城轨交通牵引系统毕业论文

地铁快线设计中几个技术问题的探讨和思考论文

无论是在学校还是在社会中，大家对论文都再熟悉不过了吧，借助论文可以有效提高我们的写作水平。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗？下面是我为大家整理的地铁快线设计中几个技术问题的探讨和思考论文，希望对大家有所帮助。

我国城市轨道交通建设正在迅猛发展，至2014年12月31日，中国内地已有22个城市94条城市轨道交通建成并运营，运营总里程2886km。目前东莞、贵阳、青岛、合肥、南昌、福州和厦门等城市也在修建，预计到2020年，国内将有约40个城市发展轨道交通，总规划里程7000多km。在这些已建成和正在建设的城市轨道交通中，绝大多数为位于中心城区的一般地铁制式线路，设计的最高运行速度主要有80km/h和100km/h2种，其运营组织与车辆选型、系统配置与土建工程配套等均可按现行的GB50157—2013《地铁设计规范》、建标104—2008《城市轨道交通工程项目建设标准》、GB50490—2009《城市轨道交通技术规范》及相关专业的规范进行设计。而已经建成开通的广州地铁3号线、上海地铁16号线和正在建设即将于2016年开通的东莞城市快速轨道交通R2线、深圳地铁11号线等，为连接中心城区与相应组团的地铁快线，设计的最高运行速度均为120km/h，已超过《地铁设计规范》规定的最高运行速度不超过100km/h的适用范围，因此在这几条线路的设计中，不能完全按现行地铁规范进行设计，需要根据最高运行速度为120km/h的地铁快线特点对相关的设计参数进行研究论证后采用。结合广州地铁3号线和东莞市城市快速轨道交通R2线工程的设计，重点研究120km/h地铁快线设计的一些基本特征及在地铁快线设计中现行《地铁设计规范》存在的不足，特别是速度目标值、列车编组及空气动力学等方面，以期为今后地铁快线设计规范的制定提供参考。

1地铁快线的线路设计特征

随着城市轨道交通的发展，中心城区的地铁线路密度越来越大，网络逐步完善，地铁的建设逐步向郊区辐射，为了实现中心城区与周边卫星城(镇)或卫星城之间高速、便捷、环保的出行方式，地铁快线应运而生。如广州地铁3号线主要是连接广州中心城区与番禺，深圳11号线是连接福田中心区与宝安区碧头，上海地铁16号线是连接浦东新区龙阳路与临港新城。同时随着经济的发展，我国一些经济较发达的地级市也开始规划建设地铁，由于城市空间结构的原因，这些地级市的行政机构相对分散，为了加强各行政机构与城市中心城区之间的联系，突出中心城区的首位度，也需修建高速、便捷、环保的地铁快线线路，如东莞城市快速轨道交通R2线。这几条地铁快线线路具有以下共同的特点。

1)线路长度较长，但车站数量较少，最大站间距和平均站间距都比一般地铁线路大。在城市地铁中，一般的地铁线路长度大多在35km以内，最大站间距控制在以内，平均站间距为～，而地铁快线的线路长度大多为50km以上，最大站间距超过5km，平均站间距达～，是一般地铁线路的2倍以上，并且超过的长大区间个数较多。

2)由于城市的空间形态布置及规划发展的不均衡，这几条地铁快线线路的敷设在中心城区或卫星城内站间距小(和一般地铁的站间距接近)，但在中心城区与卫星城、2个卫星城之间，车站的站间距较大。

由于这些线路长度较长，最大站间距和平均站间距比较大，给列车在区间运行带来了较好的运行条件，使得列车的最高运行速度可以提高。由于车站数量较少，停站次数减少，在相同线路长度下，列车的运行时间缩短，但当列车在区间的运行速度提高到一定数值后，乘客和司机会出现胸闷、耳鸣和耳痛等身体不适情况。城市空间结构、城市规划形成的线路敷设方式、站点设置的特点直接影响到整条线路系统制式、速度目标值、车辆选型的选择，下面就这几个主要技术问题进行研究。

2相关设计技术问题探讨和思考

系统制式的选择、速度目标值、车辆选型与列车编组方案

系统制式的选择、速度目标值的`确定、车辆选型与列车编组方案是地铁快线设计的重要基础参数，对工程建设、运营有较大影响，合理的确定上述参数是地铁快线设计的首要任务。

系统制式的选择

系统制式的选择一般应从客流等级和特征、线路和环境条件、系统本身的技术成熟性和先进性、运营的可靠性和成本以及建设工期和工程投资等方面进行分析，其决策还受到国家的产业政策、城市的经济实力、文化传统和价值取向等因素的影响。

目前，国内外采用的轨道交通系统有常规的钢轮钢轨系统、直线电机运载系统、磁悬浮系统、单轨系统和新交通系统(AGT)等。

各种制式的优缺点分析如下：

1)铁路制式动车组技术成熟、速度高，在国内铁路系统使用广泛。但是，由于铁路制式动车组采用交流制式供电，对线路经过地区的通信、电子设备以及相应制造业干扰较大，需要增加大量的防干扰措施。因此，采用交流制式供电的线路一般都敷设在城市之间，其线路通道多为城市规划控制的交通走廊，对交流牵引的防干扰没有较高的要求，地铁快线沿线线路在许多繁华地带敷设，对电磁防干扰要求较高。同时，线路穿越城市市区或组团中心时，均采用地下线的敷设方式，地下车站和区间由于国铁动车组限界要求较高，土建工程投资较大。

