（技术经济及管理专业论文）山区跨座式单轨交通运营安全评价研究.pdf

摘要 跨座式单轨交通作为城市轨道交通的一种形式，具有占地面积小、运量大、 污染小、对复杂起伏的地形有较强的适应性等优点，已经被越来越多的山区城市 所采用。人们在享受跨座式单轨交通带来的出行方便的同时，对其运营安全也愈 发重视。因此，运用系统安全分析方法，辨识山区跨座式单轨交通运营的危险源， 对山区跨座式单轨交通运营安全进行有效的评价，是提高山区跨座式单轨交通运 营安全水平的重要手段。 本文首先针对山区跨座式单轨交通的特点和安全现状，主要从由人、物、环 境和管理组成的系统入手，对影响山区跨座式单轨交通运营安全的因素进行了具 体分析。接着结合影响因素，建立了山区跨座式单轨交通安全评价的指标体系和 层次结构，并运用层次分析法确定了第一层次和第二层次指标的权重。然后利用 模糊综合评价法，建立了山区跨座式单轨交通运营系统安全综合评价模型，以期 找出安全隐患。最后通过典型实例重庆轨道交通二号线进行综合分析评价， 进而证明将模糊数学理论应用于山区跨座式单轨交通安全综合评价的可行性。 本文以建立适合山区跨座式单轨交通运营安全评价体系为研究重点，运用定 性和定量相结合的分析和评价方法，为我国山区跨座式单轨交通运营安全综合评 价提供了理论和技术支持。 关键词：跨座式单轨交通；影响因素；评价指标体系；综合评价 a bs t r a c t s t r a d d l et y p em o n o r a i l ，a saf o r mo fu r b a nr a i lt r a n s p o r t ，谢t hs m a l l f o o t p r i n t m a s s t r a n s i t ，l i t t l ep o l l u t i o n ，s t r o n g l ya d a p tt oc o m p l e xa n dw a v y t e r r a i 玛e t c ，a ni n c r e a s i n g n u m e ro fm o u n t a i nc i t i e sh a v eb e e nt o u s ei t w h e np e o p l e e n j o y i n gt h et r a v e l c o n v e m e n co ft h em o u n t a i ns t r a d d l e - t y p em o n o r a i l ，i t s o p e r a t i o n a ls e c u r i t yi sa l s o i n c r e a s i n ge m p h a s i so n t h e r e f o r e ，w es h o u l du s es y s t e ms e c u r i t ym e a n st oi d e n t i f i c a t e t h eo p e r a t i o n a lh a z a r d so ft h i st r a n s i t ，a n dm a k ee f f e c t i v ee v a l u a t i o nt o i t so p e r a t i o n a l s e c u r i t y i ti sa ni m p o r t a n tw a yt oi m p r o v et h el e v e lo fi t so p e r a t i o n a ls a f e t y t ob e g i nw i t h ，t h ea u t h o ra i m e da tt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n ds e c u r i t y s i t u a t i o no f m o u n t a i ns t r a d d l et y p em o n o r a i l ，m a i n l yf r o mt h e s y s t e mc o m p o s e do ft h ep e o p l e t h i n g s ，e n v i r o n m e n ta n dm a n a g e m e n t ，m a k i n gad e t a i l e da n a l y s i st ot h ee f f e c tf a c t o r so f i t so p e r a t i o ns a f e t y t h e n ，t h ea u t h o rc o m b i n e da l lk i n d so ff a c t o r s ，e s t a b l i s h e di n d e x s y s t e ma n dh i e r a r c h i c a ls t r u c t u r eo ft h em o u n t a i nm o n o r a i l w a y so p e r a t i o n ss a f e t y t h e a u t h o r a p