轨道交通运行控制系统（精选十篇）
轨道交通运行控制系统 篇1
城市轨道交通系统是一个包含各种土建工程和车辆等各种机电设备系统, 集车、机、工、电、检、运、营等多学科、多专业于一体的系统工程。从系统安全工程的角度出发, 轨道交通安全工作应当贯穿于从工程的前期决策、设计、施工到运行管理等整个过程中。而这些工作中的重中之重便是运行和管理工作。造成事故的原因大致可以分为两大类:物的不安全状态和人的不安全行为。城市轨道交通系统中, 土建工程和设备系统的设计施工的可靠性和安全性达不到要求, 信号设备的年久失修或交通设备的维护不善, 这些原因都会导致事故的发生, 我们统称为物的因素。相较于物的不安全状态, 人的操作失误往往对事故的发生起决定性的作用, 应加强管理措施。
由事故连锁理论可以看出, 人类的遗传和周围生活的环境可能会导致人的缺点的形成, 对于城市轨道交通而言, 管理的松散或者其本身的性格决定了城市轨道交通设备的管理者责任心不强, 这样他们对于设备的检修及维护措施就不到位。设备就会出现安全隐患, 长此以往, 必会引发事故。如果他们的业务能力不够突出, 对于设备的操作不够熟练或者不按照操作规程办事, 就将导致事故的发生。随之而来的是人员的伤亡, 财产的损失。2011年7月23日, 甬温线动车组事件便是一起特别重大的轨道交通事故, 事故的原因正是管理松懈, 设备有缺陷。由此可见, 只有前面的“骨牌”不倒下, 才能降低事故发生的概率, 所以必须加强管理和技术措施, 营造出良好的城市轨道交通运行环境。
二、从管理角度预防城市轨道交通安全事故
我国目前的安全监管机制还不够健全, 缺乏全国系统性的轨道交通运营规范, 并且轨道交通技术标准体系尚未形成。而且项目开工前, 没有经过统筹的安排与设计, 导致施工混乱无序、盲目赶工期和运营难度加大, 这样就会导致事故的发生, 造成严重的后果。因此我们必须加强对城市轨道交通系统的管理, 落实安全生产责任和安全管理的长效机制。
(一) 加强安全管理, 健全安全生产责任制。
《安全生产法》颁布实施后, 各地以落实安全生产责任制为重点, 建立健全安全生产责任制度。各运营单位实行安全责任追究制度, 企业领导和员工的收入直接与安全生产指标挂钩, 真正把安全生产管理纳入法制化、制度化、标准化的范畴之内。
(二) 解决安全管理的长效机制。
进一步加强和完善法律法规体系, 来统筹全国城市轨道交通行业的管理, 规范其建设和运行。进一步完善其运营安全管理法制建设, 使城市轨道交通建设和运营走上依法管理的更高的层次。完善安全评价也是当务之急, 通过安全评价查找分析和预测出城市轨道交通系统存在的风险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度, 提出合理可行的安全对策和措施, 指导危险源控制和事故预防, 以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。
三、从技术角度预防城市轨道交通安全事故
大部分的城市轨道交通事故往往是因为设备自身的缺陷造成的, 这就要求我们从技术的角度来改善轨道交通设备, 提高其可靠性, 让其能够更合理及安全的运行。目前我国已建成和准备实施运行的城市轨道交通模式有:大运量地铁、中运量轻轨、跨座式单轨、城际快速铁路、磁悬浮、直线电机系统, 由此可见, 新的安全技术的研发势在必行。
(一) 完善安全防范应急处置机制。
“预防为主”是城市轨道交通安全运营的首要原则。必须进一步建立和完善安全防范应急处置机制, 高度重视应急预案的制定。迅速的反应和正确的措施是处理紧急事故和灾难的关键。只有事先制定多套突发事件应急预案, 增强突发性事件的应急处理能力, 才能将突发事件的原生灾难和次生灾难所造成的人员伤亡和财产损失降到最低限度。
(二) 构建更高效的线网智能安全防范管理平台。
城市轨道交通客流大, 环境复杂, 仅依靠人力很难对各种突发情况做出准确和及时的反应。通过智能视频分析技术对视频画面进行高速检测和分析, 从而完成人流量统计、拥挤检测、人脸识别等功能, 可大大减少人员的工作量, 同时提高系统的准确性和及时性, 所以智能化技术将成为城市轨道交通安全防范技术发展的主要趋势。城市轨道交通的安全防范系统规模越来越大, 传统的方式已无法满足安全防范应用向深层次发展的需求, 只有将各种安全防范数据通过网络汇聚、处理和传输, 才能够深度挖掘安全防范系统的功能。
(三) 建立一体化的应急联动体系。
虽然城市轨道交通的安全性和可靠性远远高于其他交通方式, 但是其抗风险能力比较脆弱, 任何一条线路、一个车站发生紧急状态危及安全的突发事件 (包括行车设备设置故障、火灾.危险品化学品事故、列车追尾、碰撞甚至颠覆事故, 不可抗力的自然灾害和地质灾害, 人为制造的恐怖袭击或爆炸事件, 等等) , 都将直接影响正常乘客运输服务和乘客出行计划, 甚至直接影响乘客的生命安全或城市民生, 其后果往往是灾难性的。即使是遇到一些非敌对性质事件, 也极有可能因乘客恐慌造成相互踩踏等次生灾难。因此, 建立智能化的监测预警应急系统及乘客紧急疏导指引系统、广播视频信息发布系统和救援联动系统, 引导乘客有序疏散, 预防因恐慌造成更大的农生灾难, 是非常必要的。同时, 还必须建立和完善城市轨道交通应急联动系统, 实现城市一体化应急联动功能, 及时为乘客提供安全救援和帮助, 进一步降低或消除紧急状态对城市民生的影响。
四、结语
城市轨道交通运行评价指标体系 篇2
城市轨道交通运行评价指标体系
随着我国城市轨道交通的大规模建设,迫切需要开展基础理论及关键技术的研究并制定相应的建设、设计标准.必然要从运行评价指标体系入手,在保证车辆的.运行安全性、平稳性和旅客的舒适性前提下,制定合理的线路设计参数,选择合理的车辆类型和轨道结构类型,从而降低工程造价,加快建设速度.笔者综述了城市轨道交通的运行评价体系,并给出了其参考取值,为城市轨道交通的建设提供了技术支持.
