選方案進行了詳細(xì)分析并獲得了相關(guān)數(shù)據(jù)后，要對各方案進行客觀的評價。評價的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由乘客、運營者、建設(shè)者、經(jīng)營管理和市政府等各方商討形成一個全面、客觀的多標(biāo)準(zhǔn)評價體系。評價體系應(yīng)由以下幾個方面組成：

1． 乘客要求高品質(zhì)的交通服務(wù)，提出線網(wǎng)的吸引性指標(biāo)。

2． 運營者要求降低運營成本、增加收入，提出運營目標(biāo)。

3． 建設(shè)者要求施工的可行性和簡便性，提出建設(shè)目標(biāo)。

4． 經(jīng)營管理者需要降低投資，并使各種交通模式之間良好銜接，提出經(jīng)營管理目標(biāo)。

5． 市政府要求維持城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提出發(fā)展戰(zhàn)略和對資源的全面管理目標(biāo)。

各個不同的城市所適用的評價體系不同，這需要在長期的實踐中進行摸索，形成了一套適合本城市發(fā)展的多標(biāo)準(zhǔn)評價體系。這套評價體系對于我們今后城市的發(fā)展、軌道交通的發(fā)展都有極為深遠(yuǎn)的意義。

在形成了完善的評價體系后，我們就須依照該評價體系對各備選方案進行客觀的評價比較計算，其中需要針對各指標(biāo)的重要程度進行適當(dāng)?shù)募訖?quán)處理。在經(jīng)過綜合評價比選過后，較客觀地評選出最佳的線網(wǎng)方案。

七、對最佳方案進行作進一步的分析

對評選出的最佳方案進行進一步詳細(xì)的功能、技術(shù)以及運營管理方面的分析。對其進行總體評價，以檢驗這個線網(wǎng)是否符合所確定的相關(guān)原則。下面就從3個方面具體分析。

1． 對各條線的長度、走向、車站定位、樞紐數(shù)目進行分析；對重點發(fā)展區(qū)域的覆蓋、對城市布局、經(jīng)濟發(fā)展的支持程度等進行詳細(xì)的功能分析。按公認(rèn)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，市中心的線網(wǎng)覆蓋率應(yīng)在90%左右，線網(wǎng)的密度1~1.2km/km2，車站密度為1座/ km2，即一個車站為市中心區(qū)1 km2的市民出行服務(wù)，服務(wù)半徑約為500m。

2． 對線路走向、鋪設(shè)形式及換乘車站的構(gòu)成和組織形式進行詳細(xì)的技術(shù)分析。尤其要對線網(wǎng)中的大型換乘樞紐進行深入的分析研究，如線與線間的換乘、地鐵與城市公交的銜接、車站與城市地下空間的開發(fā)相結(jié)合等。例如:上海就在人民廣場、徐家匯、靜安寺、虹口體育場四大城市中心區(qū)組織了大量的人力、物力進行了方案研究，為下一步的設(shè)計、施工的順利進行打下了堅實的基礎(chǔ)。

3． 檢測線網(wǎng)在今后運營上是否能達到快捷、準(zhǔn)點、安全、舒適；線路設(shè)計是否簡便、靈活?？茖W(xué)的客流預(yù)測對確定合理的運營模式和選定合理的車型有很大的幫助。在運營中，可根據(jù)不同的線路特性和客流需求（各區(qū)段客流量不同）制定不同等級的服務(wù)（例如：常規(guī)服務(wù)、中間折返區(qū)間運營、支線運營、跨站運營等）；制定緊急事故處理方案；合理設(shè)置中間折返站和聯(lián)絡(luò)線；設(shè)置終點站折返區(qū)間和方案；設(shè)置運營規(guī)程、時刻表等問題。

在對最優(yōu)方案進行詳細(xì)的分析后，可對其不完善處進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，使其滿足我們的設(shè)計原則和要求。

八、最優(yōu)方案分期實施計劃的研究

在對最優(yōu)方案進行詳細(xì)的分析和優(yōu)化后，對此最優(yōu)方案進行分期實施計劃的研究。分期實施計劃是使線網(wǎng)能夠分階段、有計劃、有步驟、連貫協(xié)調(diào)的實施。對不同階段制定不同的發(fā)展目標(biāo)和實施計劃。

首先，先確定已建和在建的線路；其次，再對建設(shè)資金的來源進行分析；最后針對不同階段、不同投資額制定出切實可行的實施方案。

九、結(jié)束語

本文對快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計工作中，規(guī)劃的主要制定過程和思路進行了簡要的介紹，希望對于我國各大城市正在蓬勃發(fā)展的軌道交通事業(yè)，具有一定的借鑒作用。值得強調(diào)的是，軌道交通建設(shè)中，首先要做好線網(wǎng)規(guī)劃工作，這是進行其他工作的基礎(chǔ)和先決條件，對于軌道交通的全局建設(shè)具有舉足輕重的作用。 參考文獻：

1. 法國systra公司，北京市城市軌道交通線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方案.北京，2002

2. 毛保華，姜帆，劉遷,等.城市軌道交通[m].北京：科學(xué)出版社，2001

3. 陸化普,朱軍,等.城市軌道交通規(guī)劃的研究與實踐[m]，北京：中國水利水電出版社，2001

4. 葉霞飛,顧保南.城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計[m].北京：中國鐵道出版社，1999

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通工程設(shè)計咨詢過程投資控制探討

摘　要　給出在設(shè)計咨詢階段對項目投資進行節(jié)約控制的重要意義,分析城市軌道交通項目在設(shè)計咨詢階段投資控制的主要方法,把各階段的投資控制目標(biāo)、手段加以明確區(qū)分,對價值工程和限額設(shè)計的具體運用方式方法進行了闡述和比較,界定了各設(shè)計咨詢階段投資控制的實施原則和控制要點。

關(guān)鍵詞　城市軌道交通　投資控制　價值工程　限額設(shè)計

伴隨我國城市化進程的加快,城市軌道交通工程作為大城市交通組織的重要手段,日益引起廣泛的關(guān)注,如何合理確定投資規(guī)模以及如何有效地控制投資,已成為軌道交通建設(shè)管理領(lǐng)域的重大課題。本文從設(shè)計咨詢階段投資控制的手段和方法研究入手,對軌道交通工程投資目標(biāo)的合理確定和投資控制手段進行探討。

1 設(shè)計咨詢階段進行投資控制的重要意義

投資控制是項目管理的核心目標(biāo)之一,圍繞項目生命周期成本發(fā)生規(guī)律(見圖1所示)可以發(fā)現(xiàn),只有在項目早期進行投資的優(yōu)化控制,才能取得最佳的成本控制效果。

在項目設(shè)計咨詢階段,項目的具體實施方案仍處于研究優(yōu)化階段,投資具有較大的可調(diào)整性,投資控制活動對項目投資具有最大的影響力,采取價值工程等手段,圍繞功能分析和成本分析確定合理的項目投資目標(biāo),可以有效地降低項目投資。

到項目施工階段,設(shè)計方案已開始實施,項目投資基本穩(wěn)定,投資控制活動對項目投資的影響力已低于20%,項目成本控制的重心在于通過招投標(biāo)選擇優(yōu)秀的施工承包商,通過嚴(yán)格的設(shè)計變更管理、有效的施工組織優(yōu)化,保證項目投資整體受控并實現(xiàn)一定的節(jié)約。

在項目運營維護階段,項目已經(jīng)建成,投資控制活動對項目投資的影響已經(jīng)很微弱,投資控制的重心在于實現(xiàn)預(yù)定的運營方案和成本設(shè)計方案,并根據(jù)實際運行效果進行局部的改良,以達到部分節(jié)約運營成本的目的。

因此,項目投資控制活動的關(guān)鍵在于抓好設(shè)計咨詢階段的投資控制和活動。

2 投資控制的主要管理工具和手段

根據(jù)國內(nèi)城市軌道交通工程項目管理和設(shè)計咨詢工作實踐,價值工程和限額設(shè)計是有效的投資控制工具和手段。

價值工程是投資控制的關(guān)鍵分析管理工具,從功能與成本的合理匹配入手,在保證工程安全和基本功能需求的基礎(chǔ)上,減少冗余功能,優(yōu)化有效成本費用的功能貢獻,以達到充分發(fā)揮成本費用效益的目的。應(yīng)該說,價值工程是投資控制的核心分析和管理手段,同時也上升為項目管理的關(guān)鍵理念之一。

限額設(shè)計是目標(biāo)管理在投資控制方面的具體運用,在價值工程思路的指導(dǎo)下,圍繞價值分析確定的限額投資目標(biāo),通過細(xì)化的多方案經(jīng)濟比選、設(shè)備選型分析等手段,確保設(shè)計過程投資控制在預(yù)定目標(biāo)之內(nèi),其核心在于限額目標(biāo)的合理確定、嚴(yán)格的過程控制,包括嚴(yán)格的設(shè)計變更管理。

在項目投資管理過程中,價值工程與限額設(shè)計兩種手段的關(guān)系見表1。

3 設(shè)計咨詢階段投資控制的目標(biāo)與手段

設(shè)計咨詢階段通常劃分為總體設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計和后期服務(wù)四個階段。各階段投資控制工作從粗到細(xì),逐步深入,采取價值工程研究、方案比選、方案優(yōu)化、設(shè)備選型等手段,充分挖掘投資節(jié)約潛力,在設(shè)計咨詢階段就保證工程投資的有效控制。

3.1 各階段目標(biāo)和主要手段

項目投資控制工作總目標(biāo)為:在滿足功能需求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計投資控制在預(yù)定目標(biāo)范圍內(nèi)。項目投資控制目標(biāo)與手段的階段分解見表2。

3.2 設(shè)計咨詢投資控制工作流程

設(shè)計咨詢投資控制工作流程見圖2。

3.3 投資控制管理活動的基本原則要求

(1)價值工程作為投資控制活動開展的主線和起點,必須基于價值工程成果。通過對項目功能、業(yè)主需求的全面分析,從大交通、多專業(yè)綜合角度,進一步尋找提高項目成本效益水平的手段,研究其與項目全壽命周期成本的合理匹配,在綜合比較同類工程技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的基礎(chǔ)上,提出本項目限額設(shè)計的具體指標(biāo),報業(yè)主批準(zhǔn)作為項目投資控制和限額設(shè)計控制的依據(jù)。

(2)設(shè)計咨詢工作應(yīng)遵循“安全第一、標(biāo)準(zhǔn)適度、經(jīng)濟合理”的原則開展,在投資限額目標(biāo)的基礎(chǔ)上,結(jié)合項目設(shè)計內(nèi)容進一步分解投資,明確投資控制主要指標(biāo),在編制設(shè)計概、預(yù)算時逐步細(xì)化落實。

(3)在保證項目功能和設(shè)計質(zhì)量的前提下,設(shè)計工作按投資限額開展,在限額設(shè)計范圍內(nèi)充分運用價值分析、多方案技術(shù)經(jīng)濟比較等技術(shù)手段,對設(shè)計方案進行優(yōu)化,降低工程投資、嚴(yán)格控制投資概算。

(4)設(shè)計方案比選都應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟比較,并推薦采用性能價格比最優(yōu)的方案。經(jīng)濟比選應(yīng)根據(jù)階段設(shè)計成果,采取相應(yīng)的投資估算指標(biāo),保證估算的準(zhǔn)確性和比選結(jié)果的有效性。

(5)設(shè)計概算依據(jù)當(dāng)?shù)馗潘愣~等計價法規(guī)規(guī)定編制,采用市場價格必須多方詢價,選擇適中的價格,保證投資的準(zhǔn)確性和合理性。在投資編制過程中,還應(yīng)適當(dāng)考慮漲價、不可遇見因素可能導(dǎo)致的風(fēng)險損失。

(6)重視過程檢查,將限額設(shè)計作為項目設(shè)計工作例會的重要內(nèi)容,定期根據(jù)進展情況,檢查限額設(shè)計目標(biāo)執(zhí)行情況,及時對影響投資控制的因素進行分析,采取有效措施,保證工程投資控制在預(yù)定目標(biāo)范圍內(nèi)。

(7)嚴(yán)格控制擴大初步設(shè)計和施工圖設(shè)計的變更,設(shè)計變更必須提出經(jīng)濟影響后果分析,重大方案變更必須提出技術(shù)經(jīng)濟比選方案,經(jīng)審批后方可實施,確保工程概、預(yù)算不突破限額目標(biāo)。

3.4 各設(shè)計咨詢階段投資控制管理要點

3.4 .1總體設(shè)計階段

價值工程是總體設(shè)計階段投資控制活動的主線,通過價值工程研究成果,確定適宜的項目目標(biāo)投資,為后續(xù)投資控制活動的開展奠定基礎(chǔ)。

(1)功能分析:識別業(yè)主功能需求要點,明確項目總體設(shè)計的總目標(biāo),并分解確定各工點系統(tǒng)功能目標(biāo)。

(2)各專業(yè)圍繞所識別功能開展設(shè)計優(yōu)化。

(3)依照當(dāng)?shù)貎r格水平進行詳細(xì)投資估算,估算指標(biāo)精度應(yīng)與設(shè)計方案深度相符。

(4)分析項目總投資及分項投資指標(biāo),并與類似工程比較,研究分析差異,確定下一步方案優(yōu)化重點。

(5)按照價值工程要求,對項目功能、成本全面評估。

(6)進行項目投資風(fēng)險分析和經(jīng)濟評價,為業(yè)主融資方案優(yōu)化和投資控制提供決策支持。

(7)確定限額設(shè)計總指標(biāo)和分項指標(biāo)。

3.4 .2　初步設(shè)計階段

初步設(shè)計階段是設(shè)計咨詢活動中最重要的階段,通過在預(yù)定投資目標(biāo)下開展的方案比較、方案優(yōu)化和價值工程研究活動,編制完成項目初步設(shè)計文件和初步設(shè)計概算,基本確定本項目投資。

(1)方案深化,并對投資有重要影響的方案進行多方案經(jīng)濟比選。

(2)編制確定本項目設(shè)計概算編制原則,統(tǒng)一投資計算辦法。

(3)對設(shè)計方案進行總體審查,重要方案可邀請外部專家論證,尋找方案功能成本性價比的最優(yōu)匹配。

(4)檢查設(shè)計過程的限額設(shè)計執(zhí)行情況,重點檢查設(shè)計方案和重大設(shè)備選型。

(5)穩(wěn)定設(shè)計方案和外部規(guī)劃銜接條件。

(6)編制初步設(shè)計概算,并對投資指標(biāo)進一步對比分析,檢查限額指標(biāo)的執(zhí)行情況。

(7)評審確認(rèn)初步設(shè)計概算。

3.4 .3　施工圖設(shè)計階段

施工圖設(shè)計階段是項目投資的細(xì)化落實階段,在初步設(shè)計文件基礎(chǔ)上,細(xì)化設(shè)備材料選型和具體設(shè)計工作,在初步設(shè)計概算限額內(nèi)進一步挖掘投資節(jié)約潛力。

(1)在初步設(shè)計概算投資限額范圍內(nèi),進一步深化方案、設(shè)備詢價比選,對超限額的設(shè)計方案必須分析原因,不合理提高預(yù)定功能標(biāo)準(zhǔn)或投資浪費的設(shè)計方案一律否決。

(2)嚴(yán)格設(shè)計變更管理,必須結(jié)合對項目功能的影響,進行多方案經(jīng)濟比選,控制投資在限額范圍內(nèi)。

3.4.4后期服務(wù)階段

后續(xù)服務(wù)階段主要是監(jiān)控投資的發(fā)生過程,并對投資管理的總體效果進行評價和總結(jié)。

(1)嚴(yán)格設(shè)計變更管理,所有變更都必須附投資影響分析,超限額變更方案必須經(jīng)原限額審批主管批準(zhǔn);

(2)總結(jié)分析項目投資管理過程,對限額目標(biāo)設(shè)置的合理性、投資控制管理流程與實際操作情況、變更管理情況、項目遇到的風(fēng)險因素及對投資的影響和控制手段、投資控制活動的總體效果等進行綜合評價和總結(jié),以提高后續(xù)項目的投資管理能力。

城市軌道交通設(shè)計論文:淺談牽引計算在城市軌道交通項目設(shè)計中的作用

摘 要： 按一般的設(shè)計慣例，牽引計算工作僅僅是在線路方案穩(wěn)定后所作的列車運行模擬計算，從而得出列車在各個區(qū)間內(nèi)的走行時間、走行速度以及能耗。但隨著城市軌道交通項目綜合技術(shù)要求的不斷提高，如何從最經(jīng)濟合理的角度確定設(shè)計規(guī)模，以最小的投入得到最大的回報，這就存在各專業(yè)之間相互制約的一系列復(fù)雜關(guān)系，而牽引計算工作在這中間所起的作用，就是從經(jīng)濟運行的角度，找出最合理的技術(shù)參數(shù)，從而指導(dǎo)線路、車輛、信號、供電及環(huán)控專業(yè)的設(shè)計工作。

關(guān)鍵字：牽引計算、指導(dǎo)、線路、車輛、信號、牽引供電、環(huán)境控制、設(shè)計

1、指導(dǎo)線路專業(yè)對平、縱斷面的優(yōu)化設(shè)計

選線就是選擇軌道交通路線，它是城市軌道交通工程設(shè)計的龍頭。選線首先是經(jīng)濟

選線，或稱行車路線的選擇，然后是技術(shù)選線。經(jīng)濟選線就是選擇行車路線的起訖點和經(jīng)濟據(jù)點，主要是站在吸引客流量，切實解決交通擁擠狀況的角度出發(fā)的。行車路線的選擇應(yīng)結(jié)合城市規(guī)劃，符合客流產(chǎn)生、流動和消失的規(guī)律，并要符合城市客流發(fā)展的規(guī)劃。技術(shù)選線就是按照行車路線，結(jié)合有關(guān)設(shè)計規(guī)范，平縱斷面設(shè)計要求，落實線路位置的技術(shù)工作。在城市軌道交通項目的設(shè)計中，由于城市已有道路的既有條件或管線埋設(shè)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，使得線路定線工作難度頗大。牽引計算工作主要在技術(shù)選線過程中，根據(jù)列車在線路上的自由運行速度值，核算緩和曲線長度、夾直線長度的設(shè)置是否符合要求，以及曲線超高的設(shè)置是否滿足速度要求，從而確定曲線超高的加寬值是否達到限界要求。反之，線路對緩和曲線長度、夾直線長度以及曲線超高、超高的加寬值的核算結(jié)果又影響牽引計算列車運行速度的確定。

