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關鍵詞:驅動創新;工程實踐;課程體系創新;軌道交通車輛
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)38-0136-03
一、引言
1.國外工程類專業人才培養制度。工程類專業人才培養制度在西方發達工業國家起步較早,美國制定了ABET EC2000工程教育認證體系,對工科人才培養提出了新的要求。新加坡高校工程人才培養的主要特征是以就業為導向的課程體系改革;注重國際間學術和人員的交流與合作。德國的應用技術大學(Fachhochscule,簡稱FH)培養工程師—高層技術人才的做法是延長實習學期,主要培養具有專業應用理論和較強實踐能力的可解決生產中實際問題的專業人才。日本Kanazawa Institute of Technology開設了兩門關于工程設計的基礎課程:工程設計Ⅰ(EDⅠ)和工程設計Ⅱ(EDⅡ);訓練的關鍵是培養學生獨立解決問題的技巧和能力。對比發達國家的工程人才培養,我國現行的工程類專業人才培養模式“科學化”的趨勢越來越凸現,重理論、輕實踐,重課堂、輕課外,重精深、輕綜合,重灌輸、輕自學,培養的人才與社會各行各業的需求不適應。
2.卓越工程師培養計劃與軌道車輛工程專業培養。上海工程技術大學作為第一批實施“卓越工程師教育培養計劃”的高校之一,按照教育部的要求積極組織實施設計方案,進一步深化教學改革,創新人才培養模式。上海工程技術大學城市軌道交通學院的學科和專業建設以城市軌道交通技術發展趨勢和市場需求為導向,學科和專業方向瞄準了城市軌道交通運營安全保障技術,開設了城市軌道交通車輛工程、通信信號、運營管理和交通工程四個專業方向,以適應上海及全國城市軌道交通系統迅速發展對綜合性應用型人才培養的需求。
二、創新軌道車輛工程專業課程體系的必要性
原有城市軌道交通車輛工程專業培養體系在教學模式和知識結構上,表現出與既有的鐵路高校車輛工程專業的雷同性,在人才培養目標和方案上缺乏特色和競爭力,很大程度上制約專業建設方向的深化與質量提升,建設成效不明顯,無法彰顯城市軌道交通車輛工程專業的特色與優勢。
1.教學中以教師為主體,偏重理論教學,制約創新意識培養的提升。目前城市軌道交通車輛工程專業在培養計劃上,課程體系較大程度上還是反映出以教師為主體、學生為客體的特征。一定程度上導致了教師在教學過程中比較容易產生主觀性、臆斷性與刻板性,導致了學生學習中出現被動、消極與盲從,抑制了學生學習的主動性、積極性與創新性。
2.傳統的教學方法制約了車輛工程卓越人才培養質量的提高。教學方法很大程度上受到課程體系在課程大綱和內容上的約束,偏重知識傳授的課程體系使得教學方法難以突破。傳統教學方法很大程度上較難適應城市軌道交通車輛工程專業技術更新發展快的特點,這種教學方法重知識傳授、輕實踐的特點導致了創新氛圍不濃,因此,也導致了課程、教材、實驗建設、學生創新培養環節上存在一定的瓶頸。
三、基于驅動創新的軌道車輛工程專業課程體系設計
1.重構全新的城市軌道交通車輛工程專業培養體系。全新的城市軌道交通車輛工程專業培養體系充分考慮了以市場需求為導向,在培養目標定位上具有與其他高校差異化競爭特征和鮮明的專業特色,重視了知識、能力與工程實踐的融合。在寬厚和扎實的專業基礎知識構建和支撐上,創新性地增強了城市軌道交通車輛專業知識,突顯了特色。本校設計了城市軌道交通車輛電氣設備、城市軌道交通車輛電力牽引與控制、城市軌道交通車輛故障診斷技術等15門特色專業課程,形成了城市軌道交通車輛工程專業定位的基礎支撐。在實踐環節上,突出專業關鍵技術知識點,設計了城市軌道交通車輛電力牽引與控制綜合實驗等4門校內綜合實驗課程;創建了基于校外實踐基地的城市軌道交通車輛電氣設備課程設計等4門專業課程設計,以及城市軌道交通車輛基礎、認識、生產、崗位等特色專業實習環節。形成了獨特的課堂理論教學、實驗室綜合訓練、生產現場應用實踐的“三位一體”城市軌道交通車輛工程專業人才培養體系;充分體現了產學合作、工學交替,學科鏈、專業鏈對接產業鏈的培養模式。
2.全面建設特色的城市軌道交通車輛工程實踐環節。以教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”和上海工程技術大學085內涵建設為契機,城市軌道交通學院車輛工程專業積極開展校內綜合實驗和創新實驗建設,快速推動和實施了雙贏式的校企實踐環節及基地建設。①面向城市軌道交通車輛工程關鍵技術的校內綜合實驗項目的創建,相對于傳統的鐵道車輛工程,城市軌道交通車輛工程其鮮明的理論和技術特征體現在車輛的牽引、制動、控制和維護保障技術上。城市軌道交通車輛工程專業通過以專業教師為主體,聘請該領域的技術專家及工程師共同開發的形式,構建了車輛安全保障技術相關的車輛轉向架實訓平臺、車輛電力電子實訓平臺、列車控制回路實訓平臺。在此基礎上,完成了城市軌道交通車輛電力牽引與控制綜合實驗、城市軌道交通車輛制動技術綜合實驗、城市軌道交通車輛現代檢測技術綜合實驗、城市軌道交通列車模擬駕駛和故障診斷綜合實驗及其創新實驗的開發。這些綜合實驗集理論分析和動手實踐為一體,極大地激發了學生學習的主動性,進一步優化了教師和學生在教學中主體與客體的地位,改變了傳統理論教學手段和教學方法的主觀性和刻板性,強化了學生實踐能力及創新能力的培養。②充分利用產學合作教育資源,開發城市軌道交通車輛工程專業特色校外實踐項目。城市軌道交通車輛工程專業依托院、校與上海申通地鐵集團有限公司共同申報并獲批了教育部國家級工程實踐教育中心,專業建設也得到上海市大學生校外實習基地建設項目的支持。開展了全面新型的城市軌道交通車輛工程卓越人才培養的校外實踐基地的建設。通過與上海申通地鐵集團有限公司維護保障中心車輛公司深入合作,企業導師聯合開發系列內涵特色鮮明、與企業現場需求無縫對接的校外實習項目,涵蓋了城市軌道交通車輛電氣設備課程設計等3門課程綜合設計,城市軌道交通車輛認識實習、城市軌道交通車輛生產實習、崗位實習3門特色專業實習內容;把握上海申通地鐵集團大力建設龍陽路“兩站一區間”的培訓基地的建設機會,積極參與上海軌道交通培訓中心龍陽路基地建設。通過上海地鐵電動列車改造項目和集實驗、實訓為一體的上海軌道交通952列車平臺建設,開展了車輛多種形式的車門、轉向架、電氣設備等關鍵部件的結構、電氣原理方面的系統性認知實訓設計,為城市軌道交通基礎實習、城市軌道交通車輛認識實習起到重點的支撐作用。通過校企雙方的共同努力自主研發了實驗實訓設備,使得校外實習基地能夠緊跟企業的技術革新,形成一個層次分明、方向劃分合理的城市軌道交通車輛工程專業校外實踐教育體系。
