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北京市近年来在道路建设上花费了大量资金、人力,取得了明显成绩,人均道路面积增加了不少。可是从路网的密度看,北京城区的支路密度是偏低的。原来东北部的和平里小区、西郊的百万庄小区都在近郊区,现在都变成闹市区中的大街坊了。原来设想在小区中的封闭道路,现在却成为城市的支路了。按规范,城市支路道路网密度是3-4公里/平方公里,如果是一般商业集中地区应为10-12公里/平方公里,如果市中心区的建筑容积率达到8时,宜为12-16公里/平方公里。支路道路网密度低于这个指标,堵车是必然的。再宽的主干道,再多的快速路和立交,也解决不了交通堵塞问题。
城市各级道路应成为划分城市各分区、组团、各类城市用地的分界线。比如城市一般道路和次干道可能成为划分小街坊或小区的分界线;城市次干道和主干道可能成为划分大街坊或居住区的分界线;城市交通性干道和快速道路及两旁绿带,可能成为划分城市分区或功能区的分界线。
不同的城市设计、建筑设计、建筑风格和社区文化,会形成丰富多彩的各具特点的城市形象。北京的胡同、四合院成为北京古城风貌的重要元素。而在曼哈顿的棋盘式街道中,南北斜穿了一条百老汇大街,形成许多三角地带,如时报广场、熨斗大楼,丰富了城市景观。在北部又安排了一个中央公园和大片绿地,成为城市的一叶“绿肺”。在美国大学任教的丹麦建筑教授——汉普列根,创导了SAR理论即支撑体理论。该理论认为,住宅基本上由支撑体结构、交通管道核心筒和填充体隔墙、房间组成。前者不能随意变化,后者则是可以灵活布置的。推而广之,在城市中也有支撑体和填充体。前者是道路、市政条件,后者是指由街道围成的街坊、小区建筑。只要把支撑体规划好,填充体就可丰富多彩、百花竞放。这就是一种很实际的、有可持续观点的城市规划策略。居住区规划不能成为小城镇模式
中国近现代的城市住区形式大致出现了街区如里弄式、街坊式、胡同四合院、邻里单位、居住区和综合区如开发区、商务区中混建住宅区等各种形式。居住小区和住宅区的模式已有大量的实践经验,并有相应的国家规范作指导,但这不是唯一的住区建设模式。由于住区和城市道路系统有密切的关系,在城市不同区位,住区的形式应有不同的方式。以北京为例,住宅小区成片开发,规模越来越大。有的开发商已提出“造城运动”、“新住宅运动”,要造新城,要在风景区、绿化水景边大造低密度住宅。原有的居住区规划模式不能无限扩大,成为小城镇的模式。前者可由开发商去建设,后者可就是政府职能范围的事了。开发商没必要,也不可能去替代政府职能,总揽城市规划与建设的问题。如果在三环路内再成片开发居住小区,势必造成“肠梗塞”,打乱街道路网的合理布局;如果在五、六环路绿化带附近大片开发低密度住宅区,势必成为“羊拉屎”。这不仅违背了中国“地少人多”的国情,有悖于节地原则,而且这些孤立的小区各自为政,势必带来交通、市政、公建配套、城市管理、节能、环保等隐患。亦庄模式及TOD模式值得借鉴
北京的开发区中,我认为亦庄经济技术开发区是做得最成功的。首先,它不是单一的工业开发区,而是综合性开发区,现在已明确是卫星城了。在该区有大量的就业机会工厂生产岗位和第三产业服务岗位。该区的居住区不是“卧城”,不少居民可以就地上班;其次,它的区位离城市较远,通过京津塘高速路连接,是典型的卫星城布局形式,不会成为城市“摊大饼”式的边缘地带;第三,它的街道采取了棋盘式格网形式,既有北京旧城的传统格局,又为分期开发创造条件。街道之间的地块大小适中,既可小块开发,又可联片开发:第四,它的建设模式采用了二级开发。第一级开发,由区管委会负责,负责将生地开发成熟地,保证“六通一平”,先建热力、动力、电讯、管理中心。二级开发就由开发商或公司单位业主自行开发。在城区内三、四环路以内大片开发综合区,交通问题往往成为瓶颈问题。例如北京中关村西区规划方案中,收集了国内外十多个方案,在评标时,认为交通问题是最突出的问题。解决不好,这块有50公顷的地块,大量的车流与城市道路不相适应,在上下班高峰时期,车子进不去出不来。几个出入口便成了交通瓶颈。再如,北京国贸三期在第一阶段方案策划时要建330米高的塔楼。交通专家的评估分析认为,如果建30万平方米,目前道路还可承受负担,如果扩建到35万平方米,就要加建一条城市支路通过地块。目前北京正在建五环路,不到100公里的路程上设了近20个左右出入口和收费站。按国际惯例每25-35公里设一个出入口,按国内标准,每10-15公里设一个。而五环路平均每5公里就要设一个,这就大大降低了高速路的效率。总之,城市的快速路主干道和次干道、支路的合理配置与系统设计,对于疏导交通有着决定性的意义,对于开发区的建设有着举足轻重的影响。
1概述
城市轨道交通采用以旋转电机驱动为代表的传统地铁的历史源远,从1865年英国伦敦世界上第一条地铁(Metro)投入运营,迄今已经有140多年的历史。传统地铁主要依靠的是轮轨的作用力来传递牵引(制动)力的一种技术模式。城市轨道交通的另一种新的模式是直线电机驱动系统,此项技术从20世纪70年代后期,主要是国外(德国、日本等)开始研制,直到20世纪中才应用于铁路运输、煤矿、冶金等自动化生产各方面。其中直线电机在铁路运输方面的应用尤为引人关注。城市轨道交通用直线电机是采用直线同步电动机,实质就是把直线电机的初级(定子)安装在车上,次级(转子)铺设在线路上,需要接触轨和变流器牵引驱动的一种技术模式。
2003年广州市城市轨道交通地铁四号线在国内首次采用直线电机技术,2005年12月首通段已开始投入运营。之后的几年,广州市城市轨道交通五号线、六号线及北京市机场线均采用该项技术。笔者主要对两种运营模式下,对无缝线路的强度和稳定性做一个分析比较。
2线路轨道主要技术标准比较
2.1线路的最大坡度
传统地铁正线的最大坡度不宜大于30‰,困难地段可采用35‰。直线电机线路设计一般地段最大坡度为50‰,困难地段可采用55‰。直线电机理论计算的最大爬坡能力在100‰,但实际应用值到80‰。在无缝线路强度检算中,应注意轨道在制动的条件下,产生的制动附加力。
2.2最小曲线半径
时速100km/h条件下,传统地铁B型车正线最小曲线半径500m,困难的条件下为400m;直线电机车辆设计线路最小曲线半径200m,困难条件下为15m。在不同曲线半径条件下,轨道结构的强度稳定性需进一步的检算。
2.3车辆主要参数比较
传统地铁B型车辆及直线电机主要参数见表1。
其中,对于直线电机车辆应考虑其转子与定子间吸力,广州市四号线直线电机车辆采用日本技术,其吸力为20kN,纵向推进力最大可达到40kN,在轨道强度检算过程中均应考虑此部分的影响。
3无缝线路钢轨强度检算
依据《铁路轨道强度检算法》(TB—2034—88)将钢轨视为支承在等弹性的连续点支座上的连续长梁进行检算。钢轨轨底动拉应力与轨道结构刚度D、速度V、偏载系数β、曲线水平力系数f等因素有关。
直线电机车辆在动态运行的过程,为有效的保证输出功率,轨道结构刚度的连续性尤为重要。直线电机强度检算钢轨支承刚度40~50kN/mm;传统地铁其刚度均小于30kN/mm。由于传统列车重心高度比直线电机车辆大,因此传统地铁列车通过时,由于存在未被平衡的超高,所产生的偏载比直线电机列车大约12%。
按弹性支承连续长梁方法,在曲线半径400m、时速100km等同条件下,传统地铁轨底的拉应力δgd=107·5MPa,动位移yd=1.4mm。直线电机轨底的拉应力Md=98.9MPa,动位移yd=1.1mm。
直线电机车辆轴重轻,车辆重心底,其紧急制动减速度较传统地铁大,但综合的制动附加力又比传统地铁小。在列车运行的条件下,直线电机钢轨只是导向牵引作用,强度检算计算应力小,有利于延长钢轨的使用寿命。超级秘书网
