《城市轨道交通车站设备》单元1城市轨道交通车站设备综合概论

1、城市轨道交通车站设备单元1城市轨道交通车站 设备综合概论单元1 城市轨道交通车站 设备概论单元学习目标1、了解什么是城市轨道交通车站2、掌握城市轨道交通车站的具体功能及分类3、了解什么是轨道交通车站的设备配置4、掌握城市轨道交通车站设备配置原则建议学时4学时单元1 城市轨道交通车站设备概论城市轨道交通车站是客流的节点，轨道交通车站是乘客出行的基地，旅客上下车以及相关的作业都是在车站进行的，轨道交通车站也是列车到发、通过、折返、临时停车的地点。1.1 城市轨道交通车站概念及分类一、城市轨道交通车站的概念城市轨道交通车站是城市轨道交通路网中一种重要的建筑物，它是供旅客乘降，换乘和候车的场所，应保证

2、旅客使用方便，安全，迅速地进出车站，并有良好的通风、照明、卫生、防火设备等，给旅客提供舒适，清洁环境的车站又是城市建筑艺术整体的一个有机部分，一条线上各车站在结构和建筑艺术上，应既要有共性，又要有各自的个性。二、城市轨道交通车站的分类1、按车站与地面的相对位置分类（如图1-1所示） 一般可分为地下站、地面站、高架站。图1-1 车站示意图城市轨道交通车站的分类 1）地下站：地下站一般由地面出入口、中间站厅、地下站台三个主要部分组成。（如图1-2所示）地面出入口：地面出入口是车站的门户，客流集疏的第一通道。中间站厅：为了不占用地面空间，地下车站的中间站厅一般设在地下一层，其主要功能是：集散客流、售

3、检票、服务、设置管理与设备用房。地下站台：设在地下二层，供列车停靠、乘客乘降的功能层。由站台与线路（股道），乘降设备等组成。城市轨道交通车站的分类图1-2 地下站示意图城市轨道交通车站的分类图 1-3 地面车站2）地面车站：（如图1-3所示）城市轨道交通车站的分类3）高架车站：高架线路一般位于中心城外。 高架车站位于地面上，建筑要和城市的风格、周围的环境相协调。高架线路一般建于城市道路的中心线，也可设置在绿化隔离带，从人行道进入高架车站的楼梯、天桥兼作过街人行天桥之用。由于道路上面面积有限，可考虑将设备用房放在路边。由于设置在地面上，不考虑环控系统。（如图1-4所示）城市轨道交通车站的分类 图

4、1-4高架车站城市轨道交通车站的分类 2、按运营性质可分为：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站。（如图1-5所示）图1-5 城市轨道交通车站示意图城市轨道交通车站的分类3、按站台型式可分为（如图1-6所示）1）站台站台位于上、下行行车线路之间，这种站台布置形式称为岛式站台。具有岛式站台的车站称为岛式站台车站（简称岛式车站）。（见图1-7）2）侧式站台站台位于上、下行车线路的两侧，这种站台布置形式称为侧式站台。具有侧式站台的车站称为侧式站台车站（简称侧式车站）。（见图1-8）3）岛、侧混合式站台岛、侧混合式站台是将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内，具有这种站台形式的车站称为岛、侧混

5、合式站台车站（简称岛、侧混合式车站）。（见图1-9）图1-6车站按站台形式分类示意图图1-7 车站岛式站台 图1-8 车站侧式站台图1-9 车站混合式站台城市轨道交通车站的分类4、按结构横断面型式分类：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他类型断面。（见图1-10图1-18） 图1-10 车站横断面示意图图1-11 巴黎市政府站矩形断面图1-12 北京地铁车站矩形断面图1-13 巴黎大学站拱形断面 图1-14北京地铁天安门西站拱形断面图1-15 圆形断面示意图图1-16 圆形断面车站图1-17 其他类型断面示意图图1-18 广州越秀公园站马蹄形断面5、按站桥结构形式划分（见图1-19）站桥合一车站

