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时间:2023-11-25 09:40:32
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关键词:驱动创新;工程实践;课程体系创新;轨道交通车辆
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0136-03
一、引言
1.国外工程类专业人才培养制度。工程类专业人才培养制度在西方发达工业国家起步较早,美国制定了ABET EC2000工程教育认证体系,对工科人才培养提出了新的要求。新加坡高校工程人才培养的主要特征是以就业为导向的课程体系改革;注重国际间学术和人员的交流与合作。德国的应用技术大学(Fachhochscule,简称FH)培养工程师—高层技术人才的做法是延长实习学期,主要培养具有专业应用理论和较强实践能力的可解决生产中实际问题的专业人才。日本Kanazawa Institute of Technology开设了两门关于工程设计的基础课程:工程设计Ⅰ(EDⅠ)和工程设计Ⅱ(EDⅡ);训练的关键是培养学生独立解决问题的技巧和能力。对比发达国家的工程人才培养,我国现行的工程类专业人才培养模式“科学化”的趋势越来越凸现,重理论、轻实践,重课堂、轻课外,重精深、轻综合,重灌输、轻自学,培养的人才与社会各行各业的需求不适应。
2.卓越工程师培养计划与轨道车辆工程专业培养。上海工程技术大学作为第一批实施“卓越工程师教育培养计划”的高校之一,按照教育部的要求积极组织实施设计方案,进一步深化教学改革,创新人才培养模式。上海工程技术大学城市轨道交通学院的学科和专业建设以城市轨道交通技术发展趋势和市场需求为导向,学科和专业方向瞄准了城市轨道交通运营安全保障技术,开设了城市轨道交通车辆工程、通信信号、运营管理和交通工程四个专业方向,以适应上海及全国城市轨道交通系统迅速发展对综合性应用型人才培养的需求。
二、创新轨道车辆工程专业课程体系的必要性
原有城市轨道交通车辆工程专业培养体系在教学模式和知识结构上,表现出与既有的铁路高校车辆工程专业的雷同性,在人才培养目标和方案上缺乏特色和竞争力,很大程度上制约专业建设方向的深化与质量提升,建设成效不明显,无法彰显城市轨道交通车辆工程专业的特色与优势。
1.教学中以教师为主体,偏重理论教学,制约创新意识培养的提升。目前城市轨道交通车辆工程专业在培养计划上,课程体系较大程度上还是反映出以教师为主体、学生为客体的特征。一定程度上导致了教师在教学过程中比较容易产生主观性、臆断性与刻板性,导致了学生学习中出现被动、消极与盲从,抑制了学生学习的主动性、积极性与创新性。
2.传统的教学方法制约了车辆工程卓越人才培养质量的提高。教学方法很大程度上受到课程体系在课程大纲和内容上的约束,偏重知识传授的课程体系使得教学方法难以突破。传统教学方法很大程度上较难适应城市轨道交通车辆工程专业技术更新发展快的特点,这种教学方法重知识传授、轻实践的特点导致了创新氛围不浓,因此,也导致了课程、教材、实验建设、学生创新培养环节上存在一定的瓶颈。
三、基于驱动创新的轨道车辆工程专业课程体系设计
1.重构全新的城市轨道交通车辆工程专业培养体系。全新的城市轨道交通车辆工程专业培养体系充分考虑了以市场需求为导向,在培养目标定位上具有与其他高校差异化竞争特征和鲜明的专业特色,重视了知识、能力与工程实践的融合。在宽厚和扎实的专业基础知识构建和支撑上,创新性地增强了城市轨道交通车辆专业知识,突显了特色。本校设计了城市轨道交通车辆电气设备、城市轨道交通车辆电力牵引与控制、城市轨道交通车辆故障诊断技术等15门特色专业课程,形成了城市轨道交通车辆工程专业定位的基础支撑。在实践环节上,突出专业关键技术知识点,设计了城市轨道交通车辆电力牵引与控制综合实验等4门校内综合实验课程;创建了基于校外实践基地的城市轨道交通车辆电气设备课程设计等4门专业课程设计,以及城市轨道交通车辆基础、认识、生产、岗位等特色专业实习环节。形成了独特的课堂理论教学、实验室综合训练、生产现场应用实践的“三位一体”城市轨道交通车辆工程专业人才培养体系;充分体现了产学合作、工学交替,学科链、专业链对接产业链的培养模式。
2.全面建设特色的城市轨道交通车辆工程实践环节。以教育部启动“卓越工程师教育培养计划”和上海工程技术大学085内涵建设为契机,城市轨道交通学院车辆工程专业积极开展校内综合实验和创新实验建设,快速推动和实施了双赢式的校企实践环节及基地建设。①面向城市轨道交通车辆工程关键技术的校内综合实验项目的创建,相对于传统的铁道车辆工程,城市轨道交通车辆工程其鲜明的理论和技术特征体现在车辆的牵引、制动、控制和维护保障技术上。城市轨道交通车辆工程专业通过以专业教师为主体,聘请该领域的技术专家及工程师共同开发的形式,构建了车辆安全保障技术相关的车辆转向架实训平台、车辆电力电子实训平台、列车控制回路实训平台。在此基础上,完成了城市轨道交通车辆电力牵引与控制综合实验、城市轨道交通车辆制动技术综合实验、城市轨道交通车辆现代检测技术综合实验、城市轨道交通列车模拟驾驶和故障诊断综合实验及其创新实验的开发。这些综合实验集理论分析和动手实践为一体,极大地激发了学生学习的主动性,进一步优化了教师和学生在教学中主体与客体的地位,改变了传统理论教学手段和教学方法的主观性和刻板性,强化了学生实践能力及创新能力的培养。②充分利用产学合作教育资源,开发城市轨道交通车辆工程专业特色校外实践项目。城市轨道交通车辆工程专业依托院、校与上海申通地铁集团有限公司共同申报并获批了教育部国家级工程实践教育中心,专业建设也得到上海市大学生校外实习基地建设项目的支持。开展了全面新型的城市轨道交通车辆工程卓越人才培养的校外实践基地的建设。通过与上海申通地铁集团有限公司维护保障中心车辆公司深入合作,企业导师联合开发系列内涵特色鲜明、与企业现场需求无缝对接的校外实习项目,涵盖了城市轨道交通车辆电气设备课程设计等3门课程综合设计,城市轨道交通车辆认识实习、城市轨道交通车辆生产实习、岗位实习3门特色专业实习内容;把握上海申通地铁集团大力建设龙阳路“两站一区间”的培训基地的建设机会,积极参与上海轨道交通培训中心龙阳路基地建设。通过上海地铁电动列车改造项目和集实验、实训为一体的上海轨道交通952列车平台建设,开展了车辆多种形式的车门、转向架、电气设备等关键部件的结构、电气原理方面的系统性认知实训设计,为城市轨道交通基础实习、城市轨道交通车辆认识实习起到重点的支撑作用。通过校企双方的共同努力自主研发了实验实训设备,使得校外实习基地能够紧跟企业的技术革新,形成一个层次分明、方向划分合理的城市轨道交通车辆工程专业校外实践教育体系。