作 者：万传风 魏庆朝 WAN Chuan-feng WEI Qing-chao 作者单位：北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044刊 名：中国安全科学学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINA SAFETY SCIENCE JOURNAL年，卷(期)：200616(5)分类号：X913.4关键词：城市轨道交通 评价指标体系 安全性 平稳性 舒适性
城市轨道交通运行交路问题探究 篇3
摘要：随着社会经济的不断的推动，人们的交通运行也是不断的完善当中；城市轨道交通不仅给人们的出行带来方便的同时，结合实际的情况，自身还有很多不完善的地方，需要相关的专家不断的完善；对此，本文就城市轨道交通运行交路的问题，结合传统的现状，和未来发展的趋势，提出相关的见解和分析，希望对于城市軌道的交通运行交路的问题有一定的推动的意义。
关键词：城市轨道；交通运行；交路问题
前言
随着交通市场的不断的发展，城市轨道交通在近年来不断的扩大和发展，让人们的出行变的更加的便利；涵盖的铁路、地下轨道、轻轨轨道等方面的轨道交路，不仅在速度、可靠性、客流量等方面都有了很大的提升，但是也存在很多的问题，像城市拥堵问题等不到改善等问题，需要有关的部门进行制定一定的计划，再实施的过程中不断的完善和修改；为尝试轨道日后的发展，起到促进的作用。
一、城市轨道交通运行交路问题探究意义
随着城市规模的不断的扩大，人们的经济水平不断的提升；很多的私家车量不但的增加，但是有关的部门对于城市道路的扩展有限，使得道路拥挤严重；对于人们的安全出行和出行的时间有一定的阻碍的作用，并且越来越多的道路拥挤的问题，以及交通事故的产生，使得市民对于顺利的出行及其的渴望，和对于国家管理力度的不满；对此，在经济的推动下，和国家及政府对于问题的严重性做出了调整；随着轻轨交通的成功的建设，使得人们对于出行，有了安全、便利、节俭的出行的选择。
为了积极的响应国家可持续发展的方针，而交通运行是人们每天都会碰到的情况，为了减轻国民的安全出行的问题，在国外先进国家城市轨道交通运行交路的对比及压力下，国家对于当前的现状，也有了一定的改善；并提倡提升国家城市轨道交路技术；积极的推动以轨道为主要交通的方法，并且与机动车道路很少有交错的情况；使得道路更加的宽阔，不仅减少了出行的时间，对于环境污染的改问题，也得到了很好的改善。
二、城市轨道交通运行交路问题的探究
要想对于城市轨道交通运行交路的问题进行一定的探究，就要对于轨道运行交路的概念特征、交路种类及存在的问题等方面进行一定的探究；并结合数据，制定完善的交路设计的方案；保证城市轨道交通的客流量和服务的问题。
1、交路的概念；轨道运行交路的概念指的是轨道设施运行的区间，不仅是城市交通进步的标志，也是对于轨道运行技术的一种肯定；需要结合客流量、经济经营、轨道设施的性能等方面因素，制定一定的列车折返的次数、运行的区间段、行驶的位置等一系列的计划的制定；客流量的确定往往是将全天各个时间段、上行或下行各个断面的分布情况，通过系统聚类法进行一定的分析并算出平均值。
2、交路的特征；交路需要合理的设置，保证列车行驶的速率、安全性、组织性、性等方面的特征；保证其乘客的安全、高峰期、全天的客流量以及列车轨道出先的问题及时的处理等方面问题；最重要的是保证服务质量的问题；对于折返的列车，必须提前做好渡线等方面设备的合理摆放；更具情况使用合理的折返的方式；必须保证列车行驶的数量、折返的时间、乘客等车的时间等问题，尽量缩小间隔的时间；保证交通的水平，使得轨道交路发挥原有之上的价值。
3、交路存在的问题，目前很多的轨道交路都是在实践的过程中，找出问题，进行完善；也就是摸索性的前进；单一的运营的路线，在灵活性和效率上多已经满足不了日益增加的客流量的需求；对于使用中的轨道交路没有一定提前准备的思想工作，安全行驶与服务水平不够的因素导致很多事故的出现，对于事故的安抚、措施、疏导的力度不够；对于交路设置科学性设计的问题还需要及时的完善并实施，积极的建立起完善的设置、运行、经营的体系。
三、城市轨道运行交路制定的原则
必须以为人们服务原则为基准，加强细节问题，为了轨道交路的大局考虑，以及设置使用的经费的控制；积极的响应国家走可持续化发展的路线；制定一定的目标，提高城市轨道交路全程的长度，尽量减少换成问题；提高城市轨道交路的合理性和实用性；提高轨道交路的持续性和运输的能力等方面的问题；设置需要有一定的合理性，对于设置的数据和设计要进行全面的分析，如图所示：
例如，城市轨道交路共有N个车站，将N个站点均匀的分为三段，若第一段全天的客流量为Q1，中间段的全日客流量为Q2，最后一段的近似值为Q3，通过Q2- Q1以及Q2- Q3的数据情况得之，再设计有限的时间内，对于第一段、最后一段已经造成了经济的浪费，就要做出合理的交路的折返站点设置，保证均衡的成本运行。
四、总结
综上所述；城市轨道交通运行交路的问题，一直是有关的专家探究的问题；在不段的发展中，可以看出，交路的客流量、服务的质量、经营的理念、事故的处理还是有一定的纰漏；在完善的同时不仅需要专家技术的问题，也要向着多元化的形势发展，坚持引进来和走出去并存的策略；坚持改革单一的交路，加大建设的力度，逐渐的往网状的形式发展，使其之间的连接更加的灵活，并且保证整体的规模有序的开展。
参考文献：
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[2]李江涛；；建设城市轨道交通安全管理体系的建议[J]；中国高新技术企业；2011年18期
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的过程中，对于细骨料和钢纤维一定要做好精细化的搅拌过程，操作人员应当在搅拌机的下料口进行过滤筛的实时安装。在搅拌机的选择上也应当下功夫，主要选用一些双锥反转式或者强制式的机械。在搅拌过程中，如果钢纤维的渗量较大，混凝土可能存在着一定的坍落风险，此时应当减少搅拌机的利用效率，避免系统超负荷运作，最终影响到钢纤维混凝土的质量。
4.3钢纤维混凝土的浇筑、振捣作业
在进行钢纤维混凝土浇筑工程作业时，施工人员应当注意，混凝土浇筑的接触面不能过于显眼。在进行填充作业时，应当对混凝土所填充的量进行控制，一般来说，填充量的厚度在15～20cm之间为宜。此外，在浇筑过程中，混凝土的搅拌过程也不能停歇，通过不停地搅拌，当中使用多种搅拌方式，例如穿插型搅拌方式，能够让钢纤维集中在搅拌棒的周围，并且产生集束式的反应。在搅拌过程中，要确保钢纤维的形态是二维分布，而这种分布是通过平板搅拌器的搅拌作用所实现的。搅拌作业完成后，通过对混凝土的外表进行抚压，防止有突出来的钢纤维暴露在外，以伤害到人。对于钢纤维混凝土自身所具有的纤维的分布比较分散的特征，在进行路面料理作业时应当采用真空处理的方法进行打磨和抚压。
钢纤维混凝土的养护工作要求比较严格，因为再好的材料也不是不朽的，需要人们共同的保护才可以持续使用，首先在刚刚施工完成前期需要根据传统混凝土的保养方案进行保护，然后为了保证施工路段可以在很长一段时间内都保持必要的安全性，在养护工作完成之前不能有任何的重物碾压，要通过覆盖塑薄膜的方法进行养护和保护。
参考文献：
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城市轨道交通列车运行图鲁棒性分析 篇4
列车运行图表示列车在铁路各区间运行时刻及在各车站停车和通过时刻的时空图,是铁路运输工作的综合计划和行车组织的基础,是协调铁路各部门和单位按一定程序进行活动的工具。在实际运营过程中,绘制实际运行图,成为完善列车运行图的依据。
本文将鲁棒性的概念应用于列车运行图当中,来衡量综合体现轨道交通运营方案的可靠性、服务质量及抗灾应变能力。列车运行图的鲁棒性定义为:轨道交通系统在发生设备故障或意外事故时,能够保持列车运行图既定计划或恢复其既定计划的能力。
2 列车运行图鲁棒性的作用机理
列车运行图作为轨道交通运营过程中的纲领,在其实际执行过程中,存在着许多反馈回路,其鲁棒性主要体现在这些反馈过程当中,如图1所示。
具体来说,列车运行图的执行包括两个相互关联的阶段。
1)运营阶段。列车运行图提供以减少客运车辆和人员调度之间的等候时间为目标的,面向乘客的最佳运行计划。
