地鐵知識科普

1、地鐵車輛的組成部分一、概述地鐵是地下鐵道的簡稱。它是一種獨立的有軌交通系統(tǒng)，不受地面道路情況的影響，能夠按照設計的能力正常運行，從而快速、安全、舒適地運送乘客。地鐵效率高，無污染，能夠實現(xiàn)大運量的要求，具有良好的社會效益。 地鐵是有軌交通，其運輸組織、功能實現(xiàn)、安全保證均應遵循有軌交通的客觀規(guī)律。在運輸組織上要實行集中調(diào)度、統(tǒng)一指揮、按運行圖組織行車；在功能實現(xiàn)方面，各有關專業(yè)如隧道、線路、供電、車輛、通信、信號、車站機電設備及消防系統(tǒng)均應保證狀態(tài)良好，運行正常；在安全保證方面，主要依靠行車組織和設備正常運行來保證必要的行車間隔和正確的行車經(jīng)路。 為了保證地鐵列車運行安全、正點，在集中調(diào)度、統(tǒng)

2、一指揮的原則下，行車組織、設備、車輛檢修、設備運行管理、安全保證等均由一系列規(guī)章制度來規(guī)范。地鐵是一個多專業(yè)多工種配合工作、圍繞安全行車這一中心而組成的有序聯(lián)動、時效性極強的系統(tǒng)。地鐵中采用了以電子計算機處理技術為核心的各種自動化設備，從而代替人工的、機械的、電氣的行車組織、設備運行和安全保證系統(tǒng)。如ATC（列車自動控制）系統(tǒng)可以實現(xiàn)列車自動駕駛、自動跟蹤、自動調(diào)度；SCADA（供電系統(tǒng)管理自動化）系統(tǒng)可以實現(xiàn)主變電所、牽引變電所、降壓變電所設備系統(tǒng)的遙控、遙信、遙測；BAS（環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)）和FAS（火災報警系統(tǒng)）可以實現(xiàn)車站環(huán)境控制的自動化和消防、報警系統(tǒng)的自動化；AFC（自動售檢票系統(tǒng)）可

3、以實現(xiàn)自動售票、檢票、分類等功能。這些系統(tǒng)全線各自形成網(wǎng)絡，均在OCC（控制中心）設中心計算機，實行統(tǒng)一指揮，分級控制。地鐵路網(wǎng)的基本型式有：單線式、單環(huán)線式、多線式、蛛網(wǎng)式。每一條地鐵線路都是由區(qū)間隧道 （地面上為地面線路或高架線路）、車站及附屬建筑物組成。車站按其功能分為四種：1、 中間站：只供乘客乘降用，此類車站數(shù)量最多。2、 折返站：在中間站設有折返線路設備即稱為折返站，一般在市區(qū)客流量大的區(qū)段設立，可以滿足乘客需要，同時節(jié)省運營開支。3、 換乘站：既用于乘客乘降又為乘客提供換乘的車站。4、 終點站：地鐵線路兩端的車站，除了供乘客上下或換乘外，通常還供列車停留、折返、臨修及檢修使用。

4、二、地鐵車輛地鐵車輛是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，也是技術含量較高的機電設備。地鐵車輛應具有先進性、可靠性和實用性，應滿足容量大、安全、快速、美觀和節(jié)能的要求。地鐵車輛有動車（M，Motor）和拖車（T，Trailer）、帶司機室車和不帶司機室車等多種形式。動車本身帶有動力牽引裝置，拖車本身無動力牽引裝置；動車又分為帶有受電弓的動車和不帶受電弓的動車。地鐵車輛在運營時一般采用動拖結合、固定編組，形成電動列車組。由于它本身帶有動力牽引裝置，兼有牽引和載客兩大功能，因此和鐵路列車不同，不需要再連掛單獨的機車。一般地鐵車輛由以下七部分組成：（1） 車體車體是容納乘客和司機駕駛（對于有司機室的車輛

5、）的地方，又是安裝與連接其他設備和部件的基礎。一般有底架、端墻、側墻及車頂?shù)取＃?） 動力轉向架和非動力轉向架動力轉向架和非動力轉向架裝置位于車體和軌道之間，用來牽引和引導車輛沿著軌道行駛，承受與傳遞來自車體及線路的各種載荷并緩沖其動力作用，是保證車輛運行品質(zhì)的關鍵部位。一般由構架、彈簧懸掛裝置、輪對軸箱裝置和制動裝置等組成。（3） 牽引緩沖連接裝置車輛編組成列安全運行必須借助于連接裝置。為了改善列車縱向平穩(wěn)性，一般在車鉤的后部裝設緩沖裝置，以緩和列車的沖動。（4） 制動裝置制動裝置是保證列車安全運行所不可少的裝置。城市軌道車輛制動裝置除常規(guī)的空氣制動裝置外，還有再生制動、電阻制動和磁軌制動等

