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1.1供电方式
东莞轨道交通2号线采用集中供电方式,即2号线全线设置2座主变电所,分别叫旗峰公园主变电所和厚街主变电所,由东莞供电局城市电网220kV立新变电站接入两回110kV电源至110kV旗峰公园主变电所,220kV景湖变电站和220kV双岗变电站各接入一回110kV电源至厚街主变电所,通过主变电所110/35kV两级电压降压后向城市轨道交通沿线的牵引变电所和降压变电所供电。厚街主变电所为2号线专用主变电所,旗峰公园主变电所同时向规划中的1号线供电,实现资源共享。
1.2主接线方式
城市轨道交通主变电所基本上都为终端变电所,110kV侧常用的接线方式有三种,即内桥接线、线路-变压器组接线、带跨条的线路变压器组接线方式。旗峰公园和厚街主变电所的接入系统方案均为两回专线,在供电系统设计中已经考虑一台主变压器或其对应110kV进线电源故障时,由另一台主变压器承担该所正常供电范围内的牵引负荷和动力照明一、二级负荷,其供电可靠性能够满足东莞轨道交通2号线供电的要求。从节省工程投资、集约用地和便于今后的运营、维修考虑,旗峰公园、厚街主变电所110kV侧采用线路-变压器组接线方式,35kV侧采用单母线分段接线方式,并设置母线分段断路器。
1.3运行方式
正常运行时,主变电所35kV母线分段断路器分闸,两回110kV进线电源、两台主变压器、两段35kV母线分列运行。旗峰公园主变电所承担东莞火车站~西平站段(含东城车辆段)的牵引负荷和动力照明一、二、三级负荷,厚街主变电所承担蛤地站~虎门火车站段的牵引负荷和动力照明一、二、三级负荷。非正常运行时,当主变电所的一回110kV进线电源(或一台主变压器)解列时,35kV母线分段断路器合闸,由另一台变压器承担该所正常供电范围内的牵引负荷和动力照明一、二及负荷;当旗峰公园(厚街)主变电所解列时,设置在西平站变电所的35kV供电环网联络开关合闸,由厚街(旗峰公园)主变电所承担该两所正常供电范围内的牵引负荷和动力照明一、二级负荷。
2牵引供电系统
2号线全线设置13座牵引降压混合变电所(含车辆段1座),6座独立降压变电所,7座跟随式降压变电所(控制中心跟随所1座)。
2.1牵引供电系统设备
包括:整流变压器、配电变压器、35kV开关柜、控制信号屏、交流屏、直流充电屏、直流馈线屏、蓄电池屏、整流柜、负极柜、直流开关柜、排流柜、上网隔离开关柜、钢轨电位限制装置。
2.2接线方式
牵引变电所35kV侧采用单母线分段接线方式,并设置母线分段断路器。每座牵引变电所均由两回独立可靠的35kV进线电源供电,两回35kV进线电源分别通过断路器与两段35kV母线连接。两套12脉波牵引整流机组一次侧分别通过断路器接于同一段35kV母线上,并联运行构成等效24脉波整流。两台配电变压器分别接于两段35kV母线,每段35kV母线设一组电压互感器,用于电压测量和保护。DC1500V侧采用单母线接线方式,牵引整流机组正极通过直流断路器、直流正母线、直流馈线快速断路器、电动隔离开关和接触网向牵引负荷供电,经走行轨、回流电缆至牵引变电所负极柜、牵引整流机组负极。正线牵引变电所均设置4回DC1500V馈线,分别向左右方向的上、下行接触网供电;车辆段牵引变电所设置6回(预留2回)DC1500V馈线,向车辆段接触网供电。每回直流馈线通过直流快速断路器和接触网电动隔离开关向接触网供电。
2.3运行方式
(1)正常运行方式牵引变电所的35kV和0.4kV母线分段断路器分闸,两回35kV进线电源、两段35kV母线、两台配电变压器和两段0.4kV母线分列运行,两套牵引整流机组并联运行,承担该所供电范围内的牵引负荷和动力照明一、二、三级负荷。(2)非正常运行方式当牵引变电所的一回35kV进线电源退出运行时,0.4kV母线分段断路器分闸,35kV母线分段断路器自动合闸,两套牵引整流机组和两台配电变压器并联运行,由另一回35kV进线电源承担该所供电范围内的牵引负荷和动力照明一、二、三级负荷。当牵引变电所的一台配电变压器解列时,切除该所供电范围内的三级负荷,0.4kV母线分段断路器自动合闸,由另一台配电变压器承担该所供电范围的动力照明一、二级负荷。当正线任意一座牵引变电所(端头牵引变电所除外)解列时,由正线相邻的牵引变电所越区大双边供电。当正线端头牵引变电所解列时,由正线相邻的牵引变电所越区单边供电。
3接触网
由表2可以看出,初步设计概算超可行性研究估算的主要原因是物价上涨、方案变化、前期费用增加等方面因素,也是其他项目概算超估算的主要原因。现结合具体内容进行分析。
1物价上涨
编制可行性研究估算时,参考同期在建的其他轨道交通线路的各项指标确定投资额,编制初步设计概算时,根据确定的编制期的人工、材料、设备价格及相应取费标准通过计算确定投资额。2个设计阶段本身存在时间差,在物价水平上存在着一定的差距。这种差距引起费用上的差别在编制估算时是体现不出来的。目前,编制估算的主要依据是建设部印发的《市政工程投资估算编制办法》(建标[2007]164号),编制概算的主要依据是建设部印发的《城市轨道交通工程概预算编制办法》(建标[2006]279号)。根据2个编制办法的规定,预备费均包括基本预备费和价差预备费2项费用,其中价差预备费是指项目建设期间由于价格可能发生上涨而预留的费用。估算中的价差预备费的具体含义为估算编制期年度到项目建设竣工的整个期限内,由于物价上涨引起的投资变化需要预留的费用;概算中的价差预备费为概算编制期年度到项目建设竣工的整个期限内,由于物价上涨引起的投资变化需要预留的费用。通过以上分析可以看出,可行性研究估算和初步设计概算2个阶段期间的物价上涨引起的费用应该包含在估算的价差预备费中。根据《国家计委关于加强对基本建设大中型项目概算中“价差预备费”管理有关问题的通知》(计投资[1999]1340号)规定,自本通知之日起,编制和核定基本建设大中型项目初步设计概算时,投资价格指数按零计算。今后,我委将根据物价变动形势,适时调整和投资价格指数。截止目前,国家有关部门仍未价格上涨指数。所以,目前编制城市轨道交通工程可行性研究估算和初步设计概算时,价差预备费均按零计。1999年国家计委的价差预备费上涨指数为零的背景是基于“物价趋于平稳,实际投资价格指数逐年下降”的趋势。而近几年来,物价上涨严重,由此引起的投资变化明显增加。所以,启动价差预备费的计算是当前适应市场行情、合理确定工程投资应采取的必要措施。另外,在未计列价差预备费的情况下,编制估算时应适当考虑物价上涨因素,合理确定各项指标。
2设计方案变化或深化
初步设计较可行性研究阶段方案变化或深化的内容,主要是车站建筑面积增加、施工方法发生变化、轨道减振段数量调整、车辆段房屋面积增加、新增一些系统和设备等。设计方案变化的主要原因是规划的调整、工程周边环境变化及为提高设计标准、服务水平增加新的系统。设计方案深化造成投资变化主要体现在主变电站、运营控制中心及车辆段基地等方面。可行性研究阶段没有具体设计方案,粗略地估算投资;初步设计阶段主变电站进行专项设计,根据工程数量编制概算,由此产生投资变化;运营控制中心和车辆段基地由于涉及到资源共享问题,在前期规划中如果没有完整的设计方案,后续设计阶段发生方案变化也容易引起投资变化。如天津地铁2号线李明庄车辆段,初步设计文件经审查后,方案发生重大变化,由原承担地铁2、3号线(厂)架修任务调整为承担地铁2、3、5、8号线4条线路配属车辆的(厂)架修任务,方案调整后概算比原批复概算增加了近2.4亿元。
3前期费用增加
前期费用增加是造成目前各工程项目概算超估算的一个普遍原因,有客观原因,也有主观原因。主观原因是可行性研究报告上报时为了保证顺利批复,人为压低投资。客观原因,一是征地拆迁单价和数量在2个设计阶段发生了变化;二是管线迁改费用在可行性研究时难以准确确定工程数量,特别是涉及到110kV或220kV高压线路时,没有制定具体迁改方案,到初步设计阶段明确迁改方案后,费用差别较大。如北京地铁大兴线遇到的高压线路升塔改造费用,可行性研究估算2.3亿元,初步设计阶段委托电力部门完成设计后,概算额为4.5亿元,增加2.2亿元。