4无缝线路稳定性检算
无缝线路稳定性检算其主要目的是通过力学模型研究胀轨跑道的轨道,以求保持轨道稳定。轨道胀轨跑道基本分成持续发展、胀轨渐变、胀轨跑道三个阶段。国内无缝线路稳定性分析研究理论很多,其中应用比较广泛有“统一无缝线路稳定性计算公式”和“波长不等模型”两种。
“统一无缝线路稳定性计算公式”采用等效道床阻力Q,最早较多的应用于50kg/m钢轨,后长沙铁道学院对60kg/m钢轨的原始弹性弯曲矢度foe、塑性矢度fop等参数进行优化研究,这些参数在秦沈跨区间无缝线路设计中得到应用。公式如下
“波长不等模型”采用幂函数模式回归横向阻力方程(Q=Q0-ByZ+Cyn)分析计算,运用势能的驻值理论,建立无缝线路的稳定计算公式,其允许温度力与钢轨压缩变形能τ1、轨道框架弯曲变形能τ2、道床变形能τ3、扣件的变形能τ4有关。该方法数学推导较为严密,但计算的过程比较的复杂,公式如下
应用VB程序对两种方法编程计算,程序结果与铁路工务技术手册《轨道》和《铁道工程》(西南交通大学)书中范例在同条件下结果一致。笔者主要是针对传统和直线电机的线路最小曲线半径标准,用两种不同的稳定性计算模型,采用1667根/kmⅢ型枕道床q=14.6-357.2y+784.7y0.75同条件下的横向阻力,计算曲线半径R=200m、R=500m钢轨的允许温度力P,计算结果见表2。
从两种稳定性计算公式可见,两种模式地铁在无缝线路稳定性计算方法上没有明显的差别。两种稳定性计算结果的差异原因可能在阻力的取值方式上,统一公式采用常阻力方式及安全系数K=1.25取值等因素。
由于直线电机可适应较小的曲线半径,为保证轨道平顺性,应尽量铺设无缝线路。由表2计算的允许温度压力可见,曲线半径越小允许的温度力越小,可允许温升也越小,因此直线电机轨道结构应尽量高温锁定。
5结语
直线电机做为国内一种新的城市轨道交通模式,由于车辆的转子安装在轨道线路中,轨道结构参数选取与车辆结构的匹配尤为重要。通过对比分析传统和直线电机地铁系统线路轨道标准、无缝线路强度、稳定性检算几个方面,直线电机曲线半径条件应做为无缝线路的控制因素。直线电机地铁由于车辆轻、转向架固定轴距小的特点,可适当提高锁定轨温,有利于轨道稳定。对于直线电机这种新的城市轨道交通模式,无缝线路设计的强度及稳定性检算的参数选取还需在实践中逐步优化。
参考文献:
[1]广钟岩.铁路无缝线路[M].北京:中国铁道出版社,2001.
Abstract:Thispaperisproceededfromthecharacteristic,thecurrentsituationandtheexistingproblemsoftheprojectmanagementofurbanrailtransportation,emphasizesthenecessityoftheLife-cycleintegratedmanagement,tellsaboutthemaincontentsoftheLife-cycleintegratedmanagementsuchasthetrainofthought,targetsystem,tasksystemandorganizingsystem,highlightsthekeypointsofLife-cycleintegratedmanagementintermsofintegratingtargets,linkinguptasks,optimizingfunctions,controllingcosts,renovatingorganizationandconstructionofintegratedmanagementinformationsystem.
Keywords:UrbanrailtransportationLife-cycleIntegratedmanagement
1城市轨道交通工程管理的特点
城市快速轨道交通系统(地下铁道、轻轨等)是属于集多工种、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。在过去的100多年中,从单一的线路布置,发展到采用先进技术组成的复杂而通畅的轨道交通网络,为城市交通建设引入了立体布局的概念,给城市的可持续发展提供了条件。
自改革开放以来,我国的经济增长和城市化水平都有了迅速发展,很多大城市为了改善城市交通的困境,都纷纷在策划并修建大、中运量的地铁或轻轨交通项目。我国大陆现有北京、上海、广州、天津等城市的轨道交通系统投入运营,共计约250余km。正在建设城市轨道交通的城市有北京、上海、广州、天津、南京、深圳、大连、武汉、重庆、长春等,共计约300余km。沈阳、成都、杭州、苏州、西安、哈尔滨等也在积极筹备建设城市轨道交通。全国各城市的轨道交通线网规划已达数千km。
1.1城市轨道交通工程的特点
1.1.1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。
1.1.2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、机电设备工程的所用高新技术领域;③项目投资大。每千米造价达3-4亿元人民币;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;参与单位多,有成百上千家;⑤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;⑥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,考虑轨道交通工程策划、建设、运营、资源利用的关系等。
1.1.3城市轨道交通工程管理难度大
对项目业主来说,城市轨道交通工程项目管理涉及到的管理单元(要素)繁杂,包括项目组成的各种资源(人、财、物、信息),包括项目的各种组织形态(单元、部门、单位),包括各种技术(设计、施工、制造、运营)等。
1.2城市轨道交通工程管理的特点
上述特点决定了城市轨道交通工程项目管理是基于复杂系统的管理。理论和实践证明,基于复杂系统的管理必须考虑集成化管理。我们将集成化管理的内涵描述为:集成化管理是将两个或两个以上的管理单元(要素)集合成为一个有机整体(集成体)的行为和过程,所形成的有机整体(集成体)不是管理单元(要素)之间的简单叠加,而是按照一定的集成模式进行的再构造和再组合,其目的在于更大程度地提高集成体的整体功能。从本质上讲,集成化管理强调集成体形成后的整体优化性、功能倍增性、共同进化性、相互协同性、结构层次性等。集成化管理的效应最终体现在管理活动的经济效果上,主要包括聚集经济性、规模经济性、范围经济性、速度经济性、网络经济性等。同样,基于复杂系统的管理必须面向全寿命周期。项目的全寿命周期是指项目从开始到结束所经历的各个阶段全过程。工程项目整个寿命周期作为一个完整过程,相互之间的影响、作用和制约成为一体,必须加以全面考虑。
因此,城市轨道交通工程管理的特点就是必须考虑全寿命周期集成化管理,应该面向项目涉及到的各种管理单元(要素),包括项目资源、组织、技术等,按照一定的集成模式进行整合,考虑项目的全过程、全方位、全系统管理,提高项目的整体功能和管理效应。
2城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的必要性
2.1工程项目的全寿命周期管理
