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北京市近年來在道路建設上花費了大量資金、人力,取得了明顯成績,人均道路面積增加了不少。可是從路網的密度看,北京城區的支路密度是偏低的。原來東北部的和平里小區、西郊的百萬莊小區都在近郊區,現在都變成鬧市區中的大街坊了。原來設想在小區中的封閉道路,現在卻成為城市的支路了。按規范,城市支路道路網密度是3-4公里/平方公里,如果是一般商業集中地區應為10-12公里/平方公里,如果市中心區的建筑容積率達到8時,宜為12-16公里/平方公里。支路道路網密度低于這個指標,堵車是必然的。再寬的主干道,再多的快速路和立交,也解決不了交通堵塞問題。
城市各級道路應成為劃分城市各分區、組團、各類城市用地的分界線。比如城市一般道路和次干道可能成為劃分小街坊或小區的分界線;城市次干道和主干道可能成為劃分大街坊或居住區的分界線;城市交通性干道和快速道路及兩旁綠帶,可能成為劃分城市分區或功能區的分界線。
不同的城市設計、建筑設計、建筑風格和社區文化,會形成豐富多彩的各具特點的城市形象。北京的胡同、四合院成為北京古城風貌的重要元素。而在曼哈頓的棋盤式街道中,南北斜穿了一條百老匯大街,形成許多三角地帶,如時報廣場、熨斗大樓,豐富了城市景觀。在北部又安排了一個中央公園和大片綠地,成為城市的一葉“綠肺”。在美國大學任教的丹麥建筑教授——漢普列根,創導了SAR理論即支撐體理論。該理論認為,住宅基本上由支撐體結構、交通管道核心筒和填充體隔墻、房間組成。前者不能隨意變化,后者則是可以靈活布置的。推而廣之,在城市中也有支撐體和填充體。前者是道路、市政條件,后者是指由街道圍成的街坊、小區建筑。只要把支撐體規劃好,填充體就可豐富多彩、百花競放。這就是一種很實際的、有可持續觀點的城市規劃策略。居住區規劃不能成為小城鎮模式
中國近現代的城市住區形式大致出現了街區如里弄式、街坊式、胡同四合院、鄰里單位、居住區和綜合區如開發區、商務區中混建住宅區等各種形式。居住小區和住宅區的模式已有大量的實踐經驗,并有相應的國家規范作指導,但這不是唯一的住區建設模式。由于住區和城市道路系統有密切的關系,在城市不同區位,住區的形式應有不同的方式。以北京為例,住宅小區成片開發,規模越來越大。有的開發商已提出“造城運動”、“新住宅運動”,要造新城,要在風景區、綠化水景邊大造低密度住宅。原有的居住區規劃模式不能無限擴大,成為小城鎮的模式。前者可由開發商去建設,后者可就是政府職能范圍的事了。開發商沒必要,也不可能去替代政府職能,總攬城市規劃與建設的問題。如果在三環路內再成片開發居住小區,勢必造成“腸梗塞”,打亂街道路網的合理布局;如果在五、六環路綠化帶附近大片開發低密度住宅區,勢必成為“羊拉屎”。這不僅違背了中國“地少人多”的國情,有悖于節地原則,而且這些孤立的小區各自為政,勢必帶來交通、市政、公建配套、城市管理、節能、環保等隱患。亦莊模式及TOD模式值得借鑒
北京的開發區中,我認為亦莊經濟技術開發區是做得最成功的。首先,它不是單一的工業開發區,而是綜合性開發區,現在已明確是衛星城了。在該區有大量的就業機會工廠生產崗位和第三產業服務崗位。該區的居住區不是“臥城”,不少居民可以就地上班;其次,它的區位離城市較遠,通過京津塘高速路連接,是典型的衛星城布局形式,不會成為城市“攤大餅”式的邊緣地帶;第三,它的街道采取了棋盤式格網形式,既有北京舊城的傳統格局,又為分期開發創造條件。街道之間的地塊大小適中,既可小塊開發,又可聯片開發:第四,它的建設模式采用了二級開發。第一級開發,由區管委會負責,負責將生地開發成熟地,保證“六通一平”,先建熱力、動力、電訊、管理中心。二級開發就由開發商或公司單位業主自行開發。在城區內三、四環路以內大片開發綜合區,交通問題往往成為瓶頸問題。例如北京中關村西區規劃方案中,收集了國內外十多個方案,在評標時,認為交通問題是最突出的問題。解決不好,這塊有50公頃的地塊,大量的車流與城市道路不相適應,在上下班高峰時期,車子進不去出不來。幾個出入口便成了交通瓶頸。再如,北京國貿三期在第一階段方案策劃時要建330米高的塔樓。交通專家的評估分析認為,如果建30萬平方米,目前道路還可承受負擔,如果擴建到35萬平方米,就要加建一條城市支路通過地塊。目前北京正在建五環路,不到100公里的路程上設了近20個左右出入口和收費站。按國際慣例每25-35公里設一個出入口,按國內標準,每10-15公里設一個。而五環路平均每5公里就要設一個,這就大大降低了高速路的效率。總之,城市的快速路主干道和次干道、支路的合理配置與系統設計,對于疏導交通有著決定性的意義,對于開發區的建設有著舉足輕重的影響。
1概述
城市軌道交通采用以旋轉電機驅動為代表的傳統地鐵的歷史源遠,從1865年英國倫敦世界上第一條地鐵(Metro)投入運營,迄今已經有140多年的歷史。傳統地鐵主要依靠的是輪軌的作用力來傳遞牽引(制動)力的一種技術模式。城市軌道交通的另一種新的模式是直線電機驅動系統,此項技術從20世紀70年代后期,主要是國外(德國、日本等)開始研制,直到20世紀中才應用于鐵路運輸、煤礦、冶金等自動化生產各方面。其中直線電機在鐵路運輸方面的應用尤為引人關注。城市軌道交通用直線電機是采用直線同步電動機,實質就是把直線電機的初級(定子)安裝在車上,次級(轉子)鋪設在線路上,需要接觸軌和變流器牽引驅動的一種技術模式。
2003年廣州市城市軌道交通地鐵四號線在國內首次采用直線電機技術,2005年12月首通段已開始投入運營。之后的幾年,廣州市城市軌道交通五號線、六號線及北京市機場線均采用該項技術。筆者主要對兩種運營模式下,對無縫線路的強度和穩定性做一個分析比較。
2線路軌道主要技術標準比較
2.1線路的最大坡度
傳統地鐵正線的最大坡度不宜大于30‰,困難地段可采用35‰。直線電機線路設計一般地段最大坡度為50‰,困難地段可采用55‰。直線電機理論計算的最大爬坡能力在100‰,但實際應用值到80‰。在無縫線路強度檢算中,應注意軌道在制動的條件下,產生的制動附加力。
2.2最小曲線半徑
時速100km/h條件下,傳統地鐵B型車正線最小曲線半徑500m,困難的條件下為400m;直線電機車輛設計線路最小曲線半徑200m,困難條件下為15m。在不同曲線半徑條件下,軌道結構的強度穩定性需進一步的檢算。
2.3車輛主要參數比較
傳統地鐵B型車輛及直線電機主要參數見表1。
其中,對于直線電機車輛應考慮其轉子與定子間吸力,廣州市四號線直線電機車輛采用日本技術,其吸力為20kN,縱向推進力最大可達到40kN,在軌道強度檢算過程中均應考慮此部分的影響。
3無縫線路鋼軌強度檢算
依據《鐵路軌道強度檢算法》(TB—2034—88)將鋼軌視為支承在等彈性的連續點支座上的連續長梁進行檢算。鋼軌軌底動拉應力與軌道結構剛度D、速度V、偏載系數β、曲線水平力系數f等因素有關。
直線電機車輛在動態運行的過程,為有效的保證輸出功率,軌道結構剛度的連續性尤為重要。直線電機強度檢算鋼軌支承剛度40~50kN/mm;傳統地鐵其剛度均小于30kN/mm。由于傳統列車重心高度比直線電機車輛大,因此傳統地鐵列車通過時,由于存在未被平衡的超高,所產生的偏載比直線電機列車大約12%。
按彈性支承連續長梁方法,在曲線半徑400m、時速100km等同條件下,傳統地鐵軌底的拉應力δgd=107·5MPa,動位移yd=1.4mm。直線電機軌底的拉應力Md=98.9MPa,動位移yd=1.1mm。