6、。（5） 受流裝置從接觸導線（接觸網(wǎng)）或導電軌（第三軌）將電流引入動車的裝置稱為受流裝置或受流器。受流裝置按其受流方式可分為以下幾種形式：a、桿形受流器；b、弓形受流器；c、側面受流器；d、軌道式受流器；e、受電弓受流器。（6） 車輛內(nèi)部設備車輛內(nèi)部設備包括服務于乘客的車體內(nèi)的固定附屬裝置和服務于車輛運行的設備裝置。屬于前者的有車電、通風、取暖、空調(diào)、座椅、拉手等。服務于車輛運行的設備裝置大多吊掛于車底架，如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電氣開關和接觸器箱等。（7） 車輛電氣系統(tǒng)車輛電氣包括車輛上的各種電氣設備及其控制電路。按其作用和功能可分為主電路系

7、統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)和控制電路系統(tǒng)三個部分。三、地鐵信號信號設備的主要作用是保證行車的安全和提高線路的通過能力，包括信號裝置、聯(lián)鎖裝置、閉塞裝置等。信號裝置是指示列車運行條件的信號及附屬設備；聯(lián)鎖裝置是保證在車站范圍內(nèi)，行車和調(diào)車安全及提高通過能力的設備；閉塞裝置是保證在區(qū)間內(nèi)行車安全及提高通過能力的設備。在車站上，鋪設有許多條線路，線路之間用道岔聯(lián)結。列車在車站內(nèi)運行的路徑，叫做進路。進路由道岔位置決定。進路要有信號機防護，道岔位置不對，或者進路上有車，防護此條進路的信號機就不能開放，從而保證列車的運行安全。道岔、進路和信號三者之間相互制約、相互依存的關系稱為聯(lián)鎖。實現(xiàn)聯(lián)鎖的設備叫做聯(lián)鎖設備。把

8、許多道岔、進路和信號機用電氣方法集中控制和監(jiān)督，并實現(xiàn)它們聯(lián)鎖的設備，叫做電氣集中設備。由車站向區(qū)間發(fā)車時必須確定區(qū)間內(nèi)無車，還要防止兩個車站在同一線路上向同區(qū)間發(fā)車。這種按照一定的方法組織列車在區(qū)間內(nèi)的運行，一般稱為行車閉塞，用來聯(lián)絡的設備稱為閉塞設備。常用的閉塞設備有自動閉塞、半自動閉塞及電氣路簽閉塞等。地鐵采用自動閉塞設備。四、地鐵通信地鐵通信是構成地鐵各部門之間有機聯(lián)系、實現(xiàn)運輸集中統(tǒng)一指揮、行車調(diào)度自動化、列車運行自動化、提高運輸效率的必備工具與手段。地鐵通信按其用途來分，可分為地區(qū)自動通信、地鐵專用通信、有限廣播、閉路電視、無線通信以及子母鐘報時系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、傳真及計算機通信系統(tǒng)

9、；按信息傳輸?shù)拿浇榭煞譃橛芯€通信和無線通信，有線通信又可分為光纜和電纜通信。地鐵通信是既能傳輸語言，又能傳輸文字、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息的綜合數(shù)字通信網(wǎng)。五、地鐵供電地鐵的供電系統(tǒng)是為地鐵運營提供電能的。地鐵列車是電力牽引的電動列車，其動力是電能；此外，地鐵中的輔助設施包括照明、通風、空調(diào)、排水、通信、信號、防災報警、自動扶梯等，也都依賴電能。地鐵供電電源一般取自城市電網(wǎng)，通過城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)實現(xiàn)輸送或變換，然后以適當?shù)碾妷旱燃壒┙o地鐵各類設備。根據(jù)用電性質(zhì)的不同，地鐵供電系統(tǒng)可分為兩部分：由牽引變電所為主組成的牽引供電系統(tǒng)和以降壓變電所為主組成的動力照明供電系統(tǒng)。六、地鐵環(huán)境

10、控制與車站設備為了保證地鐵安全正常運行，應在地鐵內(nèi)設置環(huán)境控制設備和各類必需的車站輔助設備，包括：通風、空調(diào)、給排水、消防、自動扶梯、直升電梯、動力、照明、旅客引導等系統(tǒng)設備?，F(xiàn)代化程度較高的地鐵還配置了自動售檢票系統(tǒng)、車站設備自控系統(tǒng)、屏蔽門等。給排水系統(tǒng)用來提供地鐵運營中生產(chǎn)、生活和消防用水，收集并排除地下滲透水和生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的廢水、污水。地鐵給水系統(tǒng)的水源一般取自城市自來水。地鐵消防系統(tǒng)分中央和車站兩級。中央級的主要功能是：監(jiān)視全線消防設備狀態(tài)；火災時，指揮全線消防搶險活動；控制全線有關消防設備的運行。車站級的主要功能是：監(jiān)視車站消防設備運行情況，接受各類報警信息；控制車站及相鄰區(qū)間內(nèi)

11、消防設備的動作，實施滅火活動；與中央級間進行必要的信息傳輸。地鐵車站里的輔助設備包括：自動扶梯、直升電梯、卷簾門、防洪門、旅客引導、照明、售檢系統(tǒng)、車站設備自控系統(tǒng)等。根據(jù)需要還可設置屏蔽門和防核輻射門等。七、地鐵運輸組織地鐵運輸組織主要是列車運行組織和接發(fā)列車組織。在列車運行組織工作中，根據(jù)地鐵吸引的城市人員上下班（學）等客運流量、流向的實際情況，在基本列車運行圖中編劃出早、晚客流高峰時段密集開行列車的階段運行計劃；同時，還編制出各種節(jié)假日、春運等形式列車運行圖，以便最大限度地滿足城市人民對地鐵運輸?shù)母鞣N需要。地鐵車輛簡介地鐵車輛是地鐵運輸?shù)闹匾M成部分，是搭載乘客的載體,它的性能直接影響到

