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降低地鐵造價(jià)及工程建設(shè)管理問(wèn)題的研究(三)

   2006-04-28 中國(guó)路橋網(wǎng) 佚名 5900
3.2 車(chē)輛類(lèi)型及列車(chē)編組
根據(jù)遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量和可能實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)期最小列車(chē)運(yùn)行間隔可以計(jì)算出遠(yuǎn)期高峰小時(shí)每列車(chē)的載客量,并據(jù)此確定車(chē)輛類(lèi)型及列車(chē)編組。
目前我國(guó)大城市已建、在建和擬建地鐵線(xiàn)(擬建地鐵線(xiàn)是指已經(jīng)國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng),即將開(kāi)工建設(shè)的地鐵線(xiàn))的遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量都比較大,一般在4—7萬(wàn)人次/h,這一數(shù)值是根據(jù)客流預(yù)測(cè)結(jié)果并綜合各種因素后確定的,就我國(guó)城市地鐵建設(shè)30余年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)看,這一遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量的取值均偏大,這主要是因?yàn)榭土黝A(yù)測(cè)方法上的不精確度,城市總體規(guī)劃和交通線(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃的滯后度,取值時(shí)采用了偏高的冗余度,再加上客流量的波動(dòng)性和不確定性,因此而達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量。
可見(jiàn),合理確定遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量在地鐵建設(shè)中的首要地位。
3.2.1 車(chē)輛類(lèi)型的選擇
根據(jù)我國(guó)“地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范”的規(guī)定, 目前我國(guó)地鐵使用的車(chē)輛有兩種車(chē)型可供選擇,即A型車(chē)和B型車(chē)(將來(lái)不排斥還有其它車(chē)型)。滿(mǎn)定員狀況下A型車(chē)的最大載客量為310人/輛,B型車(chē)為240人/輛:在超員狀況下A型車(chē)最大載客量為410人/輛,B型車(chē)為290人/輛。
車(chē)輛類(lèi)型選擇與限界、車(chē)站長(zhǎng)度、牽引供電制式等眾多參數(shù)有關(guān),而這些參數(shù)一旦確定,在地鐵建成后無(wú)法更改,因此車(chē)輛類(lèi)型選擇均以遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量作為依據(jù),再根據(jù)不同車(chē)型每列車(chē)的最大載客量、結(jié)合列車(chē)編組的確定而進(jìn)行。
3.2.2 列車(chē)編組及動(dòng)力配置方案
我國(guó)地鐵列車(chē)編組可以采用由2輛、3輛、…直至8輛車(chē)組成的方案。列車(chē)的動(dòng)力配置也可有不同方案,如全部采用動(dòng)力車(chē)方案(北京地鐵)或采用動(dòng)力車(chē)與非動(dòng)力車(chē)(拖掛車(chē))合掛的方案,究竟采用幾輛編組及何種動(dòng)力配置方案,均視設(shè)計(jì)要求的具體情況而定,但還必須滿(mǎn)足列車(chē)能自我救援的條件。所謂列車(chē)自我救援是指列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中,其編組中某一輛動(dòng)力車(chē)突發(fā)故障而喪失動(dòng)力時(shí)(兩輛及以上的動(dòng)力車(chē)同時(shí)突發(fā)故障而喪失動(dòng)力的概率極小),能依靠其它動(dòng)力車(chē)使列車(chē)運(yùn)行到達(dá)前方車(chē)站的能力。據(jù)此,列車(chē)編組最少為兩輛動(dòng)力車(chē),這樣方能實(shí)現(xiàn)自我救援。
3.2.3 固定編組與靈活編組
