基于Pathfinder的地铁盾构隧道疏散平台优化研究

为探究地铁盾构隧道疏散平台应对火灾、水灾以及列车区间故障等不同场景人员疏散的合理方案,以疏散地铁6辆B型车定员1460人为目标,建立Pathfinder疏散仿真模型开展研究。先对4种不同疏散平台布置方案的最快疏散时间、疏散完成时间和车厢内人员撤离规律进行研究;再以最优的“四向通行”方案为例,对7种疏散平台宽度的最快疏散时间、疏散完成时间和车厢内人员撤离规律进行研究。研究结果表明:1)车厢内人员撤离分为快速撤离、缓慢撤离和人员清空3个不同特征阶段。从车厢撤离乘客是脱困最重要的环节,时间占整个疏散时间的比例大,需做好乘客撤离车厢的组织引导工作。2)在联络通道处采用“四向通行”结构,可实现疏散平台与道床连通且不中断疏散平台的最优方案。该方案可实现利用道床面在烟气底层疏散以应对火灾工况、疏散平台纵向连通并在高处疏散以应对水灾工况的双重功能。3)疏散平台宽度增加会大幅缩短乘客撤离车厢的时间,对最快疏散的时间影响小,宽度未加宽到1100 mm时对疏散时间无显著影响。4)需做好在联络通道、道床、人防门、防淹门、道岔区疏散平台的顺畅性设计。

基于快速扩散生成模型的地铁轨道异物入侵检测算法研究

针对现有基于无监督的地铁轨道异物检测算法中,对不同视角需要进行单独训练模型的问题,提出一种基于快速扩散生成模型的统一模型检测算法。该模型基于扩散模型,在仅使用正常样本训练一个模型的条件下,实现对多个视角异物入侵检测。检测时,扩散模型对存在异物的图像部分重构为无异物,然后将重构图像和原图进行比对得出存在异物的位置。研究发现,通过合理设计扩散步长和采样时刻,扩散模型能够在不需要扩散过程的情况下,直接对图像中的异常部分进行重构,使其和正常样本一致。为加速扩散模型的采样生成过程,在求解扩散模型的常微分方程的解过程中,分解方程中线性与非线性部分,对线性部分精确求解而对非线性部分进行近似求解。在不添加其他检测网络的条件下,算法利用扩散模型中深度神经网络的编码器部分,对重构图像和原图进行特征提取,在不同尺度上对比两者特征差异,由此得到异常热力图。实验结果表明,该模型在仅需要4次神经网络前馈的条件下,受试者曲线下面积积分比在图像级别和像素级别上分别达到99.05%和97.62%,相比其他单一视角检测模型性能上达到较优水平。本研究为地铁轨道异物检测提出一种仅依赖于正常样本的统一模型的检测算法,能够行之有效地解决已有算法不能对多个视角进行检测的问题。

面向地铁客流分析场景的弹性集群云平台架构设计及部署方案

[目的]在数字化技术迅速发展的当下,云技术被广泛应用在包括地铁系统在内的各行各业。出于对乘客出行安全的保障,实现大规模客流数据的实时获取和高效分析,需要提出面向客流分析场景的弹性集群云平台方案。[方法]分析了弹性集群云平台的核心功能需求,提出了弹性集群云平台的架构,阐述了弹性集群云平台的独特能力。针对不同发展阶段的地铁系统提出了2个弹性集群云平台部署方案,分析了各部署方案的优劣。以上海地铁为例,基于能力需求对比了部署方案的投资成本。分析了弹性集群云平台架构与地铁客流分析业务特征的匹配性。[结果及结论]地铁客流分析场景具有多系统并发、实时性高、数据量大等特点。弹性集群云平台能满足客流分析业务的多种需求。

站台门间隙探测装置在全自动运行地铁线路中的应用

[目的]在全自动运行地铁线路中,站台门与列车之间存在间隙,有夹人夹物的风险。为确保行车安全,必须设置间隙探测装置。[方法]简要叙述了间隙探测装置的现状,重点讨论了激光间隙探测装置的工作状态,对比了激光间隙探测装置与列车运行进行互锁以接入行车安全回路的两种模式,并对全自动运行地铁线路中防夹安全装置的应用提出建议。[结果及结论]激光间隙探测装置的启动和停止由信号系统直接控制,并由信号系统直接获取该探测装置的间隙检测状态。激光间隙探测装置是在列车门和站台门均关闭且锁紧后才开始检测,避免了在站台门关闭后而列车门仍未关闭这种极端情况下的检测,对于探测装置而言其探测环境更优。当装置探测到有障碍物或误报时,信号系统可自动控制车门和站台门重新开关,门关好后重新启动探测,降低对地铁运营的影响。另外,在全自动运行地铁线路中,考虑同时设置传统物理防夹装置及激光间隙探测装置,预防发生站台门夹人事故。

