铁路交通的优点范文

导语：如何才能写好一篇铁路交通的优点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:城市铁路; 发展; 探讨

沈阳市是辽宁省省会，全市总面积13 008 km2 ，总人口670 万。沈阳市现有公交线路79 条，公交车2 400 台。公交车平均车速14 kmΠh ， 公交线密度为1175 kmΠkm2 ，承担了沈阳市日出行客流量的10 % 。随着城市化进程的加快，交通堵塞和环境污染等“ 城市病”日益严重，沈阳市政府在解决交通拥挤问题上做了大量工作， 包括全长62 km 大二环的修建、简易立交桥的拆除、狭窄道路的拓宽等，但却引起一种被称做“亚当斯定律”的怪现象:随着道路面积的增加， 吸引来了更多的车辆，城市交通单纯依靠增加道路面积只能暂时缓解，却无法根本解决城市交通拥挤的局面。跳出这一怪圈的办法是: 重

新选择城市交通方式。

1 　发展城市铁路是改善城市道路交通的最佳选择

构成城市轨道交通系统的城市铁路、地铁、轻轨具有快捷、安全、准时、运量大、能耗低、污染小等优点。发达国家的现代化都市已进入了高架、地面、地下全方位的立体交通时代，1995 年，日本东京都各种城市交通工具对出行客流量的分担情况为: J R ( 原国铁) 2812 % ; 私铁2314 % ; 地铁2113 % ; 地面电车013 % ; 公共汽车513 % ; 出租车319 % ; 私人小轿车1716 % 。可见东京都23 个区城市轨道交通承担了城市客运总量的7219 % ， 其中城市铁路承担了5116 % ， 是城市全部客运量的一半以上。城市轨道交通系统的建立已成为衡量一个城市是否跨入现代化都市的重要标志之一。

近年来，为彻底解决城市交通拥挤、减少环境污染，沈阳市政府对发展城市轨道交通系统给予了充分的重视，对沈阳轻轨、地铁和城市铁路进行了反复的研究论证，下决心加快城市交通向立体化方向发展的进程。

众所周知，地铁线路选线灵活，不占用土地资源，由于在地下，不会有噪音污染，但其昂贵的造价，漫长的建设周期也制约了它的发展。中国城市地铁始建于60 年代中期，到90 年代末全国只有北京、天津、上海、广州等少数几个城市建成了地铁，由于地铁具有运量大、速度快、安全可靠等优势，已成为居民出行最受欢迎的运输方式。然而从已修建地铁线的综合平均造价看，每公里为6～8 亿元，这对于一个经济发展水平不高的城市来说其承受能力是可想而知的。

轻轨是一种中等运量的轨道交通方式，是由有轨电车发展而来，可在地下、地面或高架行驶，车型可分为两类:一类是地铁车型; 另一类为新型有轨电车。由于其占地多、动迁大，综合平均造价每公里约为112 亿元。

城市铁路又称城市快速铁路，它与干线铁路的主要区别是车次多、间隔小、候车时间短、站点布置与城市布局协调。由于其造价低、建设周期短、运能大、污染轻等优点，现已成为发达国家轨道交通的主要形式。据统计，修建城市铁路每公里投资约为019 亿元，是地铁线的1Π6～1Π8 ， 通过利用国铁设备的富裕能力及国铁走廊，既能盘活铁路闲置资产，又能增加社会再就业机会，带动城市经济快速发展，所以发展城市铁路是一条可行之路，也是改变城市交通拥挤的最佳选择。

转贴于 2 　因地制宜搞好沈阳城市铁路建设

城市铁路在中国起步较晚，没有成型的模式可寻。这就需要决策者、设计者一起群策群力，不断钻研探索，走出一条适合中国国情的道路。沈阳是全国的重工业基地，其铁路网在东北地区是最密集、最完善的。沈山线、哈大线、沈吉线、沈丹线、苏抚线贯穿其间，枢纽内众多联络线与之遥相呼应。从沈阳的上空鸟瞰全城，国铁及铁路专用线正好将全市六个市区巧妙地连结在一起，形成了未来沈阳城市铁路开行的最佳通道。

国铁线路因运量大、密度高，个别方向超负荷运转，所以利用国铁干线开行城市列车显然不行，但其铁路走廊却可利用，这不仅可减少宝贵的土地资源浪费，少动迁，不增加新的噪音污染源，而且可以吸引、疏散铁路部分客流。

市郊铁路则不然，苏抚(双) 线、浑榆线每天开行7 对客车，它们的平行图能力利用率仅为42 % 和44 % ， 基本上为铁路职工通勤上下班服务。由于乘车人数少，运输量严重虚弥，经营亏损不断增加。所以利用像苏抚线这样的铁路作为城市铁路是可行的。

铁路专用线在沈阳市的营运里程相当可观，但由于多数企业属于重工业性质，随着社会经济的发展变化，有些部门逐渐转产、萎缩，每天的取送车次数极其有限，固定资产大量闲置， 若将其线路进行适当改造，不仅可以降低城市铁路列车线路造价，在不影响其正常生产情况下，还可给企业带来一定的收益。

综上所述，利用铁路走廊及部分铁路设备开行城市列车是经济合理的，也是非常适合沈阳市目前经济状况的。同时，城市铁路的建设将促进沿线地区国民经济的发展，土地得到进一步开发，可活跃房地产业和建材市场，居民住宅区可向郊区发展，有效减少城市人口密度，使人口分布更加合理。随着出行的客流不断向城市列车集中，地面道路交通会更加通畅，进而带动汽车产业的发展。因此，在沈阳市发展城市铁路利多弊少。

3 　沈阳城市铁路的经营模式

城市铁路作为一种新型运输方式，在国内目前没有经营管理经验，它要兼容国铁列车和城市铁路列车两种运营条件，即早晚客流高峰主要开行城市铁路列车，但不中断国铁列车，平峰和夜间主要开行国铁列车，但不中断城市铁路列车。因此，沈阳城市铁路的经营管理模式可考虑实行股份制，成立沈阳城市铁路股份有限公司，由有丰富铁路运营和管理经验的沈阳铁路部门及市政府有关部门实施双重领导。公司实行二级管理，由总经理负责日常经营管理， 公司内设必要的职能部门，公司下设车辆段、通号所、房产所、工电所和行车指挥中心，负责城市铁路的日常行车指挥、车辆管理及各项检修等生产任务。

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本文作者：陈卓工作单位：中铁第一勘察设计院集团有限公司

太原铁路枢纽总图规划最终格局将形成环形铁路枢纽，按照总图规划近远期石太线太原北—榆次定位为客运通道，只开行旅客列车、少量集装箱列车、编组站间的小运转列车和快运货物列车。因此，该区段的太原北、太原东、太原、北营和鸣李5个车站近远期均不在货运主通道上，不符合货运中心的选址要求。太原铁路枢纽范围内各条线路的货物列车近期均通过在建的西南环线进行交流，远期通过西南环线和规划的东环线进行交流，因此西南环线将成为枢纽内的货运主通道。沿线既有的皇后园、汾河、三给、太原西、义井5个车站和北堰车场线路等级较低，车站平、纵断面条件较差，站坪短，并均有大量专用线接轨，而且车站周边建筑物密集，拆迁量巨大，工程艰巨，没有设置货运中心的条件，故不考虑在此选址。新建线路中有晋源、晋祠、北格和西草寨4个车站及北六堡接轨站，晋源站和晋祠站仅办理客运作业，且晋源站南侧还有太原化工厂和太原焦化厂等企业，故不考虑在此选址。而北格、西草寨和北六堡3个车站地形条件良好，地势平坦，交通便利，有条件选址建设货运中心。综上所述，太原铁路枢纽内可供建设货运中心的地点有北格、西草寨和北六堡3个选址方案，如图1所示。