12、地鐵運輸?shù)陌踩统丝偷氖孢m程度。為達到上述目的，現(xiàn)代地鐵車輛采用了很多的新技術、新材料、新設備。如電子計算機網(wǎng)絡控制、設備運行監(jiān)測、設備故障診斷、車體采用不銹鋼或鋁合金材料及輕量化的整體承載結構、車載ATC信號、采用大功率電力半導體器件的VVVF逆變直-交電傳動系統(tǒng)、可向接觸網(wǎng)反饋電能的再生電制動、完善的乘客信息廣播系統(tǒng)（包括移動電視）、通風空調(diào)系統(tǒng)等等。 地鐵車輛是成列運行的。一般情況下由4輛或6輛編成一列，少數(shù)情況下，也有8輛編成一列的。在一列中，根據(jù)車輛的性能和特性分成組，每組的車輛彼此相鄰，可以單獨運行。一般情況，每列車由2組組成。 地鐵列車由電力驅動。供電電壓一般有DC1500V和D

13、C750V兩種。受電方式亦有兩種，一種通過接觸網(wǎng)（架設在空中）、經(jīng)受電弓引入，由鋼軌回流（主要用于DC1500V電源）；一種是通過第三軌（設在線路鋼軌旁邊）、經(jīng)受流器引入，由鋼軌回流（主要用于DC750V電源）。 地鐵列車的動力是分散布置的，不象國鐵列車那樣由機車牽引列車運行，而是將動力控制裝置（電氣控制系統(tǒng)和牽引電動機）分散布置在一列車中的某些車輛上，共同驅動（牽引）列車運行。雖然牽引電動機是分散布置的，但對其控制還是集中統(tǒng)一的。裝有驅動裝置的車輛稱為動車，沒有驅動裝置的車輛稱為拖車。一列由6輛車編組的列車，可以由3輛動車和3輛拖車組成（簡稱三動三拖），也可由4輛動車和2輛拖車組成（簡稱四動

14、兩拖），甚至全部由動車組成（簡稱全動車）。 地鐵列車的兩端設有司機室。司機室內(nèi)布置有操縱、車載ATC信號、通信和集中控制、設備監(jiān)測、故障診斷裝置等。列車的運行有自動駕駛模式（ATO模式）；ATP速度監(jiān)控下的人工駕駛模式（ATP模式）；限速人工駕駛模式；非限制人工駕駛模式（ATP切除模式）。 地鐵列車（車輛）運行的最高速度，一般設計為80km/h，也有設計成100km/h和120km/h的。列車啟動平均加速度，列車從0加速到40 km/h，不低于0.83m/s2 ；列車從0加速到80 km/h，不低于0.5 m/s2。常用制動平均減速度不低于1.0 m/ s2；緊急制動平均減速度不低于1.2 m

15、/ s2 。車輛的連接，根據(jù)需要采用自動、半自動車鉤或半永久牽引桿。自動車鉤在連掛或解鉤時，機械、電路、風路同時自動連接或斷開；半自動車鉤在連掛或解鉤時，機械、風路同時自動連接或斷開，電路需手動連接或斷開；半永久牽引桿的連接或斷開則需在車輛段（車廠）全部用手動。 在上述連接裝置上，同時設有緩沖器和可壓潰筒。當列車（車輛）進行連掛或意外撞車時，緩沖器和可壓潰筒吸收撞擊能量，保護車輛不受損壞。緩沖器吸收能量，并在撞擊后恢復原狀；可壓潰筒吸收撞擊能量，但撞擊后需進行更換。此外，作為車體一部分的司機室下部，設計成可吸收撞擊能量的結構。一旦列車以較高的速度與另一列停留（制動）的列車相撞時，該結構將產(chǎn)生變

16、形，吸收撞擊能量，但事后需修復。從上述敘述可見，防止撞擊損壞車輛采取了三個層次的措施。實際上，在列車運行的過程中，還有其它多方面的安全措施，發(fā)生撞車的幾率幾乎為零；只有在進行列車連掛時有輕微的撞擊。 車輛的車體（車廂）安放在轉向架上，一般情況每個車體下面有兩臺轉向架，每個轉向架安有兩個輪對（4個車輪），通過輪對在鋼軌上走行。在列車通過曲線時，轉向架將相對車體進行轉動。動車的每個轉向架上裝有兩臺牽引電動機，分別驅動一個輪對。拖車轉向架上沒有牽引電機。此外還安有減振裝置和基礎制動裝置。列車的牽引力和制動力通過轉向架傳遞到車體（列車）。 車輛的車體，現(xiàn)在一般都采用鋁合金或不銹鋼材料，采用整體承載結構

