郑州地铁一号线（精选10篇）
郑州地铁一号线 篇1
郑州地铁一号线一期工程为东西向的骨干线路,始建于2009年3月,全程26.2 km,设站20个,计划2013年底通车。郑州轨道公司采用的是南车株洲电力机车有限公司制造的4动2拖6辆编组的B型车,设计寿命为30年。
列车的编组形式在车辆选型中占有较大比重,往往需要结合线路客流量、运营服务水平、工程造价以及运营维修成本等多种因素综合确定[1]。郑州地铁一号线车辆编组形式经过3种方案比选,最终确定运营初期、近期、远期均采用6辆编组的固定编组形式。
1 郑州地铁一号线客流预测
车辆编组形式的确定基于大量的客流量统计,客流量是决定编组形式的主要因素[2]。郑州地铁一号线客流预测指标见表1。
从表1可以看出,一号线全日总客运量从初期的32.4万人次增长到近期的71.9万人次及远期的95.6万人次,线路客流一直稳步上升。一号线的客运强度初期即高达1.24万人次/(日·km),远期更是上升到2.46万人次/(日·km),可见,一号线线路沿线的客流成熟稳定,与其在轨道网络中的骨干地位完全吻合。
2 郑州地铁一号线车辆编组方案比选
在确定郑州地铁车辆编组形式时,曾提出3套方案进行比选。各方案设计年度编组方案、高峰小时行车量、运能储备等指标见表2。
2.1 远期车辆编组形式
根据《城市轨道交通工程项目建设标准》,站席站立定员标准采用6人/m2,各方案列车定员数见表2。从远期运能需求分析,远期单向最大高峰断面流量3.65 万人/h,如采用5辆编组,为满足运量要求,远期高峰每小时需开行列车31对,系统运能无储备,无法满足远期客流进一步增长的需求;如采用6辆编组,高峰每小时需开行列车25对,按高峰每小时开行30对列车计算,运能储备达到20.1%,为远期客流增长预留了空间。
从系统服务水平分析,6辆编组高峰每小时开行30对列车,行车间隔2 min,服务频率高,且高峰小时车辆内站立人员密度低于5 人/m2,高于4 人/m2的区间仅占线路全长的32%,系统舒适度好,适应本线远期平均运距9.2 km较大这一特点。因此,一号线列车远期宜采用6辆编组。
2.2 初、近期车辆编组形式
考虑到车辆的使用寿命及初、近期仅隔7年,时间跨度短,故近期宜采用与初期相同的列车编组[3]。满足初期、近期预测客流量的编组可选择4辆、5辆、6辆3种编组方案。以下主要从运能适应性、服务水平、车辆扩编等方面对3个编组方案进行比较。
2.2.1 运能适应性
以上3种方案远期均采用6辆编组,系统运能相同,工程费用也基本相同。从表2 中数据看出,方案1近期采用4辆编组,高峰小时开行列车28对,行车密度高,难以适应近期客流进一步增长的需求,须根据客流增长情况,适时扩大列车编组。而方案2和方案3分别采用5辆、6辆编组,近期分别开行列车22对、19对,对近期客流增长有较好的适应性。
2.2.2 服务水平
列车服务水平的高低主要取决于行车间隔的大小,行车间隔小,相应的服务水平自然就高[4]。从表2数据看出,方案1初、近期行车间隔均小于其他方案,但采用4辆编组,近期高峰小时行车密度达到28对/h,与远期相当,不符合轨道交通服务水平逐渐增高的规律,不宜采用;而方案2和方案3初、近、远期的行车密度符合随着服务水平和系统运输效率的提高逐次加密的特点,初、近、远期均可实现较高的服务水平。
2.2.3 车辆扩编的可行性
上述3个方案中,方案1和方案2均存在着远期扩大编组的问题。列车扩编在技术层面上虽可通过对车辆牵引、控制、辅助设备等进行改造实现,但新车与旧车的制造存在一定时间差,其匹配、衔接难度较大,且新车与旧车混编,不同的车况其寿命也不同,不但影响列车外观,还会给车辆维修带来一定的难度[5]。另外,列车扩编会对运营产生较大影响,增加了运营组织的难度。可见列车扩编发生的费用不是简单地增加车辆的费用,还包括相当部分的技术改造及额外费用。例如上海轨道交通一号线列车由原来A型车6辆编组扩编为8辆编组,公开招标订购价格1 320万元/辆,大大超过新购同类型车辆的价格(约900万元),且实施过程复杂,实施难度较大。
方案1、2还可考虑远期重新购置6辆编组车辆,原有4辆、5辆编组车辆调配至其他线路使用。但目前信号系统中的列车自动控制系统都要依赖于车载设备对列车进行控制,线网每条轨道交通线路的信号系统配置及系统供应商都可能不相同,因此,转线运营将面临着信号系统的改造或完全更新的问题,而方案3则不存在此问题。
2.2.4 综合评价
通过以上分析比较可知,方案1近期运能对近期客流增长适应性不强,不宜考虑;方案2与方案3主要差别在于,方案2初、近期系统服务频率较方案3略高,但方案2存在远期列车扩编问题,因此在首批车招标时就要附带考虑远期扩编的实施条件。车辆设计必须满足远期扩编对系统接口的兼容、列车运行控制系统的衔接,以及设备容量和安装空间的预留条件等,这些因素无形中都会增加初期车辆制造成本和购置费用。
考虑到本线的客流水平、客流特点及城市规模,从适当的运能储备、提高服务水平、有利于运营管理、吸引客流、车辆购置及运用等方面综合考虑,郑州地铁一号线最终采用方案3,即初、近、远期均采用6辆编组的固定编组形式。
2.3 列车动拖比
根据郑州地铁一号线线路条件,从列车动力性能和列车故障运行能力方面,对6辆编组4动2拖和3动3拖两种组合形式进行了比选。
牵引性能方面:6辆编组4动2拖时,列车起动平均加速度可达到0.9 m/s2,列车起动加速快,有利于缩短加速时间,提高列车运行速度;而采用3动3拖时,列车起动平均加速度为0.83 m/s2,加速性能略差。结合一号线地下线路多断面起伏的特点,为了提高列车动力性能,宜采用4动2拖。
故障运行能力方面:对 3动3拖列车在线路最困难区段故障运行能力进行检算。采用B型车3动3拖编组的列车,在超员载荷并且损失1辆动车牵引力时,起动粘着系数取0.15,能在3%的坡道上以0.25 m/s2的加速度起动,并能行驶至最近车站,乘客下车后空车返回车辆段;在救援工况下,起动粘着系数取0.23,1列空载列车牵引1列超载(无动力)故障列车能在3%的坡道上起动,有0.14 m/s2的剩余加速度,计算粘着系数偏高,在线路条件不好的情况下可能会出现打滑现象。通过检算,3动3拖编组的列车故障运行能力尚可,但故障救援能力显得不足。虽可采用架控方式减少列车故障时动力损失的比例,提高列车故障运行能力,但架控模式的动车造价较车控模式动车高,从而使得3动3拖架控车辆与4动2拖车控车辆价格相当。 而4动2拖编组动车牵引性能好,可实现0.9～1.0 m/s2的起动平均加速度,采用车控方式即可适应车辆在丧失1/4动力和丧失1/2动力的故障条件下运行,能够满足更高的故障牵引性能要求。
牵引能耗方面:4动2拖编组动车配置较3动3拖编组多,列车牵引能耗也相应较高。根据列车牵引仿真计算,与3动3拖编组相比,4动2拖编组列车单程运行牵引能耗高约13%。经测算,运营初期年牵引能耗支出高约218万元,25年运营期累计增加牵引能耗支出净现值434万元。
综上,4动2拖编组列车虽牵引能耗较3动3拖方案略高,但在列车牵引制动性能、运营可靠性、故障运行及故障救援能力方面更有保障,因此郑州地铁一号线列车采用了6辆编组4动2拖方案。
3 结论
综上所述,郑州地铁一号线车辆初、近、远期均采用6辆编组4动2拖方案,其排列形式为: +Tc*Mp*M=M*Mp*Tc+。其中:Tc车为带司机室的拖车;Mp、M车为动车,Mp车为带受电弓的动车;+为全自动车钩;=为半自动车钩;*为半永久车钩,Tc、Mp、M组成独立的单元车组。初、近、远期高峰小时列车运行交路如图1、2所示,列车配属情况见表3。
对于建设首条轨道交通线路的城市,在首批车招标时就要系统考虑列车编组这一问题。一般来说,列车的编组形式需要在大量客流预测的基础上结合乘座舒适度和服务水平的发展与提高等客观因素综合确定。而对于某个确定的客流预测值,列车的编组形式又决定了高峰小时列车开行对数、列车配属数、列车的运行交路以及系统的输送能力等。因此列车编组必须从线网规模、服务水平等角度,用可持续发展的观点统筹考虑,择优选择。
摘要：在研究郑州地铁一号线客流预测的基础上,对满足客流预测的3种方案进行比选,从运能适应性、服务水平、车辆扩编的可行性以及列车动拖比等方面进行研究,从而得出郑州地铁最终的编组方案。
关键词：郑州地铁,客流预测,编组方案
参考文献
[1]宋健,马成功.上海市轨道交通车辆选择及列车编组若干问题的探讨[J].城市轨道交通研究,2003(1):46-47.
[2]程雯.关于城市轨道交通列车编组形式的探讨[J].都市快轨交通,2006,19(4):29-30.
[3]何晔.南京地铁2号线列车编组的比较研究[J].城市轨道交通研究,2004(6):67-68.
[4]谢振国.杭州地铁1号线车辆编组的探讨[J].机车电传动,2004(3):42-43.
[5]徐锦帆,梁广深.地铁列车编组分期实施的合理性及扩编的可行性[J].都市快轨交通,2007,20(2):1-5.