北格站址方案北格站位于太原市北格镇小北格村北100m处，是在太中银铁路与西南环线交汇处设置的车站，太中银铁路与西南环线在此疏解。北格站设正线6条，其中太中银方向正线2条，北格—刘家堡货物联络线正线2条，西南环线正线2条；西南环线到发线2条(有效长880m)，太中银方向到发线2条(有效长1080m)；设行车指挥站台1座(100m×6m×0.3m)，中间站台2座(450m×9.0m×1.25m)，以及宽度为6m的旅客地道1处。车站范围地势平坦，地形开阔，平均填高6～8m；站内有2处沥青道路与线路立交，交通便利。但车站受西端咽喉疏解线路和站内立交桥的控制，货运中心无法与各股道连通，无布置货运中心的条件，故该选址方案予以舍弃。西草寨站址方案西草寨站所处位置属于山西省太原市小店区刘家堡乡管辖，位于西草寨村以南约1.5km。西南环线在该站设正线2条，到发线2条(有效长1080m)，预留2条太中银铁路引入西南环线的疏解线，站房对侧设大型养路机械停留线1条(有效长450m)，预留基本站台(450m×8m×1.25m)和侧式站台各1座。西草寨站地势较为平坦，车站处于填方地段，平均填高7～10m；站内有208国道横穿，交通很便利。站房同侧由于受规划区的限制，已无设置货运中心的可能；站房对侧地形平坦开阔，建筑物较少，适合布置货运中心。在车站对侧增设3条到发线，东西两侧牵出线各1条，有效长均为1050m。货运中心自北向南依次布置成件包装物流区、散堆装物流区、笨大物流区、集装箱物流区、快货物流区和特货物流区共6个功能区域。西草寨站平面布置如图2所示。北六堡站址方案北六堡站为太中银铁路的中间站(客货运站)，在山西省晋中市榆次区张庆乡境内，距离市区约5km，位于北六堡村以南，红马营村以北。北六堡站地形条件良好，地势平坦，交通便利。西南环线工程规划该站为枢纽内的集装箱办理站。北六堡站为客货运站，站房一侧预留有大型站房、广场及与晋中市配套的公用设施，货运中心只能布置在车站对侧。在车站对侧增设3条到发线，东西两侧牵出线各1条，有效长均为1050m。货运中心自南向北依次布置成件包装物流区、散堆装物流区、笨大物流区、集装箱物流区、快货物流区和特货物流区共6个功能区域。北六堡站平面布置如图3所示。

货运中心选址方案的优缺点分析如下。（1）西草寨站址方案。优点：①地形条件良好，地势平坦，交通便利；②位于货运主通道。缺点：①拆迁量大，投资费用高；②远离物流规划区，不能很好地服务当地经济；③距离榆次站较远。（2）北六堡站址方案。优点：①地形条件良好，地势平坦，交通便利；②位于货运主通道；③距离榆次站较近，运输组织灵活；④能很好地服务当地经济，与城市规划匹配；⑤邻近规划建设的三晋综合保税物流港；⑥拆迁少，投资省。缺点：对城区有一定的污染。北六堡站距离榆次站较近，运输组织灵活；与太原市高新技术开发区、太原市经济开发区较近，且毗邻晋中市主干道迎宾路，能很好地服务当地经济，符合城市总体规划要求。该站址方案从城市布局、交通设施、场地条件等方面均具备设置大型货运中心的条件，是较理想的位置。因此，推荐在北六堡站建设太原铁路枢纽货运中心。

太原铁路枢纽货运中心位置的选择必须符合城市规划要求；邻近城市已有或规划的物流园区和工业园区，在此建设大型货运中心能有效带动当地物流业的快速发展；货运中心周边地形应平坦、开阔；位于铁路枢纽的货运主通道，邻近枢纽主要技术作业站，可以充分利用车站的技术设备，方便货运作业；公路交通网络完善，便于货物集散。同时，铁路货运中心站址的选择应充分考虑城市的拆迁条件及对周边社会环境和自然环境的影响。

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关键词：市域铁路 桥梁 跨度 工法 研究

中图分类号：K928 文献标识码： A

温州市域铁路为国内首创，在桥梁设计、施工过程中需要研究论证的问题很多，如：桥梁设计活载标准图式、桥面布置形式与构造措施、常用简支梁梁型及桥墩墩型、常用简支梁跨度及工法研究、混凝土耐久性设计等等。而市域铁路常用桥梁跨度及工法的选择是否合理，将直接影响到市域铁路高架桥梁的工程造价、施工进度及城市景观，本文通过借鉴国内其它城市轨道交通相关经验，结合温州市域铁路的一些具体要求，对市域铁路常用简支桥梁跨度和工法进行了比选研究，可为类似工程设计、施工提供借鉴。

1 温州市域铁路特点及概况

市域铁路，也称市域轨道交通，有“小城际”之称。其站间距、速度目标等是介于国家干线铁路和城市轨道交通两者之间的一种新型轨道交通制式，线路长一般为50-80km，站间距为3-5km，速度要求120-160km/h，行车间隔约3min，为连接城市核心区与组团，服务于市民在市域范围内中短距离的快速出行。温州市域铁路S1一期工程是构建未来温州大都市核心区两大中心――中心城和瓯江口新城的快速联络通道，线路全长53.507km，其中路基3.029km、桥梁7座39.112km、越岭双线隧道2座1.323km、地下线10.043km，桥隧比94.34%。近期设置车站18座，近期工程平均站间距3.13km。

2 简支箱梁常用跨度比选

我国干线铁路简支箱梁的常用跨度有20m、24m、32m 等。为便于预制架设，一般采用定梁长（梁长： 20.6m、24.6m、32.6m），桥跨布置时根据直曲

线情况设置梁缝，曲线内侧梁缝6cm～10cm，外侧梁缝不大于30cm。城市轨道交通高架桥跨越的城市道路、河道较多，为便于稳定桥跨布置方案，常用跨度简支梁一般采用25m、30m、35m（均含梁缝）系列。经济跨度根据梁部制架方案及地质条件比较确定，地质条件较好的地区桥梁基础工程投资相对较小，常采用25m 作为标准跨度（如：武汉、天津、南京等地）；深厚软土地区，桥梁基础工程投资相对较大，常采用35m 作为标准跨度（如：无锡、宁波等地）；北京、上海地区的城市轨道交通桥梁，25m、30m 跨度简支梁的经济性差别不大，这两种跨度都有选用。温州市市域铁路沿线相交叉的道路、河道较多，控制线路走向的建筑物也较多，因而，线路弯道多。为便于稳定桥跨布置方案，常用跨度简支梁推荐采用30m、35m（均含梁缝）系列。

温州市地处东海之滨，市域范围内软土广泛分布，且淤泥质软土层较厚，桥梁基础工程的费用较大，有必要对上述跨度进行技术经济比较，选择最为合适的跨度，作为温州市市域铁路简支梁的标准跨度。

2.1 技术经济性比较

根据区域工程地质特征，分别按30m、32.6m、35m 布孔计算，进行技术经济性比较。

（1）工程地质特征

本工程沿线所经地区除局部低缓丘陵为砂类土或黏性土层外，一般均为深厚层淤泥、淤泥质土覆盖，厚度大多在25m～40m 之间，桥梁基础持力层深度一般在45m 左右。

（2）结构简图及主要工程数量

梁部采用单箱单室简支箱梁，桥墩采用矩形桥墩，基础采用钻孔桩基础，结构简图见下图1。

图1 桥梁结构简图

分别计算墩高10m、15m 及直曲线，一孔梁范围及配套桥墩和基础主要工程数量，见下表1～3。

（3）技术经济性比较

分别对上述表1～表3计算工程造价并折算成每延米单价，具体见下表4和表5。

由表4、表5可知，标准跨度为35m时工程经济性最好，每延米造价与30m和32.6m相比最高可节省0.46万元。

2.2 景观效应比较

高架桥作为永久性城市建筑，景观效果应在设计中重点考虑。高架线路 构筑物主要是以水平线条的桥梁和垂直线条的桥柱组成，其中水平方向的桥梁连续贯通，与人和车辆行走中眼睛的移动相顺应，具有运动、延伸、增长的意味，有助于视觉环境的简单化；而垂直线条的桥柱挺拔粗壮，以一定的间隔 连续排列，更多的使人产生崇高、紧张、积极的感受，此外，粗壮的桥柱所特有的垂直线条与人惯常的视线移动方向不一致，会对视线起到一定的阻隔作用。