p l i e da h pt od e t e r m i n et h ew e i g h to ft h ef i r s tl e v e la n ds e c o n dl e v e l i n d i c a t o r s a n dt h e nu s e df u z z y c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d ，i no r d e rt oe s t a b l i s h c o m p r e h e n s i v es a f e t ye v a l u a t i o nm o d e lf o rt h em o u n t a i ns i n g l e t r a c kt r a n s i to p e r a t i n g s y s t e mt oi d e n t i f yp o t e n t i a ls a f e t yp r o b l e m s l a s tb u tn o tl e a s t ，b yt h et y p i c a le x a m p l e s t h e2 n dl i n eo fc h o n g q i n gr a i lt r a n s i t ，p r o v e dt h a ti t i sf e a s i b l et oa p p l ef u z z y t h e o r yt o t h eo p e r a t i o ns a f e t ye v a l u a t i o no f t h em o u n t a i ns t r a d d l et y p em o n o r a i l i nt h i sp a p e r ，t h ea u t h o rf o c u e do n s e t t i n gu pas u i t a b l eo p r a t i o n a ls a f e t ye v a l u a t i o n s y s t e mo fm o u n t a i ns t r a d d l et y p er a i l w a y ，u s i n gac o m b i n a t i o no fq u a l i t a t i v ea n d q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o nm e t h o d o l o g y ，p r o v i d e dt h a ti ti sf e a s i b l et ou s t h e o r e t i c a la n dt e c h n i c a l s u p p o r tt oc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fo u rm o u n t a i l l s s t r a d d l e t y p em o n o r a i l so p e r a t i o n a ls a f e t y k e yw o r d s ：s t r a d d l et y p em o n o r a i l ； i m p a c tf a c t o r ；s y s t e mo fe v a l u a t i o n ： c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者躲孑迄穆 日期硝年鲫钿 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行 信息服务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留 在其他媒体发表论文的权利。 学位论文作者签名：溺捞指导教师签名：参) ；纱 日期：印听年，庆月1 5i t 日期：9c 1 年p 月c e t 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社c n k i 系 列数据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规 定享受相关权益。 学位论文作者签名：；戋惠镑 日期：纠年版月恬日 。 六沙日， ，7 名掌 名年 签q 谚o 教 ： 导期指日 第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 随着我国国民经济的发展、城市的扩大，城市交通需求的矛盾越来越突出。 发展城市轨道交通是解决城市拥堵的最佳途径之一，目前在我国正处在轨道交通 大发展时期，已经开通城市轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连、 深圳、武汉、南京、重庆等十个城市，运营线路总长8 1 3 7 公里。北京、上海和广 州等地已经逐步进入了网络化运营的新阶段，城市轨道交通发挥着越来越重要的 作用，在我国逐步成为解决大、中城市交通拥堵的重要手段。 