控制造价可采取的措施
有效控制城市轨道交通工程造价需做好2个方面的工作,一是提高可行性研究阶段投资估算的编制质量,二是深化初步设计阶段的概算编制。
1提高可行性研究阶段投资估算的编制质量
1)做好城市轨道交通线网规划
城市轨道交通工程建设,必须结合城市总体规划,对城市轨道交通线网做好近、远期规划。在规划线网的基础上,对批准立项建设的具体轨道交通线路走向、车站分布等进行勘察设计,避免在没有线网规划的情况下,匆忙开展新线建设。
2)采用适宜的建设和技术标准,控制工程建设规模
(1)做好客流预测是开展轨道交通工程设计的基础,设计中通常采用“四阶段法”进行客流预测。该预测方法虽然理论上较为成熟,但针对具体项目预测的客流量,还应结合轨道交通线网规划建设情况进行合理修正,使预测的客流量基本接近实际,便于确定宜采用的建设和技术标准,在满足近、远期发展要求的条件下,合理确定建设规模,有效控制工程投资。(2)根据线网规划,针对具体项目线路走向、宜采用的技术标准、环境和地质条件确定线路敷设方式,车站结构形式和规模,做到性价比最优。
3)统筹车辆段布置,注重主变电站和运营控制中心资源共享
根据轨道交通线路运营要求,大于20km的线路需要设置车辆段和停车场,但如果每条线路都设置1处车辆段和停车场,明显造成浪费。所以,要根据线网规划,综合考虑车辆段和停车场的设置位置和规模、检修设备的配备,达到资源共享。如上海市地铁线路,根据线网规划和资源共享的原则,13条地铁线路仅设6座车辆段和相关停车场(已建4座)。
4)深化影响投资比重较大的工作内容深度
电力外线、主变电站、管线迁改、人防设施等,在可行性研究阶段应经过现场勘察确定主要方案,避免到初步设计阶段方案发生重大变化,出现投资失控现象。
5)合理编制工程投资估算。
可行性研究投资估算是初步设计阶段概算控制的目标。因此,应深化可行性研究阶段工作深度,经过现场勘察、比选,提出可采用的几种设计方案,通过方案论证和优化确定最优方案。据此编制投资估算,力求准确,并要考虑后续阶段影响投资变化的各种主要因素。
2深化初步设计阶段概算编制
1)提高可研批复方案的执行力
依据线网规划完成的可行性研究方案批复后,初步设计阶段不得随意改变,特别是建设和技术标准、工程规模、线路敷设方式、车辆编组、设备选型等。随着形势和环境条件的变化,有些方案确需改变的,应通过方案论证后报原审批部门批准。
2)注重前期工程投资控制
前期工程主要包括征地拆迁、管线改移、道路恢复等,其费用是初步设计阶段概算控制的重点和难点。建议业主(建设单位)委托有经验的设计单位进行专项设计,在进一步深化设计方案的基础上,确保前期工程的可实施性,避免投资失控。
3)推行标准化设计
城市轨道交通工程建设经过十几年的发展,已逐步形成轨道交通设计标准体系,完善了工程建设规程规范和设计标准图。所以,推行标准化设计可以缩短设计周期,加快工程建设进度。同时也可降低相关费用。
4)按专业分劈投资,开展限额设计
可行性研究报告批复后,在正式开展初步设计前,将批复的投资估算按专业、分部分项工程进行投资分劈,各专业按分劈后的投资额度开展限额设计、编制概算。设计过程中如果发现偏离,及时调整相关方案,达到有效控制工程投资的目的。另外,在车站分部工程设计中,市政配套(如周边相关公交车站、过街通道、人行天桥等)、商业开发、物业开发等建设项目融入地铁同期设计。此时,设计单位应把握住设计原则,这些内容不应列入轨道交通项目,应单独立项,落实投资来源,达到有效控制轨道交通项目投资的目的。
1)实训基地实训教学与企业工作不能有效对接。许多学校没有对城市轨道运营企业的行车工作岗位和工作过程进行认真地考察,致使校内实训基地的实训岗位与工作岗位不能对接,实训内容与行车工作不能对接,实训岗位的技术标准和技术规范与实际岗位的不能对接。2)实训模式设计不合理。当前,大多数职业学院城市轨道运营管理专业的校内实训教学模式一般都是针对某一具体操作技能进行。校内实训几乎未能模拟企业“一个工作日”,因此当前实训模式对学生职业能力和职业素养的培养缺乏系统性和全面性。学生职业技能有一个简单到复杂的渐进过程,学生职业能力也是一个由低到高的渐进过程。因此,校内生产实训模式应是一个分层渐进,由单一到综合的过程。实训项目应合理安排,相关技能和能力培养做到前后呼应,相互推动,形成梯度渐进的效果。
二、“校中站”建设思路
“教学工厂”是新加坡南洋理工学院前院长林靖东先生提出的一种新的办学理念。城市轨道交通运营管理专业必须吸取“教学工厂”的理念,将校内行车工作实训基地建成“校中站”。1)理念。“校中站”是将车站的环境与工作项目引入学校,在学校内建起设备完善、环境逼真的“校中站”,让学生在模拟的职业情境中,按照企业岗位的职业要求,得到职业能力培养和职业素质养成,使学生在“校中站”习得的职业能力和职业素养达到企业岗位要求的水平。2)思路。建设与企业岗位和设备对接生产实训模拟的“校中站”,并实施“分层渐进的实训模式”。通过单项技能训练习,培养学生单项职业技能。学生通过实训岗位实习,培养学生职业素养。学生通过完成工作岗位典型工作任务,培养职业能力。通过“校中站”的“一个工作日”的综合实训,学生的职业能力和职业素养得到全面提升。
三、“校中站”建设的具体措施
1)“校中站”设备、环境和文化与企业全面对接。“校中站”在车站布置、设备采购和质量安全等方面接近企业环境,充分体现生产现场的特点,配备与企业车站所尽可能一致的实训工作岗位,做到“真实任务真实操作”。以企业生产为主线,构建接近实际的岗位工作情境,“校中站”工作岗位要与实际工作岗位完全对接:“校中站”岗位角色规范与实际岗位角色规范对接;“校中站”岗位教学过程与实际岗位工作过程对接;“校中站”岗位工作内容与实际岗位工作内容对接;“校中站”岗位工作规程与实际岗位工作规程对接;“校中站”岗位工作标准与实际岗位工作标准对接;“校中站”文化与企业文化对接;营造”校中站”的企业文化环境,学生在“校中站”提前感受企业文化,了解企业理念,熟悉企业要求,适应企业管理,自觉地培养职业素养。2)设计符合职业能力和职业素养培养规律的实训模式。实训模式设计应充分考虑专业所面向的行车工作职业岗位,通过对岗位职业能力的调研,归纳总结岗位所需的知识、能力和职业素养,按照项目化开发流程,将企业典型工作任务与实训项目对应。“校中站”实训项目由“设备操作训练”、“岗位训练”和“一个工作日”三部分组成。设备操作训练主要与《城市轨道交通信号与通信》、《城市轨道交通车站设备》等课程相结合完成;岗位训练主要针对“站台岗”、“行车值班员”、“值班站长”、“车厂值班员”和“行车调度员”等岗位训练完成;“一日工作”主要是将各行车岗位组织在一起,完全模拟企业的“一工作日”的典型工作项目和流程,真正实现与现场“零对接”。
1.1每一套模板分别构成一条完整的工艺流程线。配置有可调式模板共两套。
1.2两台摆渡车可以在每个台位之间通过卷扬机水平移动。当制梁台车移上摆渡车后,通过两台摆渡车的水平移动,可使制梁台车运动到任一位置,经台车循环线使每一制造台位的台车循环作业。
1.3一号梁场在制梁台位和钢筋制作区之间设置二条轨道线作为台车回送线,将第一次张拉完成后的台车运送到放线区,再进行钢筋组立、内模安装、端模安装等工序。二号梁场台车回送线设置于模型和存梁区之间,绑扎台位设置在摆渡区和模型的延长线上。
1.4完成第3条工作后,台车进入钢筋绑扎区,进行钢筋检测等工作,之后台车进入制梁台位,进行模型调整、砼灌注、蒸养等工序。脱模后进行第一批张拉,待第一批张拉完成后,台车上摆渡车,移入半成品存放区,由龙门吊将PC梁从台车上卸下,台车回摆渡车,经台车回送线上摆渡车,循环往复,形成流水作业。
1.5待PC梁梁体砼强度和弹性模量达到设计指标后,对其进行第二批张拉,然后进行封端等工序。
1.6封端完毕,将PC梁用装梁龙门吊吊至成品存放区存放。