2)中低速磁浮系统技术先进，特别是具有无轮轨磨耗，无传动系统，具有运行噪声低、维护成本低等明显优势。但是，中低速磁浮系统在世界范围内的实际商业运营经验不足，在我国国内尚在研究及初步使用阶段，北京S1线、长沙中低速磁浮工程目前正处于研究、建设阶段。因此，存在建设成本和工期2个方面的较大风险，目前国家对中低速磁浮系统的产业导向尚不明朗，因而存在国内缺乏产业支持的风险，从而也会带来运营维护成本高的风险。

3)单轨系统技术成熟，在日本使用较为广泛，我国的重庆市轨道交通2，3号线均采用跨坐式单轨系统，现已建成开通运营。单轨系统采用橡胶轮，具有黏着力大、运行噪声较低等优点，但其运行阻力大，胶轮磨耗量大。因此，存在运营成本较高、橡胶粉尘对环境影响较严重等问题。随着直线电机系统和低速磁悬浮等非黏着系统在城市轨道交通领域的发展，单轨系统技术在我国发展前景并不明朗。由于单轨系统的核心技术几乎完全掌握在日本公司的手上，车辆和系统设备的造价高，车辆采购投资较高。同时，国内缺乏相关产业的支持，运营所需的备品备件价格和维修成本难以下降到合理的程度。

4)AGT系统具有运行噪音低、曲线半径小等特点，且技术较中低速磁浮系统成熟，但是该系统实际最高运行速度只有80km/h，对地铁快线快速出行的运营要求适应性较差，并和单轨胶轮系统一样存在阻力大、磨耗大和橡胶粉污染等问题。同时，该系统在我国国内尚属空白，存在建设成本、工期2个方面的较大风险，由于在国内缺乏产业支持，还存在运营维护成本高的风险。

通过以上初步分析，从“安全可靠、技术成熟、舒适快捷、经济实用”的原则出发，地铁快线设计可以不考虑铁路动车组、中低速磁悬浮、单轨系统和AGT系统，而应在普通钢轮/钢轨系统和直线电机运载系统间进行比选，这2种系统都可以较好地适应地铁快线的运量要求。但从现有的技术看，已运营的直线电机运载系统的最高运行速度为100km/h(纽约机场线、北京机场线)，由于直线电机功率的限制，选择速度为120km/h的直线电机车辆困难。而对于地铁A，B型车，速度达到120km/h的已有成熟车型(广州地铁3号线B型车、上海地铁16号线)。因此地铁快线设计建议优先选择地铁制式的普通钢轮/钢轨系统。

速度目标值

速度目标值的选择，与规划的出行时间目标要求、线路敷设方式、站间距的大小和线网的资源共享等因素有关，在设计过程中，需根据上述条件进行80，100，120km/h的速度目标综合比选，必要时还需进行140km/h的速度目标值比选，最终确定设计线路的速度目标值。

以东莞市城市快速轨道交通为例，《东莞市城市快速轨道交通网络规划》提出的运输规划出行时间目标要求如下：

1)莞城—松山湖——约20min;

2)莞城—虎门——约30min。

根据运输规划出行时间目标要求，结合东莞市城市轨道交通R1～R3线线路平纵断面及车站分布，本次对采用80，100，120km/h最高运行速度车辆的平均旅行速度、旅行时间进行分析计算，并与规划时间目标进行比较。

为满足东莞市区—常平、东莞市区—虎门的规划出行时间目标要求，东莞城市轨道交通R1线、R2线、R3线均需采用最高运行速度为120km/h的车辆。

另外，关于速度目标值，在目前的设计中，信号ATP的值一般比设计的最高运行速度低3～5km/h，ATO的值在ATP的基础上又下降3～5km/h，因此最后列车自动驾驶的速度比设计的最高运行速度低近10km/h，而车辆的构造速度比列车最高运行速度高5～10km/h，整条线路的技术标准(线路、车辆、限界、土建工程、轨道等)均按最高运行速度进行设计，这就造成了工程的浪费，建议在地铁快线设计中，信号ATP的值就按最高运行速度控制，ATO的值根据与信号供应商沟通情况做适当降低，但降低值以不超过5km/h为宜。

车辆选型及列车编组方案

车辆选型主要根据运营需求(线网服务标准、运输能力)、出行时间要求、舒适度要求、安全性需求、环境需求及线网资源共享等综合考虑。

列车编组方案主要根据初、近、远期最大单向断面预测客流资料、旅客的出行特征(地铁快线的旅客平均出行距离和全程运行时间均远大于一般地铁，其平均出行距离达到了15km左右，全程旅行时间均在1h左右，乘客乘车时间平均超过15min)、乘车的舒适度(按照一定的站立标准，适当的增加坐席率)，按满足客流预测的远期单向高峰小时最大断面客流量的需求，并留有10% ～15%富余量的系统能力来进行设计。在设计过程中，需根据初、近、远期最大单向断面预测客流资料进行多方案比选，最终确定列车的编组方案，列车编组方案对土建工程的投资影响较大。

由于缺乏相应的地铁快线设计规范，各条快线的系统最大设计能力、座椅布置、每平方米的站立标准均不同，根据对东莞轨道交通R2线、深圳地铁11号线及广州地铁3号线的初步研究，考虑到地铁快线的速度目标值比较高(最高运行速度为120km/h)、平均出行距离长(达到了15km左右)、全程旅行时间长(均在1h左右)、乘客乘车时间平均长(超过15min)，建议系统的最大设计能力按不超过27对/h设计(地铁设计规范要求不小于30对/h)、座椅按纵横式混合布置(增加坐席率，地铁车辆通常为纵列式布置)、站立标准按5人/m2考虑(地铁设计规范为5～6人/m2)。