3.重點實施卓有成效的專業實踐保障措施。①構建了校企共同管理的實踐環節保障體系,為了更有成效推動和保障校外實踐環節的建設,城市軌道交通車輛工程專業依托院校與上海地鐵維護保障中心、上海軌道交通培訓中心,簽署大學生校外實習基地共建協議。結合教育部國家級工程實踐教育中心的成立,實質性建立實踐教育中心校企實踐教育理事會,雙方人員共同參與組織管理委員會。管理委員會負責重大工作的決策。實行管理委員會領導下的中心主任負責制,中心主任負責中心日常事務的管理和協調,其工作直接向中心管理委員會負責。設立了中心技術委員會,技術委員會主任由管理委員會聘任,技術委員會是中心的技術咨詢、評價和監督機構,其成員由具有高級職稱的校方教師和企業界專家組成,由中心管理委員會聘任。成立城市軌道交通車輛工程實施專業指導委員會,成立包括機械類課程、電氣類課程和電子類課程的協作組,負責研究調整和優化培養方案、課程大綱等實踐教育方面的工作。②基于現場工程案例,深化理論與實際對接,實現師資隊伍工程素養的全面提升。城市軌道交通車輛工程專業的成立在全國尚屬首例,專業缺乏符合培養要求的教科書。通過立項方式,學院鼓勵和支持教師進入產學研合作企業進行不低于一年的掛職鍛煉學習,同時鼓勵已有掛職鍛煉經歷的教師,結合新的科研或教學項目繼續進入企業深化掛職鍛煉。教師深入現場一線采集案例信息,編寫具有城市軌道交通車輛工程特色的貼合工程實際的專業系列教材。出版了城市軌道交通車輛制動技術等6門教材,并已與中國鐵道出版社簽訂了城市軌道交通車輛故障診斷技術等5門教材的出版合同,目前教材已完成了編寫工作。這些教材有效填補了專業知識結構中的空白,深化了教師對專業的理解。同時基于對現場案例的分析,專業積極開展了課程建設,并取得了豐碩的成果,共5門課程被評為校級和市級精品課程?;谲囕v維護保障現場技術難點,專業開展了產學研攻關項目5項,解決了現場技術問題,提升了教師的工程素養。以產學研項目為基礎,凝練了學科增長點,獲批了省部級和國家級項目8項。并以科研成果反哺教學,教學成果顯著,如國家自然基金項目“城市軌道交通車輛制動能量回收”的部分成果已經應用于課堂和實驗教學。③以學生興趣愛好為驅動,搭建創新活動平臺,有效提升學生的實踐和創新能力。城市軌道交通車輛工程專業通過配置專用教室,購置系列單片機、微機原理、電子技術等開發平臺。多方位拓展和深化校企合作單位和學生創新平臺的建設,開展大學生創新活動計劃等豐富多彩的課外科技創新活動,采取自發、自愿的組隊原則,成立了電子技術協會、新銳科創團隊、數學建模團隊、計算機應用能力等學生科技創新團隊,并為每個學生科創團隊配備了專門的指導教師,極大的激發了學生創新的興趣,能實質性培養學生的工程素質和創新意識。專業教師共指導大學生創新活動20余項,20余人在大學生競賽活動中獲得包括市級以上獎項,人才培養質量和創新性成果得到了國內同行專家的認可。
本文以驅動創新為主線,以卓越工程師培養計劃為載體,從科學性、整體性、層次性和拓寬性的原則出發,進行了城市軌道交通車輛工程專業課程創新體系的研究,通過上海工程技術大學城市軌道交通學院城市軌道交通車輛工程人才的培養實踐過程,探索具有城市軌道交通特色車輛專業特色的課程體系和有效的實施方法,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力,滿足應用型技術人才的培養要求。
參考文獻:
[1]鄭樹彬,朱文良,方宇,等.“卓越計劃”下的城軌車輛專業工程教育課程體系創新設計[J].大學教育,2013,(2):5-7.
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[3]董曉梅.國外高等工程教育創新型人才培養模式及啟示[J].創新與創業教育,2010,1(63:14-17,28.
[4]柴曉冬,方宇,鄭樹彬,等.城市軌道交通特色專業群卓越工程師人才培養模式研究[J].中國科教創新導刊,2012,(5):75-76.
[5]趙海波.車輛工程專業應用型人才培養模式及課程體系研究[J].黑龍江科教信息,2012,(36):169.
基金項目:2012上海高校本科重點教學改革項目,上海工程技術大學“卓越工程師教育培養計劃”專業建設項目,城市軌道交通車輛工程“卓越工程師”培養平臺建設項目(11XK10)
關鍵詞:城市軌道;交通運輸;規劃設計
引言
隨著經濟快速發展,城市的人口和規模不斷的擴大,人員以及物資的流動量不斷的增大,從而導致城市的交通環境面臨著巨大的壓力,在城市內交通擁擠,道路不暢的現象比比皆是?,F在人們的生活水平越來越高,私家車也越來越多,如果不及時采取新的措施進行改善,城市的道路交通狀況將面臨更加嚴峻的問題。
1.城市軌道交通工程的特點
城市快速軌道交通系統(地下鐵道、輕軌)屬于集多種、多專業于一身的復雜系統。近百年來世界上許多大城市的發展經驗告訴我們,只有采用快速軌道交通系統作為公共交通的骨干網絡,才能有效地解決城市交通問題。
1.1城市軌道交通提供了大容量運輸服務的方式
城市軌道交通提供了資源集約利用、環保舒適、安全快捷的大容量運輸服務方式,它與城市其他交通工具互不干擾,具有強大的運輸能力、較高的服務水平、顯著的資源環境效益,是解決特大型城市交通問題和可持續發展的根本出路。
1.2軌道交通集約化的交通方式
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。大城市機動化進程加快,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。
1.3城市軌道交通是巨大的綜合性復雜系統
(1)建設規模大,一個城市的軌道交通線網一般有百余千米至數百千米。
(2)技術要求高,幾乎涉及到現代土木工程、機電設備工程所用高新技術領域。
(3)項目投資大,每千米造價達3-4億元。
(4)建設周期長,單線建設周期要4-5年,線網建設一般要30-50年。
(5)參與單位多,有成百上千家。
(6)信息海量。建設、運營過程中所產生的信息量很大,處理工作非常繁重。
(7)系統復雜,要考慮軌道交通與其它交通方式、城市發展的關系,考慮軌道交通線網布局、建設次序、資源共享的關系,考慮到軌道交通工程策劃、建設、運營、資源利用的關系等。
2.城市軌道交通規劃應遵循的原則
隨著經濟快速發展,新世紀的交通不再是滿足單一的交通需求為目標,而應是滿通需求的同時充分地考慮資源、環境的約束,能夠完整的解決交通問題,即解決文通擁擠、減少環境污染、合理利用資源、使城市能夠更好的發展在城市軌道交通規劃的設計中,不僅要滿足傳統的道路交通的路網規劃的要求,還應該滿足以下幾個原則:
2.1應該適應城市的總體規劃,在進行城市軌道交通規劃的過程中,不僅要結合城市的總體規劃進行設計規劃,而且還應該充分考慮城市軌道交通的建立對城市交通的需求。
2.2全面考慮城市軌道交通的規劃對環境的影響,城市軌道交通規劃,將會帶來新的環境問題,如振動、噪聲以及環境的污染等,從而在城市建設的過程中,應該全面考慮城市軌道交通規劃是否會對環境有影響。
2.3全面考慮交通的協調性,在進行城市軌道交通規劃時,應該結合道路交通工具以及市際鐵路等,做好交通銜接,從而保證市民的乘車方便性,提高軌道交通系統的使用效率,并且對發揮城市客運的整體效益具有決定性的作用,與其他交通方式比較,除具有運量大、快速的特點。
2.4城市軌道交通線網的布局應該與城市的發展像協調,在城市軌道交通規劃中,不僅要解決當前出現的交通問題,更重要的是應該促進城市的發展,從而使城市軌道交通規劃成為城市發展的主體,引導城市的發展[5]。