2质量控制
2.1PC轨道梁主要技术控制指标及精度要求
2.1.1主要技术指标(1)梁高:1500mm;(2)梁宽:850mm;(3)梁长:9500mm~24000mm;(4)砼强度设计等级:C60;(5)钢绞线张拉体系:M15-3、M15-4和M15-5锚具。
2.1.2精度要求(1)轨道梁宽度:梁端:±2mm,中部:±4mm,腰部-4mm;(2)梁长:±10mm;(3)跨度:±10mm;(4)走行面垂直度δ:±5/1000rad;(5)梁端面倾斜度θ:±5/1000rad;(6)梁体高度:±10mm;(7)局部不平度:±2mm;(8)两端面中心线夹角:≤5/1000rad;(9)梁体工作面线型:≤L/2000mm;(10)指形板与梁表面高差:±1mm。
2.2质量控制特点PC轨道梁与铁路、公路PC梁具有相似之处,都采用了后张法预应力砼的设计及施工工艺,但与既有铁路、公路PC梁相比也有较大差异,如:PC梁使用上既是承重结构,又是行驶导向结构,外观质量、外形尺寸、内在质量、制造精度要求远远高于铁路、公路桥梁等。因此,PC梁的制造模具、工艺装备、原材料要求、砼质量、工序操作、工序质量控制、检验检测手段、成品质量指标等都有较高的要求和较大的控制难度。对于PC梁的精度和质量控制主要通过:控制高精度可调式钢模板精度,控制原材料质量,严格按“一对一”作业指导书及工艺细则的要求进行工序操作的过程控制,达到控制成品质量的目的。
3结束语
分析的思路是:
(1)搜集拟建建筑和既有隧道竣工资料。
(2)分析风险源。拟建建筑基坑开挖引起隧道变形与内力变化和建筑修建产生的地面超载对已建成的隧道产生变形与内力变化为主要风险源。
(3)有限元计算。基于二维地层-结构模型,运用有限元计算软件进行数值计算,预测该隧道工程在拟建工程施工过程和运营期所发生的变形和内力。
(4)隧道安全性评估。根据计算结果,结合隧道工程的变形限值条件以及安全系数,评价隧道结构的安全性。
计算采用ANSYS11.0有限元通用软件进行分析,岩土体的弹性屈服准则为Drucker-Prager准则。岩土体的计算参数根据地勘报告中的数据进行取值,经换算、折减后有限元模型采用的计算材料参数如表1所示。隧道衬砌结构采用BEAM3单元模拟,计算范围内围岩和土体以及建筑采用PLANE42单元模拟。
计算模型的底面固结,侧面约束侧向X方向的自由度,地表为自由面,如图3。整个计算采用6种工况对施工过程进行模拟,如表2所示。拟建建筑实施过程中和实施后引起的隧道衬砌竖向最大位移增量约为-0.172mm,产生部位在左线隧道拱顶;最大横向位移增量约为-0.465mm,产生部位在靠拟建建筑侧右线隧道边墙,均满足变形限值条件。
拟建建筑实施过程中和实施后引起的围岩位移影响较小,由图6、图7可知:基坑工程可能影响区为2.0~3.0倍基坑开挖深度范围。项目实施对轨道交通隧道结构受力影响较小。根据拟建建筑修筑在不同工况下对隧道结构产生的弯矩值和轴力值(图8~图9),可以发现隧道关键截面属于小偏心破坏模式,隧道和明洞衬砌按破损阶段检验构件截面强度时,根据结构所受的不同荷载组合,在计算中应分别选用不同安全系数并不应小于警戒值。计算出不同工况下,隧道衬砌各部位的安全系数,如表4所示。隧道衬砌各部位在关键工况下安全系数均大于2,故原衬砌结构截面及配筋满足承载能力与正常使用的要求。其中,最不利截面为拱脚,安全系数呈递减趋势,符合工程实际情况。
2结论
一地下车站
地下车站通常设置在城市道路下方,工程造价相对高架车站要高。地下车站根据建筑特点分为地下二层站、地下三层站,根据站台型式分为岛式站和侧式站,根据功能划分为普通站和换乘站,根据地质条件选用不同施工方法可分为明挖法、浅埋暗挖法和盖挖法施工车站。所以影响地下车站造价的因素很多,如车站层数、车站规模、布置方式、地质条件、水文情况、施工工法等,均会影响车站工程造价。目前我国大部分地下车站采用明挖法施工,故本文以明挖法地下车站为例分析车站工程造价。明挖法车站土建工程费用组成如下:⑴车站主体费用;⑵出入口及通道费用;⑶风井及风道费用;⑷施工监测费用;⑸建筑装修费用;⑹车站附属设施费用。笔者选用哈尔滨、西安、苏州三个地区标准明挖车站为例,对车站费用进行分析,地下明挖车站各部分费。地下标准车站的建筑面积一般为11000~13000m2,车站长度一般在190~220m,换乘站和含配线车站长度和面积根据相应设计不同有所增加。采用钻孔桩围护的车站土建指标一般为1.0~1.09万元/m2,采用地下连续墙围护的车站土建指标一般为1.2~1.4万元/m2。车站主体工程、车站附属工程(包含出入口通道和风道)、车站装修是车站造价的主要组成部分,各占土建费用的61%、27%、10%左右。上述车站主体工程、出入口及通道和风井及风道的费用,皆由围护结构费用,土石方费用,支撑及降水费用,主体结构费用及其它费用组成。由于车站主体费用占车站总费用的比例最高,因此以车站主体为例,分析各部分费用对车站费用的影响。围护结构、主体结构是车站主体工程造价的主要组成部分,各占车站土建总费用的23%、25%左右。在车站规模相差不大的情况下(所选项目皆为标准站),土方、支撑及降水、主体结构等费用差异不大,而围护结构因其形式不同,造价差异很大。围护结构形式根据工程地质、围护的刚度、基坑防水和车站现场实际情况确定,主要分为SMW工法桩、钻孔桩加止水帷幕、地下连续墙等形式。车站主体一般选用钻孔桩加止水帷幕、地下连续墙围护形式。采用钻孔桩和地下连续墙围护形式的车站,围护结构费用占车站总费用比例分别为16%、29%左右,上面表3得出采用钻孔桩围护的车站土建指标一般为1.0~1.1万元/m2,采用地下连续墙围护的车站土建指标一般为1.2~1.4万元/m2,围护结构不同,车站总指标差异较大。综合以上分析,地下车站造价的控制因素为围护结构、车站附属工程、车站装修,为合理控制造价,需要采取如下措施:(1)合理确定车站规模,控制车站长度、宽度和车站层数,优化换乘车站设计,减小车站埋深;(2)选用合理的出入口通道、风道坡度,以减小出入口、风井的提升高度,以减少车站附属工程的土建投资;(3)车站装修适度,可根据各站的规模、站位重要性等对车站进行等级划分,不同的站采用不同的装修标准;也可按车站不同部位采用不同的装修标准,一般车站公共区和出入口通道装修标准要高些,设备区和风道次之,轨行区可简单装修;(4)根据地质条件选用合适的围护形式,优化围护结构设计,可大幅降低车站工程造价。
二结论
通过以上对城市轨道交通各种类型车站费用的分析,虽所选项目在地域、数量和时间上有所限制,但基本可以反映车站各部分所需费用及指标,由此确定高架车站和地下车站影响造价的主要因素。在车站设计时,应抓住这些主要影响因素,优化设计方案;施工时,应采用恰当施工工法、施工方案,才能达到控制城市轨道车站造价的目的。
作者:董卫华单位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
(一)开放式网络传输技术在三中必需的传输技术中,开放式网络传输技术的性能稳定性比较高,在接口类型和数据上的数量众多,可以满足不同系统接口的要求,因此在为城市轨道交通进行服务中,开放式网络传输技术具有较强的专门性。但是,在新形势下,开放式网络传输技术已经不大适应宽带发展创新的需求。一方面,开放式网络技术一直缺乏统一的国际标准,造成其自身不可避免的封闭性,在系统的升级和优化上十分不利。另一方面,近几年我国城市轨道交通发展迅速,业务量陡增,由此产生对网络技术的新要求。在宽带不断改进的背景下,开放式网络传输技术已不能适应新需求。因此,传输系统中的开放式网络传输技术亟待新的创新升级。
(二)同步数字传输技术同步数字传输技术与开放式网络传输技术相比,技术上更加成熟优秀。一方面,同步数字传输技术不仅具备统一的国际标准,利于系统的及时更新换代,另一方面该技术还多了自愈功能和自动化的网管功能,这些先进性的优点使同步数字传输技术成为电信骨干网中非常重要的一部分,具有不可替代的关键性作用。但是,由于该技术具有一定的专用性,在语音业务的服务上十分优秀,但在数据和图像业务方面稍显不足,这是同步数字传输技术的欠缺所在。因此,同步数字传输技术的升级创新要主要放在对数据、图像信息的传输上,争取技术的全面性。