以重慶跨座式單軌交通為例。由于跨座式單軌交通線路不同于鋼輪鋼軌，它的超高直接在軌道梁上反映，且必須在線路設(shè)計中結(jié)合列車在該地段的運行速度，將線路超高、限界加寬值一次設(shè)計到位，無法在施工完成后調(diào)整超高值。重慶輕軌濱江路段ck4+200~ck4+350地段，正好位于穿越嘉陵江匝道橋橋墩柱位置，由于既有匝道橋修建時未預(yù)留夠輕軌雙線位置，迫使線路右線繞行穿行于兩匝道橋橋墩間，且有一段半徑150m的小半徑，如果列車以正常情況穿越該段，速度可達55km/h，但由于兩匝道橋橋墩間間距無法滿足55km/h速度超高的加寬要求，限制了列車在該段的運行速度，最終使得該段右線不能設(shè)置超高，列車運行速度僅達到30km/h。如下圖所示。

2、指導(dǎo)車輛專業(yè)對車輛技術(shù)參數(shù)的選擇

由于城市軌道交通車輛選型工作難度較大，既要考慮車輛的技術(shù)性能，又要考慮美觀舒適實用，從建設(shè)方角度還要考慮經(jīng)濟合算，所以在設(shè)計中，車輛選型工作幾乎貫穿整個設(shè)計過程。

為了保證擬定車輛技術(shù)指標(biāo)能滿足設(shè)計要求，我們可在擬定車輛技術(shù)條件前提下，利用牽引計算，先核算部分車輛技術(shù)指標(biāo)是否達得到線路技術(shù)要求。例如，我們可以核算列車在定員或者超員狀況下，如果失去一部分動力，能在多大的坡道上起動，能以多高的速度通過線路限坡等等。我們還可以在擬定的列車牽引特性下，完成整個線路的牽引計算工作，再求算出整個列車運營范圍內(nèi)所需的等效發(fā)熱電流，或稱均方根電流值（irm），如果滿足以下關(guān)系式：

irm≤（0.8~0.9）im

公式中：im——為車輛電機的額定電流值。 則表示擬定車輛電機的額定功率選定是正確的，滿足要求的。反之，不能滿足上式要求，則說明擬定車輛電機的額定功率選定是不夠的，不能滿足要求，需重新選定。

3、指導(dǎo)信號專業(yè)進行閉塞分區(qū)的設(shè)計

軌道交通系統(tǒng)的能力大小，主要是靠信號系統(tǒng)的制式來保證的，先進的信號系統(tǒng)能最大程度地降低兩列相鄰列車的追蹤距離，從而降低列車的折返時間，提高列車的追蹤能力。同時，不同等級的軌道交通系統(tǒng)，其乘客輸送能力差異大，線路、車輛條件有別，行車管理、運營組織方式也不同。因此，信號系統(tǒng)必須滿足和適應(yīng)這一特殊需要。在以上條件確定的前提下，我們要進行信號閉塞分區(qū)設(shè)計。信號閉塞分區(qū)長度的確定，以及信號速度碼的確定必須在牽引計算工作的配合下完成。牽引計算不僅能直觀的反映出列車在各個點所處的速度，而且還可以反映線路要求限速的位置、范圍，從而有效地劃分出閉塞分區(qū)的長度及速度碼。閉塞分區(qū)長度的計算公式如下：

l=lf+lz+ls 層式中：l——閉塞分區(qū)長度；

lf——制動反映時間所走距離； lz——列車從某一速度值制動為0速度所需制動距離；

ls——安全保護距離。

其中l(wèi)z就靠牽引計算來測算。

在折返站信號閉塞分區(qū)設(shè)計時，我們也是根據(jù)不同的折返站布置形式，盡可能地用信號系統(tǒng)來滿足折返能力要求。這一設(shè)計過程也與牽引計算工作密不可分。

4、指導(dǎo)牽引供電專業(yè)對主變電站規(guī)模的確定以及各牽引降壓所數(shù)量與分布的確定

主變電所是軌道交通能源核心部位，它的容量大小直接影響整個軌道交通系統(tǒng)的運輸能力。為了節(jié)省能源，我們在設(shè)計中又不能將它設(shè)計成無限大，如何正確合理選定主變電所容量及牽引降壓所數(shù)量與分布，必需依靠列車牽引模擬計算，即牽引計算。只有在牽引計算工作完成之后，根據(jù)列車在不同的位置上所處的工況，確定在該位置時間矢量的耗電量大小，從而累計出列車在整個運營線路上的耗電量大小，為牽引供電專業(yè)提供設(shè)計依據(jù)。

5、指導(dǎo)環(huán)控專業(yè)對地下車站和地下區(qū)間的環(huán)控通風(fēng)設(shè)計

列車在地下區(qū)間運行時，由于列車運動帶動區(qū)間空氣運動，造成活塞風(fēng)，如何利用活塞風(fēng)，保持地下空間的溫度，是環(huán)控專業(yè)需要解決的問題，這個問題的解決，也必須在列車牽引計算工作完成后，才能有針對性地確定列車在不同的速度下通過地下區(qū)間造成活塞風(fēng)的大小以及產(chǎn)生熱量的大小，從而選定隧道風(fēng)機和排熱風(fēng)機設(shè)置位置及風(fēng)機功率大小。根據(jù)列車通過地下區(qū)間的頻率以及每列車所散發(fā)的熱量，來確定如何調(diào)劑地下區(qū)間的溫度。

6、結(jié)論

當(dāng)然，線路、車輛、信號、供電及環(huán)控專業(yè)的設(shè)計工作的制約因素還很多，牽引計算工作所起的指導(dǎo)和制約作用只是其中之一，但是正確、合理、經(jīng)濟地作好牽引計算工作對優(yōu)化平、縱斷面設(shè)計，經(jīng)濟合理地選擇車輛類型、正確完成信號閉塞分區(qū)設(shè)計、選擇經(jīng)濟合理的牽引供電系統(tǒng)容量以及正確合理地完成地下區(qū)間和車站的環(huán)控通風(fēng)設(shè)計均具有指導(dǎo)作用。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通電力監(jiān)控控制中心系統(tǒng)設(shè)計研究

摘　要　針對城市軌道交通自動化技術(shù)的快速發(fā)展, 提出了電力監(jiān)控控制中心系統(tǒng)應(yīng)考慮的設(shè)計與技術(shù)問題, 旨在保證系統(tǒng)健壯性及應(yīng)用開放性。

關(guān)鍵詞　城市軌道交通,供電系統(tǒng),電力監(jiān)控,控制中心系統(tǒng),監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集

電力監(jiān)控系統(tǒng)完成對城市軌道交通全線各種變電所、接觸網(wǎng)設(shè)備運行的遠(yuǎn)程實時控制、監(jiān)視及測量,處理供變電系統(tǒng)的各種事故及報警事件,實現(xiàn)供變電系統(tǒng)的運行、維修調(diào)度管理自動化,提高供電質(zhì)量,保證供電系統(tǒng)安全、可靠。

在軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,控制中心監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析與系統(tǒng)實時控制的核心節(jié)點。控制中心監(jiān)控系統(tǒng)通過通信通道與變電所綜合自動化系統(tǒng)進行信息交換,變電所綜合自動化系統(tǒng)通過所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)各智能化電氣裝置( ied) 通信。因此控制中心監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的可用性、健壯性、開放性、拓廣性與可維護性極為關(guān)鍵。本文通過一個設(shè)計方案論述了部分設(shè)計思想與技術(shù)要素。

1 　系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則

(1) 開放性設(shè)計原則

從今后軌道交通企業(yè)信息網(wǎng)發(fā)展的全局考慮, 控制中心監(jiān)控系統(tǒng)位于承上啟下的中間環(huán)節(jié)。為此,系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮其應(yīng)用擴展性及與其它系統(tǒng)的互連性。開放性設(shè)計是關(guān)鍵要素,要應(yīng)用成熟的國際與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)構(gòu)成上,采用并設(shè)計開放式的系統(tǒng)支撐平臺結(jié)構(gòu)與應(yīng)用平臺結(jié)構(gòu)。兩平臺應(yīng)為分離架構(gòu)。

(2) 分布式系統(tǒng)原則

按照不同的功能要求,將不同的應(yīng)用及其數(shù)據(jù)駐留于空間上分布于不同位置的工作站節(jié)點。按功能進程分劃,將處理能力分布到所需之處,包括硬件/ 軟件/ 功能/ 處理/ 數(shù)據(jù)的分布等。網(wǎng)上客戶/ 服務(wù)器分布式模式是一種優(yōu)化模式,提供了所必需的靈活性。它不僅僅是客戶/ 服務(wù)器在網(wǎng)上的物理連接與通信,而且其優(yōu)化的核心在于應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)和處理任務(wù)按功能進程在網(wǎng)上分劃,并使故障清晰隔離;并以響應(yīng)/ 請求的網(wǎng)絡(luò)通信模式構(gòu)成分布技術(shù)支持,從而成為規(guī)模優(yōu)化的性價比高的構(gòu)架方案。

(3) 網(wǎng)絡(luò)互連原則

以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)志,如tcp/ ip 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、u2 n ix 等操作系統(tǒng)和迅速發(fā)展的全球internet 網(wǎng),形成軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)有效集成,從而可使各個分布網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。從總體應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟饬x上講, 這些分布系統(tǒng)的綜合將更為有效地保證軌道交通各監(jiān)控系統(tǒng)運行,減少系統(tǒng)集成的復(fù)雜性及高成本,使數(shù)據(jù)共享的意義大為增值。

2 　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于以上原則所設(shè)計的一個軌道交通的電力監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(scada) 整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示?？刂浦行呐c被控站之間采用通信系統(tǒng)專用透明以太網(wǎng)絡(luò)通信通道?？刂浦行谋O(jiān)控系統(tǒng)利用兩個標(biāo)準(zhǔn)的獨立網(wǎng)絡(luò)端口與各變電所自動化系統(tǒng)之間構(gòu)成共享總線式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。

系統(tǒng)集成架構(gòu)應(yīng)基于系統(tǒng)不同的應(yīng)用層次綜合考慮不同節(jié)點的配置。如核心與骨干計算機節(jié)點可采用64 位risc unix 服務(wù)器。其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用部門級服務(wù)器和共享磁盤陣列方案,數(shù)據(jù)庫平臺采用主流的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系型商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),從而提高系統(tǒng)可用性與可靠性指標(biāo)。

由于以太網(wǎng)使用基于競爭的介質(zhì)訪問機制,應(yīng)考慮通過網(wǎng)絡(luò)分層及分段來分割沖突域。應(yīng)注意的是,為減少網(wǎng)流負(fù)荷、提高網(wǎng)絡(luò)性能所建立的網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)件應(yīng)以交換機為主,以區(qū)別采用路由分段2003 年

的不同。局域網(wǎng)(lan) 交換機可用于對多個同/ 異類lan 的分段。如同類交換機透明地將一個單一lan 分成多段,每段代表一個獨立的不連續(xù)單元,成多個相對獨立的客戶/ 服務(wù)器族。每一族中客戶與服務(wù)器等同地位于同一交換機上,從而平滑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 　電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)均采用客戶/ 服務(wù)器模式,將實時數(shù)據(jù)處理工作分配給scada 服務(wù)器端。而將人機界面部分集中至客戶端,實現(xiàn)信息資源的高度共享,提高系統(tǒng)整體性能。此外,這種分布式結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的配置(硬件與任務(wù)) 靈活,系統(tǒng)擴充和升級方便;同時,開放式系統(tǒng)設(shè)計可保證系統(tǒng)資源得到充分共享。

控制中心監(jiān)控系統(tǒng)主要包括冗余scada 服務(wù)器、冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、操作員工作站、統(tǒng)計報表工作站、維護工作站、網(wǎng)關(guān)等主要節(jié)點。其中冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用共享磁盤陣列實現(xiàn)數(shù)據(jù)高度一致共享,采用ra id5 邏輯磁盤組實現(xiàn)磁盤冗余備份。系統(tǒng)采有冗余100 mbit 以太網(wǎng)雙網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議為tcp/ ip 。正常情況下,兩個lan 網(wǎng)同時工作,傳送不同的系統(tǒng)信息。當(dāng)其中一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)生異常或故障時,系統(tǒng)自動將全部需傳送的信息切換到另一個網(wǎng)絡(luò)上。

scada 服務(wù)器利用隔離的數(shù)據(jù)采集網(wǎng),接收被控站通過通信系統(tǒng)專用透明以太網(wǎng)絡(luò)通道上傳的生數(shù)據(jù),將其處理成熟數(shù)據(jù)后,從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器后端的雙網(wǎng)提供給全系統(tǒng)其它節(jié)點機使用。

位于停車場的供電復(fù)示系統(tǒng),通過通信系統(tǒng)提供的透明以太網(wǎng)通道與控制中心監(jiān)控系統(tǒng)通信。供電復(fù)示系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器作為路由,從采集網(wǎng)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器享受后端主網(wǎng)的數(shù)據(jù)服務(wù)。

3 　軟件設(shè)計

控制中心系統(tǒng)軟件設(shè)計應(yīng)根據(jù)城市軌道交通被控單元分布特性,以及集中控制與分布控制相結(jié)合的應(yīng)用特點來考慮。在此僅列舉某些要素。

基于開放式支撐平臺,并采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的分組分層分塊式,中間層為構(gòu)件塊的軟件體系結(jié)構(gòu)(如圖2 所示) 。此分層平臺體系設(shè)計旨在保證平臺的中性結(jié)構(gòu),支持應(yīng)用層面上多樣性的各應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)中的所有軟件功能,如應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)處理與通信任務(wù)等按功能進程都基于客戶/ 服務(wù)器結(jié)構(gòu)在網(wǎng)上相對分劃,分布于整個網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)中任何一節(jié)點都可在線同時訪問到系統(tǒng)中的所有功能, 實現(xiàn)完全意義上的功能分布。

跨平臺的電力監(jiān)控自動化一體化解決方案中, 如設(shè)計一個可視化及圖形用戶接口( gu i) 子平臺, 一次性gu i 設(shè)計及繪圖,多平臺(各種unix 、win2 dows 、web 瀏覽器) 調(diào)用,可實現(xiàn)可視化效果的一致性、調(diào)圖實時性及良好的可維護性。

圖2 　控制中心系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu)

采用商用數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),可同時滿足對數(shù)據(jù)的可靠性管理和電力監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)實時性的要求。商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫具備開放的國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫語言訪問接口,方便與外系統(tǒng)的互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享?？蛻? 服務(wù)器分布式處理及訪問模式,數(shù)據(jù)源統(tǒng)一,從根本上保證數(shù)據(jù)的一致性。完善的觸發(fā)器處理機制,可保證相關(guān)數(shù)據(jù)的一致性、完整性。所設(shè)計的實時數(shù)據(jù)庫與描述參數(shù)庫有完備的映射關(guān)系。更改描述庫內(nèi)容時,自動更新實時庫,保證一致性。應(yīng)采用“軟總線”應(yīng)用程序訪問接口,支持各種實時應(yīng)用。系統(tǒng)應(yīng)支持不同類型的實時數(shù)據(jù)庫或者同一實時數(shù)據(jù)庫的備份,分布在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上。分布式實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)設(shè)定主值數(shù)據(jù)庫(參考庫) 、數(shù)據(jù)庫的備份(用于冗余服務(wù)器) 和鏡像(用于客戶端) 。同一數(shù)據(jù)庫的不同鏡像的數(shù)據(jù)要保證一致性。一幅畫面上的動態(tài)數(shù)據(jù)可取自不同數(shù)據(jù)庫節(jié)點。

網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點對服務(wù)器的寫訪問,均由分布式數(shù)據(jù)庫透明訪問機制導(dǎo)向主備雙服務(wù)器。對服務(wù)器的讀訪問,均由分布式數(shù)據(jù)庫透明訪問機制導(dǎo)向主服務(wù)器。簡言之,全網(wǎng)均使用主服務(wù)器處理的結(jié)果為唯一數(shù)據(jù)源;備份服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫僅供熱備用,不提供使用。鏡像庫結(jié)點不處理,完全依照主服務(wù)器的實時庫進行可靠同步。

提供針對高實時性應(yīng)用及突發(fā)性數(shù)據(jù)需專門開發(fā)瞬時同步大批量存儲技術(shù),使得本來適用于信息事務(wù)處理的商用數(shù)據(jù)庫能夠高速而有效地存取實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

網(wǎng)關(guān)機配有web 實時畫面服務(wù),以開放的方式向外系統(tǒng)提供最便利的anytime & any2 where 實時畫面瀏覽訪問及遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護支持,還可有效地支持大屏幕系統(tǒng)和信號系統(tǒng)的實時畫面瀏覽訪問。設(shè)計矢量畫面技術(shù),保證web 畫面調(diào)用響應(yīng)與常規(guī)監(jiān)控界面接近。

4 　結(jié)語

本文涉及的城市軌道交通電力控制中心監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與技術(shù),僅為快速發(fā)展的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)以及相關(guān)設(shè)計要素中的幾項。從今后軌道交通企業(yè)網(wǎng)發(fā)展的全局考慮,一個電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)包含諸多相互關(guān)連的部門應(yīng)用及設(shè)計屬性,例如電力監(jiān)控系統(tǒng)所處企業(yè)網(wǎng)系統(tǒng)的位置、與環(huán)境及其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)的平臺一致性、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化、系統(tǒng)安全性、數(shù)據(jù)優(yōu)先性、傳輸系統(tǒng)開銷等。重要的是,應(yīng)制訂一個適合的近、遠(yuǎn)期發(fā)展體系結(jié)構(gòu),以保證系統(tǒng)構(gòu)架的現(xiàn)實性、實用性、長遠(yuǎn)性、經(jīng)濟性,可拓性以及技術(shù)持續(xù)先進性的有機協(xié)調(diào)發(fā)展。

城市軌道交通設(shè)計論文:從運營角度談城市軌道交通的總體設(shè)計

摘　要　從運營的角度對現(xiàn)行城市軌道交通總體設(shè)計中的客流、線路配線、列車配屬、環(huán)控制式、軌道等提出了看法。在新一輪城市軌道交通建設(shè)高潮中,必須要從系統(tǒng)的角度,綜合考慮已建軌道交通存在的一些問題。

關(guān)鍵詞　城市軌道交通,總體設(shè)計,運行

作為城市公共客運體系的骨干和城市最大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施項目,城市軌道交通的建設(shè)不但決定了城市公共交通發(fā)展的水平和方向,而且對城市經(jīng)濟、城市結(jié)構(gòu)和規(guī)劃發(fā)展方向均產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。由于我國絕大多數(shù)城市處于一種超常規(guī)發(fā)展階段,城市總體規(guī)劃滯后,交通規(guī)劃、軌道交通的路網(wǎng)規(guī)劃處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)或空白狀態(tài)。作為城市軌道交通的總體設(shè)計單位必須要認(rèn)識到這一特征。筆者結(jié)合自己十多年參與軌道交通建設(shè)、運營的切身體會后認(rèn)為,運營業(yè)績應(yīng)是貫穿城市軌道交通總體設(shè)計的主線,應(yīng)成為軌道交通建設(shè)的出發(fā)點和歸宿點。為此,從運營角度談一談自己對城市軌道交通總體設(shè)計的一些看法。

