城市軌道交通系統(tǒng)關鍵技術與問題研究論述

劉洋

【摘 要】軌道交通具有運能大、耗能低、用地省、速度快及安全、環(huán)保、準點、舒適、穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，是交通系統(tǒng)中效率最高、污染最小的一種交通方式，對于飽受汽車擁堵和空氣污染影響的大中型城市，軌道交通的地位及其作用更加明顯。因此，近年來，我國軌道交通的建設，包括鐵路、城際軌道交通及城市軌道交通的建設，均得到迅猛的發(fā)展。

【關鍵詞】城市軌道交通；關鍵技術；分析；

近年來，我國軌道交通建設發(fā)展迅猛，對軌道交通建設技術的研究也相當廣泛，但如何集中技術力量，分析、研究并解決建設中的關鍵技術問題，突破技術瓶頸，系統(tǒng)性提高建設技術水平，卻是一個值得思考的問題。

一、城市軌道交通建設的特點

1.范圍廣、復雜程度高。城市軌道交通建設工程一般都是在大中城市進行，由于大中城市人口眾多，施工線路長，且線路復雜，經常穿越人口密集區(qū)等，給施工建設帶來很大的不便。城市軌道交通工程施工周期長且規(guī)模龐大，涉及到各個專業(yè)，包括機電、信號及土木工程等等，復雜程度高；（2）工期緊張。項目建設方以及在當前區(qū)域經濟快速發(fā)展的推動下，要求城市軌道建設盡可能地壓縮工期和投入使用，發(fā)揮其最大效益，促進整個線網聯(lián)動機制的發(fā)展。

二、關鍵技術分析

1.軌道交通網絡化發(fā)展關鍵模式與對策研究。開展軌道交通網絡化發(fā)展關鍵模式與對策研究，有利于通過科學規(guī)劃、建設資源共享、互聯(lián)互通、統(tǒng)籌管理等手段，實現(xiàn)安全、可靠、高效運營的軌道交通網絡，達到網絡資源利用的最優(yōu)化和效益的最大化。

2.軌道交通系統(tǒng)制式選擇及適用性分析。目前國內對地鐵、輕軌、現(xiàn)代有軌電車等軌道交通產品有成熟的實際運營經驗，上海浦東機場有高速磁懸浮的商業(yè)運營線路，積累了豐富的實驗數(shù)據。隨著近年軌道交通建設的高速發(fā)展，更多的軌道交通制式可適應不同層次的軌道交通需求，其中包括輕型跨座式單軌、中低速磁浮、市域鐵路、懸掛式單軌等，新型軌道交通概念的提出豐富了軌道交通系統(tǒng)制式。合理選取軌道交通制式可完善城市軌道交通線網，構建多層次的軌道交通體系。近年來，我國各大城市的軌道交通建設快速發(fā)展，在規(guī)劃、建設和運營管理方案取得了矚目的成就，許多大城市的骨干線基本形成，但存在地鐵建設模式單一，結構不合理等一些問題，而且隨著人工成本、材料成本和拆遷成本等的大幅上升，地鐵造價逐年攀升，因此，合理選取軌道交通制式是軌道交通健康發(fā)展的需要。

3.跨座式單軌新型技術研究。跨座式單軌是一種中運量（1 萬人/h ～3 萬人/h）的軌道交通系統(tǒng)，車輛采用橡膠輪胎跨行于梁軌合一的軌道梁上，轉向架的兩側有導向輪和穩(wěn)定輪，夾行于軌道梁兩側。它與傳統(tǒng)地鐵輕軌的主要不同在于其軌道梁、道岔和車輛轉向架等方面。軌道梁為預應力鋼筋混凝土結構，梁軌合一，對列車起承載導向穩(wěn)定作用，精度要求高。道岔采用數(shù)段軌道梁連接或兩段不同線型軌道梁組合而成，可整體移動連接不同的線路，完成列車運行徑路的改變。車輛轉向架無搖枕，輪胎為無內胎鋼絲橡膠輪胎，內充氮氣，有鋼制備用輪，并設有胎壓監(jiān)測裝置?？缱絾诬壨顿Y低、工期短、具有良好的經濟性；噪聲低、振動小、景觀效果好，具有良好的環(huán)境適應性；并具有較高的技術和產業(yè)發(fā)展基礎，還具有爬坡大、轉彎半徑小、地形適應能力強、占地少等優(yōu)點，是一種優(yōu)良的軌道交通系統(tǒng)。

4.軌道交通設計標準化研究。當今我國已經進入城市軌道交通大發(fā)展時期，引入標準化設計有利于引導、規(guī)范并約束軌道交通建設各個階段健康發(fā)展，加快城軌項目建設；有利于主管部門決策；有利于設計成果重復使用，提高設計效率；有利于招標采購、設備制造、施工建設等作業(yè)內容標準化，從而減少設備制造及施工工期；有利于投資控制及建設過程中的資金審批和審查。因此，加強軌道交通設計標準化研究對我國軌道交通建設具有重要意義。

