城市轨道交通运营管理课件 模块六 城市轨道交通设施设备运用与维护

6.1车站设施6.2线路系统概述6.3供电设备6.4机电设备6.5通信信号设备学习目标建议学时模块六

城市轨道交通设施设备运用与维护6.1车站设施01车站的定义与功能车站的定义车站是站线、站台、站房等站场设备的总称，是城市轨道交通系统中非常重要的一部分，是乘客上下车、换乘的场所，也是列车到发、通过、折返、临时停靠的地点。车站的重要作用车站的选址、布置和规模等因素，不仅影响城市轨道交通运营效益，更关系到城市的运转。因此，车站应保证乘客能够方便、安全、快捷地进出，并配备良好的通风、照明、卫生、防火等设备，给乘客提供一个安全、舒适、清洁的环境。车站的主要功能1乘客服务功能为乘客提供上下车、候车及换乘服务的场所2列车运行管理为列车运行提供管理、控制和通信的场所与设备3设备集中场所是电气设备、信号设备、控制设备等设备集中的场所4人员工作场所是运营、管理人员工作的场所5线网锚固作用在城市轨道交通线网构架中起锚固作用车站的结构车站主体车站的主体是列车的停车点，不仅是供乘客上下车、集散和候车的地方，一般也是办理运营业务和放置运营设备的地方。站台乘客上下车场所站厅售检票、通行区域设备用房设备安置与维护运营管理用房工作人员办公出入口及通道连接车站主体与地面的通道，是乘客进出车站的必经之路，通常设置多个出入口以满足客流需求。通风道及风亭地下车站的重要设施，用于车站的通风换气，保证车站内空气质量和温度适宜。知识要点车站特点车站是线网中的重要节点，是客流集散的场所，同时也是城市用地高效开发的区域。主要特征交通复杂且人员流动频繁周边土地开发强度大地下公共空间广阔建设时序性强地铁站厅实景站台的功能与作用站台的定义站台是供乘客上下车、集散客流的场所，也可作为乘客短暂的停留、候车场所。站台是车站最核心的组成部分之一，直接关系到乘客的乘车体验和运营安全。站台的主要功能乘客上下车为乘客提供安全、便捷的上下车通道集散客流快速疏散和聚集乘客，避免拥堵短暂停留候车为乘客提供舒适的候车环境安全保障通过屏蔽门等设施保障乘客安全地铁站台实景站台设计要点宽度设计站台宽度应根据预测客流量确定，保证乘客安全和舒适长度设计站台长度应与列车编组长度相匹配，满足乘客上下车需求无障碍设计设置盲道、轮椅通道等无障碍设施，方便特殊人群使用标识系统清晰的导向标识帮助乘客快速找到方向和出入口站厅的功能与换乘作用站厅的定义与功能站厅是车站内进行售检票、供乘客通行和乘降的区域。站厅内有安检人员、接待人员，他们负责管理出入口、票务处理和问询处等。售检票功能售票、检票、充值通行功能乘客进出站通道换乘功能线路间换乘站厅换乘的优势减少客流交叉不同方向的客流在站厅分层组织，避免站台拥挤缩短等候时间乘客可在站厅内快速完成换乘，提高换乘效率避免站台拥挤有效分散客流，避免列车到站时站台过于拥挤提高安全性客流有序组织，降低安全事故风险地铁站厅实景站厅布局类型分离式站厅上下行站厅分开设置，适用于客流量大的车站贯通式站厅上下行站厅连通，便于乘客选择和换乘多层站厅多层结构，分层组织不同方向的客流设备用房与运营管理用房设备用房设备用房是安置各类设备，并对其进行日常维护的场所，是保障车站正常运营的核心区域。环控室环境控制设备变电所供电设备通信设备室通信系统设备信号设备室信号系统设备AFC室自动售检票设备机房计算机及网络设备运营管理用房运营管理用房是车站工作人员的办公用房，与乘客之间的关系非常密切，一般布置在临近乘客使用空间的地方。车站控制室车站运营指挥中心，监控车站运行状态站长室站长办公及会议场所业务室处理日常业务工作会议室召开工作会议和培训警务办公室公安人员办公场所辅助用房与出入口辅助用房辅助用房设在站内工作人员的使用区域内，满足车站内部工作人员的正常工作和生活需求。