直線電機車輛軸重輕,車輛重心底,其緊急制動減速度較傳統地鐵大,但綜合的制動附加力又比傳統地鐵小。在列車運行的條件下,直線電機鋼軌只是導向牽引作用,強度檢算計算應力小,有利于延長鋼軌的使用壽命。超級秘書網
4無縫線路穩定性檢算
無縫線路穩定性檢算其主要目的是通過力學模型研究脹軌跑道的軌道,以求保持軌道穩定。軌道脹軌跑道基本分成持續發展、脹軌漸變、脹軌跑道三個階段。國內無縫線路穩定性分析研究理論很多,其中應用比較廣泛有“統一無縫線路穩定性計算公式”和“波長不等模型”兩種。
“統一無縫線路穩定性計算公式”采用等效道床阻力Q,最早較多的應用于50kg/m鋼軌,后長沙鐵道學院對60kg/m鋼軌的原始彈性彎曲矢度foe、塑性矢度fop等參數進行優化研究,這些參數在秦沈跨區間無縫線路設計中得到應用。公式如下
“波長不等模型”采用冪函數模式回歸橫向阻力方程(Q=Q0-ByZ+Cyn)分析計算,運用勢能的駐值理論,建立無縫線路的穩定計算公式,其允許溫度力與鋼軌壓縮變形能τ1、軌道框架彎曲變形能τ2、道床變形能τ3、扣件的變形能τ4有關。該方法數學推導較為嚴密,但計算的過程比較的復雜,公式如下
應用VB程序對兩種方法編程計算,程序結果與鐵路工務技術手冊《軌道》和《鐵道工程》(西南交通大學)書中范例在同條件下結果一致。筆者主要是針對傳統和直線電機的線路最小曲線半徑標準,用兩種不同的穩定性計算模型,采用1667根/kmⅢ型枕道床q=14.6-357.2y+784.7y0.75同條件下的橫向阻力,計算曲線半徑R=200m、R=500m鋼軌的允許溫度力P,計算結果見表2。
從兩種穩定性計算公式可見,兩種模式地鐵在無縫線路穩定性計算方法上沒有明顯的差別。兩種穩定性計算結果的差異原因可能在阻力的取值方式上,統一公式采用常阻力方式及安全系數K=1.25取值等因素。
由于直線電機可適應較小的曲線半徑,為保證軌道平順性,應盡量鋪設無縫線路。由表2計算的允許溫度壓力可見,曲線半徑越小允許的溫度力越小,可允許溫升也越小,因此直線電機軌道結構應盡量高溫鎖定。
5結語
直線電機做為國內一種新的城市軌道交通模式,由于車輛的轉子安裝在軌道線路中,軌道結構參數選取與車輛結構的匹配尤為重要。通過對比分析傳統和直線電機地鐵系統線路軌道標準、無縫線路強度、穩定性檢算幾個方面,直線電機曲線半徑條件應做為無縫線路的控制因素。直線電機地鐵由于車輛輕、轉向架固定軸距小的特點,可適當提高鎖定軌溫,有利于軌道穩定。對于直線電機這種新的城市軌道交通模式,無縫線路設計的強度及穩定性檢算的參數選取還需在實踐中逐步優化。
參考文獻:
[1]廣鐘巖.鐵路無縫線路[M].北京:中國鐵道出版社,2001.
Abstract:Thispaperisproceededfromthecharacteristic,thecurrentsituationandtheexistingproblemsoftheprojectmanagementofurbanrailtransportation,emphasizesthenecessityoftheLife-cycleintegratedmanagement,tellsaboutthemaincontentsoftheLife-cycleintegratedmanagementsuchasthetrainofthought,targetsystem,tasksystemandorganizingsystem,highlightsthekeypointsofLife-cycleintegratedmanagementintermsofintegratingtargets,linkinguptasks,optimizingfunctions,controllingcosts,renovatingorganizationandconstructionofintegratedmanagementinformationsystem.
Keywords:UrbanrailtransportationLife-cycleIntegratedmanagement
1城市軌道交通工程管理的特點
城市快速軌道交通系統(地下鐵道、輕軌等)是屬于集多工種、多專業于一身的復雜系統。近百年來世界上許多大城市的發展經驗告訴我們,只有采用快速軌道交通系統作為公共交通的骨干網絡,才能有效地解決城市交通問題。在過去的100多年中,從單一的線路布置,發展到采用先進技術組成的復雜而通暢的軌道交通網絡,為城市交通建設引入了立體布局的概念,給城市的可持續發展提供了條件。
自改革開放以來,我國的經濟增長和城市化水平都有了迅速發展,很多大城市為了改善城市交通的困境,都紛紛在策劃并修建大、中運量的地鐵或輕軌交通項目。我國大陸現有北京、上海、廣州、天津等城市的軌道交通系統投入運營,共計約250余km。正在建設城市軌道交通的城市有北京、上海、廣州、天津、南京、深圳、大連、武漢、重慶、長春等,共計約300余km。沈陽、成都、杭州、蘇州、西安、哈爾濱等也在積極籌備建設城市軌道交通。全國各城市的軌道交通線網規劃已達數千km。
1.1城市軌道交通工程的特點
1.1.1城市軌道交通提供了大容量運輸服務的方式
城市軌道交通提供了資源集約利用、環保舒適、安全快捷的大容量運輸服務方式,它與城市其他交通工具互不干擾,具有強大的運輸能力、較高的服務水平、顯著的資源環境效益,是解決特大型城市交通問題和可持續發展的根本出路。
1.1.2城市軌道交通是巨大的綜合性復雜系統
①建設規模大。一個城市的軌道交通線網一般有百余千米至數百千米;②技術要求高。幾乎涉及到現代土木工程、機電設備工程的所用高新技術領域;③項目投資大。每千米造價達3-4億元人民幣;④建設周期長。單線建設周期要4-5年,線網建設一般要30-50年;參與單位多,有成百上千家;⑤信息海量。建設、運營過程中所產生的信息量很大,處理工作非常繁重;⑥系統復雜。要考慮軌道交通與其它交通方式、城市發展的關系,考慮軌道交通線網布局、建設次序、資源共享的關系,考慮軌道交通工程策劃、建設、運營、資源利用的關系等。
1.1.3城市軌道交通工程管理難度大
對項目業主來說,城市軌道交通工程項目管理涉及到的管理單元(要素)繁雜,包括項目組成的各種資源(人、財、物、信息),包括項目的各種組織形態(單元、部門、單位),包括各種技術(設計、施工、制造、運營)等。
1.2城市軌道交通工程管理的特點
上述特點決定了城市軌道交通工程項目管理是基于復雜系統的管理。理論和實踐證明,基于復雜系統的管理必須考慮集成化管理。我們將集成化管理的內涵描述為:集成化管理是將兩個或兩個以上的管理單元(要素)集合成為一個有機整體(集成體)的行為和過程,所形成的有機整體(集成體)不是管理單元(要素)之間的簡單疊加,而是按照一定的集成模式進行的再構造和再組合,其目的在于更大程度地提高集成體的整體功能。從本質上講,集成化管理強調集成體形成后的整體優化性、功能倍增性、共同進化性、相互協同性、結構層次性等。集成化管理的效應最終體現在管理活動的經濟效果上,主要包括聚集經濟性、規模經濟性、范圍經濟性、速度經濟性、網絡經濟性等。同樣,基于復雜系統的管理必須面向全壽命周期。項目的全壽命周期是指項目從開始到結束所經歷的各個階段全過程。工程項目整個壽命周期作為一個完整過程,相互之間的影響、作用和制約成為一體,必須加以全面考慮。
因此,城市軌道交通工程管理的特點就是必須考慮全壽命周期集成化管理,應該面向項目涉及到的各種管理單元(要素),包括項目資源、組織、技術等,按照一定的集成模式進行整合,考慮項目的全過程、全方位、全系統管理,提高項目的整體功能和管理效應。