乘客舒适度与空气动力学

根据广州地铁3号线运营的反馈信息，当列车在长度为、内径的盾构隧道——番禺广场站至市桥站区间运行，列车最高运行速度接近120km/h时，乘客和司机会出现胸闷、耳鸣和耳痛等身体不适情况。针对这一情况，在东莞轨道交通R2线、深圳地铁11号线的设计时，均开展了隧道空气动力学的研究，并在设计中采取了如下主要措施：地下长大区间采用大断面隧道(按隧道阻塞比小于考虑，盾构隧道内径、矿山法隧道的内轮廓净面积不小于28m2)、列车突入洞口处设带有减压孔的缓冲结构(主要在地下线与地面线过渡的明挖段设置)、提高列车气密性指数、采用流线型车头。这些措施已经过专题研究论证，目前已在工程的设计和建设中被采用，待2016年初这2条线路建成通车后才能验证。

土建工程设计及道岔选型

土建工程设计

土建工程按100a的使用寿命进行设计，且一经实施后，若远期客流增加较多，车站规模不够，对土建工程进行改造，不仅影响运营，而且改造的成本较高、废弃工程量较大、施工风险极大。为避免出现上述现象，在设计中需结合远期最大单向断面预测客流资料，并对远期客流的抗风险能力进行分析，结合城市的整体规划和经济发展，按具备包容高水平客流状态的能力来进行综合设计。设计过程中，建议车站规模可以按远期车辆编组的有效站台长度进行设计并一次建成，在运营的初、近期，可根据客流资料和设计的列车编组来设计站台上屏蔽门或安全门开启的范围，当客流上升接近设计客流时，在局部改造屏蔽门或安全门及升级列车信号系统等，以达到设计的能力。目前东莞城市快速轨道交通R2线、深圳地铁11号线的车站有效站台长度分别是按远期6辆编组B型车120m的长度和远期8辆编组A型车186m的长度一次建成的。

道岔选型

道岔的选型主要是根据正线和辅助线的最高运行速度来确定相应的道岔号数。普通地铁线路列车最高运行速度不超过100km/h，正线及辅助线可选用9号曲尖轨道岔，其直向过岔速度≤100km/h，侧向过岔速度≤35km/h。在地铁快线设计中，当区间列车最高运行速度超过100km/h时，9号道岔已不能满足线路使用要求，需选用大型号道岔，提高列车过岔速度，建议地铁快线选用12号道岔，其直向过岔速度≤120km/h，侧向过岔速度≤50km/h。

牵引供电制式

根据国家标准，城市轨道交通牵引供电有DC750V和DC1500V2种电压可供选择。DC1500V由于电压较高、牵引变电所数目少、运营电能损耗小，且供电距离长、供电区间内列车较多，利于车辆再生制动能量的吸收。目前DC1500V已逐步成为城市轨道交通牵引供电系统的发展趋势。

列车授流方式有接触轨和架空接触网2种方式可供选择。接触轨零部件少、结构简单、安装位置低、维护工作量小、维护成本低，对城市景观无影响，对人身安全防护措施要求高。架空接触网有刚性和柔性2种，刚性接触网一般用于地下区段，也具有结构简单、维护工作量小等优点，但安装位置较高，维护仍须配备专用设备;柔性接触网一般用于地上区段，其安装结构复杂、零部件多，存在断线、钻弓等事故隐患，高空检修作业时，需要的人员多，抢修和恢复比较困难，需要专用检修设备，柔性接触网安装在地面或高架桥上会对城市景观造成一定影响。

地铁快线中高架桥占有较大的比例，在高架桥梁上，若安装柔性架空接触网，对城市景观有一定影响，建议采用接触轨授流方式，以减少对城市景观的影响，利于城市的长远发展和高架结构的可持续发展。

3结论与建议

结论

1)地铁快线主要为连接中心城区与卫星城、2个卫星城之间的城市地铁线路，线路的站间距较大，选择120km/h的速度目标值可达到技术、经济和社会效果最佳。

2)考虑到地铁快线的速度目标值比较高、平均出行距离长、全程旅行时间长和乘客乘车时间平均长，地铁快线的系统最大设计能力按不超过27对/h设计、座椅按纵横式混合布置、站立标准按5人/m2考虑。

3)为了充分发挥地铁快线的综合效益，在设计中，信号ATP的值按最高运行速度控制，ATO的值根据与信号供应商沟通情况做适当降低，但降低值以不超过5km/h为宜。

4)为了提高乘客的舒适度，对于地下长大区间采用大断面隧道、列车突入洞口处设带有减压孔的缓冲结构(主要在地下线与地面线过渡的明挖段设置)、提高列车气密性指数、采用流线型车头。

5)车站规模按远期车辆编组的有效站台长度进行设计并一次建成。

6)选用接触轨供电的方式。

建议

由于我国暂时还没有运行速度为100～120km/h的地铁快线设计规范，在地铁快线设计时，先参照《地铁设计规范》、《城市轨道交通工程项目建设标准》和《城市轨道交通技术规范》等进行技术标准的初步拟定，然后结合运行速度为100～120km/h的特征开展专题研究及专家论证确定技术标准，在这个过程中，由于受到技术水平和认识的限制，难免有些缺憾，建议加快地铁快线设计规范的出台，以指导工程的设计和建设。