6、：高架车站的结构和站内轨道结构做在一起的。站桥分离车站：高架车站的结构和站内轨道结构分开做的。 城市轨道交通车站的分类图1-19 车站按站桥结构形式分类示意图6、换乘按两线交汇下换乘站的换乘布局分为：“十”、“L”、“T”型见图1-20图1-42）城市轨道交通车站的分类图1-20 “十”字型换乘布局示意图图1-21 北京西直门站“十”字换乘图1-22 东京的日本桥站“十”字换乘图1-23 “T”字型换乘布局示意图 图1-24 东京九段下车站“T”字型换乘 图1-25 “L”型换乘布局示意图图1-26 日本新宿大型换乘站图1-27 上海一号线、二号线换乘 图1-28 上海一号线、三号线换乘图1-

7、29 1号线5号线莘庄换乘示意图图1-30 香港地铁换乘方案图1-31 香港地铁换乘方案图1-32 换乘方式图1-33 北京地铁换乘节点图1-34 香港地铁换乘节点图1-35 北京建国门地铁换乘 图1-36 北京地铁二号线、十三号线换乘 图1-37 北京地铁二号线、一号线换乘 图1-38 北京地铁二号线建国门站下楼梯换乘一号线图1-38 北京地铁预留换乘通道 图1-39 上海地铁规划同站台换乘图 图1-40 上海地铁四号线、 二号线换乘图1-41 地下一层地下车站图1-42 上海共和新路高架车站实例城市轨道交通车站的分类7、轨道交通车站区域划分轨道交通车站一般可分为设备区、工作人员工作区、乘客

8、使用区，乘客使用区又可分为付费区和非付费区。（见图1-43图1-48）图1-43 付费区和非付费区图1-44 站厅非付费区 图1-45 站厅售票图1-46 站台候车宽度图1-47 侧式站台图1-48 岛式站台1.2 城市轨道交通车站主要设备地铁车站主要设备包括自动售检票系统、电梯与自动扶梯系统、站台安全门系统、车站消防系统、车站环控系统、设备控制体系等。系统和设备选用要考虑其可靠性、安全性、稳定性、先进性、可扩展性、开发性、交互性、经济性和易于维护性等主要性能指标，同时，还要重点考虑选择的主要产品，要有在地铁环控工程中成功应用实例。一、自动售检票系统图1-49 自动售票机图1-50 闸机城市轨

9、道交通车站主要设备自动售检票管理系统是建立在计算机局域网基础上的实时控制处理系统，集计算机网络技术、数据库管理技术、自动控制技术于一体。对售票、检票过程的计算机管理，可以大大提高数据的可靠性、提高员工工作效率，为科学的财务管理和决策管理提供准确的依据。（如图1-49，图1-50所示）自动售检票系统主要特点如下：1）通过计算机网络，实现电脑售票和自动检票，管理者随时可以了解售票和入场人数等经营情况； 2）每张票具有一个唯一票号，经加密后以条形码的形式打印在门票的正券和副券上，供检票系统自动识别；城市轨道交通车站主要设备同时还印有票类的名称、限几人使用、售票时间、有效期、售票机号等信息，供工作人员

10、人工查验；3）各通道的检票控制器以总线的（18台）形式与本地服务器通讯，延长了通讯的距离，减少线路成本，检票口可以不用电脑；4）在票务管理中心可设定票类，包括： a编码：票的系统识别码 b名称：例如成人票、学生票、团体票、年票、贵宾票等 c单价：以人民币标价，如果允许支付外币，在币种定义中，可以设定各外币与人民币的兑换比例，例如港币1：1，美元1：8等； d有效日期：自售出之日起的有效期，例如1天，1月或1年，分别表示当天有效或1月内有效、1年内有效； e开始时间和结束时间：每天允许进场的时间段，例如夜场票，可以定义开始和结束时间为：城市轨道交通车站主要设备18：0021：30，表明夜场票只能

11、在每天的这一时间段中入场，其他时间无效； f标志：用于区分票种的大类，例如有价票、员工卡、放行卡、团体票、无价票、年票等。有价票一般为一次有效；员工凭工作证刷卡进场；记者、领导、贵宾等持贵宾票入场或由管理员刷放行卡放行； g声音：主控板中，固化有8小段提示语音，可以为每种票类定义验票放行时播放的语音提示，例如请进、半票、年票、工卡、团体票、夜场票、无效票、再见等。 h最终日期：有些优惠票可能只限于某日之前使用，可以在此定义，检票时取有效日期和最终日期两者较早的日期有效。 i有效通道：有些票类只能在某些入口通道放行，有些票可能全场有效，允许放行的通道可以通过后台程序设定。 j售票时在团体票的票面