一个工程项目的全寿命周期管理涉及到项目的全过程、全方位、全系统,根据各参与方在整个工程中管理内容和重点的不同,一般分为两个管理层次。第一个层次是业主方项目管理,它是业主对项目建设、运营进行的综合性管理工作,贯穿项目始终,涵盖项目全部,管理的内容从项目立项到项目终结的全过程,包括项目策划,项目建设投资控制、进度控制、质量控制、合同管理,项目投产运营,在工程项目管理的整个系统中,业主方项目管理始终处在核心位置。第二层次是实施方项目管理,它是受业主委托的设计单位、施工单位、供应单位、运营单位实施项目中标签约的那一部分工作内容,所以,他们属于对工程项目的局部管理。本文所述的城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理特指业主方项目管理。
2.2城市轨道交通工程的全寿命周期及其集成化管理
城市轨道交通工程的全寿命周期是将一个城市的轨道交通工程作为整体来考虑,工程从开始到结束所经历的各个阶段全过程,它可定义为对整个线网系统的考虑,也可定义为对一条线路的考虑。工程项目的全过程包括:项目策划阶段(可行性研究、项目定义等),项目建设实施阶段(设计、施工和竣工验收),运营管理阶段(运营准备、运营使用)。建设项目的价值是通过建成后的运营实现的,工程项目全寿命周期集成化管理的思想是要求项目策划、建设面向运营,要求项目策划、建设和运营的资源、组织、技术、过程一体化,即在项目的策划和建设过程中充分考虑运营的情况,通过工程项目的策划、建设、运营等环节的充分结合,使工程项目面向运营最终功能,创造最大的经济效益、社会效益和资源环境效益。
2.3我国城市轨道交通工程现行的管理模式及其存在的问题
我国城市轨道交通工程管理大致有以下2种模式。一是投资、建设、运营、监管“四分开”管理模式,即投资以政府控股公司为主,建设、运营分别由几家公司参与竞争,政府负责监管;二是以政府投资为主,融资、建设、运营、资源利用“一体化”管理模式,即以政府为主负责资本金投入,一家法人公司负责融资、建设、运营、资源利用全过程管理。其存在的问题是,“四分开”管理模式中业主没有解决责任主体对工程从全寿命周期角度进行定义、分析、集成和管理,没有解决全系统管理的完整性和全过程管理的一致性,削弱了建设、运营、资源利用的内在联系;“一体化”管理模式中业主没有解决通过市场对建设管理、运营管理的选择性和竞争性,没有解决全寿命周期不同环节的制约和监管,削弱了对工程效率的比较、分析、选择和控制。要加快发展我国城市轨道交通事业,必须提高城市轨道交通工程管理水平,必须针对这些存在问题认真研究,探讨解决方法。
2.4城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的必要性城市轨道交通工程现行的管理模式,或者使建设项目策划阶段业主方开发管理(DM)、实施阶段业主方项目建设管理(OPM)和运营阶段业主方物业运营管理(FM)相互分离,或者使管理者的选择缺少竞争性,导致不少弊端。其主要表现在或者使工程建设的投资、进度、质量目标与运营的成本、接收、功能目标脱节,最终用户需求自决策阶段开始定义偏离,项目参与各方所拥有的知识和经验不能很好地为全寿命周期目标的实现服务,对不同阶段的任务不能进行很好的衔接,对不同任务之间界面很难进行有效的组织和管理,全寿命周期不同阶段生成的信息不能共享;或者使业主不能利用竞争提高管理效率,不能通过相互制衡来规避风险。随着管理思想、管理理论、管理实践和信息技术的飞速发展,尝试用信息集成、过程集成、技术集成、供应链集成、内部业务集成、外部资源集成和工具集成等系统集成的思想和方法,对城市轨道交通工程现行的管理模式进行变革,提高城市轨道交通工程的管理水平和管理效率,已经十分必要。
3、城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的思路和内容
3.1城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的思路
城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理主要是将现行管理模式中相对分离的建设项目决策阶段业主方开发管理(DM)、实施阶段业主方项目建设管理(OPM)和运营阶段业主方物业运营管理(FM),运用管理集成思想,在管理目标、管理任务、管理组织、管理手段等方面进行有机集成,建立业主开发管理、建设管理、运营管理集成化的管理系统,同时解决业主主体利用市场进行充分选择管理者的问题,实现城市轨道交通工程整体功能的优化和整体价值的提升及城市轨道交通工程全寿命周期目标。
3.2城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的内容
城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的内容主要由目标系统、任务系统、组织系统几个方面组成。
3.2.1目标系统
城市轨道交通工程全寿命周期管理的目标系统必须符合如下要求:
①应从建设项目的整体出发,反映项目全寿命周期的要求,既包括建设期的目标,更注重运营期的目标;
②应有较大的包容性,既注重业主和用户的需求,也应包括其它相关方的需求;
③应体现对社会的贡献,反映社会环境、可持续发展对项目的要求。
目标系统包括建设目标、运营目标、资源利用目标、全寿命周期总体目标。建设目标着重指向工程质量目标、工期目标、投资控制目标。运营目标着重指向服务质量目标、运营成本目标、经济收益目标。资源利用目标强调整合延伸资源,创造延伸收益。全寿命周期总体目标是指对上述目标的整合,着重体现功能目标、费用目标、时间目标、社会目标的统一。全寿命周期功能目标着眼于工程质量、服务质量目标的统一性,涉及设计质量、施工质量、运营质量、使用功能等,追求系统的整体功能、技术标准、安全保证的优化。全寿命周期费用目标整合了建设投资、运营成本、运营收益、延伸收益目标,追求全寿命周期费用和收益的统一及优化。全寿命周期时间目标包括设计寿命期、建设工期、服务寿命期目标,涉及工程物理寿命与经济寿命的相互关系,追求合理延长物理寿命和正确把握经济寿命。全寿命周期社会目标主要强调项目的社会效应,追求各方满意、环境协调、资源集约、可持续发展的实现。
3.2.2任务系统
城市轨道交通工程全寿命周期管理的任务系统主要包括过程管理任务、接口管理任务、信息管理任务。
1)过程管理任务
过程管理任务是任务系统的主体,主要涉及:①项目策划;②项目计划,包括总体计划(前期工作计划,招标计划,工期计划,质量计划,资金计划,资源计划)、各任务分项计划、计划管理;③任务结构分解,包括建设任务结构分解(线网规划、项目立项、可行性研究、勘测设计、土建施工、设备采购、安装调试、工程验收、资源利用准备、运营筹备)、运营任务结构分解(运营乘务、车辆保障、设施设备)、资源利用任务结构分解(房地产、广告媒介、商贸、通信、咨询);④项目筹资与财务管理,包括筹资模式与方案、财务管理方法与方案;⑤项目招标,包括招标范围、招标模式、招标方案;⑥合同管理,包括合同分类、合同管理模式、合同结构内容、合同风险防范、合同管理方案;⑦项目实施控制,包括总体控制和各任务分项控制,涉及工期控制、质量控制、投资控制、资源控制、安全控制;⑧调试与验收,包括单系统调试、系统总联调、工程与设备验收;⑨运营管理,包括运营模式、运营组织、运营方案、安全保障。
2)接口管理任务
接口管理是任务系统的界面联系,主要涉及接口特点、接口条件、各任务间接口、各任务内接口、接口整合、接口方案。
3)信息管理任务
信息管理是任务系统的交互平台,主要涉及信息标准化(任务结构分解与编码规则)、信息沟通(不同组织、不同过程、不同方面的沟通与信息共享)、信息集成化(基于计算机数据库技术、网络技术、集成平台框架技术)。