标准跨跨径的选定要满足人的视觉效果，视线通透、无压抑感觉。桥墩的排列密度大时，桥梁对于人的侧向视线有明显的屏蔽作用。桥墩的排列密 度越小，跨度越大，视线穿过桥梁底部所看到的区域越大。换句话来说，当桥梁的跨度越大时，桥梁对于人的视线遮挡的影响就越小，对于提高视线的通透程度就越有帮助。

人们在远眺高架桥时，合适的高跨比例给人以平衡、稳定、协调的美感。 城市高架道路和轨道交通高架线的实践表明，这个比例总结为1： 2.4?1：4。对于墩高10m的桥梁，25m?35m跨度是较合适的。以温州市市域铁路S1线为例，墩高超过10m的高架桥长度占全部高架的71.6%，墩高超过15m的高架桥长度占全部高架的20.5%，采用35m跨度比较合适。较大的跨径，给人 以线条流畅、视野通透、舒适协调的感觉，再者区间基本位于三层高度，墩高较高，增大桥梁跨径，必将减少桥墩数量、更加通透，使景观效果更佳。

综上所述比较，温州市市域铁路简支箱梁的标准跨度推荐采用35m，另根据工点情况（立交、河道、航道等）可采用30m、25m梁进行局部的孔跨调整。

3 简支箱梁常用工法初步研究

目前城市轨道交通和客运专线中双线简支梁施工常常用到四种施工工法：预制架设法、预制吊装法、移动模架法和支架现浇法。

3.1 各种工法特点分析

1.预制架设法

预制架设法是指在制梁场对简支梁进行集中预制，然后采用运梁车驼梁、架桥机架设，主要优点有：制梁条件好、梁部质量易于保证；制梁台座和模板等设备可重复使用；架梁作业效率高，速度快；运梁架梁均在桥面上进行，对桥位处周围环境影响小。

客运专线桥梁施工一般大面积采用预制架设法；城市轨道交通常常因线路长度较短、在城区内难以保证大片制梁用地、运架设备费用较高，每孔梁上摊销费用过大较少采用预制架设法，目前北京轨道交通机场快线、北京轨道交通昌平线、广州市轨道交通四号线等项目采用预制架设法施工。

图2 预制架设法实景图

2.预制吊装法

预制吊装法制梁过程同预制架设法相同，只是运梁从桥下施工便道通行，然后采用起吊设备吊至就位，预制吊装法施工更灵活，多片梁可同时作业，并且可以减少施工荷载对梁体截面尺寸的影响，但预制吊装法对施工便道的要求高，对桥位处周围环境影响较大。

客运专线由于梁体重量大，对起吊机要求高，很少采用预制吊装法；城市轨道交通梁体重量特别是分片梁体重量较小，采用预制吊装法较多，目前北京地铁八通线、大连快轨3号线、上海地铁9号线均采用预制吊装法施工。

图3 预制吊装法实景图

3.移动模架法

移动模架法是指在移动模架上原位浇注梁体混凝土，主要优点有：施工占用场地小；可多工作面展开施工；作业流程固定，机械化程度高；但由于移动模架法是在原位作业，养护困难，受自然气候影响较大，且作业空间较小，单独施工一孔梁的作业周期较长。

由于移动模架法不占用桥位下方空间，对周围环境影响较小，对跨河、跨路、墩高较高及地基条件较差的区域尤其适合，客运专线及城市轨道交通中较多采用移动模架法。

图4 移动模架法实景图

4.支架现浇法

支架现浇法是在支架上原位浇注梁体混凝土，主要优点是施工灵活、各作业面可以同时开展施工、施工进度快，也存在着养护条件差、受自然气候影响较大、作业空间较小等因素，并且还会消耗一部分支架（或支墩）落地时基础处理费用。

但正因为支架现浇法施工灵活，设计、施工经验十分成熟，施工总工期较短，它也是客运专线和轨道交通中常采用的一种施工工法。

图5 支架现浇法实景图

3.2 市域铁路简支箱梁工法初选意见

温州市域铁路S1线大多位于深厚软土地区，软土层承载力低、压缩性大。桥梁线路主要位于中心老城区（大部分位于老金温铁路南侧50m控制带上）和灵昆岛上，沿线用地紧张、路网发达、河道众多，其中桥梁主跨50m以上连续梁共计36座，平均每约200m便遇有一座连续梁。

根据S1线以上地理特点，结合上述介绍的箱梁四种常用工法特点和适用范围，我们在市域铁路常用箱梁工法选择上推荐如下：温州市域铁路S1线新建双线高架30m、35m预应力混凝土简支箱梁，采用移动模架或满堂支架现浇施工，单线简支梁、三线简支梁及道岔连续梁采取支架现浇施工，普通连续梁采用挂篮悬灌法施工最为经济可行。

4 结束语

本文以温州市域铁路S1线为项目研究背景，通过对简支箱梁常用跨度及工法做定量或定性的比选分析，有效解答了S1线桥梁在相关设计和施工上的问题，同时兼顾了工程造价控制、施工进度及城市景观，为类似工程参考具有重要意义。

参考文献

[1]裘伯永. 桥梁工程[M]. 北京：中铁铁道出版社，2001.

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关键词：轨道交通；课程体系；通信信号；技术体系：专业开设

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）05-0132-02

轨道交通通信号专业包含铁道通信信号和轨道交通通信信号技术两个方向，前者主要为大铁路服务，后者为城市轨道交通服务。不论铁道通信信号技术，还是轨道交通通信信号技术，各技术形成设备都自成系统，各系统既相互独立又相互联系，但是都属于自动控制领域和可靠性工程领域在铁路信号控制方面的一项应用技术，因此在人才培养上有共同的基础。

一、铁道通信信号专业人才培养体系

自2003年至今，铁路建设进入飞跃发展期，其中既包含既有线路的提速、电气化改造和铁路中长期路网规划而新建的普速、快速铁路，又有城际铁路和高速客运专线的开通，截止2015年底，全国铁路营业里程达到12.1万公里，其中高铁运营里程超过1.9万公里。由此，带来了轨道交通行业人才需求旺盛的局面。随着铁路的不断建设及投入运营，人才的需求出现井喷，出现了轨道交通行业人才供不应求的局面，各铁路背景院校对铁路专业进行了扩招，并出现了其他院校开设铁路专业的情况。

铁道通信信号专业是高等职业院校为长大铁路（指长大干线、支线、高速铁路、城际铁路、地方铁路等）通信信号工程建设和维护而培养铁道通信信号人才的专业，以车站信号联锁设备、区间信号闭塞设备、列车运行控制系统、铁路调度指挥系统为核心专业课，旨在培养铁道通信信号专业（侧重铁道信号）高端高技能型人才。该专业在各铁路背景院校均开设，在山东职业学院（原济南铁道职业技术学院）自2009年至现在，共计为济南、上海、兰州、南昌、成都等各铁路局及工程局培养技术人才共计约1000余人。经过近几年人才培养经验的积累，已形成较为完善的人才培养体系。其课程体系综合了计算机、通信技术和交通运输三个学科方面的课程，人才培养体系关系见图1。专业基础课主要包括：电工电路分析、电子技术、通信技术、计算机网络等，专业课主要包括：铁道概论、铁路信号基础、区间信号自动控制、车站信号自动控制、铁路调度指挥系统、列车运行控制系统等。

二、轨道交通通信信号技术专业人才培养体系

“十三五”时期，我国将进入城市轨道交通建设大发展阶段，到2020年，全国城市轨道建设里程将由2015年的3000公里达到7，000公里。随着城市轨道交通建设，会急需一批具有扎实基本功的轨道交通专业技术人才。依据国际轨道交通专业人才配备标准，每建设一公里城市轨道交通线路，至少需要60名管理及技术人员。由此可见，未来国内轨道交通从业人员需求量是相当巨大的。

