我国第一个跨座式单轨交通系统应用.docx

我国第一个跨座式单轨交通系统应用limin导语：天马行空般穿梭在重庆都市中的地铁线路，是我国第一个跨座式单轨交通系统，重庆轻轨2号线采用西门子公司的PLC-WinCC系统对地下站环控系统进展监控，实现对车站的给排水设备、应急电源、屏蔽门系统等进展监视控制。中国首个单轨蛟龙地铁是解决城市内交通的主要手段，在兴旺国家，每年城市的轨道交通承当了城市旅客运输量的60%至87%。目前，世界约40多个国家和地区的132个城市建成5,000千米地铁和3000多公里轻轨铁路，每年运送旅客达260亿人次之多。在我国有将近二十个超大城市和特大城市正在建立和筹建自己的轨道交通。国家有关部门已经规定人口在300万以上、GDP值在1000亿以上、年财政收入在100亿以上的城市可以修建地铁。2020年在扩大内需的新政策环境下，将来7年国内将有15个城市、超过1500公里的地铁投入运营，总投资规模约6000亿元地铁正在成为最大一笔市政投资。尤其，重庆地铁可谓是我国轨道交通产业中的一朵奇葩。单轨交通系统是铁路轨道交通的一种形式，其特点是使用一条轨道，而非传统轨道交通的两条平行路轨。这种“空中巴士与普通轻轨相比，具有爬坡才能强、转弯半径小、噪音低、投资少的特点。单轨交通系统的路轨一般以混凝土制造，比普通钢轨宽很多，车辆比路轨更宽。当代单轨车辆通常使用橡胶轮胎而不是钢轮，轮胎在路轨的上面及两旁转动，推动列车及维持平衡。它更像公共汽车一样在水泥路上运行，不会发出轰隆隆的响声，因此噪音很小，低于60分贝，不会干扰市民的生活，可以起到良好的环保作用；不占用任何土地资源，每条线路宽仅为0.8米，不会遮挡阳光照射到地面，车内采光也不受影响，还可以游览观光；爬坡性能比拟好，高架单轨每小时的时速能高达80公里。表1：普通轻轨与单轨地铁的比照重庆轨道交通线网规划由“九线一环共10条线组成。线网布设以主客流方向为主，均通过核心城区或者从核心城区出发。9条放射线，可知足核心城区开展对轨道交通的需求，同时能知足核心城区与外围组团交通联络的需要。轨道交通1、2、3号线为骨干线，在核心城区形成“大字形线网骨架，3条线总长146km。根据重庆市目前的经济实力和相关条件，在建工程适宜采用造价相对低廉的地面高架型式。鉴于“山城地形条件，轨道线路会有很多陡坡急弯，选用的交通制式性能必须与之相适应，且对城市景观和环境影响较小。为此，在充分论证的根底上，重庆市决定首建的2号线采用跨座式单轨交通。迈出第一步的艰辛当然领跑于全中国的重庆地铁，面临的困难也是前所未有的。当时跨座式单轨交通建立在我国尚属首次，世界上只有美国、日本、马来西亚等少数国家拥有高架单轨这种交通工具和消费技术。预制混凝土单轨线路与通常的“钢轨线路在施工工艺及其装备上完全不同，差异极大。十分是三维空间受力的PC轨道梁制造及架设安装、轨梁一体的道岔和转辙电控系统、车辆对转向架轻量化构造的要求，被称为重庆单轨的三大技术关键，也是三大攻坚难题。以最早落成的重庆轻轨2号线为例，东起市区贸易中心较场口，西至大渡口区钢铁基地新山村，全长19km高架16.5km，地下2.5km，设18座车站地下车站3座。整个线路的纵断面起伏很大，有10处大于40的坡度其中5处接近50，全线30以上的坡道长度占线路总长35%。此外，一期工程的综合造价只有2.47亿元/km，全线平均综合造价约2.3亿元/km，仅为我国地铁造价的1/21/3。表2：重庆跨座式单轨交通系统综合技术经济数据统计其中，预制预应力钢筋混凝土轨道梁简称PC轨道梁是跨座式单轨交通系统中三项关键性技术装备之首，不仅对保障系统平安运行有着至关重要的影响，而且技术复杂、制作难度大。它不仅是承受列车荷载的承重构造，也是车辆走行的轨道，同时又是供电、信号、通讯等缆线的载体。梁体内外需预埋或者附装各种功能的缆线及梁体的连接构件，构造相当复杂。为保证行车平安和乘客舒适，轨道梁的制作质量和精度要求都特别高。然而中国人的学习速度和创新速度从来都不输于人。经过10年的风雨无阻、孜孜以求，国内50多家科研、设计、技术开发和企业单位的介入，近千名资深专家和工程技术人员的努力，重庆地铁终于走完了国产化之路，将成果全部转化到重庆2号线地铁工程之中。如今2号线已经建成，1、3号线正在紧张施工中。预计2020年左右，由1、2、3号线组成的“大字形线网骨架将会落成，运营里程可达70km，初步缓解核心城区交通拥挤状况。为解决地铁2号线现场大跨度30-40m轨道梁的需要，重庆市轨道交通总公司采用了“高精度预应力混凝土轨道曲梁现场现浇制造综合技术，其大跨度、小半径轨道梁高精度线性控制技术到达了国际先进程度，建立精度高达3，完全知足高架主体构造的技术指标。