2.5充分考慮城市軌道交通與土地利用的相互影響,處理好滿足需求與引導發展的關系。土地利用和交通是一個互動的單向循環系統,互動性體現在土地利用和交通發展的動力機制上,表現為“雞生蛋和蛋生雞”的關系,城市軌道交通對此體現得更加明確。城市軌道交通的“誕生”刺激沿線土地的高密度開發,而城市軌道交通的運輸能力和站點分布特征的不同又影響土地開發的強度和利用模式,所以在城市軌道交通規劃的過程中,應該充分考慮軌道交通與土地使用率之間關系。
3.城市軌道交通規劃的對策
3.1城市軌道交通規劃應具有前瞻性
城市軌道交通規劃是城市建設一項重要的工作內容,不僅引導著項目投資、居民居住、經濟發展的方向,對城市的影響可以達到百年。甚至更長遠,因此城市軌道交通的規劃應具有前瞻性,站在城市發展的戰略高度,綜合考慮各種因素:1)在城市軌道交通的規劃中,應該全面考慮城市的長遠發展。隨著我國經濟水平的不斷提高,城市的發展速度,,城市中心區的人口和面積將會快速地向外擴張,現在規劃的軌道交通線將很難適應城市20年后的發展。我們的規劃必須超前于城市的發展。引導城市的發展方向,而不能追隨城市的發展。2)在城市軌道交通規劃中,應該全面考慮居民的出行方便。在城市軌道交通規劃時,英愛把城市軌道交通延伸到現有的廣大居民區,讓老百姓出門500m左右就能進站上車。而且,還應該把城市軌道交通與新的居民區統籌規劃,讓更多的居民居住在城市軌道交通線附近,方便乘世地鐵或輕軌列車出行[3]。從而可以保證城市軌道交通才能達到經濟效益和社會效益的全面提高。
3.2加強城市軌道法律法規的建設
結合我國城市軌道交通規劃的現狀,目前我國城市軌道交通規劃需法律法規及技術標準的保障。在城市交通規劃的過程中,應盡快制定規范城市軌道交通建設、規劃以及運營的法律法規,并且應該完善相關的行業標準和規章,深入研究城市軌道交通系統的特點,理順各個規劃之間的關系,完善相關的規劃管理體系,從而保障城市軌道交通規劃的靈活性、穩定性以及科學性和可實施性。
3.3城市軌道交通規劃的線路應及時
城市軌道交通規劃的內容一旦被批準,應該及時對線路進行勘察設計,這樣不僅對提高線路質量有很大的幫助,而且還可以減少拆遷,降低建設成本。對于新城區,及時勘測設計,可以引導企業家和開發商的投資開發方向。對已經勘測設計的線路[4],可以根據運量和資金情況分步建設。
4.結束語
隨著經濟的快速發展,城市規模以及人口的不斷擴大,城市軌道交通規劃設計已成為城市基礎設施的重要組成部分,并在經濟建設和人民生活中起著舉足輕重的作用,建立一個先進的、功能齊全的、運作有序的城市軌道交通體系對促進城市的經濟建設、方便群眾出行、解決交通擁堵、減少環境污染具有重要作用
參考文獻:
[1]王仕春:《城市軌道交通規劃選線存在問題及建議》鐵道工程學報;2011(6):77--80
【關鍵詞】城市軌道交通;規劃;設計
中圖分類號:U213.2文獻標識碼:A 文章編號:
[ Abstract ] along with the size and population of the city continues to expand, traffic congestion, traffic disorder as well as environmental pollution and serious threat to the sustainable development of the city. Along with the city track traffic planning in city is ceaseless and perfect, according to the actual needs and development needs,We need to do reasonable planning, reasonable layout, In this way we can make the city rail transportation play an important role, so as to improve the traffic of our country city is facing severe problems, promote the development of the city.
[ Key words ] City track traffic;Plan;Design
引言:隨著經濟快速發展,城市的人口和規模不斷的擴大,人員以及物資的流動量不斷的增大,從而導致城市的交通環境面臨著巨大的壓力,在城市內交通擁擠,道路不暢的現象比比皆是。現在人們的生活水平越來越高,私家車也越來越多,如果不及時采取新的措施進行改善,城市的道路交通狀況將面臨更加嚴峻的問題。
一、當前我國城市軌道交通規劃面臨的問題
(1)城市軌道交通規劃的穩定性不夠
由于我國城市軌道交通起步比較晚,適用于我國國情的城市軌道交通法律法規及技術標準基本空白。受原有計劃經濟體制的影響,我國城市軌道交通規劃易受“長官意識”的影響,規劃的穩定性較差。雖然我國實施了《城市規劃法》作為城市規劃建設的法律依據,但是約束性和強制力不強,從而導致城市軌道交通的規劃方案的穩定性不夠,建設條件和成本逐漸增高。
(2)城市軌道交通規劃的理論方法體系認識不夠
城市軌道交通規劃是一項內容廣泛、復雜的工作,完整的城市軌道交通體系不僅包含交通策略的制定,而且還包含網絡的規劃,制式的選擇以及實施層面的土地規劃等整個過程。由于當前對城市軌道交通規劃的理論特性認識不夠,對城市軌道交通的規劃缺乏戰略層面和深度,從而造成規劃的方案難以落實,造成當前城市交通面臨嚴峻的問題[1]。
(3)城市軌道交通規劃存在問題
在城市軌道交通規劃中,由于規劃部門不同于設計單位,并且缺乏專業全面的工程技術以及運營管理技術人員,從而導致城市軌道交通規劃過于理想化,在進行實施時很難實現規劃的思想。在城市軌道交通規劃中除了規劃不合理外,還存在在建設管理層面存在的問題,也會對城市軌道交通規劃產生影響[2]。由于我國的我國城市軌道交通政策不健全,缺乏法律法規的支撐,適應城市軌道交通技術專業特點的相關技術標準體系也不完整,使得城市軌道交通規劃不能像城市總體規劃那樣具有明確的法律約束。從而導致我國城市軌道交通規劃不合理。
二、城市軌道交通規劃的對策
(1)城市軌道交通規劃應具有前瞻性
城市軌道交通規劃是城市建設一項重要的工作內容,不僅引導著項目投資、居民居住、經濟發展的方向,對城市的影響可以達到百年。甚至更長遠,因此城市軌道交通的規劃應具有前瞻性,站在城市發展的戰略高度,綜合考慮各種因素:1)在城市軌道交通的規劃中,應該全面考慮城市的長遠發展。隨著我國經濟水平的不斷提高,城市的發展速度,,城市中心區的人口和面積將會快速地向外擴張,現在規劃的軌道交通線將很難適應城市20年后的發展。我們的規劃必須超前于城市的發展。引導城市的發展方向,而不能追隨城市的發展。2)在城市軌道交通規劃中,應該全面考慮居民的出行方便。在城市軌道交通規劃時,英愛把城市軌道交通延伸到現有的廣大居民區,讓老百姓出門500m左右就能進站上車。而且,還應該把城市軌道交通與新的居民區統籌規劃,讓更多的居民居住在城市軌道交通線附近,方便乘世地鐵或輕軌列車出行[3]。從而可以保證城市軌道交通才能達到經濟效益和社會效益的全面提高。
(2)加強城市軌道法律法規的建設
