城市轨道交通安全管理资料.docVIP

一、概述城市轨道交通业是国民经济的重要组成部分，是保证人们在政治、经济、文化、军事等方面联系交往的手段，也是衔接生产和消费的一个重要环节。因此城市轨道交通业在现代社会的各个方面起着重要的作用。与此同时，城市轨道交通运营安全管理也日益受到社会各界的广大关注，交通安全是城市轨道运营的重要前提，是确保人们政治、经济、文化、军事等生活正常发展的基础。因此，城市轨道交通运营安全管理也成为了城市轨道交通业的重要研究课题之一。 城市轨道交通（URT，Urban Rail Transit）是指以轨道交通运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轮轨交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于市际铁路）公共客运服务的一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。 在城市轨道交通技术规范中的定义： 城市轨道交通是采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。 主要两个层面： 1）是指城市公共交通系统中的轨道交通系统 2）采用专用轨道导向运行 一、城市轨道交通安全特点城市轨道交通具有运量大、速度快、安全性好、正点率高、能耗低、污染少、可靠性强、舒适性佳、占地面积少等特点： （1）有些名称是沿用习惯或简称 （2）有轨电车并不代表所有在轨道上运行的电气交通 （3）地下铁道并不一定完全建造在地下 （4）轻轨交通并不是指所使用的钢轨是轻质的 城市轨道交通的分类应当是按照其作为公共交通的服务水平和运行方式来加以界定，主要是运送能力和运送速度。 一、各国城市轨道交通安全管理特点自1918年纽约发生世界第一起重大城市轨道交通伤亡事故以来，世界各国城市轨道交通事故时有发生，并且近年来逐渐成为恐怖袭击的主要目标之一。尽管各国纷纷出台各种安全及防范措施，但防范难度仍然很大。为此，世界各国不断采取和改善各种防范措施，尤其是加大力度提高安全管理水平，来确保安全。许多城市针对以往发生的各类事故，深入研究，在建设过程中注重借鉴以往的经验教训，并在建成后不断改进，在硬件设施上尽可能消除安全隐患。同时，针对各种可能发生的灾害制定紧急处置预案，并定期进行演练，提高危机处置能力。我国城市轨道交通发展迅猛，已经建成或正在兴建的城市轨道交通几乎包括了上述各种类型，已有30多座城市建成了或正在新建、或拟就了建设规划。除北京、天津、上海、广州、武汉、长春、大连、深圳、 重庆、南京等10个城市外，尚有南昌、杭州、沈阳、成都、哈尔滨、西安、厦门、苏州、青岛、东莞、宁波、佛山、石家庄、郑州、长沙、兰州等33个城市正在建设、筹建、或规划中。尽管如此，我国城市轨道交通发展历史比较短，运营管理经验不足，城市轨道交通运营中存在许多不容忽视的安全隐患。由于我国尚未建立起完善的轨道交通运营安全法规和统一的管理标准，各地的城市轨道交通运营安全保障工作处于分散不成体系的状态，对轨道交通运营的安全保障管理做法也各不相同。这种状态与轨道交通迅速发展的形势极不相称。城市轨道交通系统是一个庞大而复杂的系统，由供电子系统、通信子系统、信号子系统、给水与排水子系统、屏蔽门与安全门子系统、防灾与报警子系统(FAS)、环境与设备监控(BAS)子系统、机车车辆子系统、车辆段检修设备子系统、自动售检票子系统、通风空调与采暖子系统、电梯和自动扶梯等子系统组成。城市轨道交通系统内部各子系统之间及系统与系统外部有很高的关联度，一旦某个子系统出现问题，就会迅速影响和波及到其它子系统，形成连锁反应，进而影响整个系统的正常功能，造成系统部分或整体功能的瘫痪。城市轨道交通运营专业性强、技术设备复杂、客流量大、日周期性强、高峰低谷落差显著、时效性强，因此城市轨道交通运营安全管理的难度较大。尤其在我国，大多数城市轨道交通线路因深处地下，出入口少，站台和车内人员又相对密集，疏散难度相对加大更使得城市轨道交通运营过程隐患重重。目前发达国家的城市轨道交通运营安全管理主要采用系统的安全管理模式。在安全管理的思想上，突出了整体安全、系统安全的概念，将涉及行车安全的人、设备、环境等因素实现系统地管理与调度；在管理方式上，加大了安全法规的建设力度，实现法制化管理；在手段上开发了大量先进的行车安全监测设备，并通过计算机网络技术、通信技术实现了运输安全信息的远程集中管理和科学分析。以德国为代表的一些欧洲国家采取的是“专业化安全管理模式”。它们把探索安全管理治本途径问题一并考虑，用经营管理体制创新为安全管理升级拓展空间，以安全管理的不断深化增强企业的市场竞争能力，努力达到两者的协调互促、良性循环。推行了以“机务、车辆、工务、电务等路网系统分开管理”，使安全管理更加突出重点，技术管理更加专业化，管理范畴更加合理化，安全生产得到了根本性的改善。日本靠技术装备升级而建立的“高技术型安全管理模式”，直接采用世界最先进的技术装备，在全国大力发展标准轨、高技术、高速度、高安全的轨道交通决策。采用了先进的机车、车辆、轨道、信号等技术装备，为保证高速列车的运行安全，同步上马了先进的以“轨道电路的数字列车自动控制”方式、无线电控制的CARAT等方式为主的“新型运输安全系统”，以及调车作业“装置化”的“编组站自动化系统”。