城市軌道交通綜述精選(九篇)

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第1篇：城市軌道交通綜述范文

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 風(fēng)源系統(tǒng) 壓縮空氣

中圖分類號：U270 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0066-02

城市軌道交通電客車的風(fēng)源系統(tǒng)是為列車設(shè)計(jì)提供壓縮空氣的設(shè)備裝置，其提供的壓縮空氣保證了城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)的正常工作。風(fēng)源系統(tǒng)提供的壓縮空氣保證了空氣制動系統(tǒng)的正常工作，目前常用的空氣制動系統(tǒng)主要是采用直通式的空氣制動方式，除了風(fēng)源系統(tǒng)外還包括空氣制動控制系統(tǒng)和基礎(chǔ)制動裝置?？諝庵苿涌刂葡到y(tǒng)直接控制空氣制動力的釋放和施加，當(dāng)接到制動指令后，制動控制單元通過控制電流大小的方式來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換閥的電磁力，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)對空氣壓力的調(diào)節(jié)?？諝鈮毫M(jìn)行增壓缸后，通過推動活塞的運(yùn)動來使壓力傳輸?shù)街苿颖P上，實(shí)現(xiàn)對城市軌道交通電客車的制動。

1 城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)的智能控制分析

城市軌道交通電客車?？空军c(diǎn)密集且距離較近，最近站點(diǎn)之間相距距離有時甚至可達(dá)幾百米，因此，這就對列車到達(dá)站臺時的定位精確性有很高的要求，故而對城市軌道交通電客車的風(fēng)源系統(tǒng)就有著更高的性能要求。如何實(shí)現(xiàn)城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)的智能化發(fā)展，保證其工作的可靠性已經(jīng)成為相關(guān)技術(shù)人員重點(diǎn)研究的問題。

1.1 城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)智能控制的設(shè)計(jì)要求

智能控制模塊是實(shí)現(xiàn)城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)智能化控制的關(guān)鍵部件，智能控制模塊主要包括傳感器技術(shù)和嵌入式控制技術(shù)兩部分，其中嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)源系統(tǒng)智能控制的核心。風(fēng)源系統(tǒng)由供風(fēng)模塊和智能控制模塊共同作用實(shí)現(xiàn)功能，智能模塊可以接收到城市軌道交通電客車控制中心發(fā)出的控制信號，并能進(jìn)行相應(yīng)的指令操作，實(shí)現(xiàn)風(fēng)源系統(tǒng)不同功能之間的切換，使得風(fēng)源系統(tǒng)可以為列車上的制動系統(tǒng)提供符合標(biāo)準(zhǔn)的壓縮空氣。

1.2 城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)智能控制的技術(shù)要求

城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)智能控制的技術(shù)要求包括以下幾個方面：首先，可以通過遠(yuǎn)程控制信號進(jìn)行控制，隨即風(fēng)源控制系統(tǒng)會根據(jù)上層的啟動信號和停止信號完成對本部分的控制。在接到上級的信號指令后，風(fēng)源模塊的智能控制系統(tǒng)就需要指示風(fēng)機(jī)進(jìn)行工作，在保證輸出壓縮空氣質(zhì)量的同時還需要考慮到風(fēng)源模塊的使用壽命和能耗。其次，風(fēng)源模塊的智能控制系統(tǒng)需要具有設(shè)置功能，可以根據(jù)技術(shù)人員的實(shí)際需要及時設(shè)定風(fēng)源模塊的壓力、溫度等參數(shù)值，此外對于各個傳感器的采樣周期、存儲周期也需要進(jìn)行調(diào)整。為了更好地幫助操作人員了解風(fēng)源模塊的工作狀態(tài)，還需要提供參數(shù)顯示功能，在參數(shù)采集方面既需要滿足自動采集的需要，又能滿足手動采集功能。

1.3 城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)智能控制的功能要求

為了方便對城市軌道交通電客車風(fēng)源系統(tǒng)智能控制模塊信息數(shù)據(jù)的及時采集，要求該模塊具有數(shù)據(jù)存儲的功能，這就要求配置大容量的存儲器。通常情況下配備SD卡以方便運(yùn)營方或技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，為后期產(chǎn)品的升級或檢測提供可靠的數(shù)據(jù)支持。當(dāng)風(fēng)源系統(tǒng)內(nèi)的溫度、電壓或電流等參數(shù)出現(xiàn)異常時，需要提供預(yù)警功能并能提供相應(yīng)的補(bǔ)救措施。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對風(fēng)源模塊智能控制系統(tǒng)的升級換代已經(jīng)成為一種趨勢，為了方便后期對產(chǎn)品的升級就需要智能模塊可以提供二次開發(fā)端口，該端口需要具有一定的兼容性和拓展性。

2 城市軌道交通電客車空氣制動系統(tǒng)的分析

2.1 空氣制動系統(tǒng)的制動力管理

當(dāng)城市軌道交通電客車的控制中心發(fā)出操作指令之后，根據(jù)車輛自身提供的轉(zhuǎn)動慣量的車重信息，利用F=ma計(jì)算出列車制動所需要的總制動力，并將該值發(fā)送給列車制動模塊的系統(tǒng)控制器。目前城市軌道交通電客車通常采用電空混合的制動方式，通過這種混合的制動方式可以在最小程度上利用摩擦制動，減少了制動過程中對車輪的磨損。當(dāng)接收上級的制動信號后，制動系統(tǒng)觸發(fā)電制動方式，其中為了防止過早補(bǔ)充空氣制動，制動系統(tǒng)會在觸發(fā)電制動后延遲幾秒后再觸發(fā)空氣制動。當(dāng)列車所需要的制動力發(fā)生變化時，制動系統(tǒng)也會自動延遲補(bǔ)充空氣制動。

2.2 空氣制動分配的管理

城市軌道電客車的制動系統(tǒng)直接控制空氣制動部分，當(dāng)城市軌道電客車需要進(jìn)行制動操作時，優(yōu)先采取電制動的方式，只有當(dāng)制動力不足時才會使用空氣制動進(jìn)行補(bǔ)充，并且在車輛制動的過程中需要保證單車不能超過最大的黏著狀態(tài)，為了提高列車牽引系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的控制精度，需要在列車出廠前對電制動和空氣制動的釋放速率進(jìn)行測試，以滿足整車的制動要求。

2.3 純空氣制動的停車制動

當(dāng)城市軌道交通電客車的低速電空轉(zhuǎn)換完成之后，制動系統(tǒng)中的電制動就會完全退出，由空氣制動為主導(dǎo)完全取代電制動。而空氣制動力的制動力數(shù)由司控器或者信號系統(tǒng)發(fā)出的指令信號決定，制動系統(tǒng)在這個過程中負(fù)責(zé)整車沖動的限制工作。

3 結(jié)語

城市軌道交通電客車的風(fēng)源系統(tǒng)是保證車輛正常功能實(shí)現(xiàn)的重要組成部分，風(fēng)源系統(tǒng)可以為列車的制動系統(tǒng)提供干凈、清潔的壓縮空氣。只有實(shí)現(xiàn)風(fēng)源系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，才能保證車輛啟動和剎車時間的準(zhǔn)確，從而使得剎車操作更加精準(zhǔn)，保證了車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵慧華.基于PLC的空氣壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)[D].上海：上海交通大學(xué)，2006.

第2篇：城市軌道交通綜述范文

關(guān)鍵詞：城市軌道交通，運(yùn)營，安全，模型，評價(jià)

中圖分類號：U121 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編碼：1674-3520（2014）-02-00207-02

一、引言

城市軌道交通是由多個因素組成的動態(tài)開放系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外存在著眾多的關(guān)系互動，影響系統(tǒng)的安全因素有很多，且各個因素之間錯綜復(fù)雜。我國關(guān)于城市軌道交通安全事故定性、定量分析工作還處于研究初始階段。

可拓學(xué)是以物元理論和可拓?cái)?shù)學(xué)作為基礎(chǔ)，通過研究事物的可拓性，結(jié)合定性及定量的方法來處理矛盾及不確定性問題。它的核心思想是物元理論，物元就是以事物、特征及事物關(guān)于被評價(jià)事物間映射關(guān)系的思想是一致的。本文采用拓評價(jià)模型來進(jìn)行城市軌道交通運(yùn)營安全評價(jià)分析。

二、城市軌道交通運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系的建立

（一）評價(jià)指標(biāo)體系的影響因素

城市軌道交通系統(tǒng)是一個在時間、空間上分布很廣的封閉動態(tài)系統(tǒng)，其安全影響因素錯綜復(fù)雜，涉及面很廣。從城市軌道交通事故產(chǎn)生的基本原因來看，可以歸結(jié)為人員、設(shè)備、管理、環(huán)境四個因素。造成事故的人為因素主要包括乘客人為因素和工作人員人為因素兩大類。恐怖事件也是城市軌道交通運(yùn)營安全的一大安全隱患。在列車運(yùn)營期間，供電系統(tǒng)、車輛系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、信號系統(tǒng)等設(shè)備方面也都可能出現(xiàn)故障。自然災(zāi)害對城市軌道交通運(yùn)營也是事故因素。

（二）評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

城市軌道交通運(yùn)營安全評價(jià)指標(biāo)體系可按以下分層次構(gòu)成：

1、目標(biāo)層（N）：城市軌道交通運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)水平N；

2、準(zhǔn)則層（）：組成指標(biāo)體系的各子系統(tǒng)；

3、指標(biāo)層（）：分別與各子系統(tǒng)相關(guān)的指標(biāo)。

三、城市軌道交通運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型的建立

（一）評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

城市軌道交通系統(tǒng)中影響其運(yùn)營安全的指標(biāo)因素多種多樣，需要對這些因素進(jìn)行分層構(gòu)建，然后利用層次分析法決出這些指標(biāo)的權(quán)重值，為下一步的可拓評價(jià)提供依據(jù)。

第一步：深入研究問題，將各個因素進(jìn)行歸納分類，從上到下分成若干層，構(gòu)建一個有層次關(guān)系的模型。

第二步：對于從屬于上一層因素的同一層各個因素，進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造成比較矩陣。

第三步：計(jì)算比較矩陣的最大特征根和對應(yīng)的特征向量，并檢驗(yàn)一致性。若通過檢驗(yàn)，特征向量歸一化后就是權(quán)重向量；若沒有通過，則需要重新構(gòu)建比較矩陣。

第四步：求解最底層的組合權(quán)向量，并進(jìn)行組合一致性檢驗(yàn)，如通過檢驗(yàn)，所得的權(quán)重向量就可以用來進(jìn)行評價(jià)，若沒有通過，就要重新構(gòu)建矩陣，并再次做一致性檢驗(yàn)直至通過為止。

（二）評價(jià)模型的構(gòu)建

可拓綜合評價(jià)的理論基礎(chǔ)是可拓集合理論，其中經(jīng)典域、節(jié)域、關(guān)聯(lián)度、關(guān)聯(lián)函數(shù)是可拓集合理論的重要內(nèi)容。根據(jù)可拓學(xué)理論和可拓綜合評價(jià)方法，可建立基于可拓學(xué)的城市軌道交通運(yùn)營安全評價(jià)模型如下圖所示。

圖1-1 基于可拓學(xué)的城市軌道交通運(yùn)營安全評價(jià)模型

四、城市軌道交通運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

城市軌道交通運(yùn)營安全的可拓評價(jià)的主旨是通過建立風(fēng)險(xiǎn)等級域和評價(jià)因素集，明確各個指標(biāo)的經(jīng)典域和節(jié)域，然后通過關(guān)聯(lián)函數(shù)反映各評價(jià)指標(biāo)及評價(jià)對象對應(yīng)于各風(fēng)險(xiǎn)等級的關(guān)聯(lián)度，最終得出被評價(jià)對象的風(fēng)險(xiǎn)等級。

五、結(jié)束語

城市軌道交通給現(xiàn)代城市發(fā)展注入了強(qiáng)大動力。作為一種緩解城市交通擁堵問題的有效方式，城市軌道交通關(guān)系著城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的可持續(xù)性。由于城市軌道交通系統(tǒng)的復(fù)雜性、影響因素的多樣性，也存在許多安全隱患威脅著城市經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，城市軌道交通運(yùn)營安全問題越來越受到重視。我國在城市軌道交通運(yùn)營安全研究方面起步較晚，相關(guān)研究成果、文獻(xiàn)資料較少，進(jìn)一步健全和完善城市軌道交通運(yùn)營安全的研究將成為今后研究城市軌道交通的重要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐田坤.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)評估理論與方法研究[D].北京交通大學(xué)，2012.

[2]陳巨龍、戰(zhàn)學(xué)秋.可拓方法綜述[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào).2002.（1）.

[3]吳勇、曹林、代后建. 基于FLEX技術(shù)的交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)[J]. 浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2011.（3）.

