城市軌道交通論文

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城市軌道交通論文:城市軌道交通建設與城市可持續發展思考

可持續發展是我國的—項基本國策，城市的交通運輸是城市可持續發展的重要組成部分：本文在簡要論述了既有交通運輸系統的不可持續特性，在詳細討論了軌道交通系統在環保、快捷、安全等方面的巨大比勢，認為在大中城市建設以軌道交通系統為骨干的一體化綜合公共交通系統是解決城市交通擁堵、環境污染，走可持續發展之路的必然選擇。

【關鍵詞】可持續發 展交通運輸 軌道交通

引言

作為20世紀人類認識世界的重大成果之一的“可持續發展’理念的確立，是人類文明史上一個重要的里程碑，是我國的一項基本國策。城市交通體系是城市最主要的基礎設施之一、是城市發展現劃和城市增長的基本要素，是城市人流、物流、信息流的載體，是城市經濟活動的命脈。城市經濟社會活動要求城市交通體系能夠安全、快捷、方便、舒適、經濟地滿足城市人流、物流、信息流的需求，現代城市的商品生產、流通、消費，居民出行，信息載體傳遞與交流都離不開城市交通體系，城市的一切經濟社會活動都必須有現代城市交通體系予以支持和保障。因此。城市交通體系的良性循環對實現城市功能，促進城市經濟和社會的發展發揮著重要作用。城市交通不僅是一個女n何達到便捷高效，提高人流、貨流通暢效率問題，也是一個從根本上改善人居環境質量，有利于可持續發展的重要戰略問題。隨著城市化進程的加陜，城市“機動化’程度的提高，城市交通已越來越成方世界各國嚴重的城市問題，特別是大城市。我國的情況也是如此。

1 既有交通運輸系統發展的不可持續性

城市交通的發展促進了社會生產力的進步，滿足了人們增長的交通消費需求，促進了城市的繁榮，給人類社會帶來了巨大的財富。但同時也造成了道路擁擠、事故頻繁、大氣和噪聲污染以及能源緊張等等。交通擁擠破壞了使用汽車的中心目的：便于直接接近人、貨物和勞務。如何選擇適當的城市交通工具，達到降低污染物排放，實現有限環境資源的持續利用，而最終實現交通的可持續發展，是我們當前面臨的一大難題。

要實現城市的可持續發展應全面提升城市的綜合能力和市場競爭能力，實現自然系統與社會系統的全面協調，改變城市的不合理結構?？沙掷m發展戰略與交通系統建設具有密切的聯系：可持續的人居環境建設、可持續消費模式的建立、能源利用與劉策等，均對交通政策、交通規劃、交通設計、交通管理等產生深刻的影響。城市交通設施建設和交通管理是保證城市可持續發展的必要條件之一。所以用可持續發展的概念來重新審視交通建設的歷史和現狀是十分必要的。

傳統的交通運輸發展模式不注意考慮運輸業在環境、安全、擁擠等方面形成的負效果，產生了許多日益嚴重的問題，如交通阻塞、交通事故、能源過耗、環境噪聲污染、溫室氣體排放等，嚴重影響了人們的生活質量，造成了巨額國民經濟損失，阻礙了城市社會、經濟與環境的健康發展。同時由于政策實施的局限，對交通運輸的外部性沒有采取有效的處理對策，使人們在過多地依賴私人交通時，卻沒有承擔其應該承擔的全部費用，產生一定的不公平性等問題。

(1)空間資源的低效配置。公共交通發展不充分，導致交通結構不合理，道路、停車場等土地和空間資源低效配置。道路與交通管理設施建設滯后于車輛和交通流量的發展停車場等靜態交通設施嚴重不足。

(2)時間資源浪費。交通擁擠已使城市機動車行駛速度急劇下降，并直接導致公共交通服務水平下降，客流減少。不合理的交通結構產生巨大的時間成本。

(3)環境污染。主要包括空氣污染和噪聲污染?！┐蟪鞘袡C動車排放的污染物對多項大氣污染指標的貢獻率已達到60％以上，北京70％的空氣污染來自汽車的廢氣排放。交通污染治理已成為城市大氣環境治理的主要內容之一。城市主要道路兩側的噪聲污染不斷加劇，全國80％以上大城市交通干線噪聲超標(大于70dB)，嚴重影響了居民休息和教育、文化活動。

(4)資源消耗。城市交通，特別是個人機動化交通消耗了大量的能源和其他不可再生資源。交通運輸的資源消耗，主要表現為運輸發展所需的土地、原材料以及運輸的能源消耗。在土地占用方面，尤以小汽車為最，比如美國53個中心城市用地的30％被汽車占領，芝加哥、底特律等更是有將近一半的城市用地“被用于道路和停車”。而更為引人注意的是另一項資源——交通運輸所消耗的能源?？梢哉f，現代強大的交通運輸系統是由巨大的能源消耗去驅動的。在發達國家，由于私人小汽車的普及，使其交通運輸能耗在整個國家的總能耗中占有較高的比重。在歐盟國家中交通運輸是能耗增長速度最為迅速的行業，從1985年至1997年該行業能耗漲幅為42％(年均3％)，而行業的能耗僅增長11％，道路交通的能耗占交通運輸能耗的73％。

(5)交通事故。部分交通參與者法制觀念淡薄，交通違章現象十分嚴重。城市交通事故造成了大量的人員傷亡和高額的直接和間接經濟損失。交通事故的損失非常高，在發達國家，僅公路運輸交通事故的經濟損失一般達到其GNP的1．5％-2．0％。

2 軌道交通系統的可持續發展

2．1交通運輸可持續發展須遵守的原則

(1)環境承載力原則。環境承載力是指環境系統吸收污染的自身凈化能力。交通運輸可持續發展必須遵守“其污染物的排放不得超過環境的吸收能力”的原則。

(2)資源消耗速率原則.自然資源可以分為可再生資源和不可再生資源。對于司再生的自然資源使用速度應維持在其再生速率限度之內；對于不可再生的資源，其使用耗竭速率不應超過尋求作為代用晶的可再生資源的速率。這個原則要求運輸部門必須提高資源利用效率，節約能源，采用先進技術，避免能源危機。

(3)公平性原則。運輸活動的使用者通過運輸而獲益，但沒有承擔環境費用；相反，非運輸用戶卻遭受著環境質量下降引起的損害，這是很不公平的。從代際關系上來看，當代人消耗大量運輸活動以促進經濟發展，卻將嚴重的環境損害后果留給后代人承擔，這也是不公平的。

(4)價值性原則。資源價值的無價或低價導致了不加抑制的過度使用，這是價格導向的錯誤。交通運輸可持續發展必須遵循“環境成本是真實的經濟成本”的原則，將環境成本納入運輸成本，分擔到用戶身上。

(5)協調性原則。交通運輸可持續發展的目標僅僅依靠運輸政策是難以實現的，必須與政策(如科技政策、財政金融政策、土地利用政策、環境政策)相結合，協調作用，才能收到良好的效果。

2．2快速軌道交通和其他交通方式比較的優勢

目前中國正經歷著迅猛的城市化進程，預計到2020年中國的城市人口數量將達到50％?，F莊城市交通需求正在持續增長，而經濟增長和收入增加將對未來的城市交通需求起到—種推波助瀾的刺激作用，從而導致環境污染惡化和土地消耗增加以及城市交通阻塞。

城市社會經濟的發展，需要安全、高效、清潔、經濟的喊市交通運輸系統；城市居民生活質量的提高需要安全、方便、舒適、，陜捷、低價的公共交通服務；城市環境的改善需要有利于環境改善的交通政策。因此，城市交通發展目標必須與城市社會的經濟發展目標相協調，與城市可持續發展目標相—致。

以軌道交通為基礎的運輸系統與其競爭的模式相比具有較大技術優勢：較大的運量，有效的土地利用，每人公里較低的能量消耗和環境污染。此外，軌道交通的發展軸作用可引導城市形態的變化，有助于實現商貿的聚集效益。它是特大城市及其交通可持續發展的必然選擇。

通過對軌道交通與其他幾種常見的出行方式的比較分析，我們發現，快速軌道交通相對于公共汽車、私人汽車、自行車等大眾交通工具而言，具有運量大、低污染、低噪音、低能耗、高速度、低成本、占地少、舒適、全天候等得天獨厚的優勢，是其他交通方式無法替代的。在大城市特別是特大城市我們應當構筑以軌道交通為骨干的一體化綜合城市運輸體系，才能解決城市的交通擁擠問題，為城市的可持續發展提供保證。

軌道交通不僅提供高效、優質的公交出行服務，而且是一種集約化的交通方式，節約能源和土地資源。大城市機動化進渤D快，簡單的闊路增車方法已無法解決城市交通問題，公交專用道的潛在利用能力畢竟有限，個體分散交通對土地資源利用的效率低下也是有目共睹的，中央商業區土地資源可提供的地面交通供給正逐漸耗盡，利用開發寶貴的地下空間資源，提供新的交通供給，以緩解地面空間資源緊張狀況，支持城市的持續發展。

地鐵、輕軌和市郊鐵路等軌道交通方式在單通道寬度、容量、運送速度、單位動態占地面積等指標上，都較一般交通工具有明顯優勢。

環境是現代社會十分關注的問題，由于城市軌道交通一般采用電力牽引和大運量、集中化運輸方

因此，每運送一位乘客所產生的污染大大低于其他交通方式。

2．3軌道交通系統對于一個城市或地區所帶來的利益

由于軌道交通系統快捷、準時、舒適，乘客將更加愿意乘坐，并將吸引原先乘用轎車和自行車以及步行者，從而提高客運量。尤其如能爭取乘坐私家車的乘客，將可緩解道路交通給環境所造成的壓力如噪音、廢氣的排放和道路用地等，提高道路安全性，在不損害人員流動的情況下有助于減少市中心的交通壓力。

大力發展軌道交通，對于提升城市結構，解決城市發展中面臨的經濟與社會矛盾，實現可持續發展戰略，具有特別重要的意義。

軌道交通系統與交通方式比較，其優勢主要表現在以下幾個方面：

(1)改善城市環境。用軌道交通替代公共電汽車成為大眾通勤工具的首選，由于減少在市中心運

行的轎車和公交汽車的數量，將在很大程度上減少城區汽車尾氣的排放，改善空氣質量。國外研究表明，軌道交通單位運輸量的二氧化碳排放量僅為小汽車的10％和公共汽車的25％；

(2)大大地緩解交通擁擠。軌道交通還是一種運量大的交通工具，國外許多大城市軌道交通承擔的客運量占全部客運量的—半甚至80％以上。地鐵每小時單向運送能力為3～6萬人次，輕軌為2～2．5萬人次，而公共電汽車為2 000～5000人次。

(3)提高了交通的安全性，軌道交通的安全性要比轎車和公交汽車的安全性高出若干倍；

(4)方便快捷的軌道交通系統，將提高市民的流動性和機動性；

(5)交通可達性的改善必然使沿線城市地價上漲，提高沿線物業及房地產開發價值；

(6)帶動軌道交通沿線的舊城改造和新城區的開發。由于軌道交通可以為中長距離的通勤問題提

供快速和低成本的工具，因而，城區居民將沿軌道線向城郊擴散；

(7)軌道交通系統的建設、運營與維護，將拉動內需，創造新的就業崗位；

(8)軌道交通的發展軸作用有助于實現商貿的聚集效應，使城市形態發生變化，資源分配降更加趨向合理化，助于推動產業結構和消費結構的升級。

2．4軌道交通系統的社會效益

城市軌道交通系統的效益，主要反應在其產生的巨大的社會效益，可以從直接和間接兩方面進行估算。(1)直接效益

直接效益可通過時間價值這一因子進行測算，市民由于乘坐快速、準時的城市軌道交通車輛而節約了時間，時間是有價值的，節約時間等于增加了收入；其直接經濟效益為：

∑(利用人數·收入·節約時間／標準勞動時間)

(2)間接效益

這是軌道交通產生的社會效益比較難計算的部分，由于軌道交通具有便捷、客流量大和環保的特點，例如在城市軌道交通系統的車站和沿線周圍地區的房地產必然增值，應該把房地產增值的相當比例，例如1／4，作為城市軌道交通系統的間接效益；又如由于軌道交通系統的環保特點而減少的環保費用也應作為軌道交通系統的間接經濟效應。

3 對策與建議

我國城市公共交通遠期戰略規劃的基本目的有三個：

①提高人出行的效率、城市經濟活力和競爭性；

②體現交通服務的社會公平性；

③實現環境上可持續性。

為保持城市軌道交通系統和城市的可持續發展，我們認為應采取以下對策有：

①實施公共交通優先政策和相應的產業、技術、經濟、投資、財稅政策。

②長期堅持發展大容量的軌道快速交通系統，發展多種軌道交通系統，地鐵、輕軌、市郊通勤鐵路；

③延伸軌道系統到近遠郊區的人口集聚地區，改善乘車的方便性；

④統—協調交通形式，綜合考慮，互相銜接，建立良好的換乘系統；

⑤適當控制私人小汽車的擁有量和使用率，逐步減少自行車的利用；

⑥環境資源稅收政策，環境資源稅是國家為了保護環境資源、促進可持續發展而憑借其主權權力對一切開發、利用環境資源的單位和個人，按照其開發、利用自然資源的程度或污染、破壞環境資源的程度征收的一個稅種。設置環境資源稅種，擴大環境資源稅所占比重，既可以為經濟單位創造平等競爭的環境，又能抑制資源浪費，提高資源利用效率，減少污染物的排放量，從而達到保護環境資源的目的。

城市軌道交通論文:城市軌道交通高架橋選型的探討

提　要： 上海地鐵二號線東西延伸段、莘閔輕軌交通線，西安地鐵等工程，系統探討了城市軌道交通高架橋在選型上應考慮的方面和因素，并結合具體工程項目，對高架橋的梁部結構及墩柱的各種型式做了詳細介紹，給出了選型的參考性方案。