为在既有线上“提速”而采用的“摆式列车”技术，同样有效地防止了因列车通过曲线和道岔超速而所引发的颠覆事故。这一系列高新技术的采用，极大地消除了人为的安全隐患。美国采取的是“集中化安全管理模式”，使安全管理环境特点相近的线路集中起来，既有利于抓住安全管理的主要矛盾，又有利于发挥规模优势而通过加大投入来进行保证安全的技术装备的换代升级。国内大多数城市轨道交通运营公司对于相关问题进行过一些单项的和观点性的研究，尚未形成理论或实际模式，这些管理办法总的来说具有重现实、重战术的特点。当然也有一部分企业借鉴了国内其他行业的企业安全管理模式，并对其进行改进使之适用于城市轨道交通运营的安全管理。归纳起来，具有代表性和影响力的主要有以下几种模式：北京地铁制定了安全管理的具体目标，即“安全可靠、快捷准时、高效运行、出行方便、功能完善、舒心环保”，同时满足各方面顾客的不同需求。在此方针指导下，详细制定了运营事故处理规则和北京地铁运营服务标准。并围绕地铁安全工作特点，公司在加强基础管理的研究与实践，深化“治、控、救”管理体系的同时，开展了评选“金手柄奖”、全员安全大讨论、安全月等一系列安全活动，积极推动安全管理工作。天津地铁运营公司根据鞍钢的，0123安全管理模式，制订自己的“0123模式的安全管理目标：人员伤亡为0(包括员工和乘客)、1个标准(安全标准化班组建设)、2个百分之百(制度百分之百执行、作业百分之百登记)、3个杜绝(杜绝重大行车事故、杜绝非不可抗拒重大火灾事故、杜绝非不可抗拒的爆炸事故)。以保证乘客安全、保障员工健康为出发点，以“0”来统率全局，开展安全管理工作。通过安全生产责任制、企业安全文化建设和紧急状况下安全管理等对策的加以实施，通过IS09000体系认证，合理调整生产责任制与安全文化建设的关系，使两者能有效的结合，使员工、乘客和公司三者成为利益的共同体。香港地铁公司采用了一套完善的安全管理方式，在坚持“安全至上”的经营方针的指导下，通过制定安全策略和建立安全管理系统，以及推行安全管理计划，积极制定安全指引和有效措施来消除隐患、减少危险，确保严格遵守安全法例要求和维持一个极具安全意识的环境。香港地铁公司在安全政策中表明致力确保乘客、群众、承包商及员工的安全，并通过整体表现指标，将安全定为策略及业务策划中重要的一环。地铁公司每三年便会邀请国际的安全专家来港进行全面深入的视察和研讨，为安全管理系统提供客观的改善建议。一、城市轨道交通运营安全管理主要内容当灾害发生时，人的素质对于降低事故的损失尤为重要。在2003年的韩国大邱火灾和2004年的莫斯科地铁火灾中，人的素质方面就有不同的表现。在莫斯科地铁爆炸事件中，地铁员工、乘客以及有关救援部门所表现出来的组织性和纪律性令人钦佩。机车司机及时采取措施， 并向调度中心报告了所发生的情况。乘客听从司机的安排， 互相帮助、 十分有秩序地撤离了事发现场，没有发生由于拥挤、恐慌引起的人员伤亡。各种救援机构训练有素，能够及时到位并且各司其职。所有这些因素在一定程度上减轻了可能的损失。大邱纵火案中， 调查后认为， 地铁司机和综合调度室有关人员对灾难的发生有着不可推卸的责任， 尤其是当时车站的中央控制室没有及时阻止另一辆列车进入车站， 造成伤亡人员增加。韩国地铁火灾专家尹明浩教授在对现场勘察后，严厉批评地铁运营当局缺乏事故认知能力，缺少责任意识。总的来说，人的方面是指乘客要有较强的安全防范意识，地铁运营的管理者和作业人员要有高素质的职业道德和工作水平， 具体表现在对乘客的宣传教育、对地铁工作人员的培训。1.对乘客的宣传教育对乘客要宣传教育他们注意以下的准则：(1)乘客在平时乘坐地铁时要注意熟悉环境及地铁的消防设施和安全装置， 严格遵守地铁安全管理守则和乘客守则，严禁携带危险物品进入地铁站。(2)当有人纵火制造事端或蓄意破坏地铁设施时，乘客应能挺身而出，同心协力，勇敢而坚决地予以制止。(3)灾害发生时，取出列车座位底下的灭火器进行灭火并积极配合地铁工作人员的指挥，采取有效自救措施，留意车上广播，在司机的指引下，沉着冷静、 紧张有序地通过车头或车尾疏散门进入隧道，往临近车站撤离。切忌在列车运行期间，有拉门、砸窗、跳车等危险行为。2.对地铁工作人员的培训(1)地铁工作人员平时要注重安全意识的培养，努力提高对易燃易爆危险物品的识别能力和自身处理各类突发事件的能力。广州地铁公司提出了“分钟紧急应对”的思路，即地铁各岗位员工、公安干警、在各种外部救援力量赶到地铁之前，明确分工、各尽其责，沉着冷静、忙而不乱地处理，尽可能地在5分钟之内控制或扑灭火灾， 将灾害控制在最小范围或萌芽状态。(2)灾害发生时，应有条不紊紧急处理，司机尽可能将列车开到前方车站处理，这样可以依靠车站的消防力量进行救灾。遇紧急情况，列车在隧道内无法运行时，需要在隧道内疏散乘客时，控制中心及司机应根据列车所在区间位置、火灾位置、风向等综合因素确定疏散方向，并迅速通知乘客,组织疏散。 总的来说，设备设施方面是指要保证地铁装备功能完备、性能先进，防灾抗灾能力强，车站和区间隧道建筑结构设计合理，灾害发生时便于逃生。1.具备完备的监测系统、安全装置、消防设施和安全保障系统地铁运营也要严格贯彻“安全第一， 预防为主”的方针。