详解城市轨道交通系统设备

第2章城市轨道交通系统设备1第一页，共五十二页。城市轨道交通设备分类从运营功能来看，城市轨道交通设施、设备分属于3大系统：（1）列车运行系统：线路、车辆、牵引供电、信号、通信等；（2）客运服务系统：车站照明、自动扶梯、自动售检票及广播、导向及乘客信息系统、消防、车站设施等。（3）检修保障系统：为保障行车、客运设备性能良好，使其能随时重新投入运营而具备的检修设施及其他设备。2第二页，共五十二页。2.1列车运行设备2.1.1线路线路通常由钢轨、道床、路基三个部分组成。根据行车要求相应设置折返线、存车线、渡线。城市轨道交通运营正线一般采用60kg钢轨，车场线采用50kg钢轨，正线应采用焊接型长钢轨。隧道内采用混凝土整体道床，高架线路可采用整体道床也可以采用碎石道床，地面则一般采用碎石道床。3第三页，共五十二页。4第四页，共五十二页。1.正线正线是指供载客列车运行的线路，包括区间正线、车站正线。城市轨道交通的正线一般为全封闭线路，按双线设计，采用右侧行车制。正线与其他交通线路相交时，一般采用立体交叉。2.辅助线辅助线是为列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业的线路。它包括折返线、停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。5第五页，共五十二页。（1）折返线折返线是指在线路两端终点站或中间站设置的专供列车改变运行方向的线路。6第六页，共五十二页。（2）渡线渡线也可以满足列车改变行进方向或列车进路的需要。在列车运行速度较高，运行间隔时间较短，运量较大的线路不宜采用渡线折返方式作为正常运行交路。7第七页，共五十二页。（3）停车线停车线一般设置在终点站或区间车站，专门用于列车停放使用，并可进行少量检修作业。（4）车辆段出入线车辆段出入线是从车辆段到运营正线之间的连接线。车辆段出入线可以设计为单线或双线，平交或立体交叉线路。8第八页，共五十二页。（5）联络线在城市轨道交通网络中，要使同种制式的线路可以实现列车过轨运行，一般通过线与线之间的联络线来实现。有条件的地方应设置地面联络线与国家铁路专用线相连。9第九页，共五十二页。2.1.2道岔

道岔是线路上供列车安全转线的设备，它用来使车辆从一股道转向或越过另一股道。道岔可分为：普通单开道岔、交叉渡线道岔、单渡线道岔、复式交分道岔，单式对称道岔和三开道岔。10第十页，共五十二页。11第十一页，共五十二页。单开道岔在城市轨道交通线路中运用最为广泛，普通单开道岔包括尖轨、基本轨、辙叉、护轮轨、翼轨、联结零件及转换设备连接部分。

12第十二页，共五十二页。

车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。设置护轨的目的是要强制引导车轮的运行方向。13第十三页，共五十二页。2.1.3车辆1.城市轨道车辆的主要组成部分（1）车体车体主要是容纳乘客及司机的场所，又是安装与连接其他设备和部件的基础。车体部分由车顶、侧墙、端墙、低架、车门、车窗、贯通道等组成。（2）转向架转向架是指能相对车体回转的一种装置,它承载了车体的全部重量,保证列车能顺利地通过弯道.

一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对、轴箱和制动装置等组成。14第十四页，共五十二页。转向架作用

转向架作为车辆的行走装置，安装在车体和轨道之间，引导车辆沿轨道运行并顺利通过曲线.转向架作用如下：1、车体坐落在转向架上，通过轴箱装置将车轮沿钢轨方向的滚动转化为车辆沿线路方向的平动2、支撑车体，承受并传递车体与轮对间载荷，并使轴重平均分配3、传递牵引力与制动力4、缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证良好运行平稳性和安全性5、保证车辆有良好的直线稳定性和曲线通过能力