1城市軌道交通總體定位

城市軌道交通的總體定位是決定項目建設(shè)的戰(zhàn)略性問題,它應(yīng)偏重于宏觀性、整體性和策略性的分析。由于各城市在軌道交通前期研究階段技術(shù)積累不多,因此對軌道交通總體定位的把握在宏觀層面上、定性分析上就顯得格外重要。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 客流預(yù)測

客流預(yù)測是通過交通預(yù)測模型并在分析現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對各年限內(nèi)軌道交通線路客流的模型、分布、特征、規(guī)律等進行預(yù)測。然而,這種預(yù)測是利用沒有軌道交通情況下的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)建立交通方式的分擔(dān)模式,由于模型與城市發(fā)展的規(guī)劃與變化的矛盾影響了其結(jié)果的可信度,因此對客流預(yù)測的結(jié)果要有一個理性的分析。要充分認(rèn)識到現(xiàn)行客流預(yù)測不足的一面,以及還需要經(jīng)過運營實踐反饋調(diào)整的另一面。國內(nèi)對城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)模的決策完全依靠預(yù)測客流這一做法,雖列入《地鐵設(shè)計規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn),但設(shè)計依據(jù)似乎仍嫌不足。上海地鐵自1號線開通以來,關(guān)于客流大小的爭論就是一個最好的例證。唯客流論很容易摻入人為的因素。因此,不妨依據(jù)客流預(yù)測結(jié)果,再以國際上其它一些城市的形態(tài)、中心城市人口總量、人口密度和功能定位等相當(dāng)?shù)某鞘锌土髯鳛閰⒖紒肀容^,可能更接近實際情況。從表1可見,上海的市區(qū)人口數(shù)、人口密度、中心城區(qū)面積等指標(biāo),與東京、漢城等城市比較接近,所以其客流可參考這兩個城市來考慮。

1.2 城市超常規(guī)發(fā)展

我國正處于一個城市化進程加速發(fā)展階段,然而城市的總體規(guī)劃以及交通規(guī)劃、軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃處于一種滯后或不穩(wěn)定的狀態(tài)。根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗,當(dāng)城市發(fā)展成熟以及復(fù)合化功能提高以后,居住地和工作地選擇將會更加自由,交通更加活躍,地域之間的交通量將會更大。如東京市民生活半徑為60km,而北京市民生活半徑僅為20km。因此,現(xiàn)階段在軌道交通總體設(shè)計上對一些預(yù)留項目一定要有預(yù)見性。如車站換乘問題,以上海軌道交通4號線(明珠線二期)為例,作為上海路網(wǎng)中唯一的一條環(huán)線,它與路網(wǎng)中其它直徑線的換乘必然很多,如果全部采用“島—島”換乘模式,不論在換乘客流上怎么自圓其說,其在預(yù)見性方面的考慮顯然是不足的。北京復(fù)興門站換乘方式也有很深刻的教訓(xùn)。筆者認(rèn)為,像上海城市軌道交通的換乘型式,應(yīng)首推華盛頓地鐵“側(cè)—島”換乘模式。

1.3 建設(shè)規(guī)模、速度及標(biāo)準(zhǔn)

各地建造城市軌道交通都面臨資金壓力,因此怎樣控制建設(shè)規(guī)模、建設(shè)速度和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),不僅需要一個科學(xué)的態(tài)度,而且需要掌握好分寸,具有前瞻性。軌道交通工程尤其是地下工程有一個最大的特點,就是建造完以后很難更改,因此一味為了追求建設(shè)規(guī)模和速度而人為降低建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是不足取的。

2 線路總體設(shè)計與路網(wǎng)的關(guān)系

2.1 路網(wǎng)對單條線路的影響

每一座城市要修建軌道交通都不能沒有路網(wǎng)。每條線路在總體設(shè)計階段都需要在線路走向、換乘點設(shè)計、規(guī)劃控制、聯(lián)絡(luò)線設(shè)計、修建順序、停車場布置等方面和路網(wǎng)發(fā)生關(guān)系。線路走向不穩(wěn)定會影響路網(wǎng)整體布局的合理性;換乘點不明確會導(dǎo)致?lián)Q乘方式嚴(yán)重缺陷以及增加后續(xù)工程的建設(shè)難度;沒有預(yù)留停車場和聯(lián)絡(luò)線用地位置,就不能從整個線路的角度做到資源共享,這對工程建設(shè)和運營的經(jīng)濟性都十分不利;不重視修建順序的研究,很難盡早合理發(fā)揮軌道交通的整體效益。

做好路網(wǎng)的規(guī)劃,最終是為了控制建設(shè)用地規(guī)劃,保證路網(wǎng)規(guī)劃的可實施性,減少今后工程實施難度并降低造價。在這一方面我們的教訓(xùn)應(yīng)該說是很深刻的了,如上海地鐵1、2號線人民廣場換乘問題,東方路站節(jié)點等問題,都是路網(wǎng)和單條線路沒有很好銜接的最好例證。

路網(wǎng)的規(guī)劃一定要做到專業(yè)規(guī)劃的深度。僅有概念性的路網(wǎng)規(guī)劃等于沒有路網(wǎng)規(guī)劃。除此之外,路網(wǎng)規(guī)劃還應(yīng)考慮大交通網(wǎng)絡(luò),包括公交、私車、市郊鐵路、地鐵輕軌等多種形式,應(yīng)是一個多樣化的綜合體系。軌道交通的鋪設(shè)方式也應(yīng)是多樣化的,地面、高架、地下有機結(jié)合,不能一味修建地下線。

2.2樞紐站設(shè)計

由上海市和法國索菲圖公司聯(lián)合編制的上海城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃中,共設(shè)置了16座大型換乘樞紐站,其中4線換乘站為2座,3線換乘站12座,2條市域線換乘站為2座。這種以大型換乘樞紐站為錨固點,根據(jù)城市形態(tài)進行路網(wǎng)規(guī)劃的主題思想是合理的。但在樞紐站設(shè)計過程中,應(yīng)與商業(yè)中心、行政中心、地面交通中心合理分布,不宜過于集中。應(yīng)避免一味強調(diào)所謂“零距離”換乘。大型換乘樞紐站設(shè)計原則應(yīng)“疏而不散”。作為客流的集散中心,必須要有充分的空間提供給客流“集與散”。像東方路這種4線換乘樞紐站,遠(yuǎn)期日均客流總量可能高達60～70萬人次,如果不與周邊地塊規(guī)劃較好地融合(最好同步規(guī)劃),客流會對附近地面道路形成很大的沖擊。如法國巴黎著名的換乘樞紐站———拉德芳斯,全天客流為50多萬人次(其中包括少量公共汽車系統(tǒng)),換乘客流達40萬人次,而整個換乘樞紐站占地面積(結(jié)合地塊開發(fā))達750hm2。

3 線路的配線設(shè)計

線路配線設(shè)置包括渡線、折返線、聯(lián)絡(luò)線、車輛停放線、存車線以及出入庫線。對比國內(nèi)外線路配線的設(shè)計不難看出,國外配線設(shè)計注重功能設(shè)置,而國內(nèi)線路配線設(shè)置則較多注重“形式”。如《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:每隔3至5個車站的站端設(shè)渡線或車輛停車線。為滿足規(guī)范要求而設(shè)一條渡線的例子舉不勝舉。國外配線設(shè)計還表現(xiàn)在注重長遠(yuǎn),甚至考慮到土建結(jié)構(gòu)大修時運營組織方案;而國內(nèi)配線設(shè)置只看到眼前,如投資規(guī)模是否大,建設(shè)節(jié)點目標(biāo)能否完成等。這種線路配線的設(shè)計很難在運營階段發(fā)揮較好的客運效果。圖1為德國慕尼黑路網(wǎng)配線圖,從中可以得到一些啟示。

應(yīng)該先有運營組織的設(shè)想,再考慮線路的配線設(shè)計。而我們較多的線路設(shè)計對遠(yuǎn)期運營方式還是停留在“紙上談兵”階段,線路總體設(shè)計在運營方式上考慮還是“爛泥蘿卜吃一段揩一段”。這對運行里程較短的線路,問題還不算十分突出,無非是運行效能發(fā)揮不是最優(yōu),運營靈活性差一些。而對上海路網(wǎng)中規(guī)劃長達100多km的市域線來說,若不盡早進行研究運營模式,將來運營問題可能會非常突出。很明顯,市域線采用一個交路的運營模式肯定是不經(jīng)濟的,而采用何種模式的確值得探討。研究市域線的運營模式一定要結(jié)合上海的城市特征及總體規(guī)劃。

筆者認(rèn)為,市域線如果是一種制式,應(yīng)在中心城區(qū)和市郊區(qū)采用交錯運營的模式,交錯點的選擇可分別設(shè)置在內(nèi)、外環(huán)線附近,中間折返站最好采用雙島式車站方式,便于兩端折返。以規(guī)劃中的上海市r3線為例,其運行交路設(shè)想如圖2所示,具體折返點的選擇可根據(jù)規(guī)劃、客流等作進一步研究后酌定。

如果客流分布懸殊或因市域規(guī)劃等因素,中心區(qū)客流高度集中,新發(fā)展的城市帶發(fā)展不快,造成客流“中間大兩頭小”的特點而很不匹配,即使采用圖2的交路也避免不了土建設(shè)備投資的浪費;則采用不同制式的軌道交通,則可能會更為經(jīng)濟合理,其運行交路亦可采用“紡錘型”。

4 列車配屬數(shù)

列車配屬數(shù)主要是根據(jù)客流和行車組織方案來表示?？傮w設(shè)計往往根據(jù)客流預(yù)測表,通過大小交路的設(shè)置,提出運營組織方案來滿足客流斷面的要求。初期列車配屬數(shù)通常約為每公里一列車。如上?，F(xiàn)運營線路長度為65km,列車配屬數(shù)為64列384節(jié)。從國內(nèi)現(xiàn)有運營地鐵線路的實際情況來看,這種方式配屬列車不太合理。首先,客流斷面沒有明顯變化的情況,正常運營方案小交路很難實施;若采用大交路運營,列車行走里程增加,原有的列車配屬就顯得緊張。其次,按現(xiàn)行建設(shè)管理的實際情況,在土建、機電設(shè)備安裝完成后,列車才能陸續(xù)抵達進行調(diào)試;列車全部調(diào)試結(jié)束,一般比試運營要晚2年左右;為了使早已完工的線路盡早發(fā)揮運營功能,往往采用從其它線路借車的辦法,使原本不夠的車輛更加緊張。此外,客流的不確定性,以及土地利用和交通之間本身明顯的互動聯(lián)系,在客流預(yù)測階段不能很好地反映出來;若規(guī)劃沒有很好對地鐵沿線用地進行控制的話,軌道交通的導(dǎo)向作用將導(dǎo)致沿線地塊迅速開發(fā)。如上海地鐵1號線南延伸段沿線的開發(fā)密度過大,造成客流激增。鑒于以上因素,建議列車配屬按近期考慮。表2為國外部分城市車輛配屬一覽表。由表可知,若按6節(jié)編組計算,每公里列車配屬數(shù)約為2列。

5 環(huán)控模式

地鐵的環(huán)控模式不外乎3種:開式、閉式和屏蔽門模式。按新頒布的《地鐵設(shè)計規(guī)范》,在夏季當(dāng)?shù)刈顭嵩碌钠骄鶞囟瘸^25℃,全年平均溫度超過15℃,且地鐵高峰時間內(nèi)每小時行車對數(shù)和每列車車輛數(shù)的乘積大于120時,可采用空調(diào)系統(tǒng)。鑒于此,上海地鐵環(huán)控系統(tǒng)制式也只有閉式系統(tǒng)(開、閉運行)和屏蔽門系統(tǒng)兩類。有趣的是,上海地鐵1號線采用屏蔽門系統(tǒng)(緩裝),2號線采用閉式系統(tǒng)(開、閉運行)方式。從表3可看出,線路規(guī)模相當(dāng)?shù)膬蓷l地鐵線,且1號線客流大于2號線的情況下,2號線的照明、空調(diào)費就比1號線多將近1000萬元。由此,兩種制式技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)一目了然。

因此,上海地區(qū)地鐵環(huán)控最佳制式是采用屏蔽門系統(tǒng)。至于采用屏蔽門系統(tǒng)后長大區(qū)間隧道溫度升高問題,可采用局部預(yù)留冷源或增設(shè)中間風(fēng)井的辦法來解決。香港地鐵“香港—九龍”海底隧道就是采用預(yù)留冷源的辦法。上海地鐵4號線設(shè)計時則采用增設(shè)中間風(fēng)井的方法。

從地鐵新老規(guī)范中關(guān)于采用空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)定對比來看,新標(biāo)準(zhǔn)的制定是有意識降低空調(diào)的使用條件,鼓勵使用空調(diào)提高舒適度。然而,現(xiàn)上海正在實施的部分線路中,車站設(shè)計采用“路塹”式,單層、側(cè)式站臺,環(huán)控只考慮通風(fēng)不使用空調(diào)。這一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值得商榷。顯然,現(xiàn)行做法可能與規(guī)范修訂的初衷相違背。

6 軌道結(jié)構(gòu)

地鐵軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計有別于干線鐵路,其自身的特點決定了軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是“減振、降噪,少維修”。國內(nèi)外大量研究表明,地鐵軌道結(jié)構(gòu)按其減振效果來劃分,可分成3大類:第一大類為一般扣件,其豎向剛度在20～69kn/mm,有一定的減振效果;第二大類為柔性扣件,其豎向剛度在10～25kn/mm之間,用于減振要求相對較高的區(qū)域;第三大類為特殊要求的減振軌道結(jié)構(gòu)(減振型軌下基礎(chǔ)),用于對減振降噪有特殊要求的地段。

上海自地鐵1號線建設(shè)以來,在軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計上由于受特定環(huán)境的限制,走了一些彎路。地鐵1、2號線總體設(shè)計原則沒錯,但考慮到當(dāng)時的投資及市場環(huán)境的制約,減振扣件設(shè)計采取模仿國外產(chǎn)品。但從這么多年的使用效果來看,是“有其形、無其魂”,主要還是歸結(jié)到橡膠制品加工工藝、配比、材料選用等問題。對此,雖做過大量反復(fù)改進,使產(chǎn)品的測試能滿足設(shè)計指標(biāo),但橡膠實施階段的老化問題總過不了關(guān)。不難理解,這是因為涉及到橡膠行業(yè)核心技術(shù),不是憑簡單的模仿可以學(xué)到的。從國外軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計來看,設(shè)計者對軌道扣件的設(shè)計只是產(chǎn)品的選型,而非軌道扣件產(chǎn)品的設(shè)計。設(shè)計只提供技術(shù)指標(biāo)和相關(guān)參數(shù),產(chǎn)品生產(chǎn)廠家去做動力學(xué)分析,設(shè)計出產(chǎn)品。從國外通行的做法中可以看出它的合理性:廠家的產(chǎn)品競爭不僅是價格競爭,還是專利和核心技術(shù)的競爭。這種產(chǎn)品選型的習(xí)慣做法既有利于技術(shù)進步,也有利于保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

軌道交通3號線自開通以來,噪聲影響一直是困擾管理者的一個難題。這個問題既涉及設(shè)計理念,也涉及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計中,片面強調(diào)扣件高度可調(diào)節(jié)量而忽視扣件彈性,不能不算是一個失誤。高架結(jié)構(gòu)噪聲是一個綜合性的問題,需要采用綜合措施才能解決。國內(nèi)外的專業(yè)人士對解決這一問題的相關(guān)措施都較熟悉,但關(guān)鍵是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)怎么控制。如果一味強調(diào)造價,其結(jié)果是將使后期改造費用更高。

城市軌道交通設(shè)計論文:淺論咨詢設(shè)計在城市軌道交通建設(shè)中的作用

摘要：工程咨詢設(shè)計是利用準(zhǔn)確適用的信息和專家的智慧及經(jīng)驗，運用手段、管理、和工程技術(shù)等方面的知識，為建設(shè)項目的決策和管理提供咨詢的智力服務(wù)。城市軌道建設(shè)項目是大型的系統(tǒng)工程，有其自身的特殊性，本文針對當(dāng)今城市軌道交通建設(shè)方興未艾的形勢，結(jié)合城市軌道交通項目的特點，重點論述了咨詢設(shè)計在該特殊行業(yè)的作用及如何發(fā)揮其作用的。

關(guān)鍵詞：軌道交通；咨詢設(shè)計；項目管理

o引言-中國城市軌道交通建設(shè)方興未艾

據(jù)統(tǒng)計，今后五年中國城市軌道交通將有大，將建成總長度四百五十公里左右的城市軌道交通線路。中國人口過百萬的三十四個城市中，有二十個超大城市和特大城市正在建設(shè)和籌建自己的軌道交通。其中，北京、上海、廣州在續(xù)建地鐵。北京規(guī)劃未來地鐵總長將達到四百零八公里。上海目前已有三條地鐵線投入營運，“十五”期間將建設(shè)包括磁懸浮、輕軌、地鐵在內(nèi)的十條軌道交通線路，全長超過二百公里；廣州全長十八點四八公里的地鐵一號線已在一九九九年六月通車，目前全長二十三公里的地鐵二號線工程正在積極展開，預(yù)計到2010年將構(gòu)成全長近一百三十公里的廣州軌道交通網(wǎng)絡(luò)。此外，深圳、南京已在動工興建地鐵。西安、沈陽、成都、大連、青島、哈爾濱、鄭州、天津、長春、重慶、武漢等城市已在擬建地鐵及輕軌交通。中國城市軌道交通建設(shè)方興未艾。據(jù)中國國家計委有關(guān)部門提供的資料顯示，“十五”計劃期間，中國城市軌道交通建設(shè)投資將達二千億元人民幣。

軌道交通建設(shè)項目是大型的綜合性系統(tǒng)工程。它具有投資大、建設(shè)周期長、專業(yè)繁多、設(shè)計面廣的特點，在其整個建設(shè)過程中，設(shè)計咨詢起著至關(guān)重要的作用。設(shè)計咨詢是一種高智能的技術(shù)服務(wù)活動，咨詢設(shè)計的質(zhì)量及效果直接項目的結(jié)果。咨詢設(shè)計服務(wù)，將貫穿于建設(shè)項目的前期策劃、設(shè)計、建設(shè)和運營管理過程中。隨著中國加入wto的臨近，建設(shè)項目的管理和設(shè)計咨詢業(yè)務(wù)均必須與國際接軌，使之規(guī)范化、科學(xué)化、國際化，尤其是設(shè)計咨詢更應(yīng)超前，同時帶動軌道交通項目建設(shè)管理的規(guī)范化。

