城市轨道交通工程防淹能力评估方法研究

近年来我国城市轨道交通工程水淹事件频发,人民生命财产安全受到威胁。交通运输部在2022年7月修订的《城市轨道交通初期运营前安全评估管理办法》中增加了“工程项目防洪专项论证报告等材料”作为轨道交通新线投入初期运营前的前提条件之一,因此开展城市轨道交通工程防淹能力研究十分必要和紧迫。本文从外部风险、基础防汛能力、防汛预警能力、应急救援能力等方面研究了影响城市轨道交通工程防淹能力的关键因素,利用专家打分法、层次分析法构建了评估指标体系及其权重系数,并根据我国现行法律法规标准规范提出了各指标评分细则,建立了城市轨道交通运营线路防淹能力评估方法,以期为我国汛期城市轨道交通运营安全提供技术支撑。

基于组合赋权-可拓云的城市轨道交通线路运营安全评价

为解决城市轨道交通运营安全评价指标缺乏时效性和部分安全评价模型忽略评价等级的模糊界限等问题,重新构建城市轨道交通线路的运营安全评价指标体系,包括员工对传染性疾病防控措施的执行力度、相关单位的配合程度、防控设备的完备程度等新指标;其次运用基于离差最小化的最优最劣法(BWM)和反熵权法对各指标进行组合赋权;然后应用可拓云确定城市轨道交通线路运营安全评价等级;最后以上海地铁17号线为例进行实例分析。结果表明:上海地铁17号线运营安全评价各指标的各级云关联度低于0.5且置信度高于0.99,其中,人员因素、线路因素、管理因素的置信度均为1,仅设备因素的置信度为0.998;结合每个二级指标的灵敏度值分析,得出车站运营设备的可靠性对线路实际运营安全影响最大;在实际运营中,乘客对车站传染性疾病防控的配合程度越高,对综合评价的提升也越大;该评价指标体系和评价模型能够准确地反映城市轨道交通线路运营安全水平,且更加适用于目前城市轨道交通线路的运营情况。

城市轨道交通全自动运行线路多专业速度控制与匹配设计研究

城市轨道交通多专业间的协调性是决定能否充分实现预期能力、发挥投资效益的关键环节,列车运行速度是其中一个重要方面,是城市轨道交通技术装备、技术标准、运营管理水平的重要标志。针对不同专业速度控制存在的重叠防护问题,通过剖析通信、信号、车辆、线路、环境等对全自动运行(FAO)线路列车运行速度的限制,提出列车自动运行(ATO)模式、列车自动防护(ATP)模式、蠕动模式和洗车模式4种典型运行模式下的速度匹配控制方案,讨论了根据线路等级速度拟定正线区间结构设计速度、车辆构造速度、车辆超速防护触发速度、车辆最大动态包络线计算速度、最高ATP顶篷速度、最高ATO目标速度的方法,并给出多专业匹配设计关键速度建议值。同时借助仿真手段,结合不同站间距设置与最短时间速度曲线计算,进一步针对速度等级为80,100 km/h以及120 km/h的线路分别讨论了站间距的匹配设计,建议三者站间距分别不少于1.0,1.4 km以及2.5 km。开展多专业速度控制与匹配设计的优化,有助于最大化发挥系统和设备性能,保证线路整体运营水平。

基于加线技术的轨道交通临客开行计划优化模型

基于运行图加线技术构建适于计划性临客开行的运行线铺画方法.以运力与客流匹配度最大化、对原运行图调整最小化为优化目标,考虑行车安全、临客加线位置、开行时间域等约束,构建临客运行线铺画非线性整数规划模型,并对其线性转换以提高求解效率.以北京地铁8号线某大型活动散场大客流为场景进行案例分析,结果表明:所构建方法能够在既有运行图上有效铺画临客运行线,满足不同行车密度及停站模式下的临客开行需求.建议在较高密度行车条件下不采用“空车直达”停站模式.