17、，以減輕自重。耐候鋼因重量大，都不再使用。一輛車的兩側均開有多個車門（一般為四個），加快乘客上下車的速度。車門的開關可以自動控制，也可以由司機手動控制。車門之間開有玻璃窗。沿窗布置有坐椅。還有扶手供站立乘客使用。此外還設有停放殘疾人用輪椅的地方。內(nèi)部裝修均采用阻燃或難燃材料，以利防火。兩輛車之間有貫通道連接，乘客可以自由通過。車內(nèi)除有照明外，還有空調(diào)通風系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)。使乘客可以在溫度適宜、空氣清新、燈光明亮的環(huán)境下，閱讀報刊雜志、瀏覽廣告、收聽列車廣播、觀看錄象和移動電視節(jié)目、及時了解列車運行到站情況等。必要時乘客還可以與司機通電話。 現(xiàn)代地鐵列車是一個人性化的作品，處處體現(xiàn)出

18、以人為本的理念。地鐵機電設備概述1、機電設備機電設備：就是包含有電與其他能量相互轉換的電氣和機械設備的總稱。包括各種電動機及其帶動的機械、起重電機、空壓機、電焊機、變壓器、電磁鐵、旋渦泵、管道泵、潛水泵、潛鹵泵、機床等。2、地鐵機電設備：電動扶梯、AFC（自動售檢票）系統(tǒng)、屏蔽門、自動門、車輛空調(diào)、中央空調(diào)、通風設備、給排水設備、消防噴淋系統(tǒng)、地鐵車輛牽引、道岔轉轍設備、電源控制系統(tǒng)等等，機電設備包含在地鐵的各個系統(tǒng)中。做最好的地鐵生3、地鐵機電設備系統(tǒng)1）供電系統(tǒng)功能：為列車、設備系統(tǒng)及車站線路運行提供可靠能源供應，包括動力和照明等。制式：（牽引供電）DC1500V、750V供電方式：集中供

19、電、分散供電、混合供電- 中國地鐵生活門戶論壇,涉及地鐵規(guī)劃、2）信號系統(tǒng)功能： 指揮列車正常運行，保證列車運行安全。制式： ATC列車運行自動控制系統(tǒng)CTC(分散自律調(diào)度集中系統(tǒng))+移頻軌道電路+超速防護（固定）w無線移動閉塞 組成： ATP子系統(tǒng)通過對列車速度進行監(jiān)控并使其保持安全運行間隔,從而防止列車碰撞與出軌。 ATO子系統(tǒng)主要功能就是控制列車自動運行和在車站精確停車。ATS子系統(tǒng)行車指揮自動系統(tǒng)，必要時人工干預地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的未來幾年前，國內(nèi)地鐵的各個機電系統(tǒng)往往采用分立設置、獨立管理，結果常常導致系統(tǒng)資源共享困難、不利于維護管理等問題。在這樣的形勢下，越來越多的地鐵線路開始考慮和

20、實施綜合監(jiān)控系統(tǒng)。隨著自動化集成技術的成熟，國內(nèi)的地鐵項目逐漸開始通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)建立統(tǒng)一的軟硬件平臺，實現(xiàn)資源共享、互聯(lián)互通、設備集中管理和維護，同時還可對子系統(tǒng)進行故障監(jiān)測，并為緊急情況下事件的處理提供全面、及時的信息和控制能力，提高地鐵整體運營調(diào)度管理水平。隨著綜合監(jiān)控系統(tǒng)在全國各大城市的地鐵項目中的廣泛應用，許多問題也隨之出現(xiàn)。由于各子系統(tǒng)的技術指標不同，實時性、可靠性等性能也存在差異，造價相對昂貴的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應用前提并不是在于設備的集成，而關鍵在于應用的需求與城市地鐵運行的基本模式。未來地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展將更加關注以下方面：一、綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成需注重安全問題近年來，綜合監(jiān)控系

21、統(tǒng)的集成方式成為了業(yè)內(nèi)的焦點之爭，按需集成還是深度總集成、集中式還是分布式等等問題已經(jīng)凸顯。由于一整套的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)冗余復雜、造價很高，出現(xiàn)故障對各個子系統(tǒng)的正常使用也存在威脅，所以要不要集成、如何集成就成為了很難權衡的事情。目前新建或在建的很多地鐵項目中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成大都采用了“小綜合”的方式，采取分散的、“島嶼式”的綜合方式能夠解決監(jiān)控過程中的安全問題，使得系統(tǒng)的集成更加可靠。二、節(jié)能政策助推綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展發(fā)展低碳經(jīng)濟、大力倡導節(jié)能減排，已成為我國的一項基本國策。采用環(huán)境整體節(jié)能控制系統(tǒng)，利用主機群控與能效管理中心，對控制設備進行啟停，對冷卻水泵、空調(diào)風柜等設備進行變頻控制，就

22、能大大降低地鐵機電設備的耗能。在這種情況下，地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)采集到的地鐵站內(nèi)的溫度、濕度等參數(shù)就成為了重要的指標。這將大大節(jié)省人力資源，同時也能降低人力監(jiān)測的誤差、提高工作的可靠性，對于保障環(huán)境與節(jié)能也具有積極意義。另外，傳統(tǒng)的車站監(jiān)控模式由于存在站務人員不能充分利用、設備的投資與維護成本高等缺點，也逐漸將被車站群組監(jiān)控取代，即考慮各站的客流量和組別大小后，把沿線車站分為若干群組，每一群組大約24個車站。同時，選擇軸心站，并設置車站控制室。這樣整體系統(tǒng)設備也減少了，大大節(jié)省了相關資源，也在節(jié)能方面深化了綜合監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容。三、模塊化、標準化與開放性趨勢明顯模塊化、標準化與開放性的設計理念，有利