城轨交通工程系统总联调及运营演练的探讨 摘要：介绍城市轨道交通工程体系的组成，阐述实施机电设备系统总联调和运营演练的重要意义，探讨联调、试运营阶段的王要内容、实施策略和工作目标，以达到建设与运营的无缝对接 关键词：城市轨道交通工程 系统总联调 运营演练 城市轨道交通工程是一项由多种先进技术集成、运营安全要求高、社会效应大的系统工程。城市轨道交通工程的实体建设过程大致可分为土建工程建设阶段、机电设备安装阶段、建筑装修阶段、机电设备调试阶段、机电设备系统总联调阶段、设备专项验收及运营演练阶段、设备最终验收及开通试运营阶段、设备维保及正式运营阶段，每个阶段的工程特点、管理模式、责任主体各有侧重。近年来，在地铁建设过程中，机电设备系统总联调阶段和设备专项验收及运营演练阶段越来越受到国内外一些城市轨道交通工程业界的高度重视。 机电设备系统总联调的功能是从系统的角度，验证机电设备之间的接口技术，整合各机电设备的技术性能和使用功能，实现各机电设备系统在同一技术水平、同一管理模式、同一安全认证平台上机一机、人一机之间有序可控、安全可靠的协调运转。运营演练是对系统总联调的功能验证，它是地铁工程实施建设与运营无缝对接的关键环节，是实现地铁工程人一机、人一人之间和谐、高效管理的外延，是关系到地铁工程能否顺利开通运营的第一步，在地铁运营环节中占据着极其重要的地位。 1城市轨道交通工程控制体系概述 地铁建设作为一项重大的综合系统工程，涉及城市规划、市政发展、工程施工、地下管道(水、煤气等)、电力供电、公交系统、工程总体规划和计划以及施工组织等诸多方面，迫切需要统筹规划.协调进度顺序，强化组织领导和保证物资、材料供应等。地铁工程自身的设备系统又包含电动客车、供电、通信、信号、售检票、环境控制、车站设备监控、防灾报警等多种技术和专项子系统设备，而子系统又各具相对的独立性和整体性，其设备配置必须满足子系统的功能要求;设备品种繁多，且来自不同的厂商，彼此衔接均有特定要求，等等。所有这一切决定了地铁设备应进行综合性的大系统联调和运营演练，其目的是确保地铁交通工程在城市交通运输体系中的主导地位，体现其良好的综合社会效益。 从目前国际国内城市轨道交通工程的现状看，其控制体系中所涵盖的机一机、人一机、人一人相互支持的8个主要支撑系统是系统总联调和运营演练的核心部分。 1 ) SCA}A(电力监控系统) 主要监控对象为高压变电系统、低压变电及供电系统、牵引变电系统等，实施对整个供电系统的数据采集、实时监控、安全控制、远程通信和供电复示，提供事故照明的备用电源。 2 ) BAS(环境监控系统) 由中央控制系统(OCC)、全线系统网络、车站控制系统、车站系统网络、现场控制机，以及监、控、测、调各设备组成。全线BAS组成两级(中央控制级和车站级)管理体系，实现三级(控制中心、车站、就地)控制功能。BAS监腔范围包括地下车站和区间隧道的空调通风及给排水、照明、电梯、扶梯等设备的控制管理，对上述设备进行全面系统的自动化监控和管理，确保其发挥最佳作用，维持地下车站和区间隧道适宜的温度、湿度，保证给排水、照明、电梯、扶梯等设备的自动、安全运行。在发生火灾、列车阻塞等事故的情况下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全，将灾害损失减到最小。BAS应能根据一年四季不同的气象条件与列车运营状况，自动按照设定的模式运行，在满足环境标准要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗。 3 ) FAS(防灾报警系统) 主要对轨道交通范围内各种建筑的火警火灾进行监控。火灾报警系统由全线「AS中央控制中心及车站控制室、电动客车段控制室的车站级FAS系统、各种车站现场设备以及网络通讯设备组成.车站现场设备包括火灾探测器、监视模块、控制模块、手动报警按钮、感温电缆、红外对射、消防专用电话和插孔、警报器、复示盘等。全线FAS控制中心与车站级FAS系统通过光纤网络进行通信，车站级FAS系统通过总线或多线与现场设备连接。 4) AFC(自动售检票)网络管理系统 AFC系统由中央计算机系统、编码系统、密钥管理系统、车站计算机系统和车站AFC终端设备、票卡、运营辅助设备、培训设备和软件系统等构成，监控/管理对象为AFC系统的各种售票机、加值机、闸机、验票机、车站主机、中心主机及网络设施。 5)信号系统 列车自动监控子系统(ATS系统)，可自动或由人工监督和控制正线(电动客车段、试车线除外)，以及向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由完全位于OCC内的设备实现，设备包括时刻表数据库，库里存储有ATS功能要求的所有时刻表信息。列车自动防护子系统(ATP系统，包含了联锁系统)，为实现列车自动防护任务，需要与联锁和轨道空闲检测设备、各种电动客车设备(安全制动，驾驶和制动控制，车门)及列车自动监督ATS系统有众多接口。 6)通信系统 系统包括传输、无线、公务电话、专用电话、广播、电视监控、时钟、电源、光电缆等子系统，除了传输通信系统所需的语音、数据、图像等各种信息外，还可以对电力监控(SCADA)、自动售检票(AFC)、信号、防灾报警(FAS)、设备监控(日AS)等系统的信息实现透明传输，并传输其他运营管理等所需的信息，构成传送语言、文字、数据和图像等各种信息的综合业务传输网。 7 ) PIS(旅客向导系统) 系统的设备包括:LED旅客向导牌、LED发车计时器，提供旅客乘车信息、政府公告、出行参考、实时多媒体资讯信息和视频信息的旅客资讯播出设备，在行车调度中心（OCC)和正线各车站之间构建的旅客资讯系统，提供各车站LED旅客向导牌、LED发车计时器及相应的旅客资讯播出的控制器和服务器等设备。 