我国城市轨道交通既有线改造路径探讨

随着城镇化进程的加快,城市轨道交通既有线改造在促进城轨高质量发展和城市可持续发展方面具有重要的战略意义。既有线改造涉及专业面广、待解决问题复杂,过去以解决安全问题为主要目标的消隐改造、以部分专业为对象的专项改造已难以满足新时代既有线改造需求。因此,面对城市轨道交通高质量发展要求,亟须深入探讨我国城市轨道交通既有线改造发展路径。本文在梳理北京既有线改造历程的基础上,从面临的问题与实现的愿景两方面展开了对城市轨道交通既有线改造需求的分析,提出了既有线改造的整体思路,同时从城轨可持续发展方面创新地提出了既有线改造中的投融资思路,并从制度建设、要素活力、投融资机制、科技赋能、技术攻关、相关标准6个方面给出既有线改造工作建议,以期为我国城市轨道交通既有线改造提供思路。

上海城市轨道交通既有线改造工作回顾与展望

上海因城市轨道交通开通较早而成为国内既有线改造领域的先行者,其既有线改造经历以及经验教训对国内其他城市有一定参考价值。为此,首先回顾上海城市轨道交通既有线改造历程,主要呈现关注重点逐渐从个体向全局过渡、改造内容逐渐多元化和系统化、契合城市与网络发展目标的改造需求持续深化和拓展的发展趋势。其次,总结上海城市轨道交通开展既有线改造工作的要点,改造前以系统思维制定改造计划、改造中以保障施工安全和质量为前提尽量减少对乘客的影响、改造后积极开展后评估。然后从资金支持有限、内外沟通协调效率要求高、项目管理难度大、技术积累不足等方面剖析上海城市轨道交通开展既有线改造工作的难点。最后,展望上海城市轨道交通未来的既有线改造重点工作:探寻更多的既有线改造资金渠道、开展既有线改造项目施工计划与管理机制的改进与创新研究、深化既有线网评估工作、攻关未预留条件的地下车站不停运改扩建技术。

2023年中国内地城市轨道交通运营线路概况

截至2023年底,中国内地共有28个省份的59个城市开通城轨交通运营线路338条,运营线路总规模达11 232.65 km,其中,地铁线路8 547.67 km,占比76.10%,全自动运营线路1 052.43 km,占已投运线路总里程的9.37%。2023年当年共新增城轨交通运营线路53条(段),新投运线路总长度884.55 km,其中,新增地铁线路539.50 km,新增全自动运行线路252.79 km。新增运营线路共涉及7种系统制式,分布在30座城市中,其中有3座城市为2023年首次运营城轨交通。2023年全年完成客运量再创历史新高,日均客运量首次突破8 000万人次。

基于地铁客流与建成环境映射关系的新线车站分类方法

科学合理的车站分类对于客流特征研究预测、车站设施布局优化以及周边土地开发建设具有重要意义。针对新线开通前新建车站客流数据未知而导致车站分类不准的问题,提出一种基于地铁客流与建成环境映射关系的新线车站分类方法。首先,从客流角度选取组合聚类指标对既有车站进行聚类,形成各类车站的客流特征区间。其次,从建成环境角度计算既有车站的土地混合熵、不同POI(Point of interest)数量、度和介数等特征,利用随机森林(Random forest,RF)重要度指标筛选和对数变换拟合确定建成环境特征与地铁客流特征的映射关系表达式。最后,输入新线车站的建成环境特征,依据上述映射关系计算新线车站的客流特征值,结合既有车站的客流特征区间进行新线车站客流特征归类,实现客流数据缺失条件下的新线车站分类。为验证方法有效性,采用北京地铁数据进行案例验证。研究结果表明:基于地铁客流与建成环境映射关系的分类方法能够实现新线车站开通前的车站类型提前划分,具有较好的分类结果;进一步分析发现工作日车站与周末车站分类存在的差异与通勤行为特性、土地开发程度有关;研究方法在不同线路数据集上都表现出较好的分类效果,具有较强的适用性。研究结果可为缺失数据条件下的车站分类和新线开通期地铁运营组织提供新的思路和方法。