3.重点实施卓有成效的专业实践保障措施。①构建了校企共同管理的实践环节保障体系,为了更有成效推动和保障校外实践环节的建设,城市轨道交通车辆工程专业依托院校与上海地铁维护保障中心、上海轨道交通培训中心,签署大学生校外实习基地共建协议。结合教育部国家级工程实践教育中心的成立,实质性建立实践教育中心校企实践教育理事会,双方人员共同参与组织管理委员会。管理委员会负责重大工作的决策。实行管理委员会领导下的中心主任负责制,中心主任负责中心日常事务的管理和协调,其工作直接向中心管理委员会负责。设立了中心技术委员会,技术委员会主任由管理委员会聘任,技术委员会是中心的技术咨询、评价和监督机构,其成员由具有高级职称的校方教师和企业界专家组成,由中心管理委员会聘任。成立城市轨道交通车辆工程实施专业指导委员会,成立包括机械类课程、电气类课程和电子类课程的协作组,负责研究调整和优化培养方案、课程大纲等实践教育方面的工作。②基于现场工程案例,深化理论与实际对接,实现师资队伍工程素养的全面提升。城市轨道交通车辆工程专业的成立在全国尚属首例,专业缺乏符合培养要求的教科书。通过立项方式,学院鼓励和支持教师进入产学研合作企业进行不低于一年的挂职锻炼学习,同时鼓励已有挂职锻炼经历的教师,结合新的科研或教学项目继续进入企业深化挂职锻炼。教师深入现场一线采集案例信息,编写具有城市轨道交通车辆工程特色的贴合工程实际的专业系列教材。出版了城市轨道交通车辆制动技术等6门教材,并已与中国铁道出版社签订了城市轨道交通车辆故障诊断技术等5门教材的出版合同,目前教材已完成了编写工作。这些教材有效填补了专业知识结构中的空白,深化了教师对专业的理解。同时基于对现场案例的分析,专业积极开展了课程建设,并取得了丰硕的成果,共5门课程被评为校级和市级精品课程。基于车辆维护保障现场技术难点,专业开展了产学研攻关项目5项,解决了现场技术问题,提升了教师的工程素养。以产学研项目为基础,凝练了学科增长点,获批了省部级和国家级项目8项。并以科研成果反哺教学,教学成果显著,如国家自然基金项目“城市轨道交通车辆制动能量回收”的部分成果已经应用于课堂和实验教学。③以学生兴趣爱好为驱动,搭建创新活动平台,有效提升学生的实践和创新能力。城市轨道交通车辆工程专业通过配置专用教室,购置系列单片机、微机原理、电子技术等开发平台。多方位拓展和深化校企合作单位和学生创新平台的建设,开展大学生创新活动计划等丰富多彩的课外科技创新活动,采取自发、自愿的组队原则,成立了电子技术协会、新锐科创团队、数学建模团队、计算机应用能力等学生科技创新团队,并为每个学生科创团队配备了专门的指导教师,极大的激发了学生创新的兴趣,能实质性培养学生的工程素质和创新意识。专业教师共指导大学生创新活动20余项,20余人在大学生竞赛活动中获得包括市级以上奖项,人才培养质量和创新性成果得到了国内同行专家的认可。
本文以驱动创新为主线,以卓越工程师培养计划为载体,从科学性、整体性、层次性和拓宽性的原则出发,进行了城市轨道交通车辆工程专业课程创新体系的研究,通过上海工程技术大学城市轨道交通学院城市轨道交通车辆工程人才的培养实践过程,探索具有城市轨道交通特色车辆专业特色的课程体系和有效的实施方法,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,满足应用型技术人才的培养要求。
参考文献:
[1]郑树彬,朱文良,方宇,等.“卓越计划”下的城轨车辆专业工程教育课程体系创新设计[J].大学教育,2013,(2):5-7.
[2]朱忠奎.城市轨道交通车辆工程专业方向课程体系设置的思考[J].中国科教创新导刊,2011,(32):177.
[3]董晓梅.国外高等工程教育创新型人才培养模式及启示[J].创新与创业教育,2010,1(63:14-17,28.
[4]柴晓冬,方宇,郑树彬,等.城市轨道交通特色专业群卓越工程师人才培养模式研究[J].中国科教创新导刊,2012,(5):75-76.
[5]赵海波.车辆工程专业应用型人才培养模式及课程体系研究[J].黑龙江科教信息,2012,(36):169.
基金项目:2012上海高校本科重点教学改革项目,上海工程技术大学“卓越工程师教育培养计划”专业建设项目,城市轨道交通车辆工程“卓越工程师”培养平台建设项目(11XK10)
关键词:城市轨道;交通运输;规划设计
引言
随着经济快速发展,城市的人口和规模不断的扩大,人员以及物资的流动量不断的增大,从而导致城市的交通环境面临着巨大的压力,在城市内交通拥挤,道路不畅的现象比比皆是。现在人们的生活水平越来越高,私家车也越来越多,如果不及时采取新的措施进行改善,城市的道路交通状况将面临更加严峻的问题。
1.城市轨道交通工程的特点
城市快速轨道交通系统(地下铁道、轻轨)属于集多种、多专业于一身的复杂系统。近百年来世界上许多大城市的发展经验告诉我们,只有采用快速轨道交通系统作为公共交通的骨干网络,才能有效地解决城市交通问题。
1.1城市轨道交通提供了大容量运输服务的方式
城市轨道交通提供了资源集约利用、环保舒适、安全快捷的大容量运输服务方式,它与城市其他交通工具互不干扰,具有强大的运输能力、较高的服务水平、显著的资源环境效益,是解决特大型城市交通问题和可持续发展的根本出路。
1.2轨道交通集约化的交通方式
轨道交通不仅提供高效、优质的公交出行服务,而且是一种集约化的交通方式,节约能源和土地资源。大城市机动化进程加快,简单的阔路增车方法已无法解决城市交通问题,公交专用道的潜在利用能力毕竟有限,个体分散交通对土地资源利用的效率低下也是有目共睹的,中央商业区土地资源可提供的地面交通供给正逐渐耗尽,利用开发宝贵的地下空间资源,提供新的交通供给,以缓解地面空间资源紧张状况,支持城市的持续发展。
1.3城市轨道交通是巨大的综合性复杂系统
(1)建设规模大,一个城市的轨道交通线网一般有百余千米至数百千米。
(2)技术要求高,几乎涉及到现代土木工程、机电设备工程所用高新技术领域。
(3)项目投资大,每千米造价达3-4亿元。
(4)建设周期长,单线建设周期要4-5年,线网建设一般要30-50年。
(5)参与单位多,有成百上千家。
(6)信息海量。建设、运营过程中所产生的信息量很大,处理工作非常繁重。
(7)系统复杂,要考虑轨道交通与其它交通方式、城市发展的关系,考虑轨道交通线网布局、建设次序、资源共享的关系,考虑到轨道交通工程策划、建设、运营、资源利用的关系等。
2.城市轨道交通规划应遵循的原则
随着经济快速发展,新世纪的交通不再是满足单一的交通需求为目标,而应是满通需求的同时充分地考虑资源、环境的约束,能够完整的解决交通问题,即解决文通拥挤、减少环境污染、合理利用资源、使城市能够更好的发展在城市轨道交通规划的设计中,不仅要满足传统的道路交通的路网规划的要求,还应该满足以下几个原则:
2.1应该适应城市的总体规划,在进行城市轨道交通规划的过程中,不仅要结合城市的总体规划进行设计规划,而且还应该充分考虑城市轨道交通的建立对城市交通的需求。
2.2全面考虑城市轨道交通的规划对环境的影响,城市轨道交通规划,将会带来新的环境问题,如振动、噪声以及环境的污染等,从而在城市建设的过程中,应该全面考虑城市轨道交通规划是否会对环境有影响。
2.3全面考虑交通的协调性,在进行城市轨道交通规划时,应该结合道路交通工具以及市际铁路等,做好交通衔接,从而保证市民的乘车方便性,提高轨道交通系统的使用效率,并且对发挥城市客运的整体效益具有决定性的作用,与其他交通方式比较,除具有运量大、快速的特点。
2.4城市轨道交通线网的布局应该与城市的发展像协调,在城市轨道交通规划中,不仅要解决当前出现的交通问题,更重要的是应该促进城市的发展,从而使城市轨道交通规划成为城市发展的主体,引导城市的发展[5]。