2城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的必要性
2.1工程項目的全壽命周期管理
一個工程項目的全壽命周期管理涉及到項目的全過程、全方位、全系統,根據各參與方在整個工程中管理內容和重點的不同,一般分為兩個管理層次。第一個層次是業主方項目管理,它是業主對項目建設、運營進行的綜合性管理工作,貫穿項目始終,涵蓋項目全部,管理的內容從項目立項到項目終結的全過程,包括項目策劃,項目建設投資控制、進度控制、質量控制、合同管理,項目投產運營,在工程項目管理的整個系統中,業主方項目管理始終處在核心位置。第二層次是實施方項目管理,它是受業主委托的設計單位、施工單位、供應單位、運營單位實施項目中標簽約的那一部分工作內容,所以,他們屬于對工程項目的局部管理。本文所述的城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理特指業主方項目管理。
2.2城市軌道交通工程的全壽命周期及其集成化管理
城市軌道交通工程的全壽命周期是將一個城市的軌道交通工程作為整體來考慮,工程從開始到結束所經歷的各個階段全過程,它可定義為對整個線網系統的考慮,也可定義為對一條線路的考慮。工程項目的全過程包括:項目策劃階段(可行性研究、項目定義等),項目建設實施階段(設計、施工和竣工驗收),運營管理階段(運營準備、運營使用)。建設項目的價值是通過建成后的運營實現的,工程項目全壽命周期集成化管理的思想是要求項目策劃、建設面向運營,要求項目策劃、建設和運營的資源、組織、技術、過程一體化,即在項目的策劃和建設過程中充分考慮運營的情況,通過工程項目的策劃、建設、運營等環節的充分結合,使工程項目面向運營最終功能,創造最大的經濟效益、社會效益和資源環境效益。
2.3我國城市軌道交通工程現行的管理模式及其存在的問題
我國城市軌道交通工程管理大致有以下2種模式。一是投資、建設、運營、監管“四分開”管理模式,即投資以政府控股公司為主,建設、運營分別由幾家公司參與競爭,政府負責監管;二是以政府投資為主,融資、建設、運營、資源利用“一體化”管理模式,即以政府為主負責資本金投入,一家法人公司負責融資、建設、運營、資源利用全過程管理。其存在的問題是,“四分開”管理模式中業主沒有解決責任主體對工程從全壽命周期角度進行定義、分析、集成和管理,沒有解決全系統管理的完整性和全過程管理的一致性,削弱了建設、運營、資源利用的內在聯系;“一體化”管理模式中業主沒有解決通過市場對建設管理、運營管理的選擇性和競爭性,沒有解決全壽命周期不同環節的制約和監管,削弱了對工程效率的比較、分析、選擇和控制。要加快發展我國城市軌道交通事業,必須提高城市軌道交通工程管理水平,必須針對這些存在問題認真研究,探討解決方法。
2.4城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的必要性城市軌道交通工程現行的管理模式,或者使建設項目策劃階段業主方開發管理(DM)、實施階段業主方項目建設管理(OPM)和運營階段業主方物業運營管理(FM)相互分離,或者使管理者的選擇缺少競爭性,導致不少弊端。其主要表現在或者使工程建設的投資、進度、質量目標與運營的成本、接收、功能目標脫節,最終用戶需求自決策階段開始定義偏離,項目參與各方所擁有的知識和經驗不能很好地為全壽命周期目標的實現服務,對不同階段的任務不能進行很好的銜接,對不同任務之間界面很難進行有效的組織和管理,全壽命周期不同階段生成的信息不能共享;或者使業主不能利用競爭提高管理效率,不能通過相互制衡來規避風險。隨著管理思想、管理理論、管理實踐和信息技術的飛速發展,嘗試用信息集成、過程集成、技術集成、供應鏈集成、內部業務集成、外部資源集成和工具集成等系統集成的思想和方法,對城市軌道交通工程現行的管理模式進行變革,提高城市軌道交通工程的管理水平和管理效率,已經十分必要。
3、城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的思路和內容
3.1城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的思路
城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理主要是將現行管理模式中相對分離的建設項目決策階段業主方開發管理(DM)、實施階段業主方項目建設管理(OPM)和運營階段業主方物業運營管理(FM),運用管理集成思想,在管理目標、管理任務、管理組織、管理手段等方面進行有機集成,建立業主開發管理、建設管理、運營管理集成化的管理系統,同時解決業主主體利用市場進行充分選擇管理者的問題,實現城市軌道交通工程整體功能的優化和整體價值的提升及城市軌道交通工程全壽命周期目標。
3.2城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的內容
城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的內容主要由目標系統、任務系統、組織系統幾個方面組成。
3.2.1目標系統
城市軌道交通工程全壽命周期管理的目標系統必須符合如下要求:
①應從建設項目的整體出發,反映項目全壽命周期的要求,既包括建設期的目標,更注重運營期的目標;
②應有較大的包容性,既注重業主和用戶的需求,也應包括其它相關方的需求;
③應體現對社會的貢獻,反映社會環境、可持續發展對項目的要求。
目標系統包括建設目標、運營目標、資源利用目標、全壽命周期總體目標。建設目標著重指向工程質量目標、工期目標、投資控制目標。運營目標著重指向服務質量目標、運營成本目標、經濟收益目標。資源利用目標強調整合延伸資源,創造延伸收益。全壽命周期總體目標是指對上述目標的整合,著重體現功能目標、費用目標、時間目標、社會目標的統一。全壽命周期功能目標著眼于工程質量、服務質量目標的統一性,涉及設計質量、施工質量、運營質量、使用功能等,追求系統的整體功能、技術標準、安全保證的優化。全壽命周期費用目標整合了建設投資、運營成本、運營收益、延伸收益目標,追求全壽命周期費用和收益的統一及優化。全壽命周期時間目標包括設計壽命期、建設工期、服務壽命期目標,涉及工程物理壽命與經濟壽命的相互關系,追求合理延長物理壽命和正確把握經濟壽命。全壽命周期社會目標主要強調項目的社會效應,追求各方滿意、環境協調、資源集約、可持續發展的實現。
3.2.2任務系統
城市軌道交通工程全壽命周期管理的任務系統主要包括過程管理任務、接口管理任務、信息管理任務。
1)過程管理任務
過程管理任務是任務系統的主體,主要涉及:①項目策劃;②項目計劃,包括總體計劃(前期工作計劃,招標計劃,工期計劃,質量計劃,資金計劃,資源計劃)、各任務分項計劃、計劃管理;③任務結構分解,包括建設任務結構分解(線網規劃、項目立項、可行性研究、勘測設計、土建施工、設備采購、安裝調試、工程驗收、資源利用準備、運營籌備)、運營任務結構分解(運營乘務、車輛保障、設施設備)、資源利用任務結構分解(房地產、廣告媒介、商貿、通信、咨詢);④項目籌資與財務管理,包括籌資模式與方案、財務管理方法與方案;⑤項目招標,包括招標范圍、招標模式、招標方案;⑥合同管理,包括合同分類、合同管理模式、合同結構內容、合同風險防范、合同管理方案;⑦項目實施控制,包括總體控制和各任務分項控制,涉及工期控制、質量控制、投資控制、資源控制、安全控制;⑧調試與驗收,包括單系統調試、系統總聯調、工程與設備驗收;⑨運營管理,包括運營模式、運營組織、運營方案、安全保障。
