綜合交通樞紐建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理模式的研究

劉永謙

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司電化處,300251,天津∥高級(jí)工程師)

1 研究的必要性和重要性

隨著人口的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)的迅速發(fā)展,城市交通網(wǎng)絡(luò)也隨著迅速發(fā)展。城市交通網(wǎng)絡(luò)包括道路網(wǎng),軌道交通網(wǎng)絡(luò),城際鐵路網(wǎng)絡(luò)的城區(qū)部分。城市交通節(jié)點(diǎn)有道路節(jié)點(diǎn),軌道交通節(jié)點(diǎn),鐵路樞紐等。綜合交通樞紐是各種交通節(jié)點(diǎn)匯集的十分復(fù)雜的綜合交通節(jié)點(diǎn),是城市交通中的中樞部位。綜合交通樞紐由于涉及各種交通方式,往往也是多業(yè)主投資建設(shè)。樞紐建設(shè)的合理與否、運(yùn)行的穩(wěn)定與否,直接關(guān)系到相關(guān)交通方式乃至整個(gè)城市交通功能的發(fā)揮。它對(duì)于城市道路的機(jī)動(dòng)性、通行能力、交通容量以及交通安全都有較大的影響。樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠、有序的運(yùn)行,是保證樞紐功能發(fā)揮的關(guān)鍵所在。本文力圖以天津站交通樞紐為例,通過(guò)對(duì)綜合交通樞紐的本質(zhì)及其具有的交通特征的剖析,研究綜合監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)理論與方法、運(yùn)行及管理方式,以期尋求解決綜合交通樞紐機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題的有效途徑。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)是樞紐工程中一個(gè)不可或缺的重要系統(tǒng),其完善程度和穩(wěn)定運(yùn)行,不僅直接關(guān)系到整個(gè)樞紐內(nèi)部設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需要,也關(guān)系到發(fā)生災(zāi)害時(shí),樞紐管理控制指揮中心能否對(duì)整個(gè)系統(tǒng)快速有效地采取措施,是保證整個(gè)樞紐設(shè)備系統(tǒng)的正常工作和乘客安全撤離的前提。

因此,對(duì)交通樞紐工程進(jìn)行功能需求分析,研究其綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行及相應(yīng)的管理模式具有重要意義。

1.1 運(yùn)用模式研究是開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)及設(shè)計(jì)的前提保證

交通樞紐工程涉及了鐵路、地鐵、市政、道路公交等諸多項(xiàng)目,且與大多數(shù)相關(guān)項(xiàng)目都有緊密聯(lián)系。只有首先對(duì)這些項(xiàng)目的特點(diǎn)、用途、使用功能、業(yè)主需求及項(xiàng)目建成后的歸屬及設(shè)備系統(tǒng)接口進(jìn)行梳理,并研究不同工況下設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式才能使設(shè)計(jì)有序進(jìn)行。否則將造成項(xiàng)目建成后因接口管理的混亂,主責(zé)單位的不清,設(shè)備使用功能與實(shí)際需求不一致等,將可能造成浪費(fèi),更有甚者會(huì)帶來(lái)運(yùn)營(yíng)的安全隱患。

1.2 運(yùn)營(yíng)模式研究是確保樞紐項(xiàng)目建成后安全運(yùn)營(yíng)的保證

交通樞紐的旅客流量密集,安全與防災(zāi)工作至關(guān)重要。樞紐工程以地下建筑為主,綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研究顯得尤為重要。樞紐內(nèi)的十余個(gè)子項(xiàng),分屬不同的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì),而在建筑界面上各子項(xiàng)間有許多有形連接。正常運(yùn)營(yíng)工況下如何保證連接部分的綜合監(jiān)控?zé)o盲點(diǎn),火災(zāi)工況下如何保證相鄰子項(xiàng)間綜合監(jiān)控系統(tǒng)的配合以及聯(lián)動(dòng),這都是綜合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理模式需要著力研究的重點(diǎn)。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式研究也是今后安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)樞紐內(nèi)各子項(xiàng)工程的梳理和對(duì)樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研究,使綜合監(jiān)控系統(tǒng)最大限度地做到資源共享,并使之實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的集成,使各設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)達(dá)到最佳效益,在災(zāi)害情況下可以對(duì)整個(gè)樞紐進(jìn)行有效指揮,以便快速有效地?fù)岆U(xiǎn)救災(zāi)。