对于站内和车内的运营情况进行实时监测就是一项重要手段。在地铁车站内部和过道处安装摄像头，可以在调度室随时察看任何一个车站和过道的情况。在车厢内安装监控摄像头，在驾驶室安装监视器，司机可以对车厢内的情况进行观察。如果在隧道内安装了图像信号传输设备，地铁调度指挥中心就可以监控每辆车的运行情况。目前看来，地铁安全装置一般包括列车报警按钮、车门紧急解锁手柄、司机室与车厢通道门的紧急拉手、列车头部紧急疏散门、车站紧急停车按钮、车站智能烟感探头、车内的紧急照明、通风系统和供电系统。地铁消防设施一般包括列车上灭火器、站厅、站台消防栓、灭火器、自动水喷淋装置、车站和区间隧道内的排烟装置，防淹门等。特别是在车站的出入口附近应设有与外部消防车接口的消防栓，方便外部救援力量的支援。为了尽可能的避免事故，需要有安全可靠、功能互补的各类安全保障系统。主要包括：(1)列车自动控制系统(ATC)；(2)环境与设备监控系统(BAS)；(3)电力监控系统(SCADA)；(4)火灾自动报警系统(FAS)；(5)综合监控系统(ISCS)；(6)乘客资讯系统(PIS)；(7)城市轨道交通控制中心系统(TCC)。2.具备违禁物品检测设备与系统鉴于国外最近发生的几起地铁炸弹袭击事件和国内屡禁不止的乘客携带易燃易爆品进站事件，安全防范的重要举措就是要加大安全检查的力度。因而，很有必要像大铁路一样，在地铁进站口设安全检测仪，检测旅客行李是否带有危险品；在每个站点候车处安装探头，及时发现乘客携带的可疑物品。将目前国内流行的突击性地铁安全检查上升为一种日常性的行为。在一些特殊节假日的人流涌动高峰期，甚至还有必要出动防爆犬，在车站、车厢内加强乘客行李的安全检查，加大对各类危险品的查堵。3.具备可靠装置防止坠轨和自杀车站内的坠轨和自杀事故严重影响到列车的正常运营。有鉴于此，上海、深圳、广州等地的一些线路，在地铁站台采用了屏蔽门装置。即在站台和轨道之间， 设置特制的玻璃墙相隔离，墙上的门与车门的宽度完全对应。只有在列车进站、 停稳后，墙门与车门才同时打开；乘客上下之后，墙门、车门同时关闭。无论列车进站与否，无论在候车时还是上下车时，乘客都不会也不可能掉下或是跳下站台。已正式发布实施的上海城市轨道交通设计规范中也有相关建议。在北京，为防止地铁跳轨事件的发生，运营部门正采取积极的应对措施，计划在一线地铁各站安装红外线感应器，一旦有人越过黄线，感应器就能及时响起报警。4.保证应急通道设置合理且通畅上海市城市轨道交通设计规范规定，在设计新的轨道交通线路时，沿线每隔300m距离将设置一条应急通道。一旦列车在隧道中发生故障，或者发生火灾等险情，乘客可以通过应急通道走到站台，从而大大加快乘客疏散速度。上海市首条应急通道将在轨道交通7号线中建设。地铁通风亭除起到保障车站通风顺畅外，还是紧急情况下的安全逃离及消防通道。 北京市地下铁道通风亭管理规定指出，地铁通风亭周围100m为其保护范围，保护范围内要保持通畅，禁止搭建任何建筑物、构筑物或堆放物品。前不久，北京地铁部门会同相关单位，对遭严重围堵的28座地铁通风亭和5个出入口进行了清理。5.具备安全化的附属设施为了给乘客在乘车过程中提供便利，地铁内布置了很多附属设施。但从国外发生的某些事故来看，这些附属设施很有可能成为恐怖分子制造灾害的渠道。对此，各国地铁管理部门纷纷采取应对措施。自“911”恐怖袭击后，美国纽约地铁站里的垃圾箱换成了能抵御炸弹爆炸的新型垃圾箱。为避免发生危险事件，上海地铁也有类似举措，用一次性垃圾袋取代了原来的钢制垃圾筒。由于在马德里“311”恐怖袭击中，手机成为了恐怖分子引爆炸弹的重要工具，英国伦敦地铁当局宣布，将对在该市地铁车站安设手机信号接收天线的计划进行重新评估。近日，为了降低突发事件可能造成的损失，俄罗斯有关部门计划在车辆内安装新式车窗玻璃，一旦发生爆炸，这种玻璃不会破碎，而是连同窗框一起脱落。规范完备的安全管理制度是实现地铁运营安全的基础。目前从保障我国地铁安全运营的实际情况来看，急需建立地铁灾害应急处理制度、地铁设施设备日常安全维护制度、地铁紧急状况定期演练机制及国民地铁安全教育计划。1.建立地铁灾害应急处理制度建立和完善灾害应急处理制度，从而保证“灾而无难”或“难而少恙”。在日常管理中必须充分考虑到承载突发灾难的各种需要（包括自然的和人为的、内在的和外在的、可以预见和不可预见的），一旦灾难突然而至，就能启动预警机制和救灾系统，将灾难控制在最小范围内，消除在初发状态中。虽然我国北京、上海、广州等地已经建有应对地铁各种意外情况的紧急处理预案，但尚需进一步完善，上升到制度的标准。在2004年的莫斯科地铁火灾中， 当发生爆炸之后，地铁司机马上按照有关的操作程序向调度室报告情况，请求切断电源，同时打开紧急照明设施，通过广播组织乘客疏散。调度方面则安排各站内人员疏散乘客，请求治安、消防、救护等部门紧急援助。在整个救援过程中， 莫斯科市急救站出动了1架直升机、60台救护车，俄罗斯卫生部和莫斯科市政府下属的灾害医疗中心分别出动了5个和3个快速反应分队，3个心理专家组在现场工作。在很短时间内80多人被送往医院，130多人在现场接受了包扎和治疗。此外，事发当天各大医院迅速调集了人员和药品。当时有40人需要输血，当这个消息公布之后，当天之内全市共有1500多人自愿献血帮助受伤者。