城市轨道交通从整体上分为地铁和轻轨。跨座式单轨交通是轻轨的一种形式， 是列车骑跨在p c 轨道梁上运行的城市轨道交通系统，具有启动速度快、转弯半径 小、爬坡能力强等技术特点，特别适合山城特殊地形。同时还有占地少、通透性 好、噪声小、造价相对低等经济特点n ，。因此成为世界上许多国家和地区城市采用 的重要交通制式之一。重庆根据山城的地理特点、道路条件、客流预测以及经济 社会发展水平等综合因素，在我国首先采用了跨座式单轨系统，并将其作为城市 轨道网的基本制式之一。目前已开通运营的重庆轨道交通二号线( 较新线) 和正 在加快建设的三号线，均采用跨座式单轨交通系统。 跨座式单轨交通作为中等运量公共交通工具，其安全性直接关系到广大乘客 的生命安全。“安全第一 是乘客的基本需求和首要标准，也是轨道交通运营管理 的主题。运营安全有序是每个轨道交通运营公司所追求的目标，也是满足乘客需 求、获得良好社会和经济效益的根本保证。跨座式单轨技术在日本已有近5 0 年成 熟的设计、制造、建设和运营管理的经验，重庆轨道交通二号线上也做了充分借 鉴。较新线一期、二期工程相继开通运营以来，一方面给市民带来了准时、快捷、 便利的公共交通服务。另一方面，我们也须看到，跨座式单轨交通系统具有建筑 结构复杂、设备集中、人员密度大、环境密闭等特点，加之山城特有的气候、地 形因素，在运营过程中存在一定的风险，运营事故( 故障) 也时有发生。 因此，如何保障跨座式单轨交通的运营安全，为民提供快捷、安全的出行方 式，是我们必须面对而且不断深入研究的课题。本文依托跨座式单轨交通系统在 中国的第一个示范工程重庆轨道交通二号线进行研究，针对跨座式单轨交通 这种轨道交通制式，结合山区特有的地形特点、气候特点，研究运营安全评价的 方法，对其运营系统进行客观评价，从中找出薄弱环节以便改进工作。 2 第一章绪论 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 目前，国外关于跨座式单轨交通的安全研究，从目前可以查阅到的国内外相 关资料看，几乎所有的研究都是集中在双轨式轨道交通运输方式上啪h 洲，如 j o n a t h a na u s t i n ( 2 0 0 5 ) 对轨道交通中隧道路段的资产管理和安全保障技术进行了 研究，认为安全保障预案和智能化的监测系统是首要的安全保障措施。t o d d l i t m a n ( 2 0 0 4 ) 通过分析轨道交通对公共交通运输系统的影响，认为轨道交通对于 促进城市公共交通发展有重要影响，可以降低车辆出行次数和出行距离，降低事 故死亡率和出行费用，同时获得更高的社会、经济、和环境效益。h a n sw k o r v e ， b r e n td o g d e n ，j o a q u i nt s i q u e s 等人( 2 0 0 1 ) 通过设置预告信号来提高轻轨 交通高速运营时安全的可能性研究，对预置信号设置的理论进行了研究，并进行 了实例验证，证明通过预告信号，可以显著提高轻轨和道路交叉口的安全性。根 据研究成果，编写了预告信号设置指南，用于今后轻轨建设、运营管理时的参考。 k i n hd 对直流牵引条件下轨道交通运营安全进行了轨道电力系统设计研究， 建立了直流电力牵引系统模型( t e s ) 。 b r e n to g d e n 从2 0 0 3 年开始研究从听觉信号方面保证轻轨交通环境下乘客和 行人安全问题。研究将在分析现有轻轨交通运营管理现状、研究交通环境、城市 管理法规等的基础上，将新的听觉信号( 沿线固定布设或车载) 与既有的轻轨交 通管理信号相融合，提高轻轨运输安全性。目前改研究尚在进行中。 美国t r a n s i tc o o p e r a t i v er e s e a r c hp r o g r a m ( t c r p ) 2 0 0 6 年财政计划研究 课题p r o j e c ta - 3 0 将对如何促进轻轨交通沿线行车和机动车安全性进行研究。该 研究将研究轻轨交通的事故数据采集模式、机动车和行人的交通行为特征、收集 目前国际上既有的促进轻轨沿线交通安全的成功经验及新技术应用。 1 2 2 国内研究现状 安全评价的研究在我国起步较晚，无论是安全评价方法，还是安全评价的础 数据，与西方发达国家相比都有较大差距。从国内目前的研究状况来看，还没有 关于城市轨道交通运营安全评价体系方面的著作，更多的研究是关于地铁运营安 全体系中一个子系统的研究，比如最近几年较热门的研究有： 各种突发事件( 包括火灾、停电事故、恐怖事件等) 应急预案的编制； 紧急疏散方案的研究； 第一章绪论 3 针对消防等子系统的安全评价； 沿线运营环境的评价。 上述各个评价以定性评价为主，缺乏有效的定量分析，从总体来看缺少以运 营安全作为整体评价的系统研究。 在跨座式单轨交通中，目前国内外的安全研究工作都极少，所能够查阅到的 资料主要是一些事故的案例及其分析，以及针对一些具体案例所进行的一些安全 改进工作，系统的理论研究尚未发现。 