15第十五页，共五十二页。16第十六页，共五十二页。（3）车钩缓冲装置车钩缓冲装置由车钩和缓冲器组成。它的作用是连接车辆组成列车，传递牵引力和缓解列车由于速度变化而引起的纵向冲击、列车冲动。17第十七页，共五十二页。（4）制动系统制动系统保证列车在运行时按需要减速或停车。（5）受流装置从接触网或导电轨将电源引入列车的装置称作受流装置或受流器。（6）车辆电气系统车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备和控制电路。分为主电路系统、辅助电路系统和电子控制电路系统三部分。18第十八页，共五十二页。（7）车辆设备包括服务于乘客的车体固定附属装置和服务于车辆运行的设备装置。有照明、通风、空调、消防器材、座椅、拉手、蓄电池箱、斩波器、逆变器、制动电阻箱、空压机组、储风缸、制动控制单元等，在车顶装有空调单元、受电弓等。2.车辆与其他系统的接口包括土建、线路、供电、接触网、通信、信号、屏蔽门、车辆段设备等。19第十九页，共五十二页。2.1.4供电系统一般取自城市电网，且大部分为城市电网一级负荷，要求比较高，以确保供电的可靠性。1.城市轨道交通供电系统的构成与功能城市轨道交通供电系统包括外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。2.动力照明系统动力照明系统提供车站和区间各类照明、自动扶梯、风机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设备电源，它是由降压变电所和动力照明配电线路组成的。20第二十页，共五十二页。车站用电设备的负荷可以分为3级：一级负荷二级负荷三级负荷3.牵引供电系统牵引供电系统供给电动车辆运行的电能，它是由牵引变电所、接触网、钢轨等部分组成。（1）电压等级目前国内各城市的地铁和轻轨采用的电压制式均在750V和1500V之间选择。21第二十一页，共五十二页。（2）牵引网接触网按安装位置和接触导线的不同分为接触轨和架空接触网。（3）牵引变电所4.高压供电源系统一般地，高压供电源方式有3种：集中式供电、分散式供电和混合式供电。沿城市轨道交通线路，根据用电容量和线路的长短，设置专用的主变电所。主变电所电压一般为110kV，由主变电所降压为内部供电系统所需要的电压等级，一般为10kV或35kV。22第二十二页，共五十二页。5.电力监控系统电力监控系统（SCADA）的作用是控制中心对主变电所、牵引变电所、降压变电所的供电设备的运行状态进行监视、控制及数据采集。它由控制中心的主机，设在各变电所的远程控制终端以及连接终端与中心的通信网络三部分组成。23第二十三页，共五十二页。2.1.5通信系统轨道交通通信系统由多个子系统构成，主要包括传输、无线、公务、专用、广播、时钟等子系统，为轨道交通提供可靠的语音、数字、图像等传输通道，实现调度、监视、校时、广播、内部通话等多项功能。（1）调度指挥通信系统调度指挥通信系统包括有线调度电话、站间行车电话、区间电话、会议电话。24第二十四页，共五十二页。（2）无线通信系统城市轨道交通无线通信系统按其工作区域不同分为，运行线路上的调度无线通信系统和车辆段内的设备抢修无线通信系统。（3）公务通信系统公务通信系统为轨道交通系统内部工作人员以及对外的公务联络提供通信手段。（4）广播系统（5）电视监视系统25第二十五页，共五十二页。2.1.6信号系统城市轨道交通的信号系统是保证列车运行安全和提高行车效率的重要设施。（1）ATC系统（自动控制系统）ATC的基本原理是对列车运行自动进行控制，使其速度不超过地面信号设定的限制速度。ATC可以分为3类：阶梯式速度控制模式、一级制动控制模式和移动闭塞模式。ATC包括列车超速防护ATP、列车自动驾驶ATO和列车、自动监控ATS3个子系统。26第二十六页，共五十二页。列车自动防护ATP主要用于对列车驾驶进行防护，对与安全有关的设备或系统实行监控，实现列车间隔保护、超速防护等功能。ATP子系统的功能包括：自动检测列车的位置和实现列车间隔控制，连续监视列车的速度。ATO的功能包括：控制列车在允许速度下运行，可自动启动，使列车停于预定目标点。27第二十七页，共五十二页。ATS子系统主要是实现对列车运行的监督，帮助行车调度人员对全线列车运行进行管理。（2）CBTC系统基于无线通信的列车控制CBTC系统，采用无线通信技术，控制中心与运行列车之间的双向数据通信。用移动闭塞式达到最小运行间隔距离控制。移动闭塞是指当列车车载设备发生故障或列车前方出现障碍物时，列车和旅客能够置身于一个受到保护的区域内，即；列车紧急制动后，在这个区域内能够安全地停车，不会与任何障碍物相撞。28第二十八页，共五十二页。移动闭塞式系统分为3个层次：管理层、操作层和执行层。采用CBTC系统，可以精确测定每列列车在轨道上的位置，并将这些信息发送给轨道旁的列车运行控制设备，CBTC系统利用此信息为每列列车分析、计算安全运行参数、包括安全行驶路线、安全运行速度以及安全停止点。29第二十九页，共五十二页。第2-3节教学规划