3.2.3组织系统
城市轨道交通工程全寿命周期管理组织系统是指业主组织管理模式,包括建设管理组织模式、运营管理组织模式和资源利用管理组织模式。他既涉及不同管理组织之间的相互关系和业主对全寿命周期管理组织系统的一体化考虑,又涉及同一组织中的整合。
组织系统的一体化考虑主要包括:①不同阶段目标、任务下的项目组织选择;②不同项目组织管理目标的一致性;③管理任务的衔接性;④管理界面的协调性。在同一组织中主要考虑:①岗位设置,包括岗位横向结构(任务部门、职能部门、岗位分解、岗位职责)、岗位纵向结构(扁平化与垂直化、分权与集权)、岗位设置原则(因事设岗、权责对应、指挥集中)、岗位设置方案;②人员配备、考核、培训,包括配备原则(因岗择人、因物器使、择优选用、能级对应)、考核原则(坚持标准、规范程序、观察过程、注重结果、考核与奖惩升迁相结合)、培训原则(更新知识、强化观念、加强沟通、发展潜能)、实施方案;③组织文化与制度建设,强调文化、制度建设的基础与优化;④力量整合,突出整合组织力量,调动各方积极性,实现组织目标优化。
4、城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的重点
城市轨道交通工程全寿命周期集成化管理的重点主要有:全寿命周期目标整合、任务衔接、功能优化、费用控制、组织创新和集成化管理信息系统的构建。
4.1全寿命周期目标整合
城市轨道交通工程全寿命周期目标整合着重解决建设期投资、进度、质量目标与运营服务目标的脱节,使建设目标、运营目标、资源利用目标服从于全寿命周期总体目标,最终突出交通功能目标,优化费用效益目标,重视服务寿命目标,提升社会发展目标。
4.2全寿命周期任务衔接
城市轨道交通工程全寿命周期任务系统有着内在的联系,必须十分重视各任务的衔接,既要做好不同主体所承担任务的衔接,又要处理好同一主体所承担任务的各种接口关系,特别应注意策划、设计、施工、运营等任务的衔接。
4.3全寿命周期功能优化
城市轨道交通工程全寿命周期功能优化应着重功能分析,力求用较低的全寿命周期费用,可靠地实现全寿命周期功能,提升全寿命周期价值。可以用价值工程的基本表达式V=F/C进行功能优化的分析,其中V代表全寿命周期价值,F代表全寿命周期功能,C代表全寿命周期费用。轨道交通工程的价值取向应是合理的全寿命功能实现、经济的全寿命周期费用下全寿命价值的提升,思路应放在确定全寿命周期功能的合理匹配,追求全寿命周期费用降低上。尤其是功能定位要全面反映工程满足城市轨道交通规定和潜在的需要,这种需要应该包括实用性、可靠性、安全性、环境要求、经济性、美观性等诸多方面,这种满足应贯穿工程的整个寿命周期,以实现合理的需要、适度的满足。要注意功能的匹配,保持功能结构的合理。要着重对工程的基本功能、辅助功能、外观功能等进行分类、整理、评价、定位,保证工程实施的功能前提是正确的,确保基本功能,重视辅助功能,兼顾外观功能。功能优化的最好时机是在工程的决策和实施阶段,功能优化的效果检验和提升是在工程的运营阶段。
4.4全寿命周期费用控制
城市轨道交通工程全寿命期费用控制,①是指项目业主和管理者在投资决策、建设管理、运营管理、资源利用中,在确保功能实现和优化及收益较大化的同时,使全寿命周期的总费用合理并最小化,从而实现全寿命周期费用和收益的统一及优化。②是对项目全过程费用的控制,其控制流程应贯穿项目的决策、建设、运营、开发全过程,通过对项目费用的计划、贯彻、执行、反馈、纠偏、修正和再贯彻这样一个循环管理程序,尽量将项目费用控制在系统最小的范围内。③也是对项目全方位费用的控制,项目管理者要有效地处理项目的费用目标与项目其它目标之间的关系,如功能、时间、收益等目标的关系,以实现合理功能、时间、收益条件下的费用优化,从而达到项目总体目标的实现。
城市轨道交通全寿命周期费用控制主要考虑以下方面。①分析整个系统全寿命周期费用结构和控制重点。要从整个系统的结构中分析其全寿命费用的构成,了解系统各部分全寿命周期费用的大小,确定整个系统全寿命周期费用的比例结构。根据费用比重分析法(也称ABC分析法)的原理,结合城市轨道交通工程的特点,整个系统10%—20%的部分其费用占总费用的比例很高,可定位为A类,作为重点控制考虑,其余可定位为B类和C类,作为次要和一般控制考虑。各个部分的建设费用(一次性投资)和使用费用的比例也有很大差异,可考虑将不同部分的建设费用或使用费用作为费用控制的重点。系统的全寿命周期分为策划、建设、运营等过程,根据经验,越是项目的前期,费用节约的可能性越大,越应该成为费用控制的重点。②分析系统各部分的费用结构和组成。要从系统各部分全寿命周期中分析建设费用和使用费用之间的比例关系,在功能分析指导下寻找合理的结合点,确定系统各部分全寿命周期费用的纵向结构。③分析系统各部分建设费用降低的内容、方法、手段和措施。要重视招标采购的公开、公平、公正和充分竞争。要充分利用强有力的组织措施、技术措施、经济措施、合同措施来降低费用。④分析系统各部分使用费用降低的内容、方法、手段和措施等。要研究不同的运营维护和设备维修模式,考虑社会化、专业化服务对降低费用的作用。⑤分析全寿命周期费用与全寿命周期收益之间的关系,寻找收益减费用的最大化。
4.5全寿命周期组织创新。
城市轨道交通工程全寿命周期组织创新的重点,应解决业主在全寿命周期总体目标优化下项目管理组织的选择;解决业主在不同阶段、不同项目管理组织中管理目标的一致性、管理任务的衔接性、管理组织的互补性。无论选择何种组织管理模式,应是以业主或业主联合体为主体,选择一个相对稳定的全寿命周期集成管理方或集成管理班子,对项目进行全寿命周期的开发、建设、运营管理等进行一体化考虑。在一个城市轨道交通建设起步阶段,业主可通过市场选择或委托的方式确定一个管理方或自己作为管理方,既作为全寿命周期的集成管理者,又承担项目开发、建设、运营等具体的管理任务,进行一体化整合,同时,业主要加强对管理质量、效益的监管和考核,及时纠偏,提高效率。
当一个城市轨道交通建设发展到一定规模,市场又具备了多个投资主体和可供选择的多个管理者时,业主或业主联合体可通过市场选择的方式,确定一个独立的全寿命周期集成管理方,全面考虑城市轨道交通全寿命周期中需要集成整合的一体化问题,并委托或与其一起通过市场选择不同的建设管理方、运营管理方或某条线路项目建设、运营一体化管理方;业主或业主联合体也可直接选择不同的建设管理方、运营管理方并与其共同建立一个全寿命周期集成管理联合班子,全面考虑轨道交通全寿命周期集成化管理。不管何种组织模式,都必须有一个稳定的组织或班子全面考虑全寿命周期集成化管理问题,这是全寿命周期组织创新的核心。这一组织创新的根本动力来自于业主。
4.6全寿命周期集成化管理信息系统的构建
要实施城市轨道交通全寿命周期集成化管理,必须有一个稳定的组织或整合建设管理方、运营管理方组成联合班子,运用公共的、统一的、信息共享的平台,始终全面地考虑全寿命周期的集成问题,以实现全寿命周期总体目标。这一平台就是城市轨道交通全寿命周期集成化管理信息系统,它是以一个城市的所有城市轨道交通工程项目参与方为用户对象,利用现代化的计算机和信息处理技术,在项目全寿命周期过程中进行信息处理,为所有参与各方提供信息服务,辅助其进行决策、控制、实施的集成化人机系统。这一系统构建应由业主推动,通过城市轨道交通全寿命周期集成化管理组织或委托专门班子进行实施。
参考文献:
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[2]何清华,陈发标,芦勇.全寿命周期集成化管理模式的思想和组织[J].基建优化,2001,22(2):38-40.