(三)异步转移模式技术异步转移模式技术最不可比拟的优势在于它的业务服务对象比较多样,对不同的业务都可以提供相应的服务,最明显效果在于视频相关业务中。另外,由于该技术属性上属于面向连接的技术,因此可以较高地提高宽带的利用率。但这种技术也不可避免地带有缺憾。一方面,异步转移模式技术的复杂性较强,导致在准确性上不够安全可靠,加上技术成本高,在发展过程中受到技术和资金的双重阻碍。另一方面,轨道交通的业务量陡增,对新型轨道交通通信技术有更高的要求,新的技术也不断涌现,对传统技术造成冲击。宽带技术也处于需求上升阶段,在未来城市轨道交通通信系统中,将会采用千兆以太网技术和粗波分复用技术,这些技术具有兼容性强、直接快速的特点。异步转移模式技术则会得到更为专门性针对性的运用。
二、城市轨道交通信息通信系统的其他子系统
(一)公务电话系统和专用电话系统公务电话系统和专用电话系统是城市轨道交通通信系统中服务于列车运营、指挥、服务的电话语音系统。公务电话系统和专用电话系统有着很大的差别。公务电话系统作用于轨道交通运营和控制,是轨道交通线内部的一般通信工具,在通信网络上还连接了市话网和一些相关的轨道交通线的公务电话网。其操作的方便性在于它可以实现全自动或半自动的拨号进行呼叫,并且连接多层通信网。除此之外,和时钟系统的时间自动保持一致是公务电话系统所具备的不同于其他普通程控交换系统的功能。与公务电话系统不同的是,专用电话系统是轨道系统所专用的,为保证轨道交通行车指挥和系统正常运行而设置的通信设备。专用电话系统在通讯中负责的是控制中心和各车站的列车、电力、防灾及公安等方面的调度。在基本通信上,提供了紧急电话、调度电话以及站间电话业务。专用电话的作用是不言而喻的,在列车运行过程中,专用电话的使用能有效及时地进行指挥并进行设备的操作,同时也支持了行车调度。及时应对紧急情况中,还能被设置成热线电话,帮助及时有效解决状况。
(二)闭路电视监控系统闭路电子监控系统的最大优势在于通过图像通讯,能够跟踪、监控和记录实时的动态图像。除此之外,该系统的指挥和管理的功能通过具体及时的图像反映实现,有利于在直观有效地实现城市轨道交通自动化调度和管理。电视监控系统的不对称性使车站与中心之间的信息传输呈现不同的传输方式,体现在车站到中心的信息传输需要比较大的宽带,而中心到车站仅需使用低速的数据业务。目前,在闭路电视监控系统中的主要传输机制仍是ATM技术。该系统可以利用ATM技术按需求连接、分配带宽的特点,保证图像的质量,同时也节省了所占的宽带。
(三)广播系统、时钟系统、无线系统、电源系统广播系统有两个组成部分:控制中心广播系统和停车场广播系统。广播系统的优点使鲜明的。一方面,模块化的设计使得其结构简单,因此在操作和安装过程中十分简易;另一方面,良好的兼容性和一致性使广播系统能较好地利用进口数字音频信号处理器,并根据需要进行不同的组合。时钟系统的作用在于准确提供时间参考和时间参考,使列车准点准时运行,保证轨道交通有序运行。时钟系统主要由GPS接收设备、主控母钟、各站铺助母钟、子钟以及传输设备等组成,各设备组织互相配合工作,形成全线统一的时间标准。无线通信系统主要有三个内容:列车无线通讯、公安无线通信、消防无线通信。在列车的运营、电力供应、日常维修、防灾等工作中发挥着自动化、迅速化的指挥传输作用,是提供指挥手段的专用通信系统。电源系统的安全性、可靠性、及时性是必须得到全面保障的,它承担着保证通信系统电源供应的重大责任。电源系统主要由三部分组成:配电设备、整流设备、蓄电池。
三、结语
城市轨道交通是一种大容量、高速、快捷的公共交通工具,其安全性、可靠性对广大乘客的生命安全有直接的影响,同时由于城市轨道交通是一个复杂的系统,无论哪一个环节发生故障都会对整个轨道交通的安全性、可靠性造成影响,而供电系统是影响城市轨道交通安全、可靠运行的关键环节,因此,提高城市轨道交通供电PSCADA系统的可靠性是十分重要的。目前,在城市轨道交通供电PSCADA系统设计中,经常会采用工业以太网技术,这种技术在产品强度、适用性、可靠性、实用性、抗干扰性、安全性等方面有很大的优势,下面就工业以太网技术在城市轨道交通供电PSCADA系统设计中的优势及应用进行分析。
1工业以太网技术的优势
工业以太网的硬件设备是采用低功耗工业级芯片、插件、连接器等制作而成,具有良好的机械环境适应能力、气候环境适应能力、电磁环境适应能力。工业以太网采用全双工通讯技术、交换式以太网技术、虚拟局域网技术等进行高数据传输,极大的提高了通信的实时性和准确性。工业以太网的网卡价格比较低,联网成本比较低,同时维护成本也比较少,因此,将工业以太网技术应用在城市轨道交通供电PSCADA系统能有效地提高轨道交通的运行可靠性。
2工业以太网在城市轨道交通供电PSCADA系统中的应用形式
目前,工业以太网在城市轨道交通供电PSCADA系统的应用主要有专用工业以太控制网络、混合Ethernet/Fieldbus网路结构、Web网络监控平台等三种形式,其中专用工业以太控制网络是将以太网渗透在整个网络,将整个城市轨道交通供电PSCADA系统覆盖,这样城市轨道交通供电PSCADA系统具有良好的互连性和扩展性,能实现真正的全开放网络体系结构;混合Ethernet/Fieldbus网路结构是现场总线和以太网的一种集成形式,控制网络采用现场总线,信息网络采用以太网,这样底层控制网络就能通过网关挂接在以太网上,实现信息交换;Web网络监控平台是通过Internet将连接网络的设备联系在一起,管理人员可以通过Web浏览器对城市轨道交通系统实时远程监控以及故障诊断、处理。
3城市轨道交通供电PSCADA系统网络架构设计及实现
在城市轨道交通供电PSCADA系统中,可以采用冗余的100M以太网双网体系结构为控制中心调度主站系统主网络,其网络通信协议可以采用TCP/IP协议,这样在正常情况下,两个LAN网可以同时工作,从而传输不同的系统信息,如果某一个LAN网络发生异常或者出现故障后,系统会自动通过另一个LAN网络进行信息传输。控制中心系统主网络配置双网关交换机,与第三网网络互联,从而实现信息共享。由于变电站中的同时具有直流、交流等多种不同等级的高电压环境,其电气环境十分复杂,而车辆段轨道不能进行绝缘,这样就导致瞬间高电压很容易经过大地传入接地线,从而进入通信设备,对通信电缆造成干扰,因此,城市轨道交通供电PSCADA系统要采用工业级光纤以太网,来提高通信带宽以及抗干扰能力。
二、结语
城市轨道交通信号系统主要由列车自动控制(ATC)系统、联锁设备、轨道电路等组成。作为城市轨道交通信号系统最重要的组成部分,列车自动控制(ATC)系统主要功能就是对行车指挥及列车运行自动化的一种最大限度地实现,同时起到确保列车安全运行及提高运输效率的作用,只有这样才能降低工作人员的工作量,对城市轨道交通的通行能力进行充分发挥。ATC(automatictraincontrol)系统主要有三部分构成,包括:列车自动防护(ATP—automatictrainprotection)、列车自动运行(ATO—automatictrainoperation)及列车自动监控(ATS—automatictrainsupervision)。ATP系统分为轨旁ATP和车载ATP,负责对列车的运行进行保护,对列车进行超速防护、车门监督和速度监督,保证列车的安全间隔。ATO系统分为轨旁ATO和车载ATO,其应用的主要目的就是对“地对车控制”的一种实现,就是实现地面信息对列车运行情况的一种良好控制,并送出车门和屏蔽门同步开关信号。ATS系统主要有两部分中央ATS与车站ATS,其应用的主要目的就对列车运行监督及控制,包括:列车运行情况和设备的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录实际列车运行图、自动进行数据统计以及各种报表的自动生成,辅助调度人员对全线进行管理。联锁设备有中央联锁系统和车站联锁计算机,主要对室外设备信号机和道岔进行控制,排列列车进路并传送进路信息给轨旁ATC设备。轨道电路主要用于传送轨道电路信息和ATP报文信息。