1城市軌道交通建設(shè)項目的特點

城市軌道交通交通建設(shè)項目與一般的建設(shè)項目有很大區(qū)別，它主要表現(xiàn)在以下幾個方面：投資大

一項軌道交通建設(shè)投資動輒幾十億、幾百億元，京、滬、穗近年來修建地鐵的綜合平均造價已高達每公里六億至八億元人民幣。投資的巨大使得工程的資金風(fēng)險很大。

工期長

一個軌道交通建設(shè)項目從籌劃運作開始到運營使用一般需要5年左右的時間，如受政府審批和資金籌措等方面的因素影響，時間會更長。

涉及面廣

軌道交通項目是一個城市的生命線工程，它直接關(guān)系到居民的生產(chǎn)、生活，關(guān)系到城市的國民經(jīng)濟發(fā)展，她除能解決沿線及周邊地區(qū)的交通外，還能促進房地產(chǎn)市場、市場的開發(fā)，帶動整個地區(qū)乃至城市的繁榮和發(fā)展。在建設(shè)過程中，會涉及到城市交通、建筑、市政、環(huán)保等方面，甚至帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，它涉及到的方方面面及建設(shè)的意義，是一般建設(shè)項目遠(yuǎn)不能及的。

系統(tǒng)、專業(yè)多，接口繁雜

軌道交通項目包括土建、機電、運營管理和投資經(jīng)濟四大系統(tǒng)，下有二十幾個子系統(tǒng)三十多個專業(yè)，有多個單獨的分項分部工程，各系統(tǒng)、專業(yè)接口復(fù)雜。

由于城市軌道交通的上述特點，首先運作項目的業(yè)主必須具備專業(yè)的項目管理能力、寬泛的專業(yè)知識和較強的決策能力，但僅靠業(yè)主的實力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就必須充分發(fā)揮設(shè)計咨詢公司在城市軌道交通交通建設(shè)項目中的作用。

2設(shè)計咨詢在城市軌道交通交通建設(shè)項目中的作用

城市軌道交通項目同其它建設(shè)項目一樣，都必須經(jīng)歷從醞釀、策劃開始，進而通過可行性、論證決策、計劃立項之后，進入項目設(shè)計和施工階段，直至竣工驗收和交付使用的項目周期。從項目建議書開始，咨詢設(shè)計貫穿于整個項目建設(shè)過程。在項目策劃階段，即參與項目的組織策劃、項目融資策劃、項目目標(biāo)策劃和項目管理策劃。

項目組織策劃指建立工程項目法人責(zé)任制（即項目甲方），按現(xiàn)代組織模式組建與項目建設(shè)有關(guān)的管理機構(gòu)及人事安排；融資策劃即為實現(xiàn)項目建設(shè)提供資金保障；目標(biāo)策劃即制定項目投資目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)和進度目標(biāo)的體系設(shè)定與實現(xiàn)；項目管理策劃是對項目實施的任務(wù)分解和任務(wù)組織工作的策劃，著力于提出行動方案和管理界面的設(shè)計。

項目管理策劃結(jié)構(gòu)如下圖：&nbs

p;

3優(yōu)化項目管理模式，充分發(fā)揮咨詢設(shè)計公司的作用

以上談到城市軌道交通建設(shè)項目的系統(tǒng)性和行業(yè)特點以及設(shè)計咨詢的作用。作為一個城市軌道交通資深的設(shè)計咨詢公司，我們積累了近年來國內(nèi)多個城市的軌道交通建設(shè)經(jīng)驗，近幾年國內(nèi)各個城市的軌道交通的建設(shè)及國外的建設(shè)模式，可以歸納為以下三種方式：

第一種方式：政府作為投資的主體，委托項目法人代行政府控制的職能。這種模式在已建成的地鐵線路中采用，如北京地鐵復(fù)八線、城市鐵路；上海地鐵一、二號線；廣州地鐵一號線。

第二種方式：采用多元投資體制，促進軌道商業(yè)化運作。這在正在建設(shè)的北京地鐵5#線、上海正在建設(shè)的幾條線路中采用。

第三種方式：交鑰匙工程，即由工程總承包商負(fù)責(zé)整個項目的融資、設(shè)計咨詢、施工及調(diào)試。這在國際上已是通行的建設(shè)模式，相信在加入wto后，建設(shè)模式會逐步與國際接軌，而在這方面，設(shè)計咨詢公司有很大優(yōu)勢，這與建設(shè)部對勘察設(shè)計行業(yè)改制的要求也是一致的。

以上建設(shè)方式可在今后的實踐中繼續(xù)摸索，但不管采用怎樣的建設(shè)方式，設(shè)計咨詢的作用是不變的，甚至如果采用第三種方式，設(shè)計咨詢公司將成為項目的主體。

軌道交通建設(shè)項目的管理，追求的是成本、質(zhì)量和工期三大目標(biāo)，咨詢設(shè)計也是同樣的，為實現(xiàn)上述三大目標(biāo)體系，充分發(fā)揮咨詢設(shè)計公司的作用，必須制定相應(yīng)的管理模式，配置合理的組織機構(gòu)，具體措施是：

實現(xiàn)工程咨詢設(shè)計的相關(guān)主體單位：

a．甲方即業(yè)主或委托方，甲方應(yīng)設(shè)專門機構(gòu)對設(shè)計咨詢系統(tǒng)實施全程監(jiān)控，并根據(jù)設(shè)計方的主要技術(shù)要求，提供或配合設(shè)計方搜集所需的基礎(chǔ)資料，編制并下達設(shè)計任務(wù)書，組織項目設(shè)計方案競賽與設(shè)計招標(biāo)策劃。

b．乙方即設(shè)計方，對于大型系統(tǒng)工程，由于多系統(tǒng)、多單項工程，往往會涉及到多家設(shè)計單位，因此為實現(xiàn)項目設(shè)計的總體協(xié)調(diào)，必須設(shè)定一家有資質(zhì)的設(shè)計單位作為總體單位，統(tǒng)一設(shè)計原則，協(xié)調(diào)系統(tǒng)接口。

c．監(jiān)督方即設(shè)計監(jiān)理方，由有資質(zhì)的單位承擔(dān)，代表甲方對設(shè)計方的設(shè)計質(zhì)量進行監(jiān)督，審查全套設(shè)計圖紙。

項目咨詢設(shè)計系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)

a項目咨詢設(shè)計的組織結(jié)構(gòu)如圖3。建設(shè)項目法人聘請設(shè)計技術(shù)決策機構(gòu)、設(shè)計監(jiān)理和專家組，后者代表業(yè)主對設(shè)計咨詢成果進行評審決策，總體設(shè)計單位是設(shè)計咨詢工作執(zhí)行的主體，對整個項目各子系統(tǒng)起協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的作用，分項設(shè)計單位可根據(jù)情況設(shè)置一個和多個，總體組由多個設(shè)計單位的資深專家組成。這樣的層次結(jié)構(gòu)能明確執(zhí)行層和決策在技術(shù)和管理上的歸屬。

以上組織結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)項目咨詢設(shè)計系統(tǒng)三大目標(biāo)體系的組織保障。

規(guī)范的質(zhì)量保證體系是實現(xiàn)項目質(zhì)量控制的保障

咨詢設(shè)計提供的產(chǎn)品為具有高含量的咨詢設(shè)計成果。設(shè)計方案的優(yōu)劣與質(zhì)量的好壞決定整個工程建設(shè)的造價和質(zhì)量，質(zhì)量是建設(shè)項目追求的關(guān)鍵目標(biāo)。

①嚴(yán)格按iso9001質(zhì)量保證體系進行設(shè)計控制和管理，各分包單位也要制定相應(yīng)的質(zhì)量保證措施并交總體院和甲方審查備案；

②對單項工程的協(xié)調(diào)和管理建立專門制度和紀(jì)律規(guī)定，如方案審查制度；定期例會制度；文件審查會簽制度；資料管理制度；相互來往聯(lián)系單制度；統(tǒng)一軟件環(huán)境制度等等。以上活動均以表格進行記錄，并按照統(tǒng)一要求編號，使管理規(guī)范化。

③嚴(yán)格按工程質(zhì)量控制程序進行設(shè)計。

高素質(zhì)的人才是項目成功的保證

設(shè)計咨詢業(yè)與其他行業(yè)的不同關(guān)鍵在于它具有較高的技術(shù)含量。因此，高素質(zhì)的人才是項目成功的保證。在項目實施過程中，有三類人是非常關(guān)鍵的，他們是：既懂技術(shù)又懂管理的項目負(fù)責(zé)人；有較高業(yè)務(wù)素質(zhì)、認(rèn)真敬業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員；懂、會經(jīng)營、熟悉國際工程運作的經(jīng)營管理人員。這三種人不論對設(shè)計咨詢單位還是對業(yè)主，都是非常重要的。

咨詢設(shè)計單位加強規(guī)范化管理，與國際接軌

總之，工程項目的咨詢設(shè)計，包括投資機會、編制項目建議書、可行性研究、工程設(shè)計（包括初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計）、建設(shè)階段咨詢、生產(chǎn)準(zhǔn)備階段咨詢、生產(chǎn)階段咨詢包括后評估等。軌道交通工程作為大的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照建設(shè)程序進行項目建設(shè)，并突出設(shè)計咨詢系統(tǒng)的重要作用，使項目的建設(shè)更經(jīng)濟、更合理、更。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通高架橋的設(shè)計及實踐

提　要: 根據(jù)莘閔軌道交通線高架橋的設(shè)計, 重點介紹了軌道高架橋設(shè)計的整體構(gòu)思, 和一些重要問題的處理方法, 并給出部分參考數(shù)據(jù), 對同類設(shè)計具有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞: 軌道交通; 高架橋; 設(shè)計

1　前言

上海市莘閔軌道交通線是上海市閔行區(qū)南北向一條重要的公共交通干線, 是上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個組成部分, 同時也是我國在建的第一條城市輕軌交通線。工程全長約17. 2km, 其中高架橋合計總長約16. 7km 。高架橋主要包括區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)簡支跨(lp= 30 m )、區(qū)間連續(xù)梁及跨1 號線處滬杭鐵路線、橫瀝港等節(jié)點工程。

自2000 年7 月起, 我們承擔(dān)了連續(xù)梁和橫瀝港節(jié)點等的初步設(shè)計及施工圖設(shè)計工作。工程計有預(yù)應(yīng)力及鋼筋混凝土連續(xù)梁、岔線梁17 聯(lián), 其中含節(jié)點工程1 個, 合計線路長度約1. 8km, 12 月底完成了設(shè)計。該工程于2002 年初施工完成。

2　莘閔軌道交通線高架橋建設(shè)環(huán)境、工程特點及整體設(shè)計構(gòu)思

2. 1　莘閔軌道交通線高架橋建設(shè)環(huán)境

莘閔軌道交通線是上海市在建的第四條軌道交通線, 其中三條已建成或部分建成, 第一條線路地鐵1 號線全部走行于地下和地面, 第二條地鐵2 號線僅有局部(約一個半?yún)^(qū)間) 為高架線路, 第三條明珠線大部分為高架線路(約21. 4 km)。1999 年開始修建的明珠線是上海乃至我國首次在城市軌道交通線建中大規(guī)模采用高架線路, 城市軌道高架橋的設(shè)計、建造第一次在大型工程建設(shè)中得以實踐。

1998 年明珠線高架橋設(shè)計時, 已針對性地作了一些專題研究, 理論上解決了一些設(shè)計、施工上的難題, 提出工程上處理措施。截止2000 年, 從部分施工完成的工程上看, 這些方案和措施, 大部分都是成功和有明顯效果的, 但也發(fā)現(xiàn)了一些問題, 如橋梁整體造型差、結(jié)構(gòu)安全儲備偏大和箱梁底板出現(xiàn)沿筋縱向裂縫等。此外, 還由于時間關(guān)系, 對一些關(guān)鍵問題, 如基礎(chǔ)豎向沉降等, 也無法觀測和驗證。由于明珠線為地鐵, 莘閔線為輕軌, 兩者也存在一些差別。所以, 對莘閔線有關(guān)專家評價為: 國內(nèi)初次建造, 沒有成熟的經(jīng)驗, 更無現(xiàn)成的規(guī)范。

2. 2　莘閔軌道交通線高架橋工程特點

與一般鐵路橋梁相比, 莘閔軌道交通線高架橋有下列特點:

(1) 列車荷載小(軸重110 kn ); 運營最大車速v y, m ax= 60 km /h,

(2) 車速中等(最大設(shè)計車速vm ax= 80 km /h);

(3) 線路設(shè)計坡度大(最大設(shè)計坡度im ax= 30‰);

(4) 制動長度短(要求在100 m 長度內(nèi), 將車速由60 km ?h 制動至零速);

(5) 長鋼軌;

(6) 無碴承軌臺結(jié)構(gòu);

(7) 造型美觀度要求高;

(8) 乘坐舒適度要求高。

2. 3　莘閔軌道交通線高架橋整體設(shè)計構(gòu)思

根據(jù)我國、特別是上海市軌道交通線高架橋建設(shè)的現(xiàn)狀和能力, 重點考慮我國公路、城市道路和鐵路橋梁建設(shè)多年來積累的成熟經(jīng)驗和方法, 充分吸收和借鑒上海市城市軌道明珠線高架橋建設(shè)的經(jīng)驗、教訓(xùn), 適當(dāng)兼顧高架橋的現(xiàn)澆施工方法的需要, 在莘閔軌道交通線高架橋整體設(shè)計時, 在以下幾方面進行了重點研究:

2. 3. 1　高架橋造型

城市軌道高架橋的選型應(yīng)考慮功能、景觀、經(jīng)濟、施工、占地和工期等幾方面的需要, 其景觀度的要求遠(yuǎn)高于鐵路和公路橋。通過對已建成的明珠線高架橋(如圖1) 的調(diào)研, 認(rèn)為其景觀度中等, 主要不足為外形滯重, 給人一種粗笨的視角效果; 另外, 從橋梁受力上講, 橋墩安全儲備略顯偏大。本次根據(jù)上海位于江南的地理環(huán)境和上海市道路用地范圍窄、兩側(cè)高樓林立的特點, 采用融合法和消去法, 使之從屬城市環(huán)境。如圖2 為最后采用的造型, 其具有造型柔和, 色彩暗淡, 弱華視角效果的特點。

梁部同明珠線一樣采用箱梁, 主要考慮了兩方面的原因: (1) 箱梁整體受力好, 收縮徐變小; 適于中跨和大跨、簡支或連續(xù)結(jié)構(gòu), 可用于直線段、曲線段、出岔段和變寬段等, 減少橋梁類型; 設(shè)計施工經(jīng)驗豐富、成熟。

(2) 與明珠線保持協(xié)調(diào)一致。

墩柱采用不同于明珠線的變形單柱墩, 主要考慮莘閔線為橋?qū)拑H8. 80m 的單箱單室箱梁, 其梁部支承點相距較近; 箱梁側(cè)面與墩柱上部可采用一致斜率的直線, 而墩柱上下部采用大半徑圓曲線過渡, 使得線條流暢、比例恰當(dāng)、造型優(yōu)美; 對墩高的變化適應(yīng)性極強; 受力合理, 材料節(jié)省, 施工方便、快速。

2. 3. 2　連續(xù)梁梁部預(yù)應(yīng)力配束型式

通常, 對于跨度小于60 m、聯(lián)長小于150 m 的中等跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁, 為方便施工, 對預(yù)應(yīng)束的錨固采用端錨型式, 與之相應(yīng), 預(yù)應(yīng)力束多采用“長配束”型式布束。但莘閔線由于高架線路長達10 多km , 而梁部又只能采用現(xiàn)澆法施工, 為使大部分梁可以平行施工, 互不影響, 預(yù)應(yīng)束的錨固只得采用內(nèi)錨型式。所以, 對聯(lián)長均不大于150 m , 且多為三孔一聯(lián)的莘閔線連續(xù)梁如仍沿用傳統(tǒng)的“ 長配束”型式布束, 顯然是不經(jīng)濟的。為此, 對莘閔線連續(xù)梁配束式進行了研究。

結(jié)合懸灌法施工的連續(xù)梁的“ 短配束”型式, 共提出了三種配束方案: 長配束、短配束和長短束。并以(27 + 40+ 27) m 連續(xù)梁, 按施工圖設(shè)計階段進行地了同精度比較, 詳見表1:

表1　鋼束布置型式比較表

經(jīng)綜合比較結(jié)構(gòu)尺寸及受力、施工難易程度和工程投資等, 最終連續(xù)梁采用“ 長短束”配束方案。

2. 3. 3　縱向力及墩頂位移的控制

對于無碴無枕的無縫線路, 由于溫度變化、梁部撓曲引起梁軌間發(fā)生相對位移和低溫時鋼軌斷裂均產(chǎn)生很大的縱向力。通過研究, 縱向力對連續(xù)梁梁部影響一般小于3% , 梁部設(shè)計時可以不計; 但對于墩柱及基礎(chǔ), 受到的縱向力作用非常大, 在設(shè)計中起主導(dǎo)作用, 往往控制設(shè)計; 若按單墩承全部縱向力, 則墩臺身及基礎(chǔ)都比較龐大, 工程上造成浪費, 設(shè)計時應(yīng)考慮墩臺的共同作用, 將縱向力按墩身剛度(含支座剛度) 進行分配, 以使受力趨于合理, 經(jīng)濟上節(jié)約。

對于墩頂位移如按一般橋梁? ≤5l 1/2 (mm ) 控制, 旅客乘車的舒適性就會很差。本次參照秦沈高速鐵路的意見, 采用更嚴(yán)格的控制指標(biāo): 按下部結(jié)構(gòu)縱向水平線剛度控制。但由于輕軌與高速鐵路存在區(qū)別, 設(shè)計時將秦沈水平線剛度指標(biāo)進行了適當(dāng)折減。

2. 3. 4　豎向位移控制

高架橋上的無碴無枕軌道在施工完成后, 可以調(diào)節(jié)軌道高程只有軌道扣件。為保持運營期間線路設(shè)計坡度、減少線路豎向變形, 橋梁工后豎向變位必須控制在軌道扣件允許范圍以內(nèi)。莘閔線采用的w j21 型的調(diào)高量為40 mm , 用于正線或輔助線; ? 型為10 mm , 用于岔線。

圖3　豎向變位關(guān)系示意圖

工后豎向變位主要由預(yù)應(yīng)力梁的收縮徐變和基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生, 參見圖3, 可按下面方法計算: 由圖3, 可得s= m ax[sz, sz-s”(x)+ s’(x)] (1) 預(yù)應(yīng)力梁的收縮徐變s′(x) 和基礎(chǔ)不均勻沉降s”(x) 為時間的函數(shù), 豎向變位s 可表示為: s= s (t) (2) 橋梁豎向變位允許值[s ]一般取為軌道扣件調(diào)高量的50～ 75% , 但對于? 型, 取為10 mm 。