2)基础设施管理阶段。列车运行图提供同时满足系统稳定性,列车运营和交通限制的基础设施维修管理计划。
列车运行图鲁棒性主要考虑上述两个阶段的因素,如遭遇突发客流时,增发列车后的列车运行图的恢复,或者是设备故障时能够保证列车运行图的正常运转等。在发生设备故障或意外事故时,列车运行图的鲁棒性主要体现在以下两种情形。
1)设备故障或意外事故造成小扰动时。这种小扰动在短时间内形成列车晚点、列车延误等情况,从而造成实际运行图与列车运行图偏离。这种偏离最长持续1～5 min,通过列车运行图鲁棒性的可能措施将计划恢复到初始计划,如图1中主动反应部分。因此,直到恢复最初计划所需的时间间隔,或受到影响的列车数量,或这些列车的平均延误,将作为列车运行图鲁棒性的衡量指标。
2)当设备故障或意外事故超出列车运行图鲁棒性的承受范围时。在轨道交通运营过程当中,出现诸如突发客流、信号故障、列车追尾等较大事件时,需要调度工作人员采取通常的应急措施,甚至是临时调整列车运行方案,如图1中的被动反应部分,来保证整个轨道交通系统的运营,同时尽快恢复正常的列车运行图,以减少事故的不利影响。
列车运行图鲁棒性有关的参数有运输能力、 系统最优性、不均匀性和速度。运输能力主要指轨道交通系统每小时能够运送乘客的能力;而不均匀性主要针对列车运行特征而言,如果所有列车都有相似的特征,那么轨道交通可以认为是均匀的,尤其是根据运行时间和停车时间得到列车在相同轨道区间有相同的平均速度。
列车运行图的鲁棒性和这4种参数相互关联、相互作用,如图2所示,如果要增大其中一个参数,必须相应地减小其它参数。例如,减小鲁棒性和运输能力的同时,会增加列车速度和不均匀性,减小鲁棒性和不均匀性意味着会增加系统最优性,等等。
3列车运行图鲁棒性参数描述
图3为列车运行图的一部分,纵轴的节点代表轨道交通车站,横轴代表时间。
图3中,列车为从左上行至右下,图3的中间部分显示了列车从车站Si到达位置Si+1。右侧显示了列车的实际路程,列车在车站Si停车,离开车站后,加速达到旅行速度,最终制动停止在下一站Si+1。为简单起见,列车运行图中画一条直线代表这个过程,于是,列车运行图鲁棒性可以用下列参数进行度量描述。
1)事件。事件是指列车在车站停车所需要的时间。这个时间包括减速制动时间和加速达到旅行速度的时间,如图3(右)所示,事件是制动时间、停车时间和加速时间之和。这个时间统称为原发性延迟。如果这个事件扩散至其他列车,这些列车所浪费的时间称为二次延误。
2)事件点。事件点是在轨道上发生事件的点。在某些情况下,这些点可能是与研究鲁棒性相关的,对于其他情况是不相关的。在图3中,这些点相对应的是Sk的位置。
3)间隔时间。间隔时间是两列车的发车时刻之差。间隔时间可分成最小间隔时间和缓冲时间两个不同的参数。最小间隔时间是相邻两辆列车之间保证安全运行的最小时间。缓冲时间包括在每一对列车的运行时间中,这个时间是添加到最小间隔时间中以消除小的事故。
4)列车数量。列车数量是高负载的列车运行图中,某一列车的延误会传递到其余的列车上。列车运行图的运输能力和鲁棒性是相对立的,较低的运输能力意味着更高的鲁棒性。
4增强列车运行图鲁棒性的方法
4.1增加缓冲时间
在小扰动事件发生时的列车运行图鲁棒性,可以通过优化列车运行图缓冲时间来提高。增加每一列车在其行程中的每一轨道区间和缓冲时间的时间补充,来增加最小车头时距。假设某轨道交通线路各区间的列车运行时间如表1所示。
在各区间计划运行时间中引入缓冲时间,提高列车运行图的鲁棒性。由表1可以看出,每个区间所引入的缓冲时间根据站间距的不同而不同,一般来说,站间距较小,引入的缓冲时间较大,反之,引入的缓冲时间较小。由于站间距较小时,列车因加速度的限制而平均速度较小,实际运行中经受的干扰较大。而所引入的缓冲时间的大小,除受站间距的影响之外,还跟线路的坡度、曲线半径等线形参数有关,需要因地制宜。
4.2 降低一个给定的交通模式能力
列车运行图的鲁棒性通过降低某一交通基础设施容量获得,在双轨道情况下特别适用。降低某一交通基础设施容量也是管理者通常应用的方法,UIC国际铁路联盟也使用UIC406 (2004),UIC405-OR (1996)建议的这种方法。降低一个给定的交通模式的理论容量,与之前所提到的应用于增加缓冲时间以最小化间隔时间相关。
显然,容量越大,由于事故所导致的二次延误风险也越大。因此,在没有实际运输能力限制的情况下,在运输能力未达到理论运输能力时使用基础设施。因此,在系统运输能力损失的情况下,可增加列车运行图的鲁棒性。
4.3 减少不均匀性
随着城市轨道交通的发展,地铁、轻轨、市郊铁路以及城际铁路都将会纳入城市交通一体化运营的范围内,其运营速度、运营交路、停站方案等运营特征的不同,使轨道交通呈现不均匀性,致使列车运行图变得比较复杂。不均匀性通常导致许多列车间隔时间较小,增加运行中延误传递,以至于列车运行图鲁棒性降低。不均匀性是由列车运行图产生的,它对轨道交通运营的准时性和系统的可靠性有负面影响。因此,均匀性列车会增加鲁棒性,不均匀性列车降低鲁棒性。
4.4 减少平均速度
在轨道交通系统中,当列车平均速度增加,两辆连续的车辆之间的间隔时间也相应增加,由于在实际过程中,需要更多的时间反应和适应系统。例如,当两辆车在拥挤的道路上以5 km/h的速度行驶,他们之间的间隔距离可减小至几米,此时,系统是鲁棒性的,因为在实际中,第一辆车的一个小干扰事件可以被系统吸收消除。
因此,在系统运输能力和鲁棒性之间有明确的权衡,为已知的鲁棒性价值。所有参数的鲁棒性,容量,最优性以及异质性都直接相关。正如我们已经指出的,鲁棒性可以通过减小容量、最优性和不均匀性来增加。
5 结束语
通过对轨道交通列车运行图鲁棒性的界定,在对鲁棒性的作用机理、鲁棒性参数描述等进行分析的基础上,得出了要增强列车运行图的鲁棒性,就必然要减少轨道交通系统的运输能力和列车运营速度的结论,提出了增强列车运行图鲁棒性的方法,对轨道交通运营中列车运行图的铺画和修改提供了方法和依据。
摘要：由于运营过程中的可靠性和安全性,使得城市轨道交通越来越成为城市交通的主力,其取得的社会效益远大于经济效益。鲁棒性通常用来衡量某系统对于内部参数和外部环境的包容程度。列车运行图是轨道交通运营的核心,在分析列车运行图鲁棒性作用机理的基础上,提出增强列车运行图抗干扰能力的方法。
关键词：列车运行图,鲁棒性,城市轨道交通
参考文献
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城市轨道交通控制技术[推荐] 篇5
一、名词解释
1、车站站务管理：是车站秩序管理、票务管理和安全管理，保证乘客上、下车和列车的到发安全和正点，避免站内发生意外事故。
2、SCADA系统：利用通信通道上的编码信号控制RTU设备的系统；又将数据采集功能和通过通信通道获得RTU设备状态的显示或记录信息功能结合在一起的监管系统。
3、BAS系统：环境和设备监控系统，即对地铁建筑物内的环境与空气调节、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯与电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统。
4、大系统：公共区通风空调系统设备的总称。
5、IBP盘：在监控系统失去作用或通信发生故障时，IBP盘作为 紧急工况下的后备模式控制人机接口设备。
6、FAS(火灾报警系统）：是用来探测包括地铁车站、区间隧道、车辆段等与地铁运营有关建筑和设施的火灾信息，并发出火灾报警启动有关防火、灭火装置，目的保证地铁正常有序的运营，避免或降低灾害情况下造成的人员和财产损失。
7、ATP：是保证列车运行的重要安全设备，自动控制列车运行间隔和超速防护。
8、ATS:根据列车时刻表，自动监控列车运行，并实现列车运行自动调整。
9、安全系统：控制系统的危险的失效率超过每小时百分之一的系统。
10、移动闭塞列车间隔：为后行列车在当前速度下所需要的制动距离加上保护距离。
二、简答
1、城市轨道交通控制系统的应用特点？
城市轨道交通控制系统是一个地理上分散的SCADA系统;是一个多专业关联的大型监控系统;以满足运营要求为根本目标；正走向以人为本；要全面实现国产化。