郑州地铁一号线 篇2
天津地铁既有线改造工程于2001年启动。天津地铁于2001年10月9日起停运，改造工程于2002年11月21日正式开工，并于2005年12月28日建成通车，原定于2006年3月28日开始观光性试运营，但在3月28日地铁车站贴出通知，观光性试运行未能照计划进行。最终于2006年6月12日开始载客试运营。
改造后的地铁1号线全长26.188公里，其中高架线8.743公里，地面线1.509公里，过渡线0.558公里，地下线15.378公里(包括既有线7.335公里)，设刘园、西横堤、果酒厂、本溪路、勤俭道、洪湖里、西站（因整修此站于09年5月28日起临时取消）、西北角、西南角、二纬路、海光寺、鞍山道、营口道、小白楼、下瓦房、南楼、土城、陈塘庄、复兴门、华山里、财经大学、双林共22座车站。既有线所设的新华路站被永久关闭，成为中国大陆第一个永久关闭的地铁站。官方说法为因此站与小白楼站相距过近而被关闭。亦有人指出此站关闭很可能因为与天津市委市政府地下构建物相连通，不便进行改造。
地铁一号线设计是沿南北交通主轴，缓解南北方向的交通矛盾。这条线路符合城市总体规划要求，在中环线以内保持在地面以下，符合城市居民出行的主要客流方向。天津市居民原有的出行习惯是以和平区为中心，向外呈放射性发展。现在，在保留和平区辐射功能的同时，居民的出行规律以海河为界，海河以西居民的出行顺序依次为红桥、南开、和平、河西，海河以东的出行顺序为河北、河东、河西，而西北角至小白楼路段是天津市交通流量最大的地方，其中尤以南开区二纬路附近和南京路交通最为拥挤。在这些路段的早7点高峰时段，地铁的最大输送能力将达到4.81万人次/小时。
郑州地铁一号线 篇3
【关键词】地铁；综合监控系统；组成；功能
1.西安地铁一号线概述
西安地铁1号线西起西安市西大门后围寨，沿枣园路向东，经阿房宫、汉城北路、城西客运站至丝绸之路群雕；再沿大庆路经沣惠路、桃园路、劳动路至玉祥门；从地下穿越古城墙后，沿莲湖路、西五路、东五路经北大街、解放路至朝阳门；再沿长乐路经康复路、西京医院、金花北路至万寿路；跨过浐河后，沿纺北路至纺织城。线路全长25.36千米，共设19座地下站，其中5座为换乘站；设1座车辆段及综合维修基地位于后卫寨，1座停车场位于纺织城；全线设主变电站两座，分别位于劳动路和金花路附近。一号线与二号线在北大街站进行换乘，是构成西安市近中期线网的骨干线路，对缓解东西走向道路交通压力，具有重要意义。
2.西安地铁一号线综合监控系统总体概述
西安地铁一号线综合监控系统集成与互联的系统：变电所自动化系统（PSCADA）、环控系统、防灾报警系统、屏蔽门、门禁系统、自动售检票系统、乘客信息系统、广播、闭路电视、列车自动监控、防淹门、通信集中告警。
2.1集成和互联的方式
①深度集成：子系统与ISCS融合为一体，如PSCADA、BAS。
②界面集成：子系统完全独立，子系统的控制画面由ISCS完成,如PA和CCTV。
③互联：子系统完全独立，ISCS与其仅仅交换数据,如ATS、FAS等。
2.2集成和互联的定义
①集成：表明ISCS与各子系统之间存在紧密的耦合关系，子系统的数据处理、监控功能、人机界面均通过ISCS完成，正常情况下集成的相关系统依赖ISCS实现正常操作功能。
②互联：表明ISCS与各子系统是采用松耦合的结构，子系统是与ISCS有数据交换但其数据处理相对独立。
3.一号线综合监控系统两级控制
西安地铁综合监控系统设控制中心和车站两级控制，控制中心为主控制，车站为分控制；控制结构为控制中心、车站、就地三级控制。
3.1控制中心功能
控制中心功能：监控全线所有车站电力、环境、火灾报警、闭路电视、广播及电话、给排水、照明、自动扶梯等设备的运行状态并提供事故报警。接受所有车站站台、站厅探头的温湿度和二氧化碳含量等环境参数及检测全线用水量。与中央列车自动监控系统接口，接受列车在站内及区间位置信息。与中央始终接口，接受主时钟信息，统一系统全线时钟。系统有与防灾报警系统的接口，在发生灾害时，命令环控系统按灾害模式运行。记录各车站主要设备的运行状态、运行时间。定期输出各类数据及报告。
3.2车站控制室功能
车站控制室功能：监控车站环境、火灾报警、闭路电视、广播及电话、给排水、照明、自动扶梯等设备的运行状态并提供事故报警。接受车站站台、站厅探头的温湿度和二氧化碳含量等环境参数。调控全站设备的运行，必要时进行人工调整。向控制中心传送设备信息，并执行其命令。接受防灾报警系统报警，并按灾害模式运行。
3.3就地级功能
就地级功能：向车站控制室传送锁孔设备的工作状态。执行车站控制室的控制命令。就地控制与调试。具有独立运行能力。
4.一号线综合监控系统控制权限
运营人员众多，不同级别不同类型的监控人员所能监控的权限不同，要求综合监控系统能够根据所属级别安全管理所有运营人员的不同监控范围。综合监控系统将向全体运营人员、维护人员、管理人员提供完整的符合对应级别的权限表。
5.一号线综合监控系统的主要功能
5.1电力监控功能
①显示供电系统的设备运行状态。
②可对开关进行遥控、屏蔽和置牌。
③可显示设备告警信息。
④可按车站、电压等级和单个设备进行控制授权。
⑤可查询历史数据。
⑥可对画面进行打印。
⑦具有统计报表功能。
5.2广播功能
①可显示出车站所有广播区及其占用状态。
②可选择实时广播、线路广播和语音广播。
③可对正线任意单个广播区域的语音广播内容进行监听。
④可以按照列表和车站平面图方式选择广播范围。
5.3闭路电视功能
①允许操作员以两种方式选择要监视的摄象机进行监视：列表方式和图形方式。
②允许对监视器和打屏幕投影上的CCTV图象进行操作。
③支持全画面和4画面功能。
④可以固定序列、人工序列和OPS序列控制。
⑤支持PTZ功能。
⑥可对人工序列控制进行增加、删除和修改。
⑦支持工作站旁监视器上和OPS上的不同固定序列功能。
⑧CCTV画面的操作具有优先级和控制命令超时自动失效功能。
5.4乘客信息功能
5.4.1车站信息
①可对全线所有区域, 全站厅, 全上行站台及全下行站台进行选择。
②用不同颜色显示优先级和各车站显示板的当前状态。
③可显示所有已经发送的信息,包括车站信息或车载信息, 预设信息或人工信息。
④可对预设信息进行编辑。
5.4.2车载信息
①可对所有列车发送信息，各列车信息相同。
②与车站相似，可以显示所有已发送的信息，可以对信息进行增删和编辑。
5.5屏蔽门功能
①可显示屏蔽门的开门和关门状态。
②可显示屏蔽门的告警和查询详细告警信息。
③可显示屏蔽门系统本身的故障告警信息。
控制中心综合系统显示全线PSD系统运营状况，可实时监视全线所有滑动屏蔽门、应急逃生门、端门、单元控制器、就地控制器和电源的状态和报警。
车站综合监控实现上述功能，是以每个车站设计一张PSD画面，按照列车编组长度、各个门的实际位置放置滑动屏蔽门、端门的图元，通过预定义的图元向操作员提供PSD信息的监视。当设备有报警时，图元变成红色闪烁状态。
5.6防灾报警功能
可显示FAS的各车站防火分区报警信息状态。
综合监控系统通过车站FEP接收到本车站范围内FAS各主机状态、防火分区报警信息和火灾告警信息等数据，进行协议处理后转发给车站服务器。
车站服务器对FAS数据进行处理、记录，一方面上传给中央实时服务器，另一方面在车站操作员工作站HMI按照预配置的告警形式发出告警，如告警画面、声音告警等。
中央实时服务器接收到车站服务器的防火分区报警和火灾告警信息后，对数据进行处理、记录，一方面在OCC操作员工作站HMI按照预配置的告警形式发出告警，如弹出告警画面、声音告警等；另一方面将告警信息写入历史数据库。
5.7 IBP盘功能
①IBP盘支持紧急情况下关键的控制功能。
②包括：
阻塞模式下的隧道通风、车站通风；闸机紧急释放控制；紧急停车和放行；屏蔽门紧急开门控制。
5.8告警功能
①可以显示所有相关系统的告警。
②可以单独显示各相关系统的告警。
③可以按照车站、优先级和时间等方式对告警进行筛选。
④可对告警进行确认。
⑤可以对告警画面显示内容进行冻结。
⑥可以开启和关闭告警声音。
6.结束语
郑州地铁1号线列车控制电路 篇4
现阶段地铁车辆大都引入了网络控制, 但是硬线电路因其极高的可靠性和可维护性, 因此在车辆电气设计中仍然大量采用硬线电路来实现其功能。本文详细阐述了郑州1号线项目中车辆硬线控制概念和电路的设计。
郑州1号线车辆为B型车, 每列车辆由6节车组成 (2节带司机室的拖车和4节动车) 。列车按照如下形式排列:
列车编组型式为:-Tc*Mp*M=M*Mp*Tc-Tc*Mp*M=构成可动单元车组。
其中:Tc为拖车 (带司机室) ;Mp为动车 (带受电弓) ;M为动车;-表示全自动车钩;=表示半自动车钩;*表示半永久车钩。
列车既可在ATC信号系统控制下进行自动驾驶, 也可在ATC系统支持下进入ATP保护的人工驾驶模式和完全人工驾驶。
列车最高持续运行速度: 80km/h;
列车设计结构速度: ≥90km/h;
列车列车联挂速度: 5 km/h;
列车洗车速度: 3 km/h;
列车退行速度: 10 km/h。
1 列车控制电路
1.1 列车操作步骤介绍
列车操作步骤类似, 大致如下:
列车激活→司机室占有→升起受电弓→合高速断路器→列车运行模式选择→列车牵引/制动→退出列车运行模式→分高速断路器→降受电弓→退出司机室占有→列车关闭。
1.2 列车激活电路设计
列车激活电路的主要作用是检查列车的完整性, 并在列车完好的情况下激活列车。列车激活后, 蓄电池正常输出电路将会接通并给整列车供电, 列车级的设备和逻辑电路将开始工作, 例如车辆中央控制单元、逆变器控制单元等。同样, 列车关闭后, 这些设备和逻辑电路将会退出工作, 蓄电池正常输出也将断开, 列车仅有永久负载有电。列车电路中, 设计两类激活继电器以完成上述的激活功能, 具体如下:
一类为列车激活继电器。在列车激活后, 在列车的两个单元的一类列车激活继电器均得电。作用是使整列车蓄电池正常输出电路工作并使列车激活电路保持 (图1中的=72-K102) 的相应触点。
二类为操作端激活继电器。在列车激活后, 仅在操作端单元的激活继电器得电。部分设备和逻辑电路, 需要在列车激活后仅在任意一端投入工作, 如列车超速电路, 列车紧急制动电路等, 此类设备和电路将使用操作端激活继电器 (见图1中的=72-K101、=72-K109和=72-K209) 的相应触点。
列车激活电路中, 设计一个自复位旋钮 (见图1中的=72-S101) 完成列车激活和关闭的操作。列车激活旋钮=72-S101采用三位置的自复位旋钮开关, 即“合”、“0”、“分”三位。“0”位为常态, 旋转此旋钮至“合”位置, 列车将被激活, 旋转至“分”位置, 列车将被关闭。激活电路中使用了此旋钮的两对触点。其中13-14触点在“0”位和“分”位时为开, “合”位时为闭;23-24触点在“0”位和“合”位时为闭, “分”位时为开。
列车激活过程:司机上车后, 旋转=72-S101 (操作端) 至“合”位置, 列车永久110V电源电流通过旋钮=72-S101 (一单元) 的13-14触点、=72-K102 (操作端) 的常闭触点71-72, 从而使列车的激活继电器=72-K101 (操作端) 得电。此后, 永久电路的电流通过=72-K101 (操作端) 的23-24触点、=72-S101 (一单元) 的23-24触点、单元间的半自动联挂电路 (见图2) 到达非操作端单元, 然后继续通过=72-S101 (非操作端) 的23-24触点、=72-K101 (非操作端) 常闭触点61-62使列车的激活继电器=72-K102 (非操作端) 得电, 同时通过列车线使操作端激活继电器=72-K102也得电。此时, 操作端的激活继电器=72-K101已得电, 而非操作端的激活继电器=72-K101不动作;两个单元的激活继电器=72-K102均得电。在操作端永久110V电源电流通过继电器=72-K102的23-24触点、=72-101的13-14触点使=72-K101在激活旋钮=72-S101处于“0”位时持续闭合。
列车关闭过程:旋转任意单元的=72-S101至0FF位, 将会导致列车两个单元的激活继电器=72-K102均失电, 然后已得电的激活继电器=72-K101、=72-K109及=72-K209也将失电。激活继电器=72-K102失电将断开整车的DC110电源 (永久电源除外) , 列车关闭。
1.3 司机占有电路设计
司机室占有电路的目的是在列车被激活后, 确定受控司机室, 并在受控司机室确定后, 占有司机室对列车运行进行操作, 将相应的设备和逻辑电路投入使用。在一列车中只能有一个司机室被占有。司机室占有电路见图3。
在列车激活后, 操作司机室钥匙至开位, 司控器钥匙开关=22-A01-S01的触点3-4闭合, 经过列车占有继电器=22-K102的31-32触点, 使列车占有继电器 (=22-K101、=22-K151等) 得电, 司机室占有生效, 司机室占有继电器能过=22-K101的33-34触点自锁。同时通过司机室占有继电器=22-K101的13-14触点和列车线使列车两个单元的列车占有继电器=22-K102得电。司机室占有和列车占有后, 可进行所有模式下的司机室内 (司机室占有端) 的列车预备操作, 列车占有=22-K102闭合后, 其常闭点31-32断开, 在电路上使非占有端的司机室占有继电器电路断开, 即在非占有端操作司机室钥匙, 非占有端的司机室占有继电器也不会得电, 同时, 通过SKS的DE模块=41-A101.01的A7点的状态判断出列车两端有司机室钥匙操作, 对司机进行错误提示, 并对操作进行记录。
1.4 受电弓控制设计
当司机室占有后, 司机可操作司机台上 (司机室占有端) 的升弓按钮, 控制列车受电弓的抬升并保持。
只有在列车两个单元的高压箱内的转换开关均在受电弓时, 升弓操作才有效。操作本弓隔离=21-S205至合位时, 操作单元的受电弓被隔离, 不能升弓。
当受电弓升起后, 可操作司机台上 (司机室占有端) 的降后弓按钮实现受电弓的降弓控制。
在紧急情况下, 司机操作紧急停车按钮时, 触发列车紧急停车, 受电弓将会降弓。
受电弓状态通过司机台上升弓按钮=21-S02和降弓按钮=21-S01上的指示灯显示。当两个单元的受电弓均升起时, 升弓按钮=21-S02的绿色灯亮;当两弓均降下时, 降弓按钮=21-S01的红色灯亮。当只有一个弓升起时, 按钮指示灯不亮, 但司机台上的HMI显示屏上会显示。
受电弓控制电路见图4, 受电弓显示电路见图5。
1.5 高速断路器控制设计
高速断路器用于切断牵引系统与接触网的连接。通过操作司机室占有端司机台上的HSCB分=21-S03或HSCB合=21-S04按钮, 硬线电路产生高速断路器控制需求后, 发送给列车中央控制系统的IO接口, 列车中央控制系统接收此需求并结合其他的条件, 通过软件逻辑产生相应的控制命令以控制高速断路器的分断。
当整列车的高速断路器闭合时, HSCB合=21-S04按钮的绿色指示灯亮;当整列车的高速断路器断开时, HSCB合=21-S03按钮的红色指示灯亮。
高速断路器闭合电路附加条件为:司机室占有、无紧急停车、高速断路器闭合按钮闭合、高速断路器分按钮处于分开状态、受电弓已升起。
在降弓或紧急停车时, 高速断路器将被断开。
1.6 列车牵引模式的设计
根据列车运营方式, 郑州1号线车辆设置以下运行模式:
ATO模式:即自动驾驶模式;
ATP模式:即ATP保护下的人工驾驶模式;
RM模式:即限制人工模式;
IATP模式:即点式ATP模式;
ATB模式:即自动折返模式;
NRM模式:即完全人工驾驶模式;
紧急牵引模式;
救援模式;
慢行模式。
设计驾驶模式电路时, 采用的是主司控器方向手柄位置与按钮信号结合的方式来设计电路。
当ATP切除开关在非切除位时, 通过模式选择开关, 列车可以运行在ATO、ATP、RM、IATP、ATB模式。
ATB模式设计:模式选择操作至“ATB”位, 司机操作司控器方向及控制手柄至零位, 关闭司机室钥匙。司机室占有、方向、牵引制动指令、参考值等完全由ATC控制。
ATO模式设计:模式选择操作至“ATO”位, 司机操作司控器方向及控制手柄至零位。方向、牵引制动指令、参考值等由ATC控制。
ATP、IATP和RM模式设计:此三种模式均为ATC设备起部分作用时的列车驾驶模式。模式选择操作至相应位, 车辆由司机操作司控器控制。
当ATP切除开关在切除位时, 列车可运行在NRM、紧急牵引模式、救援模式、慢行模式。
NRM模式:列车完全由司机操作司控器进行驾驶。
紧急牵引模式设计:司机操作司控器方向手柄至F位 (向前方向) 或R位 (向后方向) , 同时, 司机将紧急牵引旋钮旋至“紧急牵引”位时, 相应触点将输出信号给列车中央控制单元, 列车进入此模式。列车将以70%的加速度和最大常用减速度限速运行。
救援模式设计:司机操作司控器方向手柄至F位 (向前方向) 或R位 (向后方向) , 同时, 司机将紧急牵引旋钮旋至“拖动模式”位时, 相应触点将输出信号给列车中央控制单元, 列车进入此模式。此模式用于求援停在线路上的故障车。
慢行模式设计:司机操作司控器方向手柄至F位 (向前方向) 或R位 (向后方向) , 同时, 司机将慢行旋钮旋至“合”位时, 相应触点将输出信号给列车中央控制单元, 列车进入此模式。此模式用于列车联挂和洗车。
1.7 列车牵引制动控制
列车牵引和制动的控制是采用控制命令与模拟参考值结合的方式进行的。控制指令决定是否牵引或制动, 参考值决定牵引力或制动力的大小。这两个信号均由司机控制司控器或者ATC设备统一产生。
考虑到指令的安全传递, 所有牵引指令采用高电平有效形式传递 (即高电平表示牵引) ;所有制动指令采用低电平有效方式 (即低电平表示制动) 。
在由司机控制司控器产生指令的工况下, 设置紧惕按钮检测功能。列车牵引制动指令产生电路见图6。
司控器紧惕电路:在车辆处于非ATO和非ATB操作模式下运行时, 如果司机松开司控器紧惕按钮=22-A01-S00超过3 s, 列车将产生紧急制动。此逻辑的设计为在列车紧急制动电路中, 串入紧惕按钮时间继电器=22-K110的触点, 一旦运行过程中此继电器失电, 将使列车紧急制动回路断开, 产生紧急制动。
牵引指令产生电路:如图6所示, 牵引指令由司控器或者ATC设备产生。在停放制动缓解、无库用电源、无停放制动、整列车客室左门已锁闭、整列车客室右门已锁闭、ATC设备允许牵引、无紧急制动的情况下, 操作司控器至牵引位, 牵引指令有效。
制动指令产生电路:如图6所示, 制动指令由司控器或者ATC设备产生。操作司控器至制动位, 制动列车线变为低电平, 列车制动。紧急制动时, 产生制动指令。
其中为了使列车在运行过程中不会因门故障或人为恶意破坏而停在隧道中, 采用零速继电器旁路了车速>0时客室门对牵引制动指令的影响。
在ATO、ATB模式下, 牵引、制动指令及参考值由ATC通过网络发给列车控制系统, 控制列车运行。
2 结语
电路的设计不仅要满足功能上的要求, 还要尽可能地做到思路清晰、设计精简、可靠性高。此文中控制电路的设计, 其功能完全满足郑州1号线车辆合同的要求, 且结构分明, 可靠性高。
参考文献
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[2]丁荣军, 陈文光.地铁车辆用交流传动系统的设计[J].机车电传动, 2001 (5) .
[3]北京地铁营运有限公司.地铁车辆通用技术条件GB/T7928-2003[S].北京:中国标准出版社, 2004.