2. 3. 5　抗震設(shè)計

目前, 我國還沒有軌道交通高架橋的抗震設(shè)計規(guī)范, 而通常橋梁抗震設(shè)計中普遍采用的《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》及《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》, 又沒有或無法考慮橋上無縫線路軌道對橋梁結(jié)構(gòu)的作用。對此, 同濟大學(xué)的馬坤全等進行了研究。在設(shè)計中采取了如下原則或措施來進行抗震設(shè)計。① 高架橋上軌道結(jié)構(gòu)對橋梁的縱向約束作用, 顯著減少了橋梁的縱向地震響應(yīng)及對橋梁的抗震延性要求。② 板式橡膠支座可以明顯減少橋梁的地震響應(yīng), 改善橋梁的抗震延性性能。③ 墩柱縱向鋼筋的配筋率θ1≥0. 95% , 能確保該高架橋滿足“ 小震不壞, 中震可修, 大震不倒”的強度和變形控制原則。

2. 2. 3. 6　基礎(chǔ)沉降控制

由于莘閔線設(shè)計時, 明珠線高架橋基礎(chǔ)沉降的資料還來不及反饋, 故莘閔線仍采用明珠線高架橋基礎(chǔ)沉降控制的專題研究結(jié)論。定性上將大部分樁基礎(chǔ)置于⑦2 層上, 對于少量⑦2 缺失者, 置于⑧1 層上; 定量上采用鐵路、公路及上海市規(guī)范進行沉降檢算, 控制絕對沉降不大于30 mm, 相對沉降差不大于10～ 15 mm 。為減少沉降, 要求樁基礎(chǔ)施工完成與承軌臺開始施工的時間間隔不小于一定的時間。該時間一般取為90 d。

2. 3. 7　施工方法

根據(jù)上海市建設(shè)的經(jīng)驗、莘閔線的實際情況和上海市現(xiàn)有的施工水平、經(jīng)驗等, 考慮到高架橋高度通常不大于8. 0m, 個別地段(如車站范圍等) 也不大于2. 12. 0m, 經(jīng)過綜合比較工期、經(jīng)濟、施工難易程度和施工期間對環(huán)境、居民的影響等, 橋梁采取現(xiàn)澆法施工, 且以滿堂支架現(xiàn)澆法為主。梁部采用商品混凝土、泵送、滿堂支架澆筑; 墩柱采用商品混凝土、泵送或人工倒運、現(xiàn)澆?；A(chǔ)樁基若為打入樁, 則以預(yù)制為主; 若為灌注樁或其他形式基礎(chǔ), 多為商品混凝土就地澆筑。為減少梁部結(jié)構(gòu)的收縮徐變和基礎(chǔ)的沉降以滿足無碴軌道結(jié)構(gòu)對橋梁豎向變形限制的要求, 要求承軌臺施工開始與梁體施工完成的時間間隔不小于一定數(shù)值, 對簡支梁, 一般為90 d, 對連續(xù)梁為180 d。為保證工期, 采取多點、面平行施工梁部。

3　連續(xù)梁梁部設(shè)計

3. 1　設(shè)計基本資料和參數(shù)取值

3. 1. 1　基本資料

(1) 列車活載: 如圖4:

(2) 線路數(shù): 雙線, 線間距3. 3m;

(3) 橋梁寬度: 直線段8. 0m;

(4) 行車最大速度: 80 km /h;

(5) 地震力: 設(shè)計烈度7 度, 場地土類別類。

3. 1. 2　設(shè)計參數(shù)

·二期恒載: 64 kn /m;

·支座不均勻沉降: 考慮徐變折減后取0. 5～ 1. 0 cm;

·溫度力: 均勻升溫20℃ 、降溫-10℃; 非均勻升溫5℃;

·列車橫向搖擺力: 按豎向活載的2. 5% 計;

·列車活載沖擊系數(shù): 1+ λ= 1+ 12/(38+ l ) r jy= 1 860m pa, stm 1529 錨具。

·制動力和牽引力: 按豎向活載的15% 計, 當(dāng)與(2) 施工方法: 滿堂腳手架現(xiàn)澆法施工。離心力或和沖擊力組合時, 按10% 計。(3) 計算理論: 全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

3. 1. 3　其他資料

(1) 材料: 3. 2　梁部橫斷面、立面設(shè)計

混凝土: c50; 典型的橫斷面如圖5, 立面圖根據(jù)需要設(shè)計有三j 15. 20 高強度低松馳鋼絞線, 如圖6:

交大李喬教授等的a s23. 3　結(jié)構(gòu)受力分析、計算cb 和大橋局的prb p 等電算程序, 對個別項目, 采用對于結(jié)構(gòu)受力分析、計算, 按薄壁曲線箱梁理論, 手工計算和調(diào)整。采用箱梁有限元法。首先將結(jié)構(gòu)簡化為計算簡圖, 并劃對于具體計算過程, 可參見專著或文獻資料。下面分單元和節(jié)點, 根據(jù)不同施工階段荷載、結(jié)構(gòu)和約束等給出部分計算成果: 的不同進行計算。具體設(shè)計時國內(nèi)有很多成熟的專用

x ——控制點至梁端的距離(m )。n 采用的預(yù)應(yīng)力根數(shù)。

3. 4　徐變、疲勞分析計算土齡期3 年時, 結(jié)構(gòu)徐變拱度為11. 9mm 。另外, 也對30 m 簡支預(yù)應(yīng)力梁進行了疲勞分析, 常用荷載下, 鋼為定量預(yù)應(yīng)力混凝土梁的徐變影響, 采用徐變量絞線的活載應(yīng)力幅為9. 2m pa, 小于允許的疲勞強度較大的進行了分析計算, 其在二期恒載施加后至混凝值52. 0m pa; 混凝土的最大疲勞應(yīng)力為6. 2m pa, 小于允許的最大疲勞應(yīng)力20. 1m pa 。由以上計算, 認(rèn)為3. 5　主要經(jīng)濟指標(biāo)徐變、疲勞對連續(xù)梁不控制, 可不予檢算。

表4　連續(xù)梁主要經(jīng)濟指標(biāo)

指標(biāo)1: 每m2 橋面的含量。指標(biāo)2: 每m3 混凝土的含量(對普通鋼筋, 不含齒塊, 隔板、橫梁)?；炷林笜?biāo): 每m2 橋面的橋?qū)挵淳€間距+ 4. 7m 計。

3. 6　按主+ 特檢算, 允許應(yīng)力提高45% 。通過計算, 莘閔線的活載作用與汽2超20 級相當(dāng) 4. 2　墩柱結(jié)構(gòu)尺寸或略大。與明珠線相比, 總體上講略小, 具體為活載比約為明珠線的0. 84, 總荷載比約為0. 94, 隨跨度增大該值也變大。從混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼束和普通鋼材用量上講, 一般均大于公路汽2超20 級梁; 與明珠線比較, 除普通鋼筋大于明珠線外, 其余兩項相當(dāng)。從結(jié)構(gòu)尺寸上講, 一般均大于公路汽2超20 級梁; 與明珠線接近。

4　墩柱及基礎(chǔ)設(shè)計

墩柱及基礎(chǔ)的設(shè)計、計算, 除荷載組合與鐵路及公路橋梁差別較大外, 計算原理、方法均無本質(zhì)差別。荷載組合的差別主要由軌道高架橋特有的軌道縱向力引起。為節(jié)約篇幅, 以下重點介紹其與鐵路、公路橋設(shè)計上的不同處和主要設(shè)計成果。

5　結(jié)束語

墩柱配筋一般遠(yuǎn)大于汽2超20 級橋梁, 接近普通正在成為城市基礎(chǔ)設(shè)施的軌道交通中, 高架橋占國鐵橋梁。對于墩高小于8. 0m, 跨度30～ 40 m 高架線路長度85～ 95% , 而軌道交通高架橋的設(shè)計、施工橋, 一般每延m、每m2 橋梁墩柱混凝土為1. 2m3、在我國剛剛起步, 為此, 研究橋梁結(jié)構(gòu)型式、造型、荷載0. 15m 3, 鋼筋為234 kg 、29. 3kg 。承臺混凝土含筋量的作用和施工方法、工藝等, 已成為迫切課題。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通站臺屏蔽門系統(tǒng)電氣設(shè)計

摘要 簡要介紹屏蔽門系統(tǒng)在城市軌道交通建設(shè)中的發(fā)展,及城市軌道交通屏蔽門系統(tǒng)的組成,并對其配電方式、蓄電池容量計算、控制設(shè)計進行描述,以供地鐵電氣設(shè)計人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞 城市軌道交通 屏蔽門 系統(tǒng) 電氣設(shè)計

1概述

目前我國城市軌道交通項目建設(shè)處在快速發(fā)展和不斷完善的過程中。改善軌道交通設(shè)備系統(tǒng)及其配套設(shè)施,優(yōu)化地鐵候車環(huán)境,提高城市軌道交通的服務(wù)水平,采用節(jié)約能源的新設(shè)備和新技術(shù)將是一種必然的要求和趨勢。

城市軌道交通站臺屏蔽門安裝于地鐵、輕軌等交通車站站臺邊緣,將軌道與站臺候車區(qū)隔離,設(shè)有與列車門相對應(yīng), 可多級控制開啟與關(guān)閉滑動門的連續(xù)屏障,簡稱屏蔽門。屏蔽門作為城市軌道交通的新型設(shè)備系統(tǒng),在廣州地鐵二號線首次投入使用,由于其良好的節(jié)能效果和對乘客的安全舒適保障,越來越得到相關(guān)建設(shè)部門的認(rèn)同。

2構(gòu)成及功能

2.1基本構(gòu)成

屏蔽門系統(tǒng)由機械和電氣兩部分構(gòu)成,一般有三種結(jié)構(gòu)形式,見圖1、2、3。

2.2基本功能

屏蔽門在軌道交通站臺中的基本功能如下:

a.屏蔽門可以防止人和物體落入軌道和非法闖入隧道,杜絕因而引發(fā)的事故、延遲運營與增加額外成本。

b.減少站臺區(qū)與軌行區(qū)之間氣流的交換,通過對地下車站通風(fēng)空調(diào)制式的改變,降低車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運營能耗。

c.成為鐵路車輛和車站基礎(chǔ)設(shè)施之間的緊急欄障和安全整合的安全系統(tǒng)。

d.減少列車運行噪聲及活塞風(fēng)對站臺候車乘客的影響,改善乘客候車環(huán)境。

e.保障乘客和工作人員的人身安全,阻擋乘客進入軌道,拓寬乘客在站臺候車的有效站立空間。

f.更好的乘客管理。當(dāng)列車?？吭谡_的位置上,乘客才進入列車或站臺。

g.在火災(zāi)或其他故障模式下,可以配合相關(guān)系統(tǒng)進行聯(lián)動控制。

h.可以利用屏蔽門采用一體化的信息、廣告顯示屏,達到資源的最大化利用,同時對車站整體空間布置進行簡化。

3配電系統(tǒng)設(shè)計

3.1電源

主要包括驅(qū)動電源、控制電源,電源設(shè)備設(shè)置在屏蔽門系統(tǒng)設(shè)備室。

3.2供電方式

根據(jù)目前國內(nèi)屏蔽門設(shè)計和投標(biāo)的情況,控制電源采用ups(不間斷電源系統(tǒng))供電,驅(qū)動電源的供電方式則分為兩種:直流供電、交流供電。

3.2.1直流供電

電源設(shè)備由ups、隔離變壓器、整流器、蓄電池等設(shè)備組成。屏蔽門直流無刷電機及dcu(門控單元)采用直流10供電;psc(主控機)和psl(就地控制盤)采用直流2v或5v供電。低壓配電系統(tǒng)提供兩路20/30電源到自動切換箱,輸出一路三相30電源及一路單相20電源。30電源經(jīng)過ups、三相隔離變壓器和整流器至10直流母線,然后由直流10母線每側(cè)饋出三路直流送至各個門控單元。當(dāng)供電回路、開關(guān)或整流器均故障時,蓄電池的容量應(yīng)能滿足屏蔽門驅(qū)動系統(tǒng)每小時開/關(guān)門5次的要求,見圖4。

3.2.2交流供電

3.2.2.1正常運行

正常情況下,屏蔽門的驅(qū)動電源由主電源供應(yīng),當(dāng)主電源故障時,電源自動切換裝置自動將主回路切換到備用電源,將備用電源投入。

ups充電模塊通過內(nèi)部的交直交轉(zhuǎn)換,一方面除對蓄電池組進行浮充電外,另一方面通過ac30隔離變壓器向屏蔽門配電單元交流供電,并由門控單元經(jīng)交直流轉(zhuǎn)換驅(qū)動電機運動,見圖5。

3.2.2.2故障運行

充電模塊采用n+1冗余配置,當(dāng)某個充電模塊發(fā)生故障時,由于ups充電模塊的在線式熱插拔的固有特性,使其不會對其余充電模塊產(chǎn)生影響,其余充電模塊繼續(xù)給負(fù)荷供電。

當(dāng)主電源、備用電源均發(fā)生故障時,由電池組經(jīng)逆變器將直流轉(zhuǎn)換為交流,通過ac380v隔離變壓器向屏蔽門/安全門配電單元交流供電,并由門控單元經(jīng)交直流轉(zhuǎn)換驅(qū)動電機運動。在低壓一主一備兩路交流電源斷電后,蓄電池的容量應(yīng)能滿足屏蔽門驅(qū)動系統(tǒng)每小時開/關(guān)門5次的要求。當(dāng)交流電源恢復(fù)供電時,系統(tǒng)具有自啟動功能,保證交流電恢復(fù)時能自動恢復(fù)正常運行。

3.3電源容量計算

屏蔽門系統(tǒng)驅(qū)動電源主要是為門機提供穩(wěn)定的電源。驅(qū)動電源主要由電源自動切換裝置、充電模塊、降壓硅鏈、微機監(jiān)控裝置、絕緣監(jiān)測裝置、防雷裝置、進口免維護蓄電池和饋線回路等構(gòu)成。

控制電源是為屏蔽門系統(tǒng)的控制設(shè)備如主控機(psc)、屏蔽門緊急操作指示盤(ibp)、站臺端頭控制盒(psl)等提供電力需求。控制電源由ups(含蓄電池)、直流變換穩(wěn)壓電源裝置、饋線回路等構(gòu)成。

3.3.1驅(qū)動電源容量的計算

a.確定驅(qū)動設(shè)備用電參數(shù)。dcu額定工作電壓、dcu工作電壓范圍、滑動門啟動時的最大電流、滑動門恒定最大速度時的額定連續(xù)電流、dcu控制電流、滑動門頂盒上指示燈等。

b.繪制屏蔽門開/關(guān)門dcu電力負(fù)荷曲線圖。

c.蓄電池容量及單體數(shù)量的確定(以目前屏蔽門普遍采用的德國陽光電池為例)。

考慮最嚴(yán)峻的條件,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)兩側(cè)站臺的屏蔽門同時動作時,蓄電池需要放出的電流為:

imax1=i1+i2 (1)

式中:imax1———蓄電池最大放電電流;

i1———站臺兩側(cè)滑動門同時開關(guān)時dcu最大電流;

i2———門頂盒指示燈電流。

依據(jù)陽光蓄電池的選擇原則,需要考慮設(shè)計系數(shù)(δ1=11)、溫度系數(shù)(δ2=10)、壽命系數(shù)(δ3=12)。則:

imax2=imax1×δ (2)

式中:imax2———計算電流;

δ———可靠系數(shù),δ=δ1×δ2×δ3=11×10×12≈14。

按照屏蔽門開/關(guān)門dcu電力負(fù)荷曲線圖的負(fù)荷曲線,依據(jù)《電站變電所用大型鉛酸蓄電池容量確定》(ansi-ist45-17)的標(biāo)準(zhǔn),將蓄電池放電時間確定為3i。查陽光電池5i恒電流放電數(shù)據(jù)表,進行蓄電池容量選擇。

考慮到線路壓降及安全因素,蓄電池的浮充電壓選擇為10,則:

3.3.2控制電源容量的計算(以標(biāo)準(zhǔn)島式車站站臺為例)

a.首先確定控制設(shè)備的工作電壓(控制設(shè)備指psc、ip、psl)。

b其次計算控制電源容量:

wk=n×iσk/(η×δ) (4)

式中:wk———控制電源(ups)最大功率需求(k);

iσk———控制設(shè)備總電流(a);

n———單側(cè)站臺的屏蔽門滑動門數(shù)量;

η———ups效率;

δ———直流穩(wěn)壓電源裝置效率。

3.3.3屏蔽門供電總?cè)萘?