主題詞： 城市軌道交通；高架橋；梁部結構；橋墩；伴隨著我國城市化進程的迅速發展，和中央開發大西北戰略的確定，城市交通系統等基礎設施的建設已成為優先實施的基本任務之一。城市交通系統中，除公共汽、電車外，主要有地鐵和輕軌系統。我國許多大城市，除公共汽車、電車系統外，地鐵和輕軌系統為數不多，亟待建設。

人們通常主要根據客運量和建設資金來選擇修地鐵或輕軌， 但由于地鐵建于地下造價實在太高， 現在， 人們更傾向于將盡可能多的地鐵建于地面上。修于地面上的地鐵同輕軌一樣， 土建結構大部分為高架橋。高架橋的選型和設計， 是當前橋梁工程師進行研究和實踐的主要任務之一。

1、影響高架橋選型的主要因素高架橋選型主要包括梁部和墩柱的選型， 基礎雖受梁部和墩柱型式的一定影響， 但主要還是由地質情況確定， 比較單一； 選型時主要考慮景觀、經濟、功能、施工、占地和工期等幾方面。

1. 1高架橋應與周圍城市景觀保持一致鑒于高架橋作為城市的永久建筑， 人們期望其會成為城市的一道美麗的景觀。但由于高架橋長、窄、平的特點， 要想達到此目標實際上非常困難， 而且將城市的著眼點過多吸引在高架橋上也并不可取。筆者以為高架橋在造型上應以簡潔為基本原則， 采用融和法和消去法， 使之從屬于城市環境。如上海， 道路用地范圍窄， 兩側高樓林立， 宜使橋梁造型柔和， 色彩暗淡， 弱化視角效果； 如西安和蘭州， 道路兩側視野比較開闊， 宜采用有力度感和色彩鮮艷一些的造型， 引起人們的注意。

1. 2高架橋應與當地人文景觀相互和諧高架橋的造型，除了考慮與周圍環境景觀的一致外，還應重視當地人文景觀的和諧。由于我國幅員遼闊，歷史悠久，每個城市都積累了深厚的、富有地域性的人文文化特征， 在高架橋的造型上選型上，必須充分注意這種差別，比如，對江南城市和西北城市的造型就不宜采用同一型式。對于江南城市， 如上海， 可采用斜腹板箱梁， 配以獨柱矩墩（采用大圓弧倒角）或雙柱圓墩，以體現江南的輕巧柔和； 而對于西北名城西安或蘭州， 則可采用直腹板箱梁， 配以獨柱矩墩（不倒角），以體現西北豪爽剛直的文化氛圍， 如圖1：1. 3　高架橋在經濟上應節約高效經濟指標是確定高架橋型式的主要因素，它通常最主要是在縱向上限制橋梁跨長， 這也是橋梁在美觀上受到限制的一個主要因素，因為大跨度更易體現橋梁的輕盈。經濟指標一般具體體現在以下幾方面：1）經濟跨度：經濟跨度一般與地質情況和規模化生產有關。如采用箱梁梁型、支架現澆法施工，對于上海，經濟跨度在30 m 左右；而西安則為25 m 左右。

（2） 結構體系：結合城市軌道長的特點，采用連續結構要比簡支結構經濟。如（3×30） m 連續箱梁結構（3） 梁型：通常梁型越美觀，造價也越高。如弧形外要比3 孔30 m 簡支梁結構便宜約5～ 10% .當然，連腹板箱梁要比直斜腹板的造價高。續結構要比簡支結構在設計和施工上都要復雜一些。

a 上海市高架橋造型參考方案

b 西安市高架橋造型參考，高架橋造型參考方案

1. 4高架橋施工應力求先進、快速現在，我國高架橋通常采用現澆法施工，比較落后。這主要是由于我國當前仍存在許多諸如運輸、架設設備方面的問題，無法采用預制吊裝法施工。比如，對于L p= 30m 的簡支箱梁，雙線每孔重約320 t，單線時約150 t，我國現階段均無適合的運輸、吊裝設備。

但由于無碴軌道結構對橋梁變形的要求，為減少梁部結構的收縮徐變變形，一般控制承軌臺施工與橋梁施工的時間間隔不小于一定數值，如L p= 30m 簡支梁，一般為90 天。為便于合理安全施工順序以縮短工期、工廠規模預制以降低造價和減少施工期間對周圍居民噪音影響等，宜采用先進的預制吊裝法施工。隨著我國時速達250 km /h 的秦沈客運專線的啟動，鐵路系統已在1999 年研究成功了M Z32 移動模架造橋機、3BM 2600 型架橋機和420 t 胎式箱梁運輸車等專用設備以及相關施工工藝和方法，筆者相信，隨著城市軌道交通的發展，這些設備和方法也會轉向高架橋的建筑方面。

2、高架橋梁部結構型理論上可采用和國外已采用的梁部結構型式有： 槽形梁、下承式脊梁、T 梁、板梁和箱梁等。

2. 1　槽形梁： 橋梁建筑高度低， 便于城市道路間立體交叉， 壓低線路標高， 節約總投資； 且兩側主梁可兼起防噪屏作用， 景觀程度很好。但需布置多向預應力鋼筋。施工復雜， 進度慢， 造價較高， 且設計、施工經驗少。

板梁：橋梁建筑高度較低，每線采用兩片或四片空心板梁，受力清晰，設計、施工經驗相當成熟。但各片板梁間鉸接，整體受力性差；經濟跨度一般在16～ 20 m，較小，景觀性差；梁高較低，相應剛度較小，梁部后期收縮徐變較大，不利于軌道交通線路軌道調高要求；按常規預制、吊裝施工時，也只能用于20 m 以下的小跨度。

箱梁：橋梁建筑高度適中，工程量較?。贿m用性好，既可作為區間標準地段，也可用于曲線、變寬、出岔地段；整體受力性好；外觀線型流暢、美觀；設計、施工程數量為：混凝土， 0151m立方米；預應力鋼筋，31kg； 鋼筋，經驗成熟，對的傳統的現澆法施工積累有豐富的經驗。、

綜上， 筆者推薦高架橋橋梁部采用箱梁型式， 現由如下：

（1） 箱梁的閉合薄壁截面剛度大， 整體受力性能好， 對于斜彎橋尤為有利。箱梁頂、底板具有較大的面積， 可有效地抵抗正負彎矩， 并滿足配筋要求。箱梁具有良好的動力性能， 收縮變形數值小。

（2） 箱梁截面外形簡潔， 底面平整光潔， 線條流暢， 景觀效果優異。

（3） 箱梁既適于中、大跨， 也適于簡支和連續結構， 更適于各種地段， 如直線段、曲線段、出岔段和變寬段等， 便于同一條線路上減少橋梁類型。

（4） 箱梁具有相當成熟的設計、施工水平和經驗。當前的現澆法施工雖有不足， 但尚可以克服， 如使預應力鋼束錨固于梁內而不錨固與梁端， 從而可以同時開始多個工作面施工等， 而不致影響整個工程的進度。

（5） 從可持續發展角度看， 箱梁只要解決了大噸位的運輸、吊裝設備的研制和相關施工工藝問題， 即可實現工廠化、規?；a， 經濟指標將會大幅下降。

3、高架橋墩柱型式墩臺基礎除應有足夠的強度和穩定性， 避免在荷載作用下的過大位移外， 其造型應能使上下部結構協調一致， 輕巧美觀， 與城市環境和諧、勻稱。在墩臺選型上， 其一般服從梁部型式， 此外， 也受占地、道路、通視等的限制。通常有：T 形墩、倒T 形墩、Y 形墩、單柱墩、雙柱墩等基本型式

3. 2　倒T 形墩： 主要適于單箱單室箱梁和脊梁等梁部支承點相距稍遠的梁型。特別是對于外腹板微斜的箱梁， 如墩高適宜， 則可使梁的腹板和墩的邊線斜度一致， 使上下部渾然一體， 造型美觀。但該墩受力上較合理， 材料有浪費， 投資增加； 在墩高相差較大時， 整體造型不易協調。

3. 4　單柱墩：主要適于單箱單室箱梁和脊梁等梁部支承點相距較近的梁型。特別是對直腹板箱梁，可使箱梁底寬同墩橫向寬度一致，從而使上下部渾然一體，顯得挺拔有力度，對墩高的變化適應性極強。受力合理，材料較節省， 施工方便。

3. 5　雙柱墩： 適于各種梁型， 用于多線或出岔地段。承載能力及穩定性較強， 墩可以做得纖細， 材料利用率高。但對橋寬僅810m 左右的高架橋來講， 造型顯得不夠簡潔。綜上， 為與箱梁配合，

（2） 受力合理， 比較經濟。

（3） 上地較少， 施工方便、快速。

（4） 適應性強， 既適于墩高差別較大的情況， 也由于橫向剛度較大， 尤其適于曲線地段。箱梁與上述幾咱墩型的配合效果，

4　對城市軌道交通高架橋選型的建議高架橋選型現階段宜采用箱梁配以輕型墩臺， 基礎應根據地質情況確定， 施工采用現澆法施工。但需抓緊大噸位運輸、吊裝設備的研制開發和施工工藝研究， 以降低造價； 同時也需對槽型梁和下承式脊梁的研究投入一定精力。

a　箱形倒T 形墩　b　箱形變形單柱墩　c　箱梁單柱墩

d　箱梁雙柱墩　e　箱梁雙柱墩　f　箱梁

城市軌道交通論文:我國城市軌道交通投融資研究

摘　要：針對我國城市軌道交通投融資的發展現狀，研究國外發達國家的投融資模式，結合我國城市軌道交通發展的特點，探討了適用于我國軌道交通建設發展的投融資方式。

關鍵詞：城市軌道交通　投融資　模式

1　前言

世界上機動化水平較高的城市大多具有比較成熟與完善的軌道交通系統，有些城市軌道交通的運量占城市公交運量的比重已達50％以上，有的甚至已超過70％。在巴黎，軌道交通承擔70％的公交運量，這一比值在東京是80％，在莫斯科和香港是55％，而我國的軌道交通剛剛處于起步階段，但是發展速度很快，例如北京市的軌道交通規劃方案，計劃在未來十年內，全市軌道交通將以每年40公里的速度增長。到2008年，軌道交通里程將達300公里；到2020年，軌道交通的總里程將超過1000公里；上海市將在“十五”期間規劃建成200km軌道交通線，初步形成軌道交通骨架網線，屆時，軌道交通的日均客流量將達到全部日均客流量的50％。盡管軌道交通建設具有明顯的社會效應，但是在投融資上它具有投資大，有能力投資的企業較少；建設和回報周期長，直接經濟效益低，不容易引起普通投資者的興趣等特點。特別是在我國，當前建設資金緊張，僅僅依靠計劃經濟下的政府投資模式不能滿足現實軌道交通發展的需要，在這種情況下，對軌道交通投融資的研究就變得非常重要。

2　軌道交通投融資典型模式及國內外現狀

2．1　政府財政投融模式

政府財政投融資模式是以政府為投融資主體，利用財政資金，統一協調和組織實施城市軌道交通工程，并在此過程中由政府作為信貸擔保人，進行一系列重大的融資引貸活動。該模式的優點是可以集中財力物力和人才，加快城市軌道交通項目的建設進度，缺點是無法對建設者和經營者建立建設成本的激勵與約束機制。世界城市軌道交通線路的建設大多以政府投入為主，如新加坡的地鐵建設全部由政府財政投入；巴黎新線建設的出資比例一般為國家政府40％，當地政府40％，企業自籌20％，地鐵公司本身負債為零；東京地鐵建設在1991年也基本上由政府投資的；德國城市的地鐵與輕軌建設資金，60％出于聯邦政府，其余由州、市政府承擔；北京地鐵1號線（北京站－蘋果園）和2號線和上海地鐵一號線也以政府計劃投資為主。可以說，在過去幾十年里除了少數幾個例子，政府投入幾乎成為所有城市軌道交通系統建設中最重要的資金來源。

2．2　商業投融資模式

商業投融資模式是由一商業企業取代政府作為項目的投資主體，并采用商業原則進行經營，負責項目的融資、建設、運營、開發、投資回報與還本付息等。為使項目具有一定的贏利能力以吸引大型企業與財團的投資，政府可以采取如給予項目一系列特殊優惠政策，包括交通政策和土地利用政策等等，進行大量政府注資，改進項目的資金運營狀況，創造良好的項目融資環境，降低項目融資成本等措施。此模式適用于人口稠密、商業發達和熟地開的城市與地區。該模式以香港地鐵的建設與經營最為典型，其主特點是地鐵是以政府劃撥沿線土地給地鐵公司，由地鐵公司進行房地產開發和商務經營方式獲取資金，政府為支持地鐵建設還購買了約85億港元的公司股份。值得注意的是，為體現間接受益者對地鐵建設成本的補償，政府一般采取轉移支付的方式，如政府給予項目公司某些土地、物業和稅收方面的特許權，以保證城市軌道交通建設的間接效益部分能夠充分返還給城市軌道交通建設。

2．3　混合投融資模式

混合投融資模式是指政府和私營公司的聯合投資行為，由政府財政向城市軌道交通開發部門提供補貼、減免稅收或提供低息融資的方式。日本的城市軌道交通建設與經營所采用的就是混合投資模式。經營主體從資本所有者的角度可以分為三類：民間資本、民間資本與國家或地方公共團體的組合、國家或地方公共團體：資金籌措主要途徑主要有政府補助方式、利用者負擔、受益者負擔、發行債券、貸款五大類；而廣州地鐵一號線的修建采用了政府通過與私人或團體合作建設快速軌道交通系統及開發快軌沿線的土地來籌集建設費用。

3　我國城市軌道交通投融資的主要問題

3．1　投資主體和投資模式單一

由北京地鐵1號線（北京站－蘋果園）、2號線和上海地鐵一號線的現狀，我們不難看出政府負擔了所有的建設資金，并隱含著將來對車輛更新資金的再投入。這些都給政府財政背上了沉重的包袱，我國1996年～1999年的財政赤字已達到379321億元，財政赤字的過去使政府支持基礎設施投資的空間已很有限，并且其建設、運營管理體質都是源于傳統的計劃經濟體制，造成政企不分，建管一家，業主缺位。