2城市轨道交通信号系统方案
通常情况下在城市交通疏解任务中城市轨道交通线路承担着十分重要的任务,为确保人们出行的安全性,应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统作为地铁信号系统。正线信号系统采用完整的列车自动控制(ATC)系统,由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。
2.1基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统通常选用音频数字无绝缘轨道电路作为目标距离模式,这种模式的主要特点为信息传输量较大及抗干扰能力很强。列车车载设备依据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息,连续对列车追踪运行及折返作业进行速度监督,最大限度对其进行超速防护,控制列车运行间隔,以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路具有极大的传输信息量,可以将目标速度、目标距离、线路状态等信息提供给车载设备,为计算出列车相适应的运行模式速度曲线,将ATP车载设备与固定的车辆性能数据进行充分地结合。
2.2基于通信的移动闭塞系统(CBTC)基于通信的移动闭塞列车控制系统具有极为先进的发展技术,是列车控制技术的发展趋势,是国际ATC先进水平的代表。是独立于轨道电路的高精度列车定位。CBTC系统为实现车与地、地与车间之间的双向数据通信,可以选用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式进行有效通信。依据列车的位置信息及进路情况轨旁ATP设备可以有效对每一列车的移动权限进行准确计算,同时根据列车位置速度的变化不断更新数据,利用连续车地通信设备向列车进行信息的发送。依据接收到的移动授权及本身的运行状态车载设备可以对列车运行速度曲线及防护曲线进行有效计算,在ATP子系统的保护防御过程中,在该速度曲线下ATO子系统或人工驾驶控制列车可以正常运行。可以最大限度地实现后续列与前行列车尾部的紧密性,并始终处于安全距离范围内。在确保安全的基础上,CBTC系统可以实现区间通过能力的有效提高,同时不受轨道电路区段分割的限制。虽然CBTC系统在调试时因对现场环境要求高、调试周期较长等一些不尽如人意的地方,但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。
3城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式
3.1通过轨道电路进行传送轨道电路不仅可以检测列车占用情况,也可以传递报文信息给车载设备。在轨道电路不忙的情况下,将轨道电路信息传送给联锁系统,当列车对轨道进行占用时,利用装置切换,并将发送轨道电路信息的作业进行停止,开始采用轨旁设备将ATP报文信息连续向钢轨进行发送,将接收和发送设备装置在列车底部,可将接收到的信息向车载设备进行传递,同时也可以向地面发送列车信息。
3.2通过轨间电缆传送单独沿着钢轨铺设一条线路,专门用于传送ATP报文信息,此方法安全可靠,但费用较高。
3.3通过点式应答器传送在轨道电路的部分地方进行应答器的设置,应答器的设置主要有两种形式:固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的应答器为固定数据应答器,可变应答器通过对中心进行控制来取得数据,将接收和发送天线安装在列车底部,当列车运行在应答器位置经过时可以感应到应答器的信息,然后进行双向数据交换,因为这种信息的传送不具有连续性,只能在一定位置才能进行接收,因此这些位置被叫做点式ATC。
3.4通过无线方式进行传送无线车地通信主要采用无线方式,由控制中心来实现车载ATP/ATO的功能,利用无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行时时数据的交换。一般情况下一个控制中心可以实现对一条线路上所有车站的控制,当控制中心设备发生故障时,为了确保整条线路不出现瘫痪现象,可以将车站现地工作站和车站ATS远程控制单元设置在车站。这样当控制中心出现故障之后,车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来实现联锁计算机的功能,ATS远程控制单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送相关信息,此时ATS远程控制单元所具有的信息不全面,但能够保证列车在本站的正常运行。
2无线传输技术介绍
城市轨道交通车地无线通信系统作为车辆和地面之间进行信息传输的通道,可为视频监控系统和乘客信息系统提供车站和车辆之间,乃至控制中心之间的无线传输媒介,是一种传输网络的延伸。除此之外,车地无线通信系统还要求具有较高的可靠性,支持列车在运行速度达到80km/h或者比其更高速度之下的视频信息和多媒体信息的可靠传输,整个系统进行实时传输过程中应能有效的避免黑客和非法信息的侵入,确保整个信息播出时的安全和可靠。当前主要的无线传输技术主要有以下几种:
(1)TETRA、GSM、CDMA:这几种为非常成熟的无线传输技术,应用较为广泛,但是,这三种技术对于车地无线通信系统来说,都满足不了其所要求的传输速率。TETRA其上行速率大约为几kb/s,下行速率大约为几十kb/s,GSM和CDMA的运行速率大致相同,其上行速率和下行速率分别为十几kb/s和几十kb/s。
(2)3G的传输速率与CDMA、TETRA、GSM相比,其在数据的传输速率方面已经有了大幅度的提高,在低速运行状态时的下行速率可以达到几百kb/s,上行速率可以达到几十kb/s;静止状态下的下行速率甚至可以达到2Mb/s。尽管如此,3G的传输速率仍然不能满足车地无线通信系统的需求。
(3)TRainCom-MT是德国得力风根公司专有的车地无线通信技术,其应用领域主要是面向城市轨道无线通信技术,其也是为了城市轨道车地无线交通系统特别研制和发明的。其可以支持高速移动环境下,车地双向无线通信最高达到16Mb/s的传输速度。TRainCom-MT作为一项非标转化的无线传输技术,此系统的协议并不具有开放性,因此,整个系统相关的升级、二次开发与维护都需要依赖技术的开发部门和持有公司,即该项技术只能由德国得力风根公司进行,因此,也就决定其具有较差的市场维护和选择性。
(4)WLAN作为一项宽带的无线传输网络技术,与其他技术相比,具有宽带化、网络化等优势。其目前具有的标准也多样化,例如,其具有802.11a,其工作频段在5.8G,传输的速度一般也可以达到54Mb/s,具有干扰较少的特性,除此之外,一般在5.8G频段的无线传输技术具有非免费开放的特点,因此需要进行申请;802.11b,其工作频段在2.4G,传输速度一般最高能达到11Mb/s;此外,802.11g其工作频段也在2.4G,其主要采用了OFDM调制技术,其数据传输速度同样可高达54Mb/s。WLAN作为一种宽带无线传输网络系统,虽然具有较大的通道带宽,但是其覆盖范围不能满足车地无线通信系统的需求,轨道AP在直线隧道一般每隔二百米就需要进行无线网路设置,导致系统切换和调制较为频繁;同时,与公用WLAN技术采用相同的频段也使得其安全性无法得到有效保障。