屏蔽門三相ac30電源為屏蔽門系統(tǒng)提供的電力需求應(yīng)滿足屏蔽門系統(tǒng)驅(qū)動電源、控制電源(ups)及蓄電池充電的需求,則有:

wz=wq+wk+wx (5)

式中:wz———整個站臺最大功率需求;

wq———屏蔽門開/關(guān)時dcu(包括門指示燈)的最大功率需求;

wx———蓄電池充電最大功率需求,蓄電池最大充電電流取01c10(c10為電池1小時放電參數(shù))。

其中:wq=umax×imax/η (6)

式中:umax———dcu最大工作電壓(10);

imax———站臺屏蔽門同時開/關(guān)時dcu(包括門指示燈)最大電流;

η———充電模塊效率,取為09。

3.4控制系統(tǒng)設(shè)計

屏蔽門控制系統(tǒng)應(yīng)由以下幾個主要部分構(gòu)成:主控機(包括邏輯控制單元及狀態(tài)監(jiān)視單元)psc、就地控制盤(psl)、門控單元(dcu)組、通訊介質(zhì)及通訊接口等設(shè)備。

每個車站的每側(cè)站臺屏蔽門應(yīng)具有獨立的一套邏輯控制單元,每個車站應(yīng)有至少一套遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng);每個車站內(nèi)的屏蔽門系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)具有足夠的與其它系統(tǒng)設(shè)備進行接口的接線端子、接口設(shè)備。每側(cè)屏蔽門的控制完全獨立,相互之間不設(shè)置互鎖。

根據(jù)屏蔽門系統(tǒng)內(nèi)部通信的需要,以每側(cè)站臺單元控制器、psl和dcu為單位組成一個相對獨立的子系統(tǒng),通信方式采用現(xiàn)場總線和硬線連接。每個門控單元(dcu)之間沒有通訊需求,單個控制系統(tǒng)中,只存在單元控制器向每個dcu進行廣播式通訊,而每個dcu向單元控制器反饋每個門機狀態(tài)信息。根據(jù)屏蔽門系統(tǒng)設(shè)置特性,控制系統(tǒng)采用總線型的局域網(wǎng)。

采用標(biāo)準(zhǔn)通用、開放的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,方便與其它專業(yè)進行接口?，F(xiàn)場總線采用tcp/i(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)通信協(xié)議,每個dcu作為一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點掛接在網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線上,psc作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,dcu作為網(wǎng)絡(luò)工作站。采用冗余設(shè)計,當(dāng)總線上其中一個節(jié)點發(fā)生故障時,其它網(wǎng)絡(luò)結(jié)點不會受影響?，F(xiàn)場總線采用部分點對點的通訊線路進行命令及響應(yīng)的傳輸。對于一些關(guān)鍵信號,psc與psl間以及psc與dcu之間、單元控制器與dcu之間、psl與dcu之間采用點對點的硬線連接。

3.5安全設(shè)計

3.5.1安全系統(tǒng)組成

屏蔽門系統(tǒng)在城市軌道交通的采用,其中一個最主要的原因就是應(yīng)保證運營、乘客的安全,為達到這個要求,需要屏蔽門設(shè)計在本身的結(jié)構(gòu)性能、安全保障以及設(shè)計周全等方面作好相應(yīng)的工作。除采用設(shè)置站臺監(jiān)控亭、應(yīng)急門、防夾設(shè)計外;電氣設(shè)計方面,還有安全回路設(shè)計、接地及絕緣層設(shè)計等。

3.5.2安全回路設(shè)計

安全回路的概念是,為了保證屏蔽門關(guān)閉和鎖定狀態(tài)的故障安全檢測,采用一個串聯(lián)式連線回路,沿車站站臺穿過所有的滑動門與應(yīng)急門。當(dāng)回路閉合時,向信號系統(tǒng)發(fā)出一個“所有滑動門/應(yīng)急門關(guān)閉和鎖定”的信號,此回路就簡稱安全回路。

其作用在于,當(dāng)回路閉合時,授權(quán)列車才能離開車站;當(dāng)回路斷開時,禁止列車離開或進入車站。

3.5.3接地及絕緣層設(shè)計

地鐵牽引配電系統(tǒng)采用直流供電,并把鋼軌作為匯流通道,因此鋼軌與大地間存在電位差會對乘客造成影響。因此為確保乘客及工作人員的安全,要求在乘客及工作人員易接觸到的金屬部件與列車的金屬部件之間采用等電位連接。在站臺兩端各用一根電纜與鋼軌回流線相連,同時屏蔽門采用絕緣安裝,以保持軌道與站臺的電氣隔離。

3.5.4緊急控制盤(ibp)

屏蔽門系統(tǒng)緊急控制盤設(shè)置在車站車控室,一般與消防、emcs(設(shè)備監(jiān)控)、fas(防災(zāi)報警)等緊急操作按鈕統(tǒng)一布置,緊急控制盤上的操作按鈕高度應(yīng)方便運營人員緊急操作。在允許緊急控制盤操作狀態(tài)下,緊急控制盤能控制屏蔽門進行開門、關(guān)門操作。

4小結(jié)

城市軌道站臺屏蔽門系統(tǒng)是一項集建筑、機械、電子、自動控制和計算機等多種學(xué)科于一體的高科技產(chǎn)品,在中國高速發(fā)展的城市軌道交通領(lǐng)域,將會得到更多、更廣泛應(yīng)用。由于它涉及地鐵領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)較多,諸如:行車組織、限界、車輛、通信、信號、自動化集成系統(tǒng)、供電、結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè),相互關(guān)聯(lián)的處理接口也眾多,這就需要相關(guān)的專業(yè)人員進行更深的研究,緊跟時展的步伐為業(yè)主提出更好更合理的解決方案。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通客流預(yù)測的評估和抗風(fēng)險設(shè)計

[摘要]客流預(yù)測是軌道交通建設(shè)的重要基礎(chǔ)工作，本文闡述了客流預(yù)測的目的和內(nèi)容，分析了客流預(yù)測的難度和風(fēng)險，提出了可信性評價的要點，對客流預(yù)測提出丁波動范圍的要求；同時采取了面對現(xiàn)實的觀點，創(chuàng)建了抗風(fēng)險設(shè)計的現(xiàn)念，對客流預(yù)測的風(fēng)險做了有限性和突破性的分析，提出了抗風(fēng)險的適應(yīng)性和轉(zhuǎn)移性的措施。使客流預(yù)測的數(shù)據(jù)與運營能力設(shè)計之間，具有較大適應(yīng)彈性，為今后軌道交通的客流預(yù)測分析和系統(tǒng)運能設(shè)計提供新的思路。

[關(guān)鍵詞]軌道交通 客流預(yù)測 可信性評價設(shè)計運能 抗風(fēng)險設(shè)計

1 客流預(yù)測的目的和作用

城市軌道交通客流預(yù)測是為軌道交通建設(shè)規(guī)模決策的主要依據(jù)，并在項目設(shè)計中起著重要作用。根據(jù)客流預(yù)測各項數(shù)據(jù)，將對軌道交通建設(shè)的重要問題作出判斷和決策，例如：

①軌道交通工程建設(shè)的必要性和迫切性；

②選定軌道交通制式和車輛選型；

③確定系統(tǒng)設(shè)計運能，列車編組，行車密度和行車交路；

④確定車站基本規(guī)模，站臺長度、寬度，車站樓梯和出人口總寬

⑤選擇機電設(shè)備系統(tǒng)，計算其容量和用電負(fù)荷；

⑥選定售檢票系統(tǒng)制式和規(guī)模，擬定票價政策；

⑦核算運營成本和經(jīng)濟效益評價。

由此可見，客流預(yù)測工作在軌道交通工程建設(shè)的前期工作中處于十分重要地位，可以說做好對客流預(yù)測數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，是進行軌道交通建設(shè)和設(shè)計工作的起步點，是工程項目建設(shè)規(guī)模和運營經(jīng)濟評價的基礎(chǔ)，是項目風(fēng)險的評價要素和關(guān)鍵。因此在軌道交通領(lǐng)域內(nèi)，客流預(yù)測已成為一項專題研究，專題評審的專項課題。

2 客流預(yù)測的內(nèi)容和難度

城市軌道交通客流預(yù)測是近年發(fā)展起來的一門預(yù)測學(xué)。在我國22世紀(jì)60年代建設(shè)地鐵開始，雖對地鐵客流預(yù)測有所研究，但方法簡單，尚屬于啟蒙階段，當(dāng)時以“戰(zhàn)備為主，兼顧交通”為建設(shè)原則，對地鐵客流預(yù)測尚未放置重要地位，缺乏系統(tǒng)認(rèn)識。20世紀(jì)80年代開始，因國家改革開放政策，使地鐵建設(shè)原則轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖煌橹鳎骖檻?zhàn)備”。在思想上是一個大解放，在技術(shù)上與國外有了充分交流，并從國外引進了客流預(yù)測方法及其數(shù)學(xué)模型，隨電子計算機技術(shù)發(fā)展，使軌道交通客流預(yù)測成為一項專門的技術(shù)學(xué)科。

多年來，客流預(yù)測的數(shù)學(xué)漠型經(jīng)過我國交通專家的研究開發(fā)，結(jié)合各城市的實際情況，經(jīng)多年積累資料，摸索城市客流的特征和規(guī)律，對各項參數(shù)和程序進行不斷修正，已經(jīng)逐步建立起—套完整的預(yù)測方法和計算模型體系，并還在不斷的積累經(jīng)驗，不斷的完善，使客流預(yù)測的可信度也在不斷提高。

但在實際運用中要達到較高的可信度，仍存在較大的難度，這是值得重視的問題?？土黝A(yù)測的難度主要是難在客流預(yù)測的內(nèi)容和預(yù)測條件的復(fù)雜性。

2．1 客流預(yù)測的內(nèi)容

根據(jù)實際運用經(jīng)驗，在軌道交通系統(tǒng)中，從系統(tǒng)功能要求出發(fā)，在城市總體規(guī)劃和軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的前提下，按各設(shè)計年限、對客流預(yù)測的成果可歸納為如下五類基本內(nèi)容：

(1)全線客流：全日客流量和各小時段的客流量及比例

①全日客流量，是表現(xiàn)和評價運營效益的直觀指標(biāo)，并進一步評價線路負(fù)荷強度的重要指標(biāo)。

②各小時段的客流量及l(fā)咖，是為全日行車組織計劃提供依據(jù)，在保證運營能力和服務(wù)水平的前提下，合理安排行車間隔，提高列車滿載率及運營效益。

(2)車站客流：包括全日、早、晚高峰小時的上下車客流、站間斷面流量以及相應(yīng)的超高峰系數(shù)。其中：

①高峰小時時段的站間最大單向斷面流量。這是決定建設(shè)軌道交通的必要性和確定系統(tǒng)運量規(guī)模的基本依據(jù)，由此選定交通制式，車型，車輛編組長度，行車密度及車站站臺長度；

②全線早、晚高峰小時的站間斷面流量。這是全線運行交路設(shè)計的基本依據(jù)，由此確定區(qū)域折返交路、折返列車數(shù)量、折返車站位置及配線形式。并計算運用車輛配置數(shù)量。

③各車站早、晚高峰小時的上下車客流量及相應(yīng)的超高峰系數(shù)。這是各車站規(guī)模設(shè)計的基本依據(jù)，由此計算站臺寬度；樓、扶梯寬度；售、檢票機數(shù)量；車站出入口的總寬度等。其中晚高峰小時客流量對地下車站的空調(diào)、通風(fēng)量計算具有控制性作用。

④此外，必要時應(yīng)對車站客流進一步分析，預(yù)測到達本站的客流所采用的各種交通方式的分類和比例。這為本車站附近女n何考慮停車場用地的規(guī)模提供依據(jù)。

(3)分段客流：站間od表、平均運距及各級運距的乘客量

此項數(shù)據(jù)是為進行分段客流統(tǒng)計，制訂票制和票價的分析，最終對建設(shè)投資、運營成本作財務(wù)分析，對社會經(jīng)濟效益分析，提出項目效益評價意見。

(4)換乘客流：各換乘站分向換乘客流量

這項數(shù)據(jù)對線路主客流方向的評價很重要。并為換乘形式設(shè)計和換乘車站間的換乘通道或樓梯的寬度的計算提供依據(jù)。

(5)出入口分向客流

根據(jù)每一座車站確定的出人口分布位置，對每個出入口作分向客流預(yù)測，并作波動性分析，為每個出入口寬度計算提供依據(jù)。

以上各種預(yù)測數(shù)據(jù)的內(nèi)容繁多，要求較高，必然存在較大難度。

2．2 客流預(yù)測的難度

以上數(shù)據(jù)的預(yù)測，在各階段的要求是不同的。從預(yù)可、可研、總體設(shè)計，初步設(shè)計等各個階段進行分步預(yù)測，內(nèi)容和深度總是由宏觀到微觀、逐步深人細(xì)化。

回顧近年來，核對以往各城市軌道交通線路的客流預(yù)測結(jié)果，與實際運營客流統(tǒng)計值相差較大，并非令人滿意。是哪些原因造成的呢，這需要我們進行實事求是的客觀分析。主要原因是：

(1)預(yù)測年限較長，積累資料不足，預(yù)測技術(shù)尚須改進完善

從工程立項開始至建成通車，一般需要五年。然后再預(yù)測通車后25年的遠(yuǎn)期客流規(guī)模，總共要預(yù)測30年的客流，時間跨度大，難以掌握城市發(fā)展中曬隙、經(jīng)濟和人們活動的規(guī)律，不定因素太多。同時這項技術(shù)尚在不斷發(fā)展研究之中，積累資料不足，數(shù)學(xué)模型和預(yù)測技術(shù)尚未定型，還須不斷改進完善，對預(yù)測數(shù)據(jù)的把握，評價標(biāo)準(zhǔn)，都有很大的難度。

(2)城市發(fā)展過程中的規(guī)劃背景難以穩(wěn)定

客流預(yù)測是必須以城市發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)。對城市范圍和結(jié)構(gòu)形態(tài)，用地分布性質(zhì)，人口分布數(shù)量，居民和流動人口的出行量等，均為預(yù)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)都是來自城市總體規(guī)劃，而城市規(guī)劃一般只做10-20年的近期和遠(yuǎn)期的城市建設(shè)規(guī)劃，雖然也做遠(yuǎn)景規(guī)劃，卻是長遠(yuǎn)性和宏觀性的規(guī)劃。經(jīng)驗告訴我們，城市發(fā)展過程是難于控制的，規(guī)劃不等于實施，往往是規(guī)劃超前于實施；也有規(guī)劃落后于實施，這是少數(shù)。這些現(xiàn)象主要決定于國民經(jīng)濟發(fā)展水平和財政支持能力。因此城市規(guī)劃總是要不斷的進行調(diào)整修改，所以城市規(guī)劃是屬于動態(tài)規(guī)劃。由此可見，客流預(yù)測依靠城市發(fā)展過程中難以穩(wěn)定的規(guī)劃為工作背景，必將造成預(yù)測結(jié)果與將來的實際有一定差異，這種差異是難以估計的。

(3)票價的競爭性和敏感性，對客流量的波動性

乘客的消費觀念和對票價的承受能力是難以控制的活動因素，尤其在市場經(jīng)濟條件下，城市交通中各種交通的存在，必定會與軌道交通形成競爭局面，對于乘客來說，需要面對時間與票價之間進行權(quán)衡和選擇，關(guān)鍵在票價。那么就看票價定位在哪個薪水階層，乘距為多長的客流對象。這與運營的經(jīng)營政策密切相關(guān)。但是在客流預(yù)測時，可以從需求進行預(yù)測，但很難對票價進行正確定位，也很難對客流量的競爭性和敏感陛進行數(shù)量級的準(zhǔn)確分析，這需要長年在運營中不斷積累和探索。從國內(nèi)外運營經(jīng)驗證明，票價對客流是具有較大的敏感性，同時也說明了票價對客流具有可調(diào)節(jié)性和可控性的，這一點是值得我們重視。

(4)線網(wǎng)規(guī)劃不完整，線路總體規(guī)模不明

城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃工作僅僅是在最近幾年有—個比較全面的認(rèn)識，雖然線網(wǎng)規(guī)劃總是隨城市總體規(guī)劃而動態(tài)變化，有時候也會發(fā)生局部調(diào)整。一般來說，由于城市中心區(qū)建設(shè)的形態(tài)和規(guī)模應(yīng)該是比較穩(wěn)定的，對于城市遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)模也是相對穩(wěn)定的。這對于做好城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是提供了基本條件。事實上有些城市對于線網(wǎng)規(guī)劃還缺乏深層的研究，線網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容還不完整，對城市結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)展認(rèn)識不足，造成各條線路建設(shè)的起終點和走向有很大的隨意性，缺少嚴(yán)肅性。單條線路和線網(wǎng)關(guān)系模糊，往往會造成線網(wǎng)規(guī)劃不穩(wěn)定，線網(wǎng)總體規(guī)模不明，造成各條線路之間關(guān)系變化不定，尤其對已建線路的客流影響很大。使原預(yù)測的客流量值在量級上發(fā)生“質(zhì)”的變化。這種情況已在國內(nèi)發(fā)生多例，應(yīng)引起重視。

綜上所述，客流預(yù)測是一門新生的預(yù)測學(xué)。由于對城市規(guī)劃有極大的依賴性，對人(乘客)的思維和行為只能規(guī)劃導(dǎo)向，不可強制；對客流量只能從合理需求預(yù)測，淡化未來的票價政策及其影響；因此，客流預(yù)測成果不可能做到準(zhǔn)確性，而是存在較大的風(fēng)險性，只能做到在預(yù)定的城市規(guī)劃條件下，具有相對的可信性。

3 對客流預(yù)測值的評價

城市軌道交通客流預(yù)測是為軌道交通建設(shè)規(guī)模決策的主要依據(jù)，這在本文開始已經(jīng)闡述，但按目前的方法和技術(shù)，只能做到相對的可信性，這是事實。我們應(yīng)面對現(xiàn)實，既然客流預(yù)測只具有相對的可信性，那么如何評價和應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，為軌道交通工程規(guī)模決策服務(wù)呢，是當(dāng)前值得研究的實際問題。

經(jīng)多年來的實踐，我國城市交通研究單位和學(xué)者，對客流預(yù)測工作已經(jīng)取得較大的進步和發(fā)展，對城市軌道交通客流的特征和規(guī)律又有深層認(rèn)識，在預(yù)測結(jié)果的數(shù)據(jù)上表現(xiàn)出十分謹(jǐn)慎的態(tài)度，加強了定性定量的分析論證，使客流預(yù)測成果的可信度日趨提高，這是可喜的一面；同時我們還必須用積極和科學(xué)的態(tài)度去探討和評價，要從預(yù)測的過程中找控制點，從控制點找關(guān)鍵，從結(jié)果看風(fēng)險，從運營評適用性，這樣才能得到有效的應(yīng)用。為此本文對客流預(yù)測的方法和過程，對客流預(yù)測成果的評價，歸納為如下評價要點。

3．1 客流預(yù)測的評價要點

①客流預(yù)測的依據(jù)和背景資料來源清楚，有據(jù)可查。

②客流預(yù)測的年限和范圍正確，對已建或規(guī)劃的線路關(guān)系明確。

③客流預(yù)測的技術(shù)路線清晰，選用的參數(shù)，經(jīng)過推算論證，縱橫比較

④客流預(yù)測的模型和技術(shù)成熟，經(jīng)過實例驗證，力祛可用。

相對合理。

⑤客流預(yù)測的內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)齊全。對預(yù)測成果經(jīng)分析論證，從量級上宏觀判斷，基本可信。

⑥對預(yù)測客流進行敏感性分析，波動幅度基本可信。

以上客流預(yù)測評價要點，也是客流預(yù)測報告中需要講清楚的內(nèi)容。因為預(yù)測的背景資料、技術(shù)路線與有關(guān)參數(shù)，內(nèi)容是否完整，都是擺在明處，容易判斷。但預(yù)測的過程是看不到的。因此作為評審者如何評價其預(yù)測的各項數(shù)據(jù)從量級上宏觀判斷成果的可信度；如何對客流預(yù)測成果進行風(fēng)險分析，這是評價的關(guān)鍵。

3．2 客流預(yù)測的可信度評價

在客流預(yù)測的評審中，要各位專家將每項數(shù)值進行推測、分析，再判斷其正確性，這是不可能的。由于軌道交通系統(tǒng)規(guī)模的控制性關(guān)鍵，是全線各區(qū)間的高峰小時客流和車站乘降客流，上述數(shù)值起主要控制性的環(huán)節(jié)是全日客流總量。為此，把全日客流總量作為客流預(yù)測可信度評價的主控點是可行的。