第3篇：城市軌道交通綜述范文

關(guān)鍵詞：城市軌道交通安全工程設(shè)計(jì)思考

中圖分類號： U491.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

前言：作為社會文明進(jìn)步的重要標(biāo)志，城市在國家政治與經(jīng)濟(jì)、文化中的作用日益凸顯，可以說城市化水平是國家文明程度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)尺，因此，各國對城市的建設(shè)都十分重視，城市規(guī)劃與管理極其重要，而作為城市現(xiàn)代文明的軌道交通則是其必不可少的一部分。今天，城市軌道交通安全問題更加受重視，作為城市軌道交通安全建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，安全設(shè)計(jì)十分重要，本文就此展開探討。

1.何謂城市軌道交通安全工程

1.1 概念

所謂城市軌道交通安全工程是指影響城市軌道交通安全建造與安全運(yùn)營的全部工作總和。

1.2 安全工程的設(shè)計(jì)范圍

安全工程貫穿于各個設(shè)計(jì)的研究階段，主要包括：預(yù)可行性的研究階段，可行性研究階段，總體設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)階段，施工圖設(shè)計(jì)階段，后續(xù)服務(wù)階段等。

1.3 組成安全工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容

在安全設(shè)計(jì)中要堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，在設(shè)計(jì)中采取有效措施，避免由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的軌道交通工程在施工與運(yùn)營中發(fā)生事故，這就是城市軌道交通安全工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過程中要盡量避免安全事故，盡量減少事故的發(fā)生頻率為目的。從當(dāng)前的軌道交通安全事故中我們看到，主要可能發(fā)生以下幾種事故：

1.3.1 危害性最大的火災(zāi)

一旦火災(zāi)發(fā)生，必然會導(dǎo)致人員傷亡，較輕的是高溫灼傷，較重的可能會直接葬身火海，究其原因來看，主要是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或者是人們防火意識不足造成的。

1.3.2 頻繁發(fā)生的撞擊事故

常見的撞擊事故主要包括撞車、撞人、撞物。部分撞車事故完全是可以避免的，但是追尾、乘客列車與其他車輛的擦碰事故卻仍然時常發(fā)生，造成了巨大的損失，從其原因來看，主要是駕駛員防范意識不強(qiáng)、人們不遵守交通規(guī)則導(dǎo)致的。

1.3.3 影響較大的電擊

導(dǎo)致電擊事故發(fā)生的原因很多，可能是由于觸及到電氣設(shè)備的帶電體，或者是觸及漏電電氣設(shè)備的外殼，電纜金屬屏蔽層感應(yīng)電壓超標(biāo)等都會導(dǎo)致點(diǎn)擊事故，嚴(yán)重的情況下可能導(dǎo)致人員傷亡。

1.3.4 踩踏事故

過去，踩踏事故頻繁發(fā)生，隨著設(shè)計(jì)水平的提高，施工質(zhì)量的改善，踩踏事故已經(jīng)逐漸減少，但是在突發(fā)客流、事件、自動扶梯失控的時候仍然會出現(xiàn)踩踏事故，多發(fā)生在節(jié)假日或者是大型的群眾活動，或者碰到惡劣天氣的時候。

1.3.5 人為襲擊

近年來，受到多種因素的影響，很多人出現(xiàn)思想的偏激，或是為了報(bào)復(fù)社會，或是為了私人恩怨，人為破壞交通安全的現(xiàn)象十分頻繁，爆炸、縱火、毒氣等情況都曾發(fā)生。

1.3.6 建筑物垮塌

這種事故本不應(yīng)發(fā)生的，但是受到多種因素的影響，可能是設(shè)計(jì)失誤，更多的是施工過程中偷工減料造成的建筑物垮塌，哈爾濱的陽明灘大橋就是一個明顯的例子，造成十分負(fù)面的影響。

1.3.7 其他災(zāi)害

除了以上的災(zāi)害外，還有很多是自然災(zāi)害，地震引起的透水、洪水、雨雪風(fēng)物、沙塵等災(zāi)害頻繁，這就要求在設(shè)計(jì)的時候要充分考慮到防震、防洪、防雷等問題。

1.4 施工過程中的安全問題

城市軌道交通安全工程在施工安裝期間可能發(fā)生各類安全事故，其中較為常見的是：結(jié)構(gòu)開裂、坍塌以及建設(shè)項(xiàng)目周邊環(huán)境出現(xiàn)沉降或坍塌等。從其原因來看，主要是由于設(shè)計(jì)失誤或者是施工不當(dāng)導(dǎo)致的。

2.城市軌道交通安全工程設(shè)計(jì)中要遵循的原則

城市軌道交通安全工程的設(shè)計(jì)要以下述要求為基本的目標(biāo)，在正常使用的情況下要盡量防止由于乘客使用系統(tǒng)而對乘客造成傷害或者危險(xiǎn)，同時要防止系統(tǒng)對運(yùn)營人員及其他人員的傷害與危險(xiǎn)，同時要防止運(yùn)營設(shè)施及車輛遭受到損害與損失。

城市軌道交通車輛與運(yùn)營設(shè)備的選擇上要遵循以技術(shù)成熟為前提，保證其安全與可靠性，滿足使用功能，便于維修，經(jīng)濟(jì)合理。便于乘客使用與操作，便于識別，同時要將其設(shè)置在便于觸及的地方，同時要保證一旦操作失誤不會威脅到使用人員的安全，在設(shè)計(jì)的時候要充分的考慮到老人、孕婦、孩子及殘疾人等特殊群體，要讓其可以順利應(yīng)用該系統(tǒng)?？梢栽谲壍谰€路、隧道及車站站臺、站廳、出入口、車廂及其他的運(yùn)營場所的項(xiàng)目位置設(shè)置保障城市交通安全運(yùn)營的標(biāo)識，導(dǎo)向、提示、警告、限制、禁止等都屬于這類標(biāo)志。對于起火風(fēng)險(xiǎn)較大的設(shè)施，必須要進(jìn)行維護(hù)，盡量減少可能的火情蔓延，對火情及有害燃燒氣體與熱量的控制上，要盡量保障有效地疏散措施。地下車站及隧道等電纜不能含有鹵化物，盡量避免燃燒時產(chǎn)生的有毒氣體，一旦發(fā)生火災(zāi)，通風(fēng)排煙系統(tǒng)要立即進(jìn)入到火災(zāi)運(yùn)行模式，保障人員疏散與滅火，提高安全性。

3.防火設(shè)計(jì)的重要提示

從城市軌道交通工程的各類災(zāi)害中，火災(zāi)是破壞力最大的，所謂火災(zāi)，是指不論是在時間還是在空間上都無法控制的燃燒造成的災(zāi)害。

3.1 加強(qiáng)對火源的控制

在城市軌道交通工程中，從引發(fā)火災(zāi)的原因來看，火源控制不當(dāng)是最主要的因素，引起火災(zāi)的火源是多方面的，主要可以分為：電災(zāi)火源、生活用火、人為破壞。設(shè)計(jì)人員要充分了解這幾種火源，從根本上控制火災(zāi)的蔓延。

從組成來看，電氣火災(zāi)主要由電纜老化、違規(guī)用電、電氣設(shè)備設(shè)計(jì)失誤或者安裝錯誤造成的，還有一部分是由于超負(fù)荷使用而導(dǎo)致的；而生活用電則主要包括煙頭等可燃物；生產(chǎn)用火則主要包括施工中的電焊火花，切割等火花；人為縱火主要是人們偏激的思想導(dǎo)致的。

3.2 建立火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案編制

在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)入到試運(yùn)行的階段的時候，設(shè)計(jì)單位要協(xié)助主單位進(jìn)行火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的編制，增強(qiáng)安全預(yù)防。

3.3 建筑防火設(shè)計(jì)的組成要素

是由疏散通道、疏散門、安全出口、疏散用樓梯及自動扶梯、隧道聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)置組成，同時還包括疏散的能力及設(shè)備管理能力，另外，在設(shè)計(jì)的時候要對安全出口與用房的位置有準(zhǔn)確的定位。

3.4 防災(zāi)用電、應(yīng)急照明與疏散指示的設(shè)計(jì)要素

消防用電的要求、應(yīng)急照明的連續(xù)供電時間、應(yīng)急照明的設(shè)置、疏散指示標(biāo)志的設(shè)置。

結(jié)束語：

綜上所述，城市軌道交通安全工程的設(shè)計(jì)工作對于城市安全管理具有十分重要的意義，對強(qiáng)化城市軌道交通安全具有十分重要的意義，其可以讓城市軌道交通安全工程更加系統(tǒng)化、程序化、規(guī)范化。

第4篇：城市軌道交通綜述范文

【關(guān)鍵詞】城市；軌道交通；車輛；受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)；穩(wěn)定性；分析

在城市軌道交通車輛運(yùn)行過程中，車輛運(yùn)行是在受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的耦合作用下，通過軌道交通車輛的受流作用過程最終實(shí)現(xiàn)的，因此，受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于城市軌道交通車輛的運(yùn)行狀況有很多的影響和作用。通常情況下，城市軌道交通車輛運(yùn)行過程中，受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)中的受電弓與接觸網(wǎng)之間，由于經(jīng)常發(fā)生電弧光現(xiàn)象，容易導(dǎo)致受電弓與接觸網(wǎng)之間出現(xiàn)分離，從而對于城市軌道交通車輛的運(yùn)行穩(wěn)定與運(yùn)行安全產(chǎn)生很大的影響。進(jìn)行城市軌道交通車輛受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的相關(guān)分析與研究，就可以實(shí)現(xiàn)在對于系統(tǒng)運(yùn)行原理尊重的基礎(chǔ)上，對于受電弓與接觸網(wǎng)之間的運(yùn)行關(guān)系進(jìn)行合理的處理與改進(jìn)，以提高城市軌道交通車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

1 受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)與功能作用分析

1.1 受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)

在城市軌道交通車輛運(yùn)行中，所應(yīng)用的受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)對于車輛的運(yùn)行作用，主要是通過弓網(wǎng)系統(tǒng)中的受電弓部分的電弓弓頭滑板，它隨著城市軌道交通車輛的運(yùn)行移動，與弓網(wǎng)系統(tǒng)中接觸網(wǎng)的接觸線進(jìn)行連接，并隨著軌道車輛運(yùn)行移動的滑動接觸，使城市軌道車輛受流產(chǎn)生運(yùn)行動力，進(jìn)行正常的運(yùn)行應(yīng)用。弓網(wǎng)系統(tǒng)中受電弓與接觸網(wǎng)之間的相互作用，直接對于城市軌道車輛運(yùn)行中的供電質(zhì)量與供電可靠性有著很大的影響決定作用。如下圖1所示，受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)在城市軌道交通車輛運(yùn)行作用中，需要通過連續(xù)的電氣接觸作用，對軌道運(yùn)行車輛進(jìn)行供電支持，并且還需要注意將弓網(wǎng)系統(tǒng)中的接觸線與弓頭滑板的應(yīng)磨損進(jìn)行控制。

1.2 受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)在軌道車輛運(yùn)行中的作用

受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)對于城市軌道交通車輛的運(yùn)行有著很大的影響作用。首先，城市軌道交通車輛運(yùn)行中是通過弓網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行受流運(yùn)行的，弓網(wǎng)系統(tǒng)為城市軌道交通車輛的運(yùn)行進(jìn)行連續(xù)電能能量的提供支持，以保證車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。其次，城市軌道交通車輛運(yùn)行過程中，弓網(wǎng)系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)不僅需要對于運(yùn)行車輛進(jìn)行供電支持，還對于軌道交通車輛的運(yùn)行具有牽引作用，一旦城市軌道交通車輛的運(yùn)行偏離了弓網(wǎng)系統(tǒng)中接觸網(wǎng)的牽引供電作用，就可能造成嚴(yán)重的車輛運(yùn)行安全問題。在城市軌道車輛運(yùn)行過程中，通過受電弓中的弓頭滑板與接觸網(wǎng)接觸線的滑動接觸作用，進(jìn)行車輛運(yùn)行所需電能的獲得，再通過弓頭滑板將獲取電能傳遞給軌道車輛，這時軌道車輛中牽引電機(jī)裝置就會將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而對于車輛的運(yùn)行進(jìn)行支持實(shí)現(xiàn)。

在城市軌道交通車輛運(yùn)行過程中，如果弓網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能比較良好，那么對于車輛電能的供應(yīng)情況也就會呈現(xiàn)良好狀態(tài)，車輛運(yùn)行就會比較穩(wěn)定和安全；同理，如果弓網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)不夠良好，就不能正常的進(jìn)行車輛運(yùn)行所需電能的供應(yīng)支持，相應(yīng)的就會對于車輛的運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性造成很大的不利影響。

2 受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)模型建立與穩(wěn)定性計(jì)算

2.1 受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)模型的建立

根據(jù)上述的受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)情況，建立如下圖2所示的受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)模型，以實(shí)現(xiàn)對于弓網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性特征的分析研究。

如上圖2所示，進(jìn)行受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)模型建立中，需要的系統(tǒng)模型建立材料主要有接觸網(wǎng)中的接觸線、承力索以及吊弦、定位器等部、零件，就可以建立如上圖所示的弓網(wǎng)系統(tǒng)模型圖。在上圖所示的弓網(wǎng)系統(tǒng)模型中，P0代表的是受電弓向上的抬升作用力情況，M1、M1分別表示的是受電弓弓頭與框架的等效質(zhì)量情況，而C1、C2分別表示的是受電弓弓頭與框架之間、受電弓框架與基座之間的阻尼值，而k1表示的是受電弓弓頭與框架之間的剛度情況。