結合我國城市軌道交通規劃的現狀,目前我國城市軌道交通規劃需法律法規及技術標準的保障。在城市交通規劃的過程中,應盡快制定規范城市軌道交通建設、規劃以及運營的法律法規,并且應該完善相關的行業標準和規章,深入研究城市軌道交通系統的特點,理順各個規劃之間的關系,完善相關的規劃管理體系,從而保障城市軌道交通規劃的靈活性、穩定性以及科學性和可實施性。
(3)城市軌道交通規劃的線路應及時
城市軌道交通規劃的內容一旦被批準,應該及時對線路進行勘察設計,這樣不僅對提高線路質量有很大的幫助,而且還可以減少拆遷,降低建設成本。對于新城區,及時勘測設計,可以引導企業家和開發商的投資開發方向。對已經勘測設計的線路[4],可以根據運量和資金情況分步建設。
三、城市軌道交通規劃應遵循的原則
隨著經濟快速發展,新世紀的交通不再是滿足單一的交通需求為目標,而應是滿通需求的同時充分地考慮資源、環境的約束,能夠完整的解決交通問題,即解決文通擁擠、減少環境污染、合理利用資源、使城市能夠更好的發展在城市軌道交通規劃的設計中,不僅要滿足傳統的道路交通的路網規劃的要求,還應該滿足以下幾個原則:
(1)應該適應城市的總體規劃,在進行城市軌道交通規劃的過程中,不僅要結合城市的總體規劃進行設計規劃,而且還應該充分考慮城市軌道交通的建立對城市交通的需求。
(2)全面考慮城市軌道交通的規劃對環境的影響,城市軌道交通規劃,將會帶來新的環境問題,如振動、噪聲以及環境的污染等,從而在城市建設的過程中,應該全面考慮城市軌道交通規劃是否會對環境有影響。
(3)全面考慮交通的協調性,在進行城市軌道交通規劃時,應該結合道路交通工具以及市際鐵路等,做好交通銜接,從而保證市民的乘車方便性,提高軌道交通系統的使用效率,并且對發揮城市客運的整體效益具有決定性的作用,與其他交通方式比較,除具有運量大、快速的特點。
(4)城市軌道交通線網的布局應該與城市的發展像協調,在城市軌道交通規劃中,不僅要解決當前出現的交通問題,更重要的是應該促進城市的發展,從而使城市軌道交通規劃成為城市發展的主體,引導城市的發展[5]。
(5)充分考慮城市軌道交通與土地利用的相互影響,處理好滿足需求與引導發展的關系。 土地利用和交通是一個互動的單向循環系統,互動性體現在土地利用和交通發展的動力機制上,表現為“雞生蛋和蛋生雞”的關系,城市軌道交通對此體現得更加明確。城市軌道交通的“誕生”刺激沿線土地的高密度開發,而城市軌道交通的運輸能力和站點分布特征的不同又影響土地開發的強度和利用模式,所以在城市軌道交通規劃的過程中,應該充分考慮軌道交通與土地使用率之間關系。
四、總結與展望
隨著經濟的快速發展,城市規模以及人口的不斷擴大,城市軌道交通規劃設計已成為城市基礎設施的重要組成部分,并在經濟建設和人民生活中起著舉足輕重的作用,建立一個先進的、功能齊全的、運作有序的城市軌道交通體系對促進城市的經濟建設、方便群眾出行、解決交通擁堵、減少環境污染具有重要作用.而城市軌道交通網絡規劃優化決策的結果將直接影響到所在城市的整體發展戰略,影響深遠。在進行城市軌道交通規劃設計的過程中,不僅要充分考慮當前城市軌道交通規劃中存在的問題,而且應該進行科學的論證,并且應該結合城市的發展以及人們的需要進行設計,從而設計出安全可靠,節能環保,并且能夠促進城市快速發展的線路。
參考文獻:
[1]王仕春:《城市軌道交通規劃選線存在問題及建議》鐵道工程學報;2011(6):77--80
[2]何成才;高偉:《城市軌道交通規劃和建設的探討》科技信息;2009(8):128
[3]魏運;許雙牛;馮愛軍:《我國城市軌道交通規劃問題與方法探討》 都市快軌交通;2010,23(6):44--46
城市軌道交通地下工程建筑安全檢測是軌道交通安全工程領域的一個重要研究方向。本文分析城市軌道交通地下工程建筑安全檢測的目標和內容,設計安全檢測系統,給出工作原理和技術方法,并對安全檢測系統的結構原理、技術實現和設計特點進行詳細研究。
關鍵詞:
軌道交通;地下工程;建筑安全;檢測系統;技術研究
隨著國民經濟的快速增長,我國城市軌道交通得到了大力發展,建設速度驚人[1]。自1969年我國第一條地鐵在北京建成通車后,城市軌道交通在天津、上海、廣州、深圳、南京等城市相繼建成和投運[2]。到2014年底,我國有城市軌道交通的城市已達22個,線路101條,長度3155km。在營運的北京、上海、廣州等大都市,日均客流量已超過100萬[3]。在上下班和節假日高峰擁堵時,城市軌道交通以其安全、快速和準確等特點,已成為人們出行的首選交通方式之一。在不斷增長的城市大客流量面前,城市軌道交通在推動城市發展的同時,也對環境和建筑產生了一定的影響,這給城市生態環境和人們的安全帶來了新的問題和挑戰[4]。目前,不少地區城市軌道交通地下建筑安全問題和地面沉降、地質裂縫、地洞等地質災害及其次生問題不斷發生,浪費了大量的人力和物力[5]。事實上,自地鐵誕生之日起,地鐵建筑支護檢測和修補便開始了,地鐵對環境和建筑的危害就一直沒有間斷過,充分暴露出城市軌道交通地下建筑環境安全和控制措施的不足,因此,對城市軌道交通地下工程建筑安全檢測等新問題和新技術進行長期深入研究具有重要的現實意義。
1城市軌道交通地下工程建筑安全
從結構上,城市軌道交通地下工程建筑主要由地鐵站臺和地鐵隧道組成,屬于典型的坑道節點式構造[6]。根據城市軌道交通、地下鐵道工程和鐵路隧道工程方面的國家標準,城市軌道交通地下工程建筑結構的設計使用年限應為100年[7]。其安全要求包括結構強度、結構功能和結構可修復3個方面。城市軌道交通地下工程建筑安全檢測是通過測量和巡查,對地下工程建筑的主要參數進行監控,經過評價指標分析進行安全等級評判[8]。其目的是通過測量,評價城市軌道交通地下工程建筑結構的安全性。一般來說,影響城市軌道交通地下工程建筑結構安全的主要因素包含有環境和人為這兩個方面。綜合以上分析,目前城市軌道交通地下工程建筑結構安全檢測的內容主要有:(1)斷層;(2)裂隙;(3)剝落;(4)滲透水;(5)變形和位移。檢測方法采用傳統的定期關鍵點巡查和結構工程儀器直接接觸式離散測量,從而形成報表制度。
2安全檢測系統設計和工作原理
2.1安全檢測系統設計
城市軌道交通地下工程建筑安全檢測系統的設計主要由車地兩套獨立計算機裝置組成,以完成對地下工程建筑結構支護圍欄兩側涂覆黑白色帶圖像和位置進行檢測,對拱頂自然結構狀態進行檢測,以及對地面為拱橋軌道結構狀態進行檢測。車輛上安裝下位機和上位機兩級計算機裝置,通過串行通信進行數據交換。下位機由嵌入式系統組成,完成測量傳感器的信號處理;上位機由工控計算機組成,完成操作、輸出、顯示、監測測量結果,并進行管理。地面車站計算機裝置實時執行操作和管理,完成檢測、統計、分析和報表。
2.2安全檢測系統工作原理
城市軌道交通地下工程建筑安全檢測系統的基本工作原理是,通過CCD傳感器獲取被測物體的圖像,然后對圖像進行處理,在圖像處理后完成對被測結構的測量。一般圖像只能進行2D測量,此處采用視覺自動聚焦技術就能夠進行2.5D測量。視覺自動聚焦技術是采用自動聚焦判別函數對高度不屬于同一平面上的兩點進行精確聚焦,然后通過計算得到兩點間的距離。通過CCD傳感器獲取被測結構圖像的模擬信號,經過車載下位機進行A/D轉換,轉換成數字信號、輸入到計算機,然后由圖像處理手段對圖像中需要測量的幾何圖元進行測量,從而實現對被測結構的非接觸測量。圖像處理需要實現的功能包括圖像獲取、圖像濾波降噪、圖像增強、圖像邊緣定位、特征定位、圖元擬合、圖元計算等。