8 ) OA(办公自动化)系统的网络管理系统 综上所述，对如此技术复杂、网络交织、互为支撑的大系统实施系统联合调试，并开展多种模式的运营演练，其必要性、现实性显而易见。 2实施机电设备总联调和运营演练的重要意义 实现地铁工程的系统性目标 地铁各子系统受专业、经验和其他因素的影响，最终往往局限于各自子系统目标的满足，或者虽在主观上预测它能满足大系统的要求但事实上达不到，需在联调中经由大系统到子系统的多次反馈与调整，方可认定子系统功能结构的完整性与合理性。地铁系统是由多个相互作用及匹配的子系统构成，是一个有机的集合体，表现出很强的关联性，其特征是各子系统设备间相互联系、相互作用或彼此制约。因此，在地铁设备中存在着多方位的接口关系，借助接口来实现各子系统的动态调整，完成大系统的综合集成。也就是说，只有经过对各子系统接口关系的动态联调，才能从整体上完成地铁设备大系统的有机集成。 2. 2实现移动设备与固定设备的最佳整体匹配 尽管地铁是由多个子系统组成的综合性大系统，但仅就地铁列车运行而言，则可以说线路工程是基础，列车和供电是关键，通信信号与网络是运行和安全的保障，三者是不可分割的整体。从动态观点上来看，三者又是移动设备与固定设备之间的有机结合，联调就是在系统目标协调下，寻求这两类设备间的最佳整体匹配。 任伺庞大而复杂的系统，都需要在设计、制定技术规范、制造、安装(或施工)及测试的各个阶段特别注意子系统之间的界面，因为子系统不单独运行，所以各子系统与其他的界面必须检查和验证，以证实其具备所需的功能并且不存在不兼容性。旅客乘坐地铁列车的安全性、舒适性及平稳性是通过地铁线路与列车的最佳匹配来实现的，线路的高平顺性及曲线半径的合理配置可减小列车的振动和轮轨间的动力作用，使行车的安全和平稳舒适性都能得到保证，轨道和电动客车部件的寿命和维修周期也随之延长;而列车的垂向、横向作用力又反过来明显地影响轨道及路基的稳定性与通过曲线的安全性，严重时将导致轨道变形、不平顺加剧直至出现严重的磨损与破坏。在现实中，没有不产生动力作用的列车，也没有不产生变形的线路，系统联调的任务就是寻求二者之间的匹配。 弓网匹配在常规电气化铁路运输中的矛盾一直比较明显，然而在低净空地铁隧道中所产生的弓网匹配问题却更加突出，除要求设计合理外，还须经联调实现弓网的最佳匹配，尽可能地降低离线率，提高受流质量，延长维修周期。 2. 3通过安全分析提高系统安全性 根据系统目标，在联调中按实际功能分析各子系统的安全性:一种是子系统故障将导致行车事故;另一种则是子系统故障仅影响大系统的局部功能，不致危及行车安全。对前一类子系统，应设定高可靠度，并据此确定系统部件的寿命期限，如线路轨道结构、电动客车走行部件、制动部件、列车运行控制系统(包括ATS,.ATO,ATP)的关键部件等;至于第二类不危及行车安全的子系统，则不必要求过高的可靠度，可采取定期检修与更换的手段，以恢复规定的功能。对故障将危及行车安全的子系统，需经联调确认其故障导向安全的性能。地铁的运行控制及行车指挥系统在发生故障时，必须以牺牲效率来换取列车的安全运行，这种特性应通过系统联调和运营演练加以检验、确定和完善。 2. 4为运营提供成熟可靠的技术系统 联调测试将是系统验证和测试过程的一个重要部分。一系列的电动客车联调测试，包括电动客车/地面通信、监督控制和数据采集系统及信号联调，都将在制造厂、实验基地、现场完成。这些测试将为其后进行的系统联调测试检验和验收过程的按时完成提供可靠的保证。 系统联调和运营演练的最后过程是系统预运营，包括:进行所要求的可维修性的预运营测试，采取所要求的日常和紧急维修措施的预运营，以及系统可用性和稳定性的预运营。通过系统的预运营，以验证系统的技术成熟性与技术可靠性。 2. 5保证国产化地铁设备的顺利开通 地铁设备国产化是一项具有深远意义的战略决策，是我国地铁建设蓬勃发展的根本出路。作为我国地铁电动客车及机电设备国产化的依托工程，地铁电动客车及机电设备国产化率要求高，有些设备是首次应用到地铁系统中。各系统设备之间或子系统设备之间，大量存在国产化产品和国外产品的组合。为实现较高的国产化率，一些技术成熟的关键设备采用国产化产品.但相对于系统而言它又是首次应用，存在着系统集成是否成功的风险。为此，必须进行系统联调和运营演练，以保证国产化设备的顺利开通。 2. 6培训运营队伍，提供解决商务争议的依据 地铁系统联调和运营演练是实现地铁建设系统目标的有效措施。通过联调和演练认证系统的运输能力，包括系统最大的输送能力、最短的运行时间及列车运行间隔;通过联调提高系统的服务质量，实现旅客乘坐的舒适性、列车运行的安全与平稳性、售检票的便捷性及车站环境的协调性;通过联调认证系统的社会经济效益，以使投入产出目标合理，社会和经济效益明显。 地铁工程系统联调和运营演练方案的指导思想是:由有经验的、合格的各专业技术人员进行规定的各系统、各项工作的测试、试验和调试，保证测试仪器和试验系统的先进性、可靠性、合法性。工作将按计划进行合理的部署，协调推进，达到工程按要求开通的最终目的。运营单位的人员也将参与此项工作及其后的测试，运营单位的管理和技术人员通过与专业化联调队伍的合作，了解各系统性能、系统之间的技术接口、系统达到使用功能的工作过程、系统易于出现的故障和解决故障的途径，并由此得到宝贵的在职实践培训。 通过系统联调和运营演练，可验证各子系统或设备是否达到与承包商约定的各项性能指标，检验在大系统工作条件下各子系统是否满足相应承包商合同所规定的要求，并指导各系统承包商和安装承包商在联调阶段的工作。通过客观、中立的检测记录和试验报告，为业主进行验收及索赔提供各项技术依据。