2.建立地铁设施设备日常安全维护制度保持地铁系统长周期的正常运行，要求对各类设施设备及时维护保养，以减少随机故障的影响。从防灾、抗灾的角度来讲，日常安全维护制度还要确保地铁站内设备的完备性，灭火装置的充分性及可用性。据专家声称，韩国地铁纵火案本不该这么严重。因通风孔形同虚设加之站内缺少必要的夜间照明装置，大大降低了乘客的逃生机会并阻碍了救援人员工作的开展。2004年3月份，北京地铁四惠站和大望路站之间的一通风机突然开始冒烟， 据说是因为线路短路造成的。虽然防救援迅速，加之疏散及时，没有引起骚乱， 却说明了在设备维护中还存在缺陷和不足，很有必要建立更加完善的日常全维护制度。3.建立地铁紧急状况定期演练机制我国从未放松对紧急情况的预防，北京、上海、广州、香港等地的地铁管理部门，多次会同消防及相关部门进行实战演练，提高处理紧急事故的能力。就在莫斯科爆炸案发生的前半个月，北京地铁就曾在建国门站进行了名为“列车发生爆炸迫停隧道内的应急先期处置”演习。现在所缺的，是将这种演练提升成为经常性的定期演练机制。4.开展国民地铁安全教育活动安全教育是安全管理中的一项重要工作。在安全教育方面，俄罗斯除了在中学开设安全和逃生课程之外，紧急救援部也在有计划地向居民宣传安全防范和自救的知识。在2004年2月6日的莫斯科地铁炸弹袭击事件中，车厢内未受伤的乘客立即通过对话装置向列车司机报告。发现烟雾之后立即用手边的东西保护口鼻，以防吸入毒气发生中毒。当确定可以安全离开车厢时，青壮年乘客帮助妇女和儿童下车，搀扶或者抬着行动困难的乘客离开现场。从而最大限度地降低了人员的伤亡。在这其中，乘客在日常教育中培养的安全素质就发挥了重要作用。莫斯科公众交通系统的安全防范工作也值得一提。几乎所有地面和地下交通工具在报站时都会提醒乘客 “下车时不要忘记自己的东西。看到可疑的东西千万不要动，请立即向司机或附近的警察报告”。就我国现状而言，亟待加快对乘客进行地铁安全教育工作的步伐。深入宣传“地铁安全，人人有责”的观点，努力提高乘客的安全防范和自救知识的水平。一、 线路的概念和分类城市轨道交通是一个综合性的庞大系统，为了办理客运运输业务，必须拥有各种相关的交通设备、基础设施、人员和一整套的城市轨道运输生产计划和调度指挥系统，才能安全、准确、迅速、经济、便利地运送乘客，高质量的满足社会对城市轨道交通的需求。 线路是轨道交通系统中重要的组成部分，按线路远期单向客运能力，可分为、三个等级。每条线路的运能，应通过客流预测分析确定。客流预测应按初期、近期、远期设计年限分别测算，初期为建成通车后第3年，近期为第10年，远期为第25年。同时也应考虑整个线网的远景客流进行平衡性的预测，经过综合分析，合理确定需求规模。 城市轨道交通线路是由各种不同材料的部件所组成的，具有规定强度和稳定性，能保证列车以规定的速度平稳、安全、正点和不间断地运行的整体工程结构。 城市轨道交通（以地铁、轻轨为例）线路是由钢轨、轨枕、道岔、道床、连接零件和轨道加强设备等组成。它是城市轨道交通列车行车的基础，是城市轨道交通运营的重要设备之一。 城市轨道交通系统的线路有不同种类型，以地铁系统为例，地铁线路按其在运营中的作用分为正线、折返线、渡线、停车线、检修线、试验线、出入库线和联络线等。 （1）正线 地铁运营由区间隧道、或护栏、或地面、或区间高架桥全部封闭的线路，一般为上下行双线，实施右侧行车惯例（日本、英联邦国家除外）。如上海地铁规定，南北走向向北的为上行（正向）；东西走向向东的为上行；环线内圈为上行。 （2）折返线 折返线是在终点站或中间站以方便列车掉头、转线及存车等的线路。 折返线有如下三种折返方式： 1）环形（灯泡线）。实际上已消除了折返过程，保证了线路的最大通过能力，节约了有关设备。但占地面积大、轮轨磨耗大、无法停放和检修列车，难以延长线路等。 2）尽端式。折返线数量由检修作业量、代发车存车数量决定。需要检修的折返线上设有检修坑。 3）渡线折返。在车站前或后设置渡线完成折返，分为站前、站后、区间站渡线三种。 但单轨线路（磁浮）折返比较特别，需要利用专门设备如折返道岔来完成。 （3） 渡线 在上下行正线之间（或其他平行线路之间）设置的连接线为渡线。 （4）停车线 停车线是场内作业停放列车的线路。 （5）检修线 检修线是设在车辆基地检修库内，专门用于检修列车的线路，设有地沟，配有架车设备、检修设备（如行车）。 （6）试验线 试验线是设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路。 （7）出入场线 出入场线是连接车站和正线的线路。根据地铁列车运营及检修的需要，地铁列车出入车场的走行线一般为双行线。 （8）联络线 联络线是轨道交通线路之间为调动列车等作业而设置的连接线路。 一、线路的平面设计（1）线路平面：轨道交通线路中心线在水平面上的投影。 线路中心线：两根钢轨间距离的中点连线（单轨交通为轨道梁的中心线）。 （2）线路平面组成要素 直线：线路走向的主要部分； 曲线：为了满足线路选线要求，适应地形变化（地面布置方式），避让障碍物（地面，地下，高架方式）而必然出现的部分。 （3）曲线阻力 列车在通过曲线段时，除了克服基本阻力(即直线段也存在的阻力)外，还需克服曲线附加阻力 基本阻力： 列车运行过程中需要克服的轮轨阻力，空气阻力等； 曲线附加阻力： 由于曲线而产生的附加阻力 曲线阻力产生原因： 由于曲线段内轨与外轨之间距离不相等，在通过曲线段时，会发生外侧车轮滚动，内侧车轮滑动的情况 因离心力产生的车轮与钢轨之间的挤压力等 （4）曲线阻力计算 单位曲线阻力为 W=K/R 式中： K为计算常数，可通过检测得出。 曲线阻力与R成反比，即R越大，W越小，对运行有利； 但曲线半径R越小，线路适应地形、避让障碍物的能力越强。 （5）曲线最小半径 城市轨道交通系统应根据其运行特征及车辆性能等要素，选择一个统一适合的R值，便于设计与施工。 地下铁道： 正线 常用300m，困难地段不小于250m。 联络线： 常用150m，车辆基地根据作业情况及布局需要，R还可适当取较小的值(最小的R值仅有100m左右)。 （6）曲线最小半径 单轨铁路：正线， (跨座式)， （悬挂式）； 其他， (跨座式，悬挂式)。 （7）缓和曲线 由于离心力与车辆运行速度平方成正比，与曲线半径成反比，如将直线段视为R为无穷大的状况，则直线段与曲线段之间离心力有一个突变过程，即从0突变为相当大的值(因为R较小，V较大)为保证行车安全和乘客舒适，需在直线与圆曲线之间加入一段缓和曲线。 缓和曲线常选择高次幂曲线、等速螺旋线等具有从直线过渡到圆曲线特征的曲线。 如地下铁道常采用L=0.07V3/R单轨铁路选用：L=V314R等。 一、线路的纵断面设计 （1）线路纵断面定义 线路中心线在垂直平面上的投影，单轨铁路以轨道梁中心线为准。 （2）线路纵断面的组成要素 平道：线路纵断面的基本部分； 坡道：由于选线及避让障碍物需要及适应运行需要而设置的特殊路段。 （3）坡道阻力 列车通过坡道时，因坡度存在而产生的附加阻力。 坡道阻力产生原因： 车辆在坡道上运行，重力分解为对轨道的正压力 N与沿坡道的下滑力W两个分力,W即为坡道阻力。 上坡时，W为正值 下坡时，W为负值。（4）最大坡度 地下铁道及轻轨铁路： 正线一般选择30 困难地段 35 辅助线路 40 单轨铁路：正线： 跨座式： 60 悬挂式： 40 其他线路： 跨座式： 100 悬挂式： 120 （5）竖曲线 在两个相邻坡道或平道与坡道之间，由于坡度差异较大，会导致列车运行不顺 为此，在变坡点设置竖曲线。 地下铁道及轻轨铁路竖曲线半径： 区间R=5000m车站端部R=3000m辅助线R=2000m单轨铁路竖曲线半径： R1000m的圆曲线 （6）合理纵断面 地下铁道由于部分线路埋设在地下隧道或设置在高架结构上，又因车站与区间的埋深或高差不尽一样，在设计地下铁道线路纵断面时，须注意保持合理纵断面。 合理纵断面： 既满足有利于列车运行提高效率降低消耗安全可靠的要求，又能满足兼顾降低施工量，减少施工难度，提高施工进度的需要。 （7）合理纵断面 由于区间隧道轨道面标高低于车站轨道面标高，因此，列车在运行过程中处于出站下坡与进站上坡的有利状态，有利于列车启动加速与进站减速制动，即与列车运行牵引要求一致。 合理纵断面使列车运行的电耗量下降，附加制动力减少，从而降低了运行成本及设备损耗 高架结构线路车站也应选择合理纵断面位置。 （8）地下铁道埋深 浅埋式：轨面到地面的高差小于20m，一般采用明挖式施工； 深埋式：轨面到地面的高差大于20m，采用暗挖式施工。 不同埋深方式具有互补的优缺点： 浅埋式施工方便，造价低，运营费用低，乘客出入方便； 深埋式则具有以下优点： 地下管线影响小，施工期对地面交通影响小，避让地下建筑障碍及地质困难地段有利，受气候影响小，具有较强军事功能。 一、限界 限界是指列车沿固定的轨道安全运行所需要的空间尺寸。为保证列车运行安全，各种建筑物及设备均不得侵入限界范围。城市轨道交通工程地下隧道的断面尺寸及高架桥梁的宽度都是根据限界确定的。限界越大，安全度越高，但工程量及工程投资也随之增加。因此，合理限界的确定既要考虑保证列车运行安全，又要考虑系统建设成本。 限界一般是按平直线路的条件进行确定。对曲线和道岔区的限界，一般应在直线地段限界的基础上根据车辆的有关尺寸以及曲线半径、超高、道岔类型，再分别考虑适当的加宽和加高。 根据城市轨道交通系统的构成和设备运营要求，限界分为车辆限界、设备限界、建筑限界和接触轨或接触网限界。受电弓限界或受流器限界是车辆限界的组成部分，接触轨限界属于设备限界的辅助限界。它们是根据车辆外轮廓尺寸及技术参数、轨道特性、各种误差及变形，并考虑列车在运动中的状态等因素，经过科学的分析计算后确定。 1.车辆限界 车辆限界是车辆在正常运行状态下形成的最大动态包络线。直线地段车辆限界分为隧道内车辆限界和高架或地面线车辆限界，高架或地面线车辆限界应在隧道内车辆限界基础上，另外再加上当地最大风荷载引起的横向和竖向偏移量。 （1）限界的坐标系 限界坐标系是二维直角坐标，车辆横断面的垂直中心线与平直轨道横断面的垂直中心线相重合为纵坐标轴Y，平直轨道轨顶连线为横坐标轴X，两轴相垂的交点作为坐标的原点OXY。 （2）车辆轮廓限界 应根据车辆横断面车体和下部设备外轮廓各点，经研究分析确定各点的X、Y值。 （3）车辆限界的确定 车辆限界应根据车辆的轮廓尺寸和技术参数，并考虑其静态和动态情况下所能达到的横向和竖向偏移，按可能产生的最不利情况进行组合计算确定。 2.