5.軌道交通沿線土地綜合開發(fā)利用研究。軌道交通的開通運行，對沿線地段的土地利用具有帶動作用，利于提高土地的經濟效益，聚集人氣，反過來有利于穩(wěn)定軌道交通客流的支撐，支持公共交通及其他配套設施的可持續(xù)發(fā)展，形成良性循環(huán)，構建和諧社會，因此，如何將軌道交通建設與城市土地利用發(fā)展相結合成為亟待解決的重要課題。

6.軌道交通一體化基礎上的供電系統(tǒng)資源共享研究。目前，城際鐵路采用交流牽引，城市軌道交通采用直流牽引，而市郊鐵路采用何種方式存在不同看法。不同類型軌道交通承擔的服務范圍不同，采用的技術標準也不同。隨著城市的發(fā)展，地上、地下空間資源越來越緊張。在有限的空間內，要滿足旅客多層次多方面的出行要求，必須對固定基礎設施進行統(tǒng)籌規(guī)劃，實現(xiàn)資源利用的最大化。目前，在城市軌道交通線網規(guī)劃或鐵路樞紐建設規(guī)劃中，牽引供電系統(tǒng)主所或牽引變電所的多線共用均已實現(xiàn)，而在不同層次交通方式之間尚未實現(xiàn)資源共享，這對節(jié)約資源是相當不利的，因此，需對不同層次的軌道交通網之間的外部電源、主所、電力調度等資源如何共享進行深入研究。

7.城市軌道交通網絡綜合調度指揮自動化研究。城市軌道交通綜合指揮自動化系統(tǒng)（即行車綜合自動化系統(tǒng)），作為一種全新的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將原信號系統(tǒng)中的列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）與傳統(tǒng)綜合監(jiān)控（ISCS）系統(tǒng)技術平臺進行統(tǒng)一，并將兩者信息進行了全面整合。綜合指揮自動化系統(tǒng)的主要目的是應用系統(tǒng)化方法將各自分散的自動化系統(tǒng)聯(lián)結為一個有機的整體，實現(xiàn)軌道交通原來各個分離、分散的系統(tǒng)之間的信息互通、資源共享，提高各個系統(tǒng)之間的協(xié)調配合能力，從而提高軌道交通的抗風險能力，高效實現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動，提高軌道交通全線的自動化水平，建立以行車指揮為核心的綜合調度指揮系統(tǒng)，可將地鐵運營管理建立在較高的技術支撐平臺之上，因此開展城市軌道交通網絡綜合調度指揮自動化研究是十分必要、緊迫的。

8.城市軌道交通通信信號設備智能監(jiān)測技術研究。城市軌道交通信號系統(tǒng)安全可靠性要求較高，系統(tǒng)安全完整性達到 SIL4 級，關鍵設備均采取了安全冗余技術。但由于信號系統(tǒng)設計采用“故障導向安全”原則，一旦設備故障將導向安全側，即可能對運營產生較大影響（如中斷行車）。目前，國內城市軌道交通運營線路一般高峰小時行車間隔可達到 2 min，行車密度大，一旦信號設備出現(xiàn)故障進而影響正常行車組織，還可能造成社會影響。信號系統(tǒng)出現(xiàn)故障后設備最短的維修時間在 30 min 左右。因此有必要對信號系統(tǒng)設備進行智能監(jiān)測，提前對“帶病工作”的設備進行告警，指導運營維護人員在設備發(fā)生故障前進行處理，以提高維護水平，保證運營水平。

9.軌道交通運營安全與風險管控研究。軌道交通建設為城市的發(fā)展添加了動力和活力，然而其特有的運行特點也可能引發(fā)一系列安全風險隱患。軌道交通作為城市快速交通工具，在給城市交通發(fā)展作出巨大貢獻的同時，安全事故頻發(fā)也給社會造成了巨大的經濟損失、人員傷亡和社會影響。面對大量的風險事故及安全隱患，如何保證軌道交通系統(tǒng)的安全運行已成為各級政府及管理部門亟待解決的重要問題，同時也引起了社會的高度重視。

總之，城市軌道交通智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個智能型全能管理系統(tǒng)，能夠利用網絡通信平臺技術、共享平臺數(shù)據技術和數(shù)據挖掘技術，實現(xiàn)城市軌道交通的智能安全綜合監(jiān)控。它能夠保證整個系統(tǒng)內信息的有效完整傳遞，保證廣大乘坐城市軌道交通工具出行的市民安全，保證城市軌道交通的安全性能，促進城市軌道交通進一步發(fā)展建設。

參考文獻：

[1]王萍.淺談城市軌道交通系統(tǒng)關鍵技術與問題研究論述.2018.

[2]李德山.城市軌道交通智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)及關鍵技術.2017.

（作者單位：中鐵十一局集團第三工程有限公司）