23、于項目完成的效率。作為地鐵項目中的重要內(nèi)容，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計遵循模塊化與標準化，將大大提高設備間的信息共享效率，并提升設備的可靠性。同時，要為系統(tǒng)預留盡量多的接口，并在設計之初進行周全考慮，以便于在緊急情況下，系統(tǒng)能夠按照預定的程序進行正常運行。地鐵綜合系統(tǒng)的發(fā)展將與整個城市的智能交通網(wǎng)絡進行融合，將統(tǒng)計、閘機控制、地鐵舒適度監(jiān)控等功能進行優(yōu)化完善，按照“以人為本”的大趨勢進行深化發(fā)展。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)是在需求逐漸細化、繁瑣化的環(huán)境下應運而生的，城市軌道交通機電設備管理已經(jīng)從單純的面向設備管理轉變?yōu)槊嫦蜻\營管理為主?？刂仆顿Y成本及推動國產(chǎn)化設備進程、使節(jié)能及全系統(tǒng)運營維護管理更加行之有效以及

24、全方位提升乘客服務質(zhì)量，都將成為地鐵監(jiān)控系統(tǒng)日后發(fā)展的重要準則。在這樣的發(fā)展趨勢下，綜合監(jiān)控系統(tǒng)以及其他自動化集成系統(tǒng)也將遵循這樣的發(fā)展路線，在運營管理、乘客服務以及整個城市交通綜合指揮管理的具體要求下深入發(fā)展。牽引供電系統(tǒng)的受電方式簡介通常城軌交通牽引供電系統(tǒng)有3種受電方式：一、架空線受電方式是電流通過架空線向列車供電，電流經(jīng)過架空線列車電動機行車軌回流線變電站整流器負極，這樣構成一個完整的回路。二、三軌受電方式是除兩條是列車輪軌之外，還有一條是受電軌。電流經(jīng)過第三軌（或稱受電軌）列車電動機行走軌回流線變電站整流器負極，這樣構成一個完整的回路。世界上許多城市軌道系統(tǒng)都采用這種方式，例如紐約、

25、倫敦、巴黎等。三、四軌受電方式是除兩條是列車輪軌之外，還有一條是受電軌，另一條是回流軌。電流經(jīng)過第三軌（或稱受電軌）列車電動機回流軌回流線變電站整流器負極，這樣構成一個完整的回路。如一些使用橡膠車輪的列車（巴黎地鐵的部分列車）因回流電流不能經(jīng)行走軌流回變電站整流器負極，只能增加一條回流軌。這種受電方式的優(yōu)點是牽引供電的可靠性相對較高，并且避免了對基于軌道信號系統(tǒng)的干擾。當然一些使用普通金屬輪軌列車受電方式也使用四軌受電方式，使供電用和行走用的軌道完全分開。例如倫敦地鐵就是最大的四軌受電系統(tǒng)。因為帶電的架空線遠離乘客和行人，以及檢修人員，這種架空線受電方式的最大優(yōu)點是安全。由于架空線結構較復雜，

26、易受環(huán)境影響，所以缺點是供電的可靠性相對較低。而三軌和四軌受電系統(tǒng)的優(yōu)點是建造成本較低；環(huán)境對它影響小；帶電軌比架空線更適合小半徑輪軌彎道；不妨礙城市景觀。缺點是對乘客、行人和檢修人員有觸電的危險；因為電壓不能太高，只能適應短距離乘客運輸；列車速度不高。我國城市公共交通系統(tǒng)中，直流600V僅用于無軌電車的供電；北京、武漢、天津等城市的地鐵采用750V直流供電，上海、廣州、深圳等其他城市的城市軌道交通，都采用1500V直流供電。軌道交通行業(yè)BAS系統(tǒng)構成BAS（Building Automation System）是環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)的英文縮寫，是對軌道交通各車站暖通空調(diào)系統(tǒng)設備、給排水系統(tǒng)設備

27、、電梯系統(tǒng)設備、低壓配電與動力照明系統(tǒng)設備等車站機電設備進行全面、有效地自動化監(jiān)控及管理，進行程序自動、實時、定時、現(xiàn)場就地監(jiān)視設備運行狀態(tài)，控制開啟和關停，檢測環(huán)境參數(shù)，調(diào)控環(huán)境舒適度及節(jié)能管理。采集、處理有關信息，進行歷史資料檔案和設備維修管理。確保設備處于安全、可靠、高效、節(jié)能的最佳運行狀態(tài)，從而提供一個舒適的乘車環(huán)境，并能在列車阻塞事故狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)車站設備的運行，充分發(fā)揮各種設備應有的作用，保證乘客的安全和設備的正常運行。BAS系統(tǒng)的構成主要包含以下方面：1、 車站BAS構成車站BAS在車站控制室A端冗余的主PLC與車站ISCS的三層交換機進行通信，A、B端、IBP盤內(nèi)的PLC通