2.5充分考虑城市轨道交通与土地利用的相互影响,处理好满足需求与引导发展的关系。土地利用和交通是一个互动的单向循环系统,互动性体现在土地利用和交通发展的动力机制上,表现为“鸡生蛋和蛋生鸡”的关系,城市轨道交通对此体现得更加明确。城市轨道交通的“诞生”刺激沿线土地的高密度开发,而城市轨道交通的运输能力和站点分布特征的不同又影响土地开发的强度和利用模式,所以在城市轨道交通规划的过程中,应该充分考虑轨道交通与土地使用率之间关系。
3.城市轨道交通规划的对策
3.1城市轨道交通规划应具有前瞻性
城市轨道交通规划是城市建设一项重要的工作内容,不仅引导着项目投资、居民居住、经济发展的方向,对城市的影响可以达到百年。甚至更长远,因此城市轨道交通的规划应具有前瞻性,站在城市发展的战略高度,综合考虑各种因素:1)在城市轨道交通的规划中,应该全面考虑城市的长远发展。随着我国经济水平的不断提高,城市的发展速度,,城市中心区的人口和面积将会快速地向外扩张,现在规划的轨道交通线将很难适应城市20年后的发展。我们的规划必须超前于城市的发展。引导城市的发展方向,而不能追随城市的发展。2)在城市轨道交通规划中,应该全面考虑居民的出行方便。在城市轨道交通规划时,英爱把城市轨道交通延伸到现有的广大居民区,让老百姓出门500m左右就能进站上车。而且,还应该把城市轨道交通与新的居民区统筹规划,让更多的居民居住在城市轨道交通线附近,方便乘世地铁或轻轨列车出行[3]。从而可以保证城市轨道交通才能达到经济效益和社会效益的全面提高。
3.2加强城市轨道法律法规的建设
结合我国城市轨道交通规划的现状,目前我国城市轨道交通规划需法律法规及技术标准的保障。在城市交通规划的过程中,应尽快制定规范城市轨道交通建设、规划以及运营的法律法规,并且应该完善相关的行业标准和规章,深入研究城市轨道交通系统的特点,理顺各个规划之间的关系,完善相关的规划管理体系,从而保障城市轨道交通规划的灵活性、稳定性以及科学性和可实施性。
3.3城市轨道交通规划的线路应及时
城市轨道交通规划的内容一旦被批准,应该及时对线路进行勘察设计,这样不仅对提高线路质量有很大的帮助,而且还可以减少拆迁,降低建设成本。对于新城区,及时勘测设计,可以引导企业家和开发商的投资开发方向。对已经勘测设计的线路[4],可以根据运量和资金情况分步建设。
4.结束语
随着经济的快速发展,城市规模以及人口的不断扩大,城市轨道交通规划设计已成为城市基础设施的重要组成部分,并在经济建设和人民生活中起着举足轻重的作用,建立一个先进的、功能齐全的、运作有序的城市轨道交通体系对促进城市的经济建设、方便群众出行、解决交通拥堵、减少环境污染具有重要作用
参考文献:
[1]王仕春:《城市轨道交通规划选线存在问题及建议》铁道工程学报;2011(6):77--80
【关键词】城市轨道交通;规划;设计
中图分类号:U213.2文献标识码:A 文章编号:
[ Abstract ] along with the size and population of the city continues to expand, traffic congestion, traffic disorder as well as environmental pollution and serious threat to the sustainable development of the city. Along with the city track traffic planning in city is ceaseless and perfect, according to the actual needs and development needs,We need to do reasonable planning, reasonable layout, In this way we can make the city rail transportation play an important role, so as to improve the traffic of our country city is facing severe problems, promote the development of the city.
[ Key words ] City track traffic;Plan;Design
引言:随着经济快速发展,城市的人口和规模不断的扩大,人员以及物资的流动量不断的增大,从而导致城市的交通环境面临着巨大的压力,在城市内交通拥挤,道路不畅的现象比比皆是。现在人们的生活水平越来越高,私家车也越来越多,如果不及时采取新的措施进行改善,城市的道路交通状况将面临更加严峻的问题。
一、当前我国城市轨道交通规划面临的问题
(1)城市轨道交通规划的稳定性不够
由于我国城市轨道交通起步比较晚,适用于我国国情的城市轨道交通法律法规及技术标准基本空白。受原有计划经济体制的影响,我国城市轨道交通规划易受“长官意识”的影响,规划的稳定性较差。虽然我国实施了《城市规划法》作为城市规划建设的法律依据,但是约束性和强制力不强,从而导致城市轨道交通的规划方案的稳定性不够,建设条件和成本逐渐增高。
(2)城市轨道交通规划的理论方法体系认识不够
城市轨道交通规划是一项内容广泛、复杂的工作,完整的城市轨道交通体系不仅包含交通策略的制定,而且还包含网络的规划,制式的选择以及实施层面的土地规划等整个过程。由于当前对城市轨道交通规划的理论特性认识不够,对城市轨道交通的规划缺乏战略层面和深度,从而造成规划的方案难以落实,造成当前城市交通面临严峻的问题[1]。
(3)城市轨道交通规划存在问题
在城市轨道交通规划中,由于规划部门不同于设计单位,并且缺乏专业全面的工程技术以及运营管理技术人员,从而导致城市轨道交通规划过于理想化,在进行实施时很难实现规划的思想。在城市轨道交通规划中除了规划不合理外,还存在在建设管理层面存在的问题,也会对城市轨道交通规划产生影响[2]。由于我国的我国城市轨道交通政策不健全,缺乏法律法规的支撑,适应城市轨道交通技术专业特点的相关技术标准体系也不完整,使得城市轨道交通规划不能像城市总体规划那样具有明确的法律约束。从而导致我国城市轨道交通规划不合理。
二、城市轨道交通规划的对策
(1)城市轨道交通规划应具有前瞻性
城市轨道交通规划是城市建设一项重要的工作内容,不仅引导着项目投资、居民居住、经济发展的方向,对城市的影响可以达到百年。甚至更长远,因此城市轨道交通的规划应具有前瞻性,站在城市发展的战略高度,综合考虑各种因素:1)在城市轨道交通的规划中,应该全面考虑城市的长远发展。随着我国经济水平的不断提高,城市的发展速度,,城市中心区的人口和面积将会快速地向外扩张,现在规划的轨道交通线将很难适应城市20年后的发展。我们的规划必须超前于城市的发展。引导城市的发展方向,而不能追随城市的发展。2)在城市轨道交通规划中,应该全面考虑居民的出行方便。在城市轨道交通规划时,英爱把城市轨道交通延伸到现有的广大居民区,让老百姓出门500m左右就能进站上车。而且,还应该把城市轨道交通与新的居民区统筹规划,让更多的居民居住在城市轨道交通线附近,方便乘世地铁或轻轨列车出行[3]。从而可以保证城市轨道交通才能达到经济效益和社会效益的全面提高。