城市轨道交通人才需求有区域性特点，因此各高等职业院校城市轨道交通人才培养主要以区域培养为主。以山东为例，山东现已开展济南、青岛地铁和轻轨建设（总规模约1200公里）。“十三五”期间，山东将加强城市交通体系建设，加快以轨道交通为主体的城市快速通道建设，推进济南、青岛地铁和轻轨建设， 启动烟台、潍坊、淄博、临沂、济宁、威海、日照等市轨道交通规划建设，因此未来山东省内城市轨道交通从业人员会有较大需求量，城市轨道交通相关专业的开办就显得极为必要。轨道交通通信信号技术专业主要为城市轨道交通建设（地铁和轻轨等）和维护培养城轨通信信号方向（侧重城轨信号）高端高技能型人才。

轨道交通通信信号技术专业人才培养体系关系图见图2，其课程体系综合了计算机、通信技术和交通运输三个学科方面的课程。其专业基础课主要包括：电工电路分析、电子技术、通信技术、计算机网络等，专业课主要包括：城市轨道交通概论、铁路信号基础、车站信号自动控制、ATC（列车运行控制系统）系统、城市轨道交通ATP及ATO系统、城市轨道交通ATS系统等。

三、专业开设情况

铁道通信信号专业和轨道交通通信信号技术专业都为轨道交通行业服务，可直接分为两个独立专业单独招生及授课。但从人才培养体系中大家又不难看出，铁道通信信号专业和轨道交通通信信号技术专业其支撑课程完全相同，因此其基础课程的设置完全相同， 且在个别专业基础课和专业课课程上也有交叉，因此也可按同一专业招生，其后分铁道通信信号和轨道交通通信信号技术不同方向，这样做的优点是：师资和实训资源实现最大程度的共享，并利于统筹安排，而且还可根据个人爱好及市场对专业人才需求（根据最近就业情况做出最精准判断）做出选择和判断，最大限度避免培养出的专业人才的浪费。

四、结语

随着高速铁路的发展和城市轨道交通的快速建设，通信信号技术及装备都得到了很大的发展，既给高等职业院校的人才培养带来了机遇，同时也带来了挑战。一方面随轨道交通的建设带来大量的人才需求，另一方面随着技术及装备发展对专业技术人才提出了更高的要求。因此只有不断的将各学科专业知识融合，紧紧地与现场设备及现代通信信号技术结合，才能培养出合格的、适应岗位需求的高端高技能型通信信号专业人才。

参考文献：

[1]张晓玲. 铁路与城市轨道交通人才需求调查分析与培养改革[J]. 城市轨道交通研究，2010（12）：12-14.

[2]罗建国，张丽华. 城市轨道交通对技能型人才的需求[J]. 中国科教创新导刊，2011（34）：191.

[3]慕威. 城市轨道交通运营管理专业人才需求及培养目标分析[J]. 现代商业，2013（06）：125-126.

[4]韩松龄. 我国城市轨道交通行业人才培养面临的难题及其解决途径[J]. 经济师，2013（03）：247-248.

[5]张洪满. 城市轨道交通运营管理专业人才需求及定位分析[J]. 职业时空，2014（05）：84-86.

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关键字: 高速铁路、轨道结构、临时通信、高性能材料

Abstract: With the rapid development of China's economy, China's railway infrastructure is the rapid development, including the development of high-speed railway is changing, more new technologies need to be applied to its construction of the building, in order to achieve high-speed rail transport network. This paper will be on the track structure, temporary communication as well as high-performance materials, application of new technologies in the high-speed railway construction process discussed and analyzed in order to promote the rapid development of China's high-speed rail network.

Keywords: High-speed railway track structure, temporary communication, high-performance materials

中图分类号：F530.36文献标识码： A 文章编号：

引言

铁路交通具有大运力、低成本等优势，是国家重要基础设施和大众化的交通工具，在我国运输中占有重要的地位，但是尽管铁路部门采取强力措施，原有的普通铁路运输系统已经不能满足我国经济飞速发展的需求，且成为制约经济和社会可持续发展的瓶颈，因此，高速铁路迅速发展起来，并进入了一个迅猛发展的快速阶段。对于高速铁路施工（即建立便捷、通畅、高效、安全的铁路综合运输体系）而言，需要将更多的新型技术应用到其施工建设中去，才能实现高速铁路运输网络。其中，轨道结构、临时通信以及高性能材料等新技术应用与高速铁路施工息息相关，本文将对它们在高速铁路施工过程中的应用进行探讨分析，以促进我国高速铁路网络的快速发展。

高速铁路轨道结构施工新技术应用

1.1桩板结构技术优点

在国内外高速铁路建设中，无碴轨道结构以其高平顺性和少维修等优点得到了广泛的应用，其铺设范围已广泛涉及到桥梁、隧道、土质路基、道岔区等。我国初期曾采用支承块无碴轨道，随着我国高速铁路的研究和客运专线的建设，出现了长枕埋入式、弹性支承式以及桩板式等无碴轨道结构形式。其中由于桩板结构技术（桩板式）具有十分良好的承载特性和动力性能，同时还具有良好的经济性，使得其在对付质量等级要求较高且工期要求比较紧的难点路基地段（如工程条件相当复杂的低路堤和路堑地段）具有强大的优势，非常适合新建专线无碴轨道铁路。

1.2桩板结构施工

桩板结构路基的组成部分是下部的钢筋混凝土桩基以及上部的钢筋混凝土承载板，承载板与轨道结构连接，有效地结合了板式无碴轨道或双块式轨枕埋人式无碴轨道结构与桩基础各自特点，充分利用桩土、板土之间的共同作用，以满足对无碴轨道强度和沉降变形的要求。桩板结构路基流程图如图1所示。

图1 桩板结构路基流程图

为了保证桩板结构施工质量，应注意以下问题：（1）测量放样路堑中桩和边桩，横向的分台阶开挖并设置横向和纵向的排水坡；（2）测量表层下50厘米处的土层的含水量，利用晾晒或者洒水措施来达到最佳含水量的±2%以内；（3）灰土采用七天前消解的石灰和硫酸盐中含量小于0.8%的细粒黄土，应该尽量的达到最佳的含水量；（4）施工前应对地表采用强夯或冲击碾压处理；(5)在地表处理后完成路基填筑，然后铺设灰土垫层；（6）在钻孔桩施工时，严禁采用水钻而应采用人工挖孔和旋挖钻施工；（7）在施工前，应进行试桩以复核施工地质等实际情况；（8）钻孔时，应保持钻头匀速；（9）桩板结构的桩基扩大了路基动力影响范围，并且改善了路基土体受力状态；（10）对桩基桩身进行完整性检测之后，然后浇筑托梁下的混凝土垫层。

2. 高速铁路临时通信新技术应用

2.1卫星通信技术优点

高速铁路施工现场通常是在地广人稀的边远地区，且我国许多地区地质条件复杂，如四周环山等，因此，在高速铁路施工过程中，临时通信保障其施工生产顺利进行，进而确保有效地调度施工以及临管运营需求。通过布线的方式建立临时通信系统（如架空明线载波通信系统），将造成大量不必要的成本浪费，且只能一次性使用系统重复利用率几乎为零，并且布线难度相对较高，通信质量低劣，维护管理难度很大；另外通过短频对讲的无线通讯系统在远距离的山区实现的可能性几乎为零，若将在复杂的山区地形中实现该功能，将需要大量增加无线系统中继站的数量，且供电避雷成为攻关难点；还有中间站光接入网通讯系统不能保证放缆的实效性，也不能做到区段内任意点的有效接入；而卫星通信系统以其对距离的不敏感性，大容量、无缝隙、广覆盖、不受地理条件限制以及可重复使用等独特的不可比拟的优点，尤其适合于山区等地理条件恶劣地区的一些高速铁路的建设。