杭州地铁一号线安全事故调查报告 篇5
2008年11月15日下午3时20分许，由中国中铁股份有限公司施工的杭州地铁一号线萧山湘湖站工地发生坍塌事故。事故造成约10人死亡，13人失踪，20余人受伤。事故发生后省市区各相关单位全力展开救援工作，省市公安消防武警调集近千人第一时间赶到现场开展抢救伤员，排除隐情和维护现场秩序工作，切断电力、自来水，为现场抢险创造条件，地铁集团组织100多名技术人员进行抢险查漏落实现场的安全措施。事故造成了约4962万的经济。事故调查组由浙江省安全生产监督管理局、浙江省建设厅和杭州市安全生产监督管理局、市建委以及市监察、公安等部门组成，经过考察研究，认定了事故情况和责任，提出了对相关责任人员的处理意见和防范措施的建议，现将有关情况报告如下：
一、基本情况(一)工程概况
1.事故项目名称：杭州铁路一号线建设工程
2.项目内容：建设中的杭州地铁1号线项目，线路总长48公里，共30个站点，项目工程总投资220亿元。其中投资约为82亿元的机电设备项目，由杭州市地铁集团和香港铁路有限公司联合成立的特许经营公司出资、建设并获得25年的特许营运权。
3.铁路概况：车站为地下三层上下重叠的岛式站台结构，车站长161.75米，宽36.6米,深约27米，呈矩形状。最上面层是站厅层，中间层是设备层，下面则是站台层。
(二)项目投资主体，参加各方基本情况及工作关系
1.建设单位：杭州市地铁集团有限责任公司是杭州市政府直属企业，负责杭州市轨道交通工程的建设、营运与管理及其他相关的多种经营服务。杭州地铁运营分公司于2010年8月成立，为杭州市地铁集团下属单位，主要负责杭州市轨道交通地铁运营与管理。
2.总承包单位：北京城建设计研究总院有限责任公司，是国内第一家城市轨道交通勘察设计总体、总承包单位。
3.分包单位：（1）施工单位：中铁四局集团第六工程有限公司，以土木工程施工为主导产业，主要经营范围，涉及铁路、公路、机场跑道、各类桥梁、隧道、市政公用工程、工业与民用建筑、高层建筑、给排水及建筑安装工程、城市轨道交通工程，以及铁路、公路桥梁预制构件生产、制造、安装和销售，其他混凝土预制构件销售，施工机械租赁、维修及混凝土加工销售等。
（2）设计单位：持有工程总承包、建筑工程、市政公用工程、工程造价、工程咨询、建筑智能化、境外工程承包、工程监理、测绘、勘察综合类等多项甲级证书
4.监理公司：上海同济工程项目管理咨询有限公司，是同济大学对外服务的大型监理咨询和项目管理企业，工程领域涉及工程招投标、工程监理、造价控制、项目管理等。拥有房屋建筑、市政工程、航空航天、石油、化工、水利、电力、通讯等十多项专项监理甲级资质。
5.监管部主管部门：国家安全生产监督管理总局 6.项目投资主体与参建各方关系示意图
二、事故经过及施救情况(一)事故经过
2008年11月15日下午3时20分许，由中国中铁股份有限公司施工的杭州地铁一号线萧山湘湖站工地发生坍塌事故。一场猝不及防的灾难使杭州成为全国的视线焦点，路面坍塌的长度75米，并下陷15米，正在路面行驶的11辆车陷入深坑。一个长达100米、宽约50米的深坑被瞬间撕开，现场路基下陷6米。来自施工现场东侧河沟以及断裂的地下自来水管、排污管的污水淤泥倾泻而下，淹没了很多失踪人员。(二)施救情况
事故发生后省市区各相关单位全力展开救援工作，省市公安消防武警调集近千人第一时间赶到现场开展抢救伤员，排除隐情和维护现场秩序工作，切断电力、自来水，为现场抢险创造条件，地铁集团组织100多名技术人员进行抢险查漏落实现场的安全措施。其次明确以下几点内容：一是事发地点的排水和维持秩序、查漏工作，由萧山区负责，公安消防配合；二是被困施工点人员的抢救工作，以公安消防为主，施工单位配合，施工人员家属的稳定工作由地铁集团和施工单位负责；三是组织伤员的抢救工作，由市卫生局和萧山区负责；四是组织专门力量，对事故原因进行彻底细查，对事故责任人依法严处；并且吸取教训、举一反三，严防此类恶性事故再次发生。(三)人员伤亡情况
吴金法47男 淳安 多处挫伤 徐子藩81男 杭州 多处挫伤路人 方炳宝18男 淳安 多处挫伤
祝孔刚41男 河南 多处挫伤留院观察 陈景友38男 河南 多处挫伤留院观察 苏国沦41男 诸暨 多处挫伤
张述清30男 四川 多处挫伤留院观察 管红喜43男 淳安 多处挫伤
宋长法48男 淳安 左胫排骨开放性骨折住院手术 曹松柏55男 安徽 蒙城髌骨骨折住院
方德伦43男 湖北 右肾挫伤、盆骨骨折，胸部挤压伤，头部外伤住院 傅美珍47女 萧山 踝骨骨折住院路人 孙全运58男 安徽 胸外伤，气胸住院 方金木 31 重伤住院 王春永 28 重伤住院 王全勇 35 软组织挫伤
叶志国 42 富阳 长口镇头脑软组织挫伤
步中现 32 河南平顶山布宫村 左脚摔伤右眼皮受伤 黄有付 35 河南 胸部、头颅挤压伤抢救无效死亡 金国飞 30 城厢中队 腰部拉伤 汪斌 32 万谷纺织有限公司 头部外伤 瞿裕昌 30 杭州蒋村 手外伤
朱举忠 56 四川省大竹县文星乡 软组织挫伤 留院观察 何世志 42 四川省大竹县文星乡软组织挫伤 留院观察 徐卫喜 43 淳安千岛湖 肾挫伤 住院
三、事故原因及性质(一)直接原因 1．操作原则不规范
一、基坑的开挖必须分层、分段，且开挖时间不宜过长，每次分层开挖控制在3米，分段开挖保证在15―20米；
二、基坑必须先支撑后开挖，并把握好支撑的细节，基坑的变形要求在受控的状态；
三、注意在雨天环境下基坑的及时排水，在完工后，要立即加固混凝土，确保基坑不变形。在事故地点那种松软的土质，挖的太深太快，是事故发生的原因之一。在编号为010107―SJ的湘湖站施工设计书中可以看到，塌陷的该段工程在设计图中被分成了38段施工段。每段由8米、9米到7.8米不等。现场土质含水量较高，这样的地质，不仅要基坑内降水保证土质干燥，基坑外也要降水，使得内外压力差尽量减小。然而就事故现场，施工部门并没有做坑外降水。2.施工过程中业主方过于求快
由内部文件显示，杭州市地铁集团有限责任公司委托上海中鑫建设咨询有限公司代为招标的“杭州地铁1号线湘湖站/湘湖站~滨康路站(19号盾构)”工程，中标时间为2007年7月24日、编号为2007-010-07的合同中标金额为30621.4188万元。而此次塌陷的湘湖站，编号则为2007-010-07-01，原施工计划在2009年12月完成。
虽然杭州地铁已提前开工，但在具体站点的施工上，工期仍在一再加速。2008年初，位于钱江新城的杭州地铁1号线市民中心站成型，这个站点的建设时间从常规的两年左右压缩至13个月，整整提前了11个月。3.对施工人员的安全技术培训流于形式，甚至不培训就上岗 对施工人员进行上岗培训几乎只有“戴安全帽”。就在杭州地铁出事前的11月12日，深圳地铁一号线项目经理部还组织过年轻的技术人员进行学习。而学习的内容，竟是本应熟练掌握的中铁四局《施工技术管理办法》。4.“项目部管理”成了转包
中铁四局一公司当时采取项目部的方式管理，后将中标工程分割成若干段，以“综合包干单价制”的方式分包给借用正规公司牌照的大包工头。而大包工头则将自己的劳务二次发包给了若干个小包工头。小包工头们则在开工前临时雇用毫无经验、刚刚从农田洗脚上岸的农民工。中铁内部的一位知情人士承认。大致的程序是，公司组建项目部，由少数资深工程师带年轻技术人员进行现场指导，再发包给小工头负责具体施工。5.地铁路线多次改动
地铁本来是越直越好，尽量取直。但出于对地铁经济的憧憬，杭州地铁一开始，就为各方的商业利益所影响，对路线进行了多次的改动。
(二)间接原因 1.施工技术问题
施工过程中违规操作、冒险作业，施工过程中基坑严重超挖，支撑体系存在严重缺陷，钢管支撑架设不及时，垫层未及时浇筑，加之基坑监测失效，未采取有效补救措施，造成基坑周边地面塌陷 2.土地太软造成土地滑移
土质太软造成的土地滑移是此次事故的直接原因。土质流失性强、来往车流量大、雨水浸泡等原因造成了基坑内外压差较大，当内外压差积累到一定程度时，土体移动就不可避免。如果在施工过程中能根据土质条件的变化灵活应变，遵循动态设计、动态施工的原则，是不会出问题的。(三)事故性质
根据对事故原因分析，依据建筑法等相关法律，本事故是典型的责任事故。
四、对有关责任人的处理意见
(一)主要责任人：给予杭州地铁集团有限公司董事长、法定代表人丁狄刚、杭州地铁集团有限公司总经理邵剑明行政记过处分；给予杭州地铁集团有限公司副总经理朱春雷、杭州地铁集团有限公司工程部部长李辉煌行政记大过处分；给予杭州市建委副主任裘新谷行政警告处分。
(二)次要责任人：中铁四局集团董事长、法定代表人张河川，中铁四局集团总经理许宝成，中铁四局集团第六工程有限公司董事长、法定代表人焦杰，中铁四局集团第六工程有限公司总经理王卫，中铁四局集团第六工程有限公司总工程师姚松柏，安徽中铁四局设计研究院院长张文禄，分别给予行政警告、行政记过、行政记大过、行政撤职等处分。
六、防范措施建议: 1.坚决防止和纠正麻痹松懈思想，切实加强对安全生产工作的组织领导
各地、各部门、各单位要从落实科学发展观和构建社会主义和谐社会的高度，充分认识安全生产的极端重要性，始终坚持和推进安全发展的理念不动摇，进一步认清当前安全生产工作的严峻形势，切实加强对安全生产工作的组织领导，坚决克服麻痹松懈思想和侥幸心理，从事故中吸取教训，用事故教训推动工作，针对安全生产工作存在的薄弱环节和突出问题，制定有针对性的有效措施，严防各类事故发生，确保全省安全生产形势持续稳定好转。2.开展建筑、建设工程安全大检查，全面排查安全隐患