地铁车站站台楼扶梯设置参数对行人疏散时间影响

[目的]地铁车站站台的楼扶梯宽度、垂直高度、运行速度等因素对行人疏散时间有重要影响,因此需研究地铁车站站台楼扶梯设置参数对行人疏散时间的影响。[方法]基于DICE人群聚集风险模型,通过AnyLogic软件分别仿真分析了楼梯、自动扶梯和楼扶梯组的客流疏散时间。对所提出的模型进行了实例验证。[结果及结论]自动扶梯运行速度对疏散时间影响程度高于自动扶梯宽度和高度对疏散时间的影响;楼扶梯宽度对疏散时间影响程度比楼扶梯高度的大;自动扶梯饱和状态与半走半立状态下的疏散时间存在一定比例关系,该比例与扶梯上选择行走的行人比例有关。实例验证表明,所提出的模型有效可行。

基于仿真试验的地铁车站站台宽度设计方法及影响因素分析

[目的]当前站台宽度设计计算方法存在客流预测精度较低、客流密度参数取值宽泛、选择依据不明晰、设计裕量缺少量化依据等问题,需对此提出改进,并基于仿真试验标定站台宽度设计的参数取值。[方法]以《地铁设计规范》的标准为依据,给出站台服务水平分级标准,提出以站台服务水平为基准的单侧站台宽度设计方法。通过仿真试验对关键参数进行标定,对客运量与单侧站台峰值密度关系曲线最小二乘法拟合得到客流密度理论值与实际值的换算系数。考虑站台宽度的影响因素,对乘客滞留比例、乘客携带大件行李比例通过仿真试验进行客流换算测算,并得到相应条件下的站台宽度计算方法。对于考虑多因素影响的计算场景,设计正交试验对参数进行修正,得到最终的单侧站台宽度计算方法。[结果及结论]单侧站台实际峰值密度约为理论值的0.9倍;乘客滞留和乘客携带大件行李对单侧站台峰值密度的影响分别约相当于1.19和1.75倍的普通上下车乘客;当乘客滞留和乘客携带大件行李两个因素同时作用于单侧站台时,造成的影响高于单因素影响的叠加。

基于乘客行为探讨大客流地铁车站站台宽度计算方法

[目的]根据GB 50157—2013《地铁设计规范》计算出的大客流地铁车站站台宽度偏小,难以消化巨量的客流压力,基于乘客在站台的行为特征提出一种新的站台宽度计算方法。[方法]介绍了现行站台宽度计算方法,并对其与大客流车站站台实际客流进行偏差分析;设置列车未到站和列车进站后两种工况,提出大客流车站站台宽度计算方法;以西安某大客流地铁车站为例,对所提站台宽度计算方法进行实例测算。[结果及结论]鉴于部分车站高峰时段与城市高峰时段不一致,站台宽度计算公式引入车站偏差系数,以车站高峰小时作为确定站台宽度的计算时段。若车站为换乘站,两股分支客流之间存在对向干扰,引入对向干扰系数。站台客流在列车到站后经历了4个阶段,第2阶段对站台占用需求最大,并呈“块”状静止和“线”形移动两种客流特征。与现行规范的站台宽度计算方法相比,所提站台宽度计算方法对大客流车站具有更好的适应性。

地铁站台门系统门机电源设计优化方案

在地铁行业中,站台门系统不仅可以保障乘客的安全,还可以为乘客提供舒适的候车环境,而站台门的电源系统是其重要组成部分之一,当站台门电源系统出现异常,如驱动母线电压过低、驱动母线绝缘不平衡、控制电源异常、UPS蓄电池组异常,会直接导致站台门系统故障,从而影响乘客乘降,情况严重时还会对地铁的安全运营造成威胁。基于该原因,文章对地铁站台门系统的门机电源可靠性进行深入分析,并结合既有线路运营情况提出相应的解决思路与优化方案,该方案不仅能提高站台门门机电源的可靠性,还可降低站台门设备故障率,对站台门设备的稳定运行起到积极作用。