城市轨道交通延伸线路列车编组方案研究--以青岛地铁6号线二期为例

列车编组作为城市轨道交通技术标准之一,对线路建设及后期运营至关重要,在各地线网不断向城市边缘延伸,客流出现中心城区客流大,边缘地区客流小,或初、近期客流小,远期客流大等时空不均衡特征的背景下,对既有延伸线的编组研究刻不容缓。首先,对国内外城市轨道交通编组的使用情况进行总结,说明混跑编组、灵活编组的应用趋势;之后,以青岛轨道交通6号线二期工程为例,根据客流确定固定6编组、4辆、6辆混跑编组的开行方案,基于运营角度选取全日、高峰满载率、全日牵引能耗、车辆购置费等评价指标,对6号线采用两方案进行系统比选;并分析混跑编组方案对站台门系统、通信系统、信号系统、场段规模的改造成本。研究结果表明:6号线采用4辆、6辆混跑后,运营方面初、近、远期客流服务水平均可提高3对/h,同时全日及高峰满载率有所提高,经济性方面车辆购置费可节约1.1亿元,电耗节约6.2亿元,工程、系统改造成本为1.4亿元,综合来看,运营期按25年综合成本可节约5.9亿元。综合运营、经济两方面6号线二期推荐4辆、6辆混跑编组方案。

城市轨道交通既有线改造技术标准研究

既有线改造是我国城市轨道交通未来实现高质量、可持续发展的重要的长期任务,而技术标准是城市轨道交通既有线改造工程立项、设计与实施的重要依据。梳理城市轨道交通技术标准体系现状,分析现行标准对城市轨道交通既有线改造项目工作流程各环节的适应性。针对当前城市轨道交通标准体系下现行标准对既有线改造存在覆盖面不全、适用性不足、针对性不强的问题,提出城市轨道交通既有线改造技术标准体系构建的两种思路与方案,以及标准体系建设与标准制定的原则。围绕改造判定要求、改造设计要求、改造施工要求、验收与运营前安全评估要求、后评价要求等方面对城市轨道交通既有线改造技术标准编制的重点进行探讨。

浅埋矩形顶管施工对临近管线与地表的影响研究

矩形顶管施工引起的地表变形特征与圆形顶管或盾构隧道存在显著差异。为了明确浅埋矩形顶管施工过程中的地表沉降特征以及顶管施工对下方既有盾构隧道的影响,根据现场矩形顶管施工监测结果,分析矩形顶管施工过程中地表的变形规律,以及顶管下方既有盾构隧道的变形情况。传统的Peck公式适用于圆形顶管或圆形盾构隧道,因此采用改进的Peck公式来描述矩形顶管引起的地表变形特征;根据现场监测分析顶管施工引起的地表变形、管线变形和下卧隧道沉降规律。研究表明:改进的Peck公式相比于传统的Peck公式可以准确描述矩形顶管施工引起的地表变形规律;顶管施工引起地表和上方管线的沉降规律是一致的,但与下卧隧道的变形规律存在显著差别。

北京市中心城区外地铁线路开行快慢车对策研究

随着城市化进程的进一步加快,城市居民对通勤出行的时效性要求越来越高,连接中心城与外围新城之间的地铁是主要的通勤交通线路,如何提高其旅行速度、缩短乘客旅行时间,成为急需研究的一个重要问题。为满足不同乘客对出行条件和服务效率的需求,提出通过开行快慢车实现旅速时间的节省。从既有客流特征入手,分析客流来源及目的地,指出既有线开行快慢车的必要性;在借鉴日本相关案例经验的基础上,对开行快慢车需要考虑的问题进行分析;以北京燕房线、房山线、15号线为例,分析不同线路的客流特征及线路条件,分别提出利用大行车间隔及设置越行线开行快慢车的方案;并提出两种方案的特点及实施要点。利用大行车间隔开行快慢车,即在客流较小的线路上利用富裕的能力开行快慢车,仅需对运营图进行优化设计,投资小;设置越行线开行快慢车,需根据工程实施条件、客流特征,选择合理的越行站点。经分析研究,采用两种方式均可实现节省旅行时间的目的,对提升中心城区外客流快速进城需求有积极的意义。