3．2　運營機制及票價機制尚待進一步完善

為避免運營管理上由于規模太大而產生的運營不經濟，應當適當增加運營公司，形成運營管理的競爭機制；票價是軌道交通項目最敏感的因素之一，是項目投資者和市民最關心的問題，直接影響他們的切身利益，要在社會福利最大化和保護投資者利益之間尋找到平衡點，既能確保最大限度地滿足市民出行需求，同時又能使運營企業和投資者有一定的利益回報。

3．3　良性開發機制有待形成

過去習慣于自己花錢、搞項目、自己經營獲利，從而造成建設成本上升，開發收益流失；重視對有形資產的開發經營，忽視對無形資產的開發利用，重視實物資產的開發經營機會，忽視虛擬資產的開發經營機會。對借助于別人的力量、資金，盤活項目的存量資產、無形資產，實現低成本開發而獲利的良性經營開發理念沒有形成。

4　中國城市軌道交通建設融資模式建議

4．1　實行證券化

具體方式有通過發行市政工程建設債券：以有資信度的國有投資公司為主體，發行中長期企業債券；對一些特殊的機構，比如社保基金、保險基金等，可以以政府的名義，發行定向融資券。這是吸引個人投資的合適方式。并可以形成很好的投資概念。從而可以加速我國城市地鐵建設，改善城市的投資環境。

4．2　建立軌道交通投資專項基金

通過設立專門的軌道交通建設或消費稅，建立軌道交通投資專項基金，如“城市軌道交通建設基金”。如德國交通財政資助法規定，每年向購油者加收10％的稅收作為城市交通建設資金。

4．3　將軌道交通和城市土地利用相結合

研究軌道交通建設與沿線土地“捆綁式”開發的運作機制，將軌道交通建設與沿線土地開發結合起來，特別是站點周圍的土地開發權，使投資商獲得的沿線物業和房地產開發權，形成以軌道交通帶動土地開發，以土地開發保障軌道交通投資的良性循環。通過吸引投資商，增強融資商信心，從而增辟軌道交通的融資渠道，為軌道交通早日實現資金良性循環提供穩定的收入來源。

4．4　與供貨商商討融資租賃經營的方式，降低政府的投資壓力

融資租賃經營借鑒國外成熟經驗和我國鐵道部門的實踐，為減少投資壓力，可與大的供貨商（主要是車輛設備系統設備供貨商）探索融資租賃的經營方式，實現前期一次投資減少；此外，為提高運營效率，可在填充線（或延伸線）的經營上，考慮委托租賃經營的方式，由骨干線運營公司經營填充線和延伸線，這樣這類線路的投融資主要是城市軌道交通的固定設施的投資，可大大減少一次性投資并減少運營成本。

4．5　積極拓展利用外資

通過世行、亞行貸款項目，到目前為止，我國已經修建了一萬多公里的鐵路，對外借款一直是我國交通基礎設施建設利用外資的主要形式，我們可以繼續采用這一方式。另外其他利用外資的形式如引進外商直接投資，對外發行股票和城市軌道交通建設債券也可以積極采用。

4．6　國有資產存量市場化

我國龐大的國有資產存量配置不合理，可調整用來新增基礎設施建設投資。通過盤活存量，吸引投資者。比如以全線票價收入的一定比例，作為對新建部分的投資回報。

4．7　制定合理票價，實行保本運營

要建立票價決定的科學程序。首先要加強對軌道交通建設和運營的財務審計，特別是成本審計，在此基礎上確定軌道交通建設和運營的合理成本，推算出保本票價。然后結合價格聽證制，確定實際的運營票價。如實際票價低于保本票價，對兩者之間的差額，由政府設法彌補。

4．8　采用項目公司股份制

在軌道交通項目建設和項目投資上采取項目公司股份制，以市場機制運作。部分線路可以上市籌資。

4．9　積極發展混合投融資模式或商業投融資模式

4．9．1　采用靈活的混合投融資模式

結合我國軌道交通發展的現狀，新的軌道交通線網優化建設盡量采用靈活的融資模式。如采用混合投融資模式，既有地方政府投資行為，也有國有企業投資行為，還有民營企業投資行為，而融資部門既有政府銀行的款，也有債券或商業銀行的借貸。在投資比例上和融資方法上，拓寬籌資思路，促進多元投資，拓寬資金來源。關鍵要發揮好政府資金的引導作用和政策的配套保障作用，實現軌道交通資金“借、用、還”的良性循環。

4．9．2　引入發展商業化投融資模式

必須針對不同類型的投資者，設計不同的引導策略，包括投資工具或投資方式，以引導社會資本投入軌道交通，加快軌道交通建設。在條件許可時，采用特許經營的BOT（Building Operate Trans?鄄fer，建造－運營－轉移）模式選擇合適的線路（如市域快線或市域填充線），減少投融資的政府壓力。制定好未來運營模式和結算制度，引入政府引導的BOT前期項目操作，通過特許經營的招投標，使BOT特許公司在競爭中獲得特許經營權。目前世界上成功的BOT投資方式有著名的英法海底隧道工程、澳大利亞悉尼海底隧道供電工程，曼谷高架鐵路運輸線，吉隆坡輕軌一號線等。我國第一個BOT項目是1984年在深圳市建設的沙角B發電廠。90年代初期的福建泉州刺桐大橋也是采BOT方式建成。通過采取私營企業籌資、建設、經營，來吸引各種投資參與。政府從項目公司建設和運營的活動中獲取一定的稅收，為今后接管此項目或其他項目提供部分資金基礎，分散了投資項目的風險。如上海市通過采用BOT模式，引入商業化投融資，如貸款融資、證券融資、租賃融資、合作開發、土地開發、利益返回、民間資金啟動方式等等。在其他的軌道交通建設項目中，我們也可以研究使用BOT模式。

5　我國城市軌道交通建設融資的前景及優勢

5．1　城市軌道交通發展市場需求潛力大

我國各大城市正處于城市化加速發展時期，與發達國家大城市相比客流市場增長快，以上海為例，到2005年全市的出行總量將高達3500萬人次，市民軌道交通出行量呈快速增長，未來5年上海軌道交通出行量占居民出行比重將從現在的10％提高到30％。

5．2　綜合開發收益潛力大

中國大多數城市的空間布局結構尚處于調整重構期，再加上土地國有的特有條件，使交通樞紐和沿線土地綜合開發所帶動的房地產等行業的發展空間巨大。

5．3　多元化經營蘊含商機

通過地鐵廣告、商場貿易、酒店服務、住宅辦公等多元化的商業運作，可帶來豐厚的利潤。

5．4　建設成本下降

隨著軌道交通設備國產化、軌道交通建設運營機制改革等措施的積極推進，建設成本將大大降低，如上海在實施“四分開”（投資、建設、運營、管理）體制后，平均每公里軌道交通的建設成本下降了1億元左右。

6　結論

軌道交通雖然存在一次性投入，投資回收期長等特點，但它也有獨特的優勢：一是生命周期長，如倫敦、巴黎等城市的地鐵均有百余年的歷史，可運營仍正常如昔；二是固定成本相對穩定，即在規劃設計范圍內，客流量增加所帶來的成本上升微乎其微。從香港的發展實踐來看，科學的線路規劃、審慎的商業化運作、合理的成本控制、綜合的土地開發、完善的政策配套，以及必要的政府投入等條件是香港地鐵實現資金運作平衡的基本前提和有力保障。而且只要通過努力，這些條件在中國內地其他大城市是完全可以具備的。因此，通過借鑒成功經驗，依托穩定增長的客流市場，建立良好的運作機制，創造必要的外部條件，中國城市軌道交通的發展在一定時期內有可能實現財務平衡，并給投資者帶來合理的回報，從而走出一條軌道交通資金“借、用、還”良性循環的路子。

城市軌道交通論文:城市軌道交通站后折返站折返能力分析

【摘 要】 隨著城市化進程的加快，城市軌道交通的迅速發展，針對目前城市軌道交通折返能力限制高峰時段運量的問題，論文重點研究站后折返方式，分析站后單線折返和雙線折返的技術作業流程及特點，得出影響折返能力的發車間隔，并通過案例計算，比較不同站后折返形式折返能力的大小，為站后折返站的設計提供依據。

【關鍵詞】 城市軌道交通 折返能力 站后雙線折返 站后單線折返

1 引言

城市軌道交通列車的折返形式能力的大小主要由列車發車間隔時間決定的，折返能力與發車間隔時間成反比關系[1]，目前，城市軌道交通列車折返主要以站前折返、站后折返為主，不同的折返站形式，折返能力計算根據折返方式的不同而有所差異。站后折返形式效率高，折返作業過程不帶客，保證乘客的舒適性，減少運營難度，降低行車干擾[5]。論文通過分析站后單線、雙線折返作業流程，提出影響折返能力的關鍵因素，比較不同站后折返形式折返能力的大小。

2 站后折返能力計算

2.1 站后單線折返時間計算

2.1.1 作業流程分析

站后單線折返作業過程如下[2]：

（1）列車a接車進下行站臺，?？空九_下車，同時辦理進折返線進路。

（2）列車a在折返線上運行，停靠折返軌1列車a調車作業，同時辦理出折返線進路；當a通過2后，b進站停站下客，同時辦理進折返線進路。

（3）列車a駛出折返線，進上行站臺，停靠站臺上車；列車a出清折返線后，b進折返線，?？空鄯弟?調車作業，同時辦理出折返線進路。

（4）列車a駛出車站，排列b進站停站上客。后續列車按a、b作業過程循環往復。見圖1、2所示。

2.1.2 折返時間組成

站后單線折返時間見圖3。

站后單線最小發車間隔時間[3]t=t出站+t辦理+t出折+t停站

t出站—列車駛離車站閉塞分區的時間t辦理—辦理出折返線進路的時間t出折—列車從折返線到出發正線的運行時間t停站—列車在車站停站上下客時間。

2.2 站后雙線折返時間計算

2.2.1 作業流程分析

站后雙線折返作業過程如下[2]：

（1）列車a進下行站臺，?？空九_下車，同時辦理進折返線進路。

（2）列車a經折返線，?？空鄯弟?調車作業，辦理出折返線進路；當a通過2后，b進站停站下客，同時辦理進折返線進路。

（3）列車a駛出折返線進上行站臺，停站上客，b?？空鄯弟?調車作業，辦理出折返線進路，同時c進下行站臺下客。

（4）列車c經折返線?？空鄯弟?，a駛出車站，b駛出折返線進上行站臺停站上客，同時c進行調車作業。后續列車以此類推。見圖4、5所示。

2.2.2 折返時間組成

站后雙線折返時間見圖6。

站后雙線a、b最小發車間隔時間[4]=t接車+t停站+t進折2+t進折2-t進折1。

站后雙線b、c最小發車間隔時間[4]=t接車+t停站+t進折1+t出折1-t進折2。

t接車—列車接車間隔的時間t出折—列車從折返線到出發正線的運行時間t進折—列車從出發正線到折返線的運行時間t停站—列車在車站停站上下客時間。

3 站后折返方案分析

3.1 折返站技術參數計算

（1）折返站基本參數。車站為島式站臺，站后折返站，車站寬度10.5m，站臺長度186m，折返線長度118m。見圖7所示。根據折返站行車組織條件，選用dkz4型車輛，辦理進折進路時間15s，辦理出折進路的時間13s，停站上下客時間30s，進出站軌道電路分界點距車站站臺始端長度為兩個軌道電路區間長度為486m，制動加速度1m/s2，加速加速度0.8m/s2，站后道岔限速25km/h，出站運行最高速度為100km/h。

（2）進站時間。列車進站運行長度為486m，運行模式為列車以100km/h的速度運行，之后以a=1m/s2的加速度減速至站臺停車。通過計算，列車進站所需時間38s。

（3）折返時間。入折返線列車運行模式：從站臺以a=0.8m/s2加速至過岔速度25km/h之后以25km/h的過岔速度勻速通過道岔，最后以a=1m/s2減速至折返線停車。通過計算，所需時間52s。

（4）出站時間。列車離站運行模式：以0.8m/s2加速離站，在186m站臺范圍內，列車最高運行速度62km/h，未達最高速度的該段列車處勻加速階段，所需時間22s。

3.2 站后折返方案

（1）利用單線進行折返。單獨利用cd軌或者c’d’軌進行折返[3]，最小發車間隔200

s，見圖8所示。

（2）利用雙線進行折返。利用cd軌和c’d’’軌交替折返[3]，最小發車間隔1為200s，最小發車間隔2為150s，見圖9所示。

通過上述方案比較，利用單線折返方案，發車間隔時間較長，運營效率較低，長期使用一條折返軌會造成軌道偏磨，但是相對運營組織形式簡單，而利用站后雙線交替折返方案能夠提高列車的發車間隔，但是不均衡的發車間隔不利于全線的運營組織。

4 結語

本文論述了城市軌道交通站后折返線布置形式，通過分析站后單線和站后雙線折返作業流程，考慮影響折返能力大小的因素，由此得到以下結論：

（1）站后折返過程包含接車作業、折返作業以及發車作業，三個子過程相互聯系與制約。

（2）研究列車發車間隔時間主要考慮進出站時間、停站時間、進出折返線時間、辦理進路時間。

（3）站后雙線折返能力大于單線折返能力，但不利于全線運營組織，可以采用站后混合折返方式，根據高峰低峰時的運力需求適時調整合理的折返作業過程。

城市軌道交通論文:城市軌道交通工程如何做好施工管理工作

一、城市軌道交通工程開展施工管理工作的必要性

在我國的許多城市，為了解決城市交通擁堵問題，興建城市軌道交通工程已經成為了發展的必然?？紤]到城市軌道交通的重要性，我們在施工過程中，必須要保證工程質量和安全性，為了達到這一目標，就要積極開展施工管理工作。從目前城市軌道交通工程來看，開展施工管理工作是十分必要的，其必要性主要表現在以下幾個方面：

1、為了滿足整體工程質量，必須開展施工管理工作

城市軌道交通工程在興建的過程中，需要協調多個施工環節和管理部門，整個工程施工難度很大，涉及到的質量控制點也非常多，要想保證整體工程的施工質量，必須開展施工管理工作。