根據(jù)上圖所示的受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)示意圖以及圖中所給定的各種數(shù)值條件，當(dāng)車輛處于運(yùn)行狀態(tài)時，弓網(wǎng)系統(tǒng)中的受電弓弓頭會隨著車輛的移動進(jìn)行滑動，但是受電弓弓頭始終與接觸網(wǎng)的接觸線保持接觸關(guān)系。那么，在接觸線點(diǎn)處受電弓弓頭的滑動速度與車輛運(yùn)行后受電弓弓頭的加速度，會直接對于接觸網(wǎng)中接觸線的位移與變形情況進(jìn)行影響。關(guān)系描述可如下公式所示。

在上示的（1）和（2）兩個關(guān)系式中，關(guān)系的建立分別是通過受電弓的豎直位移變化與接觸線的豎直位移變化、車輛運(yùn)行的速度等各種條件因素實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)上述的弓網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性與車輛運(yùn)行之間的關(guān)系與影響因素，通過上述弓網(wǎng)模型進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析應(yīng)用中，進(jìn)行系統(tǒng)模型求解比較困難，因此，在對于車輛運(yùn)行過程中，車輛受流時的車體振動、風(fēng)等作用力的影響進(jìn)行忽略，并建立假定條件的基礎(chǔ)上，可對上示的弓網(wǎng)系統(tǒng)模型改進(jìn)如下圖3所示。

2.2 受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

上圖3所示的弓網(wǎng)系統(tǒng)改進(jìn)模型建立中，對于接觸網(wǎng)中接觸線的跨距長度設(shè)置為相同的情況。而對于受電弓中的向上抬升作用設(shè)置為定值，并且不考慮車輛受流中的風(fēng)、空氣以及接觸線橫向振動等情況的影響作用。

這種情況下，進(jìn)行弓網(wǎng)系統(tǒng)中的各種穩(wěn)定性作用計(jì)算時，就相對比較簡單。如下圖4所示，為對于弓網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定受流變化計(jì)算圖。

圖4 弓網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定受流變化圖

由上圖可知，車輛運(yùn)行過程中，弓網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定受流與λ和β的取值情況有很大的關(guān)系，當(dāng)λ和β的取值適當(dāng)時，就會使弓網(wǎng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定受流的狀態(tài)。因此，在車輛運(yùn)行過程中，如果弓網(wǎng)系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)跨距長度相同，那么可以通過對于λ和β的取值適當(dāng)控制，進(jìn)行弓網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高與改善，以此對于車輛的運(yùn)行安全與穩(wěn)定性進(jìn)行保證。

3 結(jié)束語

總之，根據(jù)上文中的模型計(jì)算與分析結(jié)果可知，受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置有很大的關(guān)系，進(jìn)行城市軌道交通車輛接觸網(wǎng)中接觸懸掛類型的統(tǒng)一，也有利于車輛受流穩(wěn)定。此外，車輛運(yùn)行過程中，對于不穩(wěn)定運(yùn)行速度情況進(jìn)行控制，對于車輛受流穩(wěn)定也有積極意義，有利于保證城市軌道交通車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊儉，宋瑞剛，方宇.城市軌道交通車輛受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析[J].鐵道學(xué)報(bào)，2011（9）.

第5篇：城市軌道交通綜述范文

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 自動化 體系結(jié)構(gòu) 自律分布系統(tǒng)

Abstract: Based on analysis of characteristics of the urban railroad transportation systems， the technical requirements of railroad transportation systems are proposed， the design principle and method of urban railroad transportation automation system are also discussed in this paper. Compare with the conventional system architecture， we argue that the autonomous decentralized system architecture is an ideal architecture for urban railroad transportation automation system. Finally， the outline of autonomous decentralized system was described from technical maturity and advantage point of view respectively.

Keywords: Urban Railroad Transportation; Automation; System Architecture; Autonomous Decentralized System

一、 城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)及其技術(shù)需求

在討論城市軌道交通系統(tǒng)自動化系統(tǒng)之前，對城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析是十分必要的。下面從七個方面逐一進(jìn)行分析。

1． 城市軌道交通規(guī)劃的可持續(xù)性

隨著中國城市化進(jìn)程的發(fā)展，主城區(qū)向外擴(kuò)展、主城區(qū)和衛(wèi)星城連成一體是一個明顯的趨勢。城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃要能適應(yīng)這一不斷發(fā)展和擴(kuò)展的需求。然而，存在的主要問題是：準(zhǔn)確地預(yù)測未來的發(fā)展具有很多不確定因素。也就是說，當(dāng)前的規(guī)劃在將來是要變的。這就要求我們的規(guī)劃要充分考慮系統(tǒng)的變化因素，反過來也要考慮現(xiàn)有系統(tǒng)和未來系統(tǒng)的平滑銜接和升級。用技術(shù)的語言講就是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性。

2． 城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)的階段性

城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)受投資、征地等諸多因素制約，不可能像大鐵路那樣一次設(shè)計(jì)、一次建設(shè)，需要分階段地建設(shè)和實(shí)施，一般的形態(tài)是逐線建設(shè)，即使是一條線也要求分段建設(shè)。這樣的建設(shè)模式給系統(tǒng)運(yùn)行帶來很大的挑戰(zhàn)。對于分階段實(shí)施的系統(tǒng)而言，很明顯要求系統(tǒng)具有擴(kuò)充性。對于能夠一次建成的系統(tǒng)，建成后的系統(tǒng)升級和改造，要求不中斷系統(tǒng)的運(yùn)行，從這個角度看，要求系統(tǒng)具有在線特性，即邊測試，邊運(yùn)行。此外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)運(yùn)用過程中的在線培訓(xùn)。系統(tǒng)的擴(kuò)充性和在線特性對于降低系統(tǒng)的開發(fā)成本，運(yùn)行成本都是有直接好處的。這一問題也可以歸結(jié)為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性。

3． 運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化

運(yùn)輸組織的多樣化是指根據(jù)節(jié)假日和重大活動適時地調(diào)整運(yùn)輸計(jì)劃并付諸實(shí)施。這就要求建立在線實(shí)時的運(yùn)輸計(jì)劃系統(tǒng)，即運(yùn)行圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小時級計(jì)劃的調(diào)整。

在上下班的高峰期實(shí)現(xiàn)列車的高密度運(yùn)行是必須的，比如120秒的運(yùn)行間隔。高密度運(yùn)行與列車自動控制方式（ATC）和行車指揮系統(tǒng)密切相關(guān)。在這樣的需求之下，存在兩條不同的技術(shù)路線：信息集中控制集中，信息集中控制分散。就行車指揮系統(tǒng)而言，如何進(jìn)行選擇可用下面的事例來說明。

日本的新干線由JR東日本，JR西日本，JR東海道等鐵路公司運(yùn)營。因此，新干線的運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)分為二大類：其一為COMTRAC（JR西日本，JR東海道采用），其二為COSMOS（JR東日本采用）。COMTRAC采用的是信息集中控制集中模式，而COSMOS采用的是信息集中控制分散模式。

基于可靠的理由，在阪神大地震后，COMTRAC建有第二指令所（調(diào)度所）。

需強(qiáng)調(diào)指出是信息集中是指列車計(jì)劃信息（運(yùn)行圖）的集中，以及列車運(yùn)行實(shí)績（在線狀態(tài)）的集中?？刂品稚⑹侵噶熊囘M(jìn)路控制由各個車站的系統(tǒng)——程序進(jìn)路控制裝置（PRC）完成。站間協(xié)調(diào)的準(zhǔn)則就是列車運(yùn)行圖。

從上面的分析中可以看出，車站PRC只要有運(yùn)行圖信息就可以實(shí)施進(jìn)路控制。在正常情況下，由調(diào)度中心向車站PRC傳送運(yùn)行圖信息；而在非正常情況下（災(zāi)害），由各車站PRC定期保存基本運(yùn)行圖信息，以備緊急情況下使用。

至于列車在線信息的集中，可以這樣考慮，在災(zāi)害時，只需收集列車運(yùn)行狀態(tài)的最少基本信息，而不必建設(shè)1：1的備用中心。

日本東京圈自律交通運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實(shí)現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化，實(shí)現(xiàn)了列車的高密度運(yùn)行（120秒），實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。這一系統(tǒng)也是采用的信息集中控制分散模式。

就列車自動控制系統(tǒng)而言，有兩種模式。一是在地面系統(tǒng)生成速度指令，發(fā)送到軌道電路上，列車按速度指令行車；一個是地面系統(tǒng)只發(fā)送停車點(diǎn)信息，列車根據(jù)這一信息和自身的位置以及制動性能自律地生成平滑的制動曲線。后一種模式也可以稱為（列車位置）信息集中（制動）控制分散，可以適應(yīng)不同車輛不同的制動性能，最大限度地實(shí)現(xiàn)高密度運(yùn)行。

因此，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化時，采用何種技術(shù)路線是必須認(rèn)真研究解決的問題。

4． 旅客服務(wù)的實(shí)效性

為旅客提供列車運(yùn)行信息的顯示和廣播是基本的要求。在非正常運(yùn)行情況下，實(shí)時地信息是關(guān)鍵。要求旅客服務(wù)系統(tǒng)和行車指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互連。

5． 維護(hù)作業(yè)管理模式

系統(tǒng)的維護(hù)模式是一個較少探討的問題，面前維護(hù)作業(yè)管理很難實(shí)現(xiàn)自動化。系統(tǒng)維護(hù)模式也決定著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)方式。

第一個問題涉及系統(tǒng)自身的維護(hù)。是不中斷運(yùn)行維護(hù)，還是在線維護(hù)與測試。即系統(tǒng)是否具備在線維護(hù)的能力。這又與系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

第二個問題是維護(hù)的管理模式。是集中還是分擔(dān)。現(xiàn)有的維護(hù)管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調(diào)度人員管制下完成。分擔(dān)的維護(hù)管理模式是指由調(diào)度中心、車站和現(xiàn)場作業(yè)人員共同完成維護(hù)作業(yè)。在這種模式下，調(diào)度中心負(fù)責(zé)信息（維護(hù)作業(yè)計(jì)劃）集中，車站負(fù)責(zé)進(jìn)路控制，現(xiàn)場作業(yè)人員負(fù)責(zé)維護(hù)作業(yè)時的進(jìn)路申請和作業(yè)實(shí)施。可以說，將過去調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給了車站和現(xiàn)場作業(yè)人員。各個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)?shù)淖灾鳈?quán)并相互協(xié)調(diào)。支持這一維護(hù)管理模式，需要相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)。

6． 安全性

安全性是城市軌道交通系統(tǒng)的基本要求。具體地講就是在軌道交通系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)如通信信號、行車指揮、列車控制、牽引供電和車輛等領(lǐng)域采用故障-安全設(shè)計(jì)原則。故障-安全涉及硬件、軟件和通信編碼等方面。如何應(yīng)用故障-安全的理論和方法是我們面臨的問題。

7． 可用性

對城市軌道交通系統(tǒng)而言，故障-安全是不夠的。故障-安全從本質(zhì)上講是一種被動的技術(shù)措施。如何保證運(yùn)輸服務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定性，即可用性是我們的首要目標(biāo)。做到100%的可用在技術(shù)上是可行的，但代價(jià)往往是高的。有時由于外界因素（如災(zāi)害、人身傷亡事故等）的影響導(dǎo)致服務(wù)中斷是不可避免的，但不是無限期的。非正常情況下的快速恢復(fù)是一個關(guān)鍵。

在高密度運(yùn)行區(qū)間，為防止列車故障或事故時引發(fā)混亂、盡量減小列車晚點(diǎn)，需要靈活快捷的列車群自動控制系統(tǒng)。在正常情況下，列車群自動控制依賴于運(yùn)行圖；在非正常情況下，要實(shí)現(xiàn)列車群的協(xié)調(diào)，如安排列車的避讓或折返、避免列車在站間停車等。傳統(tǒng)的列車群控制大多依賴于調(diào)度員的指揮，難于實(shí)現(xiàn)快速的事故恢復(fù)。

為保證運(yùn)輸服務(wù)的可用性，快捷的列車群自動控制系統(tǒng)是必不可少的。從技術(shù)上講，實(shí)現(xiàn)可用性也有兩條技術(shù)路線：容錯和防錯。防錯主要采用冗余技術(shù)，100%的備用，系統(tǒng)的成本太高。容錯是真正容許模塊的錯誤和故障的發(fā)生，采用模塊級備用方式，實(shí)現(xiàn)低成本化。

綜上所述，城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求可以歸納為如下幾個方面：

（1） 系統(tǒng)的在線擴(kuò)展性

（2） 系統(tǒng)的在線維護(hù)和測試性

（3） 系統(tǒng)的在線容錯性

（4） 信息集中、控制分散的技術(shù)路線

（5） 調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式

二、 城市軌道交通自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法

為滿足城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求，需要建立新的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。提出如下觀點(diǎn)和方法供參考。