1 3 研究的目的和意义 安全评价也称为风险评价或危险评价，是以实现工程、系统安全为目的，应 用系统安全工程的原理和方法，对工程、系统中存在的危险因素进行识别和分析， 判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为工程、系统 的设计、施工、生产经营活动制定防范对策措施，为安全管理决策提供科学依据， 以寻求最低的事故率、最小的事故损失和最优的安全投资效益偿1 。安全评价也是现 代安全管理的一项重要内容，目前越来越多的城市轨道交通安全管理者和研究者 认识到了安全评价对城市轨道交通安全管理的重要性。 跨座单式单轨交通具有建筑结构复杂、设备集中、人员密度大、环境密闭等 特点，一旦发生安全事故，后果严重。位于山区跨座式单轨交通不但有上述特点， 而且由于受到特殊地形的影响，还具有线路纵坡大、平面半径小、高架桥、隧道 等结构物多，增加了疏散救援的难度。跨座式单轨交通运营的历史还很短，重庆 轻轨较新线是跨座式单轨交通系统在中国的第一个示范工程。安全问题不仅影响 着运输功能的发挥，同时也影响着跨座式轨道交通的应用前景。因此，有必要对 跨座式轻轨交通进行的运营安全进行科学评价。 对山区跨座式单轨交通的运营安全评价意义有以下几个方面： 1 有利于有关部门对其整体安全水平的把握和宏观控制； 2 有助于山区跨座式单轨交通运营公司安全管理水平的提高，变被动的事后 处理为主动的事故预测预防管理； 3 在我国目前缺乏城市轨道交通运营安全评价方法的情况下，山区跨座式轨 道交通运营安全评价的研究对其他类型的城市轨道交通的也具有一定的借鉴意 义。 4 第一章绪论 1 4 主要研究内容 本文共分为七章，具体结构如下： j j i。 山 第一部分导言l 7 第一章绪论 区 跨 座 一第二部分概况及影响因素u - l 第二章跨座式单轨交通概况l 式 单 il 第三章安全影响冈素r 轨 交 通 第四章安全评价指标 还 - l i 二部分安全评价 i 第五章安全评价方法 营 安第六章实例应用 全 评 ill 价 一第四部分总结 i 7 第七章结论与展望 图卜1 本文研究思路 f i g u r e1 - 1f r a m e w o r ko f t h et h e s i s 第一部分导言，包括第一章。主要介绍了山区跨座式单轨交通运营安全评价 研究的选题背景，国内外的研究状况，本文的研究目的与意义，本文的研究思路、 结构安排和主要内容。 第二部分为山区跨座式单轨交通概况及影响因素分析，包括第二章和第三章。 第二章对跨座式单轨交通发展进行概述，主要包括：跨座式单轨交通交通的发展 概况、特点、适应性。第三章，首先介绍跨座式单轨交通的运营安全现状、其他 形式的城市轨道交通典型事故，然后从系统的角度分析了影响山区跨座式单轨交 通运营安全人的因素、物的因素、环境因素和管理因素。 第三部分为安全性评价，包括第四章、第五章和第六章。第四章建立山区跨 座式单轨交通评价指标体系。第五章对山区跨座式单轨交通安全评价方法进行探 讨，选取了层次分析法和模糊数学法对其进行综合评价。第六章为实例应用，选 择重庆轨道交通二号线进行案例分析，对重庆轨道交通二号线的安全现状进行综 合评价。 第四部分是总结，包括第七章结论和展望。主要是对本文的研究成果进行总 结，指出有待进一步研究的问题，并为这些问题提出初步设想。 第二章跨座式单轨交通概况 5 第二章跨座式单轨交通概况 2 1 跨座式单轨交通发展 跨座式单轨交通( s t r a d d l et y p er a il w a y ) 就是只通过单根轨道来支承、稳 定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行的铁路h h 引。 跨座式单轨交通起源于1 9 世纪中期的德国，而建成世界上第一条跨座式单轨 是在1 8 8 8 年。这条线路是由法国人c h a r l el a r l i g u e 设计，在爱尔兰铺设的。线路 长约1 5k m ，由蒸汽机车牵引，最高速度4 3k m h ，旅行速度2 9k m h ，这条线路一 直运行到1 9 2 4 年1 0 月。 在第二次世界大战以后，随着科学技术的进步，跨座式单轨铁路技术才受到 各方重视，逐渐完善和成熟起来。1 9 5 2 年，德国工业家a x e l l e n a r dw e n n e v g r e n 在 德国科隆附近的菲林根建造了一条单轨线进行实验研究。经过反复试验，于1 9 5 8 年得出这样的结论：采用跨座式、混凝土轨道和橡胶充气轮胎能达到最好的效果。 这就是目前所称的a l w e g 型跨座式独轨铁路。后来美国、日本、新加坡、韩国、泰 国、马来西亚等许多国家都修建了这种形式的单轨。其中尤以日本建成的线路最 多。 6 0 年代初期，日本的工程师将改良后的a l w e g 型跨座式单轨铁路用作游乐 园、动物园的游览车。1 9 6 4 年，东京修建的从市中心到羽田机场的单轨线，开始 把跨座式单轨铁路作为城市公共交通的运输工具。羽田线成为旅客出入羽田国际 机场的重要通道，在东京城市交通中发挥着重要作用。之后，日本的大阪、北九 州等城市也相继修建了跨座式单轨铁路。 重庆市根据山城的地理特点、道路条件、客流预测以及经济发展水平等综合 因素，城市轨道交通规划在制式的选择方面经过多年的、多方案、多层次比选论 证，在我国首次采用了跨座式单轨交通作为其基本制式。