2、為了滿足整體工程的安全性要求，必須開展施工管理工作

城市軌道交通工程涉及的施工環節多，在施工過程中特別要注意安全，如果工程施工過程中出現安全問題，那么將會對整體工程造成極大的影響。所以，出于保證整體工程安全性的要求，我們必須開展施工管理工作。

3、為了保證整體工程有序進行，必須開展施工管理工作

由于城市軌道交通工程施工程序多，整體工程相對復雜，所以在工程施工中必須要保證工程按照計劃程序進行，保證工程的有效性，所以，要想保證工程有序進行，我們必須開展施工管理工作。

二、做好城市軌道交通工程施工管理工作具體措施

通過對城市軌道交通工程的實際過程研究后發現，其施工管理工作主要有以下具體措施：

1、城市軌道交通工程要明確施工管理的定義和特點

在城市軌道交通工程施工過程中，施工管理的定義是指施工開展中，施工空間、時間、安全防護以及配合資源的管理組織和安排，如施工計劃管理、現場施工組織管理等。施工管理的特點主要表現為以下幾點：（1）施工管理貫穿于整個城市軌道交通工程中，（2）施工管理是整個施工過程安全有效運行的基本準則，（3）施工管理在城市軌道交通工程中起到了有效指揮、全面管理的作用，（4）施工管理是整個城市軌道交通工程能夠滿足相關要求的重要手段和保證。由此可見，城市軌道交通工程要想取得預期的建設效果，就要積極開展施工管理工作，要以施工管理為主要手段，全面推進城市軌道交通工程的有序進行。

2、城市軌道交通工程要明確施工管理模式和管理內容

在目前的城市軌道交通工程的施工管理中，通常會選擇項目經理負責制的管理模式。一般會先成立工程施工項目經理部，然后按照項目經理部的職責，組建整個管理體系，通過項目經理管理體系，劃分并明確施工管理職責，通過具體的管理層推動工程項目的全面施工。這一管理模式的優勢在于可以明確職責，保證施工管理質量。城市軌道交通工程施工管理的主要內容是對工程施工過程中的所有工序進行全面有效的管理。主要包括土建施工部分、電氣施工部分，設備安裝部分。在這幾部分施工中實行施工管理，不但促進了工程質量的可靠提高，還保證了工程整體的安全性。因此，城市軌道交通工程的施工管理具有重要意義。

3、城市軌道交通工程要做好施工管理計劃工作

由于城市軌道交通工程涉及的環節多，因此整體工程非常復雜，要想保證工程的有序進行，就要對整體工程進行全面的規劃，而施工管理計劃工作正是滿足這一目的而產生的管理方式。在目前的城市軌道交通工程中，施工管理計劃成為了施工管理過程中的重要組成部分，并在施工管理中發揮了積極作用。施工計劃主要分為：時間計劃，其中包括季度計劃、月計劃、半月計劃、旬計劃、周計劃、日計劃、臨時計劃。作業區計劃：正線軌行區計劃、車站內計劃、車廠計劃。作業性質計劃：影響行車的計劃、不影響行車的計劃、影響客運服務的計劃，不影響客運服務的計劃等。施工計劃的主要要素包括：施工單位、施工日期、時間、施工內容、施工區域、施工防護、施工配合。

4、城市軌道交通工程要做好工程列車的組織工作

在城市軌道交通工程的施工管理中，工程列車的組織工作是一項重要內容。工程列車的主要作用是輔助施工，其種類主要包括：（1）內燃機車：車廠調車（客車）、救援以及配合牽引平板車作業，（2）軌道車：配合牽引平板車作業，（3）作業車：接觸網作業車、軌道檢測車、接觸網檢測車，（4）平板車：普通平板、帶吊臂平板。工程車組織的目標是為了安全有效配合作業，工程車組織的原則要滿足以下要求：（1）工程車必須符合線路的車輛限界，（2）工程車可以牽引，也可推進運行，（3）工程車運行憑信號、行調命令、行車憑證或調車方式運行。由此可以看出，我們在施工管理過程中，要做好工程列車的組織工作。

三、城市軌道交通工程中施工管理起到的積極作用

從目前城市軌道交通工程的實際施工過程來看，施工管理對整個施工過程起到了積極的促進作用，其作用主要表現在以下幾個方面：

1、施工管理促進了城市軌道交通工程的有序進行

施工管理在整個城市軌道交通工程施工中，起到了規范和指導作用，使整個城市軌道交通工程的施工過程有制度可依，保證了整個工程的施工秩序，使整個施工過程能夠實現預期目標，完成預期的工程量和施工任務。

2、施工管理保證了城市軌道交通工程滿足各項施工指標

施工管理的主要作用是提高工程管理效率和管理質量，切實促進城市軌道交通工程各項施工指標的實現，使城市軌道交通工程的整體質量和安全性均達到標準要求。因此，我們要明確施工管理對城市軌道交通工程的積極作用。

3、施工管理提高了城市軌道交通工程的整體施工效率和有效性

在城市軌道交通工程中開展施工管理工作以后，整個工程保持了良好的施工秩序，各項施工程序有條不紊的進行，滿足了整個工程施工的需要。從作用上來看，施工管理出了保證工程的有效性之外，還對提高整體施工效率和有效性有著積極影響。

四、結論

通過本文的分析可以看出，在城市軌道交通工程中開展施工管理工作是十分必要的，施工管理對于保證整體工程各項指標的實現，促進工程施工指標的完成，提高整體施工效率和有效性均有重要作用。因此，我們要明確施工管理工作的要點，在城市軌道交通工程中，努力做好施工管理工作，促進整個工程質量和安全性的提高。

城市軌道交通論文:成都城市軌道交通建設與城市經營

摘要：本文從城市軌道交通與城市經濟、交通和環境建設的相互作用出發，分析了成都目前城市規劃和經營城市的方針之間存在的問題，探討了建設城軌系統對城市規劃的積極引導作用，并提出加大城市軌道交通規劃強度，通過土地資源向土地資本轉換，實現經營城市的可持續發展。

關鍵詞：城市軌道交通 土地資源 建設

作為中國西部特大城市的成都市的經濟快速增長和城市發展，對四川省和整個西部地區的發展都有著十分重要的指導意義。探索高經濟增長情況下，城市規劃與城市軌道交通建設的互動作用、以及作為政府可調控資源的土地開發，對確保成都市經濟、交通和環境的可持續發展，和實現政府經營城市戰略，有著十分重要的現實意義和深遠影響。

2.城市軌道交通系統是城市經濟可持續發展的重要交通保障

2.1城市經濟與交通的相互作用

與東部和沿海相對發達城市相比，西部省會城市周邊中小城市由于城市基礎設施投入的不足，使得其投資和居住環境吸引力明顯不足，而高速經濟增長導致了省會城市的急劇擴張，形成了目前的特大型城市經濟圈。由于歷史和交通條件原因，成都的市拓展一直以圈層式發展，形成了成都市單中心、圈層式城市格局和放射狀交通出行特征。這樣的城市格局所存在的弊端已隨著人口和交通出行日益增長而日漸尖銳。直接表現出的機動車快速增長、交通擁堵、城市環境的惡化已經成為妨礙地方經濟和交通可持續發展的瓶頸問題之一。市政府通過規劃和實施南部城市附中心和龍泉經濟技術開發區來改變單中心的城市格局，但圈層式城市拓展和夾路建設的現象依然存在。分析其原因，一是快速公共交通未能實現，人們仍然習慣于傳統的居住出行方式；二是中小實力開發商更看重低成本的開發，并期望在短時期內得到豐厚回報。隨著這種傳統的低水平城市規劃與建設，城市有限的土地資源迅速流失。

再加上中心城市人口和機動車數量的快速增長，政府不得不配置更多的土地資源和修建更多的道路。這一方面步人了修路—堵車一再修路—再堵車的怪圈，交通得不到根本改善；另一方面，對城市管網、給排水、停車場等城市基礎設施建設增加無休止負擔，加重了地方政府財政負擔。最終導致城市的土地資源和交通資源不能得到高效利用，使得地方經濟、交通和環境不能進入良性循環。

2．2 軌道交通系統建立對城市規劃和建設的積極作用

城市軌道交通系統的高運能、快捷、舒適、無污染和占地少等特點正好滿足現代都市社會對高品質交通出行的需求，更重要的是為城市規劃與建設提供了快速交通支撐。城市快速軌道交通將人們傳統的數公里活動區域提高到數十公里的范圍，’城市不再需要沿路規劃和建設，而是以軌道線路車站為中心的辦公、商貿、居住中心。這種“順藤結瓜”式的城市規劃與建設將有利于抑制特大城市生態環境的惡化。通過午站周邊的高強度的規劃與開發，使市民主要活動集中在軌道交通沿線的車站周邊，從而減少路面交通出行量和道路需求。而地鐵系統利用城市地下空間資源和占地少的特點，為城巾創造了更多的綠化空間，使城市生態環境與經濟高速增長協調發展。這種城巾土地資源和交通資源的高效整合，對保證城市社會、經濟和交通的可持續發展至關重要，對于成都這樣的特大型、單中心餅狀城市尤其如此。通過規劃和興建軌道交通，一方面可以解決城市中心的即有交通山行需求，也可使城市的拓展從圈層式向“葡萄串式” 的組團狀方向發展，從而帶動南部副中心、龍泉副中心以及周邊中小縣市的基礎設施水平，使新增土地的利用率大大上升，并有效減少地方政府對道路、管網等基礎設施建設的壓力。

3.城市軌道交通線網規劃與建設

如前所述，為使城市土地與交通資源的效益得到充分發揮，在進行城市綜合交通規劃時，需結合本地城市建設的歷史格局、現狀、近期規劃和遠期規劃，提出符合城市經濟發展水平、城市化進程和階段性交通需求的軌道交通線網規劃。作為城市交通保障的軌道交通系統就像人體的大動脈，維持著城市的有效運轉。因此，應加大對軌道交通線網的規劃控制，使之成為引導城市發展的重要手段。

3．1 軌道交通線網與城市規劃的作用

在國家批準的成都市近期和遠期城市規劃中，劃定以三環路為城市中心城區，以華陽南部城市副中心和龍泉國家級經濟技術開發區。但在最近幾年的實際實施過程中，除了中心城區和上述兩個副中心的開發保持強勁外，高新西區和溫江也分別形成了以高新產業和居住的新需求。從現狀發展來看，至少暴露㈩兩個問題，一是原有規劃的土地供給已經落后于實際需求，這是地方社會經濟高速增長和人民生活水平提高的必然結果；二是以各區縣所制定的低水平規劃使得新增土地的利用率較低，新建小區多以容積率低的多層建筑為賣點吸引買家。這種傳統的規劃建設模式從短期來看，可以使一定區域形成足夠的“人氣”和商機，但同時也讓政府背上基礎設施建設沉重的包袱。政府必須提供更多的土地來修建城市道路，敷設更多的城市管網、污水處理設施，以及修建更多的停車場。這與政府提倡的經營城市和保證可持續發展的初衷是相違背的。為了避免這種無序、耗費資源的低水平開發，市政府在審定規劃權限和制定大成都規劃時，應該以土地資源和交通資源效益最大化和可持續發展戰略為指導，由規劃部門制定包括用地性質、開發強度、交通保障、給排水、供電等控制性規劃。對規劃有城市軌道交通線路及車站的組團，應加大建筑容積率，使人們的活動集中在有限的范圍內，使人們的出行更加方便，也使得組團的基礎設施最小化。這只有通過強有力的規劃控制才能實現。

3．2 軌道交通系統建設的時空協調

盡管成都目前尚沒有正式興建城市軌道交通，但政府和全體市民盼望修建地鐵的急切心情是無需言表的。與沿海發達城市相比，成都市的經濟總量還有差距，但目前成都的經濟總量比當時修建第一條地鐵線路的沿海城市的經濟總量要大得多，比100年前修建地鐵的西方城市經濟總量更不能同日而語。對成都這樣最適合居住、具有極大吸引力的西部特大城市，未來的城市發展方興未艾，需要解決的交通問題也必須從基礎抓起。成都市已經構建了包括5條城市軌道交通線路的公共交通為骨干的綜合交通規劃。到2020年，公共交通占有率要從目前的15％提高到40％，軌道交通要占其中的50％，也就是總出行量的20％(日客流約200萬人次)。到2030年，公共交通的占有率要達到總出行量50％，軌道交通要占其中50％，也就是總出行量的25％(日客流約300萬人次)。從目前開始準備修建地鐵一號線起，我們計劃用15～20年左右的時間形成以三角形為特征的成都市市區城市軌道交通線網，以滿足放射狀交通出行特征的需求。屆時，地鐵線路將連接所有的城郊客運樞紐和組團式城市副中心，構成中心城區以地鐵線路為快速交通的公共交通網絡。

4 城市軌道交通投資、建設與運營

城市軌道交通建設與運營是以政府為主體的公益型城市基礎設施建設，以政府為主導的經營城市戰略為指導，合理規劃和有序配置土地資源和交通資源，最大限度地發揮其效益，是城市規劃部門和城軌建設部門的共同責任。

4．1 政府、投資公司和地鐵公司的主體行為

由于城市軌道交通項目的直接經濟效益不明顯，但社會效益和間接經濟效益十分明顯，尤其是對城市經濟和交通的可持續發展至關重要。盡管項目的開發和經營不具備盈利，但項目仍有可能按照市場化方式來運作。四川省省委書記張學忠提出要實現四川經濟的跨越式發展，政府必須實現“三個轉變”，其中包括土地資源向土地資本的轉變，從而保證城市經濟、交通和環境的可持續發展。城市軌道交通項目的規劃和建設，除了解決交通問題外，更重要的是提升了沿線車站周邊土地價值，減少了不可再生土地資源的流失和浪費。為了使政府在土地資本運作過程中以市場化的方式進行，政府需要扮演核心角色。政府行為主要一是制定一系列促進城市軌道交通規劃和建設的指導性政策和法規，二是按照成都市政府提出的政府投資項目投、建、管三分離的原則，組建政府投資公司和以國有股本為主的地鐵公司；投資公司的行為則是負責項目資金的籌措和對國有資產的監管；地鐵公司直接負責項目的籌備、建設和運營。這種專業化建設管理模式中，投資公司可以通過現有國有資產的有效經營，實現建設資金的籌集。建設資金的來源包括國有土地出讓收益、現有國有資產變現、出讓優質資產經營權、銀行貸款和發行專項債券，實現社會資金向社會資本的轉換。成都市城市水環境綜合整治已經通過發行專項組合債券，籌集到部分建設資金，為政府城市基礎設施建設多渠道籌措資金探索了新的融資渠道，實現了民間資金向民間資本的轉變。

