詳解城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)備

1、第2章 城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)備,1,城市軌道交通設(shè)備分類,從運(yùn)營(yíng)功能來(lái)看，城市軌道交通設(shè)施、設(shè)備分屬于3大系統(tǒng)： （1）列車運(yùn)行系統(tǒng)：線路、車輛、牽引供電、信號(hào)、通信等； （2）客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)：車站照明、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)售檢票及廣播、導(dǎo)向及乘客信息系統(tǒng)、消防、車站設(shè)施等。 （3）檢修保障系統(tǒng)：為保障行車、客運(yùn)設(shè)備性能良好，使其能隨時(shí)重新投入運(yùn)營(yíng)而具備的檢修設(shè)施及其他設(shè)備。,2,2.1 列車運(yùn)行設(shè)備,2.1.1 線路 線路通常由鋼軌、道床、路基三個(gè)部分組成。根據(jù)行車要求相應(yīng)設(shè)置折返線、存車線、渡線。 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)正線一般采用60kg鋼軌，車場(chǎng)線采用50kg鋼軌，正線應(yīng)采用焊接型長(zhǎng)鋼軌。隧道內(nèi)采用混

2、凝土整體道床，高架線路可采用整體道床也可以采用碎石道床，地面則一般采用碎石道床。,3,4,1.正線 正線是指供載客列車運(yùn)行的線路，包括區(qū)間正線、車站正線。城市軌道交通的正線一般為全封閉線路，按雙線設(shè)計(jì)，采用右側(cè)行車制。正線與其他交通線路相交時(shí)，一般采用立體交叉。 2.輔助線 輔助線是為列車提供折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)的線路。它包括折返線、停車線、渡線、車輛段出入線、聯(lián)絡(luò)線等。,5,（1）折返線 折返線是指在線路兩端終點(diǎn)站或中間站設(shè)置的專供列車改變運(yùn)行方向的線路。,6,（2）渡線 渡線也可以滿足列車改變行進(jìn)方向或列車進(jìn)路的需要。在列車運(yùn)行速度較高，運(yùn)行間隔時(shí)間較短，運(yùn)量較大的線路不宜采

3、用渡線折返方式作為正常運(yùn)行交路。,7,（3）停車線 停車線一般設(shè)置在終點(diǎn)站或區(qū)間車站，專門用于列車停放使用，并可進(jìn)行少量檢修作業(yè)。 （4）車輛段出入線 車輛段出入線是從車輛段到運(yùn)營(yíng)正線之間的連接線。車輛段出入線可以設(shè)計(jì)為單線或雙線，平交或立體交叉線路。,8,（5）聯(lián)絡(luò)線 在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中，要使同種制式的線路可以實(shí)現(xiàn)列車過(guò)軌運(yùn)行，一般通過(guò)線與線之間的聯(lián)絡(luò)線來(lái)實(shí)現(xiàn)。 有條件的地方應(yīng)設(shè)置地面聯(lián)絡(luò)線與國(guó)家鐵路專用線相連。,9,2.1.2道 岔,道岔是線路上供列車安全轉(zhuǎn)線的設(shè)備，它用來(lái)使車輛從一股道轉(zhuǎn)向或越過(guò)另一股道。 道岔可分為：普通單開道岔、交叉渡線道岔、單渡線道岔、復(fù)式交分道岔，單式對(duì)稱道岔和

4、三開道岔。,10,11,單開道岔在城市軌道交通線路中運(yùn)用最為廣泛，普通單開道岔包括尖軌、基本軌、轍叉、護(hù)輪軌、翼軌、聯(lián)結(jié)零件及轉(zhuǎn)換設(shè)備連接部分。,12,車輪在通過(guò)轍叉時(shí)，從兩根翼軌的最 窄處到轍叉心的最尖端之間有一段空隙， 這就是道岔的有害空間。設(shè)置護(hù)軌的目的 是要強(qiáng)制引導(dǎo)車輪的運(yùn)行方向。,13,2.1.3 車 輛,1.城市軌道車輛的主要組成部分 （1）車體 車體主要是容納乘客及司機(jī)的場(chǎng)所，又是安裝與連接其他設(shè)備和部件的基礎(chǔ)。車體部分由車頂、側(cè)墻、端墻、低架、車門、車窗、貫通道等組成。 （2）轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架是指能相對(duì)車體回轉(zhuǎn)的一種裝置,它承載了車體的全部重量,保證列車能順利地通過(guò)彎道. 一般由