2)接口管理任務
接口管理是任務系統的界面聯系,主要涉及接口特點、接口條件、各任務間接口、各任務內接口、接口整合、接口方案。
3)信息管理任務
信息管理是任務系統的交互平臺,主要涉及信息標準化(任務結構分解與編碼規則)、信息溝通(不同組織、不同過程、不同方面的溝通與信息共享)、信息集成化(基于計算機數據庫技術、網絡技術、集成平臺框架技術)。
3.2.3組織系統
城市軌道交通工程全壽命周期管理組織系統是指業主組織管理模式,包括建設管理組織模式、運營管理組織模式和資源利用管理組織模式。他既涉及不同管理組織之間的相互關系和業主對全壽命周期管理組織系統的一體化考慮,又涉及同一組織中的整合。
組織系統的一體化考慮主要包括:①不同階段目標、任務下的項目組織選擇;②不同項目組織管理目標的一致性;③管理任務的銜接性;④管理界面的協調性。在同一組織中主要考慮:①崗位設置,包括崗位橫向結構(任務部門、職能部門、崗位分解、崗位職責)、崗位縱向結構(扁平化與垂直化、分權與集權)、崗位設置原則(因事設崗、權責對應、指揮集中)、崗位設置方案;②人員配備、考核、培訓,包括配備原則(因崗擇人、因物器使、擇優選用、能級對應)、考核原則(堅持標準、規范程序、觀察過程、注重結果、考核與獎懲升遷相結合)、培訓原則(更新知識、強化觀念、加強溝通、發展潛能)、實施方案;③組織文化與制度建設,強調文化、制度建設的基礎與優化;④力量整合,突出整合組織力量,調動各方積極性,實現組織目標優化。
4、城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的重點
城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的重點主要有:全壽命周期目標整合、任務銜接、功能優化、費用控制、組織創新和集成化管理信息系統的構建。
4.1全壽命周期目標整合
城市軌道交通工程全壽命周期目標整合著重解決建設期投資、進度、質量目標與運營服務目標的脫節,使建設目標、運營目標、資源利用目標服從于全壽命周期總體目標,最終突出交通功能目標,優化費用效益目標,重視服務壽命目標,提升社會發展目標。
4.2全壽命周期任務銜接
城市軌道交通工程全壽命周期任務系統有著內在的聯系,必須十分重視各任務的銜接,既要做好不同主體所承擔任務的銜接,又要處理好同一主體所承擔任務的各種接口關系,特別應注意策劃、設計、施工、運營等任務的銜接。
4.3全壽命周期功能優化
城市軌道交通工程全壽命周期功能優化應著重功能分析,力求用較低的全壽命周期費用,可靠地實現全壽命周期功能,提升全壽命周期價值。可以用價值工程的基本表達式V=F/C進行功能優化的分析,其中V代表全壽命周期價值,F代表全壽命周期功能,C代表全壽命周期費用。軌道交通工程的價值取向應是合理的全壽命功能實現、經濟的全壽命周期費用下全壽命價值的提升,思路應放在確定全壽命周期功能的合理匹配,追求全壽命周期費用降低上。尤其是功能定位要全面反映工程滿足城市軌道交通規定和潛在的需要,這種需要應該包括實用性、可靠性、安全性、環境要求、經濟性、美觀性等諸多方面,這種滿足應貫穿工程的整個壽命周期,以實現合理的需要、適度的滿足。要注意功能的匹配,保持功能結構的合理。要著重對工程的基本功能、輔助功能、外觀功能等進行分類、整理、評價、定位,保證工程實施的功能前提是正確的,確保基本功能,重視輔助功能,兼顧外觀功能。功能優化的最好時機是在工程的決策和實施階段,功能優化的效果檢驗和提升是在工程的運營階段。
4.4全壽命周期費用控制
城市軌道交通工程全壽命期費用控制,①是指項目業主和管理者在投資決策、建設管理、運營管理、資源利用中,在確保功能實現和優化及收益較大化的同時,使全壽命周期的總費用合理并最小化,從而實現全壽命周期費用和收益的統一及優化。②是對項目全過程費用的控制,其控制流程應貫穿項目的決策、建設、運營、開發全過程,通過對項目費用的計劃、貫徹、執行、反饋、糾偏、修正和再貫徹這樣一個循環管理程序,盡量將項目費用控制在系統最小的范圍內。③也是對項目全方位費用的控制,項目管理者要有效地處理項目的費用目標與項目其它目標之間的關系,如功能、時間、收益等目標的關系,以實現合理功能、時間、收益條件下的費用優化,從而達到項目總體目標的實現。
城市軌道交通全壽命周期費用控制主要考慮以下方面。①分析整個系統全壽命周期費用結構和控制重點。要從整個系統的結構中分析其全壽命費用的構成,了解系統各部分全壽命周期費用的大小,確定整個系統全壽命周期費用的比例結構。根據費用比重分析法(也稱ABC分析法)的原理,結合城市軌道交通工程的特點,整個系統10%—20%的部分其費用占總費用的比例很高,可定位為A類,作為重點控制考慮,其余可定位為B類和C類,作為次要和一般控制考慮。各個部分的建設費用(一次性投資)和使用費用的比例也有很大差異,可考慮將不同部分的建設費用或使用費用作為費用控制的重點。系統的全壽命周期分為策劃、建設、運營等過程,根據經驗,越是項目的前期,費用節約的可能性越大,越應該成為費用控制的重點。②分析系統各部分的費用結構和組成。要從系統各部分全壽命周期中分析建設費用和使用費用之間的比例關系,在功能分析指導下尋找合理的結合點,確定系統各部分全壽命周期費用的縱向結構。③分析系統各部分建設費用降低的內容、方法、手段和措施。要重視招標采購的公開、公平、公正和充分競爭。要充分利用強有力的組織措施、技術措施、經濟措施、合同措施來降低費用。④分析系統各部分使用費用降低的內容、方法、手段和措施等。要研究不同的運營維護和設備維修模式,考慮社會化、專業化服務對降低費用的作用。⑤分析全壽命周期費用與全壽命周期收益之間的關系,尋找收益減費用的最大化。
4.5全壽命周期組織創新。
城市軌道交通工程全壽命周期組織創新的重點,應解決業主在全壽命周期總體目標優化下項目管理組織的選擇;解決業主在不同階段、不同項目管理組織中管理目標的一致性、管理任務的銜接性、管理組織的互補性。無論選擇何種組織管理模式,應是以業主或業主聯合體為主體,選擇一個相對穩定的全壽命周期集成管理方或集成管理班子,對項目進行全壽命周期的開發、建設、運營管理等進行一體化考慮。在一個城市軌道交通建設起步階段,業主可通過市場選擇或委托的方式確定一個管理方或自己作為管理方,既作為全壽命周期的集成管理者,又承擔項目開發、建設、運營等具體的管理任務,進行一體化整合,同時,業主要加強對管理質量、效益的監管和考核,及時糾偏,提高效率。
當一個城市軌道交通建設發展到一定規模,市場又具備了多個投資主體和可供選擇的多個管理者時,業主或業主聯合體可通過市場選擇的方式,確定一個獨立的全壽命周期集成管理方,全面考慮城市軌道交通全壽命周期中需要集成整合的一體化問題,并委托或與其一起通過市場選擇不同的建設管理方、運營管理方或某條線路項目建設、運營一體化管理方;業主或業主聯合體也可直接選擇不同的建設管理方、運營管理方并與其共同建立一個全壽命周期集成管理聯合班子,全面考慮軌道交通全壽命周期集成化管理。不管何種組織模式,都必須有一個穩定的組織或班子全面考慮全壽命周期集成化管理問題,這是全壽命周期組織創新的核心。這一組織創新的根本動力來自于業主。
4.6全壽命周期集成化管理信息系統的構建
要實施城市軌道交通全壽命周期集成化管理,必須有一個穩定的組織或整合建設管理方、運營管理方組成聯合班子,運用公共的、統一的、信息共享的平臺,始終全面地考慮全壽命周期的集成問題,以實現全壽命周期總體目標。這一平臺就是城市軌道交通全壽命周期集成化管理信息系統,它是以一個城市的所有城市軌道交通工程項目參與方為用戶對象,利用現代化的計算機和信息處理技術,在項目全壽命周期過程中進行信息處理,為所有參與各方提供信息服務,輔助其進行決策、控制、實施的集成化人機系統。這一系統構建應由業主推動,通過城市軌道交通全壽命周期集成化管理組織或委托專門班子進行實施。
