城市軌道交通系統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、環保、準點、舒適、穩定等諸多優點，是交通系統中效率最高、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模龐大，涉及到各個專業，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域經濟快速發展的推動下，要求城市軌道建設盡可能地壓縮工期和投入使用，發揮其最大效益，促進整個線網聯動機制的發展。

二、關鍵技術分析

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

2.軌道交通系統制式選擇及適用性分析。目前國內對地鐵、輕軌、現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運營線路，積累了豐富的實驗數據。隨著近年軌道交通建設的高速發展，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展，在規劃、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，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定輪，夾行于軌道梁兩側。它與傳統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定作用，精度要求高。道岔采用數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，并設有胎壓監測裝置。跨座式單軌投資低、工期短、具有良好的經濟性；噪聲低、振動小、景觀效果好，具有良好的環境適應性；并具有較高的技術和產業發展基礎，還具有爬坡大、轉彎半徑小、地形適應能力強、占地少等優點，是一種優良的軌道交通系統。

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展時期，引入標準化設計有利于引導、規范并約束軌道交通建設各個階段健康發展，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發展，形成良性循環，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籌規劃，實現資源利用的最大化。目前，在城市軌道交通線網規劃或鐵路樞紐建設規劃中，牽引供電系統主所或牽引變電所的多線共用均已實現，而在不同層次交通方式之間尚未實現資源共享，這對節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（即行車綜合自動化系統），作為一種全新的綜合監控系統，將原信號系統中的列車自動監控子系統（ATS）與傳統綜合監控（ISCS）系統技術平臺進行統一，并將兩者信息進行了全面整合。綜合指揮自動化系統的主要目的是應用系統化方法將各自分散的自動化系統聯結為一個有機的整體，實現軌道交通原來各個分離、分散的系統之間的信息互通、資源共享，提高各個系統之間的協調配合能力，從而提高軌道交通的抗風險能力，高效實現系統間的聯動，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，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測技術研究。城市軌道交通信號系統安全可靠性要求較高，系統安全完整性達到 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。信號系統出現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設備進行智能監測，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展添加了動力和活力，然而其特有的運行特點也可能引發一系列安全風險隱患。軌道交通作為城市快速交通工具，在給城市交通發展作出巨大貢獻的同時，安全事故頻發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控系統是一個智能型全能管理系統，能夠利用網絡通信平臺技術、共享平臺數據技術和數據挖掘技術，實現城市軌道交通的智能安全綜合監控。它能夠保證整個系統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展建設。

參考文獻：

[1]王萍.淺談城市軌道交通系統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控系統及關鍵技術.2017.

（作者單位：中鐵十一局集團第三工程有限公司）