5、構(gòu)架、彈簧懸掛裝置、輪對(duì)、軸箱和制動(dòng)裝置等組成。,14,轉(zhuǎn)向架作用,轉(zhuǎn)向架作為車輛的行走裝置，安裝在車體和軌道之間，引導(dǎo)車輛沿軌道運(yùn)行并順利通過(guò)曲線.轉(zhuǎn)向架作用如下： 1、車體坐落在轉(zhuǎn)向架上，通過(guò)軸箱裝置將車輪沿鋼軌方向的滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為車輛沿線路方向的平動(dòng) 2、支撐車體，承受并傳遞車體與輪對(duì)間載荷，并使軸重平均分配 3、傳遞牽引力與制動(dòng)力 4、緩和線路不平順對(duì)車輛的沖擊，保證良好運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性 5、保證車輛有良好的直線穩(wěn)定性和曲線通過(guò)能力,15,16,（3）車鉤緩沖裝置 車鉤緩沖裝置由車鉤和緩沖器組成。它的作用是連接車輛組成列車，傳遞牽引力和緩解列車由于速度變化而引起的縱向沖擊、列車沖動(dòng)。,1

6、7,（4）制動(dòng)系統(tǒng) 制動(dòng)系統(tǒng)保證列車在運(yùn)行時(shí)按需要減速或停車。 （5）受流裝置 從接觸網(wǎng)或?qū)щ娷墝㈦娫匆肓熊嚨难b置稱作受流裝置或受流器。 （6）車輛電氣系統(tǒng) 車輛電氣系統(tǒng)包括車輛上的各種電氣設(shè)備和控制電路。分為主電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)和電子控制電路系統(tǒng)三部分。,18,（7）車輛設(shè)備 包括服務(wù)于乘客的車體固定附屬裝置和服務(wù)于車輛運(yùn)行的設(shè)備裝置。有照明、通風(fēng)、空調(diào)、消防器材、座椅、拉手、蓄電池箱、斬波器、逆變器、制動(dòng)電阻箱、空壓機(jī)組、儲(chǔ)風(fēng)缸、制動(dòng)控制單元等，在車頂裝有空調(diào)單元、受電弓等。 2.車輛與其他系統(tǒng)的接口 包括土建、線路、供電、接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)、屏蔽門、車輛段設(shè)備等。,19,2.1.4

7、 供電系統(tǒng),一般取自城市電網(wǎng)，且大部分為城市電網(wǎng)一級(jí)負(fù)荷，要求比較高，以確保供電的可靠性。 1.城市軌道交通供電系統(tǒng)的構(gòu)成與功能 城市軌道交通供電系統(tǒng)包括外部電源、主變電所、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明供電系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)。 2.動(dòng)力照明系統(tǒng) 動(dòng)力照明系統(tǒng)提供車站和區(qū)間各類照明、自動(dòng)扶梯、風(fēng)機(jī)、水泵等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備電源和通信、信號(hào)、自動(dòng)化等設(shè)備電源，它是由降壓變電所和動(dòng)力照明配電線路組成的。,20,車站用電設(shè)備的負(fù)荷可以分為3級(jí)： 一級(jí)負(fù)荷 二級(jí)負(fù)荷 三級(jí)負(fù)荷 3.牽引供電系統(tǒng) 牽引供電系統(tǒng)供給電動(dòng)車輛運(yùn)行的電能，它是由牽引變電所、接觸網(wǎng)、鋼軌等部分組成。 （1）電壓等級(jí) 目前國(guó)內(nèi)各城市的地鐵和輕軌

8、采用的電壓制式均在750V和1500V之間選擇。,21,（2）牽引網(wǎng) 接觸網(wǎng)按安裝位置和接觸導(dǎo)線的不同分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)。 （3）牽引變電所 4.高壓供電源系統(tǒng) 一般地，高壓供電源方式有3種：集中式供電、分散式供電和混合式供電。沿城市軌道交通線路，根據(jù)用電容量和線路的長(zhǎng)短，設(shè)置專用的主變電所。主變電所電壓一般為110kV，由主變電所降壓為內(nèi)部供電系統(tǒng)所需要的電壓等級(jí)，一般為10kV或35kV。,22,5.電力監(jiān)控系統(tǒng) 電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的作用是控制中心對(duì)主變電所、牽引變電所、降壓變電所的供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。它由控制中心的主機(jī)，設(shè)在各變電所的遠(yuǎn)程控制終端以及連