2城市轨道交通信号系统方案
通常情况下在城市交通疏解任务中城市轨道交通线路承担着十分重要的任务,为确保人们出行的安全性,应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统作为地铁信号系统。正线信号系统采用完整的列车自动控制(ATC)系统,由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。
2.1基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统通常选用音频数字无绝缘轨道电路作为目标距离模式,这种模式的主要特点为信息传输量较大及抗干扰能力很强。列车车载设备依据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息,连续对列车追踪运行及折返作业进行速度监督,最大限度对其进行超速防护,控制列车运行间隔,以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路具有极大的传输信息量,可以将目标速度、目标距离、线路状态等信息提供给车载设备,为计算出列车相适应的运行模式速度曲线,将ATP车载设备与固定的车辆性能数据进行充分地结合。
2.2基于通信的移动闭塞系统(CBTC)基于通信的移动闭塞列车控制系统具有极为先进的发展技术,是列车控制技术的发展趋势,是国际ATC先进水平的代表。是独立于轨道电路的高精度列车定位。CBTC系统为实现车与地、地与车间之间的双向数据通信,可以选用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式进行有效通信。依据列车的位置信息及进路情况轨旁ATP设备可以有效对每一列车的移动权限进行准确计算,同时根据列车位置速度的变化不断更新数据,利用连续车地通信设备向列车进行信息的发送。依据接收到的移动授权及本身的运行状态车载设备可以对列车运行速度曲线及防护曲线进行有效计算,在ATP子系统的保护防御过程中,在该速度曲线下ATO子系统或人工驾驶控制列车可以正常运行。可以最大限度地实现后续列与前行列车尾部的紧密性,并始终处于安全距离范围内。在确保安全的基础上,CBTC系统可以实现区间通过能力的有效提高,同时不受轨道电路区段分割的限制。虽然CBTC系统在调试时因对现场环境要求高、调试周期较长等一些不尽如人意的地方,但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。
3城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式
3.1通过轨道电路进行传送轨道电路不仅可以检测列车占用情况,也可以传递报文信息给车载设备。在轨道电路不忙的情况下,将轨道电路信息传送给联锁系统,当列车对轨道进行占用时,利用装置切换,并将发送轨道电路信息的作业进行停止,开始采用轨旁设备将ATP报文信息连续向钢轨进行发送,将接收和发送设备装置在列车底部,可将接收到的信息向车载设备进行传递,同时也可以向地面发送列车信息。
3.2通过轨间电缆传送单独沿着钢轨铺设一条线路,专门用于传送ATP报文信息,此方法安全可靠,但费用较高。
3.3通过点式应答器传送在轨道电路的部分地方进行应答器的设置,应答器的设置主要有两种形式:固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的应答器为固定数据应答器,可变应答器通过对中心进行控制来取得数据,将接收和发送天线安装在列车底部,当列车运行在应答器位置经过时可以感应到应答器的信息,然后进行双向数据交换,因为这种信息的传送不具有连续性,只能在一定位置才能进行接收,因此这些位置被叫做点式ATC。
3.4通过无线方式进行传送无线车地通信主要采用无线方式,由控制中心来实现车载ATP/ATO的功能,利用无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行时时数据的交换。一般情况下一个控制中心可以实现对一条线路上所有车站的控制,当控制中心设备发生故障时,为了确保整条线路不出现瘫痪现象,可以将车站现地工作站和车站ATS远程控制单元设置在车站。这样当控制中心出现故障之后,车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来实现联锁计算机的功能,ATS远程控制单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送相关信息,此时ATS远程控制单元所具有的信息不全面,但能够保证列车在本站的正常运行。
4结语
承发包方式有多种选择,经常采用的是传统管理模式(DBB)的合同关系,在这种合同关系下,业主只需要进行一次施工招标,然后与中标的施工单位签订施工总承包合同。通常情况下施工中都不会只有一家施工单位或是供货商,而是有多家施工单位与供货商参与项目,这时由与业主签订了施工总承包合同的施工单位来进行分包商的确定。这种管理模式下,招标人只需要对总承包单位进行管理即可,然而,总承包方式会产生相应的总承包管理费,并且项目工期较长,工程造价也相对较高。在轨道交通项目中,设计者对各种结构体系的受力特点及施工要点、难点都比较熟悉,根据轨道交通项目设计和施工的特点,一般可以采用传统管理模式(DBB),在设计完成后,采用分段发包的方式,这样各段之间就可以平行作业,从而缩短工期。
2标段划分的确定
城市轨道交通项目具有工程造价较高、施工工艺复杂的特点,因此,在进行标段划分时,应该根据项目的实际情况,综合考虑其招标内容、专业类别、施工工艺、工程计划和管理模式等因素,科学合理地进行标段的划分。标段的规模不宜过小,优先采用大标段的划分方式,尽量加大标段的投资规模,减少标段的划分数量,通过大规模发包引发价格优势。轨道项目的土建施工招标范围应以土建工程为主,适当纳入降水工程、预留预埋工程、二次结构工程等内容。例如降水工程,应该要求其为土建施工提供无水作业条件,这是因为施工中对于降水方法和降水周期有较高的要求,较难实施。如果对降水工程进行单独招标,对于无水作业条件会产生争议,可能引起防护措施投入的增加,甚至导致土建施工单位索赔费用。通过将降水工程纳入土建施工的招标范围,相关责任和费用就由土建单位自行承担,有效规避投资风险。对于轨道项目的采购安装招标,因其涉及的产品多种多样,可能需要考虑设备的兼容性问题,因此,在设置采购安装招标的范围时,以系统设备为主、单机设备为辅,进而确保设备安全稳定运行。进行系统设备的招标时,在同一条线路的同一类型的设备,可以选择同一品牌,即对生产该系统设备的厂商进行选择,对于系统设备的安装和维护则由具有专业资质的单位进行。进行单机设备的招标时,由于单机设备的种类型号比较复杂,因此设备采取集成采购的招标形式,由集成供应商负责对单机设备的采购、供应、安装和维护,采用集成采购可以降低采购成本及调试和维护的费用,有利于轨道项目的稳定运营和提供可靠的售后保障。
3合同模式的选择
城市轨道交通项目涉及的专业非常广泛,因此合同的模式也有很多种,可供招标人选择,相应的价款约定方式也有所不同。对于施工招标、设备招标和材料招标,因为图纸深度、数量变化及其他变更因素的存在,价款约定通常采用固定单价的方式。对于实施数量难以控制、因施工方案而异的个别项目,如封闭掌子面喷射砼、超前支护注浆、降水工程等可以采用固定总价包干方式进行投资控制。服务招标的目的,就是选择优秀的咨询机构,招标人在其协助下,对工程咨询进行管理。因此,服务招标侧重于选择出合理的服务方案和优秀的服务质量,与整个项目的投资来比较,服务费用所占投资比重相对来说不大,一般采取固定总价作为价款的约定方式。采用固定总价方式,招标人可以有很多措施来提高和促进咨询机构的服务意识,如扣留质量保证金、进行履约考评、奖优罚劣等,通过这些方法和措施的运用,达到提高服务质量的目的,进而协助招标人对投资进行合理有效的控制。