在實際工程中，最容易出問題的就是全日客流總量失控。有些城市對軌道交通某—條線路客流預(yù)測時，沒有注意從線網(wǎng)規(guī)劃的客流總量平衡，往往造成總量突破，必然使預(yù)測成果可信度嚴(yán)重下降，即無可信度。所以，每條線路的客流預(yù)測必須從全市軌道交通的規(guī)劃線網(wǎng)去考慮，把握線網(wǎng)客流總量控制和分配。所以，對全日客流總量做好宏觀總量控制是一個總體控制環(huán)節(jié)，是客流預(yù)測成果評價的質(zhì)量控制點。

對全日客流總量評價，應(yīng)注意幾項參數(shù)選定。如：人口數(shù)量(包括流動人口)和出行強度；各種出行方式分配中，公共交通系統(tǒng)承擔(dān)的比例和軌道交通系統(tǒng)分擔(dān)的比例；以及軌道交通系統(tǒng)內(nèi)的換乘系數(shù)。

上述基本參數(shù)，均在城市總體規(guī)劃和交通戰(zhàn)略規(guī)劃所定。在客流預(yù)測時，必須與其保持一致。只要對軌道交通系統(tǒng)內(nèi)的換乘系數(shù)估計恰當(dāng)，軌道交通(全網(wǎng))系統(tǒng)的全日客運總量估算是可信的。這樣對每條線的總量分配得到相對控制，保證每條線的車站乘降客流和區(qū)間斷面流量在運量級上不會產(chǎn)生太離奇的偏離。

以上分析說明，客流預(yù)測必須看重線網(wǎng)規(guī)劃的客流總量控制和分配；對客流預(yù)測結(jié)果應(yīng)重視宏觀的量級的控制。這是對客流預(yù)測結(jié)果可信度評價的基本點。

4 客流預(yù)測值的應(yīng)用和抗風(fēng)險設(shè)計

客流預(yù)測是依據(jù)城市遠(yuǎn)景規(guī)劃條件下進行預(yù)測的，客流預(yù)測的結(jié)果經(jīng)過專家評審，只要認(rèn)為基本可信的，我們應(yīng)該可用。但是風(fēng)險依然存在，可信度有多高，不會有人下定論的。還是要設(shè)計人員自己去學(xué)會分析判斷，所以我們對客流預(yù)測結(jié)果的應(yīng)用，既要現(xiàn)實一些，又要謹(jǐn)慎—些；既要重視定性分析，更要加強宏觀性的量級判斷，才能做好抗風(fēng)險設(shè)計。

4．1 系統(tǒng)運能的概念

為了研究抗風(fēng)險設(shè)計，先沒定系統(tǒng)運能的幾種概念，即設(shè)汁運能；儲備運能；潛在運能。

設(shè)計運能：按客流需求設(shè)計的運能。即：按設(shè)計的列車編組、定員、運行密度而定的運輸能力（萬人次/h），設(shè)計運能必須滿足遠(yuǎn)期設(shè)計年限的高峰小時單向最大斷面流量的預(yù)測值。 儲備運能：按運營系統(tǒng)配置的線路和設(shè)備，可承擔(dān)的最大運能。這是按選定的列車長度為前提，根據(jù)全線車站的折返線，車場出入線的配線形式和信號配置的功能，計算出最大通過能力，取其中較小的值為控制性運能。上述控制性運能必須大于設(shè)計運能，并有一定的貯備系數(shù)。

潛在運能：考慮未來技術(shù)的發(fā)展，可能提高的運能。一般來說，必須進行信號及相關(guān)設(shè)備的技術(shù)改造。開發(fā)原線路遠(yuǎn)期潛在的可發(fā)展的運能。

4．2抗風(fēng)險設(shè)計理念

抗風(fēng)險設(shè)計是在充分理解客流預(yù)測存在一定風(fēng)險的前提下，針對客流預(yù)測的不捆角性和波動性，充分估計到客流預(yù)測數(shù)值有限的波動范圍，進行定性分析和定量估計；在上述前提下，對城市軌道交通運營系統(tǒng)的設(shè)計運能，應(yīng)采取的抗風(fēng)險對策，以保證系統(tǒng)設(shè)計的運能，既能滿足長期的客運需求，又能保證規(guī)定的服務(wù)水平，使該運營系統(tǒng)在未來的較長的刊期內(nèi)，具有較強的適應(yīng)性，這就是抗風(fēng)險設(shè)計的基本理念。

為此，在運行能力設(shè)計時，一方面必須充分考慮到實際客流可能比預(yù)測值大的風(fēng)險，一定要留有運能余量儲備；另方面也要考慮到實際客流可能比預(yù)測值小的風(fēng)險，為保證運營的經(jīng)濟性，既要減少列車運行密度，又要保障正常運營的服務(wù)水平；為此，根據(jù)抗風(fēng)險設(shè)計理念提出兩個層次風(fēng)險：基本風(fēng)險和突破性風(fēng)險，及其帽應(yīng)的抗風(fēng)險設(shè)計和適應(yīng)性分析。

4．2．1對基本風(fēng)險的適應(yīng)性設(shè)計

基本風(fēng)險是對客流預(yù)測數(shù)值的波動范圍限定為-30％～+10％的條件下進行系統(tǒng)運能的抗風(fēng)險設(shè)計。為此在運營能力設(shè)計時，提出必須滿足的兩個條件：

系統(tǒng)的設(shè)計運能必須以滿足遠(yuǎn)期高峰小時單向最大斷面流量為基本，而系統(tǒng)設(shè)備配置的儲備運能

應(yīng)具有+10％-+15％的儲備余量；此可滿足客流預(yù)測數(shù)值的波動范圍限定值的上限。

在服務(wù)水平上應(yīng)保證經(jīng)濟合理的行車間隔，在遠(yuǎn)期高峰小時段的列車運行間隔時間不得大于3min的服務(wù)水平。此可滿足客流預(yù)測數(shù)值的波動范圍限定值的下限。

如果系統(tǒng)設(shè)計運能為30對／h，全線運能控制點是車站折返線，則車站折返線和信號的配置能力應(yīng)比設(shè)計運能大10％~15％，符合運能風(fēng)險儲備的要求。若運營設(shè)備配置的運能為34對/h，貝悄備系數(shù)為13％。

如果實際客流小于預(yù)測值，按遠(yuǎn)期高峰小時段的列車運行間隔時間不得大于3min的要求，即：運行密度為不小于20對/h，列車編組及長度不變，設(shè)計運能調(diào)整為24或20對/h，即適應(yīng)預(yù)測客流下降20％-30％的下限。

根據(jù)當(dāng)前的預(yù)測方法，參照國內(nèi)外經(jīng)驗，因為城市規(guī)劃往往是超前性較大，故預(yù)測數(shù)據(jù)向高突破較少；而城市中各種交通的競爭性和票價定位的適當(dāng)與否，卻對客流造成的波動影響很大。所以，客流風(fēng)險正值取10％，負(fù)值取-30％，是比較符合實際。作為基本風(fēng)險的波動范圍是比較恰當(dāng)?shù)摹?

實際經(jīng)驗告訴我們，初、近期和遠(yuǎn)期的列車編組應(yīng)采用不同長度的列車編組方案是值得推廣的設(shè)計思路。使初近期運行的短列車，盡可能采用提高運行密度的方法提高運能，跟隨實際客流的增長，直至達到最大運行密度。如果實際客流小于預(yù)測值，可以延緩長列車投入運行，既不降低運行服務(wù)水平，也充分發(fā)揮運營效益，這是最好的抗風(fēng)險設(shè)計。

4．2．2 對突破性風(fēng)險的轉(zhuǎn)移性設(shè)計

上述抗基本風(fēng)險設(shè)計是做了限定條件的，如果突破了限定條件，就叫突破性風(fēng)險。那么是否會產(chǎn)生更大的風(fēng)險，這是人們所關(guān)心的重要問題。因此對突破性風(fēng)險必須進行風(fēng)險轉(zhuǎn)移設(shè)計——即“削峰”設(shè)計，是一種在特定條件下的合理設(shè)計和避風(fēng)險措施。

系統(tǒng)的設(shè)計運能是按全線高峰小時單向最大斷面流量值來決定的。但是在全線各區(qū)間的高峰小時斷面流量不是相同的。因此我們可以按上、下行分別列出第一、第二、第三的高峰值，并再將其余的斷面流量按不同的運量級進行分段劃分，可以得到各段運能的儲備系數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)能適應(yīng)的最大運能為界線，對突破的客流進行“削峰”設(shè)計。

“削峰’設(shè)計是僅限于對個別或少數(shù)的尖峰客流的處理。例如：某條線路的上行方向高峰小時單向斷面最大流量為3．50萬人次，第二高斷面為3．4萬人次m，第三高斷面為2．98 萬人次/h；下行方向高峰小時單向斷面最大流量為3．00萬人次，第二高斷面為2．81萬人/h，第三高斷面為2．67 萬人次/h；如果以大于3萬人次/h為突破界線，可見突破3萬人腳h的折面僅需對上行方向2處鋒客流進行“削峰”設(shè)計。經(jīng)過站間od客流的分析，利用票價上浮的敏感效應(yīng)，對于經(jīng)過尖峰的部分短途客流實現(xiàn)“自動”轉(zhuǎn)移，達到“削峰”設(shè)計目的。使新的高斷面客流與運行通過能力相適應(yīng)。但是這種風(fēng)險轉(zhuǎn)移的做法，對于轉(zhuǎn)移量是要得到嚴(yán)格控制的。

如果客流高峰全線大部分區(qū)間有較大的突破，則無法進行“削峰”設(shè)計，這說明線路運能已經(jīng)飽和，也許應(yīng)該新建其他規(guī)劃線路來實現(xiàn)分流；也許應(yīng)該對系統(tǒng)‘潛在運能’再次開發(fā)。這種情況實際上是對未來的遠(yuǎn)景年可能發(fā)生的估計，可能對現(xiàn)有運營設(shè)備，主要是信號系統(tǒng)需要進行全面升級改造和開發(fā)。

由于近年來，尤其是信號系統(tǒng)發(fā)展較快，技術(shù)上不斷的改進和創(chuàng)新，列車運行間隔時間還可能減小，使列車運行通過能力得到繼續(xù)提高，這就要開發(fā)系統(tǒng)的‘潛在運能以適應(yīng)新的運量需要，這是可能的，也是有限的。

5 小結(jié)

綜上所述，本文對客流預(yù)測的風(fēng)險性做了有限性和突破性分析，提出了可信性評價的要點，采取了面對現(xiàn)實的觀點，創(chuàng)建了抗風(fēng)險設(shè)計的理念，對運能設(shè)計提出了的適應(yīng)性和轉(zhuǎn)移性(削峰)的抗風(fēng)險措施，使客流預(yù)測的數(shù)據(jù)與運營能力設(shè)計之間，具有較大適應(yīng)彈性。對于軌道交通運營組織采取分期設(shè)計很重要，如何分別確定初、近期和遠(yuǎn)期的車輛編組和行車密度至關(guān)重要?？傊?，在遠(yuǎn)期運營系統(tǒng)設(shè)計時，必須充分考慮客流預(yù)測的風(fēng)險，做好抗風(fēng)險的適應(yīng)性分析是十分必要的；但是如何使客流預(yù)測提高可信度，仍然是需要努力攀登的永無止境的高峰。

城市軌道交通設(shè)計論文:淺談城市軌道交通小號碼道岔設(shè)計

摘　要:小號碼道岔在城市軌道交通領(lǐng)域占據(jù)主力市場,在城市軌道交通領(lǐng)域發(fā)揮著不可估量的作用。小號碼道岔設(shè)計應(yīng)結(jié)合城市軌道交通的特點,合理地選擇未被平衡的離心加速度和線型,合理地計算其軌距加寬及解決自身的構(gòu)造加寬問題。小號碼道岔跟端應(yīng)當(dāng)向彈性可彎方向發(fā)展。小號碼對稱道岔需要重新認(rèn)識并重視起來。

關(guān)鍵詞:城市軌道;小號碼道岔;設(shè)計

為緩解交通壓力,愈來愈多的大中城市開始大力發(fā)展城市軌道交通(諸如地鐵、高架輕軌等)。作為軌道系統(tǒng)最薄弱環(huán)節(jié)的道岔,設(shè)計理念開始了新的轉(zhuǎn)變,不被國鐵重視的小號碼道岔在城市軌道交通領(lǐng)域卻占據(jù)了主力市場,其中以9號、7號道岔為代表,廣泛應(yīng)用于各大城市軌道交通。9號道岔主要應(yīng)用于城市軌道交通正線軌道,7號道岔主要應(yīng)用于城市軌道交通車輛段及車場線。值得一提的是最近廣州城市軌道交通4號線大學(xué)城專線段又采用了5號道岔,大大節(jié)省了車輛段占地面積。小號碼道岔在城市軌道交通領(lǐng)域發(fā)揮著不可估量的作用,重新被城市軌道交通設(shè)計及施工人員所認(rèn)識。

小號碼道岔之所以被廣泛應(yīng)用于城市軌道交通,與城市軌道交通的特點密不可分。城市軌道交通與國鐵相比,通過速度較低,所以小號碼道岔即可滿足;但旅客舒適度要求較高,即要求未被平衡的離心加速度較小。這里需要說明的一點是合理地選擇未被平衡的離心加速度。《地鐵設(shè)計規(guī)范》(gb50157—2003)第6 2 8條規(guī)定:曲線的最大超高值為120mm。當(dāng)設(shè)置的超高不能滿足行車速度要求時,允許有不超過61mm的欠超高,即允許有0 4m/s2的未被平衡離心加速度。此處的未被平衡離心加速度是指正線,為保證旅客舒適度而定的。而城市軌道交通用道岔主要是為空載列車提供折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)設(shè)置的,不存在旅客舒適度問題。經(jīng)測試δ0=0.4～0.68m/s2時,旅客無不良感覺,國鐵采用δ0=0 5m/s2。因此,地鐵道岔采用δ0=0.5m/s2設(shè)計即可。

小號碼道岔的設(shè)計,雖然不像高速大號碼道岔那樣有復(fù)雜的線型,但作為城市軌道交通的主力分子,線型的優(yōu)劣直接影響旅客舒適度,所以要求道岔線型更加圓順。由此,國鐵中小號碼道岔所用的尖軌由直線線型在城市軌道交通中逐漸轉(zhuǎn)變設(shè)計為曲線線型。然而,據(jù)上海地鐵9號道岔的使用情況調(diào)查,上海地鐵的半切線型彈性可彎式曲線尖軌(地岔211)僅使用了4個月,直線尖軌(國鐵)使用了24個月,均因磨耗超限下道。曲線尖軌磨耗嚴(yán)重,不管道岔使用工況是否特殊,就其原因主要還是道岔的尖軌線型不夠合理,需要進一步研究。目前,為廣州城市軌道交通4號線大學(xué)城專線段所作的9號道岔是將尖軌線型由切線型改為相離型,希望可以改變曲線尖軌磨耗嚴(yán)重的現(xiàn)象。因此,小號碼道岔的設(shè)計在方案謹(jǐn)慎合理比選的同時,還必須進行試制試驗。

在小號碼道岔的設(shè)計過程中,首先遇到的“難題”就是軌距加寬問題。之所以稱其為“難題”并不是因為軌距加寬值多么難算,而是目前中國城市軌道交通市場有一個怪現(xiàn)象,那就是軌道工程總是比機車車輛先行,即“路”都建好了,還沒有“車”。作為軌道設(shè)計本來就需要有機車車輛資料,尤其是有了輪對資料才能計算軌距加寬值,所以說它“難”。目前設(shè)計中只能還是以國鐵的設(shè)計思想,按照《地鐵設(shè)計規(guī)范》(gb50157—2003)的規(guī)定來進行經(jīng)驗計算,這對小號碼道岔的設(shè)計十分不利。

小號碼道岔設(shè)計的另一個難題就是自身的構(gòu)造加寬問題。主要發(fā)生在直線尖軌與曲基本軌的配合上,需要檢算最大軌距值是否超限。目前,道岔設(shè)計號數(shù)不大于12號的道岔,尤其是小號碼道岔,由于側(cè)向通過速度較低,加工上為了便于保證直線尖軌與曲基本軌的密貼度,直線尖軌0～70mm斷面采用直線刨切,曲基本軌在直線尖軌70mm斷面以前彎折為直線段。以這次剛剛設(shè)計的5號道岔為例(直線尖軌0～70mm斷面仍采用直線刨切),當(dāng)尖軌尖端軌距加寬15mm后,曲基本軌在直線尖軌0～70mm斷面范圍內(nèi)的最大矢度f=4 5mm,最大軌距為1454 5mm,已接近規(guī)定的最大軌距(1456mm)?？上攵?道岔號碼愈小,曲基本軌在直線尖軌0～70mm斷面范圍內(nèi)的矢度愈大,有可能超限。換言之,在超限情況下,直線尖軌0～70mm斷面就不能再采用直線刨切,若采用曲刨又難以保證直線尖軌與曲基本軌的密貼度。所以,這也是道岔設(shè)計和制造人員今后需共同努力的地方。

城市軌道交通中應(yīng)用的小號碼道岔不能簡單照搬國鐵,因為兩者應(yīng)用的條件不同,范圍亦不同。所以,在設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮到城市軌道交通的特點。目前,小號碼道岔轉(zhuǎn)轍器跟端設(shè)計沿襲了國鐵設(shè)計,多為間隔鐵式活接頭聯(lián)結(jié)設(shè)計,盡管城市軌道交通機車車輛較國鐵軸重輕,但其尖軌扳動較國鐵頻繁,跟端活接頭設(shè)計不利于尖軌的頻繁搬動,且國鐵線路已開始推廣采用跨區(qū)間無縫線路,取得了良好的使用效果。而城市軌道交通,至今還未見采用。由于地鐵線路溫差較小,采用跨區(qū)間無縫線路是非常有利的。為此,今后的道岔設(shè)計應(yīng)考慮適用于跨區(qū)間無縫線路,應(yīng)當(dāng)向跟端彈性可彎發(fā)展(國外小號碼道岔大多為此設(shè)計)。當(dāng)然,目前我國城市軌道交通中轉(zhuǎn)轍器跟端采用活接頭設(shè)計還是彈性可彎設(shè)計直接影響到道岔造價,具體來說主要是電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備造價。以9號道岔為例,轉(zhuǎn)轍器跟端采用活接頭設(shè)計時,需用1套電務(wù)轉(zhuǎn)換裝置;若采用跟端彈性可彎設(shè)計時,由于尖軌長度較長,需用2套電務(wù)轉(zhuǎn)換裝置。這也是我國大多數(shù)城市軌道交通小號碼道岔中沒有采用跟端彈性可彎設(shè)計的主要原因。所以,很有必要研究小號碼道岔一點牽引的可行性。這對今后城市軌道交通小號碼道岔的發(fā)展方向有著非常積極重要的作用。