更衣室工作人员更换工作服休息室工作人员休息场所卫生间工作人员使用储藏室存放工具和物资辅助用房设置原则位置应便于工作人员使用与乘客区域适当分离满足基本功能需求出入口车站的出入口是乘客进、出车站的设施设备，是连接车站与城市的纽带。数量设置根据车站规模和周边情况设置，一般不少于2个位置选择应设置在客流集中的主要道路两侧，便于乘客进出无障碍设计设置无障碍电梯、坡道等设施，方便特殊人群安全设施配备消防设施、应急照明、监控设备等地铁出入口实景按运营特点分类的车站类型1中间站在城市轨道交通线网中大多数的车站都属于中间站，中间站的作用是供乘客上、下车。主要特点数量最多、功能简单、客流相对均衡2折返站折返站又称区域站，通常位于客流量变化较大区域的分界处，供列车折返，站内有折返线和相关设备。主要特点兼有中间站功能、设置折返设备3换乘站换乘站通常是两条及两条以上线路交汇的车站，乘客可以从一条线路通过换乘站转移到另一条线路上。主要特点客流大、结构复杂、换乘方式多样4联运站联运站内有两种不同性质的列车线路，能够同时起到换乘站与中间站的作用。主要特点多线路共用、功能复合5枢纽站枢纽站一般设置在客流集中的地方，提供不同线路或者不同交通工具的换乘服务。主要特点客流集中、换乘便捷、辐射范围广6始发/终点站始发站和终点站是设置在线路两端的车站，是列车开始和结束运营的地方。主要特点设置折返设备、客流早晚高峰明显按位置分类的车站类型地面车站地面车站位于地面层，与周围环境直接接触，是城市轨道交通中较为常见的车站形式。优点•施工技术简单、快速•工程造价相对较低•运营维护方便•自然采光通风好缺点•占地面积较大•对地面交通影响大•噪声和振动影响周围环境•受气候条件影响适用场景：郊区、城市边缘地带地下车站地下车站位于地下隧道内，是城市中心区最常见的车站形式，不占用地面空间。优点•不占用地面的空间•对地面交通无影响•不受气候条件影响•噪声和振动对环境影响小缺点•施工技术要求高•工程造价高•建设周期长•运营能耗较大适用场景：城市中心区、繁华商业区高架车站高架车站设置在高架工程结构上，与地面有一定的距离，是介于地面和地下之间的车站形式。优点•与地面交通互不影响•工程造价适中•施工相对简单•自然采光通风好缺点•对城市景观有一定影响•噪声对周围环境影响较大•受气候条件影响•乘客进出站不便适用场景：郊区、城市边缘区岛式站台与侧式站台岛式站台岛式站台位于两线中间，上下行线路分别位于站台两侧，乘客在同一站台可选择乘坐任一方向的列车。主要特点•站台面积利用率高•便于灵活调整客流•乘客乘车方便•空间宽敞便于集中管理•换乘方便适用情况适用于客流量大、需要灵活调整客流的车站，如换乘站、枢纽站等。侧式站台侧式站台位于线路两侧，上下行乘客分别在不同的站台上候车，站台之间通过通道或天桥连接。主要特点•上下行乘客互不影响•工程造价相对较低•改建容易•站台面积利用率低•大客流调整不方便适用情况适用于两个方向客流量比较均匀的车站，如中间站、地面车站等。岛式站台示意图对比总结客流组织岛式灵活，侧式分离工程造价岛式较高，侧式较低适用场景岛式用于大客流，侧式用于均匀客流岛侧混合式站台岛侧混合式站台的定义岛侧混合式站台是指在同一车站内，同时具有岛式站台与侧式站台两种形式的站台。这种站台形式结合了两者的优点，适用于特殊的车站布局和客流需求。