其中重庆轨道交通二号 线已于2 0 0 6 年正式运营，在两条轨道之间设有乘客紧急通道的重庆轨道交通三号 线亦将于2 0 1 0 年投入运营。 至2 0 0 9 年，世界部分国家运营中的跨座式单轨线路如表2 - 1 所列h 】。 第二章跨座式单轨交通概况 表2 - t 世界部分国家运营中的跨座式单轨线路 国家线路数，条 总里程k i n 日本 美国 澳太利弧 英国 32 泰国 新加坡 韩国 马来西亚 中国 以上数据来源于世界单轨铁路博览 此外，中国德澳门、香港，马来西亚的乔治市，布特拉等城市也正在筹划或 开始建造单轨铁路。 2 2 跨座式单轨交通的特点 2 21 跨座式单轨交通的构造特点 与常规铁路相类似，跨座式单轨交通系统也是由线路、车辆系统、机电设备、 车辆段及综合维修基地等部分组成，同时，作为一种技术先进的城市轨道交通，跨 座式单轨交通某些部分的构造又有其独特之处，其构造的特殊性主要在于线路和 车辆系统”3 “( 如图2 1 所示) 。 圈2 1 跨座式单轨交通 ：i g u r e2 - is , z a d d l e t y p em o n o r a i l 第二章跨座式单轨交通概况 7 ( 1 ) 线路 跨座式单轨交通通常采用全封闭的高架系统，它的线路部分包括轨道梁、支 柱、高架车站及单轨道岔。其中轨道梁和线路道岔具有非常独特的结构型式。 轨道梁 跨座式单轨交通的轨道梁有预制混凝土轨道梁和钢制轨道梁两种。大多数跨 座式单轨铁路都采用标准预制混凝土轨道梁，跨度为2 0 m 2 2 m ，断面一般采用工 字型中空截面，高度为1 5 m ，宽度为0 8 5 m 。轨道梁采用预应力混凝土( p c ) ，全部由 专用模板制成，具有较高的精度。当跨度大于2 2 m 或轨道梁建筑高度很高时，原则 上采用钢制轨道梁。钢制轨道梁断面一般采用箱型截面。 单轨道岔 跨座式单轨道岔是一种特殊结构的道岔。道岔由4 节或5 节箱型钢梁连接组成， 采用电力驱动，使道岔梁整体转辙，与轨道梁或道岔梁对位而形成岔道，以完成 车辆行驶线路的转线需要。 单轨系统的道岔分关节型和关节可挠型两类，“关节型”道岔呈折线型，有单、 三、五开三种类型，通过速度较低。“可挠型道岔呈曲线型，有单开、双开两 种形式，通过速度快，仅用于正线。道岔梁上带有供电、信号等系统，其整体移 动要求在1 5 秒内完成信号发出、解锁、移动、锁定、反馈信息全过程，制造精度、 机电控制要求和安全可靠性要求极高，生产安装难度极大。 ( 2 ) 车辆系统 跨座式单轨列车采用专用的跨座式单轨电动车组，由4 节、6 节或8 节车辆编组； 列车两端的车辆带有司机室；每节车辆由车体和两台转向架共同组成。跨座式单 轨车辆的车体、车内设备、车门等的构造都与普通城市轻轨车辆相类似。车体采 用轻合金焊接结构，重量轻，具有很好的耐火性能。转向架是车辆的核心部件，也 是最能够体现跨座式单轨系统运行特点的部分。跨座式单轨车辆的转向架为二轴 转向架，车轴为单悬臂固定在转向架上，每根轴上装有两个走行轮，直径为 1 0 0 6 m m ，是充入氮气的橡胶轮胎。转向架两侧上方各设两个导向轮，下方各设一 个稳定轮，它们都是充入空气的橡胶轮胎，直径为7 3 0 m m 。为防止轮胎放炮，三种 车轮都装有钢制备用轮，并设有轮胎检测装置。 转向架构架是钢板焊接结构，不设置摇枕，车体直接支承在空气弹簧上，既 保证舒适性又能达到轻量化的目的。 2 2 2 跨座式单轨交通的技术特点 跨座式单轨铁路的供电、通信、信号、环控通风、给排水、防灾报警、自动 8 第二章跨座式单轨交通概况 检售票等机电设备与常规轨道交通基本相同，车辆段及综合维修基地也没有太大 差别，因而其技术上的特点主要体现在车辆的转向架、轨道梁和线路道岔三个方 面。 车辆的转向架采用骑跨在轨道梁上的结构，采用走行轮传动，通过设在转向架 两侧的水平轮胎导向和稳定车体，这一点不同于常规铁路采用的钢轮一钢轨系统， 走行轮对同时兼有传动和导向的功能。此外，橡胶轮胎与轨道梁接触的变形和受 力机理都不同于钢制轮轨，因而转向架的技术比较独特。 跨座式单轨铁路的轨道梁不仅是承重的桥梁结构，同时也是支承和约束车辆 行驶的轨道，此外轨道梁还是牵引电网的载体，因而，它是集多种功能于一体的建 筑结构，既要有足够的强度，又必须具有足够的精度。 线路道岔也是集导向和承重于一体的结构，因而较高的承载能力和搬动时的 轻便灵活对于道岔结构同等重要。道岔的性能直接影响线路的安全性、平稳性和 运营效率，因而，单轨铁路的道岔技术非常重要。 2 2 3 跨座式单轨交通的走行特点 在轨道梁上行驶的城市单轨车辆转向架上装有三种轮胎：走行轮、导向轮和 稳定轮( 如图2 - 2 所示) ，它的走行机理与钢轮一钢轨系统完全不同。在列车运行过 程中，走行轮始终与轨道梁顶面接触，轮胎的弹性主要缓冲车辆竖向振动；导向 轮和稳定轮则起到缓冲车辆横向振动的作用。如果转向架在平衡位置没有位移， 导向轮和稳定轮将以有效半径向前滚动，当转向架发生横向位移( 横移、侧滚、摇 头) 时，导向轮和稳定轮随之产生偏移，这时单侧或双侧的水平轮胎会受到轨道梁 侧面的径向压力，这种压力将迫使转向架回到平衡位置。 