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2城市軌道交通信號系統方案
通常情況下在城市交通疏解任務中城市軌道交通線路承擔著十分重要的任務,為確保人們出行的安全性,應采用完整的、先進的、高效的列車控制系統作為地鐵信號系統。正線信號系統采用完整的列車自動控制(ATC)系統,由ATS、ATP、ATO、聯鎖設備組成。車輛段/停車場由聯鎖設備、微機監測設備、ATS分機等主要設備組成。目前城市軌道交通的信號系統主要有準移動閉塞和移動閉塞系統選擇。
2.1基于目標距離模式的準移動閉塞ATC系統通常選用音頻數字無絕緣軌道電路作為目標距離模式,這種模式的主要特點為信息傳輸量較大及抗干擾能力很強。列車車載設備依據由鋼軌傳輸而接收到的聯鎖、軌道電路編碼、線路參數、控制管理等報文信息,連續對列車追蹤運行及折返作業進行速度監督,最大限度對其進行超速防護,控制列車運行間隔,以滿足規定的通過能力。由于音頻數字軌道電路具有極大的傳輸信息量,可以將目標速度、目標距離、線路狀態等信息提供給車載設備,為計算出列車相適應的運行模式速度曲線,將ATP車載設備與固定的車輛性能數據進行充分地結合。
2.2基于通信的移動閉塞系統(CBTC)基于通信的移動閉塞列車控制系統具有極為先進的發展技術,是列車控制技術的發展趨勢,是國際ATC先進水平的代表。是獨立于軌道電路的高精度列車定位。CBTC系統為實現車與地、地與車間之間的雙向數據通信,可以選用自由空間無線天線、交叉感應電纜環線、漏泄電纜以及裂縫波導管等方式進行有效通信。依據列車的位置信息及進路情況軌旁ATP設備可以有效對每一列車的移動權限進行準確計算,同時根據列車位置速度的變化不斷更新數據,利用連續車地通信設備向列車進行信息的發送。依據接收到的移動授權及本身的運行狀態車載設備可以對列車運行速度曲線及防護曲線進行有效計算,在ATP子系統的保護防御過程中,在該速度曲線下ATO子系統或人工駕駛控制列車可以正常運行。可以最大限度地實現后續列與前行列車尾部的緊密性,并始終處于安全距離范圍內。在確保安全的基礎上,CBTC系統可以實現區間通過能力的有效提高,同時不受軌道電路區段分割的限制。雖然CBTC系統在調試時因對現場環境要求高、調試周期較長等一些不盡如人意的地方,但是CBTC系統在具有自身優越性的同時已經成為城市軌道交通信號系統的首選方案。其相對于準移動閉塞系統的優越性是不可取代的。
3城市軌道交通信號系統通信設備的傳送方式
3.1通過軌道電路進行傳送軌道電路不僅可以檢測列車占用情況,也可以傳遞報文信息給車載設備。在軌道電路不忙的情況下,將軌道電路信息傳送給聯鎖系統,當列車對軌道進行占用時,利用裝置切換,并將發送軌道電路信息的作業進行停止,開始采用軌旁設備將ATP報文信息連續向鋼軌進行發送,將接收和發送設備裝置在列車底部,可將接收到的信息向車載設備進行傳遞,同時也可以向地面發送列車信息。
3.2通過軌間電纜傳送單獨沿著鋼軌鋪設一條線路,專門用于傳送ATP報文信息,此方法安全可靠,但費用較高。
3.3通過點式應答器傳送在軌道電路的部分地方進行應答器的設置,應答器的設置主要有兩種形式:固定數據應答器與可變數據應答器。用于存儲固定數據的應答器為固定數據應答器,可變應答器通過對中心進行控制來取得數據,將接收和發送天線安裝在列車底部,當列車運行在應答器位置經過時可以感應到應答器的信息,然后進行雙向數據交換,因為這種信息的傳送不具有連續性,只能在一定位置才能進行接收,因此這些位置被叫做點式ATC。
3.4通過無線方式進行傳送無線車地通信主要采用無線方式,由控制中心來實現車載ATP/ATO的功能,利用無線交換器和軌旁無線單元AP與車載無線通信設備進行時時數據的交換。一般情況下一個控制中心可以實現對一條線路上所有車站的控制,當控制中心設備發生故障時,為了確保整條線路不出現癱瘓現象,可以將車站現地工作站和車站ATS遠程控制單元設置在車站。這樣當控制中心出現故障之后,車站工作人員可通過車站現地工作站進行操作來實現聯鎖計算機的功能,ATS遠程控制單元可代替中央ATS系統向聯鎖系統和軌旁設備發送相關信息,此時ATS遠程控制單元所具有的信息不全面,但能夠保證列車在本站的正常運行。
2無線傳輸技術介紹
城市軌道交通車地無線通信系統作為車輛和地面之間進行信息傳輸的通道,可為視頻監控系統和乘客信息系統提供車站和車輛之間,乃至控制中心之間的無線傳輸媒介,是一種傳輸網絡的延伸。除此之外,車地無線通信系統還要求具有較高的可靠性,支持列車在運行速度達到80km/h或者比其更高速度之下的視頻信息和多媒體信息的可靠傳輸,整個系統進行實時傳輸過程中應能有效的避免黑客和非法信息的侵入,確保整個信息播出時的安全和可靠。當前主要的無線傳輸技術主要有以下幾種:
(1)TETRA、GSM、CDMA:這幾種為非常成熟的無線傳輸技術,應用較為廣泛,但是,這三種技術對于車地無線通信系統來說,都滿足不了其所要求的傳輸速率。TETRA其上行速率大約為幾kb/s,下行速率大約為幾十kb/s,GSM和CDMA的運行速率大致相同,其上行速率和下行速率分別為十幾kb/s和幾十kb/s。
(2)3G的傳輸速率與CDMA、TETRA、GSM相比,其在數據的傳輸速率方面已經有了大幅度的提高,在低速運行狀態時的下行速率可以達到幾百kb/s,上行速率可以達到幾十kb/s;靜止狀態下的下行速率甚至可以達到2Mb/s。盡管如此,3G的傳輸速率仍然不能滿足車地無線通信系統的需求。
(3)TRainCom-MT是德國得力風根公司專有的車地無線通信技術,其應用領域主要是面向城市軌道無線通信技術,其也是為了城市軌道車地無線交通系統特別研制和發明的。其可以支持高速移動環境下,車地雙向無線通信最高達到16Mb/s的傳輸速度。TRainCom-MT作為一項非標轉化的無線傳輸技術,此系統的協議并不具有開放性,因此,整個系統相關的升級、二次開發與維護都需要依賴技術的開發部門和持有公司,即該項技術只能由德國得力風根公司進行,因此,也就決定其具有較差的市場維護和選擇性。
(4)WLAN作為一項寬帶的無線傳輸網絡技術,與其他技術相比,具有寬帶化、網絡化等優勢。其目前具有的標準也多樣化,例如,其具有802.11a,其工作頻段在5.8G,傳輸的速度一般也可以達到54Mb/s,具有干擾較少的特性,除此之外,一般在5.8G頻段的無線傳輸技術具有非免費開放的特點,因此需要進行申請;802.11b,其工作頻段在2.4G,傳輸速度一般最高能達到11Mb/s;此外,802.11g其工作頻段也在2.4G,其主要采用了OFDM調制技術,其數據傳輸速度同樣可高達54Mb/s。WLAN作為一種寬帶無線傳輸網絡系統,雖然具有較大的通道帶寬,但是其覆蓋范圍不能滿足車地無線通信系統的需求,軌道AP在直線隧道一般每隔二百米就需要進行無線網路設置,導致系統切換和調制較為頻繁;同時,與公用WLAN技術采用相同的頻段也使得其安全性無法得到有效保障。