主要特点灵活性高可根据客流需求灵活调整站台使用方式适应性强适用于多种线路布局和换乘需求客流分流可有效分流不同方向的客流换乘便捷为乘客提供多种换乘选择典型布局形式一岛两侧式中间为岛式站台，两侧为侧式站台，适用于三线或四线换乘站双岛一侧式两个岛式站台和一个侧式站台组合，适用于复杂的换乘需求上下层组合式不同层的站台采用不同形式，充分利用地下空间实际应用案例北京地铁西直门站采用一岛两侧式布局，实现2号线、4号线、13号线的便捷换乘上海地铁人民广场站采用复杂的岛侧混合式布局，满足多线路换乘需求广州地铁体育西路站采用双岛式布局，实现1号线和3号线的高效换乘6.2线路系统概述02正线与辅助线正线正线是指列车运行的线路，一般为上下行双线设计，是城市轨道交通线路系统中最重要的组成部分。上下行方向规定•南北向线路：由南向北为上行，由北向南为下行•东西向线路：由西向东为上行，由东向西为下行•环形线路：外侧轨道为上行，内侧轨道为下行正线是列车正常运营的线路，承担着运送乘客的主要任务辅助线辅助线是保证正线的正常运营，并为空载列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业场所的线路。折返线列车折返用停车线列车停放用渡线线路间转线联络线线路间连接车辆段出入线连接车辆段与正线，专供列车进出车辆段折返线的分类与特点站后折返站后折返是指列车驶到终点站清客后，向前继续开行一段距离，再进行折返的方式。工作流程1.列车到达终点站，乘客下车2.列车继续向前行驶进入折返线3.列车在折返线完成换端操作4.列车驶入对向站台载客优点避免进路交叉，安全系数高缺点折返耗时较长，需要较长折返线站前折返站前折返是指列车由站前渡线或折返道岔变更行驶方向进行折返的方式。工作流程1.列车进站前通过道岔驶入对向车道2.列车进入对向车道站台3.乘客下车，新乘客上车4.司机从车头走到车尾5.列车开始反向运行优点折返时间短，占地少缺点进路交叉，安全系数相对较低站后折返示意图对比总结安全性站后折返>站前折返折返时间站前折返<站后折返适用场景站后用于大客流，站前用于小客流渡线与联络线渡线渡线指的是在上下行正线或其他平行线路之间设置的连接线，通过一组联动道岔达到转线的目的。渡线类型单渡线由两副单开道岔和一段连接轨道组成，用于单向转线交叉渡线由四副单开道岔、一副菱形交叉及连接轨道组成，可实现双向转线渡线主要用于列车转线、折返和调度作业联络线联络线是为完成列车调动、车辆检修、设备运送等作业而在轨道交通线路之间设置的连接线路。主要功能•列车调动：实现线路间列车调配•车辆检修：送修车辆跨线运行•设备运送：运输维修设备和物资•应急疏散：紧急情况下的疏散通道联络线一般设置在两条线路的交汇点附近渡线实景交叉渡线示意图设置原则•满足运营调度需求•考虑未来发展需要•尽量减少占地面积•确保行车安全车场线的组成车场线的定义车场线是车辆段与停车场内线路的统称，包括试车线、洗车线、停车线、检修线、调车线等，是车辆停放、检修、调试的重要场所。车辆段与停车场的区别车辆段•规模大、功能全•可进行大修•设备齐全•人员配备完善停车场•规模较小•仅停放和日常维护•设备相对简单•辅助车辆段使用车场线类型1试车线设置在车辆基地内用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路，可进行列车性能测试和调试。2洗车线专门用于清洗车辆的作业线，包括室内洗车线与室外洗车线两种，保持车辆外观整洁。3停车线专门用于场内作业、停放列车的线路，夜间停止运营后列车在此停放。4检修线设置在车辆检修库内，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。5调车线供列车进行解体、编组、车辆集结、存放等作业的线路，是车辆调度的重要设施。线路日常维护方式日常检查日常检查是每天定时进行的例行检查，是保障线路安全运营的基础工作。