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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇铁路轨道交通运输,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:城市轨道交通;经济发展;作用;规划;关键点
中图分类号:P135 文献标识码:A 文章编号:
一、城市轨道交通系统的发展现状
城市轨道交通出现于英国,扮演着协力和促进城市与产业发展的重要角色。第二次世界大战以来,汽车技术大幅跃进,加上公共汽车运输的普及,对城市交通体系提出了更高要求,常规的交通运输方式已经越来越来成为约束城市发展的桎梏,在此情况下轨道交通运输的重要性逐渐式微。尽管在十九世纪之初轨道交通理论研究已发展相当成熟,但直到1863年1月10日伦敦地铁的正式投入运营,才标志着城市轨道交通体系的诞生。
城市轨道交通除了其列车的营运速度需达一定标准,车辆、路轨或操作等等都需要整体配合提升并系统化。依据国际铁路联盟(UIC)的定义,城市轨道交通是拥有专有路权,全线无平交道且行车绝对安全的铁路系统,不论是改良既有轨道路线(直线化、轨距标准化),或是铺设高速新轨道,多数均必须符合1435毫米轨距的国际标准轨。其组成包括车站、隧道、桥梁、路堤、路堑、维修基地等主要结构设施及车辆、供电、电车线、标志、通信、轨道等子系统。相较于公路经常有尖峰挤塞的问题,城市轨道交通以其高速、高载客量、高可靠性、高安全性及高准点率等优点,成为近年世界开始广泛关注的新运输方式。根据运输工具间的替代效果,在一定范围的区域范围内,易受路况、浓雾等气候因素影响的城市公路交通运输恐失去其竞争力。
因循过去城市发展的脉络,运输系统的规划与城市的开发拓展关系紧密,一日生活圈的形成,对于人口以及产业的分布可能有重大改变,城市轨道交通的设站可大幅改善当地的可及性,此外城市轨道交通特定区周边的各项开发计划也对当地的产业发展有相当大的直接影响。有鉴于此,许多城市均积极发展城市轨道交通系统,以提高运输效率和促进城市及产业发展。
二、城市轨道交通在城市经济发展中的作用
(一)城市经济发展
运输建设在地方发展中扮演着重要的角色,城市轨道交通系统对地方带来的影响可分为直接与间接影响;影响层面可分为交通、人口、产业三部分讨论。将来城市轨道交通系统加入既有的运输系统之后,地方之间相对交通可及性将会发生改变,城市轨道交通有设站的地区因为城市轨道交通带来的可及性提升而直接影响当地的交通部门,可及性增加后,当地的人口、产业与土地使用部门也会受城市轨道交通的间接影响。此外,城市轨道交通特定区的各项开发计划也会直接或间接地影响当地的人口、产业与土地使用部门。
城市轨道交通线路因其方便快捷、定时定向的特点通常会成为居民出行的首选,其强大的人口内聚和扩散效应为地下商业带来巨大客流和商机。例如车站商铺和广告灯箱经营、区间通信网络使用权租赁、移动视频招商等,能为城市服务业发展提供新天地;此外,若地下商业资源与地面著名商场、商业区实现无缝连接,那更将使前者的交通优势与后者的品牌优势有机结合,形成一个立体、辐射面广的城市商业圈。
城市轨道交通建设还将引导城市经济向集约化发展模式转变。城市轨道交通建设对城市现有土地价格刺激明显,能带动沿线房地产开发,增加政府土地税收;利用地铁车辆段上盖物业,在其上兴建开发保障性住房和商业楼盘,不但可缓解城市低收入人群住房难问题,也为城市在保持总体规模不变的前提下,提供了更大开发空间,有助于避免城市规模的无序盲目扩张;此外,还可以引导人口、产业园区沿城市轨道交通线路所经过区域合理分布,形成不同类型组团,将城市中心地区过剩的资源疏导至城市新兴地区。前瞻网认为,城市轨道的发展和建立将带动城市空间格局的变化,形成中心城市,并以此辐射周边城市,带动城轨周边地区的经济增长。
(二)环境效益
根据相关研究报告可得知:若城市轨道交通系统的每次能源消耗为1小时,公共汽车是城市轨道交通的3.26倍,私人小汽车为城市轨道交通的5.61倍。城市轨道交通系统的能源消耗与二氧化碳排放量均较公共汽车及私人小汽车低,因而为了发展较好的交通运输系统,节约能源与提高能源使用效率成为世界各国交通建设的重要课题。城市轨道交通设计中的特殊刹车系统可在刹车时回收再生电力,可节省更多的能源,且其在专用路线上行驶,可运用外来电力牵引,无须将动力设备置于车上,加上因城市轨道交通的钢轨钢轮间的滚动阻力较公路运输轮胎与路面的阻力为低,所以具有较佳的燃油效率。因此,能源效率高也是城市轨道交通的优势。
三、合理规划城市轨道交通系统,提升城市经济发展效率