2.2卫星通信系统构建

铁路施工临时卫星通信系统（如图2所示）以IPSTAR-1宽带卫星系统提供的服务于各种多媒体内容、应用和业务的基于卫星的“最后英里”宽带Internet 业务，主要是在新建铁路的指挥中心、新建铁路沿线的各指挥部、各施工单位、各工程局机关、及其他新建项目管理部门等部门设置相应的地球站以及网络管理中心。应结合现场实际需求及建网造价等因素实现铁路施工现场对通信需求，如语音、视音频多媒体交互、数据传输和视讯会议等，因此，在铁路施工临时卫星通信系统设计过程中，应该对系统带宽、延时、可靠性、安全性进行充分的考虑，比如根据不同业务分配带宽以实现带宽的充分利用（如自动电话、数据传输所需的带宽较小，视音频多媒体交互、视讯会议所需带宽较大）；控制好通道延时时成功传送语音、视讯业务的关键（同步卫星与地面的距离和电磁波的传播速度决定了卫星通信传输时延较大）；根据天气变化自动调整星上的功率分配，同时自适应地调整卫星链路调制和纠错编码方式，以保证降雨时通信链路畅通（Ka和Ku波段卫星通信降雨衰耗大）；对信号进行信道分配以及采用不同的调制链路以防止被不法信号干扰等。

图2 铁路施工临时卫星通讯系统结构图

3. 高速铁路高性能材料新技术应用

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关键词：地铁；区间；隧道；结构；设计

我国城市交通事业主要是随着社会主义现代化建设事业及城市化的进步而发展的，现阶段我国的很多城市都已经开始大力建设地下交通铁路系统，先进的技术手段为地铁建设提供了技术上的支持，使得地铁的发展也开始逐渐走向成熟，我们的设计人员会根据地铁线路的深浅以及地质条件的不同而采取多元化的方案来进行地铁设计。

1 地铁区间隧道设计结构形式

1.1 明挖矩形结构

1.1.1 优点

随着我国铁路隧道的不断发展，使得铁路技术中的明挖法施工工艺也有了极大的发展。这一工艺不仅人员操作简单，而且非常的安全，施工风险非常小，其优点主要体现在以下几个方面：

首先，这一施工工艺会以施工场地的实际情况来作为主要依据，将隧道工程进行分段作业，这样也就极大的促进了工程的整体施工速度。

其次，这一施工工艺浅埋工作的造价非常低，而且运营的费用也是非常低的。

第三，这一施工工艺对城市的地质条件并没有太高的要求，这也使得所有地铁施工中都会出现这一施工工艺的影子。

1.1.2 缺点

任何工艺只要有优点就一定是存在缺点的。这一施工工艺的缺点主要有以下几点：

首先，@一施工工艺基本上都是在地表进行工作的，这样不仅会给城市地面交通造成一定的影响，而且昼夜工作还会影响到周围居民的正常生活，最主要的是它会破坏掉施工周边地区的环境。

其次，这一施工工艺的运行需要拆除掉影响施工的管线，对地表场地的要求相对较高。

从上述几点我们可以看出，实施这一施工工艺的时候，为了降低施工的风险和工程造价的话，可以使用，但是对于那些施工场地周围有保护区域的地方，我们还是要从长计议。

1.2 矿山马蹄形结构

矿山法主要是用于地铁区间隧道的，它主要满足的是城市浅埋隧道建设的相关需求，所以这一方法我们的技术人员也将其称之为浅埋暗挖法。这一方法主要是根据施工监测信息来进实时的反馈、修改。在这一施工方法中，信息化的设计是整个施工方法开始的前提。这一施工方法的优势主要体现在以下几个方面：

首先，这一施工方法可以应对比较复杂的地下工程环境，而且一些较差的地质条件也可以应对。

其次，这一施工方法的防水要求非常高，能够提升地铁区间的整体防水性能。

第三，针对性非常强，即便面对不同的地质情况，也能够采取相应的解决措施来进行解决，而且这一施工方法的操作也是非常的简单。

虽然说矿山法的优势非常多，但是其缺点也是比较明显的，缺点主要集中体现于以下几方面：

首先，由于施工过程中有可能会诱发地下水流失的情况，从而容易使得施工现场出现地面沉降或隆起的现象。所以要对地铁施工中的一些重要管线以及房屋周边实施可行性的保护。除此之外，一些不正当的操作也非常容易导致地面出现坍塌，这不仅会影响到施工周边的环境，还会引发施工事故，威胁到施工人员的人身安全。所以说利用矿山法在实际运用的过程中，还需要我们的施工人员要严格的遵守施工工艺的要求，对施工中的监督和管理进行不断的强化，但是由于在实际的施工过程中，各个工序之间的干扰相对较大，因此也会导致施工出现困难，进而引发施工风险。

1.3 盾构圆形结构

盾构法这一施工工艺因其进度快、无振动噪音等优势，在地铁隧道中也得到了非常广泛的盈盈。这一施工工艺不仅对地上施工周围建筑物的影响小，而且对周围居民的生活也不会造成太大的影响。在这一施工模式下，对管片预制构件的精度也提出了更高的要求，盾构法可以很好的运用在水文、工程、地质提条件较差的条件下，除此之外，运用盾构法进行施工的时候，我们还可以采取下穿房屋筏板作为主要的施工基础。这一施工措施不仅可以有效控制施工周围地面的下沉状况，而且还能够降低对周围房屋的破坏率，降低了施工的成本。提高了施工效率。

盾构法与矿山法比较来说，由于盾构机可以实现在相对比较均匀的地层中进行施工，因此地层软硬如果不均匀的话，那么就会对盾构机的运行造成一定的影响，从而影响施工的精度。由于受到随机性分布以及体积较小等因素的影响，很难实现事前对地质勘探过程的全分析。因此基于上述考虑，我们在运用盾构法进行施工的时候，如果是松软介质中突然遇到了体积小且坚硬的物质时，就要选择其他的施工工艺这一地区进行施工，避免盾构机出现损坏，造成不必要的损失。

2 结语

随着我国社会主义现代化进程的不断加快，大部分的城市也已经建设了地下交通铁路系统，而且铁路系统发展至今，其结构设计也逐渐趋于成熟。在结构设计中，明挖法、矿山法等隧道施工工艺都成为了当前地铁隧道施工的主要施工技术手段，虽然说这些施工工艺都是由一定的缺点，所以我们的设计人员在制定施工方案的时候，一定要综合考虑地铁隧道施工的现状，综合性的去运用不同的施工工艺来促进地铁隧道施工的有序进行。

参考文献

[1] 信，唐晓亮，谢娟.基于C#的地铁站安全疏散模糊综合评价系统的开发与应用[A].节能环保和谐发展――2007中国科协年会论文集（四）[C].2007.

[2] 朱烨中.城市轨道交通中消防报警系统联网技术的应用及其运行模式[A].天津市自动化学会第十四届学术年会论文集[C].2005.