3安全檢測系統技術實現
隨著計算機技術、通信技術、控制技術和微電子技術的飛速發展,采用計算機圖像檢測技術進行城市軌道交通地下工程建筑安全檢測,并按照我國城市軌道交通技術規定,采用車地無線通信系統[9]。
3.1硬件技術
嵌入式系統是集成電路技術和微型計算機技術高速發展的產物。在車載下位機中的測量模塊采用嵌入式系統檢測單元設計方案,主要是考慮了系統模塊化和可維護性。由于圖像處理的直觀性和可視性,檢測單元中的傳感器選用CMOS型CCD,代表性產品有USB攝像頭。嵌入式系統處理器現有單片機、DSP和微處理器3大類,此處采集和處理的均為實時彩色圖像,故采用微處理器,其典型產品有ARM系列多個品種可靈活選用。視頻數據采集和圖像處理可采用Linux軟件實現,對處理后的壓縮圖像通過城市軌道交通監控系統通信標準由規定的接口完成即可。最后,視頻圖像傳送給車載上位機進行實時的顯示和控制。
3.2軟件技術
根據城市軌道交通技術標準和設計規范的要求,安全檢測系統在軟件技術方面需要具備完成圖像處理的功能。在圖像產生、傳輸和變換的過程中,由于各種因素的影響,往往會使圖像與被測結構之間產生差異。這給從圖像中提取各種安全信息造成了很大困難。因此,對CCD傳感器得到的圖像要進行各種處理,以降低噪聲干擾。常見的圖像噪聲包括光學成像及采樣過程中常會出現的混疊噪聲、插入噪聲、抖動噪聲、電子噪聲等。而且邊緣的檢測和提取往往對噪聲較敏感,因此首先需要對圖像進行濾波降噪處理。數字圖像濾波器有線性和非線性兩大類。線性濾波器對高斯噪聲有較好的平滑作用,但對其他噪聲的抑制效果較差,而且會出現模糊邊緣。在非線性濾波器中,中值濾波器在過濾噪聲的同時,還能較好保護邊緣輪廓,對消除孤立點和線段的干擾十分有用,特別是對于二進制噪聲尤為有效。這就特別符合幾何測量中對邊緣定位的需求,因此安全檢測系統選用中值濾波器對圖像進行濾波降噪。由于要測量物體輪廓邊緣的幾何信息,所以圖像邊緣信息提取的好壞就顯得尤為關鍵。一般物體和背景具有較大的對比度,反映在圖像上就是物體和背景的灰度差別較大,圖像直方圖將呈現較為明顯的雙峰型,所以安全檢測系統采用閾值法實現圖像分割。
4安全檢測系統設計特點
4.1模塊化
由于嵌入式器件的整體功能越來越強大,嵌入式系統模塊化設計、組裝、調試和維護技術已經非常完善,技術人員通過專業學習可以快速掌握和應用。在城市軌道交通現場應用中,各級子系統大量采用嵌入式系統完成模塊化功能的實現。
4.2集成化
現場檢測技術進一步的發展,必然是高度集成化。對于日益復雜的城市軌道交通,從橫向上考慮,隨著城市軌道交通建設規模的擴大和發展,各個子系統數量不斷增加,遍布所有城市軌道交通的子系統;從縱向上考慮,各系統都有向下層深入的趨勢。因此,多子系統構成的安全檢測系統不僅能夠實現車站級集成,還能夠實現現場級集成,甚至直接到各檢測傳感器上。
4.3網絡化
在一個城市,一般都存在多條軌道交通線路,這就要求把不同的線路資源進行網絡化處理。從單線路的檢測系統向路網級檢測系統發展,是網絡化發展的必然趨勢。對于城市軌道交通的綜合檢測,可以采用線路、車站、車輛為層次單元,組成相對完善的網絡結構,同時具備強大的數據處理能力,能夠更好地滿足和適應軌道交通網絡在不同層面上的需求。
5結束語
建設準確實時高效的城市軌道交通地下工程建筑安全檢測系統有助于節約資源,促進生態文明發展。城市軌道交通地下工程建筑安全檢測系統技術反映了城市軌道交通信號、系統和集成的特性。本文在分析城市軌道交通地下空間建筑結構安全檢測目標和內容的基礎上,建立了模塊化、集成化和網絡化的計算機圖像檢測系統模型,詳細介紹了其安全檢測系統的設計思想、基本原理、技術實現和技術特點,對進一步技術開發和設備升級奠定了基礎。
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城市中使用車輛在固定導軌上運行并主要用于城市客運的交通系統稱為城市軌道交通.軌道交通具有大容量、快速、準時、安全、舒適、清潔等特點,是解決大城市尤其是特大城市道路交通擁擠和交通污染的有效運輸方式.軌道交通建設需求資金巨大、建設周期長,城市軌道交通線路逐漸接線成網,將最終構成一個軌道線路縱橫交錯、錯落有致、銜接換乘方便的軌道交通網.
目前,世界上已有100多個城市軌道交通系統,而且許多大城市如倫敦、巴黎、柏林、慕尼黑、紐約、東京、莫斯科等已形成網絡.上海市軌道交通網已經建成和即將建成1號線、2號線、明珠線一期工程都是放射線,明珠線二期工程建成后將與一期共同組成環線,初步構成放射線-環線軌道交通網絡.世界上許多大城市均采用放射線-環線的軌道網絡.
上海軌道交通明珠線一期工程線路和二期工程線路接軌后并不是一個完好的圓環形,圓環上存在著一期工程線路的向北和向南的延伸段.可以看作是放射線和環線部分線路重合的情形,不同線路的列車在線路重合的區段部分共線運營.這種獨特的軌道交通共線運營在國內外的軌道交通網絡中是罕見的,其運輸組織具有一定的難度,同時提出了要進行深入探討研究的問題.
1連通型城市軌道交通網絡特點
1.1連通型城市軌道交通網絡技術設備特點
世界上有很多城市都采用連通型城市軌道交通網絡[1],如德國的柏林、慕尼黑,美國的亞特蘭大,以及我國的上海等城市.連通型軌道交通網絡與一般軌道交通網絡相比具有以下幾個方面的特點:
(1)各軌道交通線路之間接軌點多.連通型軌道交通網絡各軌道交通線路相交時盡可能地相互接軌,使得接軌點較多.以德國慕尼黑城市軌道交通網絡為例(如圖1所示),其軌道交通網絡僅由6條線構成,各線接軌點多達8處,這為列車跨線運營提供了條件,使線路客運功能得到最大程度的發揮,也能最大限度地滿足旅客出行需求.(2)線路輔助線設施配置完備.連通型軌道交通網絡中各線輔助線配置完備,這些輔助線包括渡線、存車線、折返線以及聯絡線等,這不僅為提高線路通過能力奠定了基礎,更為列車跨線共線運營提供了保障.圖1慕尼黑城市軌道網絡示意圖
(3)車輛基地集中.連通型軌道交通網中,多條軌Fig.1SketchmapofMunichurbantransitsystemnetwork道交通線甚至全網共用同一車輛基地,如慕尼黑軌道交通網只設一個車輛基地和一個小型的停車場.由于各軌道交通線相互接軌,列車可以方便地通過與車輛基地直接相接的線路出入車輛基地,從而達到共享設施和資源的目的.
(4)車輛及機電設備制式相同或相容.軌道交通網絡要成為連通型,不僅要求各線路設施相互連接,而且要求車輛及機電設備系統具備統一性.因此,連通型軌道交通網絡中各軌道交通線的車輛及機電設備制式必須相同或相容.
(5)全網共用同一控制中心,由同一管理機構管理.連通型軌道交通網中相互聯軌的軌道交通線甚至全網線路共用同一控制中心,并由同一運營機構管理.網絡運營組織要求統一調度指揮.
(6)網絡運營車底減少.連通型軌道交通網絡不僅有利于車輛基地集中設置、共用控制中心,以及車輛及機電設備等系統日常維修共享資源和設施,而且由于線路相互連通,車輛可以統一調配,備用車輛可以大大減少,從而有利于節省車底.