(5)WiMax(802.16),即802.16無線域網,其已在2007年10月成為新的3G標準中的一員,當前其主要具有802.16d固定寬帶無線接入標準和802.16e支持移動特性的寬帶無線接入標準。802.16無線域網采用了未來通信技術OFDM、OFD-MA、MIMO、AAS等先進技術,OFDM、MIMO、AAS,OFDMA也是未來通信技術的發展方向,其最高可達到70Mbps的傳輸速度,數據傳輸的距離也達到了50km,除此之外,還具有應用頻道較寬、Qos制度完善、業務豐富靈活、頻譜利用較高、靈活分配寬帶等優勢。盡管如此,WiMax技術還是存在高速移動中無法達到無縫切換的最大問題;同時,受制于產業鏈的發展緩慢等因素,都使得WiMax技術并未得到廣泛的推廣和應用。
(6)LTE無線傳輸技術,其主要是3G技術的不斷演進和改善,其也是當前3G和4G技術的過渡階段,作為3.9G的全球無線標準,其在市場上受到了極力的推廣,大部分國內外的廠商也對LTE技術給予很大的期望。其主要是改進和增強了當前3G中的空中接入技術,同時也是目前眾多無線傳輸技術之中,少數幾個引入OFDM和MIMO概念的技術之一。與3G相比,其還具有延遲降低、極高數據傳輸速度、分組傳送、向下兼容和光域覆蓋等技術上的支持和優勢,因此,也被作為3G向4G的主流技術的轉變,主流運營商一般也都采取LTE技術標準。因此,通過對比以上幾種目前較為成熟的無線傳輸技術,分析得出目前LTE無線傳輸技術應用在城市軌道交通車地無線通信技術中,能夠提高信息的傳輸速度,實現大數據量信息的共享,完善并解決了車載視頻監控系統實時數據傳輸難的問題,有效保障了信息的及時性和可靠性。
3LTE技術在城市軌道交通車地無線通信系統中的應用
為了從根本上解決城市軌道交通車地無線通信系統中的干擾問題,保證數據通信不斷的穩定工作和系統的可靠,只能通過采取優秀的無線通信技術來達到技術上的解決和完善。工作者根據對城市軌道交通車地無線通信系統的相關研究發現,城市軌道交通無線通信系統主要具有:高效的數據業務傳輸效率、較低的數據業務傳輸延遲、較高的可靠性、良好的移動性能等特點。LTE技術主要應用在城市軌道交通車地無線通信系統中,具有如下的特點:
(1)LTE系統采取了扁平化的組織方案,具有較為簡化的組織網絡結構,因此,減少了網元的數量、系統的可靠性也較高。
(2)LTE技術的數據頻譜的利用率也較高,數據業務速率也較強,優于TETRA、WIFI、GSM-R等技術。
(3)LTE技術系統扁平化的組織結構,也有效的縮短了兩端之間的傳輸效率,使得信息及時傳輸,更加滿足了城市軌道交通信息傳輸的實時性和共享性,能夠滿足城市軌道交通車地無線通信系統的應用需求。
(4)LTE技術可支持列車移動速度達到350km/h的移動傳輸性能,而目前城市軌道交通行車一般不會超過100km/h的速度,否則會導致移動數據傳輸性能下降,但是LTE技術卻避免了此項不足,使得移動狀態下,也能較好的進行數據傳輸,同時也為未來列車提速創造了有利條件。
(5)LTE技術還具有頻譜較為靈活的特點,可以適應不同大小頻率的頻譜分配,使其在不同頻譜中進行分配和部署。車地無線通信技術在隧道中都設置有天線,也可以采用商用的通信泄漏電纜實現信號覆蓋。隧道內的單個RRU覆蓋可以達到1.2km,提供更為穩定的覆蓋面積。而通過多個RRU共小區,可以減少由于更新和切換,導致的信息傳輸的延遲和抖動,甚至丟失的情況,保證城市軌道交通高速度切換下帶寬和頻率的穩定。
2變形監測物聯網應用層的軟件配置
DAMS-IV型智能分布式工程安全監測系統是本系統的應用層,該系統是在WindowsNT網絡環境下,基于Windows98/NT工作平臺開發的一款工程安全自動化監測系統,具有較廣泛的使用功能,例如,演示學習系統、在線安全評估、輔助工具、文檔資料、測值的離線性態分析、報表制作、監控模型/分析模型/預報模型管理和幫助系統等日常工程安全管理的所有常規內容。
3靜力水準系統工作原理
靜力水準儀利用連通液的原理,多支通過連通管連接在一起的儲液罐的液面總是在同一水平面,通過測量不同儲液罐的液面高度,經過計算可以得出各個靜力水準儀的相對差異沉降。
4工程應用
本工程為寧波軌道交通某新建車站基坑近接某既有車站開挖工程,新建車站為明挖地下4層島式車站,設計埋深為32.22m,覆土厚度3m,與既有線車站主體建筑的水平距離約16~24m。新建車站基坑埋深大,地質條件復雜,施工風險大,為實時掌握新建車站基坑施工對既有線車站線路變形的影響情況,保障既有線路安全運營,對本工程采用變形監測物聯網系統進行線路變形沉降靜力水準監測。
4.1測點布設
根據新路變形沉降監測需要,分別在既有運營線路車站的左、右線路中線各布設1條監測線,每條監測線布設10個監測點,監測點間隔12m,共布設20個靜力水準監測點。每條監測線對應1個基準點,基準點采用獨立坐標系統,布設在離最外側監測點40m左右的軌道結構外側,遠離變形區域。監測點的平面布設位置如圖4所示。
4.2數據通信
信號通信設備由通信電纜、供電電纜、標準RS-485現場總線、電源箱等組成,現場RJ-S型智能電容式靜力水準儀通過RS-485現場總線與標準型模塊化智能數據采集單元DAU2000實現通信,DAU2000數據采集單元通過GPRSDTU通信模塊實現與因特網的連接。DTU的基本用法是在DTU中放入1張開通GPRS/CDMA功能的SIM卡,DTU上電后先注冊到GPRS/CDMA網絡,然后通過GPRS/CDMA網絡和數據處理中心建立連接,將數據采集單元獲取的數據傳輸到控制中心的PC機上。
2軌旁骨干網技術方案制定與對比分析
運用實際軌道交通與通信協調動機進行嚴密規范,涉及特定應用環境與中心網絡的交織化整編工作可以具體圍繞兩類組網技術進行科學延續,包括以太網與綜合業務傳送平臺。結合CBTC網絡開發環境特征認證,軌旁中心格局掌控能力應該聯合多重業務疏導潛質與信息傳輸媒介穩定功效進行同步開發、設計。
2.1節點獨立傳輸功能
工業以太網體系建設工作主要依靠民用CSMA進行多路檢測,并且依據多重業務數據執行無序狀態下的信息傳輸工作,確保任何數據的綜合調控績效。CBTC系統在適應多元空間信息調試標準過程中,會面臨數據識別、接收壓力,如果任何細節工作處理不當,安全隱患危機便可瞬間釋放。而MSTP技術按照各類虛容裝置進行物理層障礙清除,并借此穩固業務數據的獨立傳輸潛質,確保混亂空間效應下也不會滋生各類調停障礙,相對于傳統工業以太網來講,開發前景實在大有可觀。
2.2故障調試潛能保障
傳統工業以太網在進行環形網絡架構梳理環節中,根據傳輸媒介故障隱患進行網絡節點質量鑒定,如若產生2處以上不良反應結果,則整個布局任務失敗。而MSTP則廣泛適應多類型組網要求,同時提供2纖復用段保護措施,確保在不同媒介故障空間之內進行有序矯正。這類技術主張全面遵守國際規整要求,尤其在現下電信網絡架構廣布的階段流程中,涉及既定產品成熟、可靠地位已經得到廣泛認可。按照工業以太網與國家通用技術要領的矛盾狀況進行相關鑒別,設備生產技能指標便由此得到全新定義。在這種流程標準下,CBTC系統顯然適應了綜合業務傳送平臺規整動力要求,并且在DCS軌旁中心網操作媒介中灌輸靈活適應潛質。
2.3多基站小區制系統規整
此類無線網絡覆蓋方案結合既定地鐵系統布置要求進行中心集群式交換裝置、調度媒介梳理,根據現下沿線與車輛段規范條件進行基站調度系統搭建。其中必要技術問題就是基站在實施有線傳輸通道連接環節中,有關中繼器與同軸電纜的場強覆蓋潛力指標的鑒定,進而穩固地下各站交流功能。不同站點在信道設置上共預留8個調試空間,盡管此類方案管控要領較為復雜,但是內部系統擴充容量與切換性能畢竟廣占優勢,因此后期多元改造活動已經勢在必行。上述各類布置方案普遍存在優劣勢跡象,尤其在落實單獨建網工程中存在必要疏通限制狀況。因為現在大多數地鐵管理系統應用2.4G免費頻段進行空間擴張,特定信號發射裝置如若應用相同頻段進行應對,會令整個地鐵空間管理效應失去平衡管制能力,最終影響類車的調度應用前景;另外,技術人員在深刻考慮泄漏電纜安裝工序基礎上,仍舊無法擺脫成本歸控因素。因此,在落實整體布局方案過程中,有必要聯合多種調試技術進行現場規模調整,爭取鞏固覆蓋空間的貯存功效,滿足內部成本的有機搭配要求。這是現如今地鐵管制工作的必要動機原理,應該按照CBTC系統細致延展標準進行逐層應對。