2、FAS的工作原理：在地铁建筑物和设施发生火灾后，由火灾触感器感知，传递信息到控制装置，控制装置启动相关警铃，同时启动防排烟及灭火系统等设备，并驱动控制防火卷帘门、门禁、广播、闭路监控等其他专业系统设备，启动各种消防设备，指挥人员疏散，防止火灾蔓延。
3、ATS系统功能：a、自动排列进路b、自动列车调整c、时刻表管理d、列车识别号跟踪传递和显示e、监督及报警f、系统数据管理g、统计和报告
城市轨道交通列车自动控制系统简介 篇6
【关键词】城市轨道交通;列车控制系统;超速防系统;地铁
一、前言
随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。
二、列车自动控制系统的组成
列车自动控制（ATC）系统由列车自动防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）和列车自动监控系统（ATS）三个子系统组成。
（一）列车自动防护（ATP-Automatic Train Protection）系统
列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。
（二）列车自动驾驶系统（AT0–Automatic Train Operation）
列车自动驾驶子系统（ATO）与ATP系统相互配合，负责车站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成;通过轨道电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。
（三）自动监控（ATS-Automatic Train Super
-vision）系统
列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC（控制中心）内的设备实现。
三、列车自动控制系统原理
（一）列车自动防护（ATP）
ATP是整个ATC系统的基础。列车自动防护系统（ATP）亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。
ATP通过轨道电路或者无线GPS系统检测列车实际运行位置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越过禁止信号机等功能。
按工作原理不同，ATP子系统可分为“车上实时计算允许速度”及“地面集中计算后直接向列车传送速度信息”两大类。前者的工作原理是：通过车—地通信，不断将地面信息、线路参数信息、前方目标点的距离和允许速度信息等等传至车上，由车载计算机实时计算得出即时的运行速度，依此对列车速度实现速度监控。
在ATP基础上建立的ATC，其功能还包括对列车的起动、加速、惰行的监控。它是按规定程序结合有关地面信息来实施操作的，可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了不必要的、过于剧烈的加速和减速，因此明显提高了旅客的舒适度，提高了列车的准点率，以及减少了轮轨磨耗。若与列车的再生制动配合，可以最大限度地节省电能。
ATP系统由地面ATP设备和车载ATP设备构成，地面设备主要包括轨道电路机构，联锁控制机柜，站联通信机柜，轨道电路，色灯信号机，道岔转辙机等设备组成。车载ATP设备主要由车载ATP CPU板，供电板，输入输入继电器板，列车状态采集电路板，司机状态显示单元，速度传感器等构成。
（二）列车自动驾驶（ATO）
列车自动驾驶系统的最基本功能包括：列车车站发车、列车区间运行、跳停、站内精确停车、列车自动折返、扣车等。
列车自动驾驶系统根据ATP系统提供的控制信息，如前方信号机状态，前方道岔状态，当前线路允许运行的最高速度等信息，实时计算列车达到目标速度值所需要的牵引力和制动力的大小，通过列车接口电路，完成对列车的加速与减速作业。
列车自动驾驶系统是闭环自动控制系统，即列车一方面检测本列车的实际行车速度，另一方面连续接收地面给予的最大允许车速，并依据其他与行车有关的因素如机车牵引特性、区间坡道、弯道等，求得最佳的行车速度，控制列车加速或减速，及紧急制动。
在列车自动驾驶系统中，司机起监督作用。ATO辅助ATP工作，ATP系统的完好是ATO工作的基础，ATO接受来自ATP的信息，其中有ATP速度指令、列车实际速度和列车走行距离。此外还从ATS子系统接受到列车运行等级等信息。根据以上信息，ATO通过牵引/制动线控制列车，使其维持在一个参考速度上运行;并在車站站台准确停车。
ATO系统由车载设备和车地通信系统构成，车载设备包括ATO CPU板，车地通信板，信息采集电路板，牵引/制动驱动板构成。车地通信系统包括轨旁车地通信换线，车地通信控制机柜等构成。其中车载ATO设备是列车驾驶系统中核心设备，它由硬件和软件两部分组成。
（三）列车自动监控系统（ATS）
列车自动监控系统主要是通过计算机来组织和控制行车的一套完整的行车指挥系统。ATS将现场的行车信息及时传输到行车指挥中心，中心将行车信息综合后，适时无误的向现场下达行车指令，以保证准确、快速、安全、可靠。
ATS在ATP和ATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对全线列车的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、停车场、试车线除外）列车进路，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由位于控制中心内的设备实现。
ATS功能：自动进行列车运行图管理，及时调整运行计划，监控列车进路，自动显示列车运行和设备状态，完成电气集中联锁和自动闭塞的要求。
ATS系统不断地对计划时刻表与实际时刻表进行比较，通过调整停站时问自动调整列车按计划时刻表运行，在此基础上自动产生列车的出发时间。在装备有ATO的线路上能通过对列车运行等级的设置实现对列车运行的自动调整。调度员也可通过人工命令调整列车停站时间来调整列车运行。
ATS系统能及时记录被监测对象的状态，有预警、诊断和故障定位能力;监测列车是否处于ATP保护状态;监测信号设备和其他设备结合部的有关状态;具有在线监测与报警能力;监测过程应不影响被监测设备的正常工作。在相应工作站上，报告所有故障报警的状况并予以视觉提示，直到恢复正常状态为止。重要的故障以音响报警提示，直到确认报警状况为止。
四、结语
随着计算机技术、微电子技术的发展，是列车控制系统完成了一场革命，依赖列车控制系统的进步，地铁列车的最小行车间隔已经缩至100s以下。采用先进的列车控制系统，将大大提高行车的安全性，使得因人为的疏忽、设备的故障而产生的事故率降至最低。
参考文献
[1]吴汶麒.城市轨道交通信号与通信系统[M].中国铁道出版社，1998.
[2]毛俊杰.高速铁路列车速度自动控制系统[M].中国铁道出版社，1994.
轨道交通运行控制系统 篇7
1 周期运行图编制特点
周期运行图是基于列车周期化运行的列车运行图铺画形式,指在基本运行图的各个铺画单位中,列车运行线铺画都具有相同模式,具有相同的开行数量,同类列车在同一车站都有相同的到发(或通过)和停站时间,具有以下特点:
1)由于周期运行图在各个铺画单元中,可根据线路能力和车站能力进行满表铺画,其高密度的发车频率能够满足城市轨道交通高峰时段大客流集中到发的需求。在客流平峰和低谷时段,可根据客流需要在满表铺画的运行图中抽线形成。周期运行图能够适应地铁客流波动较大的特点,为运营创造极大的灵活性,同时也简化运行图编制过程。
2)列车规律化运行也有利于城市轨道交通与其他公共交通方式的换乘衔接,大大方便旅客出行。
3)在列车运行调整方面,由于基本图为满表铺画,晚点列车可较容易找到备用运行线,能够较好地解决晚点列车运行调整问题。
4)周期运行图中列车的规律化运行有利于城市轨道交通中各车站旅客运输的组织,车站相关客运设备利用在时间分布上也显得均衡。
2 客流预测结果对行车组织的影响
2.1客流在时间上分布的不均衡性
1)全日客流量。 全日客流量作为评价客运效益的直观数据,是确定周期运行图全日发车对数、满载率和运营成本的基本依据。根据线路远期单方向高峰小时最大断面客流量进行车辆选型。
2)早晚高峰小时客流量。由于周期运行图铺画单元采用的是满表铺画的形式,应结合早晚高峰小时客流量确定周期运行图铺画单元中列车对数及列车编组。