1.2連通型城市軌道交通網絡運輸組織特點
對于連通型城市軌道交通網絡,相鄰線路在交匯站接軌,相互線路間存在著直接聯系.因此不同線路上運營的列車可跨線運營.此時列車運營組織可采用分線獨立運營、共線運營和獨立-共線運營相結合的方法.城市軌道交通系統的獨立運營是指列車在各自的線路上運行,列車在交匯站折返,旅客在交匯站換乘其它線路的列車.城市軌道交通系統的共線運營則是指在連通型城市軌道交通網絡中,組織不同線路上的列車通過交匯站運行,形成不同線路運營的列車跨線運行,并在部分線路的部分區段共線運營.
共線運營的運輸組織方法與獨立運營相比具有以下優點:①最大限度地方便了旅客的出行,旅客不需換乘即可到達旅行目的地;②充分地利用通過能力,采用共線運營的方式,可使得共線區段的線路通過能力得到充分發揮;③有效地利用列車車底,減少車底折返作業.但是,共線運營也存在著以下的缺點:①由于共線運營時,該軌道交通網絡系統的能力將主要取決于共線區段線路的通過能力,因此會造成線路列車運營不均衡;②非共線區段列車運營間隔較長,將影響到非共線客流的出行;③列車運營組織復雜,列車在交匯站存在較多的交叉干擾,相鄰線路的列車運營相互影響較大.城市軌道交通網絡各線所銜接的城市小區旅客出行需求上存在差別,客流在不同時段、不同區段上的分布不同,為最大限度地滿足客流需求,采用合理、靈活的運輸組織方式十分重要.因此,應根據各軌道交通線路的客流量、旅客出行特點、交匯站的線路連接方式等條件,確定列車運營組織方式.
2上海軌道交通明珠線網絡客流特點
2.1上海軌道交通明珠線網絡特點
明珠線一期工程是上海城市軌道交通網中的南北向直徑線,是聯系南北輔城的城市軌道交通骨架線路.線路走向南起閔行,經吳涇、滬杭鐵路內環線、上?;疖囌?、鐵路客技站、凇滬鐵路、逸仙路、吳淞鎮、北止于寶鋼,全長約60km.明珠線一期工程充分利用了經過市區內的滬杭鐵路內環線及松滬鐵路線,在原有鐵路用地范圍內修建高架軌道交通,徹底解決了既有市內鐵路與城市道路的42處平交道口嚴重阻塞交通的局面,給城市道路交通帶來了通暢,沿線土地得到了開發.
明珠線二期工程起自老北站地區,經浦東新區至徐匯區虹橋路,所經地區有多個大型客流集散點,如寶山路、長陽路、張楊路、南浦大橋、上海體育場等.明珠線二期工程與明珠線一期工程接軌成環,從而與運營中的地鐵1號線和地鐵2號線及明珠線一期工程構成“申”字形的軌道交通基本網絡.明珠二期與一期西部線路相接成環是上海地鐵系統中的唯一城市環線.它是聯系其他線路的紐帶,也是城市各個副中心之間聯系的交通干道.因此,其主要功能是將其他軌道交通線聯系起來,使整個軌道交通網絡成為一個有機的系統,加強城市區域間的聯系,使城市土地得到合理、高效的開發利用,促進城市健康發展.
明珠線二期工程和明珠線一期工程接軌,利用明珠線一期西部區段(中段)構成城市環線.共線區段為虹橋路站至寶山路站(遠期可能為上?;疖囌菊?的線路,有9座共線車站.國外的軌道交通網絡也存在著共線區段,但那是樹枝狀的線網,共線區段在枝狀線路的末端,像明珠線射線與環形線共線,并且共線車站達9座之多的情況并不多見.在明珠線這樣的連通型城市軌道交通網絡中,具備了組織不同線路上的列車通過交匯站運營,形成不同線路的列車跨線運營,并在部分線路的部分區段共線運營的線路基礎.
2.2上海軌道交通明珠線客流特點
明珠線一期上行客流方向為上海南站站至江灣鎮站(遠期至寶鋼站).下行客流方向為江灣鎮站(遠期為寶鋼站)至上海南站站.根據明珠線二期與一期連接形成環形網絡的特點,本文把線路分為以下3段:虹橋站以南為南段,虹橋站—寶山站為中段,寶山站以北為北段.
根據文獻提供的明珠線一期和二期線路各車站上下車預測客流量,利用線路O2D矩陣推算方法,計算出明珠線一期和二期線路的O2D客流量,然后根據線路分段情況進行客流量統計,得出了明珠線一期和共線運營環線的分段客流量.表1明珠線一、二期全線下行方向全日客流量
注:表中百分比是西半環到東半環客流量與東半環客流量的比值.分析表1可以看出明珠線一期上行客流集中在中段和北段,南段、中段和北段的客流比例大致為1∶20,說明上行客流主要是中段到北段的客流量.下行方向每段客流量有著明顯的年份變化,北段客流量基本穩定,中段和南段客流量急劇增加,反映出了中段客流到南段客流的增加.可以看出明珠線一期工程主要服務線路南北端區域通學通勤進入市中心的交通需求.
明珠線二期工程和明珠線一期工程在一期線路寶山路站至虹橋路站共線.明珠線二期線路為東半環,明珠線一期共線9座車站線路為西半環,東、西半環組成一個整環.定義共線上行方向為從寶山路站順時針經虹橋路站再回到寶山路站.共線下行方向為從寶山路站逆時針經虹橋路站再回到寶山路站.分析表2和表3可知,明珠線二期工程上行方向東半環客流量大于西半環,東半環到西半環的客流量占了東半環客流量50%以上的份額,且還有增長的趨勢.下行方向西半環到東半環客流量是逐年增加的,這說明了環線的功能在不斷地加強.總之,從明珠線一期工程和明珠線二期工程的客流分析來看,雖然兩線有9座車站的線路是重復的,但兩線都具有各自的客流服務對象,即都有各自客流的主流向需求量,因此共線運營的方案既能滿足客流需求,也能節省工程投資.
3上海軌道交通明珠線運營方案
軌道交通工程建設投資巨大,每公里的軌道線路的資金需要7億多元,難以一次性建成投入使用,一般是采取邊建設邊運營的方法.軌道交通促進了沿線區域的發展,運輸需求也不斷變化.因此,軌道交通運營方案需要不斷地調整以適應客流的變化.根據線路技術設備和客流特點,明珠線網絡存在多種運營方案,下面對幾個有代表性的運營方案進行分析.
3.1共線運營方案
(1)明珠線一期按現在南北向運營(上海南站站—江灣鎮站),明珠線二期線路與一期西半環線共線9座車站(寶山路站—虹橋路站),按環線運營.運營方案示意圖如圖2所示.本方案特點是在明珠線西半環產生9座共線車站,按連通型網絡共線運營.本方案要求明珠線南北向的客流較大,東西向的客流次之,在共線的9個車站中客流最大.為了采用此方案,在寶山路、虹橋路站需設換乘站(平面或立體換乘),在虹橋路站設停車場和折返線.本方案對一期的運營組織不會產生太大的干擾,二期的運營方案也很易實施,使環線和一期線路上任意兩車站旅客乘車方便.本方案既節省了明珠線二期工程在西段工程建設投資,也實現了明珠線環線功能.但共線車站運輸組織較為繁忙,
行車間隔的不同會造成輸送能力的不均衡,非共線段能力利用率較低.一期南北段到東半環旅客要換乘兩共線車站的客運組織工作要加MingzhuLine強,提供列車導向信息,組織好旅客換乘.
(2)一期全線運營,二期環線運營和東半環運營相結合.運營方案的示意圖如圖3所示.本方案特點是明珠線二期長短交路結合,共線運營.此方案的客流特點是南北客流各區段均勻,中段客流較大,且東西環的客流相差不大,東西向的客流與南北向的客流相當.方案要求一期的信號系統必須可以保證二期車輛在共線區段的運行.本方案各段發車密度均勻,銜接方式多,可大大方便旅客.但本方案組織不便,對車站的組織工作增大了難度,其中列車的導向服務應加強.應采取加強運營組織和導向系統等措施配合.在上述方案基礎上,還能形成多種共線運營方案,在此不再贅述.