4．2 軌道交通事業可持續發展

依靠政府為主體的投資建設模式，必然會增大政府財政壓力，而城軌項目的效益需要在形成線網規模后方能顯現。就目前用地規劃和地塊拍賣的實際情況來看，由于土地出讓較早，政府已不可能從中獲取應有的增值份額，而規劃車站周遍低強度開發又使極具價值的土地未能得到充分利用。為使成都城市軌道交通事業能健康發展，政府不僅僅通過出讓和拍賣新增土地來獲取主要的建設資金，還需要多方面探索各種可能的籌資途徑，如以車站為中心遞減的方式提高規劃車站周遍地塊的起拍價；利用資源置換、或以打捆的方式山有實力的房地產投資商直接承擔地鐵車站土建或配套設施的修建等，以資源開發時間和空間的置換，加快城市軌道交通系統的建設進程，實現政府和投資商的雙贏。

成都市地鐵建設領導小組辦公室和成都市有關職能部門正在就如何加強土地資源和交通資源的有效整合，制定城市軌道交通建設管理辦法和相應配套措施，為政府經營城市和保障城市經濟、環境和交通的可持續發展奠定基礎。

城市軌道交通論文:城市軌道交通微機聯鎖系統故障時的行車組織辦法

摘 要：分析列車正點率對城市軌道交通的影響，針對微機聯鎖系統故障時的站間電話聯系法的行車組織程序進行實例分解，分析站間電話聯系法對行車組織的影響，提出取消路票和rm模式下提高運行速度的建議，并進行仿真測算。同時對列車運行間隔提出“壓點”、“抽線”和“小交路”等調整方法。

關鍵詞：軌道交通；微機聯鎖；故障；行車組織

1 列車正點率對城市軌道交通的影響

在日益激烈的運輸市場競爭中，城市軌道交通要不斷發展，必須全面提高服務質量，列車正點率作為公共運輸工作中的一個重要指標，對軌道交通服務質量有非常重要的影響。

（1）列車正點率關系軌道交通運輸企業的信譽和形象。近年來，軌道交通能得到社會的認可并得到快速發展，一方面是由于軌道交通使城市交通擁擠的狀況得到緩解;另一方面是軌道交通擁有高度自動化的列車自動控制（atc）系統，具有較高的安全正點率。因此，安全正點既是軌道交通的優勢所在，也是關系企業聲譽和形象的重要標志。

（2）列車正點率是軌道交通良好運行秩序的保證。2004 年以來，廣州地鐵兩條運營線路經過6次大的運行圖調整，單線上線列車已從7列增加到17列，列車運行密度越來越大，列車間隔越來越小，目前行車密度達到高峰期 4 min 的行車間隔。如果某個聯鎖區段發生系統故障，則運行于該聯鎖區段的列車運行速度將會降低，造成列車晚點，也必然會影響其他列車，打亂全線的正常運行秩序。

（3）列車正點率事關行車和乘客的人身安全。正常的站車秩序是建立在 atc 功能良好，列車正點運行基礎之上的，如果某個聯鎖區段發生系統故障，就會使部分列車晚點，列車自動監控系統（ats）上固定的運行線路被打亂，并易發生以下問題。

① 聯鎖故障區段的列車需要靠人工駕駛運行，除限制運行速度外的列車運行安全僅靠駕駛員的目視保證。

② 由于列車晚點會造成列車運力不足或集中到達，使車站客流組織難度加大，客運力量薄弱的車站，易發生客流擁擠甚至旅客受傷的情況。

③ 由于晚點列車需要臨時調整其停站時間或發車時間，給中央行車調度的指揮帶來難度，易發生行車問題。

微機聯鎖系統（sicas）發生故障，一般持續時間長，影響范圍廣，給行車組織和客運服務都帶來很大的壓力，嚴重影響乘客的出行，影響城市軌道交通的信譽和形象。處理好微機聯鎖系統故障情況下的行車組織，在不降低列車運行安全系數的前提下，實現列車群對客流的均衡吸納，并最大程度地提高列車運能利用率，減小對乘客的影響，是城市軌道交通應積極解決并不斷提高處理效率的關鍵問題。

2站間電話聯系法的行車組織

2.1站間電話聯系法

當正線某聯鎖區sicas故障時，由中央調度控制中心的值班主任決定在該區段采用站間電話聯系法組織行車。電話聯系法組織行車的一般程序如下。

（1）列車在故障范圍內的各區間憑路票運行，用限速的人工駕駛模式（rm）駕駛，每一站間區間及前方站的線路內只允許有一列列車占用。

（2）有關站值班站長接到行調命令后，分別在每個站臺監控亭派值班員負責接發列車，并通知鄰站采用站間電話聯系法組織行車。

（3）進路準備。故障聯鎖站正線上的道岔均要開通正線，并使用鉤鎖器鎖定。

（4）接發列車。接車站值班員確認站內線路及區間空閑后，電話通知發車站同意接車;發車站接到接車站同意接車的通知后，由站臺值班員向司機派發填寫好的路票并向司機顯示發車指示信號，司機確認發車指示信號顯示正確后動車出站。

（5）故障車站分別向行車調度及前、后方車站報列車的到、開點。

2.2 sicas 故障時的實例分解

廣州地鐵二號線赤崗聯鎖區sicas的故障演練以某次列車從赤崗站運行到中大站為例，車站線路布置見圖1，其各段作業時間如下。

（1）由于sicas故障影響，列車從赤崗站晚到客村站時間為1min。

（2）sicas故障時起，發令采用站間電話聯系法行車，在客村站增加停站時間4 min。

（3）鷺江站下線路鉤鎖道岔影響時間為11 min。

（4）客村站與行調確認區間是否空閑占用時間為 2 min。

（5）客村站與鷺江站辦理發車請求及填寫路票時間為3 min。

（6）安排站臺值班員發車、司機確認信號后關門動車占用時間為2 min 10 s。

（7）客村—鷺江的行車時間為3 min 20 s（平均速度22.4 km/h）。

（8）鷺江站與中大站辦理發車，列車發車時間為1 min 30 s。

（9）鷺江—中大的行車時間為4 min 40 s（平均速度21.7 km/h）。

（10）司機在中大站接行調恢復正常行車的命令，關門動車時間為2 min 30 s。

整個過程共用時 35 min 10 s，列車比正常運營時刻表中大站晚發31min，即sicas故障造成晚點31 min。

分析以上數據，車站間及與行調的電話聯系和辦理閉塞與進路的時間無法減少，降低晚點影響的關鍵是能否取消路票填寫、交接和確認這些環節，以及提高列車在故障區段的運行速度。

2.3 路票作為電話聯系法行車憑證的弊端

路票是由車站行車值班員按規定填寫完整的固定格式的書面記錄。行車值班員通過電話聯系，確認區間空閑、鄰站同意后即可填寫，待列車到站后交給司機。此作業環節的安全關鍵是車站行車值班員要確保區間空閑。一般城市軌道交通的區間長度在1 000 m～1 500m，以行車速度25 km/h計，出清區間也只需 2 min 24 s～3 min 36 s，而利用路票作為行車憑證后的列車在站停留時間平均為4 min 15 s，超過了列車在區間的運行時間，成為制約列車運行間隔時間的關鍵。雖然路票具有憑證明確的優點，但這種路票交接方式對安全并沒有關鍵性的意義，而且降低了作業效率，對于以“秒”為單位計算的具有“方便、快捷”特點的城市軌道交通，取消路票作為行車憑證是可行的。經實測，從填寫路票到將路票送交站臺值班員一般需時 2min 30 s，取消路票后，可有效縮短列車在站停留時間。

2.4 rm模式下提高運行速度的建議

目前在國內城市軌道交通列車運行的rm模式下，列車的駕駛速度一般都規定為限速25 km/h，當速度達到24 km/h時，列車發出報警，當速度達到25 km/h時，列車即產生緊急制動。經測試，廣州地鐵a型車各主要速度下的緊急（快速）制動距離如表 1 所示。

列車在20～25 km/h的低速下運行，司機通過前后推拉主控手柄對列車“牽引”或“制動”以保證列車速度，這種力度很難準確把握，為了不造成超速而出現緊急制動，給列車晚點運行帶來更大的影響，司機一般將駕駛速度限定在20～22 km/h之間，比規定的限速低5km/h左右。

由表1可知，當列車運行速度達到30 km/h時，列車可在 48 m的“快速制動”或“緊急制動”下停車，加上人為反應的0.74 s（實驗數據）內地鐵列車運行6 m，司機在開始意識制動后的 54 m內制停地鐵列車。a型車車鉤防沖撞速度為 25km/h，即在最不利的情況下，54 m約兩節車廂的距離，在地鐵列車運行中司機可以在車鉤允許接受沖撞速度范圍內將列車制停。

目前，國內城市軌道交通系統正線使用 9＃道岔，最小曲線半徑是300 m;而車廠一般使用 7＃道岔，最小曲線半徑是 150 m，將rm模式的最高限速由25 km/h提高到30km/h，地鐵列車是能安全通過道岔和最小曲線半徑路段的。

為此，建議將目前rm模式下的設計列車限速25 km/h提高至30 km/h。

2.5 仿真測算

運用上述行車組織方法，對廣州地鐵二號線赤崗站聯鎖區間就取消路票填寫并提高rm模式下列車運行速度至 30 km/h的有關數據分別進行了實操演練和仿真測算，部分數據如表2所示。

3 列車運行間隔的調整方法

為了實現列車群對客流較為均衡的吸納，針對不同的區段采取不同的列車間隔調整方法是必需的。

3.1 “壓點”法

在atc系統功能良好區段的列車，適當縮短兩列車間的正常追蹤間隔，實現晚點危害的“分散化”，由所有列車共同承擔晚點。

基于列車間隔的意義，需要制定相應措施，在前車出站晚點發生的過程中，采用增加在站停留時間等方法，適當推遲后行列車到達下一站的時刻（應避免第一后行列車與第二后行列車之間追蹤間隔的過大），這樣既能保證充分的列車間隔，實現平均吸納客流，又可以避免出現后車的站外停車。

3.2 “抽線”法

由于故障區段列車運行速度低、辦理作業時間長，而atc正常區段列車運行速度高及行車作業時間短，勢必造成列車堵塞的情況。通過減少線上列車數量（即抽線）的方法實現均衡運輸，這樣既便于調度指揮，又方便客流組織。

3.3 小交路折返法

如果聯鎖故障持續時間較長，保持客流吸納均衡和較大限度地利用運能之間的矛盾就會非常突出，有可能造成線路的堵塞。此時僅靠“壓點”和“抽線”的方法不能完全解決問題，在 atc 功能良好區段運行的列車可采取分段小交路運行。

3.4 行車調度工作建議

以上 3種方法的高效綜合運用，極大地依賴行車調度員的指揮水平。為了減少故障直接引起的列車晚點在行車指揮調整過程中造成的其他列車晚點，需要行車指揮人員注意加強學習，提高自身業務水平;加強和有關車站的聯系，準確掌握列車運行情況，周密考慮各種影響因素，以便做出最佳調整方案;對晚點列車要及時和車站、乘務、公安等有關部門互通情況，加強站車組織，努力壓縮站停時間，盡快恢復正常運行秩序;將微機聯鎖故障的模擬或實操演練制度化，通過指揮手段的科學化，解決行車指揮人員水平參差不齊的問題，使行車指揮水平不斷提高。

城市軌道交通論文:城市軌道交通信息集中監控系統的設計與實現

摘要：目前的城市軌道交通管理信息系統都是針對某具體系統或某類型設備進行管理與控制，且各條線路相互之間不通任何信息，是孤立的系統。無法對各線各系統運行情況特別是設備故障情況迅速準確把握。針對這種情況，整合現有資源，設計了軌道交通信息集中監控系統。該系統采集現有各系統設備故障信息進行處理和故障報告，并進行了綜合分析和預測，給集中監控增加了智能決策功能;且只需在原有的網管系統上提供或新增所需要的北向接口，并不需要改變原有網絡的拓撲結構，只要新增采集系統和集中監管系統，在實現上很簡潔，相對投資也不大。

關健詞：城市軌道交通，信息集中監控，網絡管理

目前，城市軌道交通的信息管理系統一般分為傳輸、公務電話交換、調度電話、電源、無線調度、廣播、圖像監控(安防系統)、時鐘、自動售檢票等9大子系統;每個子系統的管理網絡自成體系，且都有自己相應的網管中心或數據采集系統。所以，目前的管理系統不能形成一個有機整體，宏觀控制管理能力弱，而且各條軌道交通線的信息系統間也都相對獨立。

針對上述網絡管理現狀，為提高城市軌道交通信息管理能力，提出信息集中監控的構想。即對所有軌道交通系統網絡設備實施統一監視與必要控制、管理。該方案不只針對某類單一系統設備的監控和管理，而是一個對各條軌道交通線上的上述9大子系統設備實施綜合監控和管理的系統。該方案也不是針對各系統的所有參數進行監控管理，而是初步對設備故障進行實時的監控管理。

1 概述

對于各個系統，原有的管理網絡或維護方法不盡相同。象自動售檢票系統等管理系統就可將原有系統重新整合進解決方案。而象傳輸系統等，比如sdh(同步數字多級)設備，處在多廠商環境中，將涉及多廠商的sdh網管系統。這種網絡設備的多元化，加上有些不同廠家設備還不兼容，因此造成綜合網管的困難。所以，設計信息集中監控系統時，僅簡單地從原有網管系統進行整合還是不夠的。