各级建设行政主管部门要立即部署在建施工、监理企业开展一次安全生产大检查。检查的重点是：大型公共建筑、高层住宅工程，以及大跨度、深基础、高支模架、高层脚手架、大型起重机械等技术新、施工难度大、工艺要求高的分部分项工程；检查的主要内容是：施工方案及专项方案的技术可靠性和工艺合理性是否符合要求、施工现场各项技术措施是否真正落实、安全防护设施是否完全符合要求等；检查工作做到：行动要快、重点要明、处理要严。对存在问题不认真组织检查或检查发现问题不及时整改的企业，要视作企业不具备安全生产条件，严肃追究企业安全生产责任。
3.认真吸取事故教训，全面加强重点行业领域的安全监管工作
年末将近，人流、物流将有较大增加，各类生产经营活动也将日趋活跃，根据以往规律，这一时期往往是事故易发、高发期。为深刻吸取杭州地铁一号线萧山湘湖站工地“11.15”坍塌事故教训，各重点行业领域要进一步强化工作措施，确保不发生重特大事故。
（一）进一步加强交通安全管理。道路交通安全监管部门要进一步强化安全监管，加强路检路查，严厉打击违章驾驶、超速超载等违法行为，坚决取缔各类非法营运工具，确保道路安全形势稳定。要继续抓好临水临崖高落差危险路段的整治，增设标志标线和防撞设施；进一步抓好客车、危险化学品运输车辆、校车的安全监管和车主、驾驶人的管理，从源头上落实事故预防措施。加大水上交通的监管力度，严格渡口、渡船安全管理，严厉打击自用船非法载客行为，确保水上交通安全。严格对铁路运输设施设备的安全监控，严禁旅客携带易燃易爆等危险品进站上车，确保旅客和货物运输安全。继续抓好水上交通和渔业安全工作，完善海上船舶救生和通讯设备，增强船舶自救互救能力。加大民航安全监管力度，严格机场安全检查，确保航空运输安全。
（二）进一步加强消防安全管理。大力推进“三合一”场所消防安全综合整治，及时消除火灾事故隐患，着力防范电气问题引发的火灾事故。依法查处有关单位的非法生产经营行为，对不具备安全生产条件的各类人员密集场所要坚决予以停产停业整改，特别要重点加强对学校、车站、码头、商场、市场、影剧院、歌舞厅、宾馆饭店、网吧等人员密集场所的消防安全检查和整治，严肃查处锁闭、封堵或占用疏散通道、疏散楼梯、安全出口等违法行为，确保疏散通道、安全出口畅通，保证消防设施完好、有效。
（三）进一步加强危险化学品和烟花爆竹安全管理。全面加强对危险化学品生产、储存、经营、运输、使用和废弃处置等各环节的安全监管，依法取缔各类非法经营的企业和网点。特别要加强对运输环节的监督管理，严格执行剧毒化学品运输许可制度，严防危险化学品在运输过程中丢失、流散或泄漏。认真落实烟花爆竹等民用爆炸物品以及其他易燃易爆物品的安全管理制度和管理责任，依法严厉打击非法生产、经营行为。凡技防设施达不到要求的企业，一律不得存放剧毒和易制爆化学品。
（四）进一步加强建筑施工安全管理。各地建设主管部门要结合本地区特点，针对存在的突出问题和薄弱环节，采取切实有效措施，进一步加强对在建工程建设项目特别是在建地铁工程项目的安全监管。要完善地铁建设安全管理的规章制度，规范地铁建设市场，强化全过程监管；要督促地铁工程建设、勘察设计、施工、监理单位等各方主体严格执行项目建设程序，落实安全生产主体责任，自觉遵守规章制度，杜绝违法违规行为发生。坚决打击工程违法分包、层层转包和资质挂靠等行为，切实消除以包代管和包而不管的现象。加强施工现场危险性较大的专项工程施工方案的编制、审批及现场监督管理。全面落实施工现场防风、防雨、防雷、防滑、防坍塌、防火灾等监管措施。
（五）进一步加强校园安全管理。学生活动要有教师带队，事先要指派有经验的干部、教师勘察活动场所，对活动场所、行进路线、交通工具、器材设备等情况进行安全检查，确保学生的生命安全。学校要加强对学生在各项活动中的安全教育，认真开展以培养防火灾、自救、互救能力为主题的教育活动，增强学生的安全防范意识和能力，掌握基本的避险、救生和报警的方法。地方各级教育行政部门要将安全教育纳入对校长、教师的培训内容，提高学校管理人员的安全意识和管理水平。学校组织大型活动，要严格审批，严禁使用氢气球。4.高度关注经济社会发展中出现的新问题，采取预防性的应对措施
当前，受全球金融危机的影响，我省的经济出现了增速趋缓的状况。各地、各部门要高度关注金融危机对企业安全生产状况的影响，要督促、引导企业一如既往地抓好安全生产工作，要教育企业“越是在困难的情况下，越要重视安全生产”，要保证企业无论在何种情况下都要有人负责安全管理工作。对危险化学品减产企业，要防止其产品积压而产生重大危险源；对破产、兼并、转产、停产等企业，要防止其剧毒化学品、放射源等丢失、被盗事件的发生；对废弃的厂房、矿山、尾矿库等，要彻底消除隐患，如不能消除隐患,要采取严密监控措施,确保万无一失。
七．调查组成员签名
杭州地铁一号线安全事故调查组成员名单 调查组：杭州地铁一号线安全事故调查组 姓
名：某某某
郑州地铁一号线 篇6
车钩及缓冲器是用来连接列车中各车辆, 使之彼此保持一定距离或列车之间的救援连挂, 并且传递和缓和列车在运行中所产生的纵向力和冲击力, 此外还可以实现车辆间的电路和气路连接。
郑州地铁1号线的电客车选用了福伊特公司提供的车钩及缓冲器, 包括全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩, 具体数量:
全自动车钩 (AC) : (2个/列)
半自动车钩 (SAC) : (2个/列)
半永久车钩 (SPC) : (4对共8个/列)
2 车钩基本介绍
(1) 全自动车钩的结构。全自动车钩由机械钩头、电气钩头、可压溃钩杆、橡胶垫钩尾座及其它附属配件组成, 结构如图1所示:全自动车钩的主要目的是用一列功能运行都正常的6节编组列车去救援一列故障的6节编组列车。在紧急情况下当一列故障列车由于技术问题不能自行运行, 另一列车全自动车钩可以立即联挂拖走, 以保证其他列车的安全通过。
机械钩头为330型钩头, 其内部车钩锁确保两节车厢之间的机械连接。表面有凸锥和凹锥, 允许车钩自动对齐和同心, 在水平和垂直方向提供一个大的连挂范围。
电气钩头分布有活动和固定触点与列车配线相连, 利用接线端头将电缆导线与触点相连。在联挂期间, 两个对置的电气钩头紧紧压在一起, 同时将活动触点压在固定触点上, 以实现两列车的电气联挂。
可压溃车钩杆做为中间部件, 将车钩头和橡胶垫钩尾座连接起来。它包含一个行程为300mm的可压溃变形杆。
橡胶垫钩尾座包括一个缓冲装置 (EFG3) 和一个垂向支撑及支座。它的特殊设计能够允许车钩不超过纵向车轴的竖向和横向摆动以及回转运动。
(2) 半自动车钩的结构。半自动车钩由机械钩头、触点连接器、可压溃钩杆、橡胶垫钩尾座及其它附属配件组成。功能特性为:能够实现车辆自动机械联挂, 无需人工辅助。半自动车钩一般设置在列车中部, 可用于列车的分段运行。机械钩头为330型钩头结构与全自动车钩相同。在车钩表面的内孔中, 包含两个移动触点和两个固定触点。当车钩头连挂时, 固定/移动触点被压向其中一个反向车钩, 同时建立电气连接。可压溃钩杆与橡胶缓冲装置结构均与全自动车钩相同。
(3) 半永久牵引杆的结构。半永久牵引杆用于车辆编组时永久性连接, 无自动机械解钩功能;人工电路连挂;风管在牵引杆的两部分对上时会自动连接上。半永久牵引杆未设钩头由易拆卸的卡环连接, 这种连接方式刚性佳、无松脱、安全性高。车辆的电子连接通过跨接电缆实现。解钩作业需在车辆段手动进行。可压溃钩杆与橡胶缓冲装置结构均与全自动车钩相同。
3 机械钩头联挂工作模式
机械车钩头有三个工作位置:准备联挂、已联挂、解钩, 三个位置主要由车钩锁的动作和配合实现。
准备联挂模式和已联挂模式车钩头钩锁位置相同, 因此这种类型的车钩锁被称为一位锁。准备联挂时钩舌腹板靠近于凸锥边缘。钩板通过拉簧压入, 顶住车钩头外壳里的止档。当机械钩头联挂时, 钩舌被压向对侧车钩的钩板上。车钩锁抵抗拉弹簧的作用力转动, 直至将钩舌与钩板槽啮合。此后钩板受拉弹簧的作用, 向后转动到已连挂位置。车钩锁闭锁。锁紧装置会形成一个平行四边形形状, 这样可以将牵引荷载均匀地分布在两个钩锁装置上。
解钩时, 车钩锁抵抗拉簧的作用力转动, 直至将连杆从钩板槽中释放出来。当其中一个钩舌在钩板槽后部啮合时, 车钩锁保持在这个位置。分离后, 解开上锁的钩舌, 通过使用拉簧允许钩锁向后转, 把车钩舌推前。车钩锁再次准备连挂。
4 能量吸收方案
全自动车钩设三级能量吸收装置, 分别为橡胶垫钩尾座、可压溃车钩杆、过载保护装置。
橡胶垫钩尾座包括一个缓冲装置 (EFG3) , 可以对牵引力和缓冲力进行缓冲, 该能量吸收装置为可恢复的, 但如果超过了限定的能量, 将把牵引力和缓冲力传向可压溃车钩杆。但如果超过了载荷800kn冲击负载 (例如重冲击和碰撞) , 该压溃装置能够一次性的 (不可恢复) 对能量进行消耗, 从而将缓冲能量转换为变形能量。最后由过载保护装置可充当辅助吸能元件, 在受到强烈冲击和碰撞时, 剪断这些螺栓, 释放过载保护装置, 防止底架受损。