由此可见，系统联调和运营演练是地铁建设进程中的一个十分重要而不可缺少的环节，应当认真规划和安排，使其发挥应有的作用。 3机电设备系统总联调和运营演练的任务 依据各子系统之间的相关程度与接口复杂程度，在系统联调和运营演练时，可将地铁系统划分为电动客车运行相关系统和运营相关系统两部分。电动客车运行相关系统包括电动客车子系统、信号与控制子系统、通信子系统、供电子系统、接触网子系统、轨道子系统、电动客车段子系统，运营相关系统包括售检票子系统、车站设备监控子系统、环控子系统、防灾报警子系统、电梯与扶梯子系统、给排水消防子系统。 3. 1机电设备系统总联调工作任务分析 为保证所有的子系统和各类部件充分发挥应有的作用，协调配合以提供高效的系统能力，需科学、全面地构思设备联调任务。依据各子系统之间的相关性，可将联调划分为电动客车/信号/通信设备预联调、系统冷滑试验、系统热滑试验、列车运行相关系统联调、运营相关系统联调、全系统联调、系统试运营、系统评估。在联调过程中，地铁列车的运行是核心，各子系统均应在列车运行状态下动态调整。对它们来说，满足系统目标的要求主要体现在满足列车运行的要求上。 联调可分为单系统调试、双系统接口调试、多系统联合调试、系统总联调等阶段。单系统调试、双系统接口调试任务一般涵盖在各系统承包商的供货或安装调试合同条款中，其实施主体是各系统承包商。多系统联合调试、系统总联调调试任务在各系统承包商的供货或安装调试合同条款中只明确其参与配合的责任，考虑到责任主体的管理力度和难度的要求，一般由业主或监理组织实施。主要项目应包括: (1)车站机电设备间的联调，包括FAS, BAS、气体消防、给排水及消防、冷站及环控系统、屏蔽门、扶梯、低压电器及事故照明; (2)电力监控系统SCADA与供电系统间的联调，包括与信号间的联调; (3)无线集群与信号、电动客车间的联调; (4)通信时钟、传输网与各相关系统间的联调，包括信号、AFC,FAS,BAF,SCADA、办公自动化，并模拟传输网中断时对各相关系统的影响; (5)信号系统与电动客车间的联调; (6)信号系统与屏蔽门之间的联调; (7)信号系统与车站设备监控系统(BAS)间的联调; (8)最大行车密度、低压满负荷不同运营方式时的供电能力与谐波测试(做8列车3 min间隔); (9)在最大行车密度运营条件下，对弱电系统及计算机设备的电磁抗干扰试验，结合最大行车密度、低压满负荷、不同运营方式下的供电能力与谐波测试进行; (10)电动客车与牵引供电系统间的短路试验。 3. 2运营演练工作任务分析 运营演练是验证、整合、构建整个地铁工程设计功能与使用功能的各项目标是否相互对应的关键环节，是进一步建立安全、可行、有序、高效的运营规章、行车规章、安全规章制度的前提，是实现整个地铁工程人一机可靠互控、人一人协调配合的最重要阶段，同时也是地铁工程由建设验收向运营移交的过渡阶段，可以说所有参与建设、运营的业主，设计、咨询、监理、承包商等单位都担负着各自不同的工作任务。因此，运营演练是名副其实的集团化作业，演练的决策层、指挥层、操作层、协助层必须实行强有力的组织管理、周到慎密的实施计划、动态闭环的现场控制，主要项目应包括:①运营时刻表演练(兼做信号144 h试验);②降级模式下的运营模式演练;③列车在区间的故障救援演练;④票务运作演练;⑤列车火灾紧急救援疏散演练;⑥车站火灾紧急疏散演练;⑦车站大客流演练。 4结语 通过分析，实施由业主主持、多方参与的机电设备系统联调及运营演练，既是地铁交通工程建设的客观要求，又是实现由建设向运营顺利过渡的必然过程，同时也是提高地铁工程建设水平、运营服务水平的社会需求，应得到业界足够的重视。 参考文献 [1]彭北华.城市轨道交通系统总联调技术难点分析与探讨 [M]北京:中国铁道出版社,2002. [2]张振森.城市轨道交通运输[M].北京:中国铁道出版社，2002. [3]王勇.深圳地铁一期工程电力监控系统方案简介[J].地铁与轻轨,2002 [4]郭文军，施仲衡，曾学贵，等.数字地铁系统总体框架研究[J].地铁与轻轨，2002 [5]丁赵成光.城市轨道智能交通系统框架研究[J].都市快轨交通，2004,17(6) 并不是很准确，仅供参考。 希望对您有帮助补充：提供一些作为参考吧：国内城市轨道交通(除香港外) 发展比较缓慢，除了地铁以外，几乎没有城区和近郊的地面轨道交通。而地铁交通，目前也只有北京、天津、上海和广州等城市开通运营。 供电制式 以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750 V 供电电压制式，允许电压波动范围为DC 500 V～DC 900 V，第三轨受流；以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1 500 V 供电电压制式，允许电压波动范围为DC 1 000 V～DC 1 800 V，架空接触网受电弓受流。 上述两种供电电压制式都是国际电工委员会推荐的，都能满足城市轨道交通供电的要求。但是，从减少城市轨道交通牵引供电系统的电能损失和电压降，延长供电距离以降低牵引变电站的数量及投资，以及从降低受流接触网的悬挂重量、降低结构复杂性及投资而言，采用DC 1 500 V 的牵引供电电压制式比采用DC 750 V 的牵引供电电压制式显然要经济得多。高耐压电力电子变流器件的不断发展，如4 500 V 的GTO 、3 300 V 的IGBT 等，为采用DC 1 500 V 供电的城市轨道交通牵引传动系统提供了可靠的技术保障。因此，今后我国的城市轨道交通牵引传动系统的供电电压制式的发展趋势应该是逐步采用统一的DC 1 500 V。

