地铁基本知识 |
地铁是有轨交通,其运输组织、功能实现、安全保证均应遵循有轨交通的客观规律。在运输组织上要实行集中调度、统一指挥、按运行图组织行车;在功能实现方面,各有关专业如隧道、线路、供电、车辆、通信、信号、车站机电设备及消防系统均应保证状态良好,运行正常;在安全保证方面,主要依靠行车组织和设备正常运行来保证必要的行车间隔和正确的行车经路。 为了保证地铁列车运行安全、正点,在集中调度、统一指挥的原则下,行车组织、设备、车辆检修、设备运行管理、安全保证等均由一系列规章制度来规范。地铁是一个多专业多工种配合工作、围绕安全行车这一中心而组成的有序联动、时效性极强的系统。
地铁中采用了以电子计算机处理技术为核心的各种自动化设备,从而代替人工的、机械的、电气的行车组织、设备运行和安全保证系统。如ATC(列车自动控制)系统可以实现列车自动驾驶、自动跟踪、自动调度;SCADA(供电系统管理自动化)系统可以实现主变电所、牵引变电所、降压变电所设备系统的遥控、遥信、遥测;BAS(环境监控系统)和FAS(火灾报警系统)可以实现车站环境控制的自动化和消防、报警系统的自动化;AFC(自动售检票系统)可以实现自动售票、检票、分类等功能。这些系统全线各自形成网络,均在OCC(控制中心)设中心计算机,实行统一指挥,分级控制。
一、地铁的基本形式 地铁路网的基本型式有:单线式、单环线式、多线式、蛛网式。每一条地铁线路都是由区间隧道 (地面上为地面线路或高架线路)、车站及附属建筑物组成。车站按其功能分为四种:
二、地铁车辆
一般地铁车辆由以下七部分组成:
三、地铁信号
在车站上,铺设有许多条线路,线路之间用道岔联结。列车在车站内运行的路径,叫做进路。进路由道岔位置决定。进路要有信号机防护,道岔位置不对,或者进路上有车,防护此条进路的信号机就不能开放,从而保证列车的运行安全。道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系称为联锁。实现联锁的设备叫做联锁设备。把许多道岔、进路和信号机用电气方法集中控制和监督,并实现它们联锁的设备,叫做电气集中设备。由车站向区间发车时必须确定区间内无车,还要防止两个车站在同一线路上向同区间发车。这种按照一定的方法组织列车在区间内的运行,一般称为行车闭塞,用来联络的设备称为闭塞设备。常用的闭塞设备有自动闭塞、半自动闭塞及电气路签闭塞等。地铁采用自动闭塞设备。
四、地铁通信
五、地铁供电
六、地铁环境控制与车站设备
七、地铁运输组织
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ATC系统闭塞制式方案比较
目前用于城市轨道交通系统的闭塞方式有三种:固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。
固定闭塞是指闭塞分区一旦划定将固定不变,列车以闭塞分区为最小行车间隔,且需设防护区段。两列车之间的最小运行安全间隔为一个闭塞分区长度,列车正常追踪间隔为三个闭塞分区。地面向车上传递信息依靠多信息无绝缘轨道电路来完成,其传输的信息量少,对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码,即该区段所规定的最大速度码或入口/出口速度命令码。当列车速度大于规定的速度时,车载设备便对列车实施惩罚性制动。由于以固定的闭塞分区为单位作为追踪列车间的安全间隔及正常追踪去年间隔,限制了通过能力的提高。现已不适合地铁发展的要求。
准移动闭塞,地对车的信息采用数字式传输,列控方式为一次模式速度-距离曲线,因此能大大缩短列车运行的间隔。但由于车地信息传输与轨道电路有关,尽管采用一次模式速度曲线的列控方式,但追踪列车接收到或制定的速度--跤曲线的变化周期与前行列车占用和出清闭塞分区的时间有关,即按前行列车尾部依次出清各电气绝缘节时才能更新。它们的追踪间隔和列车控制精度取决于线路特征、停站时分、车辆参数外,还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关,如轨道电路的最大最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界的位置等。