4计价模式的选择
2003年7月1日起,我国开始正式实施《建筑工程工程量清单计价规范》,为工程量清单的计价建立了相应的规范。工程量清单是投标报价的基础,是招标文件必不可少的组成部分。在轨道交通项目招标时,只有确保工程量清单的准确性,才能保证投标项目报价和项目标底的准确性。此外,在施工过程中的投资控制也离不开工程量清单。在进行工程量清单的编制时,首先要对设计图纸有深入细致的了解,结合项目的实际情况,掌握项目的相关资料,这样才能保证工程量清单的准确性;其次,对于分部分项清单的项目划分要尽量细化,并且明确标注每个项目的内容、做法、工艺等,避免投标人在报价时做手脚,导致报价不平衡;另外,对清单说明要加以重视,清单说明是编制工程量清单报价的基础,明确的表达是指导投标人合理填写报价的依据。最后,要注意工程量清单的格式,要严格按照《建筑工程工程量清单计价规范》的要求进行编制,否则,将会导致评标工作的增加,影响整个项目招标的进度。
5评标方法的选择
作为公共交通的重要部分之一,轨道交通郊县线路、线路郊县部分的开通对于整个轨道交通网络所起的作用不可忽视。一方面,其自身的运营带来了一定客流量。另一方面,由于各个换乘点的设置,其对一部分既有市区线路也带来了一定数量的换乘客流,特别是促进了相应区段的断面客流增长,进而提高了整个运营网络的客流总量。2011年数据显示,已运营的十一条轨道交通线路中日均客流量最低的两条为五号线和十一号线。其中,五号线(仅设一个换乘点)日均客流量为11.77万人次,其中换乘客流量为4.21万人次,换乘比例达到35.77%,占一号线日均客流的4.1%。十一号线(设有两个换乘点)日均客流量为19.33万人次,其中换乘客流量为7.64万人次,换乘比例达到39.52%。以客流总量看,2003年11月底开通运营的五号线,2004年全年的客流量虽只有542.5万人次,但当年整个运营网络客流量却增加了7231.58万人次,大大高于以前年度的增幅,这中间五号线与一号线换乘客流的增长对提升一号线的客流有着十分重要的作用。更为明显的是,2007年12月同时开通的六号线、八号线一期和九号线一期,2008年全年的客流量合计为14059.01万人次,而当年整个运营网络的客流增量则为31754.86万人次。根据2009年至2011年间市区线路、郊县线路、线路郊县部分的运营收入占整个运营网络收入比例的相关数据,可见郊县线路、线路郊县部分所占比重逐年提高,三年内郊县线路与线路郊县部分票款收入占整个网络票款收入的比例分别为10.73%、16.6%和18.62%。其中,2010年相比于2009年的大幅提高主要是因为数条轨道交通开通了向郊县的延伸区间,而2011年的稳步提高则是归因于所经区域的逐步开发以及轨道交通郊县线路、线路郊县部分自身运营的进一步成熟。
从郊县线路、线路郊县部分的运营情况分析,郊县线路、线路郊县部分对整个轨道交通网络客流起到的平衡和疏导作用十分明显,票款收入的比重也逐年提高,但从绝对值上看,该部分运营收入基数较低且同比增幅有限,同时郊县线路、线路郊县部分本身独立“造血”功能不足,则也是不争的事实。郊县线路、线路郊县部分虽然在整个运营网络中所起到的作用逐年变大,但与其所占运营网络中的规模相比,“性价比”上反而体现出很大的劣势。从上图可以看到,仅仅创造了20%不到票款收入的郊区线路和线路郊县部分,线路长度却达到了整个轨道交通运营网络线路长度的近40%。
从历年年度客运量数据比较中也可以看到,线路长度和一号线比较接近的六号线,客流量只有一号线的16%到23%,年度客运收入只有一号线的11%到18%。而线路长度比一号线多出18%的十一号线,客流量和年度客运收入更是只有一号线的12%到19%。而从开行列次及运营里程上看,差距并没有那么大,特别是开行列次这一指标,以上三条郊区线路已经基本达到一号线的一半。可见,郊区线路的每公里或者每运行一次可取得的收入是大大低于市区线路的。另外,从2011年各线路每公里票款收入中可以看到,属于郊县线路的五号线、六号线、十一号线明显偏低,而且在同一条线路中(如二号线和八号线),郊县部分与市区部分的票款收入的差距更为明显。例如2011年,二号线每公里线路郊县部分票款收入为345.65万元,市区部分线路的相同指标多出近7倍,达到2671.01万元。比较特殊的情况是,轨道交通九号线的郊区部分由于处在开发时间较早、人口较为密集的松江区,再加上坐落在松江大学城内的多所高校,保证了其有相当数量且稳定的客流,但其1122.07万元的每公里票款收入也仅达到了市区线路的普通水平。
同时,从收入与支出方面分析,几乎所有的郊县线路、线路郊县部分(除九号线外)都处于支大于收的状态。比较各条线路2011年每公里经营收支的数据可以看到,在整个运营网络经常性收支大致持平的状况下,大部分郊县线路和线路郊县部分的票款收入与经营支出比基本在0.5以下,就是说每取得一元钱的票务收入至少要花费两元钱的支出,其所谓的“性价比”劣势可见一斑。轨道交通郊县线路、线路郊县部分日常运营的造血功能大大弱于市区部分,而其建设工程的投资与市区线路相比却并无明显差距。以轨道交通八号线为例,第一期工程主要在市区,其每公里总造价为6.08亿,扣去动迁征地费用后为4.08亿,再扣去电客列车费用后的纯工程造价为2.59亿;八号线二期建设于郊县部分,其对应的造价分别为3.66亿、2.81亿和1.86亿。而轨道交通十一号线扣去动迁征地及车辆费用后的纯工程造价为每公里2.56亿元。纯工程造价上的差异主要原因是,市区线路大多铺设于地下隧道,郊县部分则基本采用高架轨道的形式,两者之中采用盾构机挖掘隧道地下施工的方式所花费的成本更大。其他线路也是类似的情况。可见目前,对于轨道交通郊县线路、线路郊县部分与市区部分的土建投资成本基本相当,各方面施工建设的要求和标准基本一致,而从上面关于票款收入等的分析中已经可以看到,同样的投入水平所产生的效益却相距甚远。这是显而易见、毋庸置疑的。
1.1结构特征的合理性轨道制服的结构特征由大量的人体数据分析而来。人体数据的采集与分析对轨道制服的结构设计、款式特点等提供重要依据。根据轨道制服人员的工作环境、工作特点以及现有制服的设计特点进行样本数据的采集,样本对象针对轨道制服各工种人员,根据轨道工作人员静态时测得胸围、腰围、领围、臀围、臂围、衣长、袖长、肩宽等部位数据,根据动态下工作情景测得手臂的活动尺度、头部的活动范围及部分肢体动作的活动范围等动态控制部位数据。根据动、静态下所得数据进行数据分析,由数据初步采集的横向和纵向对比,动态取值范围幅度,确定轨道制服的应用设计特征,如图3所示。其中样本数据部分主要是分析数据采集过程,数据分析中动、静态取值范围是用来分析轨道工作人员活动幅度的覆盖情况,数据分析是确定轨道制服应用设计特征的依据。
1.2轨道制服款式特征的适用性基于人体工效学的理论依据,分析轨道工作人员在不同的工作环境下的特征,根据季节变化、工种类别、性别、工作动态对功能性及舒适性的要求,以此确定轨道制服的款式特征要求。轨道制服作为功能性服装一部分应该是大量人体研究的结果,是人体数据的归纳,通过对人体数据的分析,以科学、合理的结构方法进行构建才能确保轨道制服人群的适用性,如图4所示。款式特征主要包括人体数据分析、特殊环境、功能性要求、图案设计和配饰设计五大方面的内容。人体数据分析部分主要提供轨道工作人员执勤时的静、动态参数,功能性要求主要根据人体工效学的舒适性等方面展开,为更合理的轨道交通制服提供功能性的保障。特殊环境部分主要解决地下和地上环境变化对轨道制服的特殊要求,图案及配饰设计部分主要结合轨道制服与乘客之间的和谐关系来设计。如何运用服装各视觉要素进行轨道交通工作人员的制服设计并使其反映出地域特色同时提升该系统的整体服务形象,这就要求设计人员要运用服饰审美学、色彩心理学等相关理论,并充分结合客观调研的结果,坚决避免设计的自由化倾向,以服务的心态,更加理性地向大众审美靠拢,自始至终地贯彻具有中原地区特点的设计思路。