轨道交通信号安全论文

轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。下面我们来看一下关于轨道交通信号的论文吧。

摘 要： 城市轨道交通是缓解现代城市交通压力的重要方式。近年来，我国各大城市纷纷加快了轨道交通的投资与建设，以此提高城市公共交通运输能力缓解地面交通压力。在地铁工程建设与发展中,轨道交通系统作为大容量公共交通工具,其安全性直接关系到广大乘客的生命安全,信号系统是城市轨道交通的重要基础设施之一，作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备在轨道交通系统中有着举足轻重的地位，同时也是关系到列车行驶安全的关键。现就城市轨道交通信号系统进行简要论述，主要介绍信号系统的构成、功能、控制模式、在我国的应用情况以及存在的不足和发展对策。

关键词：轨道交通；信号系统；现状；发展趋势

一、城市轨道交通信号的发展

轨道交通信号的发展背景

轨道交通通起源于英国，最早的列车指挥是由一位带绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列车的前进和停止。

为确保安全，人们开始研究使用固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是行车信号。可是顺向线路的板子实际上很难观察，故又在顶端加块圆板。当必须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示行车信号。

1841年，英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦车站，这是铁路上首次使用臂板式信号机。而慢慢随着科技的发展出现了色灯信号机渐渐代替了臂板信号机，直到现在的列车自动控制系统。

轨道交通信号的发展现状

众所周知，城市轨道交通系统因基建成本高，往往采用高速度、高密度方式运营，这样就必须依靠先进的通信信号设备来进行控制和管理。城市轨道交通的信号系统，已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞，正在向移动闭塞方向发展。传统的信号系统即以地面信号显示为依据，司机按行车规则操纵列车运行。现代信号系统有6个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离；防止出现列车冲突进路；使列车能够按要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程度地避免危及安全的各种干扰；保证关键点闭锁在正确位置。目前世界各国的城市轨道交通信号系统大都采用列车自动控制系统（ATC），已基本上满足上述基本目标。

我国轨道交通的ATC系统目前大多采用进口设备，主要来自德国SIEMENA、英国WESTINGHOUSE、美国US&S、法国ALSTON等公司。国产信号系统由于多种原因尚未形成完整的产品，近年来ATP系统等开始逐步在正线得到应用。

城市轨道交通的发展趋势

当下我国城市轨道交通建设正处于高速发展阶段，各种各样交通信号系统纷纷踏入中国轨道交通市场，那么如何选择先进、安全、可靠、经济、使用性的信号系统成为了当前我国城市轨道交通的一项重要课题。当前国外主流的城市轨道交通通信系统主要有数字轨道电路系统、分析模拟轨道电路系统和基于通信的列车运行控制系统模式，我们要结合国内外各类轨道交通信号的优缺点，寻找出适合我国国情的城市轨道交通信号系统，在未来城市轨道交通系统国产化建设才是正确的发展方向。城市轨道交通国产化，不仅能降低建设成本（国产的CBTC比引进国外的系统造价低20％），而且能降低运营成本，更重要的是促进我国城市轨道交通技术水平的大幅提升，有利于人才培养。并且参与国际竞争。

那么，参与技术服务，国内硬件加工，逐步吸收熟悉国外技术是首要的。其次，通过技术引进，掌握系统功能单元间接口协议和技术标准，最后要积极跟踪并参与CBTC的研究。

城市轨道交通的信号系统，已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞，正在向移动闭塞方向发展。传统的信号系统即以地面信号显示为依据，司机按行车规则操纵列车运行。现代信号系统有六个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离，防止出现列车冲突进路；使列车能够按照要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程度地避免危及安全的各种干扰，保证关键点锁闭在正确位置。