3)一日内分时段客流分布。一般城市轨道线路的运营时间为T5:00～23:00,可通过制作全日时段客流分布曲线图,分析各时段客流分布。线路早高峰一般集中在T7:00～8:00,晚高峰一般集中在T17:00～18:00,大多为通勤客流,由于客流时间分布上的不均衡性,可通过调整不同时段周期运行图铺画单元中抽线数量及列车编组满足不同时段客流需求,做到能力不浪费,减少运营开支。
4)一周内分日客流分布。根据客流调查数据分析,周一到周五为工作日、通勤通学客流较多,客流呈现明显的双峰型;周六和周日为休息日,可根据旅客出行特点采用从基本图上某些时段抽线、停开某些车次,而在某些时段满负荷行车的分号运行图。
2.2客流在空间分布上的不均衡性
1)线路断面客流量及组团OD。根据线路高峰小时断面客流分布图、组团内部客流交互量、组团间客流交互量来确定列车行车交路及折返站位置。由于周期运行图铺画单元时段一般仅为1～2 h,更能直观表现出不同行车交路对列车运行图铺画的影响。由于每个铺画单元行车交路形式及在折返段的折返时间相对固定,折返段技术作业组织更加规律。
2)分方向客流量。一般线路都有上下行两个方向。对于市区线路,单位时段内上下行的运量较为接近,而通向郊区或工业区的线路在单位时段内上下行的运量可能差异较大。可考虑上下行线路安排不同运力来解决。
3 实 例
以福州市轨道交通1号线为例,根据初期(2017 年) 的客流预测数据, 拟定基于周期运行图的轨道交通行车组织计划,见表1。
根据线路客流分布特点,便于均衡有序地组织运营,适应客流的变化,推荐机车交路方案为以下3点。
3.1 福州轨道交通1号线周期运行图铺画单元
由于周期运行图铺画单元采用的是满表铺画的形式,其满表铺画的列车对数应满足该线路全日高断面客流早晚高峰小时客流需求,结合机车交路方案,在此建议选取五四北路站至福州南站作为周期运行图单元的铺画区间,铺画单元为1 h。象峰至五四北路站和福州南站至东部新城站两个区间的运行线可根据实际客流量选取铺画单元中若干运行线向两端延伸形成,见图1。
3.2基于周期运行图铺画模式的列车运行图通过能力计算
1)双线平行运行图区间通过能力计算方法
式中:t固为进行线路养护维修、技术改造施工、电路牵引区段接触网检修等作业,须预留的固定占用区间时间,以及必要的列车慢行和其他附加时分。I为列车发车间隔。
对于城市轨道交通线路来说,其区间运行时分均精确到秒,因此,可将上式区间通过能力计算方法修改为
2)铺画单元为1 h的周期运行图,其铺画单元内的区间通过能力为
福州市轨道交通1号线运营时间为T5:00～23:00,运营时间为18 h。由于维修天窗的存在,将对维修天窗前后三角区的运行图铺画造成影响。福州市轨道交通1号线采用大小交路套跑形式,因此,在考虑三角区能力损失时,仅考虑五四北路站至福州南站区间能力损失,即周期运行图铺画单元三角区能力损失。
根据福州市轨道交通1号线区间运行及停站时间表数据,对该线路周期运行图铺画单元中受维修天窗影响部分进行铺画,计算可得五四北路站至福州南站区间上行方向(象峰站～东部新城站)总运行时间为1 389 s,下行方向(东部新城站～象峰站)总运行时间1 396 s,铺画结果如图2所示。
由图2可知,由于线路维修天窗对运行图铺画带来的影响,上行方向(象峰站～东部新城站)能力损失为
下行方向 (东部新城站～象峰站) 能力损失为
因此,该线路基于周期运行图的区间通过能力为
该线路可开行的最大列车对数为
3.3福州市轨道交通1号线初期全日高断面客流早高峰小时列车发车时间间隔
由于远期高峰最大断面客流预测值3.52万人,按“城市轨道交通工程项目建设标准”属于大运量线路(3～5万人),本线选用B型车。地铁系统编组通常由4～8辆组成,根据车厢内平方米站立人数不同,不同编组列车载客量如表2所示。
预测近期高峰最大断面客流为1.41万人/h,根据其他城市的地铁运营实践经验,本线应留10%～ 20%运能余量,即实际运量应达到15 510～16 920万人次,不同编组方案全日高断面客流早晚高峰小时应开行列车对数(即周期运行图铺画单元列车对数)如表3所示。
根据其他城市地铁运营经验,北京市、上海市等城市的早高峰小时发车间隔一般为2 min,考虑到福州市轨道交通1号线近期高峰最大断面客流量较小,发车对数少,为保证高峰小时列车发车频率,减少旅客高峰小时等待时间,建议采用4辆编组方案。由于该线为福州市第一条轨道交通线路,初期的主要任务为吸引客流,树立良好的地铁形象,增加旅客乘坐地铁的舒适度,建议采用每平方米站立 5人方案,同时也可较好应对客流波动。因此,建议福州市轨道交通1号线运营初期高峰小时列车(即周期运行图铺画单元)开行对数为19对,平均发车间隔为190 s。
参考文献
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[2]杨浩.何世伟.铁路运输组织学[M].北京:中国铁道出版社.2001.
[3]陈慧,杨浩.客运专线客流密集区段周期运行图编制研究[J].铁道运输与经济,2007(3):23-25.
[4]汪波,韩宝明,牛丰,等.城市轨道交通网络运力优化配置研究[J].铁道学报,2011,33(12):23-25.
轨道交通运行控制系统 篇8
轨道交通企业设备在运营过程中直接关系行车安全和人身安全, 规章制度明文规定不允许动用正在使用中的设备。因此, 生产一线无法满足轨道交通类设备维护专业学生实训的需要。轨道交通类高职院校大多建设了以满足各专业教学需要为主的实训室, 但轨道交通采用高度集成的技术装备, 岗位的复合程度很高, 现以单一工种训练为主的实训室难以满足综合技能实践教学的需要。因此, 必须通过技术集成, 构建综合实训平台, 提高实训教学水平。为此, 建设校内轨道交通综合实训基地显得尤为重要。南京铁道职业技术学院 (以下简称南铁院) 通过“政企校”合作建设校内轨道交通综合实训基地, 为高端技能型人才培养创造了良好的训练环境。
校企合作创新轨道交通综合实训基地建设思路
(一) 充分体现“先进性、实用性、综合性、开放性”
由于轨道交通实训基地建设资金投入较多, 必须明确定位实训基地的建设目标、建设方式及建设规模, 做到科学合理规划。本着建成集教学、生产、培训、职业技能鉴定、科研与技术服务于一体的开放性实训基地的原则, 构建真实或仿真的职业环境。通过对国内外轨道交通企业、院校轨道交通实训基地的调研, 根据轨道交通专业人才培养方案中实训项目教学的需要, 制定轨道交通综合实训基地的建设方案。在实训设备选型时, 要采用当前的主流设备, 并尽可能做到实训设备和技术可升级。建立严格的设备采购论证机制, 邀请行业企业专家进行充分讨论, 根据专家的意见完善建设方案, 并由专业的设计院所进行建设方案的系统设计。
轨道交通综合实训基地应包括高速铁路、地铁设备。高速铁路设备采用具有国际领先水平的CTCS-2级列车运行控制系统等新设备, 并预留升级为CTCS-3级列车运行控制系统接口。地铁设备采用基于无线通信的列车控制系统 (CBTC) 及行车指挥系统 (ATS) , 实现铁道交通运营管理、城市轨道交通运营管理、铁道通信信号、城市轨道交通控制、铁道工程、城市轨道交通工程技术、电气化铁道技术、城轨供电、电气自动化技术、AFC巡检、BAS巡检、FAS巡检、通信技术、铁道机车车辆、城市轨道交通车辆检修、高速动车组技术、城市轨道交通车辆驾驶等专业的综合实训项目, 使学生身临其境地体验岗位工作的全过程, 并能运用所学专业知识和技能解决实际问题。
(二) 创新“政企校”共建实训基地的体制机制
校企合作是高等职业教育改革发展的动力。高职院校要坚持开放办学、互利双赢的校企合作方式, 不断创新办学思路。南铁院与铁道部安监司、上海铁路局、南京地铁公司等相关部门合作, 充分发挥各自的优势, 建立了“政企校”多方合作建设投入机制。
轨道交通实训基地的建设与一般实训基地建设有很大不同。一是很多实训设备属于轨道交通运营专用设备, 市场无法正常购买;二是购买回来的设备不能直接使用, 需要进行软件开发及设计;三是系统高度集成, 必须通过联调联试才能投入使用。因此, 需组建一支由轨道交通设备生产厂家、研究所、铁路局、地铁公司、学校共同组成的建设团队, 满足实训基地建设和实训项目开发的需要。