對于把傳輸系統復雜的網管系統整合成集中監管，大致有三種途徑:①綜合化方法—在已有網管系統之上再加一級管理系統;②翻譯法—在有信息交互需求的網管系統之間進行兩兩翻譯;③標準化法—已有的各網管系統采用公共信息模型和功能集。

第二種方法有現成的支持標準(snmp/cm ip /corba)互操作的靜態規范描述和動態交互式轉化方法，適用于信息量不大的情況。第三種方法是比較徹底的綜合網管方法，但需要將所有的網管系統被統一標準替換，故暫時還只是一個想法。本文提出的信息集中監控解決方案主要針對故障信息進行處理，而且為了避免各廠商間的交涉，將采用綜合化方法，做到與原有網管系統的平滑過渡;這也與那些通過簡單整合就可以實現集中監控的系統的做法很類似，系統也比較容易整合。這樣，在各系統原有管理系統或網管系統的基礎上再添一層管理者，在新的管理層上實現信息集中綜合監管，從而解決了各系統間的“信息孤島”問題。

2 系統架構

系統架構分為三層:管理監控層、層和應用層(如圖i)。應用層是現有的各種硬件系統，比如傳輸系統、自動售檢票系統等。層是數據集中的中間層。包括數據采集硬件和軟件。管理監控層將對采集的所有數據進行綜合處理并形成新的業務模型。

架構中，上層管理者管理若干網絡體系、網絡協議異構的系統，異構子網各自維護一套專業管理信息庫。它們向綜合監管系統提供q3,corba接口。

為了實現綜合監管的目標，利用層將原有系統(應用層)在數據接口上達到統一，這樣層加上應用層組成的新的網絡將是管理監控層所需要的“統一”網絡，在概念上可以想象成一個虛擬網絡。管理監控層通過由層組建的綜合數據庫，對大的方面(比如現在的告警系統，以后通過統一其他系統的數據接口就可以實現其他方面的監控)進行全局性調配與管理，細節留給原有系統的網管系統或者管理系統處理。各系統通過層的軟件(數據采集軟件)的映射，完成數據接口的統一。

3 解決方案

3.1 硬件系統解決方案

圖2是以某地鐵線為例的集中監控系統拓撲圖。其中a11是從傳輸網管nm11，采集數據的pc ; a12是從自動售檢票管理系統nm12采集數據的pc。所有系統經pc采集數據后，通過路由器r，把數據送到數據庫服務器ds。其他地鐵線的拓撲都與該線類似。mis1 , mis2，mis3凡等是信息集中綜合監管系統。比如mis1管理1一4號線，mis2管理5一9號線，mis3管理10一13號線。mis1—mis3對數據庫服務器中的數據進行綜合處理、顯示、告警，以及統計和分析。mis1一mis3放在一起，這樣在多個處理機上進行監管可以擴大可視范圍，也達到綜合監管的目的。

設備網管所提供的北向接口，有的是q3接口，可以通過網口進行采集;有的是串口，可以通過串口接收。如果通過串口接收數據，可以根據圖3所示，用一個1-8多串口卡，使用一臺pc機進行多個串口數據收集。

上述方案的可靠性:如果原有設備的網管系統提供的北向接口是串行方式，那么通過圖3方式，一臺pc機就可以采集8臺網管的數據，但是串行方式的數據是通過重復機制來最大限度地確保信息的完整。所謂重復機制，是當信息沒有被接收就重新發送，如果三次沒有接收到就不再重發。這樣的數據采集方式很不可靠。而采用tcp/ip方式進行采集，如果數據包沒有被正確接收，將等待到可以正確接收的時候重新發送。所以在可能的情況下，此方案需要廠商提供網管軟件的q3北向接口。

在安全性方面，整個系統并不通過公網，局域網能保證數據的安全、不被截獲、破壞等。

3.2軟件解決方案

軟件解決方案中包括數據采集和數據處理。兩個獨立的體系，并通過數據庫使兩者形成整體。數據采集建立數據庫，數據處理管理數據庫。

數據采集部分是針對各個不同的分立系統對不同類型的數據進行收集。由于不同系統的數據存儲方式對外提供數據的方式不同，就算同一系統的不同廠商設備的網管系統所提供的北向接口也不同，所以數據采集部分將針對每個系統進行編程。數據采集方式的多樣性會導致軟件架構的雜亂無章。為避免不一致和保證軟件系統的易擴展及易維護性，應根據數據處理部分所感興趣的數據內容制定統一的數據接口。解決方案如圖4所示:數據采集平臺將根據不同系統不同設備加載特定的數據采集dll(動態鏈接庫)。對于同一系統，數據采集平臺和dll之間的數據接口相同，而且數據采集部分和數據處理部分也將以統一的數據接口進行數據匯總。這樣一旦有新增設備，數據采集系統只要針對新增設備編寫dll,整個系統就具備良好的可擴展性。圖4中簡單列舉了數據采集dll采集數據的三種方法:tcp/ip, rs232及直接讀取相關數據庫db。這些差異性將在統一的數據接口處消失。

數據處理部分是軟件解決方案的核心，對匯總的數據進行分類處理并形成新業務邏輯。數據處理部分的主要功能如圖5所示。其中:安全管理系統是對使用該系統的所有用戶的權限管理;該模塊將保證系統的安全性。告警系統對采集系統收集的所有數據進行實時處理，對所有設備的現有故障進行報告，對消除的故障進行告警清除(使設備告警狀態復位)。收發文系統是在系統有新增設備故障告警時，在行政上上級對負責維護的部門進行派工單發放的業務處理模塊;相關部門維護完畢后對所收到的派工單進行回執，這樣可以明晰責任，實現了該解決方案的行政“監管”目的。統計報表系統是對故障告警歷史信息進行統計和簡單計算形成特定形式的報表。分析預測系統對故障告警歷史信息進行統計分析，采用經驗法和曲線擬合法對設備近階段的運行狀況進行預測告警，這樣可以對故障發生概率較高的設備進行重點維護，最大限度地避免運營事故。

4結語

本文設計的系統，只是通過從現有網管系統的北向接口提取故障信息，或從現有的管理系統直接提取故障信息進行綜合。在原有的網管系統上提供或新增所需要的北向接口，并不需要改變原有網絡的拓撲結構，只要新增采集系統和集中監管系統，相對投資也并不大。數據的集中處理，能對運營的整個網絡系統的設備運行情況進行宏觀把握，并有現存管理系統所沒有的派工單業務流程，不僅對設備運行情況進行了集中監控，還能對設備維護進行統一調配和管理。系統的另一個價值在于，可以對綜合的數據進行智能分析和預測，可以根據預測進行有目的的檢修，增強整個系統運行的安全性和可靠性。

城市軌道交通論文:深圳市城市軌道交通7號線動力照明系統設計

摘 要：通過對國內軌道交通動力照明系統設計及運行情況的調查研究，結合深圳地鐵7號線的自身特點，提出本條線路動力照明系統的設計方案。

關鍵詞：地鐵車站；降壓變電所；動力照明

1 工程概況

深圳市城市軌道交通7號線東西向橫穿深圳市區，7號線西起于南山區麗水路，東至太安路，線路全長約30.173km。全線共設車站28座，全部為地下車站，其中設11座換乘站。本次工程參考深圳地鐵1，5號線動力照明系統設計，對深圳市城市軌道交通7號線工程動力照明系統設計方案進行優化。

2 降壓變電所

2.1 降壓變電所的設置、分布及容量

車站動力照明設備由車站降壓變電所供電，各車站均設置降壓變電所，對于規模較大的地下車站，為了保證供電質量和減少大量的大截面低壓供電電纜，車站兩端設置一個降壓變電所和一個跟隨式降壓變電所，分別供給半個車站和半個區間的電力負荷用電。對于車站規模較小，區間供電較短的車站設置一個降壓變電所。

2.2 主接線及運行形式

2.2.1 降壓變電所和跟隨式降壓變電所低壓側采用單母線分段中間加母聯斷路器的接線方式，并設三級負荷分母線。

2.2.2 跟隨式降壓變電所電力變壓器35kv進線側加隔離開關。電力變壓器接線組別采用d，yn11。

2.2.3 正常時，兩臺電力變壓器分列運行，同時供電。當一臺變壓器檢修或故障時，可選擇（手動或自動）切除三級負荷，低壓母聯斷路器閉合；由另一臺變壓器向全所一、二級負荷供電。恢復正常后，母聯自動切除。

2.3 繼電保護

保護配置

（1）0.4kv進線設短路短路瞬動保護、短延時保護、過載保護、接地保護和失壓脫扣保護。（2）0.4kv母聯開關設短路瞬動保護、短路短延時保護。（3）三級負荷總開關設短路瞬動保護、短路短延時保護、過載保護。（4）0.4kv饋線設瞬時短路瞬動保護、過載保護。（5）為保障短路保護的選擇性，除進行整定值與時限配合外，進線、母聯、大截面短距離饋線回路間設區域聯鎖（zsi）。

3 動力照明配電系統

3.1 主要設計原則

3.1.1 供電方案

（1）地下車站設有一座降壓變電所和一座跟隨式降壓變電所，負責半個車站及與之相鄰的半個區間的動力照明負荷供電。對于車站規模較小，區間供電較短的車站設置一個降壓變電所，負責整個車站及與之相鄰的區間的動力照明負荷供電。（2）在車站兩端站廳層環控機房附近設環控電控室，主要負責其所處的半個車站及與之相鄰的半個區間的環控設備的供電和控制。環控電控室電源引自與之同側的降壓變電所。（3）在車站兩端站廳、站臺四個照明分區內設照明配電室，主要負責其所處的照明分區的照明系統供電，電源引自與之同側的降壓變電所或跟隨所。

3.1.2 本系統采用三相四線制，接地形式采用tn-s系統。所有電氣設備不帶電的金屬外殼均與pe線可靠連接。系統電壓偏差允許值：車站動力照明電壓偏差允許值為±5%。

3.2 負荷等級劃分與配電原則

3.2.1 動力照明系統負荷等級劃分

根據地鐵系統用電設備的重要程度，本站動力照明負荷劃分為三級，具體如下：（1）一級負荷。變電所操作電源；通信系統設備；信號系統（atc）設備；弱電綜合；防災報警系統設備；環控系統機械風機、回排風機等與消防有關的風機；給排水系統消防泵、車站廢水泵和區間主排水泵、出入口排水泵；銀行系統設備；站廳、站臺公共區正常照明；出入口及通道照明、地下區間照明；車站應急照明；屏蔽門；兼做疏散用自動扶梯等。（2）二級負荷。環控系統與消防無關的風機；給排水系統污水泵；車站設備區房屋正常照明；垂直電梯、車站自動扶梯等。（3）三級負荷。環控系統空調機；冷水機組、冷凍泵、冷卻泵；電熱設備；廣告照明及清掃維修機械等。

3.2.2用電負荷配電原則

（1）一級動力負荷由兩路互為備用的獨立電源在末端切換供電，其中環控系統一級負荷設備在環控電控室通過“兩進線一母聯”方式進行雙電源切換，從環控室至設備為單回路供電；站臺站廳公共區照明、出入口及通道照明由兩路電源交叉供電至均勻分組的燈具上；地下區間照明由應急電源和正常照明電源交叉供電至均勻分組的燈具上；應急照明由集中應急電源裝置供電。（2）二級負荷一般采用由兩路互為備用的電源在變電所母線切換供電；對于距變電所超過半

個站臺有效長度的二級動力負荷采用雙電源末端切換供電。（3）三級負荷由一路電源供電。

3.3 動力配電設計

3.3.1 配電方式

（1）動力設備配電主要采用放射式配電方式。（2）環控設備由環控電控室集中配電，環控電控室的一、二級負荷采用兩路電源進線中間加母聯的方式供電。環控電控室另設三級負荷母線段，采用單母線不分段的接線方式，為冷凍水泵、冷卻水泵等三級負荷配電。（3）車站內冷水機組及大容量非環控設備由變電所直接配電。通信系統（atc）、信號系統、弱電綜合、防災報警系統和屏蔽門系統等與行車和旅客安全密切相關的重要負荷，從變電所兩段母線各饋出一路專用放射式回路，末端切換。（4）在車站站廳站臺公共區、設備用房、出入口通道等適當位置設插座箱或插座，供維修及清掃機械等用電。

3.3.2 控制方式

（1）車站內風機采用就地控制、車站控制和中央控制方式。（2）車站內水泵采用就地控制、車站控制、自動控制方式。（3）車站內環控設備（不包括非連鎖風閥、防火閥）由環控電控室集中控制，在現場設置現場控制設備。（4）環控電控室采用低壓智能配電，并納入車站設備監控系統（bas）統一管理。（5）在環控電控柜內加裝智能模塊，根據不同饋出回路性質的不同，分別進行監控，以實現智能配電功能。（6）車站內55kw以上的大容量電機（除去采用變頻控制設備）采用軟啟動方式，其它設備采用直接啟動方式。（7）排熱風機、組合式空調箱、回排風機、冷卻泵、冷凍泵等均采用變頻器控制。非連鎖風閥采用現場控制。防火閥由bas系統配電控制。 　3.4 照明配電設計

3.4.1 照明分類

本系統照明分為正常照明、應急照明、廣告照明及安全電壓照明等；其中站廳站臺公共區正常照明包括工作照明和節電照明，應急照明包括備用照明、疏散照明。

3.4.2 照明設置

（1）正常照明的設置。為了保證地鐵系統的正常運營，在站廳站臺公共區、生產辦公用房、設備用房、出入口通道和區間隧道等處設正常照明。在自動售票機，自動檢票口處設置加強照明。（2）應急照明的設置。為了充分的利用資源、減少投資，保持美觀，本工程在布置燈具時將備用照明和疏散照明作為正常照明的一部分進行設計。為了確保發生災害或出現故障時，能正常工作，在站長室、重要值班室、公安用房、車站綜合控制室、變電所、配電室、信號機械室和通信機械室設置備用照明，其中備用照明的照度根據其所處場所的需要按正常照明的10～50%設置。為了確保發生災害或出現故障時，能及時順利地疏散旅客，組織搶險救援工作，在站廳站臺公共區、出入通道和樓梯間等處設置疏散照明。（3）廣告照明的設置。為了充分地發揮地鐵的投資效益，在地鐵車站的站廳站臺公共區、出入口通道及地面風亭等處設廣告照明。（4）安全電壓照明的設置。為了保證檢修安全，在建筑凈高小于1.8米的電纜通道設安全電壓照明；安全電壓照明由24v安全電壓變壓器供電，并在安全電壓變壓器的24v側設過電壓保護器。