地鐵列車(chē)的編組有固定編組與靈活編組兩種。固定編組是指列車(chē)的編組在設(shè)計(jì)時(shí)已將其固定為若干節(jié)編組,這種編組在動(dòng)力配置、列車(chē)操縱控制端(司機(jī)室)的設(shè)置及各種設(shè)備的總體布置上可以綜合安排,并實(shí)現(xiàn)全列車(chē)前后貫通以利平衡各車(chē)廂乘員密度;但不足之處在于不論客流量大小如何,都必須開(kāi)行固定輛數(shù)的列車(chē),特別在平峰和低峰時(shí)段運(yùn)營(yíng)時(shí),列車(chē)的載客率太低。若采用加大列車(chē)運(yùn)行間隔,以增加載客率,則必然會(huì)降低服務(wù)水準(zhǔn)。我國(guó)目前運(yùn)營(yíng)中的地鐵線(xiàn)均采用固定編組方式。
靈活編組是指列車(chē)的編組在設(shè)計(jì)時(shí)就未將編組固定,而是隨初、近、遠(yuǎn)期客流量的不斷增加而逐步擴(kuò)大編組并始終保持較小的列車(chē)運(yùn)行間隔,以實(shí)現(xiàn)較高的服務(wù)水準(zhǔn)。同時(shí),也通過(guò)調(diào)節(jié)編組和行車(chē)密度來(lái)保證較高的載客率。國(guó)外不少地鐵線(xiàn)就采用這種靈活編組的方式,如維也納地鐵2號(hào)線(xiàn)的列車(chē)編組就采用可調(diào)方式,可由6輛編組快速解編為4輛編組。
采用靈活編組要有相應(yīng)的動(dòng)力配置予以保證,編組的減增,動(dòng)力配置也需按比例減增,以不影響列車(chē)的牽引動(dòng)力。從方便實(shí)現(xiàn)靈活編組出發(fā),全動(dòng)力車(chē)編組最為有利,但勢(shì)必增加車(chē)輛購(gòu)置費(fèi)的投入。
應(yīng)當(dāng)指出,靈活編組決不是隨時(shí)隨地可以解和編,解編必須在車(chē)輛段內(nèi)按一定的工序進(jìn)行,每環(huán)節(jié)均輔以嚴(yán)格的檢測(cè)診斷,以確保全列車(chē)機(jī)械、電氣聯(lián)接的安全可靠。
靈活編組也不是每天按高、平峰客流量來(lái)調(diào)節(jié)編組,而是通過(guò)事先按大、小編組及長(zhǎng)、短交路來(lái)解決高、平峰和高、低斷面客流量的需求來(lái)解編,而且必須有計(jì)劃、有序進(jìn)行。
從適合我國(guó)地鐵運(yùn)營(yíng)情況看,比較合理的靈活編組方式可以是:初、近期采用2動(dòng)1拖編組或2動(dòng)編組作為列車(chē)基本單元,在不同時(shí)段以不同的運(yùn)行間隔來(lái)滿(mǎn)足客流需求:隨著客流的增加,可以在高峰時(shí)段插入加發(fā)事先已在段內(nèi)編好的3動(dòng)2拖編組(或2動(dòng)2拖編組)列車(chē)并輔以短交路方式同時(shí)解決高斷面客流量的需求。這樣就實(shí)現(xiàn)了由2輛至5輛不同編組的靈活方案。
3.3 車(chē)輛類(lèi)型和列車(chē)編組對(duì)地鐵主要系統(tǒng)的影響
(1)對(duì)土建工程規(guī)模的影響
土建工程規(guī)模是根據(jù)選定的車(chē)輛類(lèi)型和列車(chē)編組并結(jié)合其他綜合因素而確定。由于土建工程,尤其是地下隧道和車(chē)站建筑在建成后往往很難改、擴(kuò)建,故而均按車(chē)輛類(lèi)型和遠(yuǎn)期規(guī)模的列車(chē)編組所要求的限界及有效站臺(tái)長(zhǎng)度一步到位。
由于遠(yuǎn)期的目標(biāo)年限相對(duì)久遠(yuǎn),因而預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量都比較大。在“規(guī)范”要求的最小列車(chē)運(yùn)行間隔不小于120s并略留有余地的前提下,必然選用車(chē)體較寬、載客量較大的A型車(chē)和較長(zhǎng)的列車(chē)編組。這就造成我國(guó)已建、在建和擬建的地鐵土建工程規(guī)模都比較龐大,尤其是車(chē)站建筑規(guī)模更為突出。車(chē)站長(zhǎng)度不少都在170m以上。再加上要考慮旅客集散及裝設(shè)自動(dòng)售檢票系統(tǒng),車(chē)站大都設(shè)計(jì)成雙層或多層??傊?,行車(chē)密度低及隨之而來(lái)的大編組對(duì)土建工程規(guī)模的影響是最為明顯的。據(jù)測(cè)算,若以較高密度運(yùn)行縮減2輛編組,每座車(chē)站僅就壓縮規(guī)模一項(xiàng)(抵消隧道加長(zhǎng)所需的費(fèi)用)就可節(jié)約投資0.15億元(明挖)至0.25億元(暗挖)。
(2)對(duì)牽引供電系統(tǒng)的影響
牽引供電系統(tǒng)也是按車(chē)輛類(lèi)型、遠(yuǎn)期規(guī)模的列車(chē)編組和最小列車(chē)運(yùn)行間隔來(lái)配置。牽引供電系統(tǒng)的設(shè)備用房原則上要求一次建成,也可采用初期部分建成遠(yuǎn)期預(yù)留的分期投資建設(shè)方案,牽引供電設(shè)備可以按初、近、遠(yuǎn)期需求分步到位。