企业具有大量的工程项目, 可形成各类工程案例库, 且有一批经验丰富的工程师队伍。应利用企业工程项目和工程师优势资源, 将企业工程案例引入实训基地实训教学中, 实现教学内容与岗位需求无缝对接。
学校具有适合教学、培训的现代化教学环境, 并配备了各类先进的实训设备, 拥有既有扎实理论知识, 又有丰富实践经验的师资队伍。应利用学校的设备及教师优势资源, 将企业员工培训引入实训基地, 建立企业培训师培训中心, 实现校企有机结合, 加强学校与企业的紧密联系。
(三) 营造轨道交通职业氛围
在综合实训基地建设中, 要加强校园文化与企业文化的融合, 要引入企业文化和企业管理标准, 对学生按企业标准员工要求进行考核, 积极营造和体现轨道交通职业氛围。
在轨道交通安全警示教育区, 收集国内外高速铁路、地铁交通事故案例, 分门别类地将事故原因、损失、责任人的处理及预防措施等内容, 以图片、动画、实物、视频影像等形式展示。在高速铁路、地铁安全规范及流程教育训练区, 展示高速铁路、地铁运营各关键工种的安全风险点。在事故救援区, 设置不同事故情况下的救援演练方案和一系列演练模块, 利用虚拟技术等对各种非正常突发事件应急处置的程序和方法进行模拟。
在高速铁路、地铁安全规范及流程教育训练区, 紧贴安全生产工作实际, 对现场作业的规范和流程进行模拟。针对不同岗位的核心技能要求, 仿真设置一系列应急处置项目。在“应急处置”、“事故救援”区, 通过虚拟技术、信息技术模拟各种场景。
通过安全警示标志标语、标准化作业程序来渲染企业氛围, 凸显企业文化。实现“教室与车间合一”、“教学与生产合一”、“教材与技术文件合一”、“教师与师傅合一”、“学生与员工合一”, 使学生能够做到“学中看”、“看中学”、“学中干”、“干中学”。
创新轨道交通综合实训基地运行管理机制
(一) 打造轨道交通教学中心, 建立高水平“双师型”专业教学团队
首先, 依托轨道交通综合实训基地, 鼓励校企双方人员相互聘任和兼职, 即企业的技术和业务主管不仅要承担专业实践课的教学, 还要全程参与专业人才培养方案的修订工作;学校专业教师则要在企业担任具体的技术或业务工作, 工作业绩由企业考核。其次, 合作开发一批具有职业特色、适合教学及培训的教学资源, 包括实训教材、课件、案例、实训手册、教学文档等。与轨道交通企业技术人员共同构建全真实训平台、虚拟仿真实训平台和远程实训平台, 开发实训项目, 共同组织实训教学, 共同评价实践教学质量, 提升学生的安全意识、责任意识和安全技术水平, 促进安全职业素质的养成, 增强学生对轨道交通现场岗位的胜任能力。
依托学校的“教师教学能力发展中心”和参加专业教研活动等来加强企业技术人员的教学能力培训, 提高兼职教师的教学能力;通过专任教师和兼职教师共同申报和开展课改和教研项目, 提升教学团队的教研能力。与合作企业共同选聘、共同管理兼职教师, 建立混编专业教学团队, 实现校企“互聘、互兼”双向交流的团队合作机制。
(二) 打造轨道交通研发、新技术展示中心, 提升产学研能力
以实训基地和专业混编教学团队为依托, 建立轨道交通应用技术研究所, 为轨道交通的科研单位及合作院校、企业在轨道交通高技术领域的科研开发提供试验平台, 为工程实验提供技术平台, 开展轨道交通应用项目研发、新技术应用测试、职业标准 (题库、教材等) 开发和生产流程优化等研发工作。
同时, 在实训基地建设轨道交通工程施工的示范线, 成为轨道交通新产品、新技术、新工艺、新设备、新材料的对外展示平台及推广应用基地。依托实训基地, 提高学院技术创新和技术服务能力, 满足行业企业的发展要求。
(三) 打造轨道交通培训与职业技能鉴定中心, 提升社会服务能力
借鉴发达国家职业教育先进经验, 南铁院与上海铁路局、地铁公司合作成立轨道交通培训学院, 填补国内高铁培训基地的空白, 提升企业员工培训质量和后备人才培养质量, 满足各路局技术培训、高速铁路新技术新设备技术培训、上海铁路局技师培训、铁道部技师培训以及未来海外客户培训项目的需求。以教学、科研、培训为纽带, 以企校双方优质资源为依托, 实行“融合管理、共享使用”的合作管理机制, 将轨道交通培训学院建成企校双方共同培训、共担就业、共铸文化、共谋发展的办学共同体。
轨道交通培训学院实行理事会领导下的院长负责制。理事会由上海铁路局、地铁公司、南铁院派员组成, 形成“1 (学校) +N (上海铁路局、地铁公司) ”的理事会结构。理事会负责轨道交通培训学院的目标定位、发展规划、人事安排、人才培养等重大事项决策。上海铁路局、地铁公司和南铁院主要领导担任理事长、副理事长, 双方分管领导担任院长、执行院长。
轨道交通培训学院下设办公室, 负责教学培训、设备维护、实训基地建设等方面工作的协调, 其成员由铁路局、地铁公司相关部门的负责人和南铁院教务、校企合作等部门及二级学院负责人担任。
由于高速铁路、地铁实训资源、师资缺乏, 通过共享机制的建立, 可实现与江苏省境内开设轨道交通专业的院校、江苏省地铁企业、上海铁路局的共享, 在开展人才培养的同时, 可为企业培训师资和员工、举办技术比赛、进行职工的职业技能鉴定等工作。
(四) 实施“教师主导、企业参与、学生主体”的实训基地维护体系
采用“实训教师为主导, 企业优秀工程师、高级技师参与实训基地管理, 由学生维护为主体”的设备维护体系。即按照高速铁路客运专线的维护模式, 由教师担任高速铁路客运专线维修基地的主任、工程师角色, 成立由学生组成的信号、通信、机车车辆、工程、供电、机电等工区, 学生按专业担任工区工长、员工等角色, 每年都要投入一定比例的运行维护经费, 确保实训基地的有效运转。
“教师主导”即综合实训基地教师定期对学生进行设备维护知识传授和操作技能的强化培训, 并与企业工程技术人员共同带领学生开展日常维护工作。
“企业参与”即上海铁路局有关站段、地铁公司定期派工程师、技师参与综合实训基地的维护工作, 并提供一些维护所需的备品、备件。
“学生主体”即学生自愿利用业余时间, 按专业组成团队, 模拟铁路、地铁现场工区进行运作, 在教师和企业工程技术人员指导下开展相应专业的日常维护工作。学生工作中穿工作服、戴安全帽等安全防护用品, 严格执行检修标准化作业程序, 养成良好的职业习惯。
(五) 探索实训基地共建、共管、共享机制
首先, 要建立组织机构。以多个功能相对完整的轨道交通专业群为单位, 建立由上海铁路局、南车集团浦镇车辆公司、南京地铁公司等轨道交通行业企业代表、各专业负责人、学生代表、学生家长等参与的轨道交通实训基地管理委员会。
在实训基地建设与运行管理过程中, 会遇到很多问题, 要建立及时有效的信息沟通渠道。如定期召开校企合作层面的协商会议, 建立系主任 (二级学院院长) 与铁路局、地铁公司的定期联席会议制度以及专业主任和车间主任、教师与师傅的日常对接机制, 及时沟通情况, 互通有无。
其次, 明确相关职责和权益。在基地管理委员会这一主体框架内, 学校和企业以及其他利益相关方, 在充分协商的基础上签订校企合作协议书, 明确校企双方在合作期间的责、权、利。同时, 建立相应的规章制度和约束机制。一方面要保障企业的利益, 并推动学校积极参与企业职工的培训, 承担企业的技术研发任务;另一方面要明确企业在学生实训、实习过程中的教学功能。
再次, 健全实训管理运行制度。制定《轨道交通实训基地管理委员会章程》、《轨道交通实训基地管理办法》等规章制度, 协调基地内各专业的建设与发展、资源共享与互补, 真正发挥轨道交通专业集群优势。建立社会综合评价系统, 及时吸纳学生与家长、用人单位、行业专家的反馈意见, 融入职业资格标准、企业岗位要求和学校标准, 不断提高实训基地的教学与管理水平。同时做好实训的安全教育工作。
结语
总之, 实训基地建设对高职教育教学改革、对提升高职教学质量起着非常重要的作用。应大力提升轨道交通综合实训基地的内在功能与外在效用, 充分发挥其在人才培养、科学研究、社会服务、文化传承等方面的作用, 加强“政企校”的合作, 充分发挥各方优势, 积极探索实训基地共建、共管、共享机制, 以教学为中心, 促进教学、科研、培训、职业技能鉴定、技能竞赛等有机结合, 拓展科技研发、技术服务和成果转化功能, 将轨道交通综合实训基地建成教学中心、研发技术中心和培训中心, 为我国轨道交通行业的快速发展做出更大贡献。
参考文献
[1]周世青.高职院校社会服务功能的现状及思考[J].高教论坛, 2009 (12) :112-114.