从历史的脉络不难发现,从前居民的生活及城市发展核心均延着交通系统扩展,车站几乎是每一个城市或市镇的经济重心。近年来,城市轨道交通技术发展快速跃进,安全、可靠、班次和票价都明显优于公共汽车,故诸多城市陆续以城市轨道交通做为国内重要城市的联系方式。然而,大众运输导向的城市规划理念,让许多规划者期待以大众运输系统开发新市镇或缩小城乡差距,使各区均衡发展,车站的数量及站位选择成为重要的关键决策,过多的车站数量将使系统的边际效益递减,选择太偏僻的站位若无搭配较好的辅助系统和配套措施,将沦为浪费或导致人口外移现象。城市发展与大众运输的规划息息相关,若无审慎的思考,恐导致无法挽回的遗憾。
除此之外,运输系统建设涉及庞大的资金流动、复杂的范畴领域及带动产业发展的使命,城市轨道交通做为现今炙手可热的运输工具,可望带动城市其他相关的产业,而这就需要充分考虑各地不同的情形,来选择合适的建设方案。这可以从其他国家或地区的建设经验中取经。例如,台湾与韩国约于同一时期决定兴建城市轨道交通,但其两者采取不同的方式达成目标:台湾的政府部门首次在国内推动BOT的兴建及营运方式,虽过程波折、舆论不断,但不失为一个拋砖引玉的尝试,不仅广泛引起民众和研究单位对于不同型态的公私合作方式的重视,也为其日后其他公私部门合作提供借鉴;韩国政府则花费大笔资金向法国TGV购入技术移转及人员培训,多年之后,不仅能够独立研发新的技术成果,更能向世界其他国家进行技术推销。不同的决策也导致台湾城市轨道交通和韩国城市轨道交通有着显著的区别,但两者的城市轨道交通系统也各有优势之处,符合当地的发展。因此,我国城市轨道交通系统的设立也必须紧密结合当地特色,提升系统在城市经济发展中的地位。
参考文献:
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摘 要 基于在地铁和单轨中应用的列车位置检测设备,阐述各种列车位置检测设备的基本结构和工作原理,分析其优缺点,同时提出设备选型的建议。
关键词 城轨交通 信号系统 列车位置检测 轨道 电路 计轴 环线 应答器
在轨道交通运输中,列车位置检测设备是信号系统构成的关键设备,它为整个信号系统运行提供基础条件。最初,列车以站间闭塞的方式运行,轨道电路是最早的列车位置检测设备,随着高密度列车运行的要求和自动控制技术的不断发展,先后出现了固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞三种信号闭塞制式,随之出现了不同工作方式的列车位置检测设备,如轨道电路、计轴区段、环线,乃至于现在的移动闭塞列车位置检测设备。下面向大家介绍几种列车位置检测设备的工作原理。
1 轨道电路
19世纪90年代,轨道电路最先起源于美国,不久出现在英国,1904—1906年在伦敦地铁大量采用。轨道电路在我国铁路上已得到广泛运用,如50Hz轨道电路、25Hz轨道电路、单轨条轨道电路、无绝缘轨道电路等。轨道电路的基本原理是:把定义的轨道区段的两根钢轨作为导线,两端的轨缝装上绝缘物,一端安装送电设备,一端安装受电设备,如图1所示。当无车时,由送电端(BATTERY)送出的低电流使受电端的继电器(RELAY)励磁,表示轨道电路无车占用;当有车时,由送电端送出的低电流被车辆轮对短路,受电端的继电器(RELAY)失磁,表示轨道电路有车占用。
随着欧洲铁路轨枕的钢枕化,在20世纪30年代,在欧洲出现了代替轨道电路的列车位置检测设备———计轴设备。
2 计轴设备
计轴设备用于在规定的轨道区段内检测列车的占用/出清。不像轨道电路,它对道床电阻、分路电阻、轨枕、轨缝位置、轨道区段长度、电气化区段牵引回流的连接都没有限制条件。计轴设备的最大优势在于它与轨道状况无关,这使其不仅具备检查长轨道区间的能力,而且也解除了长期因道床潮湿和钢轨生锈影响铁路正常运行的困扰。计轴设备的基本原理是:在定义的轨道区段的两端,选择在同一侧的一根钢轨上安装两个计轴传感器探测通过的车轮,如图2所示。当车轮通过时,改变了传感器的发送器和接收器之间的交变磁场,从而改变了接收线圈上的感应电压或相位值,计轴设备根据其交变磁场的变化频率和其变化的时间顺序,判断通过的列车轴数,识别列车运行的方向。计轴主机处理从计轴轨旁盒传来的计轴传感器变化信息,比较进入区段的轴数和离开区段的轴数,给出空闲/占用的指示。
【关键词】铁路;有碴轨道工程;施工技术
【中图分类号】U213.2;U215【文献标志码】B【文章编号】1007-9467(2016)03-0123-03
1引言
随着我国居民生活水平不断提升,对交通运输的要求也越来越高。轨道交通作为我国的一项基础设施,在进行设计时,为了保证轨道交通的速度和质量,提高乘客的坐乘感受,需要保证轨道交通具有良好的平顺性。本文重点对有碴轨道的施工技术进行分析和探讨。
2工程概况