9、接終端與中心的通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成。,23,2.1.5 通信系統(tǒng),軌道交通通信系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，主要包括傳輸、無(wú)線、公務(wù)、專用、廣播、時(shí)鐘等子系統(tǒng)，為軌道交通提供可靠的語(yǔ)音、數(shù)字、圖像等傳輸通道，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)視、校時(shí)、廣播、內(nèi)部通話等多項(xiàng)功能。 （1）調(diào)度指揮通信系統(tǒng) 調(diào)度指揮通信系統(tǒng)包括有線調(diào)度電話、站間行車電話、區(qū)間電話、會(huì)議電話。,24,（2）無(wú)線通信系統(tǒng) 城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)按其工作區(qū)域不同分為，運(yùn)行線路上的調(diào)度無(wú)線通信系統(tǒng)和車輛段內(nèi)的設(shè)備搶修無(wú)線通信系統(tǒng)。 （3）公務(wù)通信系統(tǒng) 公務(wù)通信系統(tǒng)為軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部工作人員以及對(duì)外的公務(wù)聯(lián)絡(luò)提供通信手段。 （4）廣播系統(tǒng) （5）電視監(jiān)視

10、系統(tǒng),25,2.1.6 信號(hào)系統(tǒng),城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)是保證列車運(yùn)行安全和提高行車效率的重要設(shè)施。 （1）ATC系統(tǒng)（自動(dòng)控制系統(tǒng)） ATC的基本原理是對(duì)列車運(yùn)行自動(dòng)進(jìn)行控制，使其速度不超過(guò)地面信號(hào)設(shè)定的限制速度。ATC可以分為3類：階梯式速度控制模式、一級(jí)制動(dòng)控制模式和移動(dòng)閉塞模式。ATC包括列車超速防護(hù)ATP、列車自動(dòng)駕駛ATO和列車、自動(dòng)監(jiān)控ATS 3個(gè)子系統(tǒng)。,26,列車自動(dòng)防護(hù)ATP主要用于對(duì)列車駕駛進(jìn)行防護(hù)，對(duì)與安全有關(guān)的設(shè)備或系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)列車間隔保護(hù)、超速防護(hù)等功能。 ATP子系統(tǒng)的功能包括：自動(dòng)檢測(cè)列車的位置和實(shí)現(xiàn)列車間隔控制，連續(xù)監(jiān)視列車的速度。 ATO的功能包括：控

11、制列車在允許速度下運(yùn)行，可自動(dòng)啟動(dòng)，使列車停于預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)。,27,ATS子系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的監(jiān)督，幫助行車調(diào)度人員對(duì)全線列車運(yùn)行進(jìn)行管理。 （2）CBTC系統(tǒng) 基于無(wú)線通信的列車控制CBTC系統(tǒng)，采用無(wú)線通信技術(shù)，控制中心與運(yùn)行列車之間的雙向數(shù)據(jù)通信。用移動(dòng)閉塞式達(dá)到最小運(yùn)行間隔距離控制。 移動(dòng)閉塞是指當(dāng)列車車載設(shè)備發(fā)生故障或列車前方出現(xiàn)障礙物時(shí)，列車和旅客能夠置身于一個(gè)受到保護(hù)的區(qū)域內(nèi)，即；列車緊急制動(dòng)后，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)能夠安全地停車，不會(huì)與任何障礙物相撞。,28,移動(dòng)閉塞式系統(tǒng)分為3個(gè)層次：管理層、操作層和執(zhí)行層。 采用CBTC系統(tǒng)，可以精確測(cè)定每列列車在軌道上的位置，并將這些信息發(fā)

12、送給軌道旁的列車運(yùn)行控制設(shè)備，CBTC系統(tǒng)利用此信息為每列列車分析、計(jì)算安全運(yùn)行參數(shù)、包括安全行駛路線、安全運(yùn)行速度以及安全停止點(diǎn)。,29,第2-3節(jié) 教學(xué)規(guī)劃 Teaching planning,1、教學(xué)目的和要求： 掌握城市軌道交通客運(yùn)服務(wù)設(shè)備的分類、特點(diǎn)和使用。 2、重點(diǎn)：城市軌道交通客運(yùn)服務(wù)設(shè)備的分類及其特點(diǎn)。 3、難點(diǎn)：城市軌道交通客運(yùn)服務(wù)設(shè)備的使用。 4、授課方式：講授 5、教學(xué)手段：多媒體教學(xué) 6、思考題 （1）城市軌道交通客運(yùn)服務(wù)有哪些設(shè)備？ （2）城市軌道交通客運(yùn)服務(wù)設(shè)備如何使用？,30,2.2 客運(yùn)服務(wù)設(shè)備,2.2.1 車 站 1.車站的組成 車站一般包括主體、設(shè)備和管理用