结合车体设计最终郑州地铁1号线车辆具体的能量吸收方案为:当一列AW0的列车以小于和等于7km/h的速度与一列AW0处于停放制动的列车相撞时, 完全由橡胶缓冲器吸收能量, 能量吸收可恢复, 车体和车钩不产生任何损坏或残余变形, 并保证不损坏车体上的任何设备;当一列AW0的列车以7km/h—15km/h的速度与一列AW0处于停放制动的列车相撞时, 车钩及缓冲器系统能有效地吸收其碰撞能量, 除可压溃变形管外, 车体及车钩其它部件均不会损坏。列车两端底架端部的能量吸收装置或结构变形区吸收车钩缓冲器无法吸收的剩余能量;当一列AW0的列车以大于15km/h的速度与一列AW0处于停放制动的列车相撞时, 自动车钩过载保护装置动作。后部车钩和列车前端的防爬器吸收剩余能量。
5 结束语
通过对车钩结构的介绍, 尤其是330型机械钩头的重点分析, 可以掌握车钩基本工作原理, 对地铁车辆日常运营中常见的车钩故障能够准确分析和判断, 从而保障地铁车辆安全高效的使用。对能量吸收方案的研究有助于了解车钩每个部件的吸能情况, 同时为技术人员编制相关工艺文件 (如联挂时列车限速等) 提供了依据。
摘要：本文主要阐述了郑州地铁1号线车钩结构及其能量吸收设计方案。分别从全自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆三种类型车钩及缓冲装置进行结构原理介绍, 对机械钩头工作模式进行分析, 为郑州地铁运营过程中车钩系统的故障分析及处理提供技术支持。对全自动车钩能量吸收部件及其方案设计进行了重点阐述。
郑州地铁一号线 篇7
城市公共指示系统是城市的“语言”, 是沟通人、车、路的纽带, 也是实现人与城市和谐互动的载体, 它对实现高效率、快节奏的出行和城市生活起着重要的作用, 是宜居城市的一个重要指标。但由于公共指示系统属于公共建筑及道路工程的附属设施, 因此远远没有像主体工程那样受到应有的关注与重视。这主要体现在两方面:一方面, 公共指示系统的完善和更新相对滞后, 导致目前许多城市的交通指路标志系统缺乏整体性、系统性, 并存在交通指示不足、引导路径不合理等问题;另一方面, 国内城市公共指示系统的国家标准对国外已有的规范借鉴抄袭严重, 中国自身的特色和美学适用性研究不够。
在发达国家, 城市公共指示系统的相关研究已经形成了一门独立的学科, 在城市中的运用也十分普遍。公共指示系统作为一个完善的视觉体系, 从开始对公众的问卷调查到设计标准的制定, 到最终系统化的设计, 都有完整的方法论。纵观世界各国城市公共指示系统, 无论是设计还是设置, 都是有一个不断发展和完善的过程。只是欧美等一些发达国家的城市基础设施相对完善和公共指示系统规范相对成熟, 其中有很多可供我们研究和学习参考的部分。近年来, 国内的城市公共指示系统的设计研究成为了设计界广泛讨论的话题, 但与发达国家相比, 我国城市公共指示系统的发展还相对滞后。本文以郑州地铁一号线的兴建为契机, 在研究郑州市现有标识系统的基础上, 结合国内外先进案例和本地实情, 做好郑州地铁空间指示系统的设计研究, 总结出符合郑州城市特色的设计原则和优化策略, 让郑州地铁这个未来的城市窗口以更美更靓的面貌呈现在世人面前。
一、郑州市已有公共指示系统现状分析
根据在郑州的多年生活体验和长期的实地调研, 笔者认为, 造成郑州现有公共指示系统不理想的主要原因可从如下两个方面来分析。
首先, 从统一性上来说。第一, 执行国家标准不力, 也存在不合理运用国家标准的因素;第二, 指示牌在空间摆放上过于杂乱, 显得随意、不够整齐 (如图与上海的对比) ;第三, 指示牌在形式上不够统一 (如图2) ;第四, 标牌缺乏连贯性, 运用不够广泛。
其次, 从个性上来说 (如图3) 。第一, 没有体现郑州的文化特色;第二, 不能体现城市意象;第三, 没有建立自己城市的标准和规范。
二、地铁空间指示系统的设计原则
地铁空间指示系统的设计原则可分为通用性设计原则和个性化设计原则。其中, 通用性设计原则分为简洁性设计、醒目性设计、规范性设计、国际性设计原则、分类色彩设计五种。此处将研究的重点放在个性化设计原则上。
基于国内外众多可以借鉴的案例和郑州市本地郑东新区等较高档次的城市空间规划设计的经验, 笔者认为, 郑州地铁的指示系统设计在满足基本的通用性设计原则的基础上, 可以实现更高级别的设计提升。通过对比研究, 笔者总结了四个地铁空间指示系统的个性化原则:本土化、景观化、空间化、彰显文化。
第一, 本土化原则。最早对地铁指示系统进行规范化设计的是英国, 比如英国的地铁线路图采取归纳省略细节的做法就被广为借鉴和模仿, 但设计得好的国家和城市又在这种简约中表现出了各自不同的面貌 (如图4) 。
第二, 景观化原则。对同一线路的不同的地铁站台内部空间进行各具特色景观化的处理, 用景观体现站名的主题。这样不用文字, 仅仅通过空间的就能让人第一时间感受到所处的位置 (见图5) 。
第三, 空间化原则。将指示标识系统放在空间的各个面上, 这样避免的在空间中增加更多的标识承载物, 又符合人的视觉规律以及视觉对空间的感受 (见图6) 。
第四, 彰显文化原则。将本国、本民族、本地域的特色文化提炼之后进行视觉化的展现。一方面。这样的展现要有主题、成系统;另一方面注意发挥其装饰和美化环境的作用 (见图7) 。
三、郑州地铁空间指示系统优化策略
郑州地铁的标志 (见图8) 以“中”字为主体形象, 从标志的外在形态不难看出突出本土特色的强烈愿望, 这和笔者的研究思路不谋而合。基于此, 笔者对地铁空间指示系统提出如下三点优化策略。
(一) 因地制宜, 用活规范
我国作为现代城市建设起步较晚的国家, 在建立相应的规范时具有很多可以借鉴的资源, 但是我们的规范虽然很容易建立, 却也总显得不够成熟。
“一个聚居地是否适宜, 是指其空间和当时的肌理是否与其居民的行为习惯相符, 是指在行为空间和行为轨迹活动和形式的相符、适宜, 是指地方与整个行为模式之间的相配, 包括与期望、标准、做事的习惯等等”。因此可以说, 不能因地制宜的规范只能是死规范, 在后期的应用和管理上将会带来很多的不便和麻烦。
(二) 用指示标识体现城市意象和城市文化
全球化背景下的世界, 文化趋同现象严重, 尤其在中国, 众多城市在同一发展时期内用几乎在同样的指导思想, 建设了大量的类似建筑物, “千城一面”指的就是这种情况。怎样使我们的城市各具特色呢?大的建筑格局的改变不是短时间内就可以做到的, 然而置于城市空间中的指示系统可以帮助我们建立、强化城市的个性。应该说每一个城市都有独具特色的文脉, 用指示标识这种清晰可见的视觉形式, 可以表达城市意象, 诠释城市文化, 建设可读性的城市, 从而增强城市的吸引力和凝聚力。这也是城市公共空间指示系统设计的直接目的。
我国从十七大以后正式提出了文化软实力的概念, 而地处中原的郑州又是一个有着丰富文化资源的城市, 但怎样去充分地解读, 是一个值得关注的课题。在标准化的前提下, 让每一个地铁站点的指示标牌都能和其所处的不同空间相呼应, 这样既能反映郑州丰富的历史文化, 又可以让置身其中的人时刻体会到魅力独具的中原文化, 同时, 还能够不经意地指示空间方位。
(三) 关注指示标识的空间尺度与可读性
高原荣重曾说:“人们对于空间的感觉, 很大程度受人的高度、步行的幅度、视野上下左右的角度、视线所及的界限等综合形成的距离感的影响”。指示标识作为城市空间中的一种实体, 必然会和周围的空间和形态产生一定的联系和相互作用, 它的过大和过小都会影响人的视觉接受度, 并影响到空间中的其他物体。一套尺度合理的指示系统既可以使人感受到空间尺度的和谐, 又可以使城市空间结构变得更加清晰, 指引人们顺畅地在空间中流动, 从而提高城市生活效率。
城市指示系统设计对城市尺度的标示分为宏观和微观两方面。宏观上的尺度需要指示系统设计对空间的整体有所考量, 微观上的尺度则需要考虑人的因素、考虑使用者的舒适度以及信息传达的有效性等等。从这个角度上说, 人体工程学对于城市指示系统设计有着很强的指导意义, 也是建立人性化城市的重要背景知识。
另外, 在指示系统设计所营造的视觉环境中, 还要考虑视觉陈列和光环境问题, 照度要适当, 照顾到不同的人对亮度的不同要求。例如细微的工作环境要求照度高, 粗放的则要求照度低;观察运动的物体照度高, 静止的物体照度低;年轻人要求照度低, 老人要求照度高。
四、结语
一个在城市中无处不见的小小指示牌可以成为这个城市的美丽“代言人”和优秀“导购员”。但要解决好我们城市中指示标识的问题不是可以一蹴而就的, 无论是设计者还是管理者都要从文化的高度来看待它, 并根据实际情况保证设计与规划同时进行, 真正做到从人本的角度解决好人与城市的关系。
摘要：城市公共空间指示系统是城市意向和城市文化的直接反映, 其要解决的不仅是城市生活更加便捷的功能问题, 更是塑造具有魅力城市形象的文化问题。在城市中无处不见的小小指示牌便成为这个城市的美丽“代言人”和优秀“导购员”。但要解决好我们城市中指示标识的问题不是可以一蹴而就的, 无论是设计者还是管理者都要从文化的高度来看待它, 并根据实际情况保证设计与规划同时进行, 真正做到从人本的角度解决好人与城市的关系。
参考文献
[1]王晓予, 张婧.标识导视语言的实用性与特色化——郑州市紫荆山路道路标识导视系统改进方案[J].美与时代 (上半月) , 2010 (06)
[2]凯文·林奇.城市意象[M].北京:华夏出版社, 2001
郑州地铁一号线 篇8