12、上可以选择打印折后价格或全价，以方便旅行团开展业务。城市轨道交通车站主要设备 5）具有独特的培训练习功能，新售票员工可以登录练习库，进行售票模拟练习，以掌握系统的使用方法而不会影响系统数据的准确性。二、自动扶梯系统在城市轨道交通车站中，自动扶梯的用途主要是解决乘客的快速疏解，即列车到达后，大量的乘客从候车站台向地面站厅疏解。由于车站的候场站厅一般离开地面m（浅埋式），甚至10m（深埋式），乘客的上下只能依赖于楼梯，而自动扶梯则提供了一种自动输送乘客的能力，满足了乘客对乘降舒适度的要求。自动扶梯是由一台链式输送机和两台胶带式输送机组合而成的升降传送系统，用于在建筑物的不同楼层间连续运载人员上下。

13、由于其结构特殊，无论从造型还是从工作特性上都与单一的链式或胶带式输送机有很大的区别。自动扶梯一般可分成四大部分（见图1-51）：1）供乘客站立并能连续提升的梯路，包括梯级、牵引构件和梯路导轨系统；2）动力驱动装置，完成梯路的提升和连续循环运转；3）框架结构，用于自动扶梯各零件的组合和定位，以及在现场的定位安置；4）控制与安全装置。与一般电梯不同的是梯不同的是，自动扶梯具有连续输送功能，能够在较短时间内输送大量乘客，其主要优缺点是：1）输送能力大，生产效率高，能连续运送乘客，特别适合于有大量人流汇集与疏解的场所，如商店、车站、机场、码头等，对地下车站尤是如此；2）自动扶梯能逆转，上下行都能运转，

14、同时近来又出现了旋转式和平行式等新型自动扶梯，以满足不同场所的需要，甚至可以实现在车站从候车站台到地面出入口的连续输送；3）与一般电梯不同，当停电或重要零件损坏需停车时，它又可用作普通扶梯；4）自动扶梯构成中有水平区段，产生附加的能量损失，同时提升高度较大时，乘客在自动扶梯上停留时间较长；5）造价较高。对自动扶梯一般要求其运行安全、平稳、结构紧凑、可靠程度高，同时为提高自身的运行效率（运营的经济性），自动扶梯应该有智能控制的功能。三、站台安全门系统图1-53 站台屏蔽门 站台安全门是一个集建 筑、机械、电子、信 号、控制、装饰等学 科于一体的综合性门 系统，设置于地铁或 轻轨车站站台的边缘。

15、该门系统在整个站台 长度上将站台区域与 轨道区域分隔开来。列车进出站，安全门系统随着列车车门的开闭而自动同步开闭。站台安全门的型式主要有：屏蔽式、全高式和半高式三种。（见图1-53）城市轨道交通车站主要设备1、屏蔽式安全门系统屏蔽式安全门系统是一道自上而下的全封闭玻璃隔断墙，沿着车站全站台边缘设置，把站台区域与列车区域分隔开来。其主要的功能和特点：可防止乘客拥挤或意外掉下站台和跳轨自杀，保证乘客的安全；提供良好的空气密封性，减少空调的能量消耗，降低运营成本；提供站台声音阻隔，降低车辆噪音和站台上的活塞风效应，为乘客构造一个舒适、安全、美观的候车环境；门运动动能的设计及防挤压模式能够保证乘客不被

16、夹伤；采用直流无刷电机驱动，实现无级调速，传动方式采用丝杆或齿形带形式，门运动平稳；防滑门槛可以防止乘客跌倒；门体采用钢化玻璃和发纹不锈钢包边框架（或铝合金框架），门扇刚度好。城市轨道交通车站主要设备2、全高式安全门系统与屏蔽式安全门系统相比较，两者的结构型式基本相同，只是全高式安全门系统的上部不封闭，门体的下部可以根据需要设置通风口。其主要的功能和特点： 除不能实现站台与轨道区间的密封隔离以外，全高式安全门系统和屏蔽式安全门系统具有相同的优点； 可比较容易地升级为屏蔽式安全门系统。城市轨道交通车站主要设备3、半高式安全门系统半高式安全门的高度一般为，安装在站台边缘，将站台区域与轨道区域分隔开