2结论
1.1项目能源消费对所在地能源消费增量的影响预测:预测项目所在地能源消费增量限额,将本工程的能源消费量与之对比,分析评估项目新增能源消费对所在地能源消费的影响。
1.2项目能源消费对所在地完成节能目标的影响预测:分析评估本工程的能源消费量,分析各项指标对所在地完成节能目标的影响。
1.3项目能源供应情况:依据相关资料及实地调查结果,确定项目所需能源供应是否能得到落实。
1.4项目能效水平评估:采用标准比照法、类比分析法等进行能效水平分析评估。
2城市轨道交通建设项目节能评估的约束性
项目主管的发展改革委对项目节能评估报告出具审查意见,并与项目审批或核准文件一同印发[2],节能评估审查意见具有法定约束性。
2.1项目综合能源消费增量及其影响的约束根据项目所在省市的单位GDP能耗及下降目标、GDP增长率等数据,测算其考核期内能源消费增量控制数,是否对当地完成节能目标产生影响。
2.2项目能效水平的约束项目综合能耗和能效指标是否符合限额标准或相关产业政策、准入条件,将本线与某一条线的单位正线公里综合能耗(tce/km)(tce为吨标煤)、平均每站年综合能耗(tce/站)、单位客运量综合能耗(tce/万人•km)、车公里牵引电耗(kW•h/车•km)等四项特征指标进行对照分析。
2.3项目建设方案优化生产工艺、规模、选线选址、总平面布置是否合理、合规。主要用能工艺工序能耗和能效指标是否符合限额标准或准入政策,和同类项目比较,是否达到先进水平。
2.4项目用能装置(设备)能耗和能效指标是否符合有关标准,设备产品是否采用国家明令禁止和淘汰的落后设备。
2.5节能措施的约束生产工艺、动力(牵引)、建筑、给排水、环控、照明、电气等节能技术措施方面采取的工程措施是否有效、合规;计量器具配备、能源管理体系(机构)设置等节能管理措施是否落实;节能效果及经济性是否有效,投资回收期是否合理,一般为2~3年。
3城市轨道交通项目能耗特征
3.1城市轨道交通耗能系统构成见表1。
3.2系统能耗比重分析城市轨道交通用电量的多少与客流量、气候条件、地下地上等条件有关。城市轨道交通各用能系统的能耗中,列车牵引、自用电用能约占总用能的40%,车站各种设备用能约占总用能的55%,其他用能为检修、变压器电能损耗等。地铁系统中,地下车站和列车牵引能耗约占总能耗的92%;在车站能耗中,站内通风系统和空调系统约占56%,电扶梯和照明系统约占30%,四项合计约占86%。因此,降低能耗应从这五项采取措施。
4节能评估提出的主要节能措施
4.1工程方案设计降低列车牵引能耗优化措施主要包括:合理确定线路敷设方式,根据环境条件和土地开发需求,尽量采用地面敷设方式;增大曲线半径或减少小半径曲线段长度;优化纵断面,尽量采用小坡度;根据车站埋深条件,尽量设置节能坡;根据运量变化情况,设计大小运行交路,增加满载率;设置车辆再生制动设备等方面。
4.2车站耗能设备节能优化措施主要包括:车站公共区通风、照明采用智能控制与调节等;选用达到国家1级能效标准或国家“节能产品惠民工程”推广目录中的产品和设备,特别是空压机、变压器、电机、水泵、空调、照明器具等;在照明产品的选择上,选择高效、节能的光源、灯具;在通道、电梯间、地下通道等场所使用LED;采用具有变频调速功能的公共交通重载荷型自动扶梯。
4.3通风空调系统节能措施主要包括充分利用活塞风和自然通风条件,设置合理的环控气流组织模式,采用环控分区控制和风机变频控制,各类设备采用节能运行模式等方面。
4.4节能管理措施主要包括建立健全能源管理体系和建立三级能源计量管理体系等。
5城市轨道交通项目节能评估的引导性
节能评估的引导性体现在线路敷设方式、“节能坡”、综合节能管理控制系统技术创新和应用等方面。
5.1合理确定敷设方式目前,环保提出的要求已经成为线路敷设方式的决定性条件之一。最近一段时期,城市轨道交通建设规划环评技术审查几乎无一例外的要求全地下,这个意见也自动转换成项目环评审批意见,并成为项目环评的主要措施之一[4]。但国家在建设规划审批时,可能没有采纳规划环评审查意见,维持了高架方案,这样做是有法律依据的。规划环评审查意见在前,规划批复在后,批复的规划可能没有采纳规划环评审查意见,在项目环评时,就应该按规划批复的项目进行环评,不存在项目未落实规划环评审查意见之说。例如,城市轨道交通规划环评提出某条线要采用地下敷设方式,但后来批复的规划该线为地上线,只能理解为规划审批机关未采纳规划环评意见,因此该线采用地上线方式也是合规合理的,不应因其与规划环评意见不一致而成为限制性因素。在主要环境影响方面,地上线比地下线噪声影响突出,但也不是洪水猛兽;从工程技术角度看,高架轨道交通噪声有成熟的措施使之得到有效治理的,如果城市土地开发规划适当配合,其噪声影响完全可以得到有效控制。在能源消耗方面,根据国内建成线路的运营调查分析,对于20km的地下敷设线路,在北方地区,车站不设空调的线路年用电量约为6000万kW•h,设空调的线路年用电量约为8000万kW•h;在南方地区,车站设空调的线路年用电量为10000万kW•h;而地上敷设线路相对地下方式,减少车站通风空调用电约30%~35%。因此,地上线比地下线有显著的节约能源效益,列车噪声可以得到有效治理,同时对沿线土地更加合理的进行二次开发有倒逼机制,通过规划控制,在一定程度上可避免大城市病随着轨道交通建设蔓延。有鉴于此,建议从行业管理的角度向有关政府部门提出建议,洽商有关主管部门,结合沿线土地规划功能,在城市郊区的待开发区或非居住、文教区的未建成区,尽量采用高架方案,节能减排效益将是显著的。
5.2“节能坡”设置要求节能评估中,通常会要求逐区间研究“节能坡”设置情况。线路纵断面按“高站位、低区间”设置,车辆在出车站时通过区间下坡将重力势能转化为动能,车辆进车站时通过站前上坡将车辆动能转化为势能,可以节省牵引电能和制动电能。
5.3综合节能管理控制系统技术创新和应用地下车站环控系统能耗较大,应设置各系统设备监控系统和能源管理综合控制系统,根据不同季节、各车站不同的客流情况、室内外的环境情况,对地下车站空间进行分区照明、分区空调监测和控制,实现机电设备的自动节能和管理节能。节能和环保的要求,可以促进节能技术和轨道交通噪声治理技术的进步;从节能角度研究地铁环控标准,如是否可以将环境的“舒适性”和“适宜性”进行区分管控,以节省空调耗能。
6结语
在城市轨道交通中施工方法主要有几种,比如居然金、管片拼装等等。其中,在掘进工艺中有掘进的速度、土压以及出渣量等等。在城市轨道交通建设的过程中,一定要根据当地土层的情况以及覆土的情况等进行仔细的研究,对于不同的掘进数量的参数进行适当的调整,最终才能够达到想要的结果。
(一)管片拼装
1.在城市轨道交通施工过程中的盾构结构
尾部常常残留一些渣土,当我们在进行管片整体上台的时候,螺栓经常出现一些问题,在处理螺栓问题时,如果螺栓没有办法穿过,那么螺栓上的橡胶圈就会失去原有的作用,这样就会导致有水渗透到里面,造成很大的安全事故。
2.在城市轨道交通的理论施工的过程中
管片要与掘进方向保持一致从而达到合适的拼装,千斤顶的使用也要在使力方向做好很好地把握。推力过大或者过小都会产生十分不好的影响。
3.城市轨道交通挖掘施工的时候
通常会把拼装后完成的管片弄成一个整体来进行保存,选择的空间一般是一个封闭的空间。在与此同时,我们要注入一些浆液,这些浆液和地下水在一起以后会对这些拼接好的管片产生出一定的浮力作用。其中,在一些水量比较大的地区,城市轨道交通施工在输入浆液的时候要经过十分长的一段时间。随着时间的增加,那么,浆液和地下水对管道的浮力就越大。
4.城市轨道交通施工中的盾构的尾部