ATP的主要作用是根据故障-安全原则，执行列车间安全间距的监控、列车的超速防护、安全开关门的监督和进路的安全监控等功能，确保列车和乘客的安全；ATO主要执行站间自动运行、列车在车站的定点停车、在终点的自动折返等功能；ATS的主要作用是监督列车状态、产生列车时刻表、自动调整列车运行时刻和保证列车按时刻表正点运行、生成运行报告和统计报告、向旅客向导系统提供信息等。

由于通信技术的发展，ATC系统中ATS子系统的功能也越来越强，已不仅仅是传统意义上的“列车自动监督”，ATS子系统正在向集成化方向发展；维修管理更加重要为了提高系统的可靠性、减少维护费用，信号系统的监控管理以及维修管理信息系统都非常重要。

二、城市轨道交通系统的构成及功能

列车自动监控子系统（ATS）

ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能：

（1）通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。

（2）根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。

（3）列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪，列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。

（4）列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。

（5）ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。

（6）在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。通过设在车辆段的终端，向车辆段管理及行车人员提供必要的信息，以便编制车辆运用计划和行车计划。

（7）列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。

（8）能在中央专用设 备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观。能自动进行运行报表统计，并根据要求进行显示打印。

（9）能在车站控制模式下与计算机联锁设备结合，将部分或所有信号机置于自动模式状态。

（10）向通信无线、广播、旅客向导系统提供必要的信息。

列车自动防护子系统（ATP）

ATP系统由地面设备、车载设备组成，监督列车在安全速度下运行，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动，主要实现以下功能：

（1）自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。提供列车速度保护，在列车超速时提供常用制动或紧急制动，保证前行与后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进行ATP防护。

（2）确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离，以及等防止列车侧面冲撞。

（3）防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。

（4）为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。

（5）根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码方向。

（6）任何车—地通信中断以及列车的非预期移动（含退行）、任何列车完整性电路的中断、列车超速（含临时限速）、车载设备故障等均将产生安全性制动。

（7）实现与ATS的接口和有关的交换信息。

（8）系统的自诊断、故障报警、记录。

（9）列车的.实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。

列车自动驾驶子系统（ATO）

ATO子系统是控制列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，在ATP系统的保护下，根据ATS的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车车门控制。

（1）自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。

（2）在ATS监控范围的入口及各站停车区域（含折返线、停车线）进行车—地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对在线列车进行监控。

（3）控制列车按照运行图进行运行，达到节能及自动调整列车运行的目的。

（4）ATO自动驾驶时实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能源控制。

（5）能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。

（6）与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。

信号ATC系统依据控制方式以及信息传输方式的不同，系统结构组成和配置方式也完全不同，在工程设计中选择何种配置，须根据行车组织、车辆性能、车站规模、线路条件等，以安全性、可靠性为基本原则，兼顾成熟性、经济性、合理性，以发挥最大效能为目标，并需适当考虑先进性等。

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

联锁系统

在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上的安全，有效利用站内线路， 高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。

（1）联锁的基本内容

防止建立会导致机车车辆相互冲突的进路；必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置；必须使信号机的显示与所建立的进路相符合。进路上各区段空闲时才能开放信号；进路上有关道岔在规定位置时才开放信号；敌对信号未关闭时，防护该进路的信号机不能开放。同时这三点也是联锁最基本的三个个技术条件，只有在满足了这三点条件，联锁才能成立，列车进路与调车进路才能安全进行。

（2）联锁设备

控制车站的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁关系的设备，称之为联锁设备。联锁设备是轨道交通的重要信号设备，用来在车站和车辆段实现联锁闭塞关系，建立进路，控制道岔的转换和信号机的开关，以及进路解锁，以保证行车安全。联锁设备分为正线车站联锁设备合车辆段联锁设备。联锁设备早期为机械联锁，后来发展成为继电器集中联锁。随着3C技术的快速发展，计算机联锁已经成为联锁设备的主要发展方向。

三、结 论

城市轨道交通信号系统是技术含量高，行车指挥自动化和保障安全的重要技术装备，就现在我国的情况而言，城市轨道交通是人们普遍会选择的交通出行方式，安全是我们首要考虑的问题，就目前而言，我国在世界的大发展中还是处于较为落后的局面。对我国城市轨道交通现代信号国产化进程滞后的现状，必须引起高度关注，尽快提高我国信号装备的技术水平，取长补短，吸取国外先进经验，发展具有中国特色的城市轨道交通现代信号系统，使中国的轨道交通通信信号系统处于国际的前沿。

致 谢

本文是在王静老师的精心指导和支持下完成的，所以首先要感谢我的论文老师王静。通过老师的精心指导以及我这一阶段的努力，我的毕业论文《浅谈城市轨道交通通信系统》终于完成了，这同时也意味着大学三年的生活即将结束。

在大学阶段我在学习上和思想上都受益非浅这除了自身的努力外与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中我的导师王静老师倾注了大量的心血从选题到开题报告从写作提纲到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题严格把关循循善诱在此我表示衷心感谢。同时感谢我的爸爸妈妈焉得谖草言树之背养育之恩无以回报你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际我的心情无法平静从开始进入课题到论文的顺利完成有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助在这里请接受我诚挚谢意。

参 考 文 献

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