28、過光纖雙環(huán)以太網(wǎng)方式相連，構成車站BAS局域網(wǎng)絡。車站BAS采用在A端或B端設置冗余PLC方案。2、 現(xiàn)場級控制網(wǎng)絡構成BAS現(xiàn)場級主要由PLC、RI/O、電源模塊、通信模塊設備等設備組成。傳感器等現(xiàn)場設備通過RI/O或通信模塊設備接入BAS?，F(xiàn)場級控制網(wǎng)絡采用冗余現(xiàn)場總線或光纖單環(huán)以太網(wǎng)。地下車站區(qū)間水泵房電控室、區(qū)間風機電控室、車站控制室IBP盤處設置非冗余的PLC。車站的A、B兩端環(huán)控電控室等處設置現(xiàn)場操作平臺（觸摸屏）。BAS網(wǎng)絡系統(tǒng)：工業(yè)以太網(wǎng)絡作為BAS系統(tǒng)中不可或缺的重要部分，在整個BAS系統(tǒng)中起著重要的作用。BAS系統(tǒng)在以太網(wǎng)設備選擇上，由于受到安裝環(huán)境的限制、受到網(wǎng)絡穩(wěn)定性、

29、快速切換的設備需求，在BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡設計和實施過程中均采用工業(yè)以太網(wǎng)設備作為BAS系統(tǒng)的網(wǎng)絡設備。軌道交通模式和特點簡介目前世界范圍內(nèi)所使用的軌道交通技術，有輪軌承載與磁懸浮承載兩種方式。從牽引方式分類，可以分為兩大類，即粘著牽引與非粘著牽引。輪軌承載模式的特點和演變軌道是為車輛行駛修建的。鐵軌鋪設在道床上，把火車經(jīng)過產(chǎn)生的壓力均勻的傳到地面。常見的鋼軌的橫斷面是“工”字型，這樣既有足夠的強度，又節(jié)省了材料?；疖嚨霓D向也是由鐵軌引導的。通過鋼軌邊沿與輪緣的配合獲得導向力，引導車輛前進。在軌道交通發(fā)展的初期，火車的動力主要由機車上的蒸汽機提供，蒸汽機車是第一代牽引動力，由于效率低下，整備時間長，

30、持續(xù)運行距離短，現(xiàn)在已經(jīng)我國鐵路干線上被淘汰，部分支線或廠礦專用線依然有少許在繼續(xù)運行，但是由于蒸汽機車故有的特征，被內(nèi)燃機車等其他機車取代已成必然。內(nèi)燃機車是第二代的牽引動力，至今仍然是我國最主要的牽引動力，內(nèi)燃機車自帶能源，具有靈活的運用范圍，效率約為3040%，即使在電氣化鐵上，依然被廣泛運用于調(diào)車作業(yè)，小運轉等場合。另外，電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障時，內(nèi)燃機車也可作為后備的牽引動力。內(nèi)燃機車在運行時需要消耗大量的空氣，在環(huán)境開闊的線路上不會受到影響，但是一旦進入多隧道的山區(qū)，在隧道運行時，由于空氣不足，內(nèi)燃機車的功率發(fā)揮將受到影響，并且，當內(nèi)燃機車牽引的列車在隧道中停車，排放的尾氣在隧道中不

31、能及時地散發(fā)出去，達到一定濃度時，將對列車上人員的安全造成威脅。電力機車是第三代牽引動力，其典型特征為由接觸網(wǎng)獲取能量，機車本身并不帶能源，供電容量由接觸網(wǎng)及牽引變電所決定，因此，電力機車通常功率較內(nèi)燃機車大，牽引車輛時，啟動加速快，運行速度高，可以節(jié)省對區(qū)間線路的占用時間，提高鐵路運輸效率。同時，電力牽引可以在制動時將牽引電動機轉為發(fā)電機運行，能量回饋給接觸網(wǎng)，供其他列車使用，這樣可以節(jié)約大量的能量，也減少了列車使用機械制動時的磨耗。目前，我國的城市軌道交通已經(jīng)大量使用了這種技術，個別型號的鐵路干線機車也具有再生制動的能力。電力牽引有動力集中與動力分散的不同形式，動力分散方式能充分利用輪軌之

32、間的粘著力，有利于高速運行和頻繁啟動停車，需要較大加速度的場合。磁浮承載與非粘著牽引方式磁懸浮列車實際上是依靠電磁吸力或電動斥力將列車懸浮于空中并進行導向，實現(xiàn)列車與地面軌道間的無機械接觸，再利用線性電機驅動列車運行。磁懸浮列車仍然屬于陸上有軌交通運輸系統(tǒng)，并保留了軌道、道岔和車輛轉向架及懸掛系統(tǒng)等許多傳統(tǒng)機車車輛的特點。 目前懸浮系統(tǒng)的設計，可以分為兩個方向，分別是德國所采用的常導型和日本所采用的超導型。從懸浮技術上講就是電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和電動力懸浮系統(tǒng)（EDS）。 電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結合在機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道相互吸引產(chǎn)生懸浮。常導磁懸浮列車工作時