1．信息集中、控制分散的技術(shù)路線

為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術(shù)路線是一種理想選擇。

2．調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式

這一模式對實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的高效協(xié)同運(yùn)行有重要意義。

3．城市軌道交通自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

目前廣泛采用的是集中式體系結(jié)構(gòu)和客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。對于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴(kuò)展的要求，而客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)又存在著系統(tǒng)負(fù)荷過于集中在服務(wù)器方等問題。因此，研究適合于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以滿足系統(tǒng)動態(tài)擴(kuò)展的要求是一項(xiàng)重大課題。

4．系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)

目前，系統(tǒng)設(shè)計(jì)大多采用自頂向下的方法，包括結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)等方法。這些方法假定在設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、規(guī)模和功能是確定的。系統(tǒng)的擴(kuò)展和變化，必將引起整個系統(tǒng)的變化，可謂“牽一發(fā)動全身”。對于大規(guī)模系統(tǒng)而言，不可能一次設(shè)計(jì)、一次建成，需要分階段地設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)施。采用自底向上，由子系統(tǒng)逐步構(gòu)成整個系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)勢在必行。

5．系統(tǒng)容錯技術(shù)(可靠性)

目前的雙機(jī)或多機(jī)冗余備用技術(shù)從根本上講是一種防錯技術(shù)，即防止錯誤的發(fā)生。在實(shí)際應(yīng)用中，存在著成本高，防不勝防等問題。針對城市軌道交通自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)，研究開發(fā)低成本的、實(shí)現(xiàn)真正意義上的容錯技術(shù)是必要的。

6．故障-安全技術(shù)

對于軌道交通電氣化自動化系統(tǒng)這類要求故障-安全特性的系統(tǒng)，需要從硬件、軟件和通信等層面對故障-安全技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，并重點(diǎn)解決工程實(shí)用化問題。目前這一方面的研究相對薄弱。

三、 城市軌道交通自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

1．體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運(yùn)用成敗的影響

在討論城市軌道交通自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)之前，先以CTC系統(tǒng)為例，說明體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運(yùn)用成敗的影響。

鐵路行車調(diào)度指揮系統(tǒng)采用CTC已有漫長的歷史。美國1927年開發(fā)了第一套CTC系統(tǒng)，以單線無人站為控制對象，以增加區(qū)間列車運(yùn)行數(shù)為目標(biāo)。實(shí)踐證明，其投資效果是明顯的，到1955年所有干線基本實(shí)現(xiàn)了CTC化。歐洲（1943）、日本（1954）開始采用CTC系統(tǒng)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車站的無人化和經(jīng)營的效率化。

我國開展CTC的研究已有40余年的歷史，廣深、大秦、鄭武等線裝備了CTC系統(tǒng)而沒有開通或使用。其主要問題是：調(diào)度集中模式下，行車和調(diào)車作業(yè)的矛盾沒有解決。

基于CTC的運(yùn)輸管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調(diào)度人員管制下完成。但調(diào)度員的管制能力又是有限的。

從技術(shù)上講，CTC采用的是典型的集中式體系結(jié)構(gòu)，對于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴(kuò)展的要求，而客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)又存在著系統(tǒng)負(fù)荷過于集中在服務(wù)器方等問題。

在高密度區(qū)間、客貨混跑條件下，傳統(tǒng)的CTC系統(tǒng)面臨如下問題：（1）大規(guī)模樞紐站仍然由人控制，不能實(shí)現(xiàn)自動化；（2）發(fā)生故障恢復(fù)運(yùn)行時相當(dāng)費(fèi)時；（3）維護(hù)作業(yè)依賴于人，存在安全隱患。

在城市軌道交通系統(tǒng)中，仍然存在上述（2）（3）之問題。

在第一部分已經(jīng)提到，調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式。在這種模式下，調(diào)度中心負(fù)責(zé)信息集中，車站負(fù)責(zé)進(jìn)路控制，現(xiàn)場作業(yè)人員負(fù)責(zé)維護(hù)作業(yè)時的進(jìn)路申請和作業(yè)實(shí)施?？梢哉f，將過去調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給了車站和現(xiàn)場作業(yè)人員。各個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)?shù)淖灾鳈?quán)并相互協(xié)調(diào)。這一業(yè)務(wù)模式可稱為自律分布模式。

以“信息集中、控制分散”為基本理念的自律分布鐵路調(diào)度指揮模式是解決我國CTC系統(tǒng)主要問題的一種理想選擇。支持自律分布模式的體系結(jié)構(gòu)是一種對等式體系結(jié)構(gòu)，又稱為自律分布體系結(jié)構(gòu)。

2．集中式體系結(jié)構(gòu)

在自動化系統(tǒng)中，廣泛采用的是集中式結(jié)構(gòu)。對于城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴(kuò)展的要求。在運(yùn)行過程中，其缺點(diǎn)表現(xiàn)為：

圖1 集中式體系結(jié)構(gòu)

（1） 所有的現(xiàn)場設(shè)備信息必須匯總到通訊前置機(jī)后再由通訊前置機(jī)發(fā)送到控制中心。這增加了信息傳輸中間環(huán)節(jié)，并且隨著現(xiàn)場設(shè)備的擴(kuò)展，增加了通訊前置機(jī)的負(fù)擔(dān)，通訊前置機(jī)是現(xiàn)場設(shè)備和控制中心交互的咽喉，如果它出現(xiàn)故障，則整個監(jiān)控系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

（2）現(xiàn)場的所有信息都是最終匯總到控制中心，控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，最后由操作員工作站的屏幕上顯示出來。同時將各種控制信息發(fā)送給現(xiàn)場設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)督和控制。這種集中式的監(jiān)控系統(tǒng)隨著監(jiān)控規(guī)模的不斷擴(kuò)大，必將大大加大控制中心的負(fù)擔(dān)。

（3）若要對集中式結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)增加新的設(shè)備時，必須停止整個系統(tǒng)的運(yùn)

行，并且還必須將控制中心的軟件進(jìn)行修改，甚至重新編寫軟件，這也將大大影響 監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，而且將消耗大量的人力物力。

3． 客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)

客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)雖然減少了中間環(huán)節(jié)，方便了動態(tài)擴(kuò)充，卻又存在著系統(tǒng)負(fù)荷過于集中在服務(wù)器的問題。

圖2 客戶/服務(wù)器式體系結(jié)構(gòu)

（1）客戶端每一次操作必須通過服務(wù)器統(tǒng)一處理。這樣使信息交互中的大量負(fù)擔(dān)集中到了服務(wù)器，客戶端只執(zhí)行一些簡單任務(wù)。特別是在如今系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，對服務(wù)容量要求必然會迅速增加，負(fù)荷進(jìn)一步加重，嚴(yán)重情況下，很可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，服務(wù)器處于癱瘓狀態(tài)。

（2）同時由于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)中服務(wù)器必須處理大量的信息，且客戶端均由服務(wù)器連接，如若要加入新的客戶端雖不影響其它客戶端的運(yùn)行性能，但必須對服務(wù)器進(jìn)行調(diào)整修改，服務(wù)器軟件也將被修改后才能使得整個系統(tǒng)運(yùn)行正常，這時，修改服務(wù)器將導(dǎo)致服務(wù)器部分失效或全部停止運(yùn)行。其它客戶端無法交換信息進(jìn)行連接，必然影響到整個監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（3）傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器應(yīng)用軟件模式大都是基于“肥客戶機(jī)”結(jié)構(gòu)下的兩層結(jié)構(gòu)。它面臨的一個主要的問題是系統(tǒng)的擴(kuò)展及安裝維護(hù)困難。開發(fā)人員寫出的程序在客戶端運(yùn)行，占用了大量的系統(tǒng)資源和網(wǎng)絡(luò)資源。而在分布式實(shí)時控制系統(tǒng)中，C/S結(jié)構(gòu)更顯出他的不足：

Client與Server直接連接，沒有中間結(jié)構(gòu)來處理請求，Server定位通常需要網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，Server必須是活動的（Active），客戶端的應(yīng)用程序嚴(yán)格依賴于服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲和組織方式。應(yīng)用接口的異構(gòu)性嚴(yán)重影響系統(tǒng)間的互操作。許多相同的功能模塊被多次重復(fù)開發(fā)，代碼的重用很困難。無法保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性，系統(tǒng)可擴(kuò)展性差（無法實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)和在線擴(kuò)展），容錯性差，對多數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用支持較差。

由一個中心服務(wù)器處理所有數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)都必須通過服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，而不是直接的點(diǎn)對點(diǎn)的方式，從而增加了不必要的延時。這種模式在服務(wù)器具備所有需要的信息的時候可以正常工作，而當(dāng)數(shù)據(jù)來源于多個節(jié)點(diǎn)且同時又被多個節(jié)點(diǎn)使用的時候就顯得力不從心了。而且服務(wù)器還是整個系統(tǒng)的性能瓶頸，若服務(wù)器由于某種原因出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)的通信都將陷入癱瘓。

所以，客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無法滿足分布式實(shí)時應(yīng)用系統(tǒng)的需求。 4. 系統(tǒng)的通信模型

傳統(tǒng)的通信模型對應(yīng)于其傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，同樣具有一些技術(shù)上的問題需要解決。傳統(tǒng)的通信分為polling型和請求/應(yīng)答型（request/reply）。

（1）Polling通信模型

其主要問題在于控制中心的服務(wù)器采用定時輪詢技術(shù)，控制中心發(fā)出信息后，各個客戶端是按照與控制中心聯(lián)接的順序來接收信息并對控制中心的信息做出反應(yīng)，例如在Master對Slave1發(fā)出信息后，Slave1接收信息并做出反應(yīng)后將發(fā)出回饋信息到Master， Master在接收到Slave1的信息后再向Slave2發(fā)送信息，以此類推，在最末端的Slave i將在最后接收到Master發(fā)出的信息，在這個過程中如若其中某一個Slave出現(xiàn)問題或聯(lián)接中斷，則該Slave后的其他客戶端將接收不到信息，無法做出反應(yīng)。并且這種通信方式將花費(fèi)大量的時間，對于監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時性造成很大的障礙。

（2） 請求/應(yīng)答通信模型（Request/Reply）則對應(yīng)于客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。

請求/應(yīng)答通信模型是基于TCP/IP協(xié)議的一種網(wǎng)絡(luò)化通信模型。它是一種客戶端向服務(wù)器發(fā)出發(fā)送信息的請求后，在得到服務(wù)器應(yīng)答后才能發(fā)送信息的通信模式。與polling通信模型相比較而言，其優(yōu)點(diǎn)在于無需各客戶端按照順序來進(jìn)行應(yīng)答，從而節(jié)省了大量的時間，但是如若一旦服務(wù)器發(fā)生故障，則通信就無法進(jìn)行，也將影響到監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

從上述兩種通信模型來看，兩者都有一些技術(shù)上的問題有待解決，而影響了監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)擴(kuò)展及可靠性，需要有新的通信模型來加以改進(jìn)。

5. 自律分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自律分布系統(tǒng)(Autonomous -Decentralized System---ADS)，在降低系統(tǒng)復(fù)雜程度、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展方面是一個很大的進(jìn)步。自律分布的思想是向生物學(xué)習(xí)而提出來的。在生物體中，每個細(xì)胞具有相同的遺傳信息。據(jù)此，自律分布系統(tǒng)認(rèn)為構(gòu)成系統(tǒng)的各個節(jié)點(diǎn)具有相同的潛在能力，任何一個節(jié)點(diǎn)可以從其他節(jié)點(diǎn)接收信息，然后選擇必要的信息加以自律地處理。在自律分布系統(tǒng)中，任何程序只與數(shù)據(jù)域(池)發(fā)生聯(lián)系，從而避免了程序之間的直接連接，有效地降低了系統(tǒng)的整體復(fù)雜性。在自律分布系統(tǒng)中，采用功能碼通信方式。發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)與表示其內(nèi)容的功能碼組成一對，向數(shù)據(jù)域（池）發(fā)送。接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)從數(shù)據(jù)域中讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)一個程序所需的數(shù)據(jù)到達(dá)數(shù)據(jù)域時，由系統(tǒng)自動啟動該程序。這種方式稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動方式。數(shù)據(jù)域、功能碼通信、數(shù)據(jù)驅(qū)動是自律分布系統(tǒng)的三大特征。自律分布系統(tǒng)已從專用控制網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到通用網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)。自律分布系統(tǒng)在降低系統(tǒng)復(fù)雜性和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線擴(kuò)展、在線維護(hù)和在線容錯方面是有效的。

四、解決方案---自律分布系統(tǒng)（ADS）技術(shù)

1．ADS技術(shù)綜述

系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的趨勢表明，在設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng)時，不可能一次性將各個部分、各個環(huán)節(jié)都考慮完整周全，而必須隨著系統(tǒng)的分階段建設(shè)不斷擴(kuò)充規(guī)模、不斷完善功能。現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)都是一次性建設(shè)完畢，如要進(jìn)行擴(kuò)充和維護(hù)，只能終止整個系統(tǒng)的運(yùn)行，這必然會給運(yùn)輸造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。自律分布系統(tǒng)，即ADS（Autonomous Decentralized System）。構(gòu)成自律分布系統(tǒng)的首要條件是子系統(tǒng)的存在性。整個ADS 系統(tǒng)是不能事先定義的，只能籠統(tǒng)地定義為若干子系統(tǒng)的集成。ADS 系統(tǒng)最關(guān)鍵的特點(diǎn)就是子系統(tǒng)的自我控制和自我協(xié)調(diào)的能力。