移动闭塞,利用先进的通信技术实现列车检知和车--地双向通信的功能,列车定位精度高,信息传输速度快.在移动闭塞系统中,前行列车经车载设备将本车的实际位置、运行速度等信息通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器,并将此信息处理生成后续列车的运行权限,传送给后续列车,后续列车的车载设备接收或计算出紧急制动曲线,以确保列车不超越现有的运行权限。
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铁路限界
机车车辆运行必须有一个安全的空间,因此,铁路对机车车辆和接近线路的建筑物、设备规定了不允许超越的轮廓尺寸,也就是限界。可以说,限界就是合理的空间。
所谓机车车辆限界,就是机车车辆横断面的最大极限。具体来说,就是当机车车辆停留在平直铁道上,车体的纵向中心线和线路的纵向中心线重合时,其任何部分不得超出规定的极限轮廓线。所以,机车车辆不是造得越高越宽越好,尽管高而宽的车辆,可以装更多的货物,可以拉更多的旅客。
所谓近限界,就是每一条线路必须保有的最小空间的横断面。即铁路站场和沿线各种建筑物、设备不得侵入的极限轮廓线。
如果将机车车辆限界和建筑接近限界的中心线重叠在一起,就会看到其间有一环形空间,称之为裕留空间或安全空间。裕留空间是考虑到机车车辆在运行中的振动偏移和线路偏移以及其它因素而设的。显然,从机车车辆运行安全来看,裕留空间愈大愈好。但是,增大裕留空间就要扩大建筑接近限界,需要修建净空更大的隧道、桥梁等建筑物,必然会大幅度地增加铁路建设投资,这不是一个好方案。那么,缩小机车车辆限界从而相应缩小建筑接近限界的选择如何呢?这固然能减少基建方面的投入,但要付出缩小机车车辆的外形尺寸后,降低铁路运输能力、影响旅客乘坐舒适性的代价,这也不是一个好选择。如何在确保安全又有较好经济效益之间选择一个裕留空间的最佳值,是各国铁路工作者孜孜以求的目标。
我国新修订的《中华人民共和国铁路技术管理规程》已于2000年5月1日起施行,它根据近年来铁路的发展和科技的进步的实际情况,充实和完善了机车车辆限界和建筑接近限界。
铁路限界是铁路基本技术法规,不但铁路系统各部门必须严格执行,而且凡是与铁路打交道的单位也必须遵守。
地铁和轻轨的区别
目前,城市轨道交通可分为地铁、轻轨两种制式。对于两者的区别,有人认为,地面下的轨道交通叫地铁,反之就是轻轨;也有人认为,钢轨轻的就是轻轨,重的就是地铁。这两种划分方式都是不科学的。那么地铁和轻轨的区别到底在哪里呢?
其实,无论是轻轨还是地铁,都可以建在地下、地面或高架桥上;虽然地铁的轨重一般要大于轻轨,但为了增强轨道的稳定性,减少养护和维修的工作量,增大回流断面和减少杂散电流,地铁和轻轨都趋向选用重型钢轨。划分两者的依据应是单向最大高峰小时客流量的大小。地铁能适应的单向最大高峰小时客流量为3-6万人次,轻轨能适应的单向最大高峰小时客流量为1-3万人次。由此设计的地铁和轻轨,它们的区别首先表现在地铁的轴重普遍大于13吨,而轻轨要小于13吨,其次,一般情况下,地铁的平面曲线半径不小于300米,而轻轨一般在100米到200米之间,另外,地铁每列车的编组数也要多于轻轨,车辆定员亦多。
从运输能力、车辆设计以及建设投资等方面来看,轻轨与地铁均有所差别。其实归根结底的区别,或者说本质的区别还是运量,地铁线在高峰小时内,其单向运输能力分别达到3万至7万人次,而轻轨的运力为0.6万至2万人次。运量的大小决定了编组数(地铁列车编组可达4-10节,轻轨列车编组为2-4节),决定了车辆,决定了轴重,决定了站台长度。
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