33、，首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導向電磁鐵的電磁吸力，與地面軌道兩側的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導向電磁鐵與軌道磁鐵的反作用下，使車輪與軌道保持一定的側向距離，實現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調(diào)整系統(tǒng)得以保證的。此外由于懸浮和導向實際上與列車運行速度無關，所以即使在停車狀態(tài)下列車仍然可以進入懸浮狀態(tài)。 電力懸浮系統(tǒng)（EDS）將磁鐵使用在運動的機車上以在導軌上產(chǎn)生電流。由于機車和導軌的縫隙減少時電磁斥力會增大，從而產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的機車的支撐和導向。然而機車必須安裝類似車輪一樣的裝置對機車在“起飛

34、”和“著陸”時進行有效支撐，這是因為EDS在機車速度低于大約25英里/小時無法保證懸浮。EDS系統(tǒng)在低溫超導技術下得到了更大的發(fā)展。超導磁懸浮列車的最主要特征就是其超導元件在相當?shù)偷臏囟认滤哂械耐耆珜щ娦院屯耆勾判浴３瑢Т盆F是由超導材料制成的超導線圈構成，它不僅電流阻力為零，而且可以傳導普通導線根本無法比擬的強大電流，這種特性使其能夠制成體積小功率強大的電磁鐵。 作為一種完全脫離了傳統(tǒng)的軌道交通模式，磁浮列車在牽引運行時與軌道之間無機械接觸，從根本上克服了傳統(tǒng)列車輪軌粘著限制、機械噪聲和磨損等問題。磁浮列車采用電力（二次能源）驅動，不會產(chǎn)生廢氣和廢水等污染；能耗低，由于磁浮系統(tǒng)特有的驅動和

35、支撐原理，在同等速度下，TR磁浮列車單位能耗低于德國ICE高速輪軌列車。磁浮列車能在實際運用中輕松實現(xiàn)500km/H 的高速運行，而基于輪軌技術的常規(guī)高速列車由于受到弓網(wǎng)關系、輪軌作用的限制，幾乎不可能在實際運用中達到如此高的速度。同時，由于磁浮列車的牽引力不受粘著限制，可以使用現(xiàn)有鐵路無法使用的大坡度線路和小半徑曲線，磁浮線路的選線將非常靈活，這對地形復雜地區(qū)降低土建工程造價是非常有利的。在中低速城市軌道交通領域，磁浮技術噪音低，線路占地面積小，依然有非常明顯的優(yōu)勢，由于EDS不適用于中低速運行，因此EMS是中低速磁浮交通的首選。EMS與EDS兩種截然不同的懸浮方式各有其優(yōu)缺點，在高速磁浮列

36、車領域，可能在相當長的時間里，兩種方式還將并存并處于競爭的狀態(tài)。但是，作為一種全新的軌道交通方式，磁浮技術不能與現(xiàn)有的軌道交通網(wǎng)相連接，這意味著磁浮列車不能基于現(xiàn)有的鐵路網(wǎng)進行擴展，同時也存在著在磁浮列車和普通輪軌列車之間乘客換乘的問題，這就影響了磁浮技術的推廣使用。隨著技術的進步，各種形式的軌道交通以其安全、節(jié)能、快速的特點，在社會經(jīng)濟發(fā)展中正在起到越來越重要的作用。地鐵信號系統(tǒng)中的自動信號功能分析地鐵系統(tǒng)的運營具有小編組、高密度、運行間隔短等特點,因此其信號系統(tǒng)在實現(xiàn)安全防護的基礎上,必須盡可能地以提高運營效率為目標。為此,提高地鐵信號系統(tǒng)的自動化和智能化程度就顯得尤為重要。自動信號則是為

37、了達到此目的而設計的,并已在地鐵信號系統(tǒng)中廣泛應用。 1自動信號功能概述 為了提高自動化程度,給車站的相關信號機賦予自動屬性,使得以某信號機為始端,一條或幾條進路可以根據(jù)列車的運行狀況而自動辦理出來,則稱此始端信號機具有自動功能,或簡稱為自動信號。自動信號屬于列車自動監(jiān)控()系統(tǒng)的一部分。 如圖1所示,由規(guī)定的操作賦予2信號機自動屬性后,2為自動信號。當列車運行至軌道區(qū)段2時,根據(jù)列車目的地自動辦理出24或26進路,區(qū)段2、4、6、8為2的觸發(fā)區(qū)段。若將2的自動屬性取消后,2即成為一般信號機,不具有自動觸發(fā)功能,必須手工辦理進路。 2 自動信號的觸發(fā)機制 列車運行至觸發(fā)區(qū)段時,由系統(tǒng)根據(jù)列車目

38、的地生成自動信號觸發(fā)命令。若車載信號和地面信號系統(tǒng)之間有車地通信系統(tǒng)(,以下簡稱),則通過系統(tǒng),可以由列車發(fā)至地面的信息中獲得列車目的地;對于無的系統(tǒng),可通過列車運行圖獲得列車目的地。為了保證命令的正確執(zhí)行,在觸發(fā)命令生成前還應按照以下原則進行預先檢查: 1.觸發(fā)進路的始端信號為自動信號。 2.列車運行方向處于正向,即若運行方向為反向,則不允許自動信號觸發(fā)。 3.所要觸發(fā)進路內(nèi)的道岔、區(qū)段等基本聯(lián)鎖條件滿足。 4.為了防止錯辦進路,在車站同一咽喉內(nèi),同一時間只允許生成1條進路觸發(fā)命令。 觸發(fā)自動信號前,系統(tǒng)會不斷檢查以上條件是否滿足,若條件滿足則生成觸發(fā)命令并發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng),由其辦理出相應進路