Teachingplanning1、教学目的和要求：掌握城市轨道交通客运服务设备的分类、特点和使用。2、重点：城市轨道交通客运服务设备的分类及其特点。3、难点：城市轨道交通客运服务设备的使用。4、授课方式：讲授5、教学手段：多媒体教学6、思考题（1）城市轨道交通客运服务有哪些设备？（2）城市轨道交通客运服务设备如何使用？30第三十页，共五十二页。2.2客运服务设备2.2.1车站1.车站的组成车站一般包括主体、设备和管理用房、出入口及通道、通风道及风亭（地下）、其他附属建筑物等。31第三十一页，共五十二页。32第三十二页，共五十二页。车站主体根据功能的不同，可分为以下两个部分：（1）乘客使用空间乘客使用空间可分为非付费区和付费区。非付费区是乘客购票进入车站闸机前的活动区域。付费区包括站台、楼梯和自动扶梯，导向标志等，它是为乘客候车服务的设施。33第三十三页，共五十二页。（2）车站用房车站用房包括运营管理用房、设备用房和辅助用房三部分。2.车站规模轨道交通系统车站规模主要根据车站设计客流量（容量）确定。一般可以参照日均乘降客流量和高峰小时客流乘降量来综合确定。34第三十四页，共五十二页。2.2.2自动售检票系统城市轨道交通自动售检票系统AFC1.AFC系统组成城市轨道交通AFC系统包括中央结算系统、车站监控系统、线路计算机系统、售检票设备和票卡4部分。35第三十五页，共五十二页。中央结算控制系统主要用于系统控制、数据收集统计、票务清算。车站监控系统主要用于对车站所有AFC设备实施在线实时监控，跟踪并记录设备的运行情况，提供日常维护的相关信息。售检票设备主要有售票机、检票机以及票务机。36第三十六页，共五十二页。2.售检票设备应用状况分析目前我国城市轨道交通系统中BOM和TVM的配置数量比例大致相当。在日常管理中，票务和客运管理人员通过分析AFC系统生成的运营相关数据以及收集乘客的反馈信息，经过现场实地勘查后，在原有设计的基础上，根据车站的实际客流状况对检票设备的数量和布局进行适当的调整。37第三十七页，共五十二页。2.2.3导向标识系系统进站乘车、下车出站以及换乘客流是车站使用者的行为主流，也是导向标志设置应考虑的主要对象。1.导向系统的组成导向标识系统提供和引领乘客进入车站、乘车和离开车站的信息，紧急疏散时能引导乘客顺利离开危险区并最终离开车站。导向系统包括各类导向标志、禁令标志及其他设备、设施标志。38第三十八页，共五十二页。（1）导向系统的组成导向标识系统提供和引领乘客乘坐列车或向乘客指示服务设施所设置的各类标志。主要有示意各出入口、公交站点的标志、自动或人工售票的标志、进出计费区的标志、乘客方向及站点分布的标志、紧急出口标志、公用电话标志及车站周边示意图等。(2)禁令标志是指限制乘客某些行为的标志。主要有禁止吸烟标志、禁止携带易燃易爆物品标志、严禁跳下站台、进入隧道的标志等。39第三十九页，共五十二页。（3）其他设备设施标志还包括服务于普通乘客的自动扶梯标志；为盲人提供方便的盲道及供残疾人专用的无障碍通道与垂直电梯的标志、公用电话、厕所等设施的标志。