小號碼道岔設(shè)計看似簡單,實際在設(shè)計過程中,尤其采用跟端活接頭設(shè)計時,轍跟部分是個難點。道岔號碼越小,所用的零件越多,所以設(shè)計者不僅要細(xì)心,還需要有足夠的耐心。以這次剛剛設(shè)計的5號道岔為例,由于道岔號數(shù)小,半徑只有65m,在轉(zhuǎn)轍器轍跟處,彎曲矢度大,光是鋼軌墊圈就用了8種,所以這個地方設(shè)計時很容易遺漏東西。這也是小號碼道岔設(shè)計的特別之處,應(yīng)該引起設(shè)計人員的足夠重視。

特別要指出的是小號碼道岔家族中還有一個重要的成員就是小號碼對稱道岔,長期以來被人們所忽視。尤其在存車線及折返線設(shè)計時,過去大多采用的是9號單開道岔的渡線,而國外城軌交通軌道連接道岔號數(shù)的采用比較靈活,例如德國,兩正線間設(shè)存車線時多用對稱道岔。采用對稱道岔,縮短道岔咽喉區(qū)的長度,能夠降低地鐵的工程造價,減少維修成本,有利于行車安全,而且有利于車輛段、停車場的布置,能夠節(jié)約用地,充分發(fā)揮土地的使用效能。當(dāng)然,為了適應(yīng)提高折返線過岔速度的需求,提高運能對稱道岔需進行特殊設(shè)計(例如要采用曲線型尖軌和曲線型固定轍叉等)。曾經(jīng)有人計算過,以在車站正線間設(shè)置線間距為4m的存車線為例,采用4 5號對稱道岔布置道岔咽喉較目前常用的9號單開道岔布置道岔咽喉,其長度可縮短32m,地下車站可節(jié)約投資350萬元,高架車站可節(jié)約投資100萬元。所以,號碼對稱道岔需要重新認(rèn)識并重視起來。

總之,小號碼道岔日益被從事城市軌道交通設(shè)計及施工人員所重視,作為設(shè)計者很有必要對其進行學(xué)習(xí)研究,不斷優(yōu)化設(shè)計,使我國城市軌道交通小號碼道岔邁上一個新臺階。

城市軌道交通設(shè)計論文:淺析城市軌道交通高架型式設(shè)計

摘要：城市軌道高架線路型式因其造價低、建設(shè)周期短而越來越受到?jīng)Q策者和建設(shè)者的青睞，正在建設(shè)的16條線路中，高架長度已占到約40%。本文即重點論述了高架結(jié)構(gòu)型式選擇的因素及高架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的。

關(guān)鍵詞：軌道交通；設(shè)計；高架結(jié)構(gòu)

1高架城市軌道交通建設(shè)現(xiàn)狀

眾所周知，伴隨著新世紀(jì)的到來，的城市軌道交通建設(shè)也翻開了嶄新的一頁。中國人口過百萬的三十四個城市中，有二十個超大城市和特大城市正在建設(shè)和籌建自己的軌道交通。目前在建的線路長度近400公里，這其中高架線路型式因其造價低、建設(shè)周期短而越來越受到?jīng)Q策者和設(shè)計者的青睞。據(jù)統(tǒng)計，在已建成通車的8條146.94公里的線路中，僅有一條高架線，長度占17%，而正在建設(shè)的16條線路中，高架長度已占到約40%。表1為已建項目高架線路情況統(tǒng)計。

城市快速軌道交通高架橋梁與一般城市高架道路橋梁不同，雖與鐵路橋近似，但也有其特殊性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①橋上鋪設(shè)無縫線路無碴軌道結(jié)構(gòu)，因而對結(jié)構(gòu)型式的選擇及上、下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計造成特別的影響；

②城市軌道交通特有的橋面系布置及接口關(guān)系；

③列車的運行最高速度為80km/h，運行密度大，維修時間短；

④建設(shè)地點一般位于城區(qū)或近郊區(qū)，對景觀要求、施工工期及環(huán)保要求較高。

目前，正在建設(shè)高架軌道交通項目的北京、上海、武漢等地，業(yè)主和設(shè)計者已充分認(rèn)識到了上述特點，并積極開展了工作，為高架結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗，正在修編的《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》也特別加入了高架結(jié)構(gòu)這一章。本文重點論述了高架結(jié)構(gòu)型式選擇的影響因素及高架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題，供大家探討交流。

3高架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題

3.1特殊荷載

軌道交通高架橋因橋上鋪設(shè)無縫線路，引起了一些特殊力。橋上鋪設(shè)無縫線路因溫度變化、列車荷載的作用以及冬季鋼軌折斷致使梁軌之間產(chǎn)生相對位移，因扣件縱向阻力的作用，梁軌相對位移受到約束，因此梁軌間產(chǎn)生大小相等、方向相反的縱向力。它們分別是：伸縮力、撓曲力、斷軌力，制動力與鐵路橋也不同。

3.2變形控制

由于城市軌道高架橋采用無渣無枕軌道結(jié)構(gòu)，鋼軌扣件調(diào)高量僅為40mm，即橋梁的后期變形不能大于40mm.橋梁設(shè)計時必須考慮變形控制。主要的變形包括予應(yīng)力混凝土梁的徐變變形和基礎(chǔ)的后期沉降。從1997年開始，筆者有幸參加了國內(nèi)第一條高架城市軌道交通線路-上海明珠一期工程的設(shè)計及該工程對橋梁的徐變控制和基礎(chǔ)沉降的課題，課題從設(shè)計、施工監(jiān)測、到運營階段對橋梁的徐變和沉降進行了深入研究，課題歷時4年多。正在建設(shè)的北京城市鐵路，也對橋梁的徐變進行了測試，工程實踐表明，在設(shè)計和施工過程中采取一些適當(dāng)措施，其變形是可以得到有效控制的。

控制徐變變形的措施：

1．設(shè)計時適當(dāng)增加梁的剛度，減少彈性變形，從而減少徐變變形基數(shù)；

2．優(yōu)化予應(yīng)力鋼束布置，控制張拉應(yīng)力。

3．提高張拉時混凝土的齡期。

4．梁體設(shè)計預(yù)拱度時考慮徐變變形的。

5．施工加強對混凝土的養(yǎng)護，減低水灰比。

6．梁澆注完成后，要做好施工組織，盡量延遲承軌臺開始澆注的時間。

7．加強監(jiān)測，將測量信息及時反饋給設(shè)計。

基礎(chǔ)變形控制

1．盡量采用樁基礎(chǔ)；

2．增加樁長；

3．增加樁數(shù)；

4．選擇持力層。

3.3橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇

長距離的高架橋結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)遵循安全、、美觀、便于施工，滿足橋下道路交通及環(huán)保要求，因此，高架橋區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)段橋式選擇的成功與否，是高架線路建設(shè)能否成功的關(guān)鍵因素之一。

3.3.1合理跨徑：從景觀、經(jīng)濟和施工技術(shù)等各方面綜合考慮確定。區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)梁的合理跨度以25m-30m為宜。

3.3.2結(jié)構(gòu)體系：城市中小跨度橋多采用簡支梁體系或連續(xù)梁體系。簡支梁結(jié)構(gòu)簡單,受力明確，容易做到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、制造工廠化、施工機械化，安裝架設(shè)方便，施工速度較快。連續(xù)梁橋為超靜定體系，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，動力性能好，有利于改善行車條件，減小列車運行產(chǎn)生的噪音和振動。優(yōu)先推薦簡支梁體系。

3.3.3梁型

根據(jù)幾條線的建設(shè)經(jīng)驗，區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)梁的結(jié)構(gòu)型式重點應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁、預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁和預(yù)應(yīng)力混凝土t形梁。

&nb

sp; 箱梁能適應(yīng)各類條件，是國內(nèi)廣泛采用的高架結(jié)構(gòu)形式之一，它具有閉合薄壁截面，抗扭剛度大，整體受力性能好、動力穩(wěn)定性好。箱梁外觀簡潔、適應(yīng)性強，在區(qū)間直線段、曲線段、折返線及渡線段等處均可采用，對于斜彎橋尤為有利。

t形梁屬肋梁式結(jié)構(gòu)的一種，其抗彎性能好。由于主梁為工廠或現(xiàn)場預(yù)制，故質(zhì)量較高。橋梁上部結(jié)構(gòu)由四片t梁相互聯(lián)結(jié)而成，吊裝重量輕，施工方便，且構(gòu)件容易修復(fù)或更換。

槽形梁為下承式梁，與上承式梁相比，其最大優(yōu)點是結(jié)構(gòu)高度相對較低，且兩側(cè)的主梁可起到隔音作用。

表2列出了各種型式梁特性的綜合比較。

3.4施工方式選擇

對于標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間橋梁，其施工主要有整孔預(yù)制方案、節(jié)段拼裝和現(xiàn)澆三種方式。從表1可以看出，在目前國內(nèi)建成和在建的線路中，橋梁施工方法多采用現(xiàn)澆，這是由于當(dāng)時國內(nèi)橋梁運輸和吊裝設(shè)備的限制及標(biāo)段劃分較小的原因造成的。但是，世界上橋梁技術(shù)迅速，橋梁的結(jié)構(gòu)也在多樣化，特別是由于橋梁架設(shè)施工技術(shù)的發(fā)展，促使各類橋梁的架設(shè)質(zhì)量與進度不斷提高。由于高速鐵路橋梁和輕軌交通高架橋梁發(fā)展的需要，也使架橋設(shè)備與技術(shù)日新月異。修建城市輕軌高架橋，應(yīng)采用預(yù)制簡支梁吊運架設(shè)法，利用橋梁施工設(shè)備與技術(shù)，以流水作業(yè)方式進行建設(shè)施工。這種方法已在意大利、法國、南韓、墨西哥等國家被證明是保證橋梁外觀質(zhì)量、縮短工期、降低總成本、減少施工對的負(fù)效應(yīng)的最佳方式。

預(yù)制施工方案的特點：

1)在現(xiàn)場預(yù)制箱梁，通過運輸機械將箱梁運到橋位，再利用架橋機械將箱梁安裝就位。

2)對施工現(xiàn)場周邊的城市環(huán)境影響較小。由于采用預(yù)制、吊裝的施工方法，在橋墩及基礎(chǔ)施工完成后即可對施工沿線現(xiàn)場進行清理，并在線上完成橋梁架設(shè)，可有效減小拆遷量，減少施工場地占用面積和時間以及對城市交通的影響。

3)橋梁上部結(jié)構(gòu)為工廠化生產(chǎn)，施工工藝簡單易行，技術(shù)成熟，橋梁的內(nèi)部質(zhì)量及外觀都能得到保障，可有效避免全線現(xiàn)澆作業(yè)中橋梁質(zhì)量參差不一，外觀相差較大的現(xiàn)象。

4)整孔預(yù)制、運輸、架設(shè)方案單工作面施工速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于其他施工方案。如采取恰當(dāng)運梁方式，更有利于減少施工對城市環(huán)境及城市交通的影響。

5)預(yù)制施工的發(fā)展-階段拼裝法：分段箱梁的運輸、安裝方便，采用跨越式架橋桁機，對交通和社區(qū)的干擾最小。此外橋梁跨度較大并可靈活調(diào)整。

3.5車站結(jié)構(gòu)型式及減振措施

從結(jié)構(gòu)形式上高架車站主要分三類：站橋分離式，橋從車站穿過，與車站的構(gòu)件不發(fā)生任何關(guān)系；站、橋結(jié)合式，即行車道處設(shè)行車道梁，該梁簡支在車站框架橫梁上，支承點采取減振措施；站、橋合一式，即車站部分框架結(jié)構(gòu)作為行車道，列車直接在框架梁板上行走。這三種結(jié)構(gòu)形式有如下的優(yōu)缺點：

高架車站結(jié)構(gòu)型式比較表 表3

4需進一步研究的課題

雖然城市軌道交通高架橋的建設(shè)已有一些經(jīng)驗，但仍需解決以下：

1)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性及100年設(shè)計基準(zhǔn)期的設(shè)計參數(shù)選擇。

2)施工方法研究，如整孔預(yù)制運架技術(shù)、階段拼裝技術(shù)、先張預(yù)應(yīng)力技術(shù)等。

3)車站型式及規(guī)模優(yōu)化。

4)減振降噪技術(shù)。

5結(jié)語

綜上所述，城市軌道交通高架型式的設(shè)計有其自身的特點，它涉及了線路、橋梁、軌道、建筑景觀、建筑結(jié)構(gòu)、環(huán)境保護、施工等多個領(lǐng)域，是一個綜合的設(shè)計系統(tǒng)。作者在這里只是拋磚引玉，希望的高架城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)不斷完善、持續(xù)創(chuàng)新。

城市軌道交通設(shè)計論文:城市軌道交通運用車設(shè)計計算方法

摘　要:城市軌道交通運用車的配屬數(shù)量直接決定了軌道交通線路的“輸送能力、服務(wù)水平”,并對工程總投資有很大影響。在簡要總結(jié)目前使用的城市軌道交通運用車計算方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)上海市已建成線路(1 號線和3 號線) 的實際運營情況,進行分析研究,提出基于功能和定位的新的計算思路,并提出初步的計算方法。

關(guān)鍵詞:城市鐵路; 軌道交通; 運用車; 計算方法; 系統(tǒng)能力

首先,客流預(yù)測的主要依據(jù):城市人口規(guī)模發(fā)生了變化。當(dāng)時在進行客流預(yù)測時,上海人口指標(biāo)為2020 年達到1 600 萬,而實際上這一數(shù)值目前已經(jīng)達到了。還有一個原因就是對城市軌道交通發(fā)展的導(dǎo)向作用估計不足。上海城市軌道交通1 號線南段莘莊地區(qū)隨著該線建成而迅速發(fā)展,是1 號線的主要客流源,也導(dǎo)致1 號線高峰小時客流量超出了設(shè)計預(yù)計。還應(yīng)該考慮到:設(shè)計年度一般跨度為25 年,客流預(yù)測也只預(yù)測到25 年后,所以產(chǎn)生了城市軌道交通工程是“5 年設(shè)計建設(shè)、按25 年設(shè)計、使用卻要100 年”的不合理邏輯。

所以,客流預(yù)測雖然是建立在科學(xué)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的,但是由于模型中大多數(shù)參數(shù)的變動性大,隨著時間的不斷推移,往往超出預(yù)計范圍之外,從而導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果難以準(zhǔn)確,故軌道交通設(shè)計以客流預(yù)測為唯一依據(jù)值得商榷。

(1) 軌道交通服務(wù)水平、車型及列車編組

軌道交通服務(wù)水平、車型及列車編組在設(shè)計過程中總是相互影響并關(guān)聯(lián)著,也正是由于這個原因,在設(shè)計過程中,這3 個因素有著多個能夠達到要求的不同組合,是爭議較為集中的地方。在實際設(shè)計過程中,往往總是由工程甲方先確定車型,設(shè)計單位再按照用足最小行車間隔并在合理拖動比和預(yù)留一定輸送能力儲備的條件下進行列車編組確定。

筆者以為,設(shè)計過程的科學(xué)性難以保證。

(2) 工程投資

城市軌道交通的車輛價格昂貴,車輛購置費在工程總投資中占有較大的比重。目前采購進口的大型車價格為115 萬美元/ 輛,小型車為90 萬美元/ 輛,國產(chǎn)軌道交通車輛也要500 萬元/ 輛。

軌道交通車輛的配屬可以分步實施,根據(jù)客流量的需要,分期采購,以達到較佳的投資效益。

(3) 固定設(shè)施利用

城市軌道交通的順利運營還需要大量的配屬設(shè)施為之服務(wù)。與運用車配屬相關(guān)的還有車輛段和停車場等設(shè)施,運用車的數(shù)量決定了這些設(shè)施的總規(guī)模,其規(guī)模也應(yīng)當(dāng)分期實施,但要做好預(yù)留。

(4) 舒適度標(biāo)準(zhǔn)

城市軌道交通的舒適度是城市文明程度的反映。為使舒適度標(biāo)準(zhǔn)達到一個較高的水平,這就要求設(shè)計中每m2 的定員數(shù)量應(yīng)該取得較低才能滿足這一要求。在滿足客流需求和相同行車密度的條件下,較低的定員標(biāo)準(zhǔn)要求加大列車編組輛數(shù),雖然增大了投資,但卻有更大的社會效益。同時,高標(biāo)準(zhǔn)的舒適度在一定程度上也是儲備了輸送能力,提高了城市軌道交通應(yīng)對突發(fā)性客流的能力。

3 　建議

從以上分析,城市軌道交通設(shè)計中的運用車計算應(yīng)當(dāng)以“ 效能”為核心,以最優(yōu)的投資換取最佳的社會效益。

(1) 按照線路在城市公共交通系統(tǒng)或者城市軌道交通路網(wǎng)中的地位和等級來決定一些設(shè)計參數(shù)。在滿足遠(yuǎn)期客流需求的基礎(chǔ)上,綜合考慮最小行車間隔、車型和列車編組等相互制約的因素來決定各自的取值。

(2) 按線路最小行車間隔(目前為2 min) 計算運用車數(shù),得出的值為線路系統(tǒng)能力。

(3) 以計算得出的系統(tǒng)能力作為該線設(shè)施配屬遠(yuǎn)期總規(guī)模的依據(jù)。 4 　公式修正

若采納以上建議,則前述的計算公式并不發(fā)生變化,只是計算過程的重新調(diào)整。

(1) 根據(jù)該線路在城市公共交通網(wǎng)絡(luò)或者城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的地位,確定其采用的車型和列車編組輛數(shù)。

以上海市城市軌道交通路網(wǎng)為例,分析認(rèn)為: r 線采用大型車,6 輛～8 輛編組,行車間隔取最小值;m 線采用大型車,4 輛～6 輛編組,行車間隔取最小值;l 線采用小型車,3 輛～6 輛編組,行車間隔取值最大不得超過6 min 。相關(guān)參數(shù)確定后必須滿足下式60 r高峰≤ r列× t間隔

其中,t 間隔必須不小于全線設(shè)施所允許的最小行車間隔。

(2) 將既定的列車編組輛數(shù)和最小行車間隔代入式(1) ,得最終運用車配屬數(shù)量。

5 　評價

通過修正后的計算方法計算出的結(jié)果比原方法計算結(jié)果大,因為兩者的目標(biāo)函數(shù)不同。原方法為節(jié)省投資,修正后則是以最合理的投資達到最佳的社會效益,充分發(fā)揮城市軌道交通的“ 效能”,而且“按需投資” 的原則,為達到目標(biāo)提供了機動空間。