39、。在這里,系統(tǒng)負責自動觸發(fā)命令的生成,而聯(lián)鎖負責命令的執(zhí)行。 3 自動信號觸發(fā)距離的確定 在實際應用中,觸發(fā)區(qū)的長短即在距自動信號多遠處開始發(fā)出進路觸發(fā)命令是一個值得注意的問題。距離太長則由于提前將相關道岔鎖閉,影響其他進路的辦理;太短則由于進路來不及辦理出來使得列車提前減速甚至在區(qū)間停車,影響運行效率和旅客舒適度。這部分應和列車自動防護系統(tǒng)()結合在一起考慮,應根據(jù)列車的速度 距離曲線、聯(lián)鎖辦理進路所需時間、以及系統(tǒng)響應時間作綜合考慮,使得列車接近該信號時,其速度 距離曲線平滑。下面予以說明。 自動信號前方有個軌道區(qū)段,沿運行方向依次為1、2、,在防護下,列車在每一區(qū)段的運行時間(這里指列車

40、頭部占用本區(qū)段至列車頭部占用前方下一區(qū)段所經(jīng)歷時間)為1、2、。為了確定觸發(fā)區(qū)段,從區(qū)段1開始,根據(jù)列車速度 距離曲線找到因信號不開放而導致列車開始減速的第1個區(qū)段。為使列車在進入后不會因信號未開放而減速,需在進入前開放。 現(xiàn)設開放信號的時間為1(這里考慮最不利條件,如進路內(nèi)道岔均在非期望位置等),系統(tǒng)響應時間為2,列車在后方區(qū)段-1內(nèi)的運行時間為-1。若-1>(1+2),即說明列車占用-1時開始觸發(fā)信號能滿足要求,因此區(qū)段-1作為開始觸發(fā)區(qū)段;若-1<(1+2),則說明-1長度不夠,應再后移1個區(qū)段,計算-1+-2>(1+2)是否滿足;若滿足則-2作為開始觸發(fā)的區(qū)段,如此不

41、斷重復,直至找到合適的區(qū)段。 4 自動信號的安全性前提 自動信號是根據(jù)列車運行狀況而自動觸發(fā)進路,在一定程度上提高了運營的自動化程度,但這種自動化是具有安全前提的,這個前提就是列車必須處于系統(tǒng)的防護之下。若此項前提不具備(如列車系統(tǒng)已切除),則很可能由于進路自動辦理而引發(fā)安全性事故。因此,實際運營中若列車已無防護,應避免使用自動信號,采取相應的安全措施后需人工辦理進路以保證安全。 5 總結 自動信號可以有效地提高地鐵運營效率,應結合聯(lián)鎖、等其他信號系統(tǒng)綜合考慮自動信號的設置、觸發(fā)機制、觸發(fā)區(qū)段的設計。SCADA 在軌道交通行業(yè)的應用城市軌道交通的電力系統(tǒng)主要由提供機車電力驅動的變電站和車站供電

42、的變電站組成。電力系統(tǒng)的監(jiān)控通過SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系統(tǒng)，即“數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控”系統(tǒng)來實現(xiàn)。城市軌道交通SCADA 系統(tǒng)通常包括調(diào)度主站系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)和所間通信通道三部分構成。其中控制中心調(diào)度主站系統(tǒng)通過通信專業(yè)提供的通信通道與變電所主控單元進行信息交換；變電所綜合自動化系統(tǒng)通過所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)IED裝置通信，通過通信信道與調(diào)度主站進行通信，變電所綜合自動化系統(tǒng)由站控主單元和所內(nèi)通信網(wǎng)及其他IED 裝置組成。上面所講的SCADA 系統(tǒng)為電力監(jiān)控系統(tǒng)，即P-SCADA，為狹義的SCADA 系統(tǒng)，廣義的SCADA

43、系統(tǒng)是指綜合監(jiān)控系統(tǒng)，本報告介紹的就是綜合監(jiān)控系統(tǒng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在中國軌道交通行業(yè)并不是一開始就有的，而是隨著軌道交通行業(yè)的發(fā)展而隨之產(chǎn)生的需求，經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)的人工監(jiān)控-分立監(jiān)控-綜合集成而逐步得到應用的。以前的中國城市軌道交通普遍采用的是分立監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)按照系統(tǒng)的控制功能、控制對象、控制范圍、控制特點或根據(jù)操作管理上的分界，將全線系統(tǒng)劃分為若干專業(yè)子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)按照自身的技術特點，程度不同地應用了計算機技術、網(wǎng)絡技術，建立了各自獨立的計算機自動化系統(tǒng)。如廣州軌道交通1 號線、南京軌道交通1 號線、上海軌道交通1號線和2 號線、北京軌道交通4 號線就采用了分立監(jiān)控系統(tǒng)。此時的SCADA 系統(tǒng)主要是指電力監(jiān)控系統(tǒng)，也即P-SCADA，而不存在綜合監(jiān)控系統(tǒng)，所需要的SCADA 系統(tǒng)數(shù)量也很多。分立監(jiān)控系統(tǒng)遵循中央和車站兩級調(diào)度，中央、車站和就地三級控制的原則，在實際運