[2]张国清.基于实习、培训、社会服务三位一体的校企合作公共实训基地建设与研究[J].辽宁省交通高等专科学校学报, 2011 (4) :55-56.
轨道交通运行控制系统 篇9
1 工程概况
1.1 项目背景
复兴中路 (重庆南路—西藏南路) 排水管道改建是由上海市排水管理处2014年投资建设的积水点改善工程, 该项目位于黄浦区中心地区, 主要解决区域系统排水瓶颈, 提高地区防汛排水能力, 沿线按规划新建DN1200~DN1800合流干管1.2 km。本工程排水管道下方有轨道交通L10隧道区间通过, 上行线隧顶标高-6.023 2~-11.407 0 m, 下行线隧顶标高-6.050 8~-11.398 2 m。新建排水管与轨道交通L10隧道区间的位置关系图见图1。
1.2 设计难点
1) 在上海地区史无前例, 无经验可循。以往市政及轨道交通配套项目中新建排水管均和轨道交通“点状”相交, 而本工程新建DN1200~DN1800排水管, 全线1.2 km, 与运行中的轨道交通L10平行;排水管基础离轨道交通隧道顶部较近, 净距约5.70~10.00 m;沟槽开挖深度3.11~5.22 m, 宽度2.60~3.50 m, 卸去轨道交通盾构上方覆土最多达37.32%, 对设计提出新的挑战。
2) 项目前期遭轨道交通运营监管部门否定, 项目几乎中止。上海地区乃至全国并无先例, 轨道交通管理部门也是首次经历, 无实施数据可参考。轨道交通审批部门提出, 项目如要实施, 设计单位必须提供可靠的数据支撑及论证分析。
3) 将新建排水管道改至周边道路的方案不可行。对工程所属的鲁班、复兴东排水系统进行全面分析, 提出多条改道方案, 经水力分析计算, 结合周边道路、建筑物、管线及工程投资多方案比选, 改道方案不具备条件, 无法实施。
4) 工程建设条件复杂, 方案实施难度较大。工程地处市中心繁华地段, 现场道路狭窄, 道路两侧多为老式建筑物, 房屋结构基础较差;且周围有多处保护建筑;此外, 沿线还有较多非开挖信息光缆 (信息18孔、21孔、34孔) 、大口径的DN1200上水管、DN700中压天然气与新建排水管平行;道路上方还建有24路电车架空电缆。新建排水管断面示意图见图2。
2 解决方案
1) 优化设计管位。结合地上、地下公用管线敷设要求、施工条件、对保护建筑物的影响以及道路红线等多项因素, 与上海市管线规划部门共同研究新排管道位于轨道交通上、下行隧道中间及外侧的可行性。最终确定在偏离隧道正上方的线位方案, 对公用管线、道路设施、现状建筑物动拆迁、施工安全、施工周期、工程投资等各方面的影响较小, 具有可操作性。
2) 确定施工方法。从施工条件、缩短工期、环境保护、降低投资等多方面对顶管施工和开槽埋管进行分析比选, 确定采用分段开挖、板桩围护的快速施工方法, 减少基坑50%的敞开时间, 进而有效减少土体回弹量和轨道交通隧道结构位移量。
3) 突破禁区、达成共识。在项目设计过程中, 设计人员主动与轨道交通运营管理部门、市交管处进行沟通, 搭建轨道交通和建设单位之间的沟通桥梁, 对采取的施工方法、沟槽围护方式进行技术、经济多方案比选, 充分论证排管施工实施的可行性, 并提出可靠的数据支撑, 经轨道交通运营管理部门专项评审、取得肯定的技术审查意见后编制完成工可、初设、施工图, 使在轨道交通隧道结构上方的沟槽基坑工程从不可能变为可能。
4) 技术创新, 支撑设计方案。沟槽开挖采用软件MIDAS/GTS进行数值模拟, 计算结论满足《上海市轨道交通沿线建筑施工保护轨道交通技术管理暂行规定》[沪市政法 (94) 第854号]中轨道交通结构设施绝对沉降量及水平位移量≤20 mm, 有力支撑设计方案具有可操作性。
5) 降低设计方案风险。设计中根据风险评估报告提出轨道交通区间保护、建 (构) 筑物保护、爆炸、临近管道保护4个风险源逐项分解, 提出按管节长度 (每段6 m) 分段开挖埋设后及时回填、避开轨道交通运营高峰期, 安排在夜间排管的施工措施, 并细化管线保护和监测措施。
6) 节约工程造价。推荐的设计方案避免民宅动拆迁、非开挖信息管线的搬迁费用, 极大节约工程投资。通过设计前期对现状管线、公交、沿线建筑物、排水现状充分调研、仔细排摸, 收集相关基础资料, 工程前期费做到全面不漏项, 确保施工阶段工程实施预算可控。
3 设计创新
沟槽开挖采用“拉森钢板桩+注浆”的围护方式, 采用具备高级非线性分析功能的岩土分析软件MIDAS/GTS进行数值模拟, 分析对周边环境, 尤其是处于运营中的轨道交通L10隧道结构产生的影响。
数值模拟取沟槽基坑开挖施工的极限情况和相应的工程地质参数为分析工况和依据, 采用7步施工工序对整个沟槽基坑开挖全过程进行有限元非线性数值模拟分析得出:处于沟槽开挖正下方的轨道交通隧道结构, 最大的竖向位移约为5 mm, 最小约为3.9 mm;距离沟槽相对较远的轨道交通隧道结构, 竖向位移仅在1 mm左右。该结果满足上海保护轨道交通技术管理的规定, 获得评审专家认可, 且通过相关部门 (含轨道交通运营部门和监管部门) 的审批。
本工程已于2015年10月份竣工, 在施工过程中由上海轨道交通运营有限公司监护分公司每隔3 d对轨道交通L10上、下行轨道路基垂直监测布点进行监测, 根据提供的51组检测数据显示, 现场监测数据与数值模拟计算成果基本吻合, 监测布点的沉降值均控制在5 mm范围之内, 未超出警戒值, 即使与轨道交通间距最小、风险最大的关键节点也顺利完工。
4 结语
本次工程是上海地区第一次与运行的轨道交通平行、距离长、开挖大的排水管道, 于2015年2月开工建设, 已于2015年10月竣工, 现场监测数据与数值模拟计算成果基本吻合。通过本工程的实施, 充分验证设计采用的施工方案、沟槽围护措施对轨道交通运营无影响, 更为重要的是, 用数值模拟分析沟槽开挖对轨道交通产生影响的研究方法, 对今后类似工程具有较强的推广性和适用性。
轨道交通运行控制系统 篇10
1 研究现状
目前, 关于交通效率定量研究的主流方法是数据包络分析法 (DEA) , 运用DEA方法对交通效率的研究主要分为两类。第一类以城市公共交通系统为研究对象, 研究其运行效率。宗刚等[2]引入综合运输系统的概念, 对北京2006年~2010年的公共交通运输效率及公交、地铁和出租车这三个系统的效率进行评价与分析。刘云枫等[3]使用DEA为基础的Malmquist指数方法, 从时间和系统内部两个角度对北京市公共交通行业的全要素生产率进行了分解与研究。Christianvon Hirschhausen等[4]运用DEA对德国179个公共交通企业进行了效率分析。第二类是以城市轨道交通系统为研究对象的横向研究, 侧重分析各城市之间的相对运行效率。刘志刚等[5]以轨道交通发展较成熟的11个中外城市为参考对象, 对上海轨道交通经营效率进行评价分析。谢志祥等[6]对2014年我国20个城市地铁交通系统的运行效率进行测度, 进而将20个城市划分为地铁运行效率高、中、低三个层次。周强等[7]对2012年我国16个城市轨道交通系统进行了效率评价及规模效率分析。