(5)WiMax(802.16),即802.16无线域网,其已在2007年10月成为新的3G标准中的一员,当前其主要具有802.16d固定宽带无线接入标准和802.16e支持移动特性的宽带无线接入标准。802.16无线域网采用了未来通信技术OFDM、OFD-MA、MIMO、AAS等先进技术,OFDM、MIMO、AAS,OFDMA也是未来通信技术的发展方向,其最高可达到70Mbps的传输速度,数据传输的距离也达到了50km,除此之外,还具有应用频道较宽、Qos制度完善、业务丰富灵活、频谱利用较高、灵活分配宽带等优势。尽管如此,WiMax技术还是存在高速移动中无法达到无缝切换的最大问题;同时,受制于产业链的发展缓慢等因素,都使得WiMax技术并未得到广泛的推广和应用。
(6)LTE无线传输技术,其主要是3G技术的不断演进和改善,其也是当前3G和4G技术的过渡阶段,作为3.9G的全球无线标准,其在市场上受到了极力的推广,大部分国内外的厂商也对LTE技术给予很大的期望。其主要是改进和增强了当前3G中的空中接入技术,同时也是目前众多无线传输技术之中,少数几个引入OFDM和MIMO概念的技术之一。与3G相比,其还具有延迟降低、极高数据传输速度、分组传送、向下兼容和光域覆盖等技术上的支持和优势,因此,也被作为3G向4G的主流技术的转变,主流运营商一般也都采取LTE技术标准。因此,通过对比以上几种目前较为成熟的无线传输技术,分析得出目前LTE无线传输技术应用在城市轨道交通车地无线通信技术中,能够提高信息的传输速度,实现大数据量信息的共享,完善并解决了车载视频监控系统实时数据传输难的问题,有效保障了信息的及时性和可靠性。
3LTE技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用
为了从根本上解决城市轨道交通车地无线通信系统中的干扰问题,保证数据通信不断的稳定工作和系统的可靠,只能通过采取优秀的无线通信技术来达到技术上的解决和完善。工作者根据对城市轨道交通车地无线通信系统的相关研究发现,城市轨道交通无线通信系统主要具有:高效的数据业务传输效率、较低的数据业务传输延迟、较高的可靠性、良好的移动性能等特点。LTE技术主要应用在城市轨道交通车地无线通信系统中,具有如下的特点:
(1)LTE系统采取了扁平化的组织方案,具有较为简化的组织网络结构,因此,减少了网元的数量、系统的可靠性也较高。
(2)LTE技术的数据频谱的利用率也较高,数据业务速率也较强,优于TETRA、WIFI、GSM-R等技术。
(3)LTE技术系统扁平化的组织结构,也有效的缩短了两端之间的传输效率,使得信息及时传输,更加满足了城市轨道交通信息传输的实时性和共享性,能够满足城市轨道交通车地无线通信系统的应用需求。
(4)LTE技术可支持列车移动速度达到350km/h的移动传输性能,而目前城市轨道交通行车一般不会超过100km/h的速度,否则会导致移动数据传输性能下降,但是LTE技术却避免了此项不足,使得移动状态下,也能较好的进行数据传输,同时也为未来列车提速创造了有利条件。
(5)LTE技术还具有频谱较为灵活的特点,可以适应不同大小频率的频谱分配,使其在不同频谱中进行分配和部署。车地无线通信技术在隧道中都设置有天线,也可以采用商用的通信泄漏电缆实现信号覆盖。隧道内的单个RRU覆盖可以达到1.2km,提供更为稳定的覆盖面积。而通过多个RRU共小区,可以减少由于更新和切换,导致的信息传输的延迟和抖动,甚至丢失的情况,保证城市轨道交通高速度切换下带宽和频率的稳定。
2变形监测物联网应用层的软件配置
DAMS-IV型智能分布式工程安全监测系统是本系统的应用层,该系统是在WindowsNT网络环境下,基于Windows98/NT工作平台开发的一款工程安全自动化监测系统,具有较广泛的使用功能,例如,演示学习系统、在线安全评估、辅助工具、文档资料、测值的离线性态分析、报表制作、监控模型/分析模型/预报模型管理和帮助系统等日常工程安全管理的所有常规内容。
3静力水准系统工作原理
静力水准仪利用连通液的原理,多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面,通过测量不同储液罐的液面高度,经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。
4工程应用
本工程为宁波轨道交通某新建车站基坑近接某既有车站开挖工程,新建车站为明挖地下4层岛式车站,设计埋深为32.22m,覆土厚度3m,与既有线车站主体建筑的水平距离约16~24m。新建车站基坑埋深大,地质条件复杂,施工风险大,为实时掌握新建车站基坑施工对既有线车站线路变形的影响情况,保障既有线路安全运营,对本工程采用变形监测物联网系统进行线路变形沉降静力水准监测。
4.1测点布设
根据新路变形沉降监测需要,分别在既有运营线路车站的左、右线路中线各布设1条监测线,每条监测线布设10个监测点,监测点间隔12m,共布设20个静力水准监测点。每条监测线对应1个基准点,基准点采用独立坐标系统,布设在离最外侧监测点40m左右的轨道结构外侧,远离变形区域。监测点的平面布设位置如图4所示。
4.2数据通信
信号通信设备由通信电缆、供电电缆、标准RS-485现场总线、电源箱等组成,现场RJ-S型智能电容式静力水准仪通过RS-485现场总线与标准型模块化智能数据采集单元DAU2000实现通信,DAU2000数据采集单元通过GPRSDTU通信模块实现与因特网的连接。DTU的基本用法是在DTU中放入1张开通GPRS/CDMA功能的SIM卡,DTU上电后先注册到GPRS/CDMA网络,然后通过GPRS/CDMA网络和数据处理中心建立连接,将数据采集单元获取的数据传输到控制中心的PC机上。
2轨旁骨干网技术方案制定与对比分析
运用实际轨道交通与通信协调动机进行严密规范,涉及特定应用环境与中心网络的交织化整编工作可以具体围绕两类组网技术进行科学延续,包括以太网与综合业务传送平台。结合CBTC网络开发环境特征认证,轨旁中心格局掌控能力应该联合多重业务疏导潜质与信息传输媒介稳定功效进行同步开发、设计。
2.1节点独立传输功能
工业以太网体系建设工作主要依靠民用CSMA进行多路检测,并且依据多重业务数据执行无序状态下的信息传输工作,确保任何数据的综合调控绩效。CBTC系统在适应多元空间信息调试标准过程中,会面临数据识别、接收压力,如果任何细节工作处理不当,安全隐患危机便可瞬间释放。而MSTP技术按照各类虚容装置进行物理层障碍清除,并借此稳固业务数据的独立传输潜质,确保混乱空间效应下也不会滋生各类调停障碍,相对于传统工业以太网来讲,开发前景实在大有可观。
2.2故障调试潜能保障
传统工业以太网在进行环形网络架构梳理环节中,根据传输媒介故障隐患进行网络节点质量鉴定,如若产生2处以上不良反应结果,则整个布局任务失败。而MSTP则广泛适应多类型组网要求,同时提供2纤复用段保护措施,确保在不同媒介故障空间之内进行有序矫正。这类技术主张全面遵守国际规整要求,尤其在现下电信网络架构广布的阶段流程中,涉及既定产品成熟、可靠地位已经得到广泛认可。按照工业以太网与国家通用技术要领的矛盾状况进行相关鉴别,设备生产技能指标便由此得到全新定义。在这种流程标准下,CBTC系统显然适应了综合业务传送平台规整动力要求,并且在DCS轨旁中心网操作媒介中灌输灵活适应潜质。
2.3多基站小区制系统规整