3.4.3 照明的控制方式

車站公共區正常照明、車站導向、廣告照明、出入口正常照明、公共區應急照明等由設在車站綜合控制室的智能照明控制系統控制；設備區應急照明、其它照明采用就地或就近控制。發生災害時應急照明系統可由防災報警系統強啟。

3.4.4 照明系統供電方式

（1）照明系統采用放射式與樹干式相結合的供電方式。（2）應急照明由帶逆變裝置的應急照明電源柜供電，其蓄電池容量應滿足90min以上供電的需要。

3.5 電纜、電線選型及敷設方式

3.5.1 動力照明配電系統的配線線纜均采用銅芯，其中與消防有關的動力設備和應急照明配線線纜采用耐火型，其它配線線纜采用阻燃型；用于室內和地下電纜采用低煙無鹵型；

3.5.2 車站電力電纜采用沿電纜橋架敷設或穿管敷設，導線采用穿管明敷設或暗敷設；對明管敷設的線路采取防火措施。

3.5.3 站臺板下電力電纜利用35kv供電系統的支架或掛鉤敷設，導線采用穿管明敷設。

3.5.4 電纜豎井穿越樓板、站廳和站臺板，電力母線、電纜橋架（支架）穿墻，線纜保護管穿越墻、樓板、站廳和站臺板，線纜進出柜、屏、箱等處均采取防火封堵措施。

4 防雷與接地

4.1 動力照明供電采用三相四線制，接地形式采用tn-s系統。插座回路和插座箱均

漏電保護。所有電氣設備不帶電的金屬外殼均與pe線可靠連接。所有地面回路均加裝浪涌保護。

4.2 地鐵每個地下車站均采用綜合接地系統，此設計應能同時滿足牽引供電設備、車站機電設備、通信、信號等信息設備、給排水管及其它金屬構件接地的要求，接地電阻≤0.5ω。

4.3 地下車站強（弱）電系統接地分別設置強（弱）電系統總接地母排，設于相應系統的設備房間內，供車站強（弱）電設備接地用。公用設施的金屬管道等人體可觸及的非用電金屬件采用等電位接地，在車站站廳、站臺適當位置設置等電位接線端子箱供車站等電位連接使用。

5 結束語

該設計已通過深圳市地鐵集團有限公司設計部組織的專家評審。通過地鐵車站動力照明系統的優化設計，使車站的供、配電系統更加合理，最大程度地降低了能耗，節省了能源，使車站機電系統有機地結合在一起，降低了工程的建設成本。

城市軌道交通論文:淺談城市軌道交通的環境噪聲及振動控制

引言

振動和噪聲是城市軌道交通影響環境的主要方面。隨著近幾年城市軌道交通的發展,人們對此問題越來越重視。減小軌道交通的振動和降低噪聲, 是提高沿線居民的生活質量,使軌道交通可持續發展的關鍵之一。當列車通過時,如果軌面和車輪踏面絕對平順,則輪軌之間就不會產生振動, 噪聲也就處于極微弱狀態。但是軌面和車輪踏面都存在各種類型的不平順,列車通過時軌道結構和車體都會產生振動。輪軌表面越不平順,輪軌的振動強度也就越大。國內外的研究資料表明, 噪聲和振動是密切相關的, 振動越大, 則噪聲也就越大, 振動和噪聲通過不同介質傳播。所以就要根據振動和噪聲的特性采用適當的方法,以達到減振降噪的目的。

一、軌道交通振動和噪聲產生的原因

1.1 振動的產生

當列車以一定速度通過軌道時, 車輛和軌道都要在空間各個方向產生振動, 引起振動強弱的原因有: 軌道幾何形位的靜、動不平順;鋼軌頂面波浪形磨耗、 鋼軌接縫;列車速度的大小;車輪踏面擦傷、車輪踏面不圓順等等。由于車輛和軌道這兩個系統的振動是一種耦合關系, 這種耦合振動最終要通過軌道結構傳遞形成輸出。對于高架結構,通過橋梁墩臺傳遞到地面; 對于地鐵,通過隧道周圍的土介質傳遞到地表。因此,軌道結構既作為振源,也是振動傳播途徑中一個重要環節, 直接影響最終的振動效應。從振源、傳遞因素的角度出發,研究軌道交通的減振性能是較為合理,也是最有效的方法。

1.2 噪聲的產生

噪聲是通過聲源、途徑及接受點這3個方面進行分類和研究。車廂內的噪聲由乘坐該車的人所承受，車站內的噪聲由在車站內候車的人所承受，而路邊噪聲影響著鄰近線路附近區域居住或工作的人們。各種類型的噪聲可能來自兩個或幾個的噪聲源。并且由這些噪聲源沿著各種各樣的途徑進行傳播和擴散。根據前人的經驗和方法，對聲源、途徑和接受點，可尋求相應的降低、衰減噪聲的措施和途徑，從而降低對人體造成的損害。

城市軌道交通的噪聲級的強度直接與系統的特性有關。軌道設置的位置， 即設于地下、地面或高架等，是影響噪聲級的決定因素。地下鐵道一般比地面軌道產生更大的車內噪聲級。高架鐵路軌道產生的路邊噪聲級比地面軌道的噪聲級要高。此外，還有列車的運行速度、采用鋼軌型式、車輪踏面上的擦傷、 鋼軌表面局部粗糙狀況以及線路小半徑曲線等其他因素，影響噪聲級的強度。

地鐵列車運行時，主要是由于輪軌互相撞擊振動而產生噪聲的。通過空氣傳播的噪聲，稱為空氣聲；撞擊振動通過軌道、道床、隧道和平臺立柱的結構，經鋼筋混凝土傳播到平臺上方建筑物墻壁、地板的振動，稱為固體聲。地鐵車輛段平臺上居住小區所受到的振動與噪聲影響屬后類，其控制技術應以控制振動為主，其振動減小了，固體聲隨之減小。

二、振動和噪聲的特點及傳播規律

2.1 城市軌道交通的振動和噪聲特點

城市軌道交通運行是間歇的，地鐵或輕軌列車的運行間隔通常為2-6min， 一般為早晨5：00至夜間11：00行駛，其引起的振動與噪聲不是全天候的。城市軌道交通產生的噪聲與振動，主要來自于列車的輪軌系統和動力系統。軌道交通噪聲的受聲點與軌道的距離為幾米至幾十米， 按照點聲源和線聲源劃分原則， 確定軌道交通中輪軌牽引電機、齒輪傳動及空壓機噪聲的性質。除輪軌噪聲為線聲源外， 其余均為點聲源。對某一受聲點來說，其噪聲應為這多種噪聲的疊加， 它們各自含有多種頻率成分，一般是互不相干的。

2.2 城市軌道交通的振動和噪聲分類

列車運行時產生的振動，屬于隨機振動問題，其引起的振波通過梁、 墩臺、 基礎傳至地基， 再傳至建筑物的基礎， 影響其他建筑物。導致豎向振動的因素有以下幾種：軌道不平順等隨機性激振源；車輪偏心等周期性的激振源；車輪與道岔、鋼軌的碰撞等。

列車運行噪聲包括： 輪軌噪聲、 車輛設備產生的噪聲； 活塞風引起的噪聲； 通風系統引起的噪聲、通過承重柱體向臨近建筑物傳遞的噪聲、 高架結構的振動而輻射的噪聲；架空接觸網與集電弓之間產生的摩擦聲、列車運行時產生的氣流噪聲等。城市軌道交通產生的噪聲是上述噪聲的綜合效果，并且受列車運行狀態和軌道設備狀態的影響。

在產生振動和噪聲的眾多因素中，其所占的比重是各不相同的。根據日本高速鐵路的噪聲測試資料，其聲源分析表明：在不采取任何措施的情況下，輪軌噪聲占，集電系統噪聲占，機械運動產生的噪聲占，空氣噪聲占。所以，軌道交通的噪聲及振動的控制，應主要針對輪軌噪聲和集電系統噪聲。

三、對振動和噪聲的控制措施

對于振動和噪聲控制主要通過振源與聲源控制、振動傳播與聲傳播控制以及承受物控制3個方面進行。一般說來，通過這3個方面的控制，能夠使軌道交通的振動和噪聲滿足相關標準的要求， 針對不同的軌道交通線， 應綜合治理， 達到投入最少，控制效果最明顯，即要分區段、分敏感區域進行控制處理，以達到經理合理的目的。

城市軌道交通論文:城市軌道交通再生電能回收技術方案的研究

摘要：如果采用車輛吸收電阻吸收地鐵列車運行過程中的再生能量，則將帶來隧道和站臺內的溫升問題，同時也增加了站內環控系統的負擔， 造成大量的能源浪費并使地鐵的建設費用和運行費用增加。為了降低隧道洞體和車站內溫度并提高洞內空氣質量，應當進行再生能量吸收的相關技術系統研究并在地鐵工程中使用成熟的再生能量回收裝置。

關鍵詞：城市軌道交通；再生；吸收；技術方案

1 引言

在城市軌道交通工程中，直-交變壓變頻的傳動方式已經普遍采用。車輛在運行過程中， 由于站間距一般較短， 列車起制動頻繁， 因此要求起動加速度和制動減速度大，制動平穩并具有良好的起動和制動性能。從能量相互轉換的角度看， 制動能量是相當可觀的。雖然電動車組在其直流回路設有電阻耗能裝置， 但是受機車空間所限， 不可能設置足以完全吸收這部分動能的裝置，剩余能量只能由機械制動補充。由于軌道交通整流設備采用的是二極管整流器，只能單向供電。當列車制動時， 再生回饋能量通過機車變頻裝置向直流電網充電，使直流電網電壓升高，當直流電壓大于整流器輸出電壓時， 二極管整流器被反向阻斷。由于地鐵系統的特點是區間距離短、列車運行密度高， 這樣列車在全線運行過程中必將有頻繁的啟動、制動過程。根據經驗，地鐵再生制動產生的反饋能量一般為牽引能量的30%甚至更多。而這些再生能量除了按一定比例（一般為20%～80%， 根據列車運行密度和區間距離的不同而異） 被其它相鄰列車吸收利用外，剩余部分將主要被車輛的吸收電阻以發熱的方式消耗掉或被線路上的吸收裝置吸收。據考察北京地鐵750 v 直流供電電壓在機車進站制動時可能升到1 000 v 以上，這是由于列車再生制動能量在直流電網上不能被相鄰列車完全吸收造成的。當列車發車密度較低時，再生能量被其它車輛吸收的概率將大大降低。有資料表明，當列車發車的間隔大于10 min 時，再生制動能量被吸收的概率幾乎為零，這樣，絕大部分制動能量將被車輛吸收電阻所吸收， 變成熱能并向四外散發。由于列車的制動主要發生在運行過程中，如果再生能量由車輛吸收電阻吸收， 必將帶來隧道和站臺內的溫升問題， 同時也增加了站內環控系統的負擔，造成大量的能源浪費并使地鐵的建設費用和運行費用增加。在國內的部分地鐵線路（如北京地鐵） 上已經反映出溫升問題相當嚴重。因此， 對再生能量吸收的相關技術進行系統研究并在地鐵工程中使用成熟的再生能量回收裝置，將會降低隧道洞體和車站內溫度并改善洞內空氣質量。同時， 合理的配置再生能量回收裝置還能減少車載設備（車輛制動電阻），減少車輛的運營維護工作量，降低車輛成本，減少車輛自重，從而降低列車能耗， 提高車輛加減速性能， 并有可能在一定程度上降低電機的配置容量。

目前，我國在城市軌道交通中應用再生能量回收技術尚屬起步階段， 可借鑒加拿大、日本等國的成功經驗。若在國內城市軌道交通系統中廣泛應用此項技術，必將產生巨大的社會和經濟效益。

2 可采用的相關技術

軌道交通車輛所采用的電制動方式一般包括再生制動和電阻制動兩種方式，再生制動的最大優點是節能，但再生電能并不是都能被其它牽引車輛吸收，剩余部分則消耗在車輛制動電阻上并轉變為熱能散發到空氣中。車輛采用電阻制動方式吸收電能比較穩定， 但制動能量消耗在電阻上， 既不能加以利用，又因在車輛上裝設大容量制動電阻而導致車下設備的總體布置困難，車體重量和列車牽引耗電增加，同時還加大了對環境的污染。

為了減少制動能量在列車制動電阻上的耗散，抑制地鐵隧道內溫度的升高和減少車載設備，國外一般在牽引變電所的直流母線上設置再生制動能量吸收裝置，所采用的吸收方案主要包括電阻耗能型、電容儲能型、飛輪儲能型和逆變回饋型四種方式。當處于再生制動工況下的列車產生的制動電流不能完全被其他車輛和本車的用電設備吸收時，線路上設置的再生制動能量吸收裝置立即投入工作，吸收多余的再生電流，使車輛再生電流持續穩定，以最大限度地發揮電制動性能。如日本多摩、沖繩、東京、大阪的輕軌和地鐵線路， 加拿大多倫多輕軌及意大利米蘭3 號線等地鐵均采用了再生制動能量吸收裝置。