ZQ-Ⅱ标段DK139+895—DK197+950段(吕梁山隧出口至龙门会三川河特大桥桥尾)范围内的有碴轨道铺设、桥梁架设、无缝线路换铺、长轨焊接、应力放散和线路锁定、上碴整道大机养及线路的沉落整修施工,铺轨总长度100.555km。其中桥梁34.444km,隧道67.274km,路基19.606km,架梁801孔。铺架线路范围内含吕梁、吴城两个车站。该段铺架范围内线路具有结构复杂、地质多变、桥隧相连、隧隧相连、施工作业面狭窄、工期非常紧张、控制工程多、设计时速高和质量要求严等特点。
3有碴轨道的施工流程
在铁路轨道工程施工中,轨道是固定设备中非常重要的构成部分。轨道的平顺性是保证列车达到规定速度基础。在进行施工时,要尽可能降低对路基基床表层造成的干扰,按照设计线路的要求进行施工[1]。在施工过程中,有碴轨道主要按照以下流程进行施工:施工前的准备工作底层道碴的预铺轨道和道岔的铺设分层补碴整道、动力稳定焊接工地钢轨锁定线路整理轨道打磨钢轨检测轨道。
4铁路有碴轨道工程施工
4.1长钢轨的焊接施工
本工程使用基地接触焊进行长钢轨的焊接施工。在焊接长钢轨之前要按照规定要求制作配轨计划表,并检查标准轨的质量。在焊接长钢轨时,需要按照下述流程进行施工:配轨的选择调直轨头截锯轨处理轨端焊接施工正火焊缝冷却调直钢轨四向打磨焊缝焊缝探伤验收。在焊接施工过程,当材质、轨道类型、焊头试生产、工艺参数等达不到要求时,需要检查钢轨焊接接头的类型。使用超声波探伤检查的方法对钢轨的焊头进行检测,钢轨焊缝处不允许出现划伤、碰痕、压痕层缺陷。此外,长钢轨焊接接头几何误差要达到规定要求。
4.2底层道碴预铺
本工程使用道碴摊铺机进行底层道碴的施工。结合铺轨的基本情况,使用运碴列车和自卸汽车进行供碴。在进行底层道碴施工时,尽量不要扰动路基基床的表层。铺设好底层道碴,在完成平整和压实施工后,立即进行铺轨。底层道碴施工要满足以下要求:
1)铺设好碴面后,要求碴面的厚度、宽度、坡度、凹槽的外形均符合要求;
2)使用靠尺对碴面平整度进行检查,要求误差控制在10mm以内;
3)底层道碴完成平整以后,要求其密度在1.4g/cm3以上[2]。
4.3铺设长钢轨道
完成底层道碴预铺工作后,对道碴的施工质量进行验收并达到要求后,使用单枕连续铺设的方法进行长钢轨轨道的铺设施工。本工程使用TCM-60型铺轨机按照设计距离将长钢轨拖卸运输到道床上以后,按照设计的距离铺设轨枕,对长钢轨进行收拢后形成轨道。要求轨道线路设计中心线和轨道中心线路保持一致,误差控制在30mm以内。轨道中心要和轨枕保持垂直。按照每千米1668根的要求铺设轨枕。轨枕之间的距离保持在600mm,允许误差值保持在20mm以内。连续6根轨枕的距离保持在3m左右。Ⅲ型弹条扣件的压力要控制在11kN以上。长钢轨合龙施工完成后,要将起始端和终止端摆放端正,使焊接接头的位置保持对应,并且相错量要控制在100mm以内。
4.4上碴整道
铺设好长钢轨道后立即进行上碴整道施工,为了防止施工过程中轨节出现变形,首次上碴整道要和轨道铺设紧密联系起来。按照从上到下的顺序将将上碴整道分为3层,第1层和第2层的施工厚度为75~85mm,第3层属于轨道标高的调整层,厚度一般控制在35~55mm。完成各层的上碴后,使用MDZ整道作业车组施工。进行上碴整道施工时,需要先进行3次补碴,然后再进行四次振捣,最后进行5次动力稳定[3]。完成道床的分层铺设和振捣工作后,要保证沿线状态参数的均匀性。当道床进入初期稳定阶段时,要保证枕下道床刚度大于70kN/mm,横向方向上道床的阻力要大于7.5kN/枕。
4.5焊接工地钢轨
整道基本作业完成后,并且线路稳定性达到以后即可进行工地钢轨的焊接施工。一般情况下,工地钢轨焊接主要使用铝热焊、接触焊、气压焊3种方式进行施工。建议优先使用铝热焊和接触焊进行施工,并严格按照长港股焊接要求对焊接质量进行控制。
4.6锁定线路
首先,将钢管焊接成单元轨节,并根据设计要求对轨面的标高、轨面的水平、轨面的转向进行调整。按照设计要求,使用接触网支柱将钢轨位移观测桩埋深好后锁定线路。本工程进行线路锁定施工时,主要使用“连入法”将各个单元的轨节焊成无缝线路。在进行焊接施工时,先放散第1段单元轨节应力,然后进行锁定。再使用锁定焊和应力放散将第2段和以后的单元轨节顺次锁定成无缝线路。在实际施工时,可以按照具体情况,使用综合放散法和滚筒放散法进行施工。当锁定轨温度低于设计温度时,使用撞轨器和拉轨器进行配合施工,通过对轨条进行均匀拉伸,来一次性完成轨温的锁定[4]。在对轨条进行拉伸时,要保证拉伸长度、拉伸的准确度可以达到规定要求。此外,还要保证拉伸的均匀性。为了保证施工质量,要达到以下几个要求:
1)设计单元轨节的长度要保持在950~1550m,最小不能低于200m。
2)锁定线路时,锁定轨道温度的变化值大小要控制在5℃以内。临近的两个单元轨节锁定轨道的温度差要低于5℃,左侧和右侧钢轨锁定轨的温度差要低于3℃。同一个设计锁定轨温最低锁定轨温和最高锁定轨温差要控制在10℃以内。