此类无线网络覆盖方案结合既定地铁系统布置要求进行中心集群式交换装置、调度媒介梳理,根据现下沿线与车辆段规范条件进行基站调度系统搭建。其中必要技术问题就是基站在实施有线传输通道连接环节中,有关中继器与同轴电缆的场强覆盖潜力指标的鉴定,进而稳固地下各站交流功能。不同站点在信道设置上共预留8个调试空间,尽管此类方案管控要领较为复杂,但是内部系统扩充容量与切换性能毕竟广占优势,因此后期多元改造活动已经势在必行。上述各类布置方案普遍存在优劣势迹象,尤其在落实单独建网工程中存在必要疏通限制状况。因为现在大多数地铁管理系统应用2.4G免费频段进行空间扩张,特定信号发射装置如若应用相同频段进行应对,会令整个地铁空间管理效应失去平衡管制能力,最终影响类车的调度应用前景;另外,技术人员在深刻考虑泄漏电缆安装工序基础上,仍旧无法摆脱成本归控因素。因此,在落实整体布局方案过程中,有必要联合多种调试技术进行现场规模调整,争取巩固覆盖空间的贮存功效,满足内部成本的有机搭配要求。这是现如今地铁管制工作的必要动机原理,应该按照CBTC系统细致延展标准进行逐层应对。
2检测项目
按照专业划分,轨道交通内的智能化系统用于管理车站安全和环境的车站设备系统,主要包括门禁控制系统、环境与设备监控系统和综合监控系统3部分。所开展的检测项目如表1所示。
3检测内容
3.1门禁控制系统
3.1.1读卡器功能防破坏功能,对卡的识别功能,识别速度,有效读卡距离。
3.1.2门禁控制器功能控制器防破坏功能,独立工作功能、工作准确性,响应时间,开、关锁功能,后备电源自动投入功能。
3.1.3系统管理功能实时监控功能,对控制器的控制功能,完好率/接入率,非法入侵报警,非法破坏报警,与控制器通信故障报警。
3.2环境与设备监控系统
3.2.1车站环境温湿度及区间环境系统该系统主要是监测车站站厅、站台及设备区环境温湿度,主要检测现场的温湿度数据采集精度。
3.2.2通风空调系统该系统用于组合式空调机组、柜式空调器、风机和电动风阀、冷水机组、冷冻、冷却水泵、冷却塔和电动蝶阀等设备的监测与控制。
3.2.3照明导向系统该系统用于检测照明回路、导向灯箱照明回路、屏蔽门光带的监控功能。
3.2.4应急照明电源系统功能1)工作状态监测功能。2)电池旁路故障、电池低电压、逆变器故障、输出过载等故障报警功能。
3.2.5给排水系统该系统用于潜污泵、给水碟阀等设备的监测与控制。
3.2.6电梯与扶梯系统检测运行状态、上下行方向监测、左右扶手带故障、电扶梯故障等功能。
3.3综合监控系统
3.3.1接口检测检测子系统与主控系统之间的硬件连接、串行通信连接、专用网关(路由器)接口连接等。网络服务器、网卡、通用路由器和交换机应能正常连通。
3.3.2软件检测检测系统的数据集成、被集成系统的数据界面、被集成系统的数据响应时间、准确性和误码率。被集各系统的数据应在集成主机统一界面下显示;界面应汉化和图形化;检测数据的准确性及误码率等。
3.3.3系统功能及性能检测1)系统集成的整体协调控制检测。2)系统集成综合管理和冗余功能检测。3)系统集成的可维护性和安全性检测。
分析、识别、评估高架桥工程施工过程中所存在的危险因素并对其进行预防、管理、控制,这就是安全管理的职责所在。当安全管理发现危险因素时,因及时对其进行分析评估,分析其所产生的危害程度、施工的风险以及所造成的财产损失,并根据所得到的评估策划出切合实际的预防措施,及时对高架桥工程施工进行安全管理。
(二)城市轨道交通高架桥工程的解决方案
1、建立并落实安全责任制。城市轨道交通高架桥工程虽然投资风险大,工程施工期长,但却为居民做实事,促进交通的流畅性。高架桥工程的安全性能高,更能保障人民群众的人身健康和财产安全,因此,加强高架桥工程的高质量建设,建立建设安全管理责任制,健全安全生产保证体系,落实安全责任制,保障工程的安全进行。2、加强安全建设,做好预防工作。将每一个施工过程中所存在的危险因素都是为大隐患,及时提出解决策划,保障施工安全进行;也要勤于检查,以便于及时发现隐患并安全的解决隐患。坚持安全第一的原则,提高施工预防意识,做到监督到位,把住安全大关。加强全员的防范意识,施工相关的安全部门需事必躬亲,事事监督,关关了解,全程跟进,确保安全工作做到位。有些安全部门为了自身利益,往往不注重施工的安全和质量,没有严格把关,这种事不关己高高挂起的态度也影响基层人员。使他们形成懒散的工作态度,不以高度集中的态度对待工作,对于所存在的安全隐患视而不见,终酿成大错。因此,施工单位的领导要树立起安全的责任意识,领导基层工作人员树立安全意识和预防意识,用高质量完成高质量的工作,提高自我保护意识。3、团结一致、相互协作。城市规划交通高架桥工程的建设是一项大规模的工程,不仅投资大、风险大,而且工程所需时间较长,在此期间,工程建设所需信息量较大,需依据所需的信息进行施工,为避免施工效率低下,所受干扰大,避免产生信息孤岛,就需要施工建设队各个阶段的相互协作。通过所得到的信息,对施工安全进行监控,时刻分析施工的建造设计,灵活的反应出施工过程中所存在的问题,并及时解决,形成完整的检测制度体系。4、及时对危害因素进行控制。对于施工时期所造成的污染,应尽量减小,选择在下风向位置进行混合建筑材料,减少粉末污染;设置排水沟,减少对水源的污染。当在道路之上施工时,应与交通管理部门进行协商后再施工,尽量将阻碍交通的影响降至最低,并及时了解施工进度,随时跟进。针对施工场地周围建筑物的影响,施工单位应制定合理的相关措施,提出应急的解决方案。
城市公共交通是指由公共汽车、电车、轨道交通、出租汽车、轮渡等交通方式组成的公共客运交通系统,是重要的城市基础设施,是关系国计民生的社会公益事业。本文所讨论的公共交通是指由公共汽车、电车所组成的传统的城市公共交通行业。
一、公共交通行业规制的依据
1.城市公共交通行业具有自然垄断性
城市公共交通的运营必须借助于能覆盖全市范围的道路网络,生产者(公交企业)才能将其产品(客运服务)销售给最终用户(乘客),具有明显的网络性、范围经济性和规模经济,因此,城市公交行业由一家或少数几家企业经营比由多数企业经营更有效率。对城市公交行业实行政府规制,一方面,控制进入行业的公交企业数量,维护公交行业一定程度的垄断经营,可以避免不必要的重复投资和过度竞争所造成的资源配置的损失;另一方面,赋予进入企业以相应的供给责任,限制其退出,从而保证城市公共交通市场的有效供给。
2.城市公共交通行业具有准公共产品的特性
城市公共交通是介于公共产品与私人产品之间的准公共产品,其消费既具有公共产品的非竞争性,但又存在明显差异,有的社会成员消费的多,有的社会成员消费的少;同时,也具有私人产品的排他性,但又存在与私人产品不同的垄断性。因此,城市公交企业具有企业性和公共性的复合特性,既要追求企业利益的最大化,以实现其企业性;同时,为保证公交产品的有效供给和广大市民的出行,政府要对其进行严格的规制,限定价格,以维护消费者的利益,实现社会福利的最大化。
3.城市公交行业具有很强的外部性
所谓外部性,是指某种商品的生产和消费所产生的效应扩散或波及到当事人之外的一种情况,包括正外部性和负外部性。如城市公交保证了市民顺畅的出行,节约了时间;或者由于政府对公交票价的管制所带给消费者的额外收益都是正外部性的体现。而另一方面,公共交通也造成了负外部性,如空气污染、噪声污染,以及交通事故风险的增加和更加严重的交通拥挤问题。因此,要解决公共交通的外部性问题,对其实行政府规制也是十分必要的。
二、城市公共交通行业的政府规制
1.城市公共交通行业的市场结构规制
政府对城市公交行业市场结构规制的基本问题是:第一,在目前的市场需求总量和需求结构下,在公交行业究竟应该存在多少家公交企业,以及这些企业在各个地区和业务领域的分布;第二,对公交行业自然垄断业务和非自然垄断业务的规制问题。
长期以来,我国城市公共交通行业采取垂直一体化的组织结构,形成了国有公交公司一家垄断的局面,制约了城市公共交通的发展。虽然从20世纪90年代以来,我国公交行业进行了一系列改革,但根本性问题仍普遍存在:(1)城市公共汽(电)车、出租汽车、轨道交通分属不同的政府部门管理,运营和发展缺乏统一的规划协调;(2)政府补贴机制不科学,补贴不到位;(3)公交企业经营效率低下,企业亏损严重。