(2)加强城市轨道法律法规的建设
结合我国城市轨道交通规划的现状,目前我国城市轨道交通规划需法律法规及技术标准的保障。在城市交通规划的过程中,应尽快制定规范城市轨道交通建设、规划以及运营的法律法规,并且应该完善相关的行业标准和规章,深入研究城市轨道交通系统的特点,理顺各个规划之间的关系,完善相关的规划管理体系,从而保障城市轨道交通规划的灵活性、稳定性以及科学性和可实施性。
(3)城市轨道交通规划的线路应及时
城市轨道交通规划的内容一旦被批准,应该及时对线路进行勘察设计,这样不仅对提高线路质量有很大的帮助,而且还可以减少拆迁,降低建设成本。对于新城区,及时勘测设计,可以引导企业家和开发商的投资开发方向。对已经勘测设计的线路[4],可以根据运量和资金情况分步建设。
三、城市轨道交通规划应遵循的原则
随着经济快速发展,新世纪的交通不再是满足单一的交通需求为目标,而应是满通需求的同时充分地考虑资源、环境的约束,能够完整的解决交通问题,即解决文通拥挤、减少环境污染、合理利用资源、使城市能够更好的发展在城市轨道交通规划的设计中,不仅要满足传统的道路交通的路网规划的要求,还应该满足以下几个原则:
(1)应该适应城市的总体规划,在进行城市轨道交通规划的过程中,不仅要结合城市的总体规划进行设计规划,而且还应该充分考虑城市轨道交通的建立对城市交通的需求。
(2)全面考虑城市轨道交通的规划对环境的影响,城市轨道交通规划,将会带来新的环境问题,如振动、噪声以及环境的污染等,从而在城市建设的过程中,应该全面考虑城市轨道交通规划是否会对环境有影响。
(3)全面考虑交通的协调性,在进行城市轨道交通规划时,应该结合道路交通工具以及市际铁路等,做好交通衔接,从而保证市民的乘车方便性,提高轨道交通系统的使用效率,并且对发挥城市客运的整体效益具有决定性的作用,与其他交通方式比较,除具有运量大、快速的特点。
(4)城市轨道交通线网的布局应该与城市的发展像协调,在城市轨道交通规划中,不仅要解决当前出现的交通问题,更重要的是应该促进城市的发展,从而使城市轨道交通规划成为城市发展的主体,引导城市的发展[5]。
(5)充分考虑城市轨道交通与土地利用的相互影响,处理好满足需求与引导发展的关系。 土地利用和交通是一个互动的单向循环系统,互动性体现在土地利用和交通发展的动力机制上,表现为“鸡生蛋和蛋生鸡”的关系,城市轨道交通对此体现得更加明确。城市轨道交通的“诞生”刺激沿线土地的高密度开发,而城市轨道交通的运输能力和站点分布特征的不同又影响土地开发的强度和利用模式,所以在城市轨道交通规划的过程中,应该充分考虑轨道交通与土地使用率之间关系。
四、总结与展望
随着经济的快速发展,城市规模以及人口的不断扩大,城市轨道交通规划设计已成为城市基础设施的重要组成部分,并在经济建设和人民生活中起着举足轻重的作用,建立一个先进的、功能齐全的、运作有序的城市轨道交通体系对促进城市的经济建设、方便群众出行、解决交通拥堵、减少环境污染具有重要作用.而城市轨道交通网络规划优化决策的结果将直接影响到所在城市的整体发展战略,影响深远。在进行城市轨道交通规划设计的过程中,不仅要充分考虑当前城市轨道交通规划中存在的问题,而且应该进行科学的论证,并且应该结合城市的发展以及人们的需要进行设计,从而设计出安全可靠,节能环保,并且能够促进城市快速发展的线路。
参考文献:
[1]王仕春:《城市轨道交通规划选线存在问题及建议》铁道工程学报;2011(6):77--80
[2]何成才;高伟:《城市轨道交通规划和建设的探讨》科技信息;2009(8):128
[3]魏运;许双牛;冯爱军:《我国城市轨道交通规划问题与方法探讨》 都市快轨交通;2010,23(6):44--46
城市轨道交通地下工程建筑安全检测是轨道交通安全工程领域的一个重要研究方向。本文分析城市轨道交通地下工程建筑安全检测的目标和内容,设计安全检测系统,给出工作原理和技术方法,并对安全检测系统的结构原理、技术实现和设计特点进行详细研究。
关键词:
轨道交通;地下工程;建筑安全;检测系统;技术研究
随着国民经济的快速增长,我国城市轨道交通得到了大力发展,建设速度惊人[1]。自1969年我国第一条地铁在北京建成通车后,城市轨道交通在天津、上海、广州、深圳、南京等城市相继建成和投运[2]。到2014年底,我国有城市轨道交通的城市已达22个,线路101条,长度3155km。在营运的北京、上海、广州等大都市,日均客流量已超过100万[3]。在上下班和节假日高峰拥堵时,城市轨道交通以其安全、快速和准确等特点,已成为人们出行的首选交通方式之一。在不断增长的城市大客流量面前,城市轨道交通在推动城市发展的同时,也对环境和建筑产生了一定的影响,这给城市生态环境和人们的安全带来了新的问题和挑战[4]。目前,不少地区城市轨道交通地下建筑安全问题和地面沉降、地质裂缝、地洞等地质灾害及其次生问题不断发生,浪费了大量的人力和物力[5]。事实上,自地铁诞生之日起,地铁建筑支护检测和修补便开始了,地铁对环境和建筑的危害就一直没有间断过,充分暴露出城市轨道交通地下建筑环境安全和控制措施的不足,因此,对城市轨道交通地下工程建筑安全检测等新问题和新技术进行长期深入研究具有重要的现实意义。
1城市轨道交通地下工程建筑安全
从结构上,城市轨道交通地下工程建筑主要由地铁站台和地铁隧道组成,属于典型的坑道节点式构造[6]。根据城市轨道交通、地下铁道工程和铁路隧道工程方面的国家标准,城市轨道交通地下工程建筑结构的设计使用年限应为100年[7]。其安全要求包括结构强度、结构功能和结构可修复3个方面。城市轨道交通地下工程建筑安全检测是通过测量和巡查,对地下工程建筑的主要参数进行监控,经过评价指标分析进行安全等级评判[8]。其目的是通过测量,评价城市轨道交通地下工程建筑结构的安全性。一般来说,影响城市轨道交通地下工程建筑结构安全的主要因素包含有环境和人为这两个方面。综合以上分析,目前城市轨道交通地下工程建筑结构安全检测的内容主要有:(1)断层;(2)裂隙;(3)剥落;(4)渗透水;(5)变形和位移。检测方法采用传统的定期关键点巡查和结构工程仪器直接接触式离散测量,从而形成报表制度。
2安全检测系统设计和工作原理
2.1安全检测系统设计
城市轨道交通地下工程建筑安全检测系统的设计主要由车地两套独立计算机装置组成,以完成对地下工程建筑结构支护围栏两侧涂覆黑白色带图像和位置进行检测,对拱顶自然结构状态进行检测,以及对地面为拱桥轨道结构状态进行检测。车辆上安装下位机和上位机两级计算机装置,通过串行通信进行数据交换。下位机由嵌入式系统组成,完成测量传感器的信号处理;上位机由工控计算机组成,完成操作、输出、显示、监测测量结果,并进行管理。地面车站计算机装置实时执行操作和管理,完成检测、统计、分析和报表。
2.2安全检测系统工作原理
城市轨道交通地下工程建筑安全检测系统的基本工作原理是,通过CCD传感器获取被测物体的图像,然后对图像进行处理,在图像处理后完成对被测结构的测量。一般图像只能进行2D测量,此处采用视觉自动聚焦技术就能够进行2.5D测量。视觉自动聚焦技术是采用自动聚焦判别函数对高度不属于同一平面上的两点进行精确聚焦,然后通过计算得到两点间的距离。通过CCD传感器获取被测结构图像的模拟信号,经过车载下位机进行A/D转换,转换成数字信号、输入到计算机,然后由图像处理手段对图像中需要测量的几何图元进行测量,从而实现对被测结构的非接触测量。图像处理需要实现的功能包括图像获取、图像滤波降噪、图像增强、图像边缘定位、特征定位、图元拟合、图元计算等。