检查内容•轨道、道岔、信号灯巡视•车辆底盘、车轮检查•信号系统工作状态•电力设备工作状态检查频率：每天运营前、运营中、运营后定期检查定期检查是在固定时间对线路上的设施设备进行全面的检查，为后续养护工作提供依据。检查内容•轨道几何尺寸检测•钢轨磨损情况•道岔转换性能•信号设备精度检查频率：每周、每月或每季度专门检查专门检查是对固定的设施设备进行的深入检查，需要专业设备和技术人员。检查内容•钢轨探伤检测•线路动态检测•纵断面和平面测量•特殊设备性能测试检查频率：根据设备要求定期或不定期进行日常检查与定期检查内容日常检查详细内容轨道设施检查•轨道几何状态（轨距、水平、高低、方向）•钢轨表面状况（磨损、裂纹、锈蚀）•轨枕状态（破损、松动）•扣件系统（紧固、缺失）道岔检查•道岔转换灵活性•尖轨密贴状态•道岔区段清洁度信号设备检查•信号机显示状态•轨道电路工作状态•转辙机运行情况定期检查详细内容车辆检查•车轮磨损程度测量•制动系统性能测试•车门系统功能检查•车载设备运行状态电力设备检查•变电站设备运行参数•接触网张力测量•电缆绝缘性能测试•配电系统负荷检测综合检查•线路动态检测（使用检测车）•轨道电路参数测试•通信系统功能验证检查要求严格遵守规范按照相关规范与作业标准执行及时记录详细记录检查结果，建立台账发现问题及时报告发现异常立即上报处理维护原则预防为主，防治结合养修并重，综合治理安全第一，质量至上线路故障处理故障处理原则及时性发现故障立即处理安全性确保运营安全准确性准确判断故障原因彻底性彻底排除故障隐患常见故障类型信号机故障显示异常、灯泡损坏、电路故障轨道故障钢轨断裂、轨枕破损、几何尺寸超限道岔故障转换不到位、尖轨不密贴、转辙机故障电力故障供电中断、接触网故障、设备跳闸明挖法施工明挖法定义明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计高程后，自基底由下向上顺作施工完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法的优点技术简单施工工艺成熟，操作简便施工快速建设周期相对较短经济性好工程造价相对较低质量易控施工质量容易保证明挖法的缺点阻断交通阻断交通时间较长环境影响噪声与振动影响环境占地较多需要较大的施工场地受气候影响受天气条件制约适用条件：在地面交通和环境允许的地方，以及浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法盾构法施工盾构法定义盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止坍塌，同时开挖面前方用切削装置进行土体开挖。盾构机类型泥水平衡盾构适用于软土地层土压平衡盾构适用于黏土、砂土盾构法的优点不影响地面不影响地面交通环境友好噪声和振动小自动化高机械化程度高质量稳定施工质量稳定安全性高施工安全性高适应性强适用于多种地层盾构法的缺点造价较高设备投资和施工成本较高技术要求高需要专业技术人员和设备曲线半径受限不适用于小曲线半径地段新奥法与沉管法施工新奥法新奥法（NATM）是一种专门系统工程技术，主要用于隧道设计和施工，基于岩体力学理论，以围岩的自承能力为基点。优点充分利用围岩自承能力，经济性好适用条件适用于岩层较好的山岭隧道沉管法沉管法是一种在水底构筑隧道的施工方法，先在干船坞内预制钢筋混凝土管段，然后浮运到指定水域沉放。优点施工质量高、工期短、防水性能好适用条件适用于过江、过海隧道施工方法选择选择施工方法时应综合考虑地质条件、环境要求、工程造价、工期要求等因素，选择最适合的施工方案。