2 綜合交通樞紐項(xiàng)目建設(shè)策略

綜合交通樞紐通常涉及多種交通方式,因此項(xiàng)目建設(shè)也涉及到多方投資主體。天津站交通樞紐匯集了鐵路、天津站改擴(kuò)建工程,地鐵2、3、9號(hào)線,前后廣場(chǎng)的道路公交系統(tǒng)及周邊市政配套項(xiàng)目。它是由多種交通方式組成的集中換乘的交通設(shè)施。各子項(xiàng)工程如圖1所示。

圖1 天津站交通樞紐工程框圖

交通樞紐是統(tǒng)一的有機(jī)體,不能由各投資方分別建設(shè)。為保證項(xiàng)目順利地實(shí)施,項(xiàng)目建設(shè)需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌安排,需要一個(gè)業(yè)主代表協(xié)調(diào)各投資主體之間的關(guān)系,組織項(xiàng)目的建設(shè)。因此,天津站交通樞紐委托天津城投建設(shè)公司作為業(yè)主代表,負(fù)責(zé)統(tǒng)一建設(shè)。

既然綜合交通樞紐項(xiàng)目是由多業(yè)主投資,就要研究投資費(fèi)用的分?jǐn)偂Ｍǔ？刹捎靡韵碌姆謹(jǐn)傇瓌t：

1)按各種交通方式的客流分?jǐn)?

2)按各種交通方式占用的建筑面積分?jǐn)偂?/p>

經(jīng)過(guò)協(xié)商,天津站交通樞紐采用上述兩種方式相結(jié)合的原則進(jìn)行分?jǐn)?。即各種交通方式獨(dú)立使用的設(shè)備、管理用房按其建筑面積進(jìn)行分?jǐn)?公用部分按各種交通方式的客流進(jìn)行分?jǐn)偂?/p>

3 各種交通方式監(jiān)控系統(tǒng)之間的接口方式

天津站交通樞紐一方面作為天津地鐵2、3、9號(hào)線的換乘站,與地鐵各線存在建筑接口,需要?jiǎng)澐纸ㄔO(shè)界面;另一方面,各種交通方式中機(jī)電設(shè)備的服務(wù)對(duì)象不同、功能不同,需要確定各種交通方式綜合監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍;再者,樞紐的不同工況將影響各線的行車調(diào)度,災(zāi)害時(shí)還需要與各線進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制,因此樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)需要與各線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信,存在網(wǎng)絡(luò)接口。由于軌道交通、鐵路、道路公交、出租車、停車庫(kù)等各子項(xiàng)目在建筑上互聯(lián)互通,因此各子項(xiàng)目綜合監(jiān)控系統(tǒng)之間也需要網(wǎng)絡(luò)接口。

確定接口策略需要考慮各種交通方式或子項(xiàng)目的功能需求并以方便運(yùn)營(yíng)管理為原則。接口策略存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是各種交通方式監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍,即分工界面;二是各系統(tǒng)間的技術(shù)接口方案,即通信方式。

天津站交通樞紐是天津地鐵2、3、9號(hào)線,鐵路,道路公交的公共換乘樞紐。其地下3、4層為天津地鐵2、3、9號(hào)線的站臺(tái)層,地下2層為天津地鐵2、3、9號(hào)線的公共站廳層,地下1層為各種交通方式的公共交通層。鐵路站房、道路公交中心的建筑相對(duì)獨(dú)立,但與地下1層聯(lián)通。樞紐中其他子項(xiàng)一般通過(guò)地下通道聯(lián)通。

為了滿足各地鐵線獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的需求,天津地鐵2、3、9號(hào)線在樞紐軌道換乘中心的車站級(jí)綜合監(jiān)控子系統(tǒng)的監(jiān)控范圍為屏蔽門以外的行軌區(qū)、隧道區(qū)間及隧道通風(fēng)系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)和屏蔽門系統(tǒng),其他部分納入樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍。

樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)與天津地鐵(2、3、9號(hào)線)、鐵路站房等在建筑接口的獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)建立通信聯(lián)系,互通火災(zāi)信息,協(xié)調(diào)消防設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制;與地鐵2、3、9號(hào)線之間的接口,利用各線通信備用光芯,在各中央級(jí)之間采用冗余以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信;與鐵路站房之間的接口,建立在鐵路站房監(jiān)控室與樞紐管理控制中心之間,采用光纜或雙絞線傳輸,設(shè)冗余以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信。天津站交通樞紐與地鐵各 線的接口關(guān)系見(jiàn)圖2所示。