17、来，主要目的就是提高安全性。与前两种型式相比，其主要的功能和特点：可防止乘客拥挤或意外掉下站台和跳轨自杀，保证乘客的安全；安装简单快捷，与土建接口较少； 造价低； 建设周期短。城市轨道交通车站主要设备四、车站消防系统图1-54 地铁车站消防演练图1-55 地铁灭火联动控制图城市轨道交通车站主要设备1、消火栓给水系统 在上海等大城市,消防时可直接从城市管网抽水, 不设消防水池。如当地城市管网不能满足消防要求时,必须设消防泵和消防水池。确定消防水池容积时, 自动喷水灭火系统火灾延续时间按1 h 计,消火栓系统火灾延续时间按2 h 计,但应减去火灾延续时间内连续补充的水量。消火栓给水系统经增压后在车

18、站内形成环网,区间隧道消防供水由相邻车站消火栓管网引入,双向区间形成环路。消火栓给水系统用水量按同一时间内发生一次火灾考虑。消火栓的水压应保证水枪充实水柱不小于10 m , 栓口处的静水压力不大于80 MPa 。消火栓给水系统服务范围除车站本身外,还包括两地铁车站之间隧道和车站附属的各种连通通道。两地铁车站之间隧道和车站附属的各种连通通道(长度大于25 m) 内均需布置消火栓。其特点如下。城市轨道交通车站主要设备(1) 消火栓箱的型式根据地铁车站的建筑特点和不同的设置部位选用不同型式的消火栓箱。一般站厅层和连通通道选用单阀单出口消火栓箱,站台层选用双阀双出口消火栓箱,弯曲隧道内消火栓箱宜设在与

19、轨道距离较远的内侧,隧道内消火栓箱上应有 插孔。车站及折返线消火栓箱内应设火灾报警按钮和消防泵启动按钮。(2) 消火栓箱间距按2股水柱同时到达任一着火点布置。车站内消火栓箱最大间距50m , 折返线内消火栓箱最大间距50m , 区间内消火栓箱最大间距100 m。 (3) 水泵结合器地铁车站出入口或通风亭的口部应设水泵结合器,并在40 m 范围内设置室外消火栓。 (4) 自动巡检功能因为消防泵平时很少运行,为加强消防泵给水的可靠性,要求消防泵具有自动巡检功能。在设定的时间周期内自动地启动消防泵,对消防泵的运行进行检查,有利于及时了解消防泵的实际性能, 解决消防泵的锈蚀问题,保持消防泵的良好工况。

20、 城市轨道交通车站主要设备2、自动喷水灭火系统以往不设置地下商场的地铁车站,一般不设置自动喷水灭火系统。在韩国大邱地铁火灾事故发生后, 为进一步提高消防安全,上海市消防局要求所有地铁车站必须设置自动喷水灭火系统。火灾危险等级按中危险级 级考虑。其特点为: 自动喷水灭火系统干管坡度宜与站厅层、站台层顶板坡度一致,以便于降低吊顶高度和系统排水。城市轨道交通车站主要设备3、气体灭火系统地下变电所的重要设备间、车站通信及信号机房、车站控制室、控制中心的重要设备间和发电机房等,不仅设备昂贵,而且这些部位一旦发生火灾,将影响整个地铁的安全运营,所以这些部位必须设置气体灭火系统。目前,国内新建的几条地铁线路

21、如北京地铁复八线、上海地铁二号线,上海共和新路高架工程、广州地铁二号线等均选用了INERGEN ( 烟烙尽) 气体灭火系统。烟烙尽是氮气、氩气、二氧化碳以528 的体积40比例混合而成的一种灭火剂。它的3 个组成成分均为不活泼气体,为大气的基本成分。烟烙尽气体无色、无味,不导电,无腐蚀,无环保限制,在灭火过程中无任何分解物。其灭火原理为稀释氧气,窒息灭火。气体喷放时环境温度变化小,且不影响能见度。缺点:喷射时噪声大;以气态方式贮存,贮存瓶组较多;贮存压力大, 常温下为15 MPa ,高压增加了危险性,也相对容易泄露,对管道材料以及安装、维护水平要求较高。该系统主要设备元件目前为进口产品,造价较