6.3供电设备03供电系统概述与组成供电系统概述城市轨道交通供电系统是确保城市轨道交通正常运营的关键基础设施，负责将电能从外部电源引入并安全、高效地输送到轨道交通系统的各个部分。供电系统功能牵引供电为电动列车提供牵引动力动力照明为车站、车辆段提供动力和照明用电安全保障保障轨道交通的稳定运营和乘客安全供电系统的组成1外部电源从城市电网引入的高压交流电，是供电系统的电力来源2主变电所将高压交流电降压至中压交流电，并进行初步分配3牵引变电所将中压交流电转换为适合列车使用的直流电4接触网向列车供电的输电线路，列车通过受电弓获取电能5动力照明变电所为车站、车辆段提供动力和照明用电牵引系统牵引系统概述牵引系统是为电动列车提供动力的系统，其核心功能是将电能转换为机械能以驱动列车运行。该系统主要由受流装置、电气牵引设备、控制电路等组成。工作模式牵引工况：电能→逆变器→三相交流电→牵引电机→机械能制动工况：动能→牵引电机(发电机)→电能→反馈电网/电阻消耗受流装置受电弓用于从架空接触网获取电能，通过与接触线的滑动接触将电能引入列车集电靴用于从第三轨获取电能，主要应用于地铁和轻轨系统牵引变流器与电机牵引变流器整流器：将交流电整流为直流电逆变器：将直流电逆变为三相交流电，具有调压调频功能牵引电机异步电机：结构简单、维护方便、运行可靠永磁同步电机：高效率、高功率密度控制与保护TCU牵引控制单元PWM脉冲宽度调制制动电阻能量消耗保护装置过压过流保护系统优点：节能环保、经济效益高、运行稳定6.4机电设备04自动售检票系统概述AFC系统定义自动售检票系统（AFC）是城市轨道交通票务管理的核心系统，实现售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化处理。AFC系统功能售票功能自动售票、人工售票、充值检票功能进站检票、出站检票计费功能自动计算票价、扣费统计功能客流统计、收益统计AFC系统特点自动化程度高，减少人工成本提高通行效率，减少排队时间便于数据统计和分析支持多种支付方式AFC系统架构与工作流程五层架构体系5清分中心层全网票务清分、对账、管理4线路中心层线路级票务管理、设备监控3车站计算机层车站级票务管理、数据采集2车站终端设备层自动售票机、检票机等1车票层单程票、储值票、交通卡等工作流程购票流程1.乘客选择目的地或票价2.选择支付方式并完成支付3.自动售票机发售车票4.车票信息写入并记录检票流程1.乘客将车票靠近读卡器2.系统读取车票信息并验证3.判断车票有效性4.有效则开启闸门，记录交易数据流向上传数据交易数据、设备状态、客流信息逐级上传下发数据票价参数、运营指令、黑名单逐级下发自动扶梯的结构与特点自动扶梯概述自动扶梯是带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备，是地铁站内重要的垂直交通工具。主要组成部分梯级供乘客站立的踏板，循环运行扶手带与梯级同步运行的扶手驱动系统电机、减速器、链条等安全装置紧急停止按钮、制动器等自动扶梯的特点输送能力强可连续输送大量乘客运行平稳运行平稳舒适节省空间占地面积相对较小使用方便操作简单，老少皆宜安全注意事项握紧扶手站稳并握紧扶手带站在黄线内站在梯级黄色安全线内禁止行为不要在扶梯上奔跑、玩耍屏蔽门的分类与功能屏蔽门概述屏蔽门是安装在地铁站台边缘，用以隔离站台区域与轨道区域的自动控制滑动门系统，是保障乘客安全的重要设施。屏蔽门功能保护乘客安全防止乘客跌落轨道改善候车环境减少噪声和气流节约能源提高空调效率火灾隔离阻止烟雾蔓延屏蔽门分类全封闭型自上而下的钢化玻璃隔离墙，完全隔离站台与轨道优点：安全性高、节能效果好应用：地下车站半封闭型高度约1.2-1.5m，不能完全封闭站台，允许空气流通优点：成本低、通风好应用：高架车站屏蔽门组成滑动门乘客通行固定门隔离密封应急门紧急疏散屏蔽门的运行模式系统级控制系统级控制是屏蔽门的正常运行模式，屏蔽门与信号系统联动，根据列车运行情况自动开启和关闭。