3安全检测系统技术实现
随着计算机技术、通信技术、控制技术和微电子技术的飞速发展,采用计算机图像检测技术进行城市轨道交通地下工程建筑安全检测,并按照我国城市轨道交通技术规定,采用车地无线通信系统[9]。
3.1硬件技术
嵌入式系统是集成电路技术和微型计算机技术高速发展的产物。在车载下位机中的测量模块采用嵌入式系统检测单元设计方案,主要是考虑了系统模块化和可维护性。由于图像处理的直观性和可视性,检测单元中的传感器选用CMOS型CCD,代表性产品有USB摄像头。嵌入式系统处理器现有单片机、DSP和微处理器3大类,此处采集和处理的均为实时彩色图像,故采用微处理器,其典型产品有ARM系列多个品种可灵活选用。视频数据采集和图像处理可采用Linux软件实现,对处理后的压缩图像通过城市轨道交通监控系统通信标准由规定的接口完成即可。最后,视频图像传送给车载上位机进行实时的显示和控制。
3.2软件技术
根据城市轨道交通技术标准和设计规范的要求,安全检测系统在软件技术方面需要具备完成图像处理的功能。在图像产生、传输和变换的过程中,由于各种因素的影响,往往会使图像与被测结构之间产生差异。这给从图像中提取各种安全信息造成了很大困难。因此,对CCD传感器得到的图像要进行各种处理,以降低噪声干扰。常见的图像噪声包括光学成像及采样过程中常会出现的混叠噪声、插入噪声、抖动噪声、电子噪声等。而且边缘的检测和提取往往对噪声较敏感,因此首先需要对图像进行滤波降噪处理。数字图像滤波器有线性和非线性两大类。线性滤波器对高斯噪声有较好的平滑作用,但对其他噪声的抑制效果较差,而且会出现模糊边缘。在非线性滤波器中,中值滤波器在过滤噪声的同时,还能较好保护边缘轮廓,对消除孤立点和线段的干扰十分有用,特别是对于二进制噪声尤为有效。这就特别符合几何测量中对边缘定位的需求,因此安全检测系统选用中值滤波器对图像进行滤波降噪。由于要测量物体轮廓边缘的几何信息,所以图像边缘信息提取的好坏就显得尤为关键。一般物体和背景具有较大的对比度,反映在图像上就是物体和背景的灰度差别较大,图像直方图将呈现较为明显的双峰型,所以安全检测系统采用阈值法实现图像分割。
4安全检测系统设计特点
4.1模块化
由于嵌入式器件的整体功能越来越强大,嵌入式系统模块化设计、组装、调试和维护技术已经非常完善,技术人员通过专业学习可以快速掌握和应用。在城市轨道交通现场应用中,各级子系统大量采用嵌入式系统完成模块化功能的实现。
4.2集成化
现场检测技术进一步的发展,必然是高度集成化。对于日益复杂的城市轨道交通,从横向上考虑,随着城市轨道交通建设规模的扩大和发展,各个子系统数量不断增加,遍布所有城市轨道交通的子系统;从纵向上考虑,各系统都有向下层深入的趋势。因此,多子系统构成的安全检测系统不仅能够实现车站级集成,还能够实现现场级集成,甚至直接到各检测传感器上。
4.3网络化
在一个城市,一般都存在多条轨道交通线路,这就要求把不同的线路资源进行网络化处理。从单线路的检测系统向路网级检测系统发展,是网络化发展的必然趋势。对于城市轨道交通的综合检测,可以采用线路、车站、车辆为层次单元,组成相对完善的网络结构,同时具备强大的数据处理能力,能够更好地满足和适应轨道交通网络在不同层面上的需求。
5结束语
建设准确实时高效的城市轨道交通地下工程建筑安全检测系统有助于节约资源,促进生态文明发展。城市轨道交通地下工程建筑安全检测系统技术反映了城市轨道交通信号、系统和集成的特性。本文在分析城市轨道交通地下空间建筑结构安全检测目标和内容的基础上,建立了模块化、集成化和网络化的计算机图像检测系统模型,详细介绍了其安全检测系统的设计思想、基本原理、技术实现和技术特点,对进一步技术开发和设备升级奠定了基础。
参考文献:
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城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通.轨道交通具有大容量、快速、准时、安全、舒适、清洁等特点,是解决大城市尤其是特大城市道路交通拥挤和交通污染的有效运输方式.轨道交通建设需求资金巨大、建设周期长,城市轨道交通线路逐渐接线成网,将最终构成一个轨道线路纵横交错、错落有致、衔接换乘方便的轨道交通网.
目前,世界上已有100多个城市轨道交通系统,而且许多大城市如伦敦、巴黎、柏林、慕尼黑、纽约、东京、莫斯科等已形成网络.上海市轨道交通网已经建成和即将建成1号线、2号线、明珠线一期工程都是放射线,明珠线二期工程建成后将与一期共同组成环线,初步构成放射线-环线轨道交通网络.世界上许多大城市均采用放射线-环线的轨道网络.
上海轨道交通明珠线一期工程线路和二期工程线路接轨后并不是一个完好的圆环形,圆环上存在着一期工程线路的向北和向南的延伸段.可以看作是放射线和环线部分线路重合的情形,不同线路的列车在线路重合的区段部分共线运营.这种独特的轨道交通共线运营在国内外的轨道交通网络中是罕见的,其运输组织具有一定的难度,同时提出了要进行深入探讨研究的问题.
1连通型城市轨道交通网络特点
1.1连通型城市轨道交通网络技术设备特点
世界上有很多城市都采用连通型城市轨道交通网络[1],如德国的柏林、慕尼黑,美国的亚特兰大,以及我国的上海等城市.连通型轨道交通网络与一般轨道交通网络相比具有以下几个方面的特点:
(1)各轨道交通线路之间接轨点多.连通型轨道交通网络各轨道交通线路相交时尽可能地相互接轨,使得接轨点较多.以德国慕尼黑城市轨道交通网络为例(如图1所示),其轨道交通网络仅由6条线构成,各线接轨点多达8处,这为列车跨线运营提供了条件,使线路客运功能得到最大程度的发挥,也能最大限度地满足旅客出行需求.(2)线路辅助线设施配置完备.连通型轨道交通网络中各线辅助线配置完备,这些辅助线包括渡线、存车线、折返线以及联络线等,这不仅为提高线路通过能力奠定了基础,更为列车跨线共线运营提供了保障.图1慕尼黑城市轨道网络示意图
(3)车辆基地集中.连通型轨道交通网中,多条轨Fig.1SketchmapofMunichurbantransitsystemnetwork道交通线甚至全网共用同一车辆基地,如慕尼黑轨道交通网只设一个车辆基地和一个小型的停车场.由于各轨道交通线相互接轨,列车可以方便地通过与车辆基地直接相接的线路出入车辆基地,从而达到共享设施和资源的目的.
(4)车辆及机电设备制式相同或相容.轨道交通网络要成为连通型,不仅要求各线路设施相互连接,而且要求车辆及机电设备系统具备统一性.因此,连通型轨道交通网络中各轨道交通线的车辆及机电设备制式必须相同或相容.
(5)全网共用同一控制中心,由同一管理机构管理.连通型轨道交通网中相互联轨的轨道交通线甚至全网线路共用同一控制中心,并由同一运营机构管理.网络运营组织要求统一调度指挥.
(6)网络运营车底减少.连通型轨道交通网络不仅有利于车辆基地集中设置、共用控制中心,以及车辆及机电设备等系统日常维修共享资源和设施,而且由于线路相互连通,车辆可以统一调配,备用车辆可以大大减少,从而有利于节省车底.