22、高。城市轨道交通车站主要设备(1) 基本要求系统要同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作3 种启动方式; 灭火剂能在尽可能短的时间内喷放到防护区内,并迅速均匀分布达到要求的灭火浓度;防护区应封闭良好,防止灭火剂流失, 并能保持灭火浓度;保护区不宜开口,保护区内与其他空间相同的开口(除泄压口外) 应能在灭火剂喷放前自动关闭,否则应将保护区扩大至与之相通的空间。对密闭良好的保护区应设置泄压口, 泄压口应设置在保护区室内净高2/ 3 高度以上,且应高于保护对象,并宜设在外墙上。若保护区设有外开门弹性闭门器或弹簧门,开口面积不小于泄压口的计算面积,该保护区可不另设泄压口。(2) 系统组成烟烙尽气体灭

23、火系统主要由烟、温感探测系统、钢瓶组件(包括释放阀等) 、集流管、止回阀、选择阀、减压孔板、管道、喷头、报警装置和控制盘等部分组成。(3) 系统主要设计参数最大设计灭火浓度:42. 8 %(32 时) 最小设计灭火浓度:37. 5 %(16 时)城市轨道交通车站主要设备五、车站环控系统为解决地下车站空气湿度、温度、空气流通速度、噪音等因素而设置的系统。由风系统、空调水系统和集中供冷系统组成。 1、地铁环控系统主要功能地铁环控系统是通过对影响环境的空气温度、湿度、空气流速和空气品质等主要因素的控制来创造一个适于地铁设备正常运转、人员安全舒适的人工环境：在列车正常运行时，排除余热余湿，提供人员所需

24、的新风量，为乘客和工作人员提供一个适宜的人工环境，满足站内各种设备正常运转所需的温、湿度要求；列车阻塞在区间隧道时，向阻塞区间提供一定的通风量，保证列车空调等设备正常工作，维持车厢内乘客在短时间内能接受的环境条件；在发生火灾事故时，提供迅速有效的排烟手段，给乘客和消防人员提供足够的新鲜空气，并形成一定的迎面风速，引导乘客安全迅速地撤离。城市轨道交通车站主要设备2、地铁环控系统设计特点（1）、 车站空调负荷受外界气象影响小根据有关资料，地铁车站空调负荷主要由以下几方面组成：列车本身发热及列车空调冷凝器散热约占74%，车站照明、广告灯箱的灯光负荷约占6%，自动扶梯、售票机、检票机等动力负荷约占5%

25、，乘客散热约占15%。由此可见，地铁车站的主要热源来自列车本身，受外界气象条件影响较小。（2）、 某些设计参数的确定不同于民用建筑在地铁设计中，确定夏季空气调节新风的室外计算干球温度时，采用“近20年夏季地下铁道晚高峰负荷时平均每年不保证30h的干球温度”，而不采用采暖通风与空气调节设计规范（以下简称“暖通规范”）规定的“采用历年平均不保证50h的平均温度”，因为暖通规范是主要针对地面建筑工程的，与地下铁道的情况不同。暖通规范的每年不保证50h的干球温度一般出现在1214时，而据地铁运营资料统计，此时地铁客运负荷较低，仅为晚高峰负荷的5070%，若按此计算空调负荷，则不能满足地铁晚高峰负荷要求

26、；城市轨道交通车站主要设备若同时采用夏季不保证50h干球温度与地铁晚高峰负荷来计算空调冷负荷，则形成两个峰值叠加，使空调负荷偏大。因此采用地下铁道晚高峰负荷出现的时间相对应的室外温度较为合理。由此根据气象资料统计得出广州地铁空调室外新风计算干球温度为32.5，比暖通规范中规定的33.5低约1。又如室内参数的确定，地铁车站空调属舒适性空调。一般情况下，乘客从进站、候车到上车在车站仅35分钟，下车出站约需3分钟，其余约3/4的时间在车厢内。因此车站的空调有别于一般的舒适性空调。既然乘客在站厅和站台的时间特别短，只是通过和短暂停留，为了节约能源，只考虑乘客由地面进入地下铁道车站有较凉快的感觉，满足于