3)位移观测桩换算200m范围中相对位移量要小于10mm。所有的位移观测桩位移量均要控制在20mm以内。
4.7整理轨道
锁定单元轨节成为无缝线路后,即可对轨道进行整理。整理轨道完成后要达到下述几个方面的要求:
1)正线轨道铺设精度要可以满足相关要求。
2)道床的厚度要符合设计的基本要求,将误差控制在20mm以内。道床碴肩宽度也要符合谁要求,误差控制在20mm以内。道床碴肩宽度也要符合设计要求,最大允许误差值要低于20mm。此外,还要保证道床边坡具有良好的美观性。
3)轨道高程要达到基本的设计要求,和站台紧挨着的轨道不允许出现负偏差,允许误差要控制在20mm以内。
4)曲线正矢误差要达到设计的基本要求。
4.8打磨钢轨、检测轨道
铁路有道碴轨道施工完成后,要在开始运营之前对整个线路的钢轨进行打磨,当打磨列车抵达工地以后,可以结合轨面的实际情况使用列车运行打磨、停车打磨、成型打磨等方式进行施工。对于一些打磨机械无法打磨到的位置换用其他的机械进行打磨。1m以内的范围中打磨不平整度要控制在0.2mm以内。完成打磨后,对轨道进行动态方面和静态方面的检测,确保铁路的平顺性达到相关规定中的基本要求。
5结语
综上所述,在铁路有碴道路施工过程中,为了保证工程的施工质量,要严格按照规定的施工流程进行施工,做好各个环节施工质量的控制。本文以实际工程为例,对铁路有碴道路工程施工的各个工序进行了分析和控制,在保证施工质量的同时提高了施工效率,缩短了施工工期,降低了施工成本,取得了良好的施工效果,为类似工程施工提供了参考。
参考文献
【1】TB10413—2003铁路轨道工程施工质量验收标准[S].
【2】TB10082—2005铁路轨道设计规范[S].
【3】TZ201—2008客货共线铁路轨道工程施工技术指南[S].
关键词:轨道交通工程;投标 ;报价编制
中图分类号:TU201.7 文献标识码:A
正文:
1.轨道交通工程简介及特点
1.1轨道交通工程简介
城市轨道交通具有固定的铺设轨道,是以轨道运输为主的交通系统。在我国,城市轨道交通是交通运输的主干线,是最大的市政工程设施。在城市轨道交通工程中,存在复杂的系统体系,主要由车站、供变电、维护检修基地、轨道路线所构成。根据轨道交通工程的不同特征,可将其分成高架线、地上、地下三种类型。
轨道交通工程相比于普通的公交车具有载客量大的优势,并且速度快,但是其运行条件同普通的市政公交工程有着鲜明的区别。
1.2轨道交通工程的特点
轨道交通工程有高架线、地上、地下三种类型,而高架线和地下的轨道交通工程占比例比较大。轨道交通工程的线路通过的区域人流比较密集,商贸经济发展程度高。由此,轨道交通工程有着和其他土木工程不同的特点。轨道交通工程投资巨大、防渗漏和防坍塌的要求高,并且对环保程度也有较高的要求,施工方法很特殊。
2.轨道交通工程招投标中的概预算工作
轨道交通工程招投标内的概预算工作,既决定了工程建设的经济合理性,也决定了工程设计的质量。轨道交通工程招投标时的概预算编制工作,需从多个方面进行探讨。
2.1对招标文件认真研究
招标单位为了实行工程招标,需要带有法律性的文件,即招标文件。招标文件能够让招标单位确定施工企业,施工企业也能依据招标文件加以编制。施工单位在预投标时,要认真的研究招标文件,理解招投标的范围。投标范围是报价的前提,轨道交通工程内有较多的项目区分,比如车站、供变电、维护检修基地、轨道路线。在概预算编制时,需先了解采购材料的方式,因为材料费用在整个工程造价中占的比重最大。并在招标文件中寻找到工程的难点,在投标时提出该问题的解决办法,可以提高中标率。
在深入了解招标文件的内容之后,可去现场作业地点实际勘探。周围环境可能会影响最终的报价,例如地质情况、水文条件、周边建筑物以及地下管道的铺设状况等。关注市场环境,市场环境主要包括政府部门的管理、材料的供应以及竞争对手的水平等。
2.2确定投标报价
报价决定着中标与否,也决定着企业能否因为中标而产生获利。项目不中标,就等于之前的经营成果成为了零。中标报价低,不但利润小,而且有可能造成亏损。因此,报价是企业决策的主要过程。而对投标报价进行概预算编制,也显得格外重要。
轨道交通工程的项目直接费和投标报价均以以下的公式来说明。
项目直接费=人工费+材料费+机械费+现场经费+措施项目费
投标报价=项目施工成本+规费+企业管理费+利润+税金
在进行投标决策时要充分考虑四种因素,分别是评标的方式、招标单位的所需、竞争对手的能力以及企业所需要的管理费和利润价位。报价既要有竞争性,也要对企业有战略性。报价要讲究低报,而在之后的施工管理中再寻求高价索赔。了解对手的报价,相应的进行降低。
2.3投标报价技巧
投标报价的技巧和方法有多种,不平衡报价法、多方案报价法、增加建议方案、突然降价法以及先亏后盈法。要根据不同的招标项目采取不同的投标报价技巧。