设备限界 设备限界是为保证城市轨道交通系统的列车等移动设备在运营过程中的安全所需要的限界。一般说来，设备限界要在车辆限界的基础上，考虑轨道出现不良状态而引起的车辆偏移和倾斜，此外，还要考虑适当的安全预留量。设备限界是一条轮廓线，所有固定设备以及土木工程的任何部分都不得侵入此轮廓线内。 3.接触轨与架空接触网限界 接触轨与架空接触网限界应根据受流器的偏移、倾斜和磨耗、接触轨安装误差、轨道偏差、电间隙等因素确定。 4.建筑限界 建筑限界是指在行车隧道和高架桥等结构物的最小横断面所形成的有效内轮廓线基础上，再考虑其施工误差、测量误差、结构变形等因素，为满足固定设备和管线安装的需要而必需的限界。换言之，建筑限界以内、设备限界以外的空间主要是各类误差、设备变形和其他管线所需要的空间。 试验线是设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路。 一、地铁车辆概述 城市轨道交通车辆作为城市公共交通工具，主要在市内和市郊运行。它的运行条件与干线铁道车辆有种种不同：车辆要在地下隧道、高架和地面轨道运行，站距短，线路曲线半径小，坡度大；客流量大而集中，乘客上下车频繁，高峰时会超载。 作为公共交通，应尽量缩短乘客的乘坐时间，由于站距短，要提高最高运行速度是困难的，所以车辆一般有较高的起动加速度和制动减速度，以达到起动快、停车制动距离短、提高车辆平均速度的目的。 由于运转密度较高，为确保安全行车，地下铁道的通信信号比较复杂，所以车载通信信号设备及车辆的控制系统，应有良好的适应能力。 城市轨道交通车辆作为运载旅客的工具，不仅要保证车辆运行的安全、准点、快速，而且要为乘客提供良好的乘坐环境，使乘客舒适、方便，同时还要考虑到对城市的景观和环境的影响。 城市轨道交通车辆是技术含量高且集中的机电设备，是整个城市轨道交通系统中最关键的设备，其造型和技术参数不仅是确定线路技术标准的基础，也是确定系统运营管理模式和维修方式的基本条件，而且还是系统设备选型和确定设备规模的重要依据。各城市的城市轨道车辆的结构和性能不尽相同，这与许多因素有关，除车辆提供商的技术背景和设计时考虑问题的角度有所不同以外，还与当时的城市轨道交通车辆发展水平及城市运用环境等有很密切的关系，它们都尽可能结合城市各自的特点，满足城市交通客流量大、安全、快速、舒适、美观、节能和环保的要求，具有先进性、可靠性和实用性。 一、城市轨道交通车辆构成 城市轨道交通车辆因类型不同，技术参数也不一样，但其结构基本相同。一般城市轨道交通车辆的组成为：车体、车门、车钩缓冲装置、转向架和制动装置等。 1.车体 车体是容纳乘客和驾驶员驾驶的地方，同时也是安装和连接其他设备及组件的基础。 （1）车体的特征 城市轨道交通车辆是大城市公共交通或近郊客运所选择的特殊运输工具，因而其车体具有独特的特征： 1）由于服务于市内及近郊的公共交通，车体的外观造型、色彩应协调于城市市容规划：车体内部布置是座位少、车门多且开度大，服务于乘客的设施较为简单。 2）对重要限制较为严格，以降低高架线路的工程投资。 3）车体采用轻量化设计，其他辅助设施尽量采用轻型材料。 4）车体的防火要求严格，特别是运行于地下隧道的地铁车辆一旦发生火灾，后果不堪设想，故采用了防火、阻燃、低烟和低毒的材料。 5）车体的隔音和减噪措施有严格要求，以最大限度地降低车辆噪声对乘客和沿线居民的影响。 （2）车体的构成 车体是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的封闭筒形结构。 车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁组成。枕梁用于连接走行部，牵引梁设在底架的两端，用来安装车钩缓冲装置。车体两端的端墙由弯梁、贯通道立柱和墙板组成。 （3）车体的承载方式 车体的承载方式一般有底架承载和整体承载两种方式，地铁车辆的车体是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的筒形结构共同承载，即采用整体承载方式。 （4）车体的外形特点 车体断面形状一般为类似矩形，有的为类似鼓形。选取这样的外形是为了提高车辆在隧道内获得最大的空间截面积，从而使地铁工程的整体取得最好的效益，同时也提高了车辆在圆隧道内的“活塞”效应，加强了隧道的自然通风能力。 2.车门 （1）车门的基本要求 世界各国轨道交通车辆的车门结构和类型多种多样，但根据城市轨道交通的特点，车门应满足以下设计要求： 1）具有足够的数量和有效宽度； 2）车门要均匀分布，方便乘客上、下车； 3）车门附近有足够的空间； 4）具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。 （2）车门的电气控制 客室车门的开关是由驾驶员按动驾驶员室左、右侧墙上的开关门按钮来完成的，该按钮开关上带有指示灯，可显示车门开、关的状态。 客室车门的电气控制系统包括车门开/关控制、客室车门监控回路和列车再开门功能。客室车门的电气控制系统有两种操作模式：一种是在ATP系统开通的状态下进行操作；另一种是在ATP系统关闭的状态下进行操作。ATP系统开通时的开、关门控制内容包括：（1）开门必要条件：开门灯亮。