3.2獨立運營方案
明珠線一期在南北分段運營(上海南站站—虹橋路站,寶山路站—江灣鎮站),明珠線二期按環線運營.運營方案示意圖如圖4所示.本方案特點是不產生共線運營.此方案要求明珠線一期南北兩端之間直達客流較小且均勻,環線到一期兩端的客流較小,環線的客流較大,3條交路上的客流比較均勻.本方案要求在寶山站和虹橋路站都應設換乘站,在上海南站站、江灣鎮站、寶山站、虹橋站都要設折返線,一、二期信號及車輛系統要能相互兼容.方案不產生共線運營,二期的運營方案也很易實施.但是,虹橋路站以南的旅客到其他車站必須換乘,尤其是到寶山站以北的旅客要換乘兩次;同樣寶山站以北的旅客到其他車站也必須換乘,到虹橋站以南的旅客要換乘兩次;環線上的旅客到一期南北兩端也必須換乘.這樣會增加旅客的旅行時間,給這部分旅客帶來不便.如果采用此方案,應加強運營組織,認真設計好換乘站.
【關鍵詞】城市軌道交通;線網規劃;交通負荷;環境保護
一、引言
隨著我國國民經濟持續穩定向前發展,工業化進程加快,致使我國城市化速度不斷加速,城市規模急劇擴張,城市人口飛速增加,居民出行與物資交流高度頻繁,客貨運輸需求急劇增長。而我國大中城市交通設施建設卻嚴重滯后,城市土地減少、道路堵塞、車輛擁擠、交通秩序混亂、空氣噪聲污染嚴重。城市交通環境與交通質量面臨著嚴峻的挑戰與危機,惡化了我國大城市的投資環境,嚴重地束縛和限制了城市經濟的發展。進人2l世紀,我國城市化水平將進一步提高,人口密度將進一步加大,大城市的交通擁擠問題必將成為制約經濟發展、影響城市環境的關鍵因素。
二、北京發展城市軌道交通建設的必要性
(一)北京市交通現狀
北京市交通負荷集中度還在加劇,城市的土地開發、舊城改造等仍在大規模地進行,環繞二、三、四環路的各項建設有增無減。僅2002~2003年,經規劃部門審批的各類建筑面積已達13541萬平方米,其中2218萬平方米集中在城四區原有的商業、居住用地上。單一功能的新城難以擺脫對主城的依賴,導致了對外聯絡通道的擁堵。其次,機動車增長迅猛,城區路網壓力驟增。這也是造成交通擁堵的一個重要原因。2003年,全市新增機動車38.6萬輛,2004年1、2月份又新增5.5萬輛,5月份機動車總量已達227萬輛。其中私人機動車142.3萬輛,含小客車96.6萬輛,占機動車總量的44.8%。近幾年,市區道路交通流量以每年10%左右的速度持續增長。
(二)城市軌道交通的類型和特點
一般來說,城市軌道交通可分為地下鐵路、城市輕軌、有軌電車、市郊鐵路、自動化導向交通和磁懸浮交通系統等。各種軌道交通方式具有各自獨立的優勢和特點,如表1所示:
眼下,北京市區土地開發已趨于飽和,受公路建設發展的局限性所致,道路運輸的規模和水平受到控制,地面交通可持續發展的矛盾日益突出。然而,城市交通需求是必須要滿足的。軌道交通具有占地面積小、運行速度快、污染少等特點,被稱為是一種對環境友好的“綠色交通”系統。從運輸效率和城市環保的角度看,軌道交通最有優勢,大力發展大運量、高效率、低污染、低能耗的軌道交通逐漸成為人們的共識。
(三)軌道交通是各大城市發展的必然趨勢
世界各個國家,不論貧富程度如何,各個城市,不管是大城市還是中小城市,地鐵輕軌以及城域軌道交通發展都很迅速,尤其是最近20年發展勢頭非常迅猛。先看大城市:比如巴黎。大巴黎各個衛星城到市中心,突出利用輕軌,而且是雙層列車,非常方便。巴黎市中心充分利用地鐵,承擔了出行量的8O%。再看中等城市:比如加拿大的多倫多市。在市區大力發展輕軌,而且是高效的、大容量的輕軌,比如像直線電機輕軌列車。亞洲的泰國曼谷比北京的交通堵塞還要嚴重,它下決心搞立體交通布局,上下三層,上面是公共汽車,中間是軌道交通。下面是地鐵,充分利用空間。波多黎各是個不發達國家,但它的城市也在大力發展地鐵。歐洲各個城市輕軌普遍很發達,已經逐漸代替公共汽車,成為一個非常高效的交通工具。美國與歐洲不同,由于二次世界大戰期間沒有受到任何破壞,高速公路已經形成系統,大的交通格局沒法改變。但是在美國除了大城市外中、小城市也開始發展輕軌,既有利于環保,而且景觀很好。
三、北京市軌道交通建設中要研究解決的問題
(一)重視城市交通的總體規劃
城市軌道交通的建設,尤其是在市中心修建地鐵是一項復雜的、涉及面廣、多專業相互協調配合的系統工程。工程投資大,一旦建成無法修改。工程做得好,乘客深受其益。因此,做好城市軌道交通的規劃具有十分重要的意義。要做好城市軌道交通的規劃,必須做好城市軌道交通的線網規劃,因為線網不合理,比如線路走向不合適或換乘不方便等,就會造成沒有客流、缺少客流或不吸引客流;客流量小、運量小,就談不上城市軌道交通的骨干作用。因而,結合城市的總體客運需求,合理布置線網是發揮城市軌道交通骨干作用的必要條件。
北京市政府制定了《北京交通發展綱要》,其中大力發展公共交通,特別是城市軌道交通是這一戰略的重要內容。北京市軌道交通規劃已明確,2008年軌道交通運營線網長度將達到220公里以上。預計日承擔運輸量為400~450萬人次,占公共交通總運量的25%~30%,據了解,近十年北京市對城市交通的年均投入占到GDP的5.24%,道路里程增長了33%。
北京制定中長期城市軌道交通建設規劃,依初步設想,北京市遠景軌道交通規劃線網由16條地鐵(M線)、6條城鐵(L線)和6條市郊鐵路(S線)組成,分三個階段實施。屆時,北京市將擁有28條軌道交通線路。據了解,規劃既包括線網設置和組成,也包括客流預測和融資方案。2020年規劃線網將由19條線路組成,總長度561.5km。市區線路15條,425.7km,包括M1-M11、M15(至順義),其中M10與M11將形成第二個地鐵環線,這個環線將充分服務于中關村科技園區,商務中心區、奧林匹克公園等今后北京的多個中心區域。其他城市區內的地鐵線路都將圍繞已有的環線地鐵及M10與M11形成的第二個環線,向北京的各個郊區發散,第二個環線區域內的居民出行可在5min之內到達地鐵站。到2050年之前,北京還將在城區內建設M16,它將與M4相連接,形成貫穿南邊的地鐵主線。同時,奧林匹克公園等區域也是軌道交通重點發展的區域。到2020年,北京還將修建城市鐵路L1、L2。這兩條城市鐵路將從北京的城區內向東北方向和西南方向出發,通往京郊的順義和大興方向。通往郊區的線路有4條,里程將達到135.8km,包括良鄉線、昌平線、黃村線以及亦莊經通州至順義的S6線。
(二)開發國產化,降低建設成本
從運輸效率和城市環保的角度看,軌道交通無疑最有優勢。但相對于其他交通方式,軌道交通系統所需投資巨大,往往是城市基礎設施建設中最大的一項投資。我國城市軌道交通平均每公里綜合造價,地面形式為0.5~1.5億元,高架形式1~2.5億元,地下形式5~8億元。而且軌道交通的運營維護費用也非常昂貴,目前世界上建有軌道交通的144個城市中,只有香港、大阪等少數幾個城市能夠回收運營成本。即使在正常情況下,城市軌道交通項目也屬于高風險投資??缭竭@一障礙的關鍵在于:一是以新的融資方式和金融工具,打通民間資本大規模進入城市軌道交通設施建設的渠道;二是以明確的中央和地方政府“政策投入”,刺激國內外各類投資者投資于軌道交通。