2.4工程案例
广州市轨道交通十四号线支线工程招标中,规定招标的内容是镇龙北站及康大-镇龙北盾构区间。其中,镇龙北站位共有3个出入口,2组风亭,3个紧急疏散口。其九龙大道作为景观大道的规划,2组风亭均为低矮敞口风亭。而康大站-镇龙北站盾构区间需设置3座联络通道和1座废水泵房,废水泵房与联络通道合建。
3.概预算工作中存在的问题分析
3.1现场调查不准确
有的预算人员没有深入、详细的勘察现场,不能认识到设计方案优化成本的能力。不能很好的把握地方资源的利用程度。有的预算人员甚至不对料源和料价进行分析,结果缺乏准确性。有的甚至没有做好市场调查,以当地信息价作为编制预算的价格。导致分析成本时缺乏基础,数据信息都不准确。
3.2过分侧重了现场施工情况
预算和成本分析有着不同的侧重点。预算侧重在施工组织中的经济效果,成本分析侧重于现场实际情况。在预算阶段考虑了过多的实际问题,就会导致结果出现偏差。在涵洞边墙、桥梁锥体护坡、挡土墙、路基边坡防护等项目中,均采用浆砌片石的设计。但在具体操作中,为了保持美观,选择了浆砌块石。施工成本有所下降,但有的工作人员会肆意的增加料石、块石的费用。
3.3管理上连续性不足
市政管理人员对轨道交通工程概预算方案的编制缺乏管理上的连续性。在我国众多城市的轨道交通工程概预算的审查工作方面,各工程阶段的预决算分别由不同的管理部门进行审查,这些部门缺乏必要的连续性,使得管理的整体调控功能失灵,三超现象经常出现。
4.提高概算工作质量对策
4.1依据编制规章做好概预算编制
概预算方案的制定要从其编制的依据条件着手,严格按照相关规章制度进行编制。各省市需要按照原建设部颁布的《城市轨道交通工程设计概预算编制办法》以及各地方的定额标准进行概预算编制。例如江苏省根据《全国统一市政工程预算定额》颁发了《江苏省市政工程计价表》、广州市颁布《2001年广州地铁忠诚主要项目综合成本指导价》,轨道交通工程的概预算方案的制定必须遵循这些法规和章程。
4.2明确设计意图
概预算方案编制人员需要有专业的设计才能,能够充分了解设计意图。这就意味在编制概预算方案之前需要仔细查阅相关资料对设计图纸进行分析和审查,掌握工程的结构特点、规划人员的设计意图以及施工的技术水平和限制因素,对一些数据进行核实,才能制定出优质的表格。
4.3确保工程量计算的准确性
轨道交通工程的概预算编制一直都是系统性的工程,受到社会多种因素的影响。由于轨道工程的分项目都带有不同的专业性质,在计算其工程量时把握定额条件,确保工程量计算的准确性。这样可以减少相应的工程造价。
4.4开展现场勘查
现场勘查工作是检验工程概预算方案是否科学合理的必要工作,所有的轨道交通工程概预算案的变动都需要与现场勘查同步进行,才能在实践的基础上通过掌握各种机械设备的性能价格、材料的价格和运输等加强对概预算的控制。
5.结语
我国城市轨道交通工程管理和造价体系能够对当前的市政工程中的交通基础设施建设起到积极作用。科学合理的概预算案能够合理的确定和有效的控制投资规模以及建造成本,实现国家对大型投资项目进行宏观调控的目的。招投标阶段的概预算编制,要注意投标编制的内容和方法,增加中标的机率。在具体的细节上,工程概预算的编制需要有关人员能够根据施工图纸以及各类数据的应用选择套用定额,并注意相关问题,与设计人员进行探讨,从而提高轨道交通工程的建设质量。
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关键词:客运专线系统工程安全保障体系
Abstract:Applyingthetechnologyofhigh-speedrailway,thesafeandpunctualoperationwithhighspeedofSHI-TAIdedicatedpassengerrailwaylinewillbeensuredbythemeticulousdesign,implementedconstruction,high-standardinfrastructuresaswellashigh-qualitytechnicalequipments,theimprovementofsystemandmanagement.Inviewofthecharacteristicofdedicatedpassengerrailwaylineandcombinedwiththeforeignadvancedexperiencesofhigh-speedtrain,thearticleputsforwardthesafetyassurancesystemofdedicatedpassengerrailwaylineandintrudesitscompositionandcontents.