27、“暂时舒适”就可以了，而人们对温度变化有明显感觉的温差为2以上，因此广州地铁一号线站厅夏季的空调计算温度取30（比空调新风室外计算温度32.5低2.5）；站台比站厅低1，取29；而车站管理用房等，由于工作人员长时间在里面工作，取27；列车车厢中取27等。城市轨道交通车站主要设备（3）、 噪声控制难度大地铁的噪声源主要有：列车运行时的噪声，这是站台的主要声源，当列车以60km/h运行时，噪声约为100db（A），因此隧道内列车通过时噪声在100db（A）左右，而当列车进、出站台时使得站台噪声在75db（A）以上，但时间不长；其次为风机的噪声，它主要是站厅及地面风亭的声源，对站台影响较大，这部分噪

28、声主要以中、低频为主的宽频带噪声，一般声功率级都在100分贝以上；其他如变压器、水泵、制冷机等为次声源。在消声处理方面，对控制难度大的列车噪声只在建筑方面作相应处理；对可控声源风机等在其进、出口上均设有消声器，以满足规范要求；对水泵、制冷机等次声源均设有减震措施。（4）、排烟系统设计尤为重要由于地铁是人员密集的地下建筑，而且相对来说地下车站直接出入地面的出口较少且距地面较远；另据国内外的资料分析，发生火灾时造成的人员伤亡，绝大多数是被烟气熏倒、中毒、窒息所致。因此排烟设计在地铁中显得很重要。城市轨道交通车站主要设备排烟系统的设计原理为：当站厅或站台发生火灾时，要对火灾区进行迅速而有效的机械排烟

29、；当列车在隧道发生火灾时，要对发生火灾的隧道进行机械送风和机械排烟；当列车事故阻塞在隧道中时，要对事故点进行机械送风。但与民用建筑相比，地铁排烟的某些要求又有所不同。如地下车站的防烟分区面积可扩大至750m2；又如选择排烟风机及烟气流经的辅助设备如风阀、消声器等时，要求能保证150时连续有效工作1h。城市轨道交通车站主要设备3、地铁环控系统设计组成部分地铁环控系统主要由以下四部分组成：区间隧道机械通风（兼排烟）及活塞风系统，简称隧道通风系统；车站公共区部分（站厅、站台、人行通道）的空调、通风（兼排烟）系统，简称车站大系统；车站管理用房及设备用房的空调、通风（兼排烟）系统，简称车站小系统；车站制

30、冷供冷系统，简称车站水系统。城市轨道交通车站主要设备（1）隧道通风系统隧道通风系统的设备主要由分别设置在车站两端站厅、站台层的四台隧道通风机、两台推力风机及组合式风阀等组成，其作用是通过机械送、排风或列车活塞风作用排除区间隧道内余热余湿，保证列车和隧道内设备的正常运行，另外在每天清晨运营前半小时打开隧道风机，进行冷却通风。既可以利用早晨外界清新的冷空气对地铁进行换气和冷却，又能检查设备及时维修，确保事故时能投入使用；在列车由于各种原因停留在区间隧道内，而乘客不下列车时，顺列车运行方向进行送排机械通风，冷却列车空调冷凝器等，使车内乘客仍有舒适的旅行环境；当列车发生火灾时，应尽一切努力使列车运行到

31、车站站台范围内，以利于人员疏散和灭火排烟。当发生火灾的列车无法行驶到车站而被迫停在隧道内时，应立即启动风机进行排烟降温：隧道一端的隧道风机向火灾地点输送新鲜空气，另一端的隧道通风机从隧道排烟，以引导乘客迎着气流方向撤离事故现场，消防人员顺着气流方向进行灭火和抢救工作。城市轨道交通车站主要设备（2）车站大系统车站大系统主要由分设于车站两端的两台站厅全新风机、四台站台全新风机、两台站厅空调新风机、两台站台空调新风机、四台站厅回/排风机、四台站台回/排风机、两台站厅组合式空调机组、四台站台组合式空调机组及相应的各种风阀、防火阀等设备组成，其作用是通过空调或机械通风来排除车站公共区的余热余湿，为乘客创造一个舒适的乘车环境，并在发生火灾时通过机械排风方式进行排烟，使车站内形成负压区，新鲜空气由外界通过人行通道或楼梯口进入车站站厅、站台，便