图2 2 单轨车辆的走行系统 f i g u r e2 - 2t r a v e l i n gs y s t e mo f m o n o r a i lv e h i c l e 第二章跨座式单轨交通概况 9 2 2 4 跨座式单轨交通优缺点分析 城市轨道交通可分为五种类型：有轨电车、单轨交通、轻轨、地铁及磁悬浮。 通过对城市轨道交通的选型分析，总结工程实践的经验，可将城市轨道交通系统 选型的主要参数列于表2 2 障1 。 表2 - 2 四种城市轨道交通特点比较 t a b l e2 - 2c o m p a r i s o no ff o u rk i n d so fu r b a nr a i lt r a n s i tc h a r a c t e r i s t i c s 地铁轨道 轮轨轻轨跨座式单轨磁悬浮轨道 项目 交通交通交通交通 工程造价较高 适中 适中较高 地下，且可地面平坦的 地势起伏的市地势平坦的 地理环境条件开挖性的市市内、市郊线 内、市郊线路市郊线路 内线路 路 运量较大一般一般较少 最高速度 k i n h 。l 8 0 1 0 0 8 0 1 0 07 0 8 03 5 0 5 0 0 最大密度 列h 。1 2 0 4 02 0 4 02 0 0 01 5 2 5 最大坡度 4 03 08 01 0 最小半径m 3 0 02 0 05 01 0 高峰时段客流 量万人次h - 1 3 5 l 3l 3 1 5 同其他轨道交通类型相比较，单轨交通的一些优点十分显著呻h 朝： 占地面积小 单轨交通主要是高架结构，运行在道路上方，很少占用地面道路，只需在城 市街道中心采用单柱式支墩，占地面积小，可以有效利用现有路面交通上方空间， 使城市宝贵的空间得到充分利用。单轨空间轨道梁宽度小( 见表2 3 ) ，使拆迁面积 大为减少，大大节省建设费用。 适应地形能力强 单轨列车由于使用橡胶轮胎和特殊转向架，对于陡坡、急弯适应性强，对地形 无严格要求。列车具有较强爬坡能力( 最大坡度可达8 0 ) ；能通过较小弯道( 曲线 半径最小可达3 0m ) 。它可以很好地适应城市多变的地形、地貌和复杂地理环境， 可避开既有建筑物，以避免不必要的拆迁，在城市中选线比较容易，从而大大降 低工程造价m 一9 1 。 1 0 第二章跨座式单轨交通概况 表2 - 3 各种高架轨道交通结构尺寸比较 t a b l e2 - 3c o m p a r i s o no f av a r i e t yo f e l e v a t e dr a i ls t r u c t u r es i z e 高架结构宽度圆墩直径 跨座式5 m 单轨1 1 5 m 悬挂式7 m 高架轻轨8 o ，8 5 m2 m 高架地铁8 5 9 o m2 m 环境效应优越 单轨列车采用电力牵引，其车轮采用高压充气橡胶轮胎，分为走行轮和稳定 平衡轮，走行时没有轮轨之间的冲撞因而噪音相对很低，车体运行平稳。排气污 染小，有利于保护城市环境。而且由于是直流电源供电，不产生电磁波，所以对 沿线的环境和居民生活影响很小。乘客在车上视野宽广，眺望条件好，能起到游 览观光的作用。单轨交通的细长轨道梁与其他高架轨道交通和高架道路相比，其 遮挡目光照射的影响要小得多，在市区不会造成遮阳和压抑感，地面交通废气也容 易释放。 安全舒适 车辆运行速度快、加减速性能好，三种轮胎都配有钢制备用轮胎，充分保障 了系统的运营安全。系统的运行采用全封闭模式，与其它交通形式不相互干扰，车 辆以车身包围路轨，因此不容易出轨；转向架采用充气的橡胶轮胎和空气弹簧，因 而车体振动很小。车厢配有冷暖空调装置和机械通风装置，窗户宽大、视野开阔， 具有很好的舒适感。 造价相当低、工期相当短 较之于地铁，跨座式单轨交通的标准轨道梁可以在工厂预制，现场拼装，从 而缩短建设工期：牵引电网接触导线刚性布置在轨道梁的侧壁，也比架空接触网 和第三轨受电方式施工简便，而且工程费用一般仅为地铁的1 3 ，维修价格比地下 铁路等低。 此外，跨座式单轨交通也存在一些不足之处：如， 由于线路道俞结构复杂，搬动比较费时，因而限制了列车运行间隔不能低 于2 5 m i m 由于走行轮胎和轨道梁之间的摩擦系数较大，因而能源消耗较大，通常，跨 座式单轨交通的能耗要比一般钢轮一钢轨的轨道交通约大4 0 口； 单轨使用的转辙器令车辆有短暂时间必须悬空，故此是有出轨的可能： 第二章跨座式单轨交通概况 除日本外，单轨的路轨没有大小标准； 如果出现紧急情况，车的两旁没有可站立的路轨，而且离地面很高，头尾 两端的路轨亦很窄。列车运行在区间发生事故时，疏散和救援工作比较困难。 2 3 跨座式单轨交通系统适应性 跨座式单轨交通在规划和选线上的适应性，是其他城市轨道交通无法比拟的。 从国外情况看，许多城市修建单轨交通正是利用了单轨适应地形能力强的特点。 德国乌珀塔尔的单轨交通之所以运行了近一个世纪而没有被淘汰，正是因为其居 有适应地形的特殊优势。德国的施图加特是一座地形起伏的城市，原来的道路比 较狭窄，所以，单轨交通成为该市的一种交通工具。日本的缣仓市，为了适应其 道路窄、弯道多和坡道大的实际情况，建造了长6 1 6k m 的湘南单轨交通线，提供 了优质的服务，缓解了该市的交通问题。 