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关键词：南京南站　综合体　规划　设计

我国铁路建设正处于迅猛发展的时期，根据规划，我国到2020年将形成以客运专线高速网为核心、快速线路为基础、城际轨道交通为补充的铁路快速客运网络，全国铁路营业里程达到12万km以上。高速铁路的便捷性将为城市带来新的发展契机，同时必将在各大城市催生出一批集各种交通方式于一体的综合通枢纽。随着京沪高速铁路的建成通车，必将对沿线城市的交通、经济、文化等方面产生深远影响。南京南站作为京沪高速铁路五大始发站之一，是京沪高速铁路引入南京后形成的一个集铁路客运、长途汽车、城市轨道交通、城市常规交通于一体的特大型交通枢纽综合体。

南京南站交通综合体建筑设计

南京南站(图1)的铁路交通由京沪高速铁路、沪汉蓉宁杭、宁安城际三个线路汇集组成，车站站场采用高架式，总设计规模28台28线，主要办理京沪高速铁路、沪汉蓉通道、宁杭城际、宁安城际线的始发、通过客车。预测近期枢纽体旅客发送量4413万人/年，远期5822万人/年，最高聚集人数8000人，枢纽综合体总建筑面积达66.7万m2，其中主站房28.1万m2，无柱雨棚10.6万m2，地铁5.4万m2，城市配套市政工程22.6万m2。

南京南站是一个立体化的交通枢纽综合体，主要由地上三层(局部设有夹层)，地下二层组成，地面三层标高为22.400m，为铁路高架候车层，铁路与城市共同投资的高架落客平台在该层的南侧、与铁路站房对接：地面二层(标高12.400m)为铁路站台层，功能空间由铁路进站厅、售票厅，贵宾候车室和站台组成，铁路与城市共同投资的高架落客平台在该层的北侧、与铁路站房对接；地面一层(标高±0.000m)位于高架站场与铁路桥梁的下方，中间240m范围为铁路出站厅，铁路出站厅两侧为城市配套的长途汽车站、公交车站、出租车和社会车停车场；地下一层中间部分为地铁的站厅层，站厅层两侧除布置部分铁路设备用房外，其余为城市配套的商业开发用房、换乘通道及社会车停车场；地下二层(标高-16.600m)为地铁站台层(图2～图6)。

车站与城市交通换乘的一体化衔接

南京南站所汇集的铁路客运、长途汽车、城市轨道交通、公交车、社会车、出租车等各种交通之间的换乘均在综合体内完成，旅客不用离开综合体就能方便、快捷的选择各种交通方式换乘(图7)，到达“零换乘”。

换乘同时按照强调公共性快速换乘方式优先和大需求量换乘方式优先的原则，将不同换乘方式布局在铁路站房的各个部位。城市轨道交通的轻轨与地铁因其发车频度高、运行时间稳定等特点而吸引大量人流，属于大运量高效率的可靠交通方式；公交汽车亦属于大运量公共交通方式，但因道路交通路况的多变性有堵车晚点的可能，不如轨道交通守时；长途客运属于平行于铁路客运的另一种对外交通方式，速度较慢，属于铁路客运的补充，能吸引一定客流：出租车客运快捷方便、自主性高、舒适性高，但费用高、运力少，其公共性较低，在公交系统中起补充作用，能吸引一般公共交通网络未普及的区域的人群或对出行舒适度有一定要求的人群；社会车多为私家车，绝大部分不属于公共交通体系，但随着社会经济水平的提高，社会车的数量也在逐年增加，需要大量的社会停车。

因此，按照以上原则，最具效率与公共性的城市轨道交通直接正对铁路站场下部，其次公交、长途客运等设施就近设置于站房中央换乘广场核心区两侧的站场高架桥梁下方，社会车与出租车则由城市快速路系统直接接引至站房南北两侧高架落客平台直接进站，同时社会车的停靠位于离站房核心较远的桥梁下方用地。这使南京南站枢纽综合体内部各种交通模式换乘由传统的与铁路客运单向换乘改变为以铁路客运为核心，各种交通互通式立体换乘模式(图8)，充分体现了“公共交通优先”、“人车分离”的设计思路。

1　与城市公共交通的结合

根据预测，公共交通分担在70％以上换乘人流。南京南站铁路综合体客流的70％～80％以及地区人流的60％～70％通过公共交通疏解。南京南站枢纽综合体共有4条轨道交通线路(分别是轨道交通1、3、6、12号线)引入(图9)，其中轨道交通1、3号线垂直穿越铁路站场中部，在地下一、二层设站。与铁路站房主体同步实施，同步投入使用，建筑面积为5.4万m2；轨道交通6、12号线作为远期线路在北广场地下平行铁路站场紧邻铁路站房进行站位预留，与站房及1、3号线的换乘通道同步实施。

轨道交通1、3号线车站采用同向同站台换乘方式与铁路站房共柱紧密结合设置，地下一层为站厅层(图10～图12)，地下二层为站台层，通过设置在铁路出站核心区的三个出入口方便铁路和轨道交通旅客之间的换乘，通过这种轨道交通与铁路紧密布局、立体换乘的模式极大的缩减了旅客的换乘距离，减少了旅客在出站层的停留时间，避免旅客流线的交叉。同时在站房南北两端各设置两个地铁出入口，方便南北广场方向的旅客与地铁的换乘，避免南北广场方向旅客进入地铁需从站房出站核心体进出带来的人流的叠加。

利用铁路桥梁架空区域，在地面层铁路核心出站区的西侧布置面积约1.6万m2的公交车站，公交车旅客通过西换乘通道完成铁路与公交车的换乘。

2　与长途客运站的结合

按照南京市城市规划要求，南京南站综合枢纽内规划设计区域性的一级公路客运主枢纽站，预测2015年旅客日发送量将达2万人次，以服务铁路南站枢纽换乘客流、板桥新城和东山新市区等南部地区客流为主，兼顾全市范围。针对公路客运与铁路客运客流相似的特点，我们将南京汽车客运南站布置在铁路桥梁架空区域的西北象限，与铁路站房紧密设置并相对独立(图13、图14)。南京汽车客运南站由站务用房和到发场两部分组成，站务用房设置在西北角基本站台下方的区域，由地上两层，地下一层组成，建筑面积为1.84万m2，到发场紧邻站务用房南侧的地面一层布置(图15)，面积为1.2万m2。通过对枢纽内部的城市公共交通设施的合理整合和精心布局，公路客运与铁路客运共享城市公共交通设施且互不干扰。长途客运站与铁路交通通过地面层西侧42m宽的换乘通道进行快捷换乘，与轨道交通直接在地下一层完成快捷换乘。

南京汽车客运南站与铁路站房旅客在这里能便捷换乘，而且避免相互之间人流叠加，实现了铁路客运和公路客运的优势互补和双赢的目的。

3　与出租车和社会车的结合

出租车与社会车是城市公共交通的有益补充，随着社会经济的高速发展，人们

的出行方式变得多样化，出租车与社会车的出行方式在人们的出行中所占比重越来越大，如何规划和设计好小汽车的流线，设置足够的小汽车停车位，显得非常重要。

南京南站枢纽在铁路站房南北两侧设置有高架车道落客平台，出租车与社会车由城市快速路系统直接接引至站房南北两侧高架落客平台直接进站。社会车和出租车停车场充分利用桥梁架空区域的地面一层和地面二层设置(图16、图17)，利用站内单循环道路系统组织车辆的出站流线，采用立体化的流线方式，实现社会车和出租车的“快进快出”。目前枢纽综合体内所设置的社会车停车位约800个，出租车停车场面积约1.6万m2，可满足近期枢纽对停车位的需求，远期利用南北广场的地下空间设置约1500个停车位，在鼓励“公交出行”

“绿色出行”的同时，也应对社会车停车位的数量的设置具有一定的前瞻性和预见性，满足社会发展需要。

4　商业、服务设施合理布置和地下空间开发利用

南京南站在旅客候车层、地面出站换乘层和地下一层分别布置和预留了较大的商业服务空间，通过对枢纽地区旅客群体的需求调查和商业空间整合，对商业形态进行整体策划，创造出了一个具有南京特色的满足不同消费人群需求的餐饮、娱乐、休闲空间，为旅客的出行提供方便的同时，也增强了自身的吸引力和竞争力，满足了城市综合需求。

南京南站在铁路桥下的地下一层(图18)结合地铁站厅层布置社会车停车场和地下商业开发，通过地下安全通道连接地面各种交通设施和南北广场，使地铁换乘其他交通设施在地下完成，极大缩短了旅客的换乘距离，达到了人车分流的目的，解决了消防、人防方面存在的问题，丰富了城市空间形态。