Keywords:DedicatedPassengerRailwayLine;EngineeringSystem;SafetyAssuranceSystem
1绪论
保证旅客和货物的安全是运输服务行业最基本的要求。铁路运输有运量大、路程远等特点,一旦出现安全事故将产生巨大经济损失和恶劣的社会影响,因此安全成为铁路运输的生命线。当铁路处于低速阶段时,铁路发挥的功能远远未达到极限能力,不安全因素较少,无论是人还是设备都有足够的能力来应付事故或突发事件,通过依靠设备技术条件和维修保养标准与限度,依靠人的操作规范和行为指南,可以保障铁路的安全运转。然而当铁路在高速运行下,运行速度通常是普通铁路的2倍多,无论是人、设备还是环境造成的不安全因素剧增。一旦发生设备异常、违章操作和外界环境的突发事件,可供纠正和避免事故的时间很短,可供选择的方式也很有限,所造成的后果将是灾难性的。
自1964年世界第一条高速铁路诞生以来,经过40多年的发展,高速铁路已经遍布世界主要发达国家,累计运送旅客上百亿人次。当安全、快速、舒适成为时代对于运输业的要求,高速铁路因此成为世界铁路发展的主流和趋势。我国客运专线均采用高速铁路的技术体系,保证列车行车安全是客运专线设计施工、设备制造、系统开发和运营管理的前提条件。因此,运用系统工程的理论,借鉴国外高速铁路安全运行的经验,构建我国客运专线安全保障体系,做到防患于未然,具有十分重要的意义。
2国外高速铁路安全保障体系
世界各国在设计、建设和运营高速铁路时,均把确保旅客生命财产和行车安全放在首位,把安全技术作为高速铁路的重要技术加以系统研究、精心设计并在建设施工和运营管理运用之中不断完善,通过实现基础设施高标准、技术装备高质量、运行管理自动化和安全监控实时化,来保证高速列车安全。
2.1日本新干线行车安全保障体系
日本对高速铁路行车安全保障体系的研究和建设注重系统性,将安全保障的概念融于整个高速铁路运营管理系统之中。日本新干线高速铁路在其30多年的发展历程中,没有发生一起旅客死亡事故,其安全保障体系功不可没。日本的新干线行车安全保障体系大致经历了三个发展阶段:
(1)列车自动控制(ATC)和调度集中(CTC)
日本铁路在既有线列车上装备了大量的ATC设备,接收和处理列车当前位置的有关信息;随着电子技术的进步,东海道新干线1964年开通伊始就使用了CTC,完成集中控制、列车运行集中监视和信号设备故障监视等功能,实现以调度所为中心对列车安全的保障。
(2)计算机辅助的运营管理系统(COMTRAC)
1972年新干线岗山枢纽开始使用COMTRAC系统,并在随后20多年中不断地开发和完善。COMTRAC系统是一个功能较为完备的综合系统,包括运行图生成与变更,车辆安全与运用、列车运行控制与监视、旅客引导信息控制等运营管理功能以及CTC、电力调度、车辆、接触网、线路状态检查、灾害监测等安全功能。
(3)计算机化的安全、维护与运营系统(COSMOS)
1995年东日本铁路公司成功开发了COSMOS系统。COSMOS系统利用先进的网络技术将几乎所有与运营和安全相关的系统综合起来,包括计划生成、运营管理、维护作管理、设备管理、电力控制、中央信息监视、车辆管理和车站作业管理8个子系统,是一种全新概念上铁路安全、维护与运营系统。
2.2法国TGV列车行车安全保障体系
法国高速铁路创造了当前世界轮轨系交通的最高试验速度515.3Km/h,运营速度也达到300--320Km/h,其安全保障体系以TVM--430机车信号自动控制系统为核心,依靠车--地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来,还增加了设备监测和报警子系统,进一步强化列车运行安全的保障功能。车载设备包括TVM--430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等;沿线分布了接触网电压监测、热轴监测、降雨监测、降雪监测、大风监测、立交桥下落物监测等各种监测设备;控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分,并通过网络传递信息。
2.3德国ICE行车安全保障体系