2檢測項目
按照專業劃分,軌道交通內的智能化系統用于管理車站安全和環境的車站設備系統,主要包括門禁控制系統、環境與設備監控系統和綜合監控系統3部分。所開展的檢測項目如表1所示。
3檢測內容
3.1門禁控制系統
3.1.1讀卡器功能防破壞功能,對卡的識別功能,識別速度,有效讀卡距離。
3.1.2門禁控制器功能控制器防破壞功能,獨立工作功能、工作準確性,響應時間,開、關鎖功能,后備電源自動投入功能。
3.1.3系統管理功能實時監控功能,對控制器的控制功能,完好率/接入率,非法入侵報警,非法破壞報警,與控制器通信故障報警。
3.2環境與設備監控系統
3.2.1車站環境溫濕度及區間環境系統該系統主要是監測車站站廳、站臺及設備區環境溫濕度,主要檢測現場的溫濕度數據采集精度。
3.2.2通風空調系統該系統用于組合式空調機組、柜式空調器、風機和電動風閥、冷水機組、冷凍、冷卻水泵、冷卻塔和電動蝶閥等設備的監測與控制。
3.2.3照明導向系統該系統用于檢測照明回路、導向燈箱照明回路、屏蔽門光帶的監控功能。
3.2.4應急照明電源系統功能1)工作狀態監測功能。2)電池旁路故障、電池低電壓、逆變器故障、輸出過載等故障報警功能。
3.2.5給排水系統該系統用于潛污泵、給水碟閥等設備的監測與控制。
3.2.6電梯與扶梯系統檢測運行狀態、上下行方向監測、左右扶手帶故障、電扶梯故障等功能。
3.3綜合監控系統
3.3.1接口檢測檢測子系統與主控系統之間的硬件連接、串行通信連接、專用網關(路由器)接口連接等。網絡服務器、網卡、通用路由器和交換機應能正常連通。
3.3.2軟件檢測檢測系統的數據集成、被集成系統的數據界面、被集成系統的數據響應時間、準確性和誤碼率。被集各系統的數據應在集成主機統一界面下顯示;界面應漢化和圖形化;檢測數據的準確性及誤碼率等。
3.3.3系統功能及性能檢測1)系統集成的整體協調控制檢測。2)系統集成綜合管理和冗余功能檢測。3)系統集成的可維護性和安全性檢測。
分析、識別、評估高架橋工程施工過程中所存在的危險因素并對其進行預防、管理、控制,這就是安全管理的職責所在。當安全管理發現危險因素時,因及時對其進行分析評估,分析其所產生的危害程度、施工的風險以及所造成的財產損失,并根據所得到的評估策劃出切合實際的預防措施,及時對高架橋工程施工進行安全管理。
(二)城市軌道交通高架橋工程的解決方案
1、建立并落實安全責任制。城市軌道交通高架橋工程雖然投資風險大,工程施工期長,但卻為居民做實事,促進交通的流暢性。高架橋工程的安全性能高,更能保障人民群眾的人身健康和財產安全,因此,加強高架橋工程的高質量建設,建立建設安全管理責任制,健全安全生產保證體系,落實安全責任制,保障工程的安全進行。2、加強安全建設,做好預防工作。將每一個施工過程中所存在的危險因素都是為大隱患,及時提出解決策劃,保障施工安全進行;也要勤于檢查,以便于及時發現隱患并安全的解決隱患。堅持安全第一的原則,提高施工預防意識,做到監督到位,把住安全大關。加強全員的防范意識,施工相關的安全部門需事必躬親,事事監督,關關了解,全程跟進,確保安全工作做到位。有些安全部門為了自身利益,往往不注重施工的安全和質量,沒有嚴格把關,這種事不關己高高掛起的態度也影響基層人員。使他們形成懶散的工作態度,不以高度集中的態度對待工作,對于所存在的安全隱患視而不見,終釀成大錯。因此,施工單位的領導要樹立起安全的責任意識,領導基層工作人員樹立安全意識和預防意識,用高質量完成高質量的工作,提高自我保護意識。3、團結一致、相互協作。城市規劃交通高架橋工程的建設是一項大規模的工程,不僅投資大、風險大,而且工程所需時間較長,在此期間,工程建設所需信息量較大,需依據所需的信息進行施工,為避免施工效率低下,所受干擾大,避免產生信息孤島,就需要施工建設隊各個階段的相互協作。通過所得到的信息,對施工安全進行監控,時刻分析施工的建造設計,靈活的反應出施工過程中所存在的問題,并及時解決,形成完整的檢測制度體系。4、及時對危害因素進行控制。對于施工時期所造成的污染,應盡量減小,選擇在下風向位置進行混合建筑材料,減少粉末污染;設置排水溝,減少對水源的污染。當在道路之上施工時,應與交通管理部門進行協商后再施工,盡量將阻礙交通的影響降至最低,并及時了解施工進度,隨時跟進。針對施工場地周圍建筑物的影響,施工單位應制定合理的相關措施,提出應急的解決方案。
城市公共交通是指由公共汽車、電車、軌道交通、出租汽車、輪渡等交通方式組成的公共客運交通系統,是重要的城市基礎設施,是關系國計民生的社會公益事業。本文所討論的公共交通是指由公共汽車、電車所組成的傳統的城市公共交通行業。
一、公共交通行業規制的依據
1.城市公共交通行業具有自然壟斷性
城市公共交通的運營必須借助于能覆蓋全市范圍的道路網絡,生產者(公交企業)才能將其產品(客運服務)銷售給最終用戶(乘客),具有明顯的網絡性、范圍經濟性和規模經濟,因此,城市公交行業由一家或少數幾家企業經營比由多數企業經營更有效率。對城市公交行業實行政府規制,一方面,控制進入行業的公交企業數量,維護公交行業一定程度的壟斷經營,可以避免不必要的重復投資和過度競爭所造成的資源配置的損失;另一方面,賦予進入企業以相應的供給責任,限制其退出,從而保證城市公共交通市場的有效供給。
2.城市公共交通行業具有準公共產品的特性
城市公共交通是介于公共產品與私人產品之間的準公共產品,其消費既具有公共產品的非競爭性,但又存在明顯差異,有的社會成員消費的多,有的社會成員消費的少;同時,也具有私人產品的排他性,但又存在與私人產品不同的壟斷性。因此,城市公交企業具有企業性和公共性的復合特性,既要追求企業利益的最大化,以實現其企業性;同時,為保證公交產品的有效供給和廣大市民的出行,政府要對其進行嚴格的規制,限定價格,以維護消費者的利益,實現社會福利的最大化。
3.城市公交行業具有很強的外部性
所謂外部性,是指某種商品的生產和消費所產生的效應擴散或波及到當事人之外的一種情況,包括正外部性和負外部性。如城市公交保證了市民順暢的出行,節約了時間;或者由于政府對公交票價的管制所帶給消費者的額外收益都是正外部性的體現。而另一方面,公共交通也造成了負外部性,如空氣污染、噪聲污染,以及交通事故風險的增加和更加嚴重的交通擁擠問題。因此,要解決公共交通的外部性問題,對其實行政府規制也是十分必要的。
二、城市公共交通行業的政府規制
1.城市公共交通行業的市場結構規制
政府對城市公交行業市場結構規制的基本問題是:第一,在目前的市場需求總量和需求結構下,在公交行業究竟應該存在多少家公交企業,以及這些企業在各個地區和業務領域的分布;第二,對公交行業自然壟斷業務和非自然壟斷業務的規制問題。
長期以來,我國城市公共交通行業采取垂直一體化的組織結構,形成了國有公交公司一家壟斷的局面,制約了城市公共交通的發展。雖然從20世紀90年代以來,我國公交行業進行了一系列改革,但根本性問題仍普遍存在:(1)城市公共汽(電)車、出租汽車、軌道交通分屬不同的政府部門管理,運營和發展缺乏統一的規劃協調;(2)政府補貼機制不科學,補貼不到位;(3)公交企業經營效率低下,企業虧損嚴重。