電阻耗能型再生制動能量吸收裝置主要采用多相igbt 斬波器和吸收電阻配合的恒壓吸收方式，根據再生制動時直流母線電壓的變化狀態調節斬波器的導通比， 從而改變吸收功率， 將直流電壓恒定在某一設定值的范圍內，并將制動能量消耗在吸收電阻上。該吸收裝置的電氣系統主要由igbt 斬波器、吸收電阻、續流二極管、濾波裝置（濾波電容和濾波電抗器）、直流快速斷路器、電動隔離開關、避雷器、電磁接觸器、傳感器和微機控制單元等組成。該裝置的優點是控制簡單， 其主要缺點是再生制動能量消耗在吸收電阻上，未加以利用；而且電阻散熱也導致環境溫度上升，因此當該裝置設置在地下變電所內時， 電阻柜需單獨放置， 而且該房間需采取措施保證有足夠的通風量，需要相應的通風動力裝置，也增加了相應的電能消耗。

電容儲能型或飛輪儲能型再生制動能量吸收裝置主要采用igbt 逆變器將列車的再生制動能量吸收到大容量電容器組或飛輪電機中，當供電區間內有列車起動或加速需要取流時，該裝置將所儲存的電能釋放出去并進行再利用。該類吸收裝置的電氣系統主要包括儲能電容器組或飛輪電機、igbt 斬波器、直流快速斷路器、電動隔離開關、傳感器和微機控制單元等。該裝置充分利用了列車再生制動能量， 節能效果好， 并可減少列車制動電阻的容量。其主要缺點是要設置體積龐大的電容器組和轉動機械飛輪裝置作為儲能部件，因此應用實例較少。

逆變回饋型再生制動能量吸收裝置主要采用電力電子器件構成大功率晶閘管三相逆變器，該逆變器的直流側與牽引變電所中的整流器直流母線相聯， 其交流進線接到交流電網上。當再生制動使直流電壓超過規定值時，逆變器啟動并從直流母線吸收電流，將再生直流電能逆變成工頻交流電回饋至交流電網。該吸收裝置的電氣系統主要包括晶閘管逆變器、逆變變壓器、平衡電抗器、交流斷路器、直流快速斷路器、電動隔離開關、直流電壓變換器和調節控制柜等。該裝置充分利用了列車再生制動能量， 提高了再生能量的利用率， 節能效果好，并可減少列車制動電阻的容量。其能量直接回饋到電網，既不要配置儲能元件，又不要配置吸收電阻，因此對環境溫度影響小，在大功率室內安裝的情況下多采用此方案。

3 技術方案的研究與比較

3.1 有關系統的仿真模擬計算

仿真模擬是較為先進的研究方法之一，事實證明，這樣的研究方法是可取的、科學的、可靠的。許多重大項目都要經過各種仿真模擬計算后才能夠進入實施階段，開發研究階段的有關模擬分析參數的選擇和確定將有可能影響到整個工程的方案決策、運行效果以及工程投資和系統的經濟合理性。因此，在項目的設計階段進行大量的、準確的仿真模擬是非常必要的。多年來中鐵電氣化勘測設計研究院已經在各條城市軌道交通的供電系統設計中多次運用這種方法。因此， 為了得到更為準確可靠的研究結果，在本課題的研究過程中對相關的系統進行了大量的模擬分析與比較。所應用到的主要模擬技術和分析流程見圖1。

3.1.1 列車運行模擬

列車運行的模擬仿真是整個方案研究最基礎的數據平臺和依據，它的正確性和科學性將直接影響后續模擬計算的準確性和方案的可靠性。因此必須對與此相關的各個系統進行充分調查、分析與研究。主要包括車輛特性、車輛阻力、車輛運行工況的分析與研究，線路資料和有關運營資料的分析與整理，從而獲得準確的全線列車運行數據。

3.1.2 不同運行圖模擬

一般來說，在固定的列車追蹤間隔運行狀態下，列車的牽引用電負荷反映到牽引變電所是相對持續穩定的，不會因運行圖上下行鋪畫的時間交錯產生較大的波動變化。因此， 中鐵電氣化勘測設計研究院一般在設計牽引供電系統方案和容量的時候，只需對典型的高峰小時運行圖進行模擬就可以滿足要求。而再生能量回饋電流則是短時的、不穩定的，由于其他列車的運行狀態直接影響到再生電流的吸收比例，所以在作回饋電流的模擬分析時，應該充分考慮運行圖上下行鋪畫的不同時間交錯情況下的回饋電流特性。在進行運行圖模擬時，增加了以追蹤間隔為周期，以2 s 為步長的多圖模擬模型，為下一步的供電系統模擬提供更具廣泛性的數據基礎。

3.1.3 供電系統模擬

供電系統模擬是基于全線牽引供電網絡數學模型之上，根據有限元分析的基本思想對全線網絡模型進行一定間隔的切割，并對各個切割斷面進行數據抽象，同時根據運行圖數據對全線列車的運行狀態掃描后進行全線的牽引供電網絡分析，從而計算出供電網絡各個切割斷面的瞬態電氣參數，并進行統計輸出。本文在原有的模擬模型基礎上， 加入了電能回饋吸收裝置的簡化數學模型（見圖2）， 使模擬的數據結果更加準確，為回饋吸收系統方案的建立和容量的選擇提供可靠的依據。由于在進行系統模擬分析的過程中，主要研究目標為能量的流動過程， 因此為了簡化算法，提高運行速度，將回饋裝置在數學模型上簡化為可調電阻，設定回饋裝置的電壓投入條件，通過調節可調電阻的大小來適應回饋功率的變化。通過各種運營狀態下的模擬分析、統計，獲得回饋功率的變化特點。

圖2 回饋吸收裝置的簡化模型示意圖

3.2 仿真模擬結果分析

考慮到再生回饋電能的負荷特點（短時性和隨機性），對不同運行階段的列車運行、不同運行圖和供電網絡進行大量的模擬分析和比較。以某牽引變電所為例的圖3 可以看出，在相同的列車運行追蹤密度下，再生回饋功率因不同的運行圖鋪畫而差異很大。而在未來的實際運行中， 運行圖可能會出現各種隨機性變化。

圖3 某變電所遠期高峰小時-平均回饋功率曲線

3.3 再生吸收裝置的分布方案與容量選擇

因為當前沒有相應設計原則可依照，根據再生回饋負荷的特點、大量模擬計算和數據分析并考慮到大部分再生電流回饋沖擊都在20 s 以內，所以可認為各變電所回饋裝置的容量是按照以下原則確定：（1）按照不同運營條件、不同運行圖下的20 s 平均最大負荷確定；（2） 用不同運營條件、不同運行圖下的短時最大負荷進行容量校核。

3.4 再生回饋／吸收電能的統計分析

通過對某地鐵線路的模擬計算和統計分析，在不同追蹤間隔條件下，全線的不同運行圖平均回饋功率統計。在各種追蹤間隔條件下的不同運行圖平均回饋功率波動曲線見圖4。在不同追蹤間隔的條件下， 不同運行圖的平均回饋功率波動不大， 回饋功率的大小與追蹤間隔沒有直接的關系。因此認為可以對各種運行條件下的回饋功率進行平均并作為全線全天回饋能量統計的基礎。

圖4 不同追蹤間隔下的回饋功率波動曲線

按照每年365 天，每天運營時間18 h 計算，某地鐵全線全年回饋吸收電能總量為ere。ere=365×18×1 331=8 744 670（kw·h）。

4 經濟技術效果

通過以上對某地鐵線路的技術分析，按照每度電價0.5 元計算，每年僅節省電費就達到470 萬元。全線牽引所的回收裝置設備費暫按照飛輪儲能裝置估計約4 000 萬元。這樣僅從供電系統的角度考慮，預計8～10 年就能夠收回全部設備費用。另外，再生能量回收裝置的安裝將對地鐵其他系統帶來巨大的社會和經濟效益，比如：大大降低隧道溫升，從而降低隧道通風設備容量和相關投資；減少列車制動電阻容量， 從而使車體更輕、更節能、成本更低。由于篇幅所限， 本文不再對其他系統進行詳細分析比較。

城市軌道交通論文:淺析城市軌道交通車輛用輔助電源系統

摘

要:城市軌道交通車輛一般采用直流供電,通過車輛上的輔助電源系統為車輛輔助設備供電,本文就城市軌道交通車輛輔助逆變器的電路結構、形式及輔助電源系統進行簡單分析介紹, 并指出了城市軌道交通車輛用輔助電源系統的應用及發展。

關鍵詞:輔助逆變器

pwm 調制

隔離變壓器

斬波

控制電源

在城市軌道交通車輛中,通常是從電網獲取直流電壓(一般為1500vdc 和 750vdc),經由輔助逆變器( 也稱靜止逆變器) 變換輸出380vac,給列車上的輔助設備供電。

城市軌道交通車輛一般采用兩種型號車輛,對于兩種車輛,逆變器的工作形式不同:a型車為拖車,其逆變器一路供給列車照明和風機電機;另一路輸出 110vdc 控制電源,同時兼向蓄電池充電;b/c 型車為動車,其逆變器輸出 380vac 分別向列車的空調機組和空氣壓縮機供電。

以下,就城市軌道交通車輛的輔助電路系統進行分析介紹。

1 輔助逆變器電路結構

城市軌道交通車輛中的輔助逆變器電路常見有兩種形式:一種采用直接逆變方式(dc－ ac),如圖 1 所示;另一種采用先斬波(升 /降壓斬波)后逆變方式(dc － dc － ac),如圖2 所示。siemens 公司采用 dc — dc — ac形式, 如上海一、二線和廣州一號線地鐵車輛;bombardier 公司采用dc — ac 形式,應用于長春生產的車輛中。

其中dc — dc — ac 方式升/ 降壓斬波中,升壓斬波的系統應用在dc750v 供電網壓的場合;降壓斬波的系統應用在網壓為dcl500v 的場合。采用升/降壓斬波的目的都是為了使逆變器的輸入電壓穩定,當負載變化或電壓波動時,保證斬波器有穩定的輸出電壓。

目前, 以 g t o 、i g b t 為代表的開關器件的開關頻率足以滿足在網壓波動范圍內,用pwm 調制實現逆變器穩定輸出, 且滿負荷運行,因此現在生產的車輛常采用直接逆變的方式。

2 輔助逆變器形式

目前我國城市軌道交通車輛使用的輔助逆變器有兩種形式:一種為單臺逆變器形式,另一種為兩臺逆變器串聯形式。例如上海一號線直流地鐵車輛使用單臺逆變器形式,上海二號線地鐵車輛使用兩臺逆變器串聯形式。

2.1 單臺逆變器形式

對于網壓1500v,容量約200kva 左右的輔助逆變器一般使用3300v ／ 400a 的 igbt元件。這種形式結構簡單、可靠, 逆變器用pwm 調制可使輸出電壓的諧波含量在限制值以內,是目前普遍采用的形式。

2.2 兩臺逆變器串聯形式

有兩種方案:一為兩臺逆變器輸出至隔離變壓器,通過隔離變壓器的電路疊加,或磁路疊加,然后經濾波輸出,這種方案的優點是逆變器可以用低電壓的 igbt 元件;二為控制兩臺逆變器輸出電壓的相位差,當它們經過變壓器的電路疊加或磁路疊加后,使變壓器輸出電壓的諧波減少,這樣對輸出濾波器的要求可以降低,即可以減小濾波器的體積和質量。

需指出的是,這種電路較為復雜,尤其是變壓器,用電路疊加的變壓器,其副邊繞組較為復雜。用磁路疊加的變壓器,磁路設計較為復雜。另一方面, 這種電路的產生是在早期igbt 元件水平不太高的情況下出現的。因此已基本不再采用該形式。

2.3 輔助電源系統

以上海地鐵一號線為例,其靜止逆變器原理框圖如圖 3 所示。dcl500v 電源經l-c 濾波器后由gto 斬波器進行斬波調壓至 770v,再經過中間濾波器送入六脈沖 gto 逆變器,其輸出經隔離變壓器后成為 ac380v。在隔離變壓器次邊還設有一組抽頭,其輸出交流電壓經整流后提供 dc110v 電源。

控制單元的核心是微處理器,包括四個功能包:

電源功能包(p-pac)- 提供控制電源及斬波、逆變器的脈沖。

通信功能包(c-pac)- 傳輸逆變器及列車上的各種信號,寄存過程參數實際值。

接口功能包(i-pac)- 確定參數所需值,監控逆變器電壓、電流、溫度、延時時間及工作過程。

快速保護和控制功能包(f-pac)- 控制逆變器工作過程,寄存過程參數中實際值的模擬量,實現逆變器快速保護。

3 應用及發展

武漢輕軌一號線上, 輔助電源系統采用igbt 模塊(1700v/1200a)構成靜止逆變器,輸出穩定的三相 ac380v 電源、dc110v 和dc24v 電源,供列車上的空氣壓縮機、空調、照明和電熱器等使用,并對蓄電池進行充電,每列車配備兩組輔助電源逆變器, 容量為140kva。

上海地鐵二號線的輔助電源系統采用由igbt 模塊(3300v/1200a)構成的靜止逆變器,輸出 ac380v 電源。列車的每節車均設一個輔助逆變器,容量為 90kva。a 車的逆變器供電給列車一半的照明和風機電機,同時提供 dc110v 電源,b、c 車上的逆變器分別向列車一半的空調機組供電。

地鐵車輛大都采用兩動一拖(3節車輛)構成一個單元,由兩個單元構成一列車,每節車輛均配備一臺靜止逆變器, 每單元共用一臺dc110v 的控制電源。每節車輛的輔助逆變器的容量為 75￣80kva,dc110v 控制電源功率約為 25kw。法國 alston 生產的地鐵車輛,改為一個單元中配 2 臺靜止輔助逆變器,每臺容量為 120kva,每臺含 dc110v 控制電源,功率為 12kw。最近國外生產的地鐵車輛采用集中控制,在 6 節編組中,每單元只配一臺靜止輔助逆變器, 容量約為 2 5 0 k v a , 直流110v 控制電源一臺,約 25kw。

目前世界上在地鐵與輕軌輔助系統中大都采用絕緣柵雙極型晶體管 igbt(或 ipm)模塊構成。為了人身安全,低壓系統及控制電源與高壓系統在電位上采用變壓器隔離,現今國內外都采用直—直變換及高頻變壓器隔離這一方案。從冗余度與軸重均衡出發,常選用分散供電方案。