南京南站交通综合体设计感想

1　交通换乘一体化与功能空间立体集约化的反思

纵观我国目前在建的或已建成的铁路客站枢纽综合体，均体现了交通换乘一体化的设计思维模式，这带来了“零换乘”的优点，大大缩减了旅客的途外附加时间，但这也导致综合体的规模越来越大，内部功能流线也越来越复杂，在国外很少有与我国铁路客站综合体规模相当的交通建筑。但作为交通枢纽来说，规模并非越大越好，过大的规模会给枢纽内部功能组织及城市的交通疏散带来极大的压力，应控制在适当的范围内。所以，我们应从如何提高枢纽换乘效率、服务管理水平等方面着手，研究出一个既满足我国日益增长的国民经济发展的要求，又符合我国客流特点的铁路客站综合体合理规模控制方法，实现铁路客运与社会经济的可持续发展。

当前，随着大型铁路客站交通换乘的一体化，还出现了铁路客站功能空间立体集约化的趋势。传统的水平换乘模式，换乘多处于一个空间中，多种流线之间易产生冲突而混乱。因此，必须根据换乘方式各自的特点安排合适的空间布局，由多个换乘空间进行立体化组合。这种空间的立体集约虽然使综合体的规模增大，带来了上述的某些负面影响，但从站区规划的角度看，换乘进入建筑内部，使得广场传统的作为最大换乘场所的角色得以解放，广场及其周边区域的功能将更为自由，与城市的互动性更高。这也使铁路客站的城市功能角色不单是“对外交通的端口”、“城市的门户”，也慢慢发生着改变。

2　铁路客站交通综合体建设过程中的协调问题

铁路客站综合体是以铁路客运为核心的综合交通枢纽，但同时也是城市功能与空间的一部分，服务于城市，具有强烈的城市属性。铁路客站的建设是一个复杂的系统工程，其建设过程中存在着与地方政策制度、建设标准与规范等不一致的地方，需要与地方建设部门进行大量的沟通和协调。如何提高铁路与地方部门的协调效率，实现铁路建设与城市的双赢?需要我们认真研究，制定出一套铁路与地方建设部门的综合协调机制。

3　客站建设与城市配套功能建设需协调发展

铁路客站综合体中需要城市配备大量的市政设施，一般情况下铁路客站的规划设计在前，而地方配套市政工程的规划设计相对滞后。能否达到铁路客站与地方配套市政设施的一体化规划设计，同步建设、同步投入使用，对铁路客站综合体能否起到预期的作用至关重要。造成这种时序性不同步的原因是多方面的。有路地双方管理体制的差异，也有各地区社会经济发展的差异。解决这个问题需要我们进行充分沟通和协调，考虑地区发展差异，超前谋划，预留今后发展余地，尽量避免留下遗憾。

4　对外交通专属性的思考

一直以来，铁路客站设计都有与长途客运站这种公路客运枢纽结合一起设计或就近布置，一同设计的趋势。通过铁路客站与长途客运站的换乘，一方面可解决各种对外交通的运力整体不足的问题，另一方面方便人们按自己的经济实力选择符合自身出行成本的交通方式。

但从客运模式上看，公路客运枢纽与铁路客运枢纽的客流存在一定的相似性，都属于外来交通，都有很大的客流量。将公路客运枢纽引入铁路客运综合体内部，综合体内部客流会形成一种叠加效应，对枢纽综合体内部客流的快速疏散带来极大的难度，同时也会增加枢纽体的城市交通疏散的压力。现在，客观社会条件已经发生改变，对于是否将公路客运枢纽与铁路客运枢纽紧密结合，需要我们从城市规划的角度审慎考虑。

5　标识指示系统整合问题

目前，我国铁路交通综合体一般由铁路站房和城市配套市政设施两部分组成，造成标识指示系统也是由两部分组成，这在客站的实际运作中对换乘效率和人流的导向性都会产生一定不良影响。欲将标识系统做成一个完整统一的整体，需要我们将整个交通综合体进行统一的策划和考虑，并且制定出统一的标准，进行一体化设计和同步施工。

参考文献：

1　朱利安，罗斯著火车站――规划，设计和管理，北京：中国建筑工业出版社，2007，11

2　陈学民，李传成，新南京火车站，建筑学报，2007(1)

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关键词：高速铁路 公路客运 影响分析 发展策略

一.高速铁路是指通过改造原有线路，使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。具有环保、节能、准时、舒适、高效等特点。高速铁路的出现，将引发交通运输史上的“第三次革命”，冲击其他运输方式的发展，推动交通运输业的重新洗牌。高速铁路在城市群经济圈快速旅客运输中将成为具有极大竞争优势的交通方式。因此，伴随着铁路客运专线和城际铁路的快速发展，公路客运面临着前所未有的竞争与压力。在与铁路的竞争中，公路干线客运逐渐显现弱势，因此，研究高速铁路对公路客运的影响，制定系统化的发展策略，应对来自高速铁路的竞争， 有利于保证公路客运的可持续发展，提升公路客运的服务水平，从而使交通运输业的发展顺应并促进国民经济的发展。”

二、部分高速铁路对公路客运的影响

上世纪90年代，成渝高速公路投入运营，高峰时两地双向客流量达到每天8000余人次，稳定客流也保持在每天5000余人次。2006年5月，成渝间开行了运行时间5小时左右的城际列车，分流了全线客流一半以上。2007年7月，先锋号动车组开上了成渝线，铁路的竞争优势更加明显。宁沪线自铁路动车组班次增多后，公路客运班线乘客骤减，至2008年10月份，南京中央门车站日发直达上海班车仅剩8班，缩减71%。宁合线自铁路动车组开行后，至2008年10月，公路客运班线班次减为50 个，缩减32%，总运力座位减为2000个。日均客流量减至800多人，约减少52%。

三、运输通道客运交通方式选择

目前，我国客运市场主要由公路、铁路和民航三家分食，三种客运方式各有发展空间，各自拥有不同的乘客群体。其中，铁路客运和公路客运是与老百姓关系最为密切的两种运输方式。2008年全国客运量2867892万，公路2682114万，铁路146193万，二者占据了客运市场98.6%的份额。在一个区域内，各种运输方式具有可替代性，不同的出行者在出行时根据自己的主观意愿及其价值取向对运输方式优化选择。同时，再加上外部客观环境的制约影响，使旅客交通方式选择行为具有一定的随机性。

1.影响乘客选择交通方式的因素影响乘客选择交通方式的因素主要有人员系统、物质系统和管理系统。人员系统主要包括管理者、基层乘务人员、驾驶员、乘客自身等因素。管理者主要是通过对票价的制定来影响乘客的选择。有研究指出，不同乘客的价格敏感性是不一样的。基层乘务人员因素主要是个人形象、服务态度和服务质量。驾驶员因素主要是驾驶水平、安全意识。乘客自身特点主要是职业属性、经济收入、出行目的和出行距离。物质系统主要包括载客工具、附属设施、场站、候车环境、购票便利性。管理系统主要包括场站管理、安保管理、运行管理、服务管理。

2.出行方式选择理论根据经济学中的随机效用理论，消费者在出行选择时追求“效用”最大化，也就是说出行者总是趋于选择使自身获得“好处”最大的方式。而出行方式选择的关键影响因素是旅客的时间价值。体现时间价值的属性主要有：安全性、经济性、快捷性、舒适性、方便性和准时性，可以用一系列变量：在车旅行时间、进出站场等候时间（含中转时间）、直接付出的费用（包括票价和附加费）等来进行定量地分析

四、公路客运发展的出路与对策

1.明确公路定位近年来，随着铁路、城际轨道的快速发展，城际列车公交化、城市圈轨道化、城乡一体化的趋势越来越明显，公路客运应充分发挥门到门的运输、快速反应、公路网密度大、灵活性强的优点，接驳轨道交通线路，在轨道交通的“盲点”区域，形成积极有益的补充。一方面为铁路、航空集散旅客，另一方面可以提供具有高附加服务的商务、旅游服务，开拓以中低层收入的顾客群为主、经商者和旅游者等高端客户群体为辅的客运市场。

2.加强市场营销首先要分析乘客的特征与需求，细分目标市场，调查目标客户群体的独特需求，摸清目标客户群体的购买能力和购买行为，有针对性通过产品策略、价格策略、渠道策略和促销策略的调整，优化公路客运企业的服务