基于问题导向的“六步法”线上线下混合教学实践——以“城市轨道交通线路维护”课程为例

武汉铁路职业技术学院于2021年开设“城市轨道交通线路维护”在线开放课程,同步开展线上线下混合教学实践。课程设计以铁路特色思政为引领,以智慧职教MOOC学院为载体,以多功能实训场为依托,践行“取势—明道—优术”思维重构在线课程内容。课程实施以问题为导向,聚焦四环目标,将“六步法”线上线下混合教学融入课前、课中和课后3个教学环节。通过混合教学实践实现了线上线下教学的高度融合、多样化多形式的资源应用和基于师生互动的教学相长。

城市轨道交通既有车辆段信号系统改造的联锁接口方案

[目的]既有城市轨道交通线路达到一定运营年限后,需要对其信号系统进行更新改造,应制定车辆段联锁接口方案,以实现新旧车辆段室内外信号设备的平稳过渡和无扰切换。[方法]以我国某城市轨道交通车辆段信号系统改造工程为案例进行研究,介绍了改造后新车辆段与改造前既有正线车站、既有试车线的接口方式,以及新车辆段与新正线车站、新试车线的接口方式。阐述了该改造工程新车辆段与既有正线车站的接口布置方案。在此基础上,重点分析了既有车辆段信号改造过程中新旧车辆段联锁系统的倒接方案及其实施方式、特点和风险。[结果及结论]通过实施该联锁接口改造方案,可分阶段地实现改造前后车辆段与正线车站、试车线接口连接方式的转换,确保接口连接转换的平稳过渡。

城市轨道交通既有线路开行快慢车方法研究

城市轨道交通既有线路有效提升运营服务品质的途径相对较少,既有线路开行快慢车作为一种大胆尝试和创新突破,在高质量发展的背景下,具有非常广泛的应用需求。针对既有线路开行快慢车的方法进行系统梳理,根据不同线路特点和运营需求,提出既有线路开行快慢车的4种方法,分别是利用大的行车间隔开行快车、利用交替式跨站停车开行快车、利用故障停车线开行快慢车、利用小交路折返开行快慢车。结合国内外应用实例,对各种方法的开行原理、优缺点以及运营要求等进行详细分析,并介绍既有线路开行快慢车需要改造的内容。

苏州轨道交通双线贯通车站信号系统改造方案研究与实现

以苏州轨道交通11号线与苏州轨道交通3号线贯通改造工程为例,研究隶属于苏州轨道交通11号线的接口车站——唯亭站的信号系统改造方案。基于11号线唯亭站站场的变化,设计信号平面布置图,包含两线信号系统边界的重新划分、轨旁设备拆除与新增后的重新布置等;为实现两线列车以CBTC模式跨线运营,贯通改造采用并行冗余协议技术实现LTE与WLAN的车地无线双制式贯通;两线接口由继电接口改为CBTC邻站网络接口。并且对改造工程中其他既有站小交路运营数据的配置和相关影响项点,以及改造的工序逐个进行说明。该改造方案对后续类似的地铁改造项目有一定参考意义。

上海轨道交通3号线北延伸线接触网大修改造项目总结分析

[目的]梳理城市轨道交通既有线接触网大修改造实施过程中相关的技术管理和质量安全手段,总结分析方案实施中的难点、要点以及针对性优化措施,评估项目实施效果。[方法]以上海轨道交通3号线北延伸线接触网更新改造项目为背景,以项目主要建设目的为标准,对项目实施过程进行了总体总结,明确了项目实施过程中的技术管理手段,介绍了施工方案审核和优化流程;以现实施工难点为基础,针对施工组织、施工工艺提出了创新优化举措;介绍了管控施工质量、施工安全的各项措施;从项目创新、项目育人等角度进行了项目后评估,并对项目整体实施效果和效益进行了评价。[结果及结论]上海轨道交通3号线北延伸线接触网更新改造项目成功实施,形成了一系列的施工经验、项目监管模式、质量安全管控措施、技术管理手段、施工人员培训方案,可为其他既有线接触网大修改造项目提供借鉴。