基于云平台的地铁机电工程动态信息系统分析与设计

地铁工程是高度复杂和技术难度大的综合性工程,目前亟需开发一套基于分布式存储技术和云计算技术的信息系统,以统一高效管理机电工程相关信息,优化施工流程,提高效率和质量,降低成本。文章以地铁机电工程为样本,提出一种创新的自动生成算法。借助云平台数据库技术的支撑,运用该算法设计一套地铁机电工程“动态成长”的信息处理系统。相较于传统信息系统,该系统在多个方面展现出显著优势。在功能设计上,该系统贴合地铁工程建设的实际流程,符合地铁机电信息系统的发展趋势。通过运用这一信息系统,不仅能够提升地铁机电工程的建设效率,还可有效加快工程进度,减少工程设计变更。这一设计思路对于全国地铁机电工程数据管理系统的建设具有指导意义,同时适用于其他类型的轨道交通建设。

南京地铁数智赋能平台设计与探索

“十四五”时期,城市轨道交通行业进入数字化高速发展阶段,城市轨道交通企业应通过开展数智赋能平台的设计与探索,建立数字化技术标准体系,积极探索具有自身特色的数字化转型之路。为此,文章以南京地铁为例,在深入分析数字化建设需求的基础上,确定数智赋能平台的总体定位,并对平台的功能模块进行设计,然后介绍平台的建设成效,展望其发展前景。实践证明,数智赋能平台能够支撑城市轨道交通企业各业务板块数字化应用场景的快速构建,创新其构建模式,并有助于建立统一的数据标准及规范,支持多业务场景需求落地,为决策分析及调度指挥赋能,从而加快推进城市轨道交通企业数字化转型进程。

一岛两侧站与单岛站十字换乘方案设计研究

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换乘路径等方式,使上下车乘客流线分离、换乘客流单向循环,最大程度减少客流交叉、加大缓冲区域,有效缓解换乘便捷与拥堵的矛盾;同时,借助客流仿真进行优化设计,达到大客流车站换乘的最佳效果;针对常规十字换乘站地下空间压抑、视线不通透的问题,在节点区域采用组合结构,实现大跨度、大层高设计,改善空间尺度和乘客舒适性。在节点区域采用小埋深、大空间,是在提高换乘功能、空间效果的基础上节约投资的有效途径。在十字路口下方的节点区采用盖挖逆作法,可提高深基坑的安全性,显著减小工程建设对道路交通、市政管线等外部环境的影响,并可节约大量混凝土支撑等临时结构,是一种安全、环保的建造方法。研究和实践表明:针对城市核心区的两线十字交叉大客流换乘站,综合利用一岛两侧站台、组合结构、盖挖逆作法等方法,可以达到车站设计综合效果最优的目的。

地铁车辆小型电器设备加速试验在线测试系统

为了满足地铁车辆使用的小型电器设备在加速试验过程中的在线电性能参数测试的需求,通过对传统的小型电器设备在线测试电源、测试设备及数据处理系统进行改进,提出了一种基于加速试验的地铁车辆小型电器设备在线测试系统。针对地铁车辆小型电器设备对电源系统的特殊要求提出了具有交直流转换、电压可调、大功率、高精度的电源设计方案。同时设计了信号采集、传输的测试电路及可存储、处理数据的软件平台,并应用于实际的加速试验中证明该测试系统是可行的。这种应用于加速试验的地铁车辆小型电器设备在线测试系统可实时检测小型电器设备的吸合时间、接触电阻等数据,为小型电器设备的维修维护提供重要的参考数据。

未预留换乘条件的换乘车站方案研究——以中胜站为例

城市在发展,轨道交通线网在优化,规划在调整,未预留换乘条件的换乘车站日益增多,如何解决未预留换乘条件带来的既有站改造,小规模既有站如何应对换乘客流的冲击,如何实现更优的换乘方案,是轨道交通建设所需要思考的问题。南京地铁中胜站既有站存在未预留换乘条件、公共区空间狭小、现状早晚高峰拥堵严重、既有站变形报警和周边地质差等问题,中胜站采用局部暗挖零距离下穿既有线,实现两线公共区平接、十字形厅-台换乘方案,成功实现了在复杂地质条件下的车站换乘设计和建设问题。该车站对同类型换乘车站具有参考价值。

城市轨道交通数字化运营实践——以昆明地铁4号线为例

城市轨道交通高速发展对企业运营管理带来了前所未有的挑战,传统的运营方式制约了数据的使用和资源的共享。随着交通强国战略、智慧城市建设的快速推进,地铁作为居民交通出行的重要组成部分,高额运营成本与传统运营管理手段不匹配的矛盾,亟需从传统思维向数字思维转变,以数字化驱动运营管理质量提升,提高企业生产效率。本文对轨道交通数字化运营的难点进行了总结分析,并以昆明地铁4号线为案例,展示4号线运营数字化转型的路径及数字化运营的经济效益成果。4号线通过搭建基于云平台的轨道交通综合自动化系统及业务一体化管理系统,并同步开展企业数字化转型变革,实现地铁数字化运营,以实践推进企业降本增效,为同行业提供了面向城市轨道交通的数字化运营解决方案。