（2）开门准备：门钩打开。（3）开门：客室车门开启。（4）关门：客室车门关闭。（5）关门报警。ATP系统关闭时的开、关门控制内容包括：当列车自动控制（ATC）系统出现故障时，列车将关闭ATP系统，实行人工驾驶模式，这时驾驶员将驾驶员室后墙的开关转动到关闭状态，此后的程序与上述ATP系统开通时的开、关门动作相同。 3.车钩缓冲装置 车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一。它的基本作用有：连接列车中的各车辆，并使之保持一定的距离；传递车辆间的各纵向力或冲击力；缓和纵向力或冲击力。如果上述作用是由同一装置来承担的，那么该装置可分为牵引联挂装置和缓冲装置两部分。牵引联挂装置用来保证车辆和车辆彼此连接，并且传递和缓冲拉伸力。缓冲装置用来传递和缓冲压缩力，减小车辆间相互冲击时所产生的作用力，并且使车辆彼此之间保持一定的距离。 4.转向架 转向架是城市轨道交通车辆的重要走行部件，安装在车体与轨道之间。其基本作用是：支承整个车体，并引导其沿线路运行；承受并传递车体与轨道之间的各载荷；缓和车体与轨道之间的各作用力；将车轮对的滚动转化为车体的平动；提高车辆通过曲线的能力。 城市轨道交通车辆所采用的转向架，一般有动力转向架和拖车转向架两种。为了检修方便，满足相同部件的互换性，动车转向架和拖车转向架的基本结构相同，其主要区别在于驱动系统。动车转向架由于要提供动力，通常配置牵引电机、联轴器、齿轮箱、齿轮箱悬挂装置以及动力轮对等，这也是动车转向架和拖车转向架的主要区别。两种转向架的结构基本相同，一般由构架、轮对轴箱装置、弹性悬挂装置和中央牵引装置等部分组成。 5.制动装置 人为地使列车减速或阻止它加速称为制动。为了施行制动而在地铁列车的动车和拖车上装设的由一整套零部件组成的装置，称为制动装置。 （1）城市轨道交通车辆制动的种类和特点 城市轨道交通车辆必须适应城市轨道交通运行的特点，城市轨道交通线路的站间距一般都在1km左右，由于站间距离短，列车的调速及制动都比较频繁。为了提高运行速度，列车必须起动快，制动距离短，这就要求城市轨道交通车辆的制动装置有操纵灵活、运用迅速、停车平稳、准确和制动力大等特点。 （2）城市轨道交通车辆的制动方式 城市轨道交通车辆的制动方式一般有再生制动、电阻制动和空气摩擦制动三种，它们分别为第一、第二和第三优先级制动，并且还采取了程序制动措施。 程序制动的信义是：充分利用电制动，尽量减少气制动，即在制动力未达到其指令的75%（交流传动车为78%）时，同时在粘着力允许的条件下用足电制动，也就是说电制动不仅供动车制动使用而且还要承担拖住拖车的任务，当二节动车的电制动力能满足一组车的制动要求时，则这一组车就不再使用气制动，反之，则要使用气制动以补足电制动的不足。 随着列车速度的下降，其电制动力也将不断地减弱。当列车速度降低至一定的速度时，电制动力已不能再满足制动所需的要求，这时电制动力将逐渐被切除，所有的制动力则由气制动来承担，同时列车还进入了一个停站制动的程序。所谓停站制动程序，是当列车减速进入车站时，在接近停止前略将气缸内的压力空气放去一些，然后再充气将列车刹停。这样可减小列车的冲动，可提高列车停站过程的舒适性。 一、轨道的概念及组成 轨道是城市轨道交通线路的重要组成部分，它直接承受列车荷载，并引导列车运行，一般由钢轨、轨枕、道岔、道床、连接零件和轨道加强设备等组成。 轨道是城市轨道交通系统的重要组成部分。 轨道是作为一个整体结构，铺设在路基之上，直接承受列车车辆及其载荷的巨大压力，对列车运行起着导向作用的一组设备。 轨道作为铁路线路的重要组成部分，是一个整体性的工程结构，它由钢轨、轨枕、联结零件、道床，防爬设备和道岔等主要部件组成。 轨道通常由两条平行的钢轨组成。 钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为道床。 联结零件在钢轨和钢轨之间以及钢轨和轨枕之间起着一个联结作用。 轨道的结构与性能要求 1)轨道的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，承受来自于列车的纵向和横向的位移推力，保证列车按照规定的速度、方向及不间断地运行。 2)轨道需具有耐久性及适量的弹性，以确保列车安全、平稳、快速运行和乘客舒适。 3)城市轨道交通均采用电力牵引，故要求轨道结构具有良好的绝缘性以减少杂散电流。4)根据环境保护对沿线不同地段的减振、降噪要求，轨道应采用相应的减振轨道结构。 5)从形式上看，全线轨道结构宜统一形式，采用统一的零部件，并要求外观整齐、维修工作量少且方便。 6)从技术角度出发，轨道结构应采用成熟、先进的技术和施工工艺。 7)对于轨距的设计，要求直线地段轨距采用标准轨距1435mm，曲线地段轨距应按规定加宽。8)对于水平位置的设计： 要求直线地段两股钢轨的顶面应保持同一水平，其误差按铁路技术管理规程规定： 正线不得大于4mm； 曲线地段为保证行车安全和乘客舒适，曲线外轨须按规定设置超高。 9)对于平面曲线的设计： 为使列车能平稳地由直线进入圆曲线或由圆曲线转入直线，应在直线和圆曲线之间按规定设置缓和曲线，以适应逐步加宽轨距和设置超高的需要。 