圖2 天津站交通樞紐與地鐵各線接口關(guān)系圖

為了充分利用天津市防災(zāi)救援部門的資源,發(fā)生災(zāi)害時(shí)能及時(shí)得到市防災(zāi)救援部門強(qiáng)有力的支援,提高災(zāi)害救援的效率和效果,天津站交通樞紐綜合指揮中心與市應(yīng)急指揮中心聯(lián)網(wǎng)。

4 綜合交通樞紐監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理模式

運(yùn)營(yíng)管理模式的研究涉及兩方面的內(nèi)容：一是項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備運(yùn)營(yíng)時(shí)間表的確定,二是樞紐與相關(guān)項(xiàng)目之間機(jī)電設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制流程的確定。

4.1 項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備運(yùn)營(yíng)時(shí)間表的確定

由于綜合交通樞紐是各種交通方式集中換乘的節(jié)點(diǎn),所以運(yùn)營(yíng)時(shí)間表必須與各種交通方式的運(yùn)營(yíng)時(shí)間相協(xié)調(diào)?，F(xiàn)以天津站交通樞紐的軌道交通為例：地下2、3、4層為地鐵所用,所以這幾層運(yùn)營(yíng)時(shí)間應(yīng)與地鐵的運(yùn)營(yíng)時(shí)間一致,一般為5：00開(kāi)啟公共區(qū)及管理用房照明、電扶梯、通風(fēng)空調(diào)大系統(tǒng)以及廣告照明等,23：00關(guān)閉;由于各種電氣設(shè)備24 h運(yùn)行,所以設(shè)備用房的通風(fēng)空調(diào)小系統(tǒng)應(yīng)24 h運(yùn)行;地下1層為鐵路、地鐵、道路公交、出租車等公用的交通層,而鐵路是24 h運(yùn)營(yíng),所以地下1層的設(shè)備系統(tǒng)也應(yīng)24 h運(yùn)行。其他子項(xiàng)目可以根據(jù)項(xiàng)目用途確定其運(yùn)營(yíng)時(shí)間表。天津站交通樞紐軌道換乘中心的各種機(jī)電設(shè)備運(yùn)營(yíng)時(shí)間見(jiàn)表1。

4.2 樞紐與項(xiàng)目間機(jī)電設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制流程的確定

綜合交通樞紐作為城市交通網(wǎng)的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn),它的有序運(yùn)行是保障交通網(wǎng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。所以,研究綜合交通樞紐的問(wèn)題,要把交通樞紐放在城市交通網(wǎng)中進(jìn)行研究。由于綜合交通樞紐中各項(xiàng)目之間存在錯(cuò)綜復(fù)雜的建筑接口,在災(zāi)害工況下,有建筑接口的項(xiàng)目間需要進(jìn)行火災(zāi)信息互傳、消防設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。天津站交通樞紐對(duì)此的具體安排如下。

1)樞紐與地鐵各線建立中央到中央的冗余以太網(wǎng)接口,以便互傳火災(zāi)信息及聯(lián)動(dòng)控制命令。各線設(shè)在樞紐的隧道風(fēng)機(jī),由各線控制以完成隧道區(qū)間風(fēng)機(jī)運(yùn)行的火災(zāi)模式或阻塞模式。當(dāng)樞紐火災(zāi)時(shí),一方面通過(guò)上述接口通知相關(guān)線路進(jìn)行必要的行車調(diào)度;同時(shí)為了保證公共區(qū)疏散通道1.5 m/s的風(fēng)速,需要隧道風(fēng)機(jī)配合工作。其控制流程為：樞紐二級(jí)節(jié)點(diǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布隧道風(fēng)機(jī)的控制命令到樞紐管理控制中心;樞紐管理控制中心通過(guò)與地鐵各線控制中心的以太網(wǎng)接口向地鐵各線請(qǐng)求啟動(dòng)隧道風(fēng)機(jī);各線控制中心向相關(guān)線設(shè)在樞紐的車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布隧道風(fēng)機(jī)的控制命令,啟動(dòng)隧道風(fēng)機(jī);隧道風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)沿逆向傳回樞紐管理控制中心及樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)。天津站交通樞紐軌道換乘中心火災(zāi)時(shí)隧道風(fēng)機(jī)控制流程見(jiàn)圖3所示。