1.2连通型城市轨道交通网络运输组织特点
对于连通型城市轨道交通网络,相邻线路在交汇站接轨,相互线路间存在着直接联系.因此不同线路上运营的列车可跨线运营.此时列车运营组织可采用分线独立运营、共线运营和独立-共线运营相结合的方法.城市轨道交通系统的独立运营是指列车在各自的线路上运行,列车在交汇站折返,旅客在交汇站换乘其它线路的列车.城市轨道交通系统的共线运营则是指在连通型城市轨道交通网络中,组织不同线路上的列车通过交汇站运行,形成不同线路运营的列车跨线运行,并在部分线路的部分区段共线运营.
共线运营的运输组织方法与独立运营相比具有以下优点:①最大限度地方便了旅客的出行,旅客不需换乘即可到达旅行目的地;②充分地利用通过能力,采用共线运营的方式,可使得共线区段的线路通过能力得到充分发挥;③有效地利用列车车底,减少车底折返作业.但是,共线运营也存在着以下的缺点:①由于共线运营时,该轨道交通网络系统的能力将主要取决于共线区段线路的通过能力,因此会造成线路列车运营不均衡;②非共线区段列车运营间隔较长,将影响到非共线客流的出行;③列车运营组织复杂,列车在交汇站存在较多的交叉干扰,相邻线路的列车运营相互影响较大.城市轨道交通网络各线所衔接的城市小区旅客出行需求上存在差别,客流在不同时段、不同区段上的分布不同,为最大限度地满足客流需求,采用合理、灵活的运输组织方式十分重要.因此,应根据各轨道交通线路的客流量、旅客出行特点、交汇站的线路连接方式等条件,确定列车运营组织方式.
2上海轨道交通明珠线网络客流特点
2.1上海轨道交通明珠线网络特点
明珠线一期工程是上海城市轨道交通网中的南北向直径线,是联系南北辅城的城市轨道交通骨架线路.线路走向南起闵行,经吴泾、沪杭铁路内环线、上海火车站、铁路客技站、凇沪铁路、逸仙路、吴淞镇、北止于宝钢,全长约60km.明珠线一期工程充分利用了经过市区内的沪杭铁路内环线及松沪铁路线,在原有铁路用地范围内修建高架轨道交通,彻底解决了既有市内铁路与城市道路的42处平交道口严重阻塞交通的局面,给城市道路交通带来了通畅,沿线土地得到了开发.
明珠线二期工程起自老北站地区,经浦东新区至徐汇区虹桥路,所经地区有多个大型客流集散点,如宝山路、长阳路、张杨路、南浦大桥、上海体育场等.明珠线二期工程与明珠线一期工程接轨成环,从而与运营中的地铁1号线和地铁2号线及明珠线一期工程构成“申”字形的轨道交通基本网络.明珠二期与一期西部线路相接成环是上海地铁系统中的唯一城市环线.它是联系其他线路的纽带,也是城市各个副中心之间联系的交通干道.因此,其主要功能是将其他轨道交通线联系起来,使整个轨道交通网络成为一个有机的系统,加强城市区域间的联系,使城市土地得到合理、高效的开发利用,促进城市健康发展.
明珠线二期工程和明珠线一期工程接轨,利用明珠线一期西部区段(中段)构成城市环线.共线区段为虹桥路站至宝山路站(远期可能为上海火车站站)的线路,有9座共线车站.国外的轨道交通网络也存在着共线区段,但那是树枝状的线网,共线区段在枝状线路的末端,像明珠线射线与环形线共线,并且共线车站达9座之多的情况并不多见.在明珠线这样的连通型城市轨道交通网络中,具备了组织不同线路上的列车通过交汇站运营,形成不同线路的列车跨线运营,并在部分线路的部分区段共线运营的线路基础.
2.2上海轨道交通明珠线客流特点
明珠线一期上行客流方向为上海南站站至江湾镇站(远期至宝钢站).下行客流方向为江湾镇站(远期为宝钢站)至上海南站站.根据明珠线二期与一期连接形成环形网络的特点,本文把线路分为以下3段:虹桥站以南为南段,虹桥站—宝山站为中段,宝山站以北为北段.
根据文献提供的明珠线一期和二期线路各车站上下车预测客流量,利用线路O2D矩阵推算方法,计算出明珠线一期和二期线路的O2D客流量,然后根据线路分段情况进行客流量统计,得出了明珠线一期和共线运营环线的分段客流量.表1明珠线一、二期全线下行方向全日客流量
注:表中百分比是西半环到东半环客流量与东半环客流量的比值.分析表1可以看出明珠线一期上行客流集中在中段和北段,南段、中段和北段的客流比例大致为1∶20,说明上行客流主要是中段到北段的客流量.下行方向每段客流量有着明显的年份变化,北段客流量基本稳定,中段和南段客流量急剧增加,反映出了中段客流到南段客流的增加.可以看出明珠线一期工程主要服务线路南北端区域通学通勤进入市中心的交通需求.
明珠线二期工程和明珠线一期工程在一期线路宝山路站至虹桥路站共线.明珠线二期线路为东半环,明珠线一期共线9座车站线路为西半环,东、西半环组成一个整环.定义共线上行方向为从宝山路站顺时针经虹桥路站再回到宝山路站.共线下行方向为从宝山路站逆时针经虹桥路站再回到宝山路站.分析表2和表3可知,明珠线二期工程上行方向东半环客流量大于西半环,东半环到西半环的客流量占了东半环客流量50%以上的份额,且还有增长的趋势.下行方向西半环到东半环客流量是逐年增加的,这说明了环线的功能在不断地加强.总之,从明珠线一期工程和明珠线二期工程的客流分析来看,虽然两线有9座车站的线路是重复的,但两线都具有各自的客流服务对象,即都有各自客流的主流向需求量,因此共线运营的方案既能满足客流需求,也能节省工程投资.
3上海轨道交通明珠线运营方案
轨道交通工程建设投资巨大,每公里的轨道线路的资金需要7亿多元,难以一次性建成投入使用,一般是采取边建设边运营的方法.轨道交通促进了沿线区域的发展,运输需求也不断变化.因此,轨道交通运营方案需要不断地调整以适应客流的变化.根据线路技术设备和客流特点,明珠线网络存在多种运营方案,下面对几个有代表性的运营方案进行分析.
3.1共线运营方案
(1)明珠线一期按现在南北向运营(上海南站站—江湾镇站),明珠线二期线路与一期西半环线共线9座车站(宝山路站—虹桥路站),按环线运营.运营方案示意图如图2所示.本方案特点是在明珠线西半环产生9座共线车站,按连通型网络共线运营.本方案要求明珠线南北向的客流较大,东西向的客流次之,在共线的9个车站中客流最大.为了采用此方案,在宝山路、虹桥路站需设换乘站(平面或立体换乘),在虹桥路站设停车场和折返线.本方案对一期的运营组织不会产生太大的干扰,二期的运营方案也很易实施,使环线和一期线路上任意两车站旅客乘车方便.本方案既节省了明珠线二期工程在西段工程建设投资,也实现了明珠线环线功能.但共线车站运输组织较为繁忙,
行车间隔的不同会造成输送能力的不均衡,非共线段能力利用率较低.一期南北段到东半环旅客要换乘两共线车站的客运组织工作要加MingzhuLine强,提供列车导向信息,组织好旅客换乘.
(2)一期全线运营,二期环线运营和东半环运营相结合.运营方案的示意图如图3所示.本方案特点是明珠线二期长短交路结合,共线运营.此方案的客流特点是南北客流各区段均匀,中段客流较大,且东西环的客流相差不大,东西向的客流与南北向的客流相当.方案要求一期的信号系统必须可以保证二期车辆在共线区段的运行.本方案各段发车密度均匀,衔接方式多,可大大方便旅客.但本方案组织不便,对车站的组织工作增大了难度,其中列车的导向服务应加强.应采取加强运营组织和导向系统等措施配合.在上述方案基础上,还能形成多种共线运营方案,在此不再赘述.