針對我國城市軌道交通的現狀,國家制定了既積極支持城市軌道交通發展,又要大幅度降低造價的方針,提出要求制定“量力而行,經濟實用,安全可靠”的建設標準,使技術裝備實現國產化,確保國產化率不低于70%。軌道交通應該是大運量、快速,運送中、長距離乘客的交通工具,需要其他交通工具為其輸送客源,以達到大運量、高負荷的目的。大站距可以提高旅行速度,縮短旅行時間?!暗途€網密度,大站間距”模式不但可以降低工程造價,而且還可以降低運行成本。為了科學合理地確定路線的敷設方式,應結合城市總體規劃,沿線地質、水文、環境情況,經過技術經濟比較,確定路線敷設方式,能采用地面線的不采用高架線;能采用高架線的不采用地下線,地下線的復土深度力求減小,以此達到節省投資降低運輸成本,而且還方便乘客出入。資源共享、社會化的配套也是降低成本的一條有效途徑??衫蒙鐣Y源服務的功能從地鐵中分離出來,我國一些城市也將地鐵中一些后勤服務功能實現社會化,并得到了顯著效果。同時可以進一步擴大資源共享,并進行社會化服務。顯然,這是一條降低建設運營成本,提高企業效益的好路子。
(三)注意城市軌道交通的環境保護
城市軌道交通的環境污染,主要以建成通車后的振動和噪聲污染為主,其次為電磁輻射污染和景觀污染等。防治措施通常采用主動和被動兩種形式。主動防治即先行分析污染源、污染產生的機理、影響因素,而后對癥下藥,從污染產生的源頭上采用先進的技術設計手段,阻斷或削弱污染。
運營期間軌道交通的環保是指線路開通后的被動環境污染防治問題,主要有以下幾種措施:
1.軌道交通列車運行時,由于鋼軌腹板較薄,橫向剛度小,軌腰容易產生振動,引起噪聲,防治措施是在軌腰兩側粘貼減振橡膠和鋼板,達到衰減阻尼振動和噪聲的作用。日本高速鐵路采用這種方式后,噪聲降低了3~5db。
2.在鋼軌踏面部分涂增粘物質,可以減小車輪在軌頂面的滑動,從而有效的減小滑動摩擦產生的噪聲;在小曲線鋼軌內側涂油,可以減小振動和嘯叫噪聲。
3.車輪定期維修、打磨,使之圓順,對減小撞擊和滾動產生的振動和噪聲效果明顯。
4.消除鋼軌局部不平順,可有效的減小振動和撞擊噪聲。
四、結語
北京市目前的軌道交通路網,仍滯后于客流的增長。服務設施,以及換乘與過軌銜接,現在仍顯不順暢。面對這些問題,在未來的建設中把質量與服務放在重中之重的位置,把推進環保、社會福利,作為公共交通建設的重要任務;強調以最少的投資獲得最大的效果;重視多種交通方式的關系協調。落實起來,應著實地樹立“以人為本”的觀念。
【參考文獻】
特別是城市軌道交通的安裝空間、備品數量有限,如車輛備用量一般不超過10%,要實現大規模設備返廠修理是不可能的。因此,必須保證軌道交通車輛、機電(設備)系統在設計、制造、裝配、安裝等階段,全面滿足設計要求。城市軌道交通車輛、機電(設備)系統快速發展,具有較強的專用性。因此,車輛、機電(設備)系統采用獨立第三方監理的制度是我國城市軌道交通建設發展的客觀要求,建立、健全與之相適宜的質量監管法律制度是必要的。
城市軌道交通建設中車輛、機電(設備)系統監理的實踐
北京城市軌道交通設備監理工作始于2000年的北京地鐵13號線建設工程,當時城市軌道交通技術正處于高速發展的起始階段,原有設備安裝旁站監理的單一模式,已經不能滿足技術發展的需求。對工程質量的監督控制已從原有安裝過程的控制,發展到設計、生產、安裝、調試的全過程監督管理模式。如車輛在城市軌道交通建設工程概算中列在購置費中,可以理解為產品概念。但根據國家招投標法的規定,車輛及關鍵技術的采購必須采用招標方式,且由于各城市、各條線路對軌道交通車輛要求各有不同,以及先進技術的引進,供貨商實現功能技術方式的差異,招標所獲得的車輛核心技術的組合方式的不同,致使國內缺少性能參數一致的車輛定型產品。又由于車輛是所有行車控制的對象,車輛必須為信號、通信、音視頻傳輸等系統與車輛的控制提供接口和安裝物理空間。鑒于上述情況,車輛的監理從原有的現場調試驗收延伸到車輛工廠安裝、制造和設計階段。
應當指出設備監理制度在國外工程早已應用。由中鐵建承擔的沙特麥加薩法至穆戈達沙南線地鐵工程,外方要求承包方采用第三方獨立監理方式實現對車輛質量的控制,并依據FIDIC(菲迪克)條款的原則,要求監理方從設計開始至現場安裝調試的全過程進行質量監督,以此作為確保工程質量和工程進度的重要手段。此外我國南京1號線也曾聘請過國外專業的咨詢公司對車輛制造提供全程監理服務。南京地鐵看中的就是,國外咨詢公司在車輛監理領域具有豐富的經驗,同時擁有完整的從設計到整車制造監理的程序性規定和標準,這些都說明國外的同行已經走在了車輛監理領域的最前沿,是值得我們借鑒和學習的。
目前,內地城市軌道交通的設備監理工作已經大面積開展,特別是車輛等主要子系統的設備監理工作形成一定規模。以北京為例,自2000年北京地鐵13號線開始,北京的地鐵建設項目全部實施了車輛等主要子系統的設備監理。在多年車輛監理的實踐中,形成一些行之有效的監理模式和經驗,如車輛監理關注的是:對制造廠商的質量保證體系執行的監督;設計階段對系統功能實現內容進行核實;關注設計及工藝變更,檢查其是否履行必要的程序;參加重要零部件的首檢;旁站監督列車及關鍵零部件的例行試驗;監督車輛與其他系統的接口及安裝預留條件;全過程參加首列車的靜、動態試驗及上線試運行;檢查、監督車輛技術檔案的建立,并保證其完整性等工作。實施設備監理,是保證車輛、機電(設備)系統的質量,提高安全性、可靠性和穩定性的重要手段。
推進城市軌道交通建設中車輛、機電(設備)系統監理需立法支持
由于城市軌道交通產業的迅速發展和投資規模不斷加大,設備監理獲得大力發展的機遇。經過幾年的不斷實踐,摸索出不少設備監理的經驗。但就設備監理的要求來看,還有一部分問題亟待解決,主要表現在:設備監理隊伍水平參差不齊;沒有規范的收費標準;監理的內容和標準不規范,特別是采取公開招標方式選擇監理隊伍時,往往監理水平較低的投標單位,采用極低的價格投標,造成業主選擇合適的監理單位的困難。
鑒于目前城市軌道交通建設需要和設備監理的必要性,城市軌道交通工程的車輛、機電(設備)系統監理亟需通過法律法規的方式予以規范,實現設備監理隊伍的市場準入資格制度、設備監理收費標準制和設備監理規范化。規范設備監理市場,使設備監理工作不應當僅是業主的自我管理方式,而應成為城市軌道交通建設的必要程序。要積極培養從事城市軌道交通設備監理的隊伍,總結國內外設備監理的經驗,形成完整的監理制度。否則,設備監理市場混亂,失去設備監理發展的機遇,甚至會嚴重影響城市軌道交通工程的質量。