13、房、出入口及通道、通風(fēng)道及風(fēng)亭（地下）、其他附屬建筑物等。,31,32,車站主體根據(jù)功能的不同，可分為以下兩個(gè)部分： （1）乘客使用空間 乘客使用空間可分為非付費(fèi)區(qū)和付費(fèi)區(qū)。非付費(fèi)區(qū)是乘客購(gòu)票進(jìn)入車站閘機(jī)前的活動(dòng)區(qū)域。付費(fèi)區(qū)包括站臺(tái)、樓梯和自動(dòng)扶梯，導(dǎo)向標(biāo)志等，它是為乘客候車服務(wù)的設(shè)施。,33,（2）車站用房 車站用房包括運(yùn)營(yíng)管理用房、設(shè)備用房和輔助用房三部分。 2.車站規(guī)模 軌道交通系統(tǒng)車站規(guī)模主要根據(jù)車站設(shè)計(jì)客流量（容量）確定。一般可以參照日均乘降客流量和高峰小時(shí)客流乘降量來(lái)綜合確定。,34,2.2.2 自動(dòng)售檢票系統(tǒng),城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)AFC 1.AFC系統(tǒng)組成 城市軌道交通AF

14、C系統(tǒng)包括中央結(jié)算系統(tǒng)、車站監(jiān)控系統(tǒng)、線路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、售檢票設(shè)備和票卡4部分。,35,中央結(jié)算控制系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計(jì)、票務(wù)清算。車站監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對(duì)車站所有AFC設(shè)備實(shí)施在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，跟蹤并記錄設(shè)備的運(yùn)行情況，提供日常維護(hù)的相關(guān)信息。 售檢票設(shè)備主要有售票機(jī)、檢票機(jī)以及票務(wù)機(jī)。,36,2.售檢票設(shè)備應(yīng)用狀況分析 目前我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)中BOM和TVM的配置數(shù)量比例大致相當(dāng)。 在日常管理中，票務(wù)和客運(yùn)管理人員通過(guò)分析AFC系統(tǒng)生成的運(yùn)營(yíng)相關(guān)數(shù)據(jù)以及收集乘客的反饋信息，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘查后，在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)車站的實(shí)際客流狀況對(duì)檢票設(shè)備的數(shù)量和布局進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。,37,2

15、.2.3 導(dǎo)向標(biāo)識(shí)系系統(tǒng),進(jìn)站乘車、下車出站以及換乘客流是車站使用者的行為主流，也是導(dǎo)向標(biāo)志設(shè)置應(yīng)考慮的主要對(duì)象。 1.導(dǎo)向系統(tǒng)的組成 導(dǎo)向標(biāo)識(shí)系統(tǒng)提供和引領(lǐng)乘客進(jìn)入車站、乘車和離開車站的信息，緊急疏散時(shí)能引導(dǎo)乘客順利離開危險(xiǎn)區(qū)并最終離開車站。導(dǎo)向系統(tǒng)包括各類導(dǎo)向標(biāo)志、禁令標(biāo)志及其他設(shè)備、設(shè)施標(biāo)志。,38,（1）導(dǎo)向系統(tǒng)的組成 導(dǎo)向標(biāo)識(shí)系統(tǒng)提供和引領(lǐng)乘客乘坐列車或向乘客指示服務(wù)設(shè)施所設(shè)置的各類標(biāo)志。主要有示意各出入口、公交站點(diǎn)的標(biāo)志、自動(dòng)或人工售票的標(biāo)志、進(jìn)出計(jì)費(fèi)區(qū)的標(biāo)志、乘客方向及站點(diǎn)分布的標(biāo)志、緊急出口標(biāo)志、公用電話標(biāo)志及車站周邊示意圖等。 (2)禁令標(biāo)志是指限制乘客某些行為的標(biāo)志。主要有