2)樞紐與鐵路站房出站大廳連接處采用防火卷簾分隔。該防火卷簾分隔屬于鐵路站房的建筑范圍并由鐵路站房監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控。樞紐綜合監(jiān)控系統(tǒng)與鐵路站房監(jiān)控系統(tǒng)的接口建立在樞紐管理控制中心與鐵路站房監(jiān)控系統(tǒng)之間,采用以太網(wǎng)接口方案。當(dāng)鐵路站房范圍發(fā)生火災(zāi)時(shí),由鐵路站房監(jiān)控系統(tǒng)控制該防火卷簾一步下降到底,并將鐵路站房的火災(zāi)信息及卷簾門的狀態(tài)信息傳回樞紐管理控制中心;當(dāng)樞紐發(fā)生火災(zāi)時(shí),樞紐管理控制中心通過(guò)與鐵路站房的以太網(wǎng)接口向鐵路站房發(fā)布火災(zāi)報(bào)警信息及卷簾門的控制命令,由鐵路站房控制卷簾門一步下降到底并將卷簾門的狀態(tài)信息按逆向傳回樞紐管理控制中心及軌道換乘中心。

表1 天津站交通樞紐軌道換乘中心各種機(jī)電設(shè)備運(yùn)營(yíng)時(shí)間表

圖3 天津站交通樞紐軌道換乘中心火災(zāi)時(shí)隧道風(fēng)機(jī)控制流程圖

5 綜合交通樞紐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備維修制度

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、完善,為充分利用社會(huì)力量為企業(yè)服務(wù),充分發(fā)揮運(yùn)行成本的最大效益,推動(dòng)企業(yè)的市場(chǎng)化運(yùn)作,實(shí)行委外維修制度已經(jīng)越來(lái)越被社會(huì)所認(rèn)同。

樞紐組建綜合維修部自動(dòng)化班組,負(fù)責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)備品的采購(gòu)、運(yùn)用管理、巡檢、日常保養(yǎng)、定期檢修和搶修工作。大、中修工作則按照委外考慮,自動(dòng)化班組負(fù)責(zé)安排委外維修計(jì)劃和驗(yàn)收等工作。

6 綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)費(fèi)用籌措

運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的籌措,不僅僅是一個(gè)專業(yè)的問(wèn)題,而是整個(gè)項(xiàng)目需要統(tǒng)一考慮的問(wèn)題。目前我國(guó)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)多采用公司運(yùn)營(yíng)模式,運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用通過(guò)商業(yè)開(kāi)發(fā)、廣告開(kāi)發(fā),以及與各業(yè)主協(xié)議分?jǐn)偠I集。

商業(yè)開(kāi)發(fā)包括周邊商業(yè)設(shè)施的開(kāi)發(fā),如配合交通樞紐開(kāi)發(fā)的收費(fèi)停車庫(kù)、酒店、商場(chǎng)、餐飲等項(xiàng)目;在車站內(nèi)部也可以適度開(kāi)發(fā)商業(yè)、快餐、廣告等經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目,但車站內(nèi)部的商業(yè)開(kāi)發(fā)需要通過(guò)消防部門的認(rèn)可,必要時(shí)可以進(jìn)行消防論證。配合市政項(xiàng)目進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)或土地開(kāi)發(fā),香港地鐵已經(jīng)有比較成功的經(jīng)驗(yàn),但在我國(guó)大陸還處于起步階段,尚在積極探索之中。

各業(yè)主協(xié)議分?jǐn)偟脑瓌t與建設(shè)費(fèi)用的分?jǐn)傇瓌t一樣,不再贅述。

7 結(jié)語(yǔ)

天津站綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)管理模式的研究課題,近期已通過(guò)天津市建委組織的專家評(píng)審。評(píng)審組認(rèn)為研究成果總體達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,并按此開(kāi)展項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

[1] 劉世堅(jiān),葉效鵬.淺談城市軌道交通建設(shè)問(wèn)題[J].城市問(wèn)題,1997(5)：4.

[2] 孫寧.城市軌道交通建設(shè)管理模式探討[J].中國(guó)鐵路,2000(6)：3.

[3] 王文學(xué),尹貽林.天津站綜合交通樞紐工程利益相關(guān)者管理研究[J].城市軌道交通研究,2008(9)：4.