3.重视技术支撑科学技术是第一生产力。通过信息技术、网络技术、通信技术、交通技术、规划技术、管理技术等现代化的技术手段，分析乘客出行流量、流向、特征，合理划分客运站场功能，科学布客运枢纽，完善售票系统、订票系统，优化客运企业车辆调度与客运班线组织设计。

4.强化资源整合企业与市场资源是有限的，必须通过整合外部资源和内部资源，提高资源的利用效率、强化竞争优势。企业内部资源主要包括人力资源、车辆运力配置、经营模式、班线资源和品牌资源等。对人力资源和运力资源的优化，可以有效地降低企业内部运营管理成本。在经营模式上，应改承包、租赁、挂靠为公车公营。在班线资源上，在分析铁路线路的走向、发车时刻的基础上，优化调整线路，灵活删减，形成合理的运输网络。在品牌资源方面，既要着眼于国内企业的竞争，又要放眼未来国外品牌的进驻。

5.争取政府扶持在高铁发展的背景下，公路客运企业的健康发展不仅有利于促进地区经济一体化和地方特色经济的发展，还有利于提供更多潜在就业机会，加强与铁路运输的衔接，构建完善的出行体系，方便百姓的出行。因此公路客运企业不仅要苦练内功，提高自身的竞争力，还要积极争取政府在以下方面的扶持

6.全力推进道路客运班车公司化改造工作，从根本上杜绝承包经营服务质量不高，安全营运缺少保障的弊端。

7.构建品牌服务品牌是顾客的信任。一个好的品牌不仅是企业的无形资产，也会给企业带来可观的经济效益。作为一个公路客运企业，企业的品牌形象如何？企业品牌文化如何提升？这都是在构建品牌服务时所要思索的问题。一个有价值的品牌资产，包括品牌识别、品牌符号（logo）、品牌定位和品牌文化，优秀的品牌服务会提高企业认知度、美誉度、忠诚度和企业服务水平，最终会提高乘客的满意度。

参考文献：

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关键词：单轨车辆；跨座式单轨；悬挂式单轨；应用和发展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.262

近几年来随着我国经济水平增长、国民生活水平提高，汽车作为日常交通工具，数量日益猛增。这不仅使城市交通渐渐变得不堪重负，而且对环境带来恶劣影响，成为雾霾现象的罪魁祸首。为缓解城市交通压力，改善环境质量，许多城市出台了一系列应急措施，如特殊路段强制单向行驶，市内限制车牌单双号出行等，但都未能从根本上解决问题。单轨铁路车辆作为新型运输方式，它的出现和应用可以缓解城市紧张的交通压力，避免环境污染，在城市交通中的应用中逐渐受到广泛关注。

1 单轨铁路分类及特点

现今世界上的单轨铁路主要分为两种：跨座式单轨铁路和悬挂式单轨铁路。跨座式单轨铁路中，车辆行走时骑跨在独立建设的单轨桥梁上，除了行走车轮外，跨座式车辆转向架的设计是在其左右两端增加了导向轮和稳定轮，环抱轨道行走；悬挂式单轨铁路中，车辆转向架设置于车体顶部，行走轮和导向轮悬挂于箱型轨道钢梁中，行走于轨道单梁下方。箱型轨道梁体内的铁轨可以水平移动，这种行走方式使得挂式单轨车辆实现车辆转向。

与其他类型交通工具相比，单轨铁路的特点比较明显：

（1）占地面积小。单轨车辆运行于架设在城市道路上方的独立轨道梁上，此类交通系统占地面积小并充分利用了城市立体空间，建设成本较低。

（2）地形适应能力强。单轨车辆的转向架不同于常规地铁，具有较强爬坡能力，而且转弯半径小，能够克服城市中的陡坡和急转弯等道路环境，具有较好的地形适应性，因此单轨车辆交通线路设计和架设可以更为便利，能够大幅节约工程造价。

（3）绿色无污染。单轨车辆牵引动力为电力驱动，降低了温室气体排放，而且电动机噪声小，车辆运行平稳，有利于环境保护，节约能源。

2 单轨车辆的发展历史

单轨车辆发展具有深远的历史，国际上最早的单轨车辆出现在第二次科技革命时期。这种单轨车辆由蒸汽机提供驱动力，属于跨座式单轨车辆。之后，单轨车辆相继出现在了法国、英国和美国等国家的试验线路上。由于技术层存在难题，且其他交通类型的快速发展，单轨铁路很快便淡出人们的视线，可谓是昙花一现。德国乌柏塔尔的悬挂式单轨铁路却是其中一个例外。这条铁路从1901年开通到现在，是目前运营时间最长的一条单轨铁路。乌柏塔尔铁路全线13.3公里，大部分路线沿河流悬挂于水面上空，充分利用了城市空间，它被看作是现代城市单轨铁路的活化石。

20世纪50年代，二战后世界各国经济复苏，随着人口增长和城市化加剧，陆运交通快速发展，各种问题逐渐变得突出明显。为从根本解决问题，单轨铁路的概念重新被人们所拾起。德国、法国、美国相继开发了新式跨座式单轨车辆和悬挂式单轨车辆，并建设了试验线路进行专项研究。对于土地资源贫瘠的国家，日本最渴望将单轨车辆技术应用到城市建设中去。从1960年到1965年，日本相继引入阿尔威克式、商洛克希德式和萨非基式单轨车辆技术，根据自身情况结合研制了许多形式单轨车辆，并迅速付诸实际。全长17.8公里的东京跨座式单轨交通系统在1964年9月开通运营，成为出入东京国际机场的关键交通方式之一。

3 悬挂式单轨车辆介绍

作为新型轨道交通，悬挂式单轨车辆无论从结构上还是走行方式上，都与其他轨道交通存在很大差异。悬挂式单轨车辆存在以下几个特点：

（1）悬挂式单轨交通建设成本较低，每公里的造价成本仅为地铁的三分之一；

（2）悬挂式单轨道可以采用现场拼装，因此建设难度比较底，工期较地铁也短得多；

（3）悬挂式单轨交通能够充分利用马路中间隔离带或河川上部空间，而且占地面积小，其空间适应性强。相比跨座式单轨车辆，悬挂式单轨车辆站台更低，而且可以高效利用立交桥和地面之间的空间，极大限度地减轻了城市拥堵情况。另外，悬挂式单轨车辆均采用了橡胶轮胎，增加了与轨道间的粘着力，同时在悬摆作用下使车辆通过坡道和曲线半径较小的路段，且转弯速度高于相同状况下的跨座式单轨车辆。

悬挂式单轨车辆可分为非对称悬挂钢轮钢轨型和对称悬挂胶轮轮型。非对称式悬挂钢轮钢轨最早是由德国人Longines设计，该钢轨类型又被称作浪琴型。德国乌柏塔尔悬挂式单轨交通是最典型的非对称悬挂钢轮钢轨型单轨交通的代表。乌柏塔尔单轨铁路很好地适应了该城市客运需求，巧妙地利用了当地的地形，大幅度减少占地面积，已成为该城市一个举世闻名的标志。

非对称悬挂胶轮型单轨车辆是用橡胶轮代替了钢轮，与钢轮相比不仅可以传递动力和牵引力、承载车辆重量，而且橡胶轮可以减震、降噪，作为一系悬挂系统具有明显优势。其缺点是橡胶轮与轨道接触时受法向力和切向力作用而发生变形，摩擦损失的能量转化为热能耗散造成能量损失；其次轮胎是非线性粘弹性体与轨道接触面之间具有切向变形并且在相同切向力情况下蠕滑现象比钢轮钢轨接触更明显。车辆转弯时，受轨道作用力影响轮胎出现侧偏力，侧偏角度、外倾角度和回正力矩等因素会影响车辆正常运行，需对胶轮型车辆进行动力学研究。

目前应用最广泛且发展最快的悬挂式单轨车辆是对称式悬挂胶轮单轨车辆，它又被叫做萨非基悬挂式单轨车辆，它是由行走部件、悬挂构架和车体等三部分构成。对称