要改變制約公共交通發展的現狀,就必須對現有的公交行業政府規制進行改革:(1)改革公共交通規制體制,轉變政府職能,切實做到政企分開,實現“三種職能”,即政府社會經濟管理職能、公交企業所有者職能和公交企業經營者職能的分離;(2)深化國有公交企業的改革,改善經營管理,減少經營性虧損;(3)實施公交線路的特許專營制度;(4)調整公交市場結構,促進合理有序的競爭,保證公共交通的有效供給;(5)改革政府公交補貼制度。
2.城市公共交通行業的價格規制
城市公共交通行業具有自然壟斷性,若不進行規制,容易形成壟斷價格,損害其公益性,造成社會福利的損失,因此必須由政府進行價格規制。
我國的公交行業一直被視為“福利事業”,長期以來一直采用以成本為基礎的低效率價格形成機制,以政府指令性的背離價值的低價格來提供服務,依賴國家給予虧損補貼,價格基本不受供求關系和成本變動的影響。這種價格形成機制帶有濃厚的計劃經濟色彩,也越來越不適應市場經濟發展的要求,它也是導致公交企業的長期虧損的一個重要原因。
因此,對我國當前公共交通行業的價格規制體制的改革顯得尤為重要,主要有:(1)制定科學規范的定價原則,采用分段定價、分時定價等差別定價方法;(2)推行公交價格聽證會制度,體現價格決策的民主化、公開化和透明化;(3)盡快出臺《城市公共交通法》,完善公交價格管理的法律體系。
3.成都市公共交通行業規制的改革實踐
成都市對公共交通行業的規制進行了有益的探索。2005年12月組建了成都市交通委員會,打破了原來公共交通行業中市交通局、市政公用局、市公安局、市經委各自為政的局面,進而實施統一的規劃管理。市交委作為行業管理者,統籌管理公交車、出租車、長途客運、軌道交通等事宜,并對全市公共交通運輸行業實施調控和監管。國資委作為公交集團國有資產的出資人和所有者,對公交集團國有資產的保值增值進行監督。而公交集團作為企業的經營管理者對日常營運進行管理。通過對公交行業規制體制的改革,既整合了資源,由交通委員會對全市的公共交通的運營和發展實施統一的規劃協調,又實現了“三種職能”的分離。
城市作為社會文明進步標志之一,在國家政治、經濟及文化諸多方面的作用日益突出,可以說城市化水平的高低是一個國家文明程度、社會進步和經濟發達的重要參數所以大力發展城鎮建設,對城市進行合理而健康的規劃和管理極為重要,城市軌道交通安全問題,貫穿于設計、施工、運營等全過程。在城市軌道交通安全問題越來越受到重視的今天,設計作為城市軌道交通安全建造與安全運營的首要環節,設計單位及其廣大設計人員,應如何面對軌道交通“安全問題”?本文就此幾方面進行探討。
一、城市軌道交通安全工程的概念
1.1定義
城市軌道交通安全工程,是影響城市軌道交通安全建造與安全運營的全部工作的總稱。
1.2安全工程的設計范圍
安全工程貫穿于各設計研究階段,這包括:預可行性研究階段;可行性研究階段;總體設計階段;初步設計階段;施工圖設計階段;后續服務階段。
1.3安全工程的設計內容
按照“安全第一、預防為主”的方針,在設計中采取有效措施,避免因設計不合理導致城市軌道交通工程在施工和運營中發生安全事故,這就是城市軌道交通安全工程的設計內容。對于下述安全事故,在設計時就應給予充分考慮,以避免或減少事故損失。
1.3.1火災
在火災情況下,人員的傷亡,主要有以下幾方面:燒死燒傷;高溫灼傷;缺氧窒息;煙氣中毒;踩踏;不正確逃生方式造成的摔死、摔傷;引發其他并發癥等。
1.3.2撞擊
撞擊事故,包括:車撞車;車撞物;車撞人。
車撞車:追尾事故或乘客列車與其他車輛相撞(當線路不封閉時)。
車撞物:列車與永久性物體相碰,如:在永久性建筑物及構筑物變形、斷裂、松動、脫落時,侵入限界,未能及時處理,而導致與列車碰撞或剮蹭;列車與臨時性物體相碰。
車撞人:列車與工作人員、乘客、闖入或穿越行車線路者、平交道口搶行者等相碰。
1.3.3電擊
產生電擊的因素很多,主要有:觸及電氣設備的帶電體(或絕緣破壞);觸及漏電電氣設備的外殼(接觸電位差超標);電纜金屬屏蔽層感應電壓超標等。
1.3.4踩踏
在發生突發客流、突發事件、自動扶梯失控等情形下,處理不當,會造成不同程度的踩踏事故。產生突發客流的因素有:節假日(如北京清明節)、大型群眾活動、惡劣氣象等。
1.3.5人為襲擊等
爆炸、縱火、毒氣等。
1.3.6建筑物垮塌
運營期間,車站、隧道、其他建筑物或構筑物發生垮塌
1.3.7其他災害
針對地震等地質災害、透水、洪水、雨雪風霧、沙塵等,設計應考慮防震、防淹、防洪、防雷、防風等。
1.4施工期間
城市軌道交通工程,在施工安裝期間,也會發生各種各樣的安全事故,如:結構開裂、坍塌以及建設項目周邊環境出現沉降或坍塌等。施工不當或設計失誤會導致這些事故的發生。
1.5設計期間
項目前期決策失誤,雖不會直接威脅到人身安全,但會給項目帶來財產損失或影響項目經濟效益。二、安全工程的設計原則
主要原則城市軌道交通安全工程的設計,應以下述要求為目標,在正常使用時:
必須防止因乘客使用系統而造成對乘客的傷害與危險;必須防止系統對運營人員及其他人員的傷害與危險;必須防止運營設施及車輛遭受損害與損失。
城市軌道交通車輛和運營設備的選擇,必須技術成熟、安全可靠、滿足功能、維修方便、經濟合理。乘客使用或操作的設備,必須易于識別,設置在便于觸及的地方,并保證不當的操作或使用也不會導致系統發生危險。必須為殘疾人、老人、孕婦及帶領兒童的人在使用該系統時提供安全舒適的措施。應當在軌道線路、隧道及車站站臺、站廳、疏散通道、出入口、通風亭、列車車廂內及其他運營場所的醒目位置設置保障城市軌道交通安全運營的各類發光導向、疏散、提示、警告、限制、禁止等安全標志。對于起火風險大的設施必須加以圍護,減少可能的火情蔓延;在對火情及有害燃燒氣體與熱量控制的基礎上,應保障有效疏散措施;鋪設在地下車站、隧道及車輛上的電纜應不含鹵化物,并避免燃燒時產生有毒氣體;一旦發生火災,通風排煙系統應能進入火災運行模式,以保障人員疏散或滅火。
三、防火設計的重點提示
在城市軌道交通工程的各種災害中,火災是首位的。所謂火災,是指在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。
3.1火源
在城市軌道交通工程中,引起火災的火源是多方面的,歸結起來,主要有以下幾種。了解這些火源,將有利于防火設計。
電氣火災:絕緣老化、違反用電規定、電氣設備設計或安裝不當、過負荷、電氣短路等,都可能導致火災;生活用火引燃:如煙頭等引燃可燃物;生產用火引燃:如施工中由電焊、氣割、打磨、切割等的火花或其他火種引燃可燃物;人為破壞縱火。
3.2火災應急處置預案的編制
在系統投入試運行前,設計單位應協助業主單位編制火災應急處置預案。
3.3建筑防火的設計要素
疏散通道、疏散門、安全出口、疏散用樓梯及自動扶梯、隧道聯絡通道的設置;疏散能力;設備及管理用房的門至安全出口的距離。
3.4消防給水與滅火裝置的設計要素
消防給水系統、滅火器配置、自動噴水(或噴霧)滅火系統、氣體滅火系統、消火栓系統
3.5防煙、排煙與事故通風系統的設計要素
機械防煙、排煙設施的設置、防煙、排煙系統與事故通風的功能、防煙分區的劃分、設備的排煙能力、排煙設備的耐熱能力、送風量的要求
3.6防災用電、應急照明與疏散指示的設計要素
消防用電的要求、應急照明的連續供電時間、應急照明的設置、疏散指示標志的設置
四、結語
城市軌道交通安全工程的設計工作,需要給與重點關注。這樣做的目的在于,強化城市軌道交通安全工程設計的重要性,使城市軌道交通安全工程的設計更加系統化、程序化、規范化。為實現這個目的,只研究設計導則還不夠,還應該建立一套安全工程的設計評價體系。