工作流程1.列车到达站台停稳2.信号系统发出开门指令3.屏蔽门与列车门同步打开4.乘客上下车5.信号系统发出关门指令6.屏蔽门与列车门同步关闭特点：自动化程度高，与列车运行协调站台级控制站台级控制是屏蔽门的非正常运行模式，当系统级控制失效时，由司机或站台工作人员通过站台端头控制盒（PSL）进行操作。操作方式•司机使用PSL控制盒•插入钥匙开关•操作开门/关门按钮•实现屏蔽门的开闭适用情况：列车停位不准、信号故障等紧急运行模式紧急运行模式是在紧急情况下（如火灾、事故等）使用的模式，优先考虑乘客安全疏散。操作方式•综控室IBP盘紧急控制•站台LCB就地控制•轨道侧手动解锁•优先保证疏散通道适用情况：火灾、事故等紧急情况给排水系统概述给水系统给水系统用于保障车站内生活、生产及消防等用水，直接引自市政自来水管网。分类方式按水源分类地表水、地下水按供水方式分类自流、水泵、混合按使用目的分类生活、生产、消防给水系统需保证水质、水量、水压满足使用要求排水系统排水系统是指有组织地排除人类生活污水和生产中的各种废水以及多余地面水的系统。分类方式按排水类型分类生活、工业、屋面按管道布置分类室外、室内按立管数量分类单立管、双立管、三立管排水系统需保证排水通畅，防止积水和污染系统特点给水系统：引自市政管网，需设置蓄水池和加压设备排水系统：分类收集，分别处理，达标排放消防给水：独立设置，保证消防用水需求设计要求满足用水量和排水量需求保证水质符合标准系统安全可靠便于维护管理6.5通信信号设备05信号设备概述通信信号设备的重要性城市轨道交通通信信号设备是确保城市轨道交通安全、高效运营的关键技术系统，是列车运行的"神经中枢"。信号系统功能保障行车安全防止列车相撞、追尾等事故提高运输效率缩短行车间隔，提高线路能力指挥列车运行指示列车运行条件和路径实现自动化支持列车自动控制和调度信号设备组成信号机显示行车指令转辙机转换道岔位置轨道电路检测列车占用继电器控制电路通断通信系统传输信息和指令信号机的功能与颜色含义信号机的作用地铁中信号机的主要作用是通过不同颜色的灯光向列车司机传达列车运行状态和前方线路情况，指示列车启动、加速、减速和停车。颜色含义红色停车信号，禁止越过绿色允许信号，按规定速度通过黄色注意信号，要求减速月白色调车信号，允许调车信号显示规则红灯表示列车必须停止，禁止越过该信号机。若信号熄灭或显示不明，也应视为停车信号。绿灯表示信号处于正常开放状态，列车可以按照规定的速度通过该信号机。黄灯表示信号处于有限开放状态，要求列车注意或减速运行。黄灯+红灯引导信号，允许列车以较低速度通过该信号机，随时准备停车。注意事项司机必须严格按照信号显示行车信号不明或熄灭时视为停车信号严禁越过红灯信号信号机的类型进站信号机设置在车站入口外适当距离，用于维护车站内作业安全，指示列车能否进入车站。设置位置车站入口外出站信号机设置在车站出口，指示列车能否由车站进入区间。设置位置车站出口防护信号机一般采用三显示机构，用于指示列车运行条件，如道岔开通直向或侧向位置。设置位置道岔区段阻挡信号机设置在线路尽头处，表示列车停车位置，通常只有一个红灯。设置位置线路尽头调车信号机用于车辆段/停车场内，根据调车作业的需要设置。设置位置车辆段/停车场复示信号机用于指示前方信号机的显示状态，以便列车司机提前了解前方信号情况。设置位置曲线或遮挡处引导信号机在信号机故障或特殊情况下使用，允许列车以较低速度越过信号机。设置位置故障信号机处显示方式黄灯+红灯转辙机的功能与