综上, 使用DEA方法对交通系统进行效率评价主要集中在国家、区域层面, 而以市域内的城市轨道交通系统为对象的纵向效率评价研究还不多见。本文试图在前人研究的基础上, 以北京市2000年~2014年间的轨道交通系统为研究对象, 运用DEA模型来把握北京市轨道交通规模不断扩大过程中其运行效率的变化情况。
2 模型介绍
3 实证分析
3.1 指标选取及数据来源
根据DEA模型的特点及相关研究成果, 从数据的可量化性、可得性入手, 选取运营线路条数、运营里程、运营车辆数、车站数和从业人员数作为投入变量, 分别从固定资产投入、居民出行便利程度、配车数状况、乘客换乘便利程度以及人力资源投入状况五个方面来反映北京对轨道交通的资源投入状况, 选取客运量和轨道交通负担率作为产出变量, 分别从运输能力和城市交通结构状况两方面来反映投入资源所产生的效果。
有研究表明, 决策单元数量为投入产出指标的2倍时DEA分析结果较为精确, 故本文选取2000年~2014年共15年的北京市轨道交通数据作为研究对象, 所需数据来源于《北京统计年鉴》 (2001-2015) 、北京市交通委发布的《北京市交通发展年度报告》 (2001-2013) 、《中国交通运输统计年鉴》 (2010-2013) , 极少部分缺失数据通过合理测算得到。其中轨道交通负担率为轨道交通客运量除以轨道交通客运量、公共电汽车客运量和出租小汽车客运量之和计算得到。
3.2 效率求解与分析
考虑到城市轨道交通项目的特殊性, 本文选择基于产出导向的DEA模型。利用Max DEA软件, 分别运用CCR模型和BCC模型对北京市2000年~2014年的轨道交通进行投入产出效率测度, 得到15个决策单元的综合技术效率、纯技术效率和规模效率值, 以及所处的规模报酬阶段, 如表1所示。
(1) 从综合技术效率层面上看, 2 0 0 0年~2 0 03年、2 0 0 6年、2008年和2013年的综合技术效率值均为1, 为DEA弱有效, 运行效率较高;其余年份为非DEA有效, 运行效率较低。图1为三种DEA效率值的趋势图, 可以看出, 北京市2000年~2014年的轨道交通运行效率水平存在明显波动并在2007年达到最低点, 这可能与当时筹备奥运会、兴建轨道交通及其客运量还未充分发挥有关。此外, 综合技术效率平均值为0.966, 接近于1, 表明运行效率水平整体较高。
(2) 从纯技术效率层面上看, 2000年~2014年轨道交通纯技术效率平均值为0.973, 其中2000年~2003年、2006年、2008年、2013年和2014年的纯技术效率值为1, 为纯技术DEA有效, 说明在排除了规模的影响后, 这些年份轨道交通系统的资源使用率较高;而其余年份为纯技术非DEA有效, 资源使用率偏低。由图1可知, 纯技术效率值与综合技术效率值的变化情况大体一致, 说明综合技术效率受技术因素的影响较大。
(3) 从规模效率层面上看, 2000年~2014年轨道交通规模效率平均值为0.992, 是三种DEA效率值中最高的, 说明综合技术效率不高主要是由纯技术效率不高引起的, 图1也清晰的反映了这一状况。而2014年是一个特殊情况, 其纯技术效率值为1, 规模效率值为0.993, 表明该年运行效率相对偏低主要是由规模无效引起的。因此, 随着北京市轨道交通的不断发展, 今后的改革应主要以提高规模效率为主。
(4) 从规模报酬层面上看, 2000年~2003年轨道交通规模报酬不变, 表示在其他技术水平不变的情况下, 投入—单位的生产要素, 可以生产—单位的产出, 达到了最佳生产规模。而后随着轨道交通规模的不断扩张, 出现了规模报酬递减、递增、不变的交替状况, 直到2014年处于规模报酬递减阶段, 说明当时轨道交通的投入资源未得到充分利用, 应该调整管理方法并充分利用现有资源而不是一味地增加投入。
3.3 DMU在生产前沿上的投影分析
表1中的结果只是反映了2000年~2014年北京市轨道交通的相对运行效率水平, 并没有说明造成运行效率不高的原因及应改进的方向与程度。因此, 本文采用基于产出导向的CCR模型对2000年~2014年的北京市轨道交通进行投影分析, 经过整理得出投入冗余量和产出不足量, 如表2所示。
由表2可知, 2000年~2003年、2004年、2006年、2008年和2013年轨道交通资源投入量和产出量为有效值, 不存在投入冗余和产出不足的现象, 说明当时在轨道交通规模收益不变的前提下, 轨道交通的投入产出比较合理;其余年份则存在不同程度的投入过剩和产出不足现象, 资源配置效率不高。高效运行的轨道交通系统应以较短的线路长及其他资源投入实现较大的客流量和轨道交通分担率为目标。纵观北京市轨道交通的发展, 在经历了2000年~2003年高效运行后, 从2004年开始, 随着各项资源的大量投入, 规模不断扩张, 除个别年份外, 运行效率相对较低, 投入要素中的线路长度、线路条数、车辆数和车站数分别存在不同程度的冗余, 客运量和轨道交通分担率还存在很大的提升空间。因此, 在目前城市轨道交通建设和运营资源相对紧缺, 出行需求日益激增, 交通拥堵仍然严重的情况下, 不能单靠扩大交通规模来解决问题, 而更应该对现有资源的利用现状进行分析, 设法充分利用现有资源提高运行效率, 带动客运量和轨道交通分担率的良性增长, 以更好地满足居民的出行需求。
4 结语
本文采用DEA模型对北京市2000年~2014年轨道交通系统的运行效率分别从综合技术效率、纯技术效率、规模效率和规模报酬四个方面进行了纵向评价, 结果表明, 2000年~2003年、2006年、2008年和2013年的轨道交通运行效率较高, 其余年份相对较低, 其运行效率不高主要是由资源冗余、车辆使用率低、客流量和城市轨道交通分担率低等引起的。
因此, 要提高轨道交通的运行效率主要有三种方案可供选择:保持现有投入不变, 增加产出;保持现有产出, 减少投入;同时减少投入和增加产出。从短期来看, 由于轨道交通项目投资额巨大, 建设周期长, 以及现有投入资源具有资产专用性, 增加或减少投入短期内均不可行, 因此充分利用现有资源增加产出成为了提高城市轨道交通运行效率的有效途径。客运量作为轨道交通的重要产出, 可通过加强地面公交与轨道交通的衔接、增加发车密度、在轨道交通周围修建停车场, 采用“停车+换乘”的模式吸引私家车乘客利用轨道交通系统进入市区来激发潜在的乘客需求, 进而提高运行效率水平。从长期考虑, 在新建轨道交通项目前, 应该分析当前轨道交通的运行效率状况, 并结合当前城市的客运需要以及资源投入之后的效益问题, 做好整体规划, 不能为了扩大城市轨道交通规模和增加城市轨道交通实力而盲目投入。
摘要：本文从投入产出角度构建了北京市轨道交通运行效率评价指标体系, 并在此基础上运用DEA模型, 分别从综合技术效率、纯技术效率、规模效率和规模报酬四个方面对北京市在2000年2014年间的轨道交通运行效率进行纵向评价, 同时对处于非DEA有效的决策单元进行投影分析。结果表明:2004年、2005年、2007年、2009年2012年和2014年北京市轨道交通运行效率相对较低, 其投入资源存在不同程度的冗余, 以及现有产出还有提升的空间。
关键词：城市轨道交通,运行效率,数据包络分析法
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