3.2独立运营方案
明珠线一期在南北分段运营(上海南站站—虹桥路站,宝山路站—江湾镇站),明珠线二期按环线运营.运营方案示意图如图4所示.本方案特点是不产生共线运营.此方案要求明珠线一期南北两端之间直达客流较小且均匀,环线到一期两端的客流较小,环线的客流较大,3条交路上的客流比较均匀.本方案要求在宝山站和虹桥路站都应设换乘站,在上海南站站、江湾镇站、宝山站、虹桥站都要设折返线,一、二期信号及车辆系统要能相互兼容.方案不产生共线运营,二期的运营方案也很易实施.但是,虹桥路站以南的旅客到其他车站必须换乘,尤其是到宝山站以北的旅客要换乘两次;同样宝山站以北的旅客到其他车站也必须换乘,到虹桥站以南的旅客要换乘两次;环线上的旅客到一期南北两端也必须换乘.这样会增加旅客的旅行时间,给这部分旅客带来不便.如果采用此方案,应加强运营组织,认真设计好换乘站.
【关键词】城市轨道交通;线网规划;交通负荷;环境保护
一、引言
随着我国国民经济持续稳定向前发展,工业化进程加快,致使我国城市化速度不断加速,城市规模急剧扩张,城市人口飞速增加,居民出行与物资交流高度频繁,客货运输需求急剧增长。而我国大中城市交通设施建设却严重滞后,城市土地减少、道路堵塞、车辆拥挤、交通秩序混乱、空气噪声污染严重。城市交通环境与交通质量面临着严峻的挑战与危机,恶化了我国大城市的投资环境,严重地束缚和限制了城市经济的发展。进人2l世纪,我国城市化水平将进一步提高,人口密度将进一步加大,大城市的交通拥挤问题必将成为制约经济发展、影响城市环境的关键因素。
二、北京发展城市轨道交通建设的必要性
(一)北京市交通现状
北京市交通负荷集中度还在加剧,城市的土地开发、旧城改造等仍在大规模地进行,环绕二、三、四环路的各项建设有增无减。仅2002~2003年,经规划部门审批的各类建筑面积已达13541万平方米,其中2218万平方米集中在城四区原有的商业、居住用地上。单一功能的新城难以摆脱对主城的依赖,导致了对外联络通道的拥堵。其次,机动车增长迅猛,城区路网压力骤增。这也是造成交通拥堵的一个重要原因。2003年,全市新增机动车38.6万辆,2004年1、2月份又新增5.5万辆,5月份机动车总量已达227万辆。其中私人机动车142.3万辆,含小客车96.6万辆,占机动车总量的44.8%。近几年,市区道路交通流量以每年10%左右的速度持续增长。
(二)城市轨道交通的类型和特点
一般来说,城市轨道交通可分为地下铁路、城市轻轨、有轨电车、市郊铁路、自动化导向交通和磁悬浮交通系统等。各种轨道交通方式具有各自独立的优势和特点,如表1所示:
眼下,北京市区土地开发已趋于饱和,受公路建设发展的局限性所致,道路运输的规模和水平受到控制,地面交通可持续发展的矛盾日益突出。然而,城市交通需求是必须要满足的。轨道交通具有占地面积小、运行速度快、污染少等特点,被称为是一种对环境友好的“绿色交通”系统。从运输效率和城市环保的角度看,轨道交通最有优势,大力发展大运量、高效率、低污染、低能耗的轨道交通逐渐成为人们的共识。
(三)轨道交通是各大城市发展的必然趋势
世界各个国家,不论贫富程度如何,各个城市,不管是大城市还是中小城市,地铁轻轨以及城域轨道交通发展都很迅速,尤其是最近20年发展势头非常迅猛。先看大城市:比如巴黎。大巴黎各个卫星城到市中心,突出利用轻轨,而且是双层列车,非常方便。巴黎市中心充分利用地铁,承担了出行量的8O%。再看中等城市:比如加拿大的多伦多市。在市区大力发展轻轨,而且是高效的、大容量的轻轨,比如像直线电机轻轨列车。亚洲的泰国曼谷比北京的交通堵塞还要严重,它下决心搞立体交通布局,上下三层,上面是公共汽车,中间是轨道交通。下面是地铁,充分利用空间。波多黎各是个不发达国家,但它的城市也在大力发展地铁。欧洲各个城市轻轨普遍很发达,已经逐渐代替公共汽车,成为一个非常高效的交通工具。美国与欧洲不同,由于二次世界大战期间没有受到任何破坏,高速公路已经形成系统,大的交通格局没法改变。但是在美国除了大城市外中、小城市也开始发展轻轨,既有利于环保,而且景观很好。
三、北京市轨道交通建设中要研究解决的问题
(一)重视城市交通的总体规划
城市轨道交通的建设,尤其是在市中心修建地铁是一项复杂的、涉及面广、多专业相互协调配合的系统工程。工程投资大,一旦建成无法修改。工程做得好,乘客深受其益。因此,做好城市轨道交通的规划具有十分重要的意义。要做好城市轨道交通的规划,必须做好城市轨道交通的线网规划,因为线网不合理,比如线路走向不合适或换乘不方便等,就会造成没有客流、缺少客流或不吸引客流;客流量小、运量小,就谈不上城市轨道交通的骨干作用。因而,结合城市的总体客运需求,合理布置线网是发挥城市轨道交通骨干作用的必要条件。
北京市政府制定了《北京交通发展纲要》,其中大力发展公共交通,特别是城市轨道交通是这一战略的重要内容。北京市轨道交通规划已明确,2008年轨道交通运营线网长度将达到220公里以上。预计日承担运输量为400~450万人次,占公共交通总运量的25%~30%,据了解,近十年北京市对城市交通的年均投入占到GDP的5.24%,道路里程增长了33%。
北京制定中长期城市轨道交通建设规划,依初步设想,北京市远景轨道交通规划线网由16条地铁(M线)、6条城铁(L线)和6条市郊铁路(S线)组成,分三个阶段实施。届时,北京市将拥有28条轨道交通线路。据了解,规划既包括线网设置和组成,也包括客流预测和融资方案。2020年规划线网将由19条线路组成,总长度561.5km。市区线路15条,425.7km,包括M1-M11、M15(至顺义),其中M10与M11将形成第二个地铁环线,这个环线将充分服务于中关村科技园区,商务中心区、奥林匹克公园等今后北京的多个中心区域。其他城市区内的地铁线路都将围绕已有的环线地铁及M10与M11形成的第二个环线,向北京的各个郊区发散,第二个环线区域内的居民出行可在5min之内到达地铁站。到2050年之前,北京还将在城区内建设M16,它将与M4相连接,形成贯穿南边的地铁主线。同时,奥林匹克公园等区域也是轨道交通重点发展的区域。到2020年,北京还将修建城市铁路L1、L2。这两条城市铁路将从北京的城区内向东北方向和西南方向出发,通往京郊的顺义和大兴方向。通往郊区的线路有4条,里程将达到135.8km,包括良乡线、昌平线、黄村线以及亦庄经通州至顺义的S6线。
(二)开发国产化,降低建设成本
从运输效率和城市环保的角度看,轨道交通无疑最有优势。但相对于其他交通方式,轨道交通系统所需投资巨大,往往是城市基础设施建设中最大的一项投资。我国城市轨道交通平均每公里综合造价,地面形式为0.5~1.5亿元,高架形式1~2.5亿元,地下形式5~8亿元。而且轨道交通的运营维护费用也非常昂贵,目前世界上建有轨道交通的144个城市中,只有香港、大阪等少数几个城市能够回收运营成本。即使在正常情况下,城市轨道交通项目也属于高风险投资。跨越这一障碍的关键在于:一是以新的融资方式和金融工具,打通民间资本大规模进入城市轨道交通设施建设的渠道;二是以明确的中央和地方政府“政策投入”,刺激国内外各类投资者投资于轨道交通。