(1)自我控制表現(xiàn)在一旦某個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障、進(jìn)行維修或剛剛加入，其它子系統(tǒng)可以不受干擾地管理和運(yùn)行自己的功能。

(2)自我協(xié)調(diào)是指一旦某個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障、進(jìn)行維修或剛剛加入，其它子系統(tǒng)能夠在在它們內(nèi)部協(xié)調(diào)處理完成各自的任務(wù)。

正是子系統(tǒng)的這兩個特點(diǎn)保證了整個系統(tǒng)的在線擴(kuò)展、在線維護(hù)和容錯。因此根據(jù)ADS 思路設(shè)計(jì)的自動化系統(tǒng)體現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn)：

首先，它不再基于傳統(tǒng)的C/S 模型，而是由若干子系統(tǒng)構(gòu)成。各個子系統(tǒng)之間是相互平等的，不存在依附關(guān)系，可以自主運(yùn)作，但這并不表明它們不與外界交換信息。實(shí)際上，各個子系統(tǒng)不斷向外界以廣播方式發(fā)送信息，同時又根據(jù)各自需求接收來自外界的信息以為自己服務(wù)。這樣一來，C/S 模式中服務(wù)器大量的負(fù)擔(dān)被有限地分散了，而且加快了子系統(tǒng)間信息的交換速度。

ADS的核心協(xié)議ADP是建立在TCP/IP的UDP協(xié)議之上的一個應(yīng)用層協(xié)議。因此，只要支持TCP/IP協(xié)議的環(huán)境都可以支持ADS技術(shù)。目前，ADS標(biāo)準(zhǔn)草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，即將被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行之中。

日本東京圈自律交通運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實(shí)現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化，實(shí)現(xiàn)了列車的高密度運(yùn)行（120秒），實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。如下圖所示。

2. ADS的技術(shù)成熟性

自律分布系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)是成熟的、可靠的，其理由如下：

（1）ADS是一種開放的技術(shù)

ADS的核心協(xié)議ADP是建立在TCP/IP的UDP協(xié)議之上的一個應(yīng)用層協(xié)議。因此，只要支持TCP/IP協(xié)議的環(huán)境都可以支持ADS技術(shù)。

（2）ADS即將被采納為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)

目前，ADS標(biāo)準(zhǔn)草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，即將被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。

另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行之中。

（3）ADS有成功的應(yīng)用實(shí)踐

日本東京圈自律交通運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實(shí)現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化。實(shí)現(xiàn)了列車的高密度運(yùn)行（90秒），實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。

（4）ADS有較成熟的開發(fā)平臺和工具

目前，自律分布系統(tǒng)的主要開發(fā)工具有：NXDlink， NXDFS， NXConstructor32， NXMaRT-View， NXMaRT-Watch等。均支持目前主流的操作系統(tǒng)平臺如UNIX， Windows NT， 還支持PLC和設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet）。

因此，采用自律分布系統(tǒng)在技術(shù)上是完全可行的，其產(chǎn)品是可靠的。

3．采用ADS技術(shù)的城市軌道交通自動化系統(tǒng)主要特點(diǎn)

3．1 在線可擴(kuò)展性

（1）在系統(tǒng)中假如有新節(jié)點(diǎn)（車站）加入，在數(shù)據(jù)域中的所有節(jié)點(diǎn)都將接收這一信息，同時可在控制中心看見這個新站加入系統(tǒng)中。

（2）假如在線的車站突然因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障退出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其他所有節(jié)點(diǎn)都會知道這一狀況，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障被排除以后，節(jié)點(diǎn)重新加入系統(tǒng)，并且自動向控制中心發(fā)送自己最新的信息。并且盡力來恢復(fù)故障前的狀態(tài)，可見系統(tǒng)有很好的伸縮性。

3．2 在線可維護(hù)性

運(yùn)行圖文件可以在控制中心在線修改，修改后可以下傳到各個車站控制子系統(tǒng)。在節(jié)點(diǎn)在線的情況下可以自由地對軟件系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行修改和維護(hù)。

3．3 在線容錯性

（1）假如控制中心主機(jī)發(fā)生了故障，在控制中心的其它備用主機(jī)就會自動取得控制中心的控制權(quán)，同時系統(tǒng)中的其它節(jié)點(diǎn)也會重新確認(rèn)新的控制中心節(jié)點(diǎn)，向它傳輸最新的信息。當(dāng)發(fā)生故障的原控制中心主機(jī)重新加入系統(tǒng)以后，系統(tǒng)會自動的接納它，同時它也會確認(rèn)為新的控制中心。

（2）處于遠(yuǎn)程控制模式下的車站節(jié)點(diǎn)，在發(fā)生本地網(wǎng)絡(luò)故障時，該節(jié)點(diǎn)會將自己升級為控制中心并且由遠(yuǎn)程控制模式切換為本地控制模式。

（3）在發(fā)生災(zāi)害時普通節(jié)點(diǎn)可以通過請求應(yīng)答的方式來向控制中心請求成為控制中心，這樣控制中心就可以自由的漂移。可見系統(tǒng)有較為理想的在線容錯性。

3．4 能較好地貫徹信息集中控制分散的技術(shù)路線

信息集中要保證信息的實(shí)時性。這里有二層含義：調(diào)度中心實(shí)時地得到列車在線信息；各個車站平等地得 到調(diào)度中心的運(yùn)行圖信息。ADS系統(tǒng)采用的/定購?fù)ㄐ拍Ｐ湍芎芎玫乇ＷC信息的實(shí)時性?？刂泼钤诰W(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)脑?，通信線路故障或主機(jī)故障將導(dǎo)致系統(tǒng)失效。采用ADS技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制分散可有效避免系統(tǒng)失效的風(fēng)險(xiǎn)。

在ADS體系中，由于各個系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)是對等的，任何一個節(jié)點(diǎn)都具有潛在的相同的能力，區(qū)別只是應(yīng)用層的功能不同而已，而且這種區(qū)別是由管理者的方便造成的，而不是設(shè)計(jì)階段決定的。這意味著系統(tǒng)中的任何一個節(jié)點(diǎn)隨時可以成為控制中心。這種靈活性對保證系統(tǒng)的可用性是非常有效的，特別是在災(zāi)害發(fā)生時。此外，車站節(jié)點(diǎn)的本地/遠(yuǎn)程運(yùn)行模式能方便地實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心臨時管制。

五、結(jié)論

本文從七個方面對城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了軌道交通系統(tǒng)的五大技術(shù)需求，分別是1）系統(tǒng)的在線擴(kuò)展性；2）系統(tǒng)的在線維護(hù)和測試性；3） 系統(tǒng)的在線容錯性；4）信息集中、控制分散的技術(shù)路線；5）調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式。

在此基礎(chǔ)上，提出了城市軌道交通自動化系統(tǒng)新的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。為滿足城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求，需要建立設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術(shù)路線是一種理想選擇；調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式對實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的高效協(xié)同運(yùn)行有重要意義；自律分布體系結(jié)構(gòu)是適合于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)的理想選擇；采用自底向上，由子系統(tǒng)逐步構(gòu)成整個系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)可以支持城市軌道交通自動化系統(tǒng)分階段建設(shè)實(shí)施。

最后對自律分布系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了綜述，并從技術(shù)成熟性和技術(shù)特點(diǎn)的角度對其進(jìn)行了分析和討論。采用自律分布系統(tǒng)技術(shù)在技術(shù)上完全可行的，同時自律分布系統(tǒng)能很好地滿足城市軌道交通自動化系統(tǒng)的技術(shù)需求并支持本文提出的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。

參考文獻(xiàn)

[l] F. Kitahara et al. “Distributed Management for Software Maintenance in a Wide-Area Railway System”， Proc. of ISADS97， Berlin， Germany， 1997， pp. 311-318

[2] F. Kitahara，et al. “Widely-Distributed Train-Traffic Computer Control System and Its Step by Step Construction”， Proc.of ISADS95， Phoenix， U.S.A.， 1995， pp.93-102

[3] K. Mori， et al. “Autonomous Decentralized Software Structure and its Application”， Proc. of FJCC’86， Dallas， U.S.A.， 1986， pp. 1056- 1063

[4] K. Mori， “Autonomous Decentralized Systems: Concept， Data Field Architecture and Future Trends”， Proc. of ISADS93， Kawasaki， Japan， 1993， pp.28-34

[5] K. Kawano， et al. “Autonomous Decentralized System Test Technique”， Proc. of COMPSAC89， Florida， U.S.A.， 1989， pp.52-57

[6] H. Yamamoto， et al. “On-line Software Test Techniques Based on Autonomous Decentralized System Concept”， Proc. of the forth Workshop on Future Trends of Distributed Computing Systems， Lisbon， Portugal， 1993， pp.29 l-296

[7] Tetsuo Takashige， “Signalling Systems for Safe Railway Transport”， Japan Railway & Transport Review 21， September 1999， pp.44-50

[8] Kazuo Kera， et al. “Hitachi’s Initiatives in Addressing the Challenges of 21st Century Railway Systems”， Hitachi Review Vol. 48 (1999)， No. 3， pp.126-133

[9] Fumio Kitahara， et al. “PHASED-IN CONSTRUCTION METHOD OF ATOS”， Proc. of ISADS99， Tokyo， Japan， 1993， pp.415-424

[10] Hiroshi Wataya et al. “The Cooperating Autonomous Decentralized System Architecture”， Proc. of ISADS95， Phoenix， U.S.A.， 1995， pp.40-47

[11] Takashi Kawakami， “Future Framework for Maglev Train Traffic Control System Utilizing Autonomous Decentralized Architecture”， Proc. of ISADS97， Berlin， Germany， 1997， pp.327-333

第6篇：城市軌道交通綜述范文

關(guān)鍵詞：軌道交通 扶梯 速度設(shè)定 適應(yīng)性

Abstract: The Guangzhou metro operation basis of statistic data, analyze the different speed setting meet escalator scatter, passenger safety degree, combined with the practical situation of the rail transit operation, and choosing the most suitable escalator speed mode. Considering the new construction of urban rail transit line input can speed escalators, according to different time adjusting for different escalator speed setting, and realize the linkage of passenger flow changes, passenger safety and scatter balance the needs; It has something old line of the escalator, can combine each area the station guest injury data and the characteristics of the passenger safety, and selected parts of pilot station, appropriate cut speed, but retain the original speed parameters, according to different parts of the pilot to escalator speed setting.

Keywords: rail traffic， speed setting， escalator， adaptability

中圖分類號： U213.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

近些年來，隨著全國城市軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，自動扶梯成為各大城市地鐵客流輸送的首選方案。以廣州地鐵為例，已經(jīng)投入使用的自動扶梯超過1000臺，并隨著軌道線網(wǎng)的拓展呈現(xiàn)逐步增長的態(tài)勢。然而，與扶梯市場火爆的形勢相對應(yīng)的是地鐵站內(nèi)乘客不適應(yīng)扶梯運(yùn)行速度導(dǎo)致摔傷的事件時有發(fā)生，已為我們敲響了安全警鐘。因此，我們在分析城市軌道交通扶梯速度標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，探討速度調(diào)整對于軌道交通客流疏散和客運(yùn)安全的影響，為選擇最適合的城市軌道交通扶梯速度提供一定的借鑒。

1 扶梯速度的設(shè)定

1.1扶梯速度設(shè)定的國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)實(shí)施的（《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》GB 16899－1997）規(guī)范要求：

“12.2.1 自動扶梯的額定速度不應(yīng)超過：自動扶梯傾斜角α不大于30°時，為0.75m/s；自動扶梯傾斜角α大于30°，但不大于35°時，為0.50m/s。”

1.2國內(nèi)扶梯速度設(shè)定的類別

目前，城市軌道交通經(jīng)營單位、附屬商業(yè)建筑中扶梯運(yùn)行速度的設(shè)定主要從客流組織和客運(yùn)安全的角度出發(fā)，結(jié)合不同區(qū)域乘客的生活習(xí)慣、行為特點(diǎn)等因素，在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上設(shè)定為3類：0.50m/s 、0.65m/s 、0.75m/s。如表1所示。

表1扶梯速度設(shè)定的類別

類別 商業(yè)扶梯 南京地鐵 廣州、上海、北京、深圳等軌道交通行業(yè) 香港地鐵

速度設(shè)定 0.50m/s 0.50m/s 0.65m/s （約）0.75m/s

1）軌道交通附屬商用建筑扶梯速度情況

目前，國內(nèi)商用扶梯運(yùn)行速度普遍為0.5米/秒，主要是出于顧客上落扶梯的安全考慮。許多商場表示，如果商用扶梯的速度過快，容易導(dǎo)致顧客不適應(yīng)。因此，及時犧牲掉部分客運(yùn)量，也要讓扶梯低速平穩(wěn)的運(yùn)行，保證上落扶梯顧客的安全，減少客傷事故。