16、禁止吸煙標(biāo)志、禁止攜帶易燃易爆物品標(biāo)志、嚴(yán)禁跳下站臺(tái)、進(jìn)入隧道的標(biāo)志等。,39,（3）其他設(shè)備設(shè)施標(biāo)志還包括服務(wù)于普通乘客的自動(dòng)扶梯標(biāo)志；為盲人提供方便的盲道及供殘疾人專用的無(wú)障礙通道與垂直電梯的標(biāo)志、公用電話、廁所等設(shè)施的標(biāo)志。 2.導(dǎo)向標(biāo)志設(shè)置原理 導(dǎo)向標(biāo)志系統(tǒng)在站內(nèi)設(shè)置應(yīng)能引導(dǎo)人流迅速集散，減少站內(nèi)停留時(shí)間，以利提高運(yùn)營(yíng)組織效率。在區(qū)域與區(qū)域分界處，分布設(shè)置由圖形、符號(hào)、文字、顏色等要素構(gòu)成的導(dǎo)向牌，作為刺激點(diǎn)，引導(dǎo)人流按自己的目的選擇特定的路線，分流形成有規(guī)律的站內(nèi)行走路線。,40,導(dǎo)向標(biāo)志的設(shè)置也延伸到站外特定區(qū)域，例如車站出入口附近的道路上、出入口處，站內(nèi)售補(bǔ)票處、檢票處、電話、電

17、梯及人流的分流處、交匯處、拐彎處等。另外，輔助的各種站層、站區(qū)、地面信息圖等，也是乘客判定自己出行的重要輔助工具。 3.導(dǎo)向牌的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 導(dǎo)向牌一般由圖形、符號(hào)、文字、顏色等要素組成，構(gòu)成導(dǎo)向“語(yǔ)言”。,41,4.信息圖的設(shè)置和應(yīng)用 信息圖是導(dǎo)向系統(tǒng)不可缺少的組成部分。在車站的站臺(tái)層設(shè)置有關(guān)站內(nèi)各層面的站層圖，可引導(dǎo)下車乘客選擇車站出口的方向，使用樓梯或電梯驗(yàn)票出站。在驗(yàn)票口外設(shè)置的本車站所在地區(qū)站區(qū)圖，包含車站一定范圍內(nèi)的道路名、公共建筑、公共交通線路及站點(diǎn)、停車場(chǎng)、主要居住區(qū)和車站出口位置等信息，可再次引導(dǎo)乘客選擇車站出口方向。在車站出口旁邊設(shè)置與本出口有關(guān)的地面信息圖，可提供出站乘客更

18、多的出口周邊詳細(xì)信息。,42,5.乘客信息系統(tǒng) 乘客信息系統(tǒng)主要包括傳輸網(wǎng)絡(luò)、媒體播放的軟硬件系統(tǒng)及信息顯示終端幾部分組成，設(shè)一個(gè)中央控制系統(tǒng)及若干車站中繼控制系統(tǒng)。信息發(fā)布范圍包括下設(shè)的車站，正線行駛的所有載客列車兩大部分。,43,6.軌道交通線路的命名與標(biāo)識(shí)方式 （1）軌道交通線路的常用命名方式 用數(shù)字表示（如1號(hào)，2號(hào)） 用字母表示（如A線，B線） 用首末站表示 綜合表示 （2）軌道交通車站的命名 軌道交通車站命名可以與車站站位鄰近的主要橫向道路名稱、相近的地域名稱、相近的較為著名的公共設(shè)施名稱命名。依據(jù)周邊道路、地域或公共設(shè)施的重要程度和對(duì)社會(huì)導(dǎo)向性等因素，優(yōu)先命名。,44,（3）軌道交通線路的顏色識(shí)別 軌道交通線路各自的識(shí)別色可分別用于軌道交通引導(dǎo)系統(tǒng)、各線路列車車身或軌道交通線網(wǎng)圖等，以達(dá)到簡(jiǎn)化信息傳遞、方便乘客換乘、提高服務(wù)水平的目的。,45,46,2.3 其他設(shè)施,2.3.1 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 地鐵站的BAS系統(tǒng)，利用分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)地鐵車站及區(qū)間隧道內(nèi)的空調(diào)通風(fēng)、給排水、照明、電梯、自動(dòng)扶梯、導(dǎo)向標(biāo)識(shí)等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面運(yùn)行