断路器失灵保护是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸信号后, 断路器拒绝动作时, 能够以较短的时限切除同一发电厂或变电所内其他有关断路器, 将停电范围限制到最小的一种后备保护, 也称后备接线。
例如:在图1所示的图中, 线路L1上发生短路, 断路器QF1拒动。若由L2和L3的远后备保护动作跳开QF6、QF7, 将故障切除, 虽然满足了选择性的要求, 但延长了故障切除时间、扩大了停电范围甚至破坏系统稳定, 这对于重要的高压电网来说是不允许的。因此, 采用断路器失灵保护, 以较短的时限动作跳开QF2、QF3和QF5, 将故障切除。
产生断路器失灵故障的原因是多方面的, 如断路器跳闸线圈断线, 断路器的操作机构失灵等。高压电网的断路器和保护装置, 都应具有一定的后备保护, 以便在断路器或保护装置失灵时, 仍能有效切除故障。对于重要的220k V及以上主干线路, 针对保护拒动通常装设两套独立的主保护 (即保护双重化) , 针对断路器拒动即断路器失灵, 则专门装设断路器失灵保护。
2 郑州地铁1号线供电系统介绍及35k V开关柜断路器失灵保护配置
2.1 郑州地铁1号线供电系统概述
郑州地铁1号线一期工程采用集中式供电, 共设通泰、新华两座主变电站, 每个主变电站从城市电网110k V侧引入两回电源。
主变电站通过主变压器降压成中压35k V电源, 再通过中压环网把电能传输到各个牵引、降压变电所。郑州地铁1号线一期工程集中供电示意图见图2。
牵引变电所将交流35k V经降压整流变成直流1 500V送到接触网上, 为列车提供牵引用电。降压变电所将交流35k V降压变成交流220/380V电压, 为车站 (或车厂) 机电设备提供动力或照明用电。会展中心牵引降压混合变电所主接线图所示3所示。
2.2 郑州地铁1号线35k V开关柜断路器失灵保护配置
(1) 断路器失灵保护配置情况
郑州地铁1号线35k V开关柜采用ABB生产的REF542保护装置, 进出线环网开关采用ABB生产的RED615差动保护装置。其中35k V进出线环网开关及动力变、整流变馈线开关均配置有断路器失灵保护。
(2) 断路器失灵保护动作逻辑
郑州地铁1号线35k V开关柜断路器失灵保护动作逻辑见图4。
从图4可以看到, 当保护跳闸出口后200ms仍检测到断路器在合位时, 则判定为断路器失灵, 发出联跳信号。动力变、整流变馈线断路器失灵后联跳本站同段母线上35k V进、出线环网及母联开关, 35k V环网开关断路器失灵后联跳本站同段母线上其余的进、出线及母联开关。
3 对郑州地铁1号线35k V开关柜断路器失灵保护的逻辑分析
3.1 存在的问题
从图4中可以看出, 保护跳闸出口后仅检测断路器的合位信号, 经过延时即判定为断路器失灵, 此逻辑不够完善, 具体原因如下:
只有在供电时, 保护装置才能检测到故障信息, 发出保护跳闸信号, 而要保证正常供电除了要保证断路器在合位以外, 还要保证隔离开关在合位。
如果隔离开关不在合位, 仅检测断路器位置合位信息即判断断路器失灵, 在检修、保护校验时会造成越级跳开关, 造成误停电的隐患。如在动力变检修或保护校验时需要将相应的35k V馈线开关 (如304A) 进行维护接地, 为了保证作业时的安全, REF542会发命令断开断路器操作电源。此时接地开关在合位, 断路器在合位, 保护校验时保护装置会发出跳闸信号, 而此时断路器因失去操作电源无法分闸, 当延时满足后就会发联跳信号至同段母线上35k V环网进、出线及母联开关, 出现越级跳开关的情况。原本属于正常的停电检修、维护作业反而引起停电范围的扩大, 甚至酿成事故, 大大降低了供电可靠性。
3.2 优化方案
3.2.1 动力变、整流变馈线开关断路器失灵保护的优化方案
一方面为解决实际检修过程中碰到的问题, 另一方面为保证相应开关在断路器失灵后能够及时切除故障, 需要对相应断路器失灵保护逻辑进行优化:在原有仅检测断路器在合位信号的基础上, 增加检查隔离开关同时在合位的判据。优化后的逻辑见图5。
从图5中可以看到, 只有相应开关柜在正常供电情况时 (断路器在合位, 且隔离开关在合位) 才可能发出断路器失灵保护动作, 这样即能很好地解决检修过程中碰到的实际问题。
3.2.2 35k V环网进、出线开关断路器失灵保护的优化方案
由于每个环网开关均设置有过流保护, 上级多个变电站的环网开关均可作为某一网开关的后备保护, 灵敏度一般均能达到要求。在满足保护灵敏度要求的情况下, 尽量简化保护种类, 建议取消1号线35k V环网开关断路器失灵保护功能。
4 总结
本文通过对郑州地铁1号线35k V开关柜断路器失灵保护设置及动作逻辑的分析, 提出了优化方案。结合郑州地铁1号线的实际经验, 建议在后续线路设计时充分考虑此种情况。站在节约成本、减少维护时的工作量、降低保护误动机率的角度, 配置保护种类在满足相关要求的前提下应尽量简化, 优化保护逻辑, 以提高供电的可靠性。
参考文献
郑州地铁一号线 篇9
郑州轨道交通一号线 ( 以下简称郑州轨交一号线) 为东西走向, 贯穿城市东西部发展主轴, 是郑州市轨道交通线网规划中的骨干线路。其一期工程为线网内的首建线路, 于2013年底通车, 全长26. 2km, 西起凯旋路站, 东至体育中心站, 共设站点20个, 平均站间距1. 3 km。远期全日客运量95. 6万人次, 单向最大高峰小时断面流量3. 65万人、负荷强度每日2. 46万人次/km, 为全网客流和负荷强度最大的线路。
2 客流预测
客流量是探讨运输组织方案的基础, 其在时间上的分布情况决定了全日行车计划, 在空间上的分布情况决定了列车交路安排以及车辆运用计划。郑州轨交一号线初、近、远期各年度全日及早/晚高峰小时的客流预测结果如表1、表2所示。
3 运输组织方案
3. 1 车辆选型
在满足表1、表2客流量预测结果的基础上, 综合考虑各种因素, 选用在国内外运用都非常成熟的B型车, 采用全焊接铝合金鼓型结构车体, DC1 500V的架空接触网受电方式, 构造速度90 km / h, 最高运行速度80 km/h, 平均运行速度不小于35 km/h, 由交流电机牵引、变频变压 ( VVVF) 控制, 整车具有良好的隔热、降噪及防火安全特性, 可以完全满足远期客流需求。
3. 2 列车编组
列车的编组形式往往需要根据线路远期高峰小时断面的客流预测, 并综合考虑乘坐舒适度和服务水平的发展与提高等客观因素综合确定。
郑州轨交一号线车辆经过多方案比选, 最终确定初、近、远期均采用4动2拖6辆固定编组形式, 其排列形式为: + Tc* Mp* M = M* Mp* Tc + 。其中: Tc车为带司机室的拖车; M车为动车, Mp车为带受电弓的动车; + 为全自动车钩; = 为半自动车钩; * 为半永久车钩。每个Tc - Mp - M为最小可动单元, 当整列车解编为2个Tc - Mp - M最小可动单元时, 每个单元可自动形成端车回路, Tc车可操控Tc - Mp - M单元。
3. 3 列车运行交路
( 1) 初期运行交路
由表2可知, 初期高峰小时单向最大断面流量为1. 46万人次, 若按定员载荷6人/m2计算, 6辆编组列车载客量为1 460人。因此, 为满足运量需求, 初期高峰小时至少需开行10对列车。但是, 高峰期车厢内站立定员达到5人/m2就已经非常拥挤, 因此, 从提高服务水平出发, 建议一号线初期高峰小时开行12对列车, 全线最小行车间隔5 min。
初期如设置长、短2个交路, 则长交路区段行车间隔过长, 服务水平较差, 虽然运用车数较采用单一交路节省, 但为提高服务水平, 初期推荐设置如图1所示的单一交路。
( 2) 近期、远期列车交路
郑州轨交一号线远期高峰小时区段客流分布不均衡, 呈现出中间大、两端小的特点, 客流重心略偏东, 如图2所示。线路中部区段客流量较大, 凯旋路站以西和新郑州站站以东客流较小, 远期最大断面为紫荆山站至东明路站区间。断面流量高峰较为集中, 全线25个区间中, 有15个区间高峰量超过2万人, 主要分布于凯旋路站 ~ 农业东路站之间。
根据线路长度并结合客流特点, 远期宜采用大、小交路结合的列车运行方案。为均衡行车间隔, 便于运行图调整, 大、小交路的列车对数宜按比例开行。从高峰小时断面客流分布情况来看, 远期大、小交路若按1∶1开行, 本线西端客流变化点为凯旋路站, 东端客流变化点为新郑州站站。近期客流分布特征与远期相近, 短交路折返点同远期。综合以上分析, 建议郑州轨交一号线近期、远期采用图3所示的运行交路。
3. 4 运营计划
( 1) 运营时间。运营时间的安排主要考虑2个因素, 一是方便乘客, 满足城市居民生活的需要; 二是满足轨道交通系统各项设施检修养护的需要。目前, 郑州市的公共交通白班运营时间在5∶30 ~ 23∶00之间, 为方便乘客出行, 与公共交通衔接配合以及设备检修养护的需要, 郑州轨交一号线运营时间为5∶00 ~ 23∶00, 全日运营18 h。
( 2) 全日行车计划。郑州轨交一号线初、近、远期全日开行列车分别为118对、195对、241对, 采用的是满足最小发车间隔2 min的建设标准, 即每小时发30对列车的能力, 该全日行车计划的最小发车间隔远期达到了2. 5 min。考虑到方便乘客、提高服务水平等因素, 其他非高峰运营时间内, 最终确定的行车间隔时间均不大于10 min。