管片要进行拼装。我们要根据城市轨道交通施工的具体情况,确定详细的管道拼接质量。如果盾构机在进行曲线的掘进时候,要保持相关部件姿态的一直。盾构结构在近些年来的城市轨道交通建设中的利用是在不断的增加,并且得到了很广泛的应用,这几年已经积累下来许多比较成熟的施工技术。我们一定要注意盾构掘进技术的使用。
(二)城市轨道交通工程质量
1.对于城市轨道交通来说
首先要对盾构机尾的渣土进行仔细的清理,之后再进行拼装,除了这些以外,这些工作要一些选择一些操作十分熟练的技术人员来完成这个工作。
2.在完成拼接管道交通的时候
一定要注意固定螺栓,并且要利用一些工具来固定螺栓。城市轨道交通在施工的过程中千万不能马虎了事,一定要仔细检查每一个固定螺栓。在完成这个工作之后,接下来就要进行第二个固定工作,在第二次固定工作的时候,千斤顶千万不能拿掉。
3.盾构工作的流程
一定要与管片的拼接的要求达到一致。根据管片的实际情况,要保持管道与管道之间的距离。
4.在城市轨道交通建设中
一定要加强浆液与盾构的配合。要尽大可能使得浆液在最短时间里凝固,在做这项工作的时候,一定要注意轨道建设的防水,防止出现影响工程实施的情况。
二、城市轨道交通工程质量的保证措施
(一)我们在轨道交通实施的过程中
一定要对土的压力进行严格的控制,除此之外,其他相关工作也要做到严格控制。要做到在城市轨道交通建设时期,保持平衡土压值达到合理状态。
(二)城市轨道交通建设时候一定要注意把握掘进速度
要把它控制一个合理的范围里。还要使得掘进的速度在一种快速、均匀的状态下通过,要注意不能出现较大的波动。还有就是注意要与注浆进行配合,适时地调整注浆的速度,避免因为注浆速度太快而给仓库带来较大的压力。
(三)在城市轨道交通的建设时候
一定要注意盾构的曲线工作,但是更为精确的是在曲线的切线处,对于这个度的把握就要求的十分严格,偏差既不能过大,也不能过小。之所以选择这么做就是为了能够很好地防止地面出现太大的波动状况。即使如果真的在城市轨道交通施工的过程中出现这个情况,就要利用前鸡丁来进行合理的调节。
(四)城市轨道交通的施工过程中
一定要制定一定的沉降变形的参考表,其主要的作用就是为了很好地起到警戒的作用。还有就是要加强对地面和附近建筑的实时监控,一定要确保数据的每天更新,确保通讯能够保持在畅通的阶段。特别需要注意的就是,当城市轨道交通施工经过一些比较重要的建筑物的时候,一定要做到在第一时间把准确的信息发送给正在施工的工作人员,以便于施工人员根据具体情况及时的做好调整工作。
三、结语
1.1确定测量采用的高程系统测量的高程系统采用上海吴淞高程系统。
1.2地面起算高程控制点的检测利用
根据《关于上海轨道交通测量工作实施管理办法》(试行)的要求,轨道交通工程的各类沉降观测必须起算于沿线基岩点或深埋水准点。轨道交通八号线二期工程沉降测量(成山路站-航天博物馆站)全线共埋设7个深埋水准点。该7个深埋水准点已与上海市深层基岩点进行联测。高程控制点检测时相邻高程控制点高差不符值应小于8槡Lmm(L为路线长度,单位为km)。考虑到高程控制点将作为地下高程控制网的起算高程控制点,因此,为提高地下高程控制网的精度,高程控制点检测将按照GB_T12897-2006《国家一、二等水准测量规范》中二等精密水准测量的要求进行。高程控制点的检测测量,将严格按照GB_T12897-2006《国家一、二等水准测量规范》中二等水准测量的要求进行。用DiNi12电子水准仪进行实地观测时,观测顺序为往返相同,即往返测奇数站均为:后-前-前-后;往返测偶数站均为:前-后-后-前。地面水准测量时,往返测应安排在不同的时间段进行;由往测转向返测时,互换前后尺再进行观测;晴天观测时应给仪器遮阳,避免阳光直射;扶尺时借助尺撑,使标尺上的气泡居中,标尺垂直。
1.3测量高程控制网的布设利用
经检测合格的每一测站区间的高程控制点(基岩点或深埋水准点)作为起算高程控制点,经由地面向地下后,沿线路前进方向布设二等精密水准路线,上、下行线分别布设,隧道内旁通道附近各留一个水准结点,进行联测,同时上、下行线每一测站的地下站台附近分别设立一个水准结点,且各个测站间的结点必须联测,从而组成水准路线闭合环。测量高程控制网的路线上工作基点(水准路线留点)一般每间隔100m左右埋设一点,也即站站留点,虽然留点密度较高,但可以方便外业作业并且尽可能地消除i角对后续工作(沉降点测量)的影响。点位选择在坚固稳定的管片上进行埋设,埋设点位的位置应避开设备安装的区域,同时应便于立尺和测量。点位埋设的材料采用专用的高程控制点材料(不锈钢圆头钉)。留点间往返高差之差累积差数按照≤±4槡Lmm来控制。由于在地下进行路线水准测量时,已经完全避免了阳光照射等诸多因素对电子水准仪读数的影响,故本工程中地下路线水准测量的往返测不严格要求安排在不同的时间段进行,对视线高度(下丝读数和上丝读数)不作严格要求,只要能正常读数即可;但由往测转向返测时,必须互换前后尺再进行观测;扶尺时借助尺撑,必须使标尺上的气泡居中,标尺垂直。其他测量方法和精度要求与地面检测路线水准测量相同。
1.4高程控制网的平差计算
地面高程控制点检测水准路线、地下高程控制网在对外业观测数据进行全面核对无误后,采用平差软件进行严密平差处理。平差时应注意各项精度指标是否符合二等水准测量的精度要求,对不符合要求的成果,应在分析后进行补测或重测。数据处理时根据各测段往返观测的高差,按GB/T12897-2006《国家一、二等水准测量规范》中的规定进行改正,计算往返观测高差闭合差、每公里水准测量偶然中误差,最后根据闭合差调整后的高差推算各高程控制点的高程。具体平差时分两步进行。
2全线整体道床测量
2.1整体道床沉降点的埋设
隧道段每6m设一个监测点,在隧道变形缝两侧10cm处各设置一个监测点,隧道内有浮置板道床的布点位置另行协商。地下车站按上、下行线线路中心每隔6m布设一个监测点,旁通道、隧道口位置设置观测点。沉降监测点采用不锈钢材料按统一规格制作,一般埋设于每根轨枕中心位置,并按上、下行线分别进行编号,沉降观测点的里程牌埋设间距按伸缩缝中间设一处约6m进行埋设。埋设沉降观测点时,用电锤在整体道床上打直径为10mm的圆孔,孔深70mm,测点圆顶至整体道床高度小于1cm,测点加工选用不锈钢材料,埋入部位加工螺纹,用电锤在整体道床上打5~7cm深的孔,以水泥加黏合材料填充将测点与道床固定。整体道床沉降观测点按上、下行线分别进行编号,完成观测点设置后,丈量观测点间的点间距,按线路设计资料寻找特征点并计算其里程(如车站两端和引导段里程),依次推算各观测点里程;为便于以后寻找测点,在现场设置里程牌,每间隔50m左右设1个里程牌。
2.2整体道床沉降点的测量
整体道床沉降点,其上、下引线,出、入段线在点的编号上必须建立一一对应关系,以便分析研究单位能够方便地对整体道床测量数据进行统一分析。以高程控制测量所布的工作基点作为高程控制点的起算点,对整体道床上的沉降点进行测量。测量时应严格按照GB/T12897-2006《国家一、二等水准测量规范》中二等水准测量的要求进行观测。散点进行两测回观测,测回差控制在1mm之内;测站结束前回读后视,较差必须≤±1.0mm,且越小越好。沉降点测量数据解算时必须加i角改正。
2.3数据分析
上行线:里程34+300~40+518,沉降量稳定;里程27+900~30+900,沉降量较大。下行线:里程34+500~40+500,沉降量稳定;里程29+500~32+500,沉降量较大。
3结束语
1)采用基岩点及深埋点作为高程测量的首级高程起算控制点,由于基岩点和深埋点位深入地下,点位十分稳定,采用基岩点作为首级高程控制点有利于在施工期间进行复测时使各次的复测成果纳入到统一系统中,避免因点位沉降而带来的系统误差。
2)由地面向地下时,涉及诸多台阶和施工障碍物,仪器设站十分困难,且前后视距特别短,同时考虑到工程进度十分紧张,故在确保测量精度符合要求的情况下采用两次往测的观测方法,即两台DiNi12电子水准仪同时设站观测,而不采用往、返测的方法。