新时期城市轨道交通前期工作不同阶段的研究重点

[目的]未来我国城市发展将从“强调建设”向“强调治理”转变,城市规划作为中国式现代化社会治理体系的重要内容,是提升城市治理水平的重要抓手和工具。城市轨道交通前期研究是城市规划的关键构成,是提高城市规划、建设和治理的重要切入点,是城市轨道交通项目建设的顶层设计、关键部署和重要保障,分析其前期不同阶段的研究重点对城市规划协同开展和轨道交通项目建设至关重要。[方法]城市轨道交通前期研究主要是指总体设计之前的规划和研究工作,主要包括线网规划、建设规划和项目可研。针对三者的研究特性与差异,分析了新时期城市轨道交通前期工作不同阶段的研究重点。[结果及结论]线网规划、建设规划和项目可研三者呈现“工作阶段上逐层开展、工作层次上前宏后微、工作重心上各有侧重”等特点。加强新时期城市轨道交通前期研究,有助于推动我国城市轨道交通建设向高质量、高品质发展,提升城市规划建设治理水平。

某160 km/h市域快速轨道交通地下线环境振动特性试验研究

随着城镇化的快速发展,城市范围拓展地越来越大。目前地铁设计速度多为80~120 km/h,对于长距离通勤略显不足。为了更好地实现城市融合,更高速度的城市轨道交通应运而生,并已经在某些城市投产运营。为掌握160 km/h市域快速轨道交通地下线产生的环境振动影响,对某城市160 km/h市域快速轨道交通地下线开展系统的环境振动测试,包括钢轨、道床、隧道壁振动测试;地面振动和室内二次结构噪声测试。结果表明:列车速度在124~152 km/h时,钢轨振动为109.7~111.2 dB,道床振动为75.6~77.4 dB,隧道壁振动为67.5~69.4 dB,平均速度138 km/h时,隧道壁振动为68.7 dB;列车振动传至地面后,隧道正上方距离轨道0~40 m地面振动最大Z振级为46.4~60.2 dB,地面振动基本符合随距离加大而减小的衰减规律,但是距离轨道10 m处测点的振动响应较0 m处测点存在放大现象;采取橡胶隔振垫整体道床情况下,近、远轨列车通过时隧道上方建筑物一层室内二次结构噪声最大值分别为32.7 dB(A)、28.4 dB(A)。

城市轨道交通高架线减振扣件设计及现场应用

我国一些城市轨道交通高架线中采用的下锁式双层非线性减振扣件在运营一段时间后会出现钢轨空吊和轨距难以保持等情况,影响列车运行安全。设计一种既能保证列车运营安全,又能适应高架线不同的钢轨纵向阻力要求,且能够达到中等减振效果的减振扣件成为需要研究的一个重要问题。针对城轨高架线设计了一种减振扣件,根据现场使用条件确定扣件的主要技术参数;关键零部件弹性铁垫板采用橡胶硫化技术将带轨底坡的铁垫板和钢套硫化成一体,此结构可实现垂向低刚度并能提供一定的横向刚度,结合有限元分析软件校核铁垫板和硫化橡胶的强度;减振扣件在室内进行钢轨纵向阻力、组装疲劳性能和绝缘性能等一系列扣件组装性能试验,试验结果表明,减振扣件各项性能指标均满足设计要求。在宁波地铁1号线高架段进行试铺和实车测试,现场应用结果表明:试铺的减振扣件服役状态良好,能够满足列车运营和日常养护维修要求;减振扣件各项轨道结构动力学性能指标均满足规范要求,梁面Z振级最大值的插入损失为8.3 dB,梁面分频振级均方根差值为9.8 dB,梁面分频最大振级为72.1 dB,达到中等减振效果。