跨座式单轨交通系统以其自身的特殊适应性成为中小城市、海滨城市和山城 轨道交通首选型式之一，具备对复杂起伏的地形有较强的适应性，土地占用量小， 运输量适中，造价低等发展优势。根据单轨交通的运输能力和特性，跨座式单轨 是利用范围很广泛的交通工具。单轨交通可以作为连接大城市和卫星城之间的主 型交通制式，城区通往机场、码头、铁路干线等对外交通枢纽中心的客运交通干 线，大城市中心区与郊外大住宅区之间的交通连接线，大城市中的环形线，城市 风景观光浏览线的交通干线等。 在我国一些地势起伏较大，道路狭窄，转弯半径条件有限山地城市，如重庆、 青岛等城市，更能体现其优越性盯1 。可以预见，在不远的将来，跨座式单轨交通会 越来越多的应用于我国山区城市。 2 4 本章小结 本章介绍了跨座式单轨交通的发展情况，并对它的特点进行了详细分析。作 为一种技术先进的城市轨道交通，构造的特殊性主要在于线路和车辆系统。跨座式 单轨交通具有占地面积小、适应地形能力强、环境效应优越、安全舒适、造价相 对较低的有优点，也存在着一些不足之处，比如道岔结构复杂，能耗高，疏散救 援困难的缺点。跨座式单轨交通系统以其自身的特殊适应性成为中小城市、海滨 城市和山城轨道交通首选型式之一。 1 2 第三章山区跨座式单轨交通安全影响因素分析 第三章山区跨座式单轨交通安全影响因素分析 3 1 跨座式单轨交通运营安全状况 交通安全理论认为，交通事故的发生、发展和变化有其内在的规律性。挖掘 轨道交通事故分布规律的目的在于对事故资料的收集、整理、统计和分析，找出 运营事故分布规律，以便有针对性地提出改善安全状况的方法和措施。 3 1 1 国外跨座式单轨交通运营安全事故统计分析 跨座式单轨交通事故是城市轨道交通中较为多发的事故。例如，日本仅1 9 6 2 - - - - 1 9 7 1 年1 0 年间，跨座式单轨灾害及严重事故累计达4 3 件。冲绳跨座式轻轨，由 于站台与列车车辆间存在较宽的缝隙，已发生多起幼儿掉下事故。2 0 0 0 年6 月1 6 日，印尼苏打跨座式轻轨一列进站列车与站内正在下客的另一列车相撞，导致1 0 人受伤。2 0 0 4 年5 月3 1 日，西雅图单轨交通系统发生火灾，造成8 人受伤，轨道 交通停运6 个月。2 0 0 5 年1 1 月5 日，同是西雅图的单轨交通系统两列列车发生侧 向擦刮，消防警察用了一个多小时方解救下车上的8 0 多名乘客，事故造成轻轨停 运，至今无法恢复运营，西雅图市发展轻轨的规划也因此搁浅。表3 - i 列举了世 界部分跨座式单轨交通事故n 们。 表3 - i 世界部分国家跨座式单轨交通安全事故 序号地点时间事故类型 1 日本1 9 6 2 1 9 7 1灾害及严重事故累计达4 3 件，多起婴儿掉下站台 印尼苏打2 0 0 0 6 1 6 列车相撞，1 0 人受伤 3 西雅图 2 0 0 4 5 3 i 火灾，1 0 0 名乘客被困车上 4 西雅图 2 0 0 5 1 1 2 6 列车相撞，2 人轻伤 轻轨列车被一台起重机砸中，大约l0o 名乘客被困车 5 日本东京 2 0 0 7 3 2 6 厢，所幸无人伤亡。 6 美国迪斯尼乐园 2 0 0 9 7 7 列车相撞，i 人死亡，5 人受伤 从上表可以看出跨座式单轨交通事故中列车相撞是主要的事故类型，此外火 灾、列车故障、幼儿掉下站台也占了很大一部分比例。由于跨座式单轨交通通常 采用高架形式，容易受到周围环境的影响。 第三章山区跨座式单轨交通安全影响因素分析 1 3 312 重庆轨道交通二号线运营安全事故统计分析 重庆轨道交通二号线( 以下简称较新线) 是国内第一条山区跨座式单轨交通线 路。较新线自运营以来，曾多次发生安全事故以及运营事故。本文对2 0 0 5 2 0 0 7 年的乘客伤害事故进行分析。 2 0 0 5 2 0 0 9 年乘客意外伤害事件统计分析“” 1 ) 2 0 0 5 年较新线乘客意外伤害事件分析 2 0 0 5 年较新线发生的乘客伤害事件总共有2 9 起，其中运营非行车事故2 起， 2 7 起乘客意外伤害事故。2 7 起造成人身伤害的主要事故类型有：车门夹手9 起， 车门夹脚i 起，车门夹人1 起，坠轨1 起，站内摔伤1 3 起车内摔伤l 起，划伤 】起。 图3 - 12 0 0 5 年事故统计分析 f i g u r e3 - 1 a c c i d e n ts t a t i s t i c sa n a l y s i s i n 2 0 0 5 造成2 7 起事故的原因进行分析为由于乘客自身原因造成事故为1 3 起( 其中 包括：包括乘客未注意相关提示、上车抢座、乘客好奇、乘客疏忽未照顾小孩、 乘客不小心、乘电梯不慎、乘客踩到呕吐物上、乘客下车迟缓) ；乘客拥挤6 起； 地面湿滑5 起：车辆故障1 起( 车门开启后突然关闭) ；司机操作失误2 起。 围3 - 2 加嘶年事故原因分析 f i g u r e3 - 2 c a m e a n a l y s i s o f t h e a c c i d e n t s i n 2 0 0 5 4 第二章山区跨座式单轨交通安全影响因素分析 通过上圈可以看出站内摔伤和车门夹手占的比重加大，从事故原因中可以看 发生站内摔伤及车门夹人的原因主要有： a 发生乘客掉伤的地点基本上都是高架车站，发生的时间基本上都是在雨天， 发生的站点特征都为人流量较大、上下车拥挤。