2.导向标志设置原理导向标志系统在站内设置应能引导人流迅速集散，减少站内停留时间，以利提高运营组织效率。在区域与区域分界处，分布设置由图形、符号、文字、颜色等要素构成的导向牌，作为刺激点，引导人流按自己的目的选择特定的路线，分流形成有规律的站内行走路线。40第四十页，共五十二页。导向标志的设置也延伸到站外特定区域，例如车站出入口附近的道路上、出入口处，站内售补票处、检票处、电话、电梯及人流的分流处、交汇处、拐弯处等。另外，辅助的各种站层、站区、地面信息图等，也是乘客判定自己出行的重要辅助工具。3.导向牌的设计和应用导向牌一般由图形、符号、文字、颜色等要素组成，构成导向“语言”。41第四十一页，共五十二页。4.信息图的设置和应用信息图是导向系统不可缺少的组成部分。在车站的站台层设置有关站内各层面的站层图，可引导下车乘客选择车站出口的方向，使用楼梯或电梯验票出站。在验票口外设置的本车站所在地区站区图，包含车站一定范围内的道路名、公共建筑、公共交通线路及站点、停车场、主要居住区和车站出口位置等信息，可再次引导乘客选择车站出口方向。在车站出口旁边设置与本出口有关的地面信息图，可提供出站乘客更多的出口周边详细信息。42第四十二页，共五十二页。5.乘客信息系统乘客信息系统主要包括传输网络、媒体播放的软硬件系统及信息显示终端几部分组成，设一个中央控制系统及若干车站中继控制系统。信息发布范围包括下设的车站，正线行驶的所有载客列车两大部分。43第四十三页，共五十二页。6.轨道交通线路的命名与标识方式（1）轨道交通线路的常用命名方式①用数字表示（如1号，2号）②用字母表示（如A线，B线）③用首末站表示④综合表示（2）轨道交通车站的命名轨道交通车站命名可以与车站站位邻近的主要横向道路名称、相近的地域名称、相近的较为著名的公共设施名称命名。依据周边道路、地域或公共设施的重要程度和对社会导向性等因素，优先命名。44第四十四页，共五十二页。（3）轨道交通线路的颜色识别轨道交通线路各自的识别色可分别用于轨道交通引导系统、各线路列车车身或轨道交通线网图等，以达到简化信息传递、方便乘客换乘、提高服务水平的目的。45第四十五页，共五十二页。46第四十六页，共五十二页。2.3其他设施2.3.1环境监控系统地铁站的BAS系统，利用分布式微机监控系统，对地铁车站及区间隧道内的空调通风、给排水、照明、电梯、自动扶梯、导向标识等机电设备进行全面运行管理与控制，在发生火灾或列车阻塞等非正常情况时，能够及时迅速地进入防灾运行模式，根据火灾报警系统发送的着火点信息或列车自动控制系统发送的阻塞点信息，自动调度送风或排风状态，进行通风排烟，提高城市轨道交通运营的智能化和安全性。47第四十七页，共五十二页。1.环控系统组织（1）风系统（2）车站空调水系统（3）集中供冷系统2.3.2地下车站及区间通风空调系统通风与空调系统应保证其内部空气环境的空气质量、温度、湿度、气流速度和噪声等均能满足人员的生理及心理条件要求和设备正常运转的要求。48第四十八页，共五十二页。2.3.