此外，长春客车厂通过技术引进，已经根本把握了单轨车辆的消费技术。除日本进口2列8辆样车外，其余车辆全部由国内消费。这也促使世界的地铁格局发生根本性的变化，重庆成功跨越了过去的技术壁垒，有实力融入全球性的竞争和角逐。BAS和FAS系统的集成当代城市中，地铁是人流最为密集的公共场所，其单向每小时可运送4万至6万人次。在地铁开展的100多年时间里，每几年亚洲国家就有一次重大的意外发生。在这钢筋水泥的迷宫中，机电设备复杂、繁多，而且位置分散，其可靠运行是地铁平安运营的前提条件。况且能源作为地铁经营中的重要本钱，节能问题直接影响到地铁经营的效果。把这些机电设备纳入统一的BAS系统进展智能化的治理，是保障其可靠、绿色的最有效的方法。BAS系统BuildingAutomationSystem，即“环境与设备监控系统，主要是调节车站的环境参数，为乘客提供一个平安舒适的乘车环境，同时，知足紧急状态下的报警、防灾等的控制需求，是车站自动化系统中的重要组成局部和核心控制局部。BAS系统主要是监控车站环境下的照明设备、透风空调设备、给排水设备、自动电扶梯设备、防烟防火设备等，并使这些设备自动协调运行。由于地铁系统规模一般非常的大，采用成熟且可靠的技术可以减少整个系统的风险，进步总体平安性，因此重庆地铁2、3号线中首选西门子产品作为控制核心，掌控重庆地铁的BAS“方程式。并且，重庆单轨尝试将FAS防灾报警系统和BAS两系统在车站级通过WinCC进展集成，创造性的利用成熟技术，在系统整合方面进展创新。这样便于信息的传递和分享，增加系统的实用性，更加知足运营的需求。例如，重庆轻轨2号线采用西门子公司的PLC-WinCC系统对地下站环控系统进展监控，实现对车站的给排水设备、应急电源、屏蔽门系统等进展监视控制。车站级BAS系统，在两端各配置了1套西门子的冗余PLC414H作为车站BAS系统的控制器，选用了ET200M远程I/O作为BAS系统的现场设备，冗余PLC通过Profibus双总线与ET200M实现连接。冗余PLC实现车站BAS的总体控制、形式控制。在每个车站另外配置了假设干个从控制器，选用的PLC是西门子的S7313C，主要监控小系统设备和其它如冷水机组、事故照明、普通照明等设备。地铁线路BAS系统以车站作为根本单位的，即每个车站构成一个相对独立的控制系统用于监控本车站的相关机电设备，车站BAS主要完成对站内机电设备的点动控制、设备联动连锁控制、系统级控制、时间表控制等功能。同时，车站BAS系统自身具有实时监视、操纵和报警记录、定期归档和报表等根本功能。此外，站级BAS系统通过全线骨干网络实现与控制中心OCC，OperateControlCenter的数据交换，上传相关监控数据，同时承受控制中心下发的控制指令、时间表、控制全线。防灾报警系统FAS按中央级与车站级2级监控治理。该系统在全线车站级含18个车站、控制中心大楼、车辆段设置。FAS系统除承当火灾报警任务外，还对自动扶梯运行及故障状态进展监视，对照明系统高架站8个回路的开、关进展控制和监视。车站BAS系统的控制方式主要包括正常运行状态下的电动控制、时间表控制，两种控制方式彼此独立，优先级不同。通常情况下系统按照时间表形式自动运行，当发生火灾时，BAS系统自动切换到对应的火灾形式运行，相应的火灾形式根据FAS发来的相关火灾信息进展自动控制。西门子的工程师们在深化全面的理解地铁内各种机电设备怎样工作的前提下，通过自动化系统对这些设备进展科学高效的监控治理，成为了确保地铁平安的关键因素。在发生火灾事故或者列车阻塞时，地铁的智能化的环境监控系统可以及时地获取事故信息，并且指挥机电设备做出迅速的反响，根据着火点位置或者列车阻塞位置自动调度，进展透风排烟，引导人员疏散，极大地进步地铁运营的智能化和平安性。集成之后的BAS与FAS系统知足了更高的要求，实现系统间的联动以进步地铁运营的平安性，改良了系统之间的协调，进步了应急处理才能，防止发生不必要的操纵错误，降低了劳动强度。考虑到设备种类繁多，BAS系统采用标准的、开放的Profibus通讯协议，既易于工程化施行，又便于维护。整个系统选用统一的、优化的和无比“扎实的西门子硬件平台，维修及维护本钱显著降低。重庆地铁BAS系统真正做到了集中治理、集中维护、方便扩大，到达了地铁的运行治理控制决策程度和事故应变才能得以提升这个梦寐以求的高度。在充分竞争、几乎没有任何空隙的地铁市场里，西门子创造了令人吃惊的业绩：北京地铁、上海地铁、深圳地铁、广州地铁，无一不与西门子“联姻。这个业绩的支撑点就是全集成自动化TIA采用西门子的整合产品将系统性能提升到极致。在这个地铁开展的黄金年代，机遇摆在每个人的眼前，但是最后的赢家一定是有使命感，有全球的视野和高度，并为此做好充分预备的企业。