针对我国城市轨道交通的现状,国家制定了既积极支持城市轨道交通发展,又要大幅度降低造价的方针,提出要求制定“量力而行,经济实用,安全可靠”的建设标准,使技术装备实现国产化,确保国产化率不低于70%。轨道交通应该是大运量、快速,运送中、长距离乘客的交通工具,需要其他交通工具为其输送客源,以达到大运量、高负荷的目的。大站距可以提高旅行速度,缩短旅行时间。“低线网密度,大站间距”模式不但可以降低工程造价,而且还可以降低运行成本。为了科学合理地确定路线的敷设方式,应结合城市总体规划,沿线地质、水文、环境情况,经过技术经济比较,确定路线敷设方式,能采用地面线的不采用高架线;能采用高架线的不采用地下线,地下线的复土深度力求减小,以此达到节省投资降低运输成本,而且还方便乘客出入。资源共享、社会化的配套也是降低成本的一条有效途径。可利用社会资源服务的功能从地铁中分离出来,我国一些城市也将地铁中一些后勤服务功能实现社会化,并得到了显著效果。同时可以进一步扩大资源共享,并进行社会化服务。显然,这是一条降低建设运营成本,提高企业效益的好路子。
(三)注意城市轨道交通的环境保护
城市轨道交通的环境污染,主要以建成通车后的振动和噪声污染为主,其次为电磁辐射污染和景观污染等。防治措施通常采用主动和被动两种形式。主动防治即先行分析污染源、污染产生的机理、影响因素,而后对症下药,从污染产生的源头上采用先进的技术设计手段,阻断或削弱污染。
运营期间轨道交通的环保是指线路开通后的被动环境污染防治问题,主要有以下几种措施:
1.轨道交通列车运行时,由于钢轨腹板较薄,横向刚度小,轨腰容易产生振动,引起噪声,防治措施是在轨腰两侧粘贴减振橡胶和钢板,达到衰减阻尼振动和噪声的作用。日本高速铁路采用这种方式后,噪声降低了3~5db。
2.在钢轨踏面部分涂增粘物质,可以减小车轮在轨顶面的滑动,从而有效的减小滑动摩擦产生的噪声;在小曲线钢轨内侧涂油,可以减小振动和啸叫噪声。
3.车轮定期维修、打磨,使之圆顺,对减小撞击和滚动产生的振动和噪声效果明显。
4.消除钢轨局部不平顺,可有效的减小振动和撞击噪声。
四、结语
北京市目前的轨道交通路网,仍滞后于客流的增长。服务设施,以及换乘与过轨衔接,现在仍显不顺畅。面对这些问题,在未来的建设中把质量与服务放在重中之重的位置,把推进环保、社会福利,作为公共交通建设的重要任务;强调以最少的投资获得最大的效果;重视多种交通方式的关系协调。落实起来,应着实地树立“以人为本”的观念。
【参考文献】
特别是城市轨道交通的安装空间、备品数量有限,如车辆备用量一般不超过10%,要实现大规模设备返厂修理是不可能的。因此,必须保证轨道交通车辆、机电(设备)系统在设计、制造、装配、安装等阶段,全面满足设计要求。城市轨道交通车辆、机电(设备)系统快速发展,具有较强的专用性。因此,车辆、机电(设备)系统采用独立第三方监理的制度是我国城市轨道交通建设发展的客观要求,建立、健全与之相适宜的质量监管法律制度是必要的。
城市轨道交通建设中车辆、机电(设备)系统监理的实践
北京城市轨道交通设备监理工作始于2000年的北京地铁13号线建设工程,当时城市轨道交通技术正处于高速发展的起始阶段,原有设备安装旁站监理的单一模式,已经不能满足技术发展的需求。对工程质量的监督控制已从原有安装过程的控制,发展到设计、生产、安装、调试的全过程监督管理模式。如车辆在城市轨道交通建设工程概算中列在购置费中,可以理解为产品概念。但根据国家招投标法的规定,车辆及关键技术的采购必须采用招标方式,且由于各城市、各条线路对轨道交通车辆要求各有不同,以及先进技术的引进,供货商实现功能技术方式的差异,招标所获得的车辆核心技术的组合方式的不同,致使国内缺少性能参数一致的车辆定型产品。又由于车辆是所有行车控制的对象,车辆必须为信号、通信、音视频传输等系统与车辆的控制提供接口和安装物理空间。鉴于上述情况,车辆的监理从原有的现场调试验收延伸到车辆工厂安装、制造和设计阶段。
应当指出设备监理制度在国外工程早已应用。由中铁建承担的沙特麦加萨法至穆戈达沙南线地铁工程,外方要求承包方采用第三方独立监理方式实现对车辆质量的控制,并依据FIDIC(菲迪克)条款的原则,要求监理方从设计开始至现场安装调试的全过程进行质量监督,以此作为确保工程质量和工程进度的重要手段。此外我国南京1号线也曾聘请过国外专业的咨询公司对车辆制造提供全程监理服务。南京地铁看中的就是,国外咨询公司在车辆监理领域具有丰富的经验,同时拥有完整的从设计到整车制造监理的程序性规定和标准,这些都说明国外的同行已经走在了车辆监理领域的最前沿,是值得我们借鉴和学习的。
目前,内地城市轨道交通的设备监理工作已经大面积开展,特别是车辆等主要子系统的设备监理工作形成一定规模。以北京为例,自2000年北京地铁13号线开始,北京的地铁建设项目全部实施了车辆等主要子系统的设备监理。在多年车辆监理的实践中,形成一些行之有效的监理模式和经验,如车辆监理关注的是:对制造厂商的质量保证体系执行的监督;设计阶段对系统功能实现内容进行核实;关注设计及工艺变更,检查其是否履行必要的程序;参加重要零部件的首检;旁站监督列车及关键零部件的例行试验;监督车辆与其他系统的接口及安装预留条件;全过程参加首列车的静、动态试验及上线试运行;检查、监督车辆技术档案的建立,并保证其完整性等工作。实施设备监理,是保证车辆、机电(设备)系统的质量,提高安全性、可靠性和稳定性的重要手段。
推进城市轨道交通建设中车辆、机电(设备)系统监理需立法支持
由于城市轨道交通产业的迅速发展和投资规模不断加大,设备监理获得大力发展的机遇。经过几年的不断实践,摸索出不少设备监理的经验。但就设备监理的要求来看,还有一部分问题亟待解决,主要表现在:设备监理队伍水平参差不齐;没有规范的收费标准;监理的内容和标准不规范,特别是采取公开招标方式选择监理队伍时,往往监理水平较低的投标单位,采用极低的价格投标,造成业主选择合适的监理单位的困难。
鉴于目前城市轨道交通建设需要和设备监理的必要性,城市轨道交通工程的车辆、机电(设备)系统监理亟需通过法律法规的方式予以规范,实现设备监理队伍的市场准入资格制度、设备监理收费标准制和设备监理规范化。规范设备监理市场,使设备监理工作不应当仅是业主的自我管理方式,而应成为城市轨道交通建设的必要程序。要积极培养从事城市轨道交通设备监理的队伍,总结国内外设备监理的经验,形成完整的监理制度。否则,设备监理市场混乱,失去设备监理发展的机遇,甚至会严重影响城市轨道交通工程的质量。