要改变制约公共交通发展的现状,就必须对现有的公交行业政府规制进行改革:(1)改革公共交通规制体制,转变政府职能,切实做到政企分开,实现“三种职能”,即政府社会经济管理职能、公交企业所有者职能和公交企业经营者职能的分离;(2)深化国有公交企业的改革,改善经营管理,减少经营性亏损;(3)实施公交线路的特许专营制度;(4)调整公交市场结构,促进合理有序的竞争,保证公共交通的有效供给;(5)改革政府公交补贴制度。
2.城市公共交通行业的价格规制
城市公共交通行业具有自然垄断性,若不进行规制,容易形成垄断价格,损害其公益性,造成社会福利的损失,因此必须由政府进行价格规制。
我国的公交行业一直被视为“福利事业”,长期以来一直采用以成本为基础的低效率价格形成机制,以政府指令性的背离价值的低价格来提供服务,依赖国家给予亏损补贴,价格基本不受供求关系和成本变动的影响。这种价格形成机制带有浓厚的计划经济色彩,也越来越不适应市场经济发展的要求,它也是导致公交企业的长期亏损的一个重要原因。
因此,对我国当前公共交通行业的价格规制体制的改革显得尤为重要,主要有:(1)制定科学规范的定价原则,采用分段定价、分时定价等差别定价方法;(2)推行公交价格听证会制度,体现价格决策的民主化、公开化和透明化;(3)尽快出台《城市公共交通法》,完善公交价格管理的法律体系。
3.成都市公共交通行业规制的改革实践
成都市对公共交通行业的规制进行了有益的探索。2005年12月组建了成都市交通委员会,打破了原来公共交通行业中市交通局、市政公用局、市公安局、市经委各自为政的局面,进而实施统一的规划管理。市交委作为行业管理者,统筹管理公交车、出租车、长途客运、轨道交通等事宜,并对全市公共交通运输行业实施调控和监管。国资委作为公交集团国有资产的出资人和所有者,对公交集团国有资产的保值增值进行监督。而公交集团作为企业的经营管理者对日常营运进行管理。通过对公交行业规制体制的改革,既整合了资源,由交通委员会对全市的公共交通的运营和发展实施统一的规划协调,又实现了“三种职能”的分离。
城市作为社会文明进步标志之一,在国家政治、经济及文化诸多方面的作用日益突出,可以说城市化水平的高低是一个国家文明程度、社会进步和经济发达的重要参数所以大力发展城镇建设,对城市进行合理而健康的规划和管理极为重要,城市轨道交通安全问题,贯穿于设计、施工、运营等全过程。在城市轨道交通安全问题越来越受到重视的今天,设计作为城市轨道交通安全建造与安全运营的首要环节,设计单位及其广大设计人员,应如何面对轨道交通“安全问题”?本文就此几方面进行探讨。
一、城市轨道交通安全工程的概念
1.1定义
城市轨道交通安全工程,是影响城市轨道交通安全建造与安全运营的全部工作的总称。
1.2安全工程的设计范围
安全工程贯穿于各设计研究阶段,这包括:预可行性研究阶段;可行性研究阶段;总体设计阶段;初步设计阶段;施工图设计阶段;后续服务阶段。
1.3安全工程的设计内容
按照“安全第一、预防为主”的方针,在设计中采取有效措施,避免因设计不合理导致城市轨道交通工程在施工和运营中发生安全事故,这就是城市轨道交通安全工程的设计内容。对于下述安全事故,在设计时就应给予充分考虑,以避免或减少事故损失。
1.3.1火灾
在火灾情况下,人员的伤亡,主要有以下几方面:烧死烧伤;高温灼伤;缺氧窒息;烟气中毒;踩踏;不正确逃生方式造成的摔死、摔伤;引发其他并发症等。
1.3.2撞击
撞击事故,包括:车撞车;车撞物;车撞人。
车撞车:追尾事故或乘客列车与其他车辆相撞(当线路不封闭时)。
车撞物:列车与永久性物体相碰,如:在永久性建筑物及构筑物变形、断裂、松动、脱落时,侵入限界,未能及时处理,而导致与列车碰撞或剐蹭;列车与临时性物体相碰。
车撞人:列车与工作人员、乘客、闯入或穿越行车线路者、平交道口抢行者等相碰。
1.3.3电击
产生电击的因素很多,主要有:触及电气设备的带电体(或绝缘破坏);触及漏电电气设备的外壳(接触电位差超标);电缆金属屏蔽层感应电压超标等。
1.3.4踩踏
在发生突发客流、突发事件、自动扶梯失控等情形下,处理不当,会造成不同程度的踩踏事故。产生突发客流的因素有:节假日(如北京清明节)、大型群众活动、恶劣气象等。
1.3.5人为袭击等
爆炸、纵火、毒气等。
1.3.6建筑物垮塌
运营期间,车站、隧道、其他建筑物或构筑物发生垮塌
1.3.7其他灾害
针对地震等地质灾害、透水、洪水、雨雪风雾、沙尘等,设计应考虑防震、防淹、防洪、防雷、防风等。
1.4施工期间
城市轨道交通工程,在施工安装期间,也会发生各种各样的安全事故,如:结构开裂、坍塌以及建设项目周边环境出现沉降或坍塌等。施工不当或设计失误会导致这些事故的发生。
1.5设计期间
项目前期决策失误,虽不会直接威胁到人身安全,但会给项目带来财产损失或影响项目经济效益。二、安全工程的设计原则
主要原则城市轨道交通安全工程的设计,应以下述要求为目标,在正常使用时:
必须防止因乘客使用系统而造成对乘客的伤害与危险;必须防止系统对运营人员及其他人员的伤害与危险;必须防止运营设施及车辆遭受损害与损失。
城市轨道交通车辆和运营设备的选择,必须技术成熟、安全可靠、满足功能、维修方便、经济合理。乘客使用或操作的设备,必须易于识别,设置在便于触及的地方,并保证不当的操作或使用也不会导致系统发生危险。必须为残疾人、老人、孕妇及带领儿童的人在使用该系统时提供安全舒适的措施。应当在轨道线路、隧道及车站站台、站厅、疏散通道、出入口、通风亭、列车车厢内及其他运营场所的醒目位置设置保障城市轨道交通安全运营的各类发光导向、疏散、提示、警告、限制、禁止等安全标志。对于起火风险大的设施必须加以围护,减少可能的火情蔓延;在对火情及有害燃烧气体与热量控制的基础上,应保障有效疏散措施;铺设在地下车站、隧道及车辆上的电缆应不含卤化物,并避免燃烧时产生有毒气体;一旦发生火灾,通风排烟系统应能进入火灾运行模式,以保障人员疏散或灭火。
三、防火设计的重点提示
在城市轨道交通工程的各种灾害中,火灾是首位的。所谓火灾,是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
3.1火源
在城市轨道交通工程中,引起火灾的火源是多方面的,归结起来,主要有以下几种。了解这些火源,将有利于防火设计。
电气火灾:绝缘老化、违反用电规定、电气设备设计或安装不当、过负荷、电气短路等,都可能导致火灾;生活用火引燃:如烟头等引燃可燃物;生产用火引燃:如施工中由电焊、气割、打磨、切割等的火花或其他火种引燃可燃物;人为破坏纵火。
3.2火灾应急处置预案的编制
在系统投入试运行前,设计单位应协助业主单位编制火灾应急处置预案。
3.3建筑防火的设计要素
疏散通道、疏散门、安全出口、疏散用楼梯及自动扶梯、隧道联络通道的设置;疏散能力;设备及管理用房的门至安全出口的距离。
3.4消防给水与灭火装置的设计要素
消防给水系统、灭火器配置、自动喷水(或喷雾)灭火系统、气体灭火系统、消火栓系统
3.5防烟、排烟与事故通风系统的设计要素
机械防烟、排烟设施的设置、防烟、排烟系统与事故通风的功能、防烟分区的划分、设备的排烟能力、排烟设备的耐热能力、送风量的要求
3.6防灾用电、应急照明与疏散指示的设计要素
消防用电的要求、应急照明的连续供电时间、应急照明的设置、疏散指示标志的设置
四、结语
城市轨道交通安全工程的设计工作,需要给与重点关注。这样做的目的在于,强化城市轨道交通安全工程设计的重要性,使城市轨道交通安全工程的设计更加系统化、程序化、规范化。为实现这个目的,只研究设计导则还不够,还应该建立一套安全工程的设计评价体系。