德国高速铁路不同于日、法两国,属客、货混运型,且隧道约占线路长度的1/3,因此,隧道内的行车安全成为其安全保障的重点,除了采用安全监测系统外,还制定了严格有效的防范措施以及运营措施。德国ICE高速列车在高速线上采用了防灾报警系统(MAS90),其主要特点是利用功能强大的车载故障监测和诊断系统,通过无线通信与地面维修中心构成集行车控制、故障监测、维护等功能于一体的行车安全保障体系,除可监督线路装备的运用状态外,还可识别和及时报告环境对行车安全的影响,以及移动设备发生破损的情况。
3国内铁路安全保障现状
随着RITS在我国的发展,我国在铁路紧急救援与行车安全领域已经进行了初步的研发,相应技术在铁路上得到了探索性的应用,其中典型的是沪宁铁路行车安全综合监控系统,包括以下几个子系统:
(1)行车安全监测系统:行车安全监测系统定期、经常性地对固定设施、移动设备进行有效的监测,建立起“车对地”、“车对车”、“地对车”、“地对地”的行车安全监测闭环系统,使与行车安全有关的装备处于监控之中。
(2)行车安全信息系统:行车安全信息系统由信息采集、传输网络和安全信息管理中心构成。传输网络将采集到的人员操控、设备工况以及环境状况等数据,传送到安全信息管理中心,由其对数据进行分析和评估,并评定其危险等级,供行车、维修、救援等部门决策。
(3)救援维修支持系统:利用监测信息和管理系统,为维修、救援等提供决策支持,并进行维修体制创新。
总体来说,我国对于铁路安全防灾的研究仍停留在局部性和理论性研究阶段,尚未形成系统、动态性的良性局面。而铁路已有的安全监测体系的信息准确性、实时性差,不能满足铁路客运专线运营管理的需要。因此,进行全面系统的研究,提出适合与我国铁路客运专线运营管理模式及自然环境的安全保障体系方案,是我国铁路客运专线建设的一个重要环节。
4构建石太客运专线安全保障体系
石太客运专线连接河北、山西两省省会,是全国“四纵四横”快速客运骨架网之一,是铁路网“八纵八横”主通道的重要组成部分,也是我国煤炭运输的一条主通道,对促进河北、山西两省区域经济协调发展,对保障国家重点物资运输都具有十分重要的作用。客运专线全长189.79公里,采用高速铁路的技术体系:设计为近期兼顾货运,行车速度200km/h以上,电力牵引,动车组高速列车,SS9中速列车,DJ1货运机车;采用融资、建设、管理一体化,企业化经营的新模式。
石太客运专线桥梁和隧道所占的比例比较大,仅隧道就占总里程的39.3%,且地质情况多变,技术复杂,安全问题也随之加剧:(1)客运专线运行速度高,行车密度大,对控制设备的依赖性大大增加,对线、桥、隧和通信信号等基础设备设施要求也更加严格;(2)客运专线沿线自然环境、地理环境的变化将会给行车安全造成严重影响,且客运专线的事故往往涉及到人员伤亡;(3)石太客运专线设计初期采用客货混行,其行车组织影响因素较多,存在着很多不安全因素。
4.1运用系统工程的理论
系统工程是组织管理系统的技术方法,它从系统整体出发,根据总体目标的需求,以计算机为工具,综合集成自然科学、工程技术、社会科学、管理学、经济学等领域的知识和技术,进行系统研究和建设。
目前,我国普通铁路在车、机、工、电等方面都开发了相应的安全保障系统,如自动停车装置、热轴监测系统、滑坡监测系统等等,然而大多数安全保障技术却没有完全实现相互的协调,基本上处于各自为政的局面。石太客运专线安全保障体系涉及到高速列车的机车车辆、弓网关系、供变电、线路轨道结构和桥梁隧道、运输组织、列车控制、行车指挥、设备维修养护、环境监测、现代化检测技术、动力学、机电一体化等高新技术以及管理人员和管理理念等,是以现代化高新科技为依托的复杂的系统工程。
运用系统工程的理论和方法,分析研究石太客运专线生产的各个环节以及客运专线技术的各个方面,可以将石太客运专线安全保障体系认为是人(人员)--机(设备)--环(环境)--管(管理)四为一体的系统,即一个以“管理”为中枢、“人”为核心、“机”为基础、“环境”为条件组成的总体性的安全保障体系。
(1)人员因素:在石太客运专线生产和运营中,安全管理的各项规章制度和措施,最终都要落实到管理人员身上。根据安全相关理论,人的差错率在10-2--10-3左右;有关统计数据也表明,在1989--1998年间,我国铁路由于人为因素造成的行车重大、大事故占事故总数的42.2%;如2006年4月11日两辆列车在京九铁路广东境内发生的追尾事故,造成20余名旅客和工作人员受伤,列车机车受损,主要原因也是机车乘务员违章作业造成的。因此,“人”是安全保障体系的核心,管理人员和生产人员对待安全工作的态度和具体行为,将直接影响到客运专线的安全状况。