2）南京地鐵扶梯運(yùn)行速度設(shè)定的調(diào)整

據(jù)網(wǎng)絡(luò)報(bào)道，從05年開始，南京地鐵就在考慮扶梯運(yùn)行速度的問題。南京地鐵電扶梯的速度，在設(shè)計(jì)時，參照了國內(nèi)同行的經(jīng)驗(yàn)，考慮到地鐵站快速疏散客流的需要，設(shè)定為0.65米/秒，符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行的幾個月來，一些乘客不適應(yīng)這個速度，出現(xiàn)了摔傷現(xiàn)象。盡管地鐵運(yùn)營部門增設(shè)了提醒標(biāo)識、增加人員看護(hù)，但乘客摔到現(xiàn)象仍難杜絕。地鐵公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，地鐵電扶梯0.65米／秒的速度，少數(shù)乘客不適應(yīng)，時而發(fā)生摔倒現(xiàn)象。經(jīng)過調(diào)研，為減少摔傷，根據(jù)廣大乘客的需求，地鐵部門將對電梯速度進(jìn)行調(diào)整，降為0.5米/秒的速度（與南京各大商場相同）。而且保留原來0.65米/秒速度的參數(shù)，今后根據(jù)客流疏散要求，再對電梯速度加以調(diào)整。

3）廣州、上海、深圳的扶梯運(yùn)行速度

按現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)，廣州、深圳、上海等地鐵目前投入使用的大部分扶梯的傾斜角α為30°，正常運(yùn)行速度為0.65米/秒?？傮w來說，以上城市地鐵出于大客流疏散的需要，以30°的建筑設(shè)計(jì)角度為標(biāo)準(zhǔn)，速度設(shè)定上偏向了較大參數(shù)0.75m/s，確保單位時間內(nèi)大容量的輸送乘客。與此同時，以上城市扶梯客傷的數(shù)量也高居不下。

4）香港地鐵扶梯速度最快

香港地鐵扶梯速度的設(shè)定接近0.75m/s，這與香港人的生活節(jié)奏、行為習(xí)慣等因素有關(guān)。通過大量觀測，香港上下班時間地鐵站的客流量很大，但是都很有秩序，節(jié)奏也非常快，自動扶梯速度的設(shè)置就綜合考慮了當(dāng)?shù)爻丝瓦\(yùn)動節(jié)奏和行為習(xí)慣，其設(shè)定值接近0.75m/s，更符合其出行需求。

2 扶梯速度的適應(yīng)性

扶梯速度的適應(yīng)性是指速度設(shè)定滿足客流疏散、客運(yùn)安全的程度。城市軌道交通扶梯速度的設(shè)定不僅要考慮符合國家規(guī)范的要求，也應(yīng)充分研究其對客運(yùn)安全、客流疏散的影響，才能選擇最適合城市軌道交通的速度模式。 因此，研究扶梯速度的適應(yīng)性，必須從客運(yùn)安全和客流疏散方面做好分析工作。

2.1考慮客運(yùn)安全的特點(diǎn)

作為城市軌道交通大客流疏散的主要工具，如何確保其安全運(yùn)行是經(jīng)營單位首先要考慮的問題。從近幾年扶梯客傷的情況來看，頻頻發(fā)生的乘客摔傷事件時刻刺痛著我們的神經(jīng)，時刻警告著我們扶梯安全不容忽視。因此，考慮扶梯速設(shè)定的問題，首先應(yīng)考慮其是否有利于確保扶梯客運(yùn)安全。

1）扶梯客傷預(yù)防的需要

以廣州地鐵近幾年扶梯客傷數(shù)據(jù)為例，目前其扶梯速度設(shè)定為0.65米/秒，符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，但扶梯客傷數(shù)量大并呈逐年增長的態(tài)勢。其中，老人、小孩或年輕女性因沒有站穩(wěn)扶好、不適應(yīng)扶梯速度等因素導(dǎo)致客傷的比例較高，約占70%左右，如表2所示。

表2扶梯客傷的人群特點(diǎn)

年度 扶梯客傷（件） 老人、小孩或年輕女性扶梯客傷（件） 比例

11年 700 496 71%

10年 516 358 69%

09年 276 204 74%

扶梯類客傷屬于客傷發(fā)生的第一大因素，以老人和小孩為主，女性較多，這類人群的特點(diǎn)是體質(zhì)偏弱或行動不便，對扶梯速度的適應(yīng)性不強(qiáng)，一方面速度設(shè)定偏快容易使這類乘客產(chǎn)生不安全感，增加增加乘客在扶梯上搖晃摔傷的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面扶梯運(yùn)行速度相對較快，該類乘客上扶梯時不適應(yīng)或在扶梯出口離開不及時，容易在扶梯出入口處摔倒，造成擁堵甚至群死群傷的慘劇。

因此，以0.5米/秒的速度運(yùn)行，雖然扶梯運(yùn)行慢一些，但更有利于確保乘客站穩(wěn)扶好及扶梯的平穩(wěn)運(yùn)行，防止因扶梯速度過快而不適應(yīng)，最終導(dǎo)致乘客傷亡事故發(fā)生；

2）減少速度波動引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)

在節(jié)能模式下，無人乘梯時，扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運(yùn)行，以1/5額定速度運(yùn)行或是自動停止；有人乘梯時，扶梯自動以節(jié)能速度過渡到額定速度運(yùn)行。在這個扶梯加速的過程中，可能會因?yàn)殡妷翰环€(wěn)定，加速不平穩(wěn)等多方面原因的影響產(chǎn)生扶梯搖晃的風(fēng)險(xiǎn)，容易造成人員站立不穩(wěn)。特別是額定速度設(shè)置較高（例如0.65米/秒）的情況下，扶梯加速將有一個較大的波動，速度變化區(qū)間長，扶梯晃動的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加，可能會使乘客不適應(yīng)，出現(xiàn)向后倒或前傾的狀況，發(fā)生摔傷事故。

因此，降低扶梯速度設(shè)置，以0.5米/秒的速度運(yùn)行，將有利于扶梯自動以節(jié)能速度平穩(wěn)過渡到額定速度運(yùn)行，保障乘客的安全。

3）符合人性化設(shè)置的要求

按國際通用標(biāo)準(zhǔn)，自動扶梯傾斜角α小于或等于30°時，扶梯運(yùn)行速度設(shè)定為0.75米/秒以下均是符合要求的，比如香港和國外的軌道交通行業(yè)設(shè)置扶梯速度基本接近0.75米/秒的標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國城軌交通扶梯運(yùn)行速度的設(shè)定在一定程度上參考了國際慣例，普遍設(shè)置為0.65米/秒，相對偏高。然而，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置忽視了國內(nèi)與國外乘客在生活習(xí)慣，身高體長、步行節(jié)奏和速度等方面的差異性。一般而言，外國人在體質(zhì)、步速方面略高于中國人，因而對扶梯速度的適應(yīng)性要強(qiáng)一些，相應(yīng)的速度設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)也高一些。相對的，如果國內(nèi)軌道交通行業(yè)的扶梯運(yùn)行也照搬國際標(biāo)準(zhǔn)，容易造成乘客的不適應(yīng)，增大乘客摔傷的幾率。

因此，我們在扶梯速度的設(shè)定上不僅要考慮其符合強(qiáng)制性規(guī)范，更應(yīng)該考慮是否符合各類人群安全出行的需求，適當(dāng)降低一下扶梯運(yùn)行速度，盡量避免接近安全參數(shù)的上限，使其更趨人性化，將更有利于確保城軌交通的客運(yùn)安全，實(shí)現(xiàn)“以人為本，安全至上”的服務(wù)理念。

4）降低能耗和延長壽命

作為公共場所客流輸送的主要工具，城市軌道交通范圍內(nèi)的扶梯每天至少運(yùn)行12小時以上。相應(yīng)的，扶梯運(yùn)行速度越快，電能消耗也越大，部件的磨損程度約高，使用壽命縮短，故障幾率也就越大。以一部7.5KW的自動扶梯為例，速度設(shè)定由現(xiàn)在的0.65米/秒降低為0.5米/秒，每天運(yùn)作10小時（不含空閑時段），速度變化比值為0.77（0.5米/秒：0.65米/秒），能耗和壽命變化如下表：

表3能耗和壽命對比表

項(xiàng)目 0.65米/秒 0.5米/秒

能耗 10小時/天×7.5度/小時 75度 10小時/天×7.5度/小時×0.77 58度

壽命 10年 12.5年

從上表數(shù)據(jù)分析，電能變化：365天×17度/天=6205度，以每度電1元的價(jià)格計(jì)算, 一部7.5KW的自動扶梯每年節(jié)約的金錢約為6205元人民幣。廣州地鐵作為大量使用扶梯的城市軌道交通經(jīng)營單位（約1000臺），每年節(jié)約的電費(fèi)將達(dá)到600萬以上。

壽命變化： 0.5米/秒的速度僅為0.65米/秒速度的77%,從理論上講也就是說機(jī)械磨損可減少23%,也就是自動扶梯的壽命可以延長約四分之一。如果自動扶梯原來壽命為10年,經(jīng)過調(diào)速后壽命可達(dá)12.5年,其道理是顯而易見的。

因此，降低扶梯運(yùn)行速度與電能節(jié)約和機(jī)械磨損的費(fèi)用相比，投入不大，能提高現(xiàn)有扶梯安全、節(jié)能，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.2考慮客流疏散的特點(diǎn)

目前，城市擁堵問題日益嚴(yán)重，軌道交通的客流壓力也越來越大，如何大容量、高效率的疏散客流直接影響著城軌交通的運(yùn)營秩序和服務(wù)水平。以此為背景，自動扶梯以其快速、便捷的特性滿足了城軌交通系統(tǒng)大客流疏散的要求，成為乘客輸送的首選方案。它就像人體的中樞神經(jīng)一樣，控制著建筑區(qū)域人員的正常流動，已經(jīng)成為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具。因此，一旦其運(yùn)行速度無法滿足客流疏散的要求，可能會導(dǎo)致新的擁堵問題出現(xiàn)，影響軌道交通公共職能的實(shí)現(xiàn)。

1）滿足大客流疏散的需求

根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)實(shí)施的（《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》GB 16899－1997）規(guī)范計(jì)算的理論輸送能力，假定在名義寬度z1=0.6m時為1人；在名義寬度z1=0.8m時為1.5人；在名義寬度z1=1.0m時為2人

理論輸送能力按公式（1）計(jì)算：

式中ct――理論輸送能力，人/h；

υ――額定速度，m/s；

k――系數(shù)。

對常用的寬度其k值為：

當(dāng)z1=0.6m時，k=1.0

當(dāng)z1=0.8m時，k=1.5

當(dāng)z1=1.0m時，k=2.0

按公式（1）計(jì)算的理論輸送能力如下表。

表4理論輸送能力表

名義寬度（m） 額定速度（m/s）

0.5 0.65 0.75

0.6 4500人/h 5850人/h 6750人/h

0.8 6750人/h 8775人/h 10125人/h

1 9000人/h 11700人/h 13500人/h

以廣州地鐵扶梯為例，梯級寬度為1米，從上表可以看出，0.5米/秒和0.65米/秒甚至更高的扶梯速度相比，每小時的理論輸送人數(shù)相差在2700人以上。因此，扶梯速度設(shè)定為0.65米/秒甚至更高有利于客流快速疏散，確保軌道交通范圍內(nèi)的運(yùn)營秩序。特別是在目前城市軌道交通客流量與運(yùn)力之間的沖突加劇的情況下，扶梯速度設(shè)定高于0.5米/秒具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2）避免客流擁堵產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

扶梯速度設(shè)定為0.65米/秒甚至更高，有利于提高車站整體的客流運(yùn)動速度，快速疏散地鐵站內(nèi)站臺、扶梯口、出入口等位置的客流，避免客流聚集而形成新的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

群體性客傷的風(fēng)險(xiǎn)：從近幾年城市軌道交通運(yùn)營情況來看，如果不能及時高效的疏散客流，造成扶梯口、站臺等關(guān)鍵位置形成擁堵點(diǎn)的話，一旦發(fā)生意外情況（比如扶梯故障、人員摔倒等），極容易在密集的人群中釀成踩踏、擠壓等群死群傷的慘劇，比如2011年7月5日北京地鐵動物園站扶梯逆行導(dǎo)致30多人受傷、1人死亡的重大扶梯安全事故，又如2010年12月14日上班早高峰，深圳國貿(mào)地鐵站一座手扶梯在上行過程中急速向下逆行，乘客驚慌失措，互相擠壓踩踏，造成25人受傷。

公關(guān)危機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)：作為公益行業(yè)，城市軌道交通范圍內(nèi)的客流狀況一直受到媒體的高度關(guān)注。廣州地鐵一直以來致力于“安全、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適、快捷”的乘車服務(wù)，取得了如何踐行稍有不慎，就會產(chǎn)生公關(guān)危機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，影響經(jīng)營單位的服務(wù)形象。