應(yīng)當(dāng)指出,車(chē)輛類(lèi)型、列車(chē)編組和行車(chē)密度的不同,對(duì)牽引供電系統(tǒng)的影響不是很大,因?yàn)闋恳╇娤到y(tǒng)的規(guī)模歸根到底取決于遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流量的大小,牽引供電系統(tǒng)的配置應(yīng)能確保完成高峰小時(shí)客流量的運(yùn)輸任務(wù),即根據(jù)高峰小時(shí)內(nèi)需開(kāi)行的總車(chē)輛數(shù)而確定規(guī)模,與列車(chē)編組的大小、行車(chē)密度的高低關(guān)系不大。由于完成相同的客運(yùn)量,因而耗電量也基本一致。相反“小編組、高密度”的運(yùn)行能耗還能降低,這是因?yàn)樵趨^(qū)間運(yùn)行中增加了再生制動(dòng)反饋電能的利用機(jī)會(huì)。
(3)對(duì)通風(fēng)空調(diào)、照明、中、低壓供配電、電梯、自動(dòng)扶梯、升降設(shè)備、給排水、消防等系統(tǒng)的影響。
這些系統(tǒng)的規(guī)模均隨車(chē)站規(guī)模而定,其設(shè)備用房的建設(shè)也是一步到位,設(shè)備的配置可以分步實(shí)現(xiàn),但總的投資規(guī)模因車(chē)站規(guī)模增大而加大。此外,為確保這些系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)營(yíng)費(fèi)用及維修支出也將維持在較高水平??傊?,大編組對(duì)這些系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。
(4)對(duì)車(chē)輛配置和車(chē)輛段規(guī)模的影響
由于車(chē)輛配置是根據(jù)完成遠(yuǎn)期單方向高峰小時(shí)斷面客流需求而定的,在某種特定情況下,“小編組”需配置的車(chē)輛總數(shù)可能還要比“大編組”略少一些。
在車(chē)輛段規(guī)模方面,采用“小編組”時(shí),停車(chē)庫(kù)和檢修庫(kù)的長(zhǎng)度均比“大編組”要縮短,但停車(chē)庫(kù)要增加停車(chē)股道,檢修庫(kù)要增加檢修列位。由于總車(chē)輛數(shù)沒(méi)有多大差別,因而車(chē)輛段的規(guī)模也不相上下??傊熊?chē)編組對(duì)這二者的影響不大。
(5)對(duì)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)的影響
運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng),包括通信、信號(hào)、防災(zāi)報(bào)警、建筑設(shè)備監(jiān)控、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等,其規(guī)模應(yīng)與車(chē)輛編組和運(yùn)營(yíng)方式相適應(yīng)。采用大編組列車(chē)運(yùn)行時(shí),運(yùn)營(yíng)管理及維護(hù)費(fèi)用上升。理論上認(rèn)為:在初、近期運(yùn)營(yíng)階段,可以減小編組運(yùn)行,但實(shí)際上大多數(shù)地鐵線(xiàn)仍按遠(yuǎn)期的列車(chē)編組運(yùn)行??墒?,為了保證必要的服務(wù)水準(zhǔn),行車(chē)密度勢(shì)必不能太低,這就造成初、近期運(yùn)營(yíng)階段和每天平、低峰運(yùn)行時(shí)段的載客率低,運(yùn)營(yíng)成本提高。同時(shí),為了維持一個(gè)龐大的運(yùn)營(yíng)監(jiān)控管理體系的正常運(yùn)行,日常的維護(hù)、檢修、管理人員的數(shù)量及費(fèi)用的支出均需保持在一定水平,從而進(jìn)一步增加了運(yùn)營(yíng)成本??梢?jiàn)列車(chē)編組對(duì)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)的影響也是十分明顯的。
綜上所述,選擇合理的車(chē)輛類(lèi)型和縮小列車(chē)編組對(duì)于控制土建工程規(guī)模,特別是車(chē)站規(guī)模及其他相關(guān)設(shè)施的規(guī)模,從而達(dá)到降低地鐵建設(shè)造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本的目的。

 
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