当事人特征基本上都为中老年人， 上下车末留意，被拥挤的人流撞倒。 b 重庆的天气属于多雨，高架车站尽管有雨棚，但是地砖仍然湿滑，再加上 旦乘客较多，就容易发生事故。 c 跨座式单轨交通属于新型交通工具，对于大多数乘客来说还比较陌生，例 如车站停靠时间受严格控制，有些乘客不按规定，或者赶时间，在列车关门时强 行上车导致事故。 2 0 0 6 年较新线乘客意外伤害事件分析 2 0 0 6 年较新线发生的乘客伤害事件总共有1 0 起。其中：车门夹伤4 起车站 摔伤5 起，坠轨1 起。相较0 5 年，0 6 年运营过程中发生事故主要仍然为车门央伤 及车站摔伤。 图3 - 32 0 0 6 年事故统计分析 f i g u r e3 0 a c c i d e n ts t a t i s t i c sa n a l y s i s i n2 0 0 6 造成1 0 起事故的原因进行分析为由于乘客自身原因造成事故6 起( 其中包括： 上下车疏忽、着急赶路未注意等) ；电梯故障1 起；路面湿滑3 起。另外根据事故 伤害乘客类型，依然可以看到中老年人受伤的比例很太，一方面是由于其行动迟 缓，另一方面可能对轻轨这种新型的交通工具不太熟悉。 第三章山区跨座式单轨交通安全影响因素分析 】5 图3 - 42 0 0 6 年事故原因分析 f i g u r e3 - 4 c a u s ea n a l y s i so f t h e a c c i d e n t s i n 2 0 0 6 2 0 0 7 年较新线乘客意外伤害事件分析 2 0 0 7 年较新线发生的乘客伤害事件总共有3 起均为地面湿滑引起的车站摔 伤。相较0 5 、0 6 年，0 7 年运营过程中发生事故明显减少。 2 较新线安全隐患分析 安全隐患主要是指对运营产生影响而未发生乘客人身伤害的事故，可以描述 为道岔事故、列车或设备故障、列车冲站、异物或人侵限、操作不当及其他。受 限于资料，现仅对2 0 0 6 年的运营事故苗子进行统计。 表3 _ 2 运营事故苗子统计 t a b l e 3 - 2 n o n - i n j u r y a c c i d e n t ss t a t i s t i c s o f t h e m o n o r a i l 事故形态道岔事故 列车故障1 列车冲站l 异物侵限 操作不当其他 事故数( 起)75 图3 - 5 运营事故苗子统计 f i g u r e 3 - 5 n o n i n j u r ya c c i d e n t ss t , 日i j s t j c s o f * h e m o n o r a i l 从图3 5 可以看出，列车或设备故障、列车冲站和异物或人侵入列车运行界 限是影响轻轨运营的主要事故形态。道岔事故和操作失当也对轻轨运营有重要的 影响。 1 6 第三章山区跨座式单轨交通安全影响冈素分析 事故苗子的原因主要是： 列车或设备故障 列车或设备故障是影响轻轨安全运营的主要原因，结合事故原因的详细调查 记录，可以总结： 1 ) 一些设备的可靠性与稳定性存在问题，是造成列车或设备故障的重要原因； 2 ) 运营组织的需求与系统维护的要求，是构成列车或设备故障的另一个重要 矛盾： 3 ) 人为的损坏，包括操作的不规范性，不同维修部门之间的协调性等。 列车冲站 列车冲站是运营过程中经常发生的另外一个重要原因。从上图可知，列车冲 站约占事故总数的2 1 ，它虽未造成直接的行车危险，却对列车的运营效率有重大 的影响。从事故原因中，可以看出，几乎所有的冲站事件都是因为未及时制动而 导致的。但未及时制动的原因却是多样的。主要表现在这些方面： 1 ) 司机经验不足，业务不熟而导致的制动时间判断不准确，是主要诱因； 2 ) 外界干扰影响，包括光线、入侵物等，影响司机判断； 3 ) 进站时违章操作，速度过快。 异物或人的侵限 异物或人的侵限也是影响轻轨安全运营的重要因素，也是影响轻轨安全运营 的重要因素。这主要是由管理疏忽、环境防护缺失等原因造成的。 事故中的操作不当 主要表现为臆测行车与制动、不同部门之间工作的协调性欠佳和违章操作问 题。 3 事故统计综合分析 综合2 0 0 5 年、2 0 0 6 年、2 0 0 7 年的事故统计资料来看，较新线运营事故主要 可分为两个方面： 运营安全或影响运营安全的事故和故障，主要包括道岔事故、列车故障、 列车冲站、侵限事故、操作不当及其他事故； 乘客意外伤害事故，诱因分别有主观原因：乘客不注意、赶时间等和客观 原因：人多拥挤、路面湿滑等。 另外从资料统计可以看出： 事故的分布总体上是较分散的，只有临江门和曾家岩站事故较集中。临江门 站由于接邻重庆最繁华的商业中心解放碑，而成为客流量明显较大的车站，这在 客观上增加了乘客意外伤害发生的风险。 第三章山区跨座式单轨交通安全影响因素分析 1 7 高架车站站台空间比较小，一旦人流量增大，发生事故的几率较地下站大。 例如杨家坪高架车站，上下行的乘客都较多，容易形成安全隐患。 3 2 其他城市轨道交通典型事故分析 与常规城市轨道交通相类似，跨座式单轨交通系统也是由线路、车辆系统、 通信系统、信号系统、机