3 綜述

通過分析不同扶梯速度設(shè)定對客流疏散、客運(yùn)安全的適應(yīng)性，有利于我們結(jié)合軌道交通運(yùn)營的實(shí)際情況，全面評估扶梯速度設(shè)定帶來的影響，從而選擇最適合的扶梯速度模式。

綜上所述，我們可以考慮，對新建設(shè)的城市軌道交通線路投入可調(diào)速自動扶梯，根據(jù)不同時段調(diào)節(jié)為不同的扶梯速度設(shè)定，與客流變化實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，平衡客運(yùn)安全與客流疏散的需要；對于已有舊線的扶梯，可以結(jié)合各個區(qū)域車站客傷數(shù)據(jù)及客運(yùn)安全的特點(diǎn)，選擇部分試點(diǎn)車站，適當(dāng)下調(diào)速度，但保留原有速度參數(shù)，根據(jù)試點(diǎn)情況決定不同區(qū)域的扶梯速度設(shè)定。

參考文獻(xiàn)

[1] 《都市快軌交通》雜志.2010.5

[2] 《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》（GB 16899－1997）

第7篇：城市軌道交通綜述范文

【關(guān)鍵詞】 車――車通信 CBTC 通信 自動控制 信號控制系統(tǒng)

引言：

目前，大多數(shù)城市軌道交通信號系統(tǒng)都采用了CBTC系統(tǒng)，CBTC系統(tǒng)是基于通信的列車自動控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與應(yīng)用已非常成熟。

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于車――車通信技術(shù)的新型軌道交通信號控制系統(tǒng)將很有可能取代現(xiàn)有的CBTC系統(tǒng)，成為主流的軌道交通信號系統(tǒng)。

一、基于通信的CBTC信號控制系統(tǒng)原理及缺點(diǎn)

基于通信的CBTC系統(tǒng)的核心是列車自動控制系統(tǒng)（ATC），它由算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)（CI）、列車自動防護(hù)子系統(tǒng)（ATP）、列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO）及列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）構(gòu)成。

各子系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)通信傳輸子系統(tǒng)（DCS）作為信息交換網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)地面與車上控制相結(jié)合、現(xiàn)地控制與中央控制相結(jié)合，構(gòu)成一個以安全設(shè)備為基礎(chǔ)，集行車指揮、運(yùn)行調(diào)整以及列車自動駕駛自動化等功能等為一體化的自動控制系統(tǒng)。

其業(yè)務(wù)主要為：對列車實(shí)施調(diào)度、防護(hù)、操縱、多子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息化。具體功能表現(xiàn)為：列車按照運(yùn)營圖自動運(yùn)行；為列車門、站臺屏蔽門的開閉提供安全監(jiān)控信息；全線列車及信號設(shè)備的自動監(jiān)控；列車運(yùn)行及信號運(yùn)行的日志及數(shù)據(jù)收集存儲；與外部接口系統(tǒng)（如：綜合監(jiān)控系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、無線通信系統(tǒng)、TCC系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)交互等。

雖然CBTC系統(tǒng)已日趨成熟且在軌道交通領(lǐng)域大量應(yīng)用，但仍有不少問題亟待解決：如前后車運(yùn)行聯(lián)動的問題。CBTC系統(tǒng)雖支持不同控制級別列車的混跑，但當(dāng)CBTC級別的列車與點(diǎn)式列車互相追蹤時，前車車載設(shè)備在不同控制級、不同故障類型、不同駕駛模式下對后車運(yùn)行的影響，以及前后車追蹤間隔的設(shè)置等，都是需要進(jìn)一步解決的問題。又如闖紅燈防護(hù)問題。

在點(diǎn)式級別下，因?yàn)闆]有連續(xù)的車-地通信，且應(yīng)答器作用范圍有限，司機(jī)很難做到對列車的誤啟動保護(hù)。再如車-地?zé)o線傳輸及同站臺換乘車站無線干擾的問題。車-地之間的無線傳輸對信號傳輸質(zhì)量穩(wěn)定性的影響，以及現(xiàn)場不同系統(tǒng)的復(fù)雜信號干擾對線路開通調(diào)試帶來的困難，甚至在運(yùn)營階段由于通信不穩(wěn)定而導(dǎo)致的列車緊急制動等問題，也需進(jìn)一步優(yōu)化。

為了進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，解決以上問題，更新一代的基于車――車通信技術(shù)的新型城市軌道交通信號系統(tǒng)方案已悄然登場。

二、基于車――車通信的信號控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

基于車一車通信的新型信號控制系統(tǒng)，其本質(zhì)是以列車為中心的新型CBTC系統(tǒng)。

根據(jù)ALSTOM在法國里爾l號線提出的基于車――車通信的新型CBTC系統(tǒng)概念，與傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)相比，其結(jié)構(gòu)中去掉了聯(lián)鎖子系統(tǒng)和區(qū)域控制器子系統(tǒng)，ATS直接與車載控制器VOBC進(jìn)行通信，將進(jìn)路信息發(fā)送給車載，車載根據(jù)進(jìn)路信息，直接控制道岔的轉(zhuǎn)動和進(jìn)路的開放，以及移動授權(quán)的計(jì)算等與軌旁相關(guān)的安全功能。這一設(shè)計(jì)不但減少了聯(lián)鎖子系統(tǒng)，而且減少了系統(tǒng)的接口數(shù)量，從而降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

由于精簡了軌旁的設(shè)備，基于車一車通信的新型CBTC系統(tǒng)與傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)在功能分配上差別很大：CBTC系統(tǒng)中大多數(shù)軌旁核心功能，都移至車載控制器上實(shí)現(xiàn)，大大簡化了系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的復(fù)雜度，減少了信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，縮短了通信時延，提高了系統(tǒng)整體性能。

在車――車通信方式中，后續(xù)列車根據(jù)自己的狀態(tài)，向前行列車請求前車的位置信息。后續(xù)列車可根據(jù)收到的前車位置信息自行計(jì)算移動授權(quán)和相關(guān)的制動曲線。因此，前后列車之間，僅僅通過交互列車位置信息的簡單動作便可實(shí)現(xiàn)列車移動授權(quán)的計(jì)算等功能，而無需由軌旁系統(tǒng)計(jì)算后再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載控制器，這樣就大量減少了數(shù)據(jù)通信量，降低了車載控制器的反應(yīng)時間，并且能快速更新后續(xù)列車的速度曲線。

三、基于車――車通信的信號控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

3.1結(jié)構(gòu)簡單成本低廉

車――車通信系統(tǒng)省略了聯(lián)鎖子系統(tǒng)和區(qū)域控制器子系統(tǒng)，其余各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流交互和接口簡單清晰，避免了繁瑣的流程，降低了各個子系統(tǒng)之間的耦合度，防止了各子系統(tǒng)的干擾，而且系統(tǒng)不用過多的連接，也解決了系統(tǒng)接口不兼容的問題，使系統(tǒng)在使用的過程中比較簡單，維護(hù)過程中成本低廉。

3.2聯(lián)鎖功能更加靈活

車――車通信系統(tǒng)車載控制器的聯(lián)鎖功能可以在列車運(yùn)行的過程中使之更加的靈活，可以對道岔道的轉(zhuǎn)動進(jìn)行控制，讓列車能夠及時地運(yùn)行決策，提升列車的運(yùn)行效率。

在確保運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，防止對各類設(shè)備的干擾，節(jié)省了大量管理設(shè)備的時間，而且在具體的運(yùn)行設(shè)計(jì)中也節(jié)省了時間。

3.3信息交互能力大幅提升

基于車一車通信的新型信號控制系統(tǒng)取消了軌道旁的控制器設(shè)備，所以也不用存儲聯(lián)鎖的數(shù)據(jù)，客觀上精簡了車――地之間交互的信息量以及交互時間，減少了車載控制器的系統(tǒng)反應(yīng)時間，使得車載控制器反應(yīng)的速度非?？?，而且會及時地建立速度曲線，列車會將自己的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整，在列車發(fā)出請求后，迅速獲得周圍列車和設(shè)備的位置，在接收到相關(guān)的信息后，通過對移動授權(quán)的分析，繪制制動曲線。所以，在列車之間，其交互性大大的提高，而且，通過移動授權(quán)的計(jì)算，完成了各項(xiàng)功能。

3.4運(yùn)行時間間隔進(jìn)一步縮短

由于車――車通信系統(tǒng)減少了車載控制器的系統(tǒng)反應(yīng)時間，于是它能提供更小的運(yùn)行時間間隔。可以在保證安全的前提下，可以為運(yùn)營提供更加靈活和多樣化的運(yùn)輸組織方案。

3.4節(jié)省大量空間

車――車通信系統(tǒng)去掉了聯(lián)鎖子系統(tǒng)和區(qū)域控制器子系統(tǒng)，節(jié)省了大量的空間，不但提高了整個系統(tǒng)的運(yùn)行性能，而且使列車在運(yùn)行的過程中更加的安全。

總體而言，車――車通信系統(tǒng)對傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，使信息的交互性更好，有效控制了車載控制器反應(yīng)時間，使整個系統(tǒng)的運(yùn)行性能更有保障。

四、結(jié)語

基于車一車通信的新型信號控制系統(tǒng)，能夠大幅度提高系統(tǒng)的快速反應(yīng)性能、機(jī)動靈活性能及安全穩(wěn)定性能，具有很大的發(fā)展空間和潛力，將是未來城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和方向。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]安靜，王令群，吳汶麒. 基于無線通信的列車控制系統(tǒng)研究及應(yīng)用綜述[J]. 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，02：132-138.

[2]陸[，朱翔，紀(jì)文莉，鄭國莘. CBTC系統(tǒng)無線通信采用UHF低頻段的可靠性分析[J]. 城市軌道交通研究，2016，04：15-20.

第8篇：城市軌道交通綜述范文

中圖分類號：U231+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

牽引供電無論是交流還是直流，都會存在雜散電流問題，直流供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的雜散電流的腐蝕效應(yīng)尤為突出，所產(chǎn)生的惡劣后果在地鐵運(yùn)行中也日益明顯。 世界各國都在關(guān)注如何對雜散電流進(jìn)行防護(hù)，以期切實(shí)解決埋地金屬腐蝕的問題。采取有效的防腐蝕措施可控制雜散電流的腐蝕，增加埋地金屬的壽命，對地鐵工程具有一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

1 地鐵雜散電流的形成和危害

地鐵直流牽引供電系統(tǒng)中，牽引變電所流出的電流，電力機(jī)車經(jīng)由接觸網(wǎng)或接觸軌取流，電流再通過鋼軌作回路，返回到牽引變電所。由于鋼軌很難做到完全對地絕緣，有一部分牽引電流經(jīng)由鋼軌流向大地，再返回牽引變電所，這種地下雜散電流又稱為迷流。雜散電流由大地進(jìn)入鋼筋時，鋼筋呈陰極狀態(tài)。如果此處的鋼筋周圍環(huán)境屬于酸性，就會發(fā)生析氫反應(yīng)，且氫氣不能由結(jié)構(gòu)里逸出，從而產(chǎn)生等靜壓力，使鋼筋與大地脫開。如果電流進(jìn)入鋼筋，使其與大地結(jié)合處產(chǎn)生可溶的堿式硅酸鹽或鋁酸鹽，則會使地鐵主體的剛性強(qiáng)度大大降低。 雜散電流由鋼筋流出時，鋼筋呈陽極狀態(tài)，并發(fā)生腐蝕。腐蝕所產(chǎn)生的物質(zhì)在陽極處堆積，最終通過機(jī)械作用排擠大地，使之開裂。 雜散電流不僅對地鐵本身的鋼筋有一定危害，對于主體附近的埋地金屬亦會產(chǎn)生腐蝕效應(yīng)，一種氧化還原的電化學(xué)反應(yīng)過程，即電化學(xué)腐蝕，也危害著相關(guān)金屬的結(jié)構(gòu)物。

2 防護(hù)的現(xiàn)狀與原理

歐洲國家一般是，當(dāng)軌道對地電壓不太高，選擇排流法防護(hù)效果小時，推薦強(qiáng)制排流法。日本則主要選擇在產(chǎn)生鋼軌對地的正值電壓大，在鋼軌附近流入埋設(shè)管的電流從遠(yuǎn)離鋼軌處的管部流出的場合使用.在這種情況下，會因負(fù)饋線比埋設(shè)管的電壓高而不能正常排流。

在國內(nèi)，則是將雜散電流腐蝕防護(hù)的常規(guī)方法劃分為被動型和主動型兩種保護(hù)法。在地鐵的直牽引供電系統(tǒng)里，雜散電流的防護(hù)準(zhǔn)則為：寓防于“測”，以堵為主，“堵”、“排”結(jié)合。

對于地鐵工程的牽引供電系統(tǒng)，防止?fàn)恳娏鲝匿撥壭孤┏鋈バ纬呻s散電流，應(yīng)該作為首要的防護(hù)舉措。被動型保護(hù)法即是以堵為主，也稱為源控制法，一般采取的措施有：對埋地金屬進(jìn)行涂層和增加絕緣法蘭等鈍化防護(hù)、抬升供電牽引網(wǎng)電壓、優(yōu)化調(diào)整變電所位置、減小回流走形鋼軌電阻、提高軌道對地的過渡電阻、合理設(shè)計(jì)混凝土鋼筋的截面積、保證全系統(tǒng)鋼筋的可靠連接等。