( 3) 列车停站方案及时间。郑州轨交一号线采用传统的站站停车方式, 这样更接近常规公交出行的习惯, 使更多的沿线居民愿意乘用地铁出行。每扇车门上下一名乘客平均约0. 6 s, 开关门反应及动作时间、司机确认时间按14 s计, 屏蔽门影响附加时间按3 s计。经过计算, 紫荆山站按40 s计, 新郑州大学站按35 s计, 其他站停站时间均按30 s计。
3. 5 车站配线
( 1) 折返线。以新郑州大学站、体育中心站为折返线的起、终点站。
体育中心站为一期、二期工程终点站, 近、远期为高峰时段大交路折返站。体育中心站设站后双折返线, 出入段线按双线设计, 与折返线共线设置, 可满足各设计年度列车折返及出入段作业要求, 信号设备可充分保证运行与安全。
新郑州站为小交路折返站, 设站后双折返线兼停车线。凯旋路站为一期工程的折返站, 根据工程条件可设计为单岛形式, 站后双折返线连接凯旋路站停车场, 该方案可满足各设计年度列车折返及出入场作业要求。
( 2) 停车线。结合实际工程条件, 可在中原路东站西侧、民航路站东侧各设一条停车线, 供故障车和临时列车停放。
( 3) 渡线。为增加运营组织灵活性, 方便运营调整, 在新郑州站站南侧、体育中心折返站设站前单渡线; 另在化工路站北侧等站点各设一条单渡线。
4 线路通过能力
根据上述运输组织方案, 以及考虑大、小交路的列车对数成比例关系, 最终系统设计运输能力如表3所示。
结合列车运行交路方案及系统设计运输能力, 分析一号线初、近、远期通过能力情况。初期采用单一列车交路, 高峰小时开行12对6辆编组的列车, 单向输送能力为1 460×12 = 17 520 ( > 14 585人/h) , 初期通过能力满足需求; 近期采用大、小交路混合的运行方案, 高峰小时开行24对列车, 单向输送能力为1 460×24 = 35 040 ( > 26 665人/h) , 近期通过能力满足需求; 远期和近期采用相同的列车运行交路方案, 高峰小时开行30对列车, 单向输送能力为1 460×30 = 43 800 ( > 36 475人/h) , 远期通过能力满足需求。
5 结束语
通过对客流预测、车辆选型与编组、列车运行交路以及列车运营计划的分析与研究, 初步确定了郑州轨交一号线的运输组织方案, 因其是线内的首建线路又是骨干线路, 其运输组织方案对后期其他线路的建设有重要的借鉴作用。
摘要：在客流预测的基础上, 结合郑州轨道交通一号线的线路特点, 对其系统输送能力进行了初步研究, 探讨了一种经济合理的运输组织方案。
郑州地铁一号线 篇10
1 一号线车辆气动门系统存在的问题
( 1) 气动部件稳定性差。A1 型车气动门属于电控制气驱动门,采用双向作用的气缸作为驱动装置,钢丝绳作为传动机构,锁钩作为锁闭机构,由中央控制电磁阀来控制侧门的开关及锁定［1］。在长期使用过程中,常常出现以下问题: 驱动风缸卡滞、变形,内部活塞伸缩管弯曲、开裂、折断,缸体两端密封圈、活塞密封圈和连接气管失效漏气,风缸支座易断裂,时有滑轮出槽; 钢丝绳断股掉线、易松动、钢丝绳变长导致门页动作不同步,铜块磨损断裂; 锁钩磨损,锁钩无法正常扣上锁销,解锁风缸漏气、失效等等,稳定性差。
( 2) 开、关门速度参数调整耗时。气动门开、关门的速度需要人工调整,在这个过程中,检修人员要同时对关门速度阀、开门速度阀、关门缓冲阀和解锁节流阀进行调节,以确保开关门速度在要求范围内,实现开、关门到位前的缓冲及同步到位。对于单个门,这是很容易实现的,但要保证整列车60 对侧门同步开关,没有丰富的经验和充足的时间很难做到。
( 3) 门电路可靠性低,故障率高。A1 型车侧门控制系统所需继电器达296 个,触点多,连线复杂,触点开闭频繁,触点在开闭时也会受到电弧的影响,极易引起继电器接触不良等故障,可靠性低。统计2012 年A1 型车气动侧门的正线故障,因气动部件和门电路继电器的故障占全年故障的53% ,常常导致列车晚点,甚至清客回库,造成严重的人身安全隐患及经济损失。
( 4) 无自动防夹、故障诊断等功能。A1 型车侧门无障碍检测功能,门页夹人夹物后,不会自动打开,需要司机看到门未关信息并操作“重开门”按钮后,门才能重新打开,此举给司乘人员带来极大的麻烦,也是造成故障的一个主要原因。另外,在侧门发生故障后,只能通过行程开关给出的信号判断侧门是否关锁到位,并不能对侧门的具体故障情况进行记录及诊断,因此,频繁的侧门故障耗费检修人员大量的查找、处理时间。
( 5) 进口配件采购成本高。门机构气动部件如中央控制阀、驱动风缸、钢丝绳、锁钩等全为进口配件,购买困难,采购周期长,维修的人力成本和经济成本高。国内有厂家曾仿造过驱动风缸和锁钩,但质量均不过关,不能满足列车的使用要求。
2 改造范围及采用的先进设计
根据专家计算、试装分析及讨论的结果,侧门系统除上导轨( 有悬挂及导向机构) ,门扇,内、外门槛,上密封毛刷等使用原车部件外,其余全部用国产新设计产品替换。
2. 1 采用电机驱动和丝杆/ 螺母传动方式
为提高侧门动作的稳定性,改造后的侧门采用直流无刷电机驱动( 见图1) ,自润滑的丝杆/螺母传动方式( 见图2) 。电机具有寿命长、免维护的特性,丝杆采用不锈钢大螺距丝杆,螺母采用高强度POM材料,传动效率高,阻力小,无噪音且维护工作少,寿命长。设计的电机可合理地调试及控制侧门开关动作,无须人工调整侧门开闭速度,也消除了原驱动风缸驱动时排出的压缩空气噪音。丝杆一半是右旋螺纹,一半是左旋螺纹,左、右旋螺纹中间对称,丝杆通过螺母副可实现精准同步传动。门扇的运动由电机驱动丝杆来实现,其中左铰链螺母组件与左门扇相连,右铰链螺母组件与右门扇相联,当电机驱动时,电机通过联轴节带动丝杆转动,丝杆左、右两边有相对称的螺纹,丝杆转动后,连接门扇的左、右铰链螺母就可实现两门扇的开/关门动作。驱动机构通过各个组件的支撑座固定在安装架上,再通过4 件机构安装架固定在上导轨上,采用模块化设计制造,所有部件易于接近,可在车内进行维护、调整。
2. 2 采用LS锁闭技术
改造后的锁闭装置采用自主研发的LS锁闭技术。LS锁闭装置结构简单,噪音低,运动特性好,可靠性高,其采用螺纹的螺旋升角小于摩擦角时螺纹具有自锁功能的原理,传动丝杆在门系统关闭位置设置变升角螺杆的锁闭段,依靠自锁的原理使变升角螺杆锁住自适应螺母,即可靠地锁住了门。当电机使变升角螺杆正、反双向转动时,使自适应螺母和门产生与变升角螺杆轴线相平行方向的同步移动,通过使自适应螺母进入与退出变升角螺杆的锁闭段来实现门机构的锁闭与无源自解锁。
变升角螺杆的螺旋槽分为3 段,即螺旋升角大于摩擦角的工作段,螺旋升角小于摩擦角的锁闭段,以及介于这两者之间的过渡段( 见图3) 。在过渡段,螺杆的螺旋升角由非自锁逐渐过渡到自锁的螺旋升角。
门机构的锁闭及解锁均无需额外的动力源,仅依靠螺杆自身的正、反向转动实现自适应螺母( 门)的被锁闭与自解锁。
2. 3 门控制系统采用电子门控单元( EDCU)
每个门控制系统取消继电器和中央控制阀,采用独立的EDCU控制。EDCU具有一个硬件设计( 继电器) 以实现安全要求,同时用一个微处理器控制侧门电机并驱动串行线路。EDCU是68332 微型基控单元,其动作由单独的监控电路进行监控,使得在故障情况下继电器不能输出,且具有RS232 接口,可以下载储存信息如故障信息等用于维护,也可上载新的软件。
EDCU可以稳定地控制电机电流和电压,使门的运动快速、平稳。开、关门均具有二级缓冲功能,门在接近全开或全关时转为低速,其余区段可为高速运动,高、低速区段可以通过软件设定。正常开、关门时间可以通过软件调节。另外,EDCU预留了MVB接口,后续列车传统的控制系统改造成MVB总线控制后,列车侧门控制和监测信号可通过总线进行传输。
EDCU的控制原理如图4 所示。
根据EDCU控制原理分析,单个门实现控制的器件可以用EDCU替换,原门电路可以取消8K05、8K06 等共计188 个继电器。另外,为满足EDCU的控制要求,门电路还增加了零速线、蓄电池紧急模式线、开关门线和重开门线4 条贯穿整车的信号线,以兼容原电路。
3 改造后的效果
3. 1 效果分析
3. 1. 1 电动门型式试验结果
改造后电动门需要根据《城市地铁车辆电动客室侧门行业技术规范》进行型式试验。试验结果表明,改造门不仅满足原车辆的正常开关门功能、侧门解锁、隔离功能、零速保护及故障情况的安全防护等要求,相比原气动门还增加了障碍物检测功能、侧门系统故障诊断记录以及在线读取功能。各项目参数、功能经过实验室测试及现场测试,情况良好,具备装车上线运营条件。
3. 1. 2 门参数调整效率
改造后开、关门速度及时间可通过软件设定,无须手动调整,与改造前相比,60 对门参数调整时间减少50 h,作业效率大幅提高( 见表1) 。
/h
3. 2 门的可靠性
图5 列出了改造前、后一年内A1 - 0102 号车侧门故障数据,从图中可以看出: 改成电动门后,门电路中继电器和门机构部件的故障次数大幅减少,与改造前相比,降低了57% 。门系统的可靠性显著提高。
4 结束语
广州地铁一号线车辆气动门改造成电动门后,门系统与原车体结构兼容,整列车60 对门参数调整时间减少了50 h,门电路因使用EDCU而删减了188 个中间继电器,还增加了障碍物检测、侧门系统故障诊断、记录以及在线读取等功能,故障次数比改造前减少57% ,可靠性和实用性明显改善,降低了维修成本。
参考文献