(2)设备因素:设备的差错率一般远低于人的差错率。但是由于客运专线设备多且复杂,设备数量基数大,导致其发生事故概率也较大;而且客运专线运行速度高,行车密度大,对控制设备的依赖性和对线、桥、隧、机车和通信信号等基础设备设施要求也更加严格。石太客运专线所保障的是人身安全,因此其设备设施是安全的基础保障。
(3)环境因素:外界自然环境(风、雨、雪、洪水、地震、滑坡、泥石流等)的异常变化,会危及客运专线的行车安全,并诱发安全事故。如大风会破坏列车的车体,积雪将影响道岔的正常工作;又如2006年4月12日T70次列车被困乌鲁木齐“百里风区”沙尘暴将近33小时。石太客运专线要追求“零事故率”,必须考虑环境因素,尤其是恶劣气候对客运专线运行的影响,建立灾害快速反应系统,突出客运专线在灾害天气下运输的优越性。
(4)管理因素:“人”、“机”、“环境”往往是造成事故的直接原因,而“管理”看似是间接原因,但追根溯源却是根本的、本质的原因。石太客运专线安全保障体系只有在管理要素的作业下,与“人”、“机”、“环境”的有机结合下,才能保障客运专线的安全。
4.2安全保障体系的基本框架
运用系统工程的理论,借鉴国外高速铁路运行安全保障的成功经验,结合客运专线安全因素分析,构建石太客运专线安全保障体系的基本框架如下图所示:
图1石太客运专线安全保障体系框架图
(1)基础设施安全技术子系统是石太客运专线安全运营的基础保障,包括轮轨系安全、列车机车安全、列车制动安全、牵引供电及弓网安全和路线、桥梁、隧道设计及施工安全。主要应用国内外相关的先进技术对基础设施和设备设计、建设的安全技术进行管理,对机车、车辆、线路等行车过程中的执行“元件”实行安全控制以保障石太客运专线的安全,即实现石太客运专线的硬件设施的安全可靠。
(2)综合安全保障子系统以人的管理为核心的,集成环境控制、设施设备监测与诊断、自然环境等监控,以及风险预测、紧急事件处理和管理的综合系统。通过行之有效的行车调度指挥,对行车有关的固定设施、移动设施进行实时监测,并对外界的自然环境进行监控、预测和防治,建立事故应急处理、救援应急预案以保证石太客运专线运行的安全。
(3)安全评估子系统对石太客运专线的安全保障系统进行评估、预测并找出系统存在的薄弱环节,对事故预防工作做指导;对安全工作情况进行监督考核,通过一系列的奖惩机制切实保障石太客运专线的安全;对发生的事故安全问题进行科学分析和总结,找出应对方法并提出改进方案。
5结论与建议
石太客运专线安全保障体系是一个集成基础设备设施、安全技术硬件系统和人员、管理软件系统的复杂大系统。目前,客运专线相关的工艺和技术已日趋成熟,因此在管理理念、管理人员选择、管理制度制定、安全文化建设等软环境方面就显得尤为重要。
(1)健全安全管理制度
安全规章制度是对各项安全管理工作所作的规定,是全体管理人员和基层操作人员在安全方面的行动准则,也是石太公司规章制度的重要组成部分。石太客运专线应制定系统的安全制度,规定组织、管理和技术方面的安全要求,使各级管理人员在安全工作中做到有章可循,使安全工作做到统一行动、统一指挥,最大限度的预防各类事故的发生,保证客运专线的正常运行。
(2)强化风险预警机制研究
客运专线行车事故和影响行车的自然灾害(风、雪、雨、洪水、地震等)一旦发生,将有可能造成重大人员伤亡、设备损坏、经济损失和恶劣的社会影响。石太客运专线应建立对风险事故的研究,对风险进行等级合理的划分,并根据风险等级制定一系列的应急救援预案,最大限度减少事故带来的经济损失和社会影响。
(3)加强以人为本的安全生产文化建设
客运专线要把安全生产提高到安全文化的战略高度来认识,突出“以人为本”的原则,提高企业的安全生产管理水平,构建具有客运专线特色的企业文化,使石太公司管理人员从安全生产的深层次观察问题、思考问题,把安全生产诸要素通过机制形成责任链条,突出人在安全载体中的调整作用,强化了职工的责任意识和危机意识,激活了人这一安全主体的原动力。
(北京交通大学交通运输学院,唐会)
参考文献:
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