在地鐵運(yùn)行了若干年之后，因?yàn)榄h(huán)境的破壞和設(shè)備的老化等原因，“源控制法”會逐漸失效，這時，就十分必要采用主動型保護(hù)法，以保護(hù)日益損耗的地鐵設(shè)施。主動型保護(hù)法的原理是將埋地金屬中的雜散電流引至回流通路，抑或者用保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生的電流將雜散電流相互作用而抵消，從而減小雜散電流的腐蝕。

在地鐵的一些特殊地段，由于設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和人為操作等,引起雜散電流泄漏的原因較多，會采用一定的單向?qū)ㄑb置，來進(jìn)行防護(hù),例如在停車場和列車檢修庫中。另外,軌道由于電氣系統(tǒng)運(yùn)行的原因,在此位置設(shè)有絕緣節(jié)。即，在軌道上設(shè)置絕緣結(jié)，并在絕緣結(jié)兩端連接單向?qū)ㄑb置，保證軌道電流不斷流。這樣,不但解決了絕緣節(jié)的電氣連接問題,也解決了雜散電流防護(hù)的難題。

3 主動型保護(hù)法

現(xiàn)在一般的保護(hù)方法有：陰極保護(hù)法、陽極保護(hù)法、排流法等。

3.1 陰極保護(hù)法

CJJ49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》中定義：陰極保護(hù)是電化學(xué)保護(hù)的一種，通過向金屬結(jié)構(gòu)表面輸入陰極電流，使其電位向負(fù)極化，并保持在比自然腐蝕電位更負(fù)的數(shù)值，以達(dá)到防腐蝕的目的。

在埋地金屬的防護(hù)中,陰極保護(hù)是比較理想和有效的,陰極保護(hù)有外加電流保護(hù)和犧牲陽極保護(hù)兩種方式。一般工程上是將涂層與陰極保護(hù)組合，成為聯(lián)合保護(hù)。

具體而言，犧牲陽極保護(hù)除具有陰極防護(hù)作用外，還是很好的接地排流手段。 該方式適用面廣，工程操作簡單，使用比較安全，可以完全避免將雜散電流流入埋地金屬，是國內(nèi)目前使用較多的一種排流方式。但缺點(diǎn)是排流功率小、保護(hù)距離較短，有待改進(jìn)。

3.2 陽極保護(hù)法

將被保護(hù)物的電位提高到鈍態(tài)電位，從而阻止腐蝕，稱之為陽極保護(hù)。就是應(yīng)用一種使金屬向著更為陽極方向的電流使金屬鈍化的一種技術(shù)，但是它只適用于表現(xiàn)活化-鈍化性能的金屬和合金。在地鐵系統(tǒng)中，即提高埋地金屬設(shè)施的電位。

準(zhǔn)確的維持整個埋地金屬設(shè)施所要求的電位的能力，在陽極控制中是至關(guān)重要的。如果電位過高或過低，將導(dǎo)致腐蝕加劇，適得其反。

陽極保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用范圍廣，操作費(fèi)用低，作用能力強(qiáng)，能夠保護(hù)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，幾乎不需要輔助電極。但陽極保護(hù)只適用于表現(xiàn)鈍態(tài)的金屬腐蝕體系，在不能鈍化或含氯離子的介質(zhì)中不能使用，而且還有一個主要的缺點(diǎn)是致鈍需要很大的電流。

因此這種技術(shù)發(fā)展有些緩慢，在地鐵系統(tǒng)也一般不選擇用這種保護(hù)方式。

3.3 排流保護(hù)法

排流保護(hù)法主要是為保護(hù)埋地金屬而采取的防護(hù)措施。當(dāng)雜散電流從鋼筋流出時，才會對鋼筋有腐蝕作用,而雜散電流流出的區(qū)域主要集中在牽引變電所附近的陰極區(qū)。

其基本原理是將被保護(hù)的埋地金屬和鋼軌的陽極區(qū)用導(dǎo)線連接起來，從而相當(dāng)于將埋地金屬與鋼軌短路，使被保護(hù)的埋地金屬變?yōu)殛帢O性的，進(jìn)而防止金屬發(fā)生陽極腐蝕。

排流法的一般做法是，將道床混凝土鋼筋做成電氣上的雜散電流排流網(wǎng)，其它有可能受到雜散電流腐蝕的埋地金屬做成輔助排流網(wǎng)，引至牽引變電所的負(fù)母排進(jìn)行電氣連接。由于雜散電流總是走電阻最小的通路，則會選擇直接流回牽引變電所，這樣，在陽極區(qū)的范圍內(nèi)，有力地減小了雜散電流從混凝土鋼筋再泄露出去的可能,削弱了雜散電流流出鋼筋導(dǎo)致的腐蝕效果。

早期的地鐵將是埋地金屬與鋼軌直接在牽引變電所附近相連,稱為直接排流法,后來發(fā)展到加二極管的單向?qū)ㄅ帕鳎ㄟx擇排流法）、加直流電源的強(qiáng)制排流法等[7]。

4 結(jié)語

雜散電流防護(hù)系統(tǒng)對于地鐵的正常運(yùn)行非常重要。在城市軌道交通建成運(yùn)營后，應(yīng)該重視雜散電流防護(hù)系統(tǒng)的功能，及時監(jiān)測分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，采取加強(qiáng)維護(hù)、合理排流等措施，將雜散電流的腐蝕降低到最小。

從國內(nèi)現(xiàn)狀著點(diǎn)，特別是工程實(shí)際中調(diào)查來看，大多是直接使用單向?qū)ㄑb置，來進(jìn)行雜散電流腐蝕的防護(hù)。這是很大的一個問題。

應(yīng)加強(qiáng)地鐵的雜散電流防護(hù)技術(shù)的科研，并重視與工程實(shí)踐的合作，開發(fā)出一系列雜散電流防護(hù)系統(tǒng)與設(shè)備的成套裝置，切實(shí)落實(shí)于工程的設(shè)計(jì)應(yīng)用與施工運(yùn)營中，減少地鐵雜散電流的腐蝕所造成的損失。

參考文獻(xiàn)

[1] 李威.地鐵雜散電流腐蝕監(jiān)測及防護(hù)技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004.10.

[2] 高敬宇、易凡，地鐵及輕軌雜散電流腐蝕的防護(hù)措施[J]，天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，1993-3，12（1）：32-35.

[3] 戰(zhàn)鵬.地鐵雜散電流對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕影響及防護(hù)[D].北京交通大學(xué),2009：59.

[4] 郝衛(wèi)國，城市軌道交通雜散電流的防護(hù)[J]，城市軌道交通研究，2004（6）：53-55.

[5] 劉凱，馬麗敏，陳志東等.埋地管道的腐蝕與防護(hù)綜述[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2007（4）:36-42.

第9篇：城市軌道交通綜述范文

關(guān)鍵詞 南昌地鐵 城市發(fā)展 房地產(chǎn)發(fā)展

中圖分類號：F293.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、南昌市建設(shè)地鐵的必要性

地鐵建設(shè)對城市的長遠(yuǎn)發(fā)展意義重大，地鐵交通作為一種先進(jìn)的城市交通設(shè)施和公共產(chǎn)品，具有大運(yùn)量、高能達(dá)性、安全準(zhǔn)時的特性，可以優(yōu)化城市的公共交通結(jié)構(gòu)，提高整個城市綜合交通體系的運(yùn)行效率，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速增長 。南昌作為中部城市群的核心城市之一，修建地鐵提高城市的綜合輻射能力，在自身發(fā)展的同時帶動中部城市群的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義，南昌市建設(shè)地鐵具有時代的必要性。

二、地鐵建設(shè)的背景因素

全國城市的“地鐵熱”有其原因與背景，筆者認(rèn)為最為可能的原因，一是在2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)下，我國為刺激國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長，采取了拉動內(nèi)需和投資的策略，國家加大投資，其中，4萬億投資便可能催生了地鐵投資建設(shè)熱潮；二是各地?zé)嶂越ㄔO(shè)地鐵的原因，是為當(dāng)?shù)卣畡?chuàng)造GDP，國家的加大投資，地方如何去向中央得到這些投資，建設(shè)地鐵是保障民生、建設(shè)城市、改善交通的新突破口和切入點(diǎn)。

三、地鐵建設(shè)與城市發(fā)展、城市交通和房地產(chǎn)

（一）地鐵建設(shè)與城市發(fā)展。

首先要明確地鐵有怎么樣的特征。地鐵的經(jīng)濟(jì)特征主要有三個方面，一是地鐵是準(zhǔn)公共產(chǎn)品，二是地鐵具有很大的外部效應(yīng)，三是地鐵具有明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)特征。

所以，正常情況下，國內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)可以驗(yàn)證，建設(shè)地鐵對城市的發(fā)展是非常有利的。特別是對于土地日益稀缺，寸土寸金的時代，發(fā)展地下空間交通是土地集約節(jié)約利用的趨勢。同時，地鐵對于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)繁榮，沿途商業(yè)人氣具有很大作用。而且，改善城市交通，帶動城市人口流動，促進(jìn)城市化進(jìn)程也有很重要意義。

（二）地鐵建設(shè)與城市交通。

從長遠(yuǎn)來看，隨著城市化的快速發(fā)展，機(jī)動車激增導(dǎo)致地面交通擁堵，建設(shè)地鐵顯然是緩解地面交通壓力的有效方式。南昌城市區(qū)域越來越大，這就要求城市交通要立體化，要向地底下發(fā)展，這是必然趨勢。

從短期來看，目前許多城市都有報(bào)道，地鐵建設(shè)擾民嚴(yán)重――這剛好與建設(shè)地鐵的初衷相違。對城市交通影響最為突出表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：一是地鐵建設(shè)周期長，建設(shè)時期所有原來的道路都必須為之讓路改道，對短期交通有反方向的作用；二是地鐵建設(shè)對周邊居民影響大，大量的建筑材料運(yùn)輸，高強(qiáng)度的地下工作等等；三是地鐵設(shè)計(jì)的合理性和地鐵站口的可及性，如果離居住點(diǎn)太遠(yuǎn)，居民未必會選擇地鐵方式，就目前來看，南昌地鐵1號線在規(guī)劃建設(shè)期內(nèi)還未顯示出給南昌交通帶來很好的改善，需要有地鐵其他線路發(fā)建設(shè)的規(guī)模效應(yīng)來支撐。

（三）地鐵建設(shè)與房地產(chǎn)。

從長遠(yuǎn)來看，城市軌道交通是公益性、經(jīng)濟(jì)外部性很強(qiáng)的大型公共基礎(chǔ)設(shè)施，高度的能達(dá)性及其對場站周邊物業(yè)的刺激開發(fā)作用，帶來了顯著的房地產(chǎn)增值 。具體來說，地鐵對城市房地產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在以下方面：一是改變城市的商業(yè)格局，提升地鐵沿線的區(qū)位價(jià)值；二是改變住宅房地產(chǎn)的區(qū)位選擇，由于地鐵便利到來，減小原先認(rèn)為是近郊住宅房地產(chǎn)的心理距離和時間距離；三是促進(jìn)土地集約節(jié)約利用，增加土地立體開發(fā)價(jià)值。

同時要注意到地鐵建設(shè)對房地產(chǎn)可能帶來的負(fù)面影響，地鐵建設(shè)可能帶來地鐵周邊的高地價(jià)與高房價(jià)問題，前面分析過地鐵建設(shè)的背景之一就是政府為GDP保障，同時，必須考慮地鐵的建造成本現(xiàn)在國內(nèi)造價(jià)一般是4億元/公里的建造成本，政府還要提供大量的運(yùn)營維護(hù)成本，這是非常高昂的。政府的財(cái)政收入，有很大一部分是靠土地財(cái)政，政府最恰如其分的選擇就是高價(jià)出讓地鐵周邊的土地。這對房地產(chǎn)發(fā)展未必是好事，價(jià)格上去了，最終買單的是普通民眾。

四、建議

一是拓寬融資渠道，避免因南昌市政府單方投資，造成資金壓力，影響政府財(cái)政從而影響政府其他公益事業(yè)的發(fā)展、影響城市管理和發(fā)展；二是政府嚴(yán)格選用施工單位和工程監(jiān)管，確保地鐵建設(shè)質(zhì)量；三是南昌市在建設(shè)地鐵的同時，必須考慮發(fā)展地面交通，進(jìn)一步發(fā)展公用交通的建設(shè)管理，雙管齊下；四是合理財(cái)政收入與支出，擺脫土地財(cái)政的束縛，避免因建設(shè)地鐵帶來資金壓力導(dǎo)致高地價(jià)推高房價(jià)，切實(shí)做到地鐵為城市發(fā)展、交通事業(yè)和民生保障做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（作者：江西師范大學(xué)土地資源管理2010級碩士研究生，研究方向：房地產(chǎn)經(jīng)營與管理、房地產(chǎn)）

注釋：