基于BIM的地铁施工总承包管理平台研究与应用

在深入剖析发达城市中心主城区环线地铁建设过程中施工总承包管理的业务需求及重难点基础上,创新施工总承包管理模式,基于BIM、GIS、物联网、移动互联等技术,以全专业BIM施工深化模型为载体,为地铁施工总承包管理定制研发管理平台。实现施工项目安全、质量、进度、人员、物资、设备等方面的全过程、精细化和形象化管理。实践表明,应用定制研发的管理平台,极大提升施工总承包管理效率,在提升施工质量、降低安全风险、控制工期成本、提高管理效益、辅助科学决策等方面成效显著。

变工况下地铁屏蔽门风压特性实测研究

针对屏蔽门风压问题,通过改变车站公共区机械送排风系统、轨行区上下排热系统和活塞风井通风系统得到8种组合工况,对列车正常运行下屏蔽门风压进行测试。结果表明:在车站公共区机械送排风系统变工况下,不同位置屏蔽门同一时刻承受的风压极值最大相差近50%,不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;轨行区上下排热系统变工况下,开启上排热能降低中部屏蔽门的最大正压值,但对两侧屏蔽门的效果并不好,因此轨行区上排热系统不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;双活塞风井连通风阀变工况下,开启连通风阀能有效降低屏蔽门风压值,正压峰值最大能降低88.3%,负压峰值最大能降低50%。

适应不同编组列车的地铁站台门系统改造设计

随着城市轨道交通线网的发展,线路改造实施预留编组车辆运营的趋势愈发明显,同时部分线路存在不同编组车辆混跑的工况,需解决与之匹配的站台门系统改造问题。依托成都地铁5号线车辆编组由6A改为8A的工程应用,通过对站台门系统布置方案、控制系统配置进行研究,从相关土建布局、信号机低压配电系统接口、工程实施、过渡期混跑等方面进行分析对比,研究改造过程中的风险影响并提出解决措施。最终总结出站台门系统的改造要点及适应不同编组列车混跑的运营模式,提出一套空间布置与系统协同的站台门设计解决方案,为其他类似轨道交通线路改扩建工程乃至多层次轨道交通网络化运营的站台门设计提供借鉴。

两条地铁间所有方向换乘客流同站台换乘模式研究

通过对地铁同台换乘车站的研究可以得出,1个同台换乘车站无论采用平行双岛站台还是叠岛站台,都只能实现4个客流方向的同台换乘,而另外4个客流方向的组织需要通过楼扶梯绕行至另一站台才能实现。连续2个同台换乘车站组合可以实现两线间所有方向的同台换乘,从而为旅客提供最便捷的换乘服务,同时也更加符合以人为本的设计理念。文章从城市轨道交通线网规划、客流、车站及区间实施条件、两线建设时序等方面分析这种组合模式的实施可行性。

地铁站台乘客候车区域选择行为分析与建模

在城市轨道交通运营高峰时段,轨道交通站台受大客流冲击,极易出现乘客候车分布不均现象,导致乘客上下车效率低下、秩序混乱等问题。针对乘客进入站台后的候车区域选择行为特性进行分析,从乘客、站台、环境3个方面提出乘客候车区域选择行为影响因素,并对行为影响因素进行重要度排序。基于关键影响因素,构建候车区域吸引力模型,建立基于元胞自动机的站台乘客候车区域选择行为仿真模型。分析客流到达率、乘客到各候车区域距离、各区域乘客聚集度、排队空间影响系数与候车区域利用率的关系。挖掘不同因素影响对站台候车区域利用率的影响机理,以支撑站台候车引导策略的制定和客流的精细化组织。

基于BIM+GIS的地铁全生命周期信息化平台探索

从BIM与GIS技术在重大工程的研究现状与趋势出发,将BIM与GIS技术集成并赋能于传统地铁工程管理,建立基于BIM+GIS的地铁全生命周期信息化平台及完整的数据标准体系。首先对BIM与GIS进行分析和简述,然后在其理论基础上进行探索和定义,再结合第三方管理平台对BIM和GIS进行技术集成,建立基于BIM+GIS的地铁全生命周期信息化平台,从地铁初步设计、施工、运维、信息管理过程等全生命周期管理角度,通过数字透视地铁工程、模型解译地铁工程、平台管控地铁工程,从而实现地铁规划设计、施工验收和安全运维等全生命周期的统一管理和维护,并进一步走向智能化和智慧化。