一、钢轨 轨道是城市轨道交通线路的重要组成部分，它直接承受列车荷载，并引导列车运行，一般由钢轨、轨枕、道岔、道床、连接零件和轨道加强设备等组成。 钢轨是轨道的主要组成部分，直接承受列车荷载并将其传递到扣件、轨枕、道床至结构底板（例如路基或桥梁）中。依靠钢轨头部内侧与车辆轮缘的相互作用，引导列车前进。在列车动荷载作用下，钢轨产生弹性挠曲和横向弹性变形。一般钢轨应具有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性及稳定性、耐磨性和耐腐蚀性。轨道上通常用定长的钢轨连接或连续的轨线，在两根定长钢轨之间用夹板连接，这种夹板称为钢轨接头。虽然在地铁和轻轨线路上已大量采用无缝线路，但在无缝线路的缓冲区、轨道电路的绝缘区、有道岔的线路区段中，还必须用钢轨接头。钢轨接头的连接零件包括夹板、螺栓、螺母、弹簧垫圈等。 钢轨是指两条直线形呈平行分布的，安装在轨枕或路基之上的由钢铁材料制成的金属构筑物。 钢轨断面形状为“工”字形，由轨头、轨腰、轨底三大部分组成。 这种形状，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。 城市轨道交通路线对钢轨的强度、稳定性、耐磨性及铺设形式都有不同的要求 钢轨亦有不同的种类和规格 钢轨的选择需要考虑经济及技术等因素 钢轨的分类一般按照断面形状以及质量和强度两个方面进行。 钢轨的分类 ：断面形状，钢轨分为： 1)槽形钢轨 槽形钢轨轨头形成凹槽，多用于街道有轨电车和轻轨铁路，其在铺设时路面与钢轨轨面一般在同一平面。 2)双头钢轨 双头钢轨轨头和轨底大小、形状一样，这种钢轨19世纪应用很广，但目前很少应用，在英国还能见到。 3)平底钢轨 平底钢轨就是我们通常所指的“工”字形钢轨，这种钢轨目前在世界范围广泛应用。 按强度分类： 城市轨道交通所使用的钢轨有如下四种(钢轨的强度以kg/m表示，数值越大表明其所能承受的重量亦越大)： 43kgm、50kgm、60kgm和75kgm共四种。 为了提高线路的通过能力，国内外城市轨道交通有选用重型钢轨的趋势，其中50kgm和60kgm最为常用。 钢轨的连接安装 轨道上钢轨与钢轨之间的连接安装的方法主要有两种： (1)传统的连接安装法 (2)较新的连接安装法 (1)传统的连接安装法 传统的连接安装法是把20m左右一节的钢轨固定在轨枕之上，各节钢轨之间的接头(称为钢轨接头，亦称接缝)，通常使用鱼尾板和螺栓接合 接头处轮轨动力作用大，养护维修工作量大，钢轨接头是轨道结构的薄弱环节之一。一、轨枕 轨枕是轨道轨下基础的重要部件。它的功能是支承钢轨，保持轨距和方向，并将钢轨对它的各向压力传递到道床上，使用扣件把轨枕和钢轨连在一起形成“轨道框架”，增加了轨道结构的横向刚度。 轨枕按其材料可分为木枕、钢筋混凝土轨枕及钢枕。 （1）木枕又称枕木，是铁路上最早采用而且到目前为止依然被采用的一种轨枕。优点是弹性好，易加工，运输、铺设、养护、维修方便，绝缘性能好。缺点是易于腐朽和产生机械磨损，使用寿命短，且木材资源缺乏，价格比较昂贵，所以木枕已逐渐被混凝土轨枕所代替。但是在道岔、停车场等站线部位由于要求不等长的轨枕，混凝土轨枕尚难取代木枕。 （2）钢筋混凝土轨枕是使用钢筋和混凝土浇铸而成。主要特点是稳定性好，使用寿命长，能提供较高的阻力，但质量比较大，不利于铺设，且弹性比较差。 （3）钢枕是由钢材铸造而成。因为钢枕的金属消耗量过大，造价不菲，体积也笨重，没有推广开来，主要在德国轨道交通中使用，在新中国成立前的某些铁路中曾经使用。 轨枕是轨道的基础部件，它是承垫于钢轨之下，将钢轨所承受的压力和应力，分散传递道床上，同时又能有效地保持钢轨轨距和方向几何形位的轨道部件 有必要的坚固性、弹性和耐久性，能固定钢轨，有抵抗纵向和横向位移的能力 能阻止钢轨因列车行驶压力而被拖动，能保持两条钢轨间的一定距离和方位。 当列车通过时，它可以适当变形以缓冲压力，列车过后还能尽可能恢复原状 。 混凝土枕用混凝土制成并配有钢筋的轨枕木，简称混凝土枕。 混凝土枕的特点是自重大、刚度大，与木枕线路相比其轨底挠度较平顺，故轨道动力坡度小。 混凝土枕有普通钢筋混凝土枕和预应力钢筋混凝土枕两种。 普通钢筋混凝木枕容制作简单，但耗钢量大，容易产生裂纹 预应力钢筋混凝土枕由于预先施加预应力，因此耗钢量少，且不宜开裂，使用寿命长。 横向轨枕与钢轨垂直间隔铺设，是一种最常用的轨枕； 纵向轨枕其基本思路是将现有横向放置的普通轨枕旋转90，轨枕沿钢轨纵向布置，两股钢轨下的轨枕依靠横向的钢筋或钢棒取得联接，用以保持轨距、水平等轨道几何形位，使轨枕与钢轨共同承受列车载荷造成的弯矩以减轻钢轨的负荷。 但在使用过程中发现，纵向轨枕联接部位受轮轨的作用力较大，除轨枕易破坏外，保持轨道的几何形位也存在较大困难，因此未能推广应用 宽轨枕扩大了轨枕在道床上的支承面积，减少轨道的总下沉量，并能使列车通过时的道床振动加速度有所下降，从而大大地提高了轨道的承载能力及其稳定性，其适合于那些运量大、轨道下部基础差的线路。 同时宽轨枕能保持道床的整洁和排水畅通，减少了维修养护的工作量。一、扣件 轨道是城市轨道交通线路的重要组成部分，它直接承受列车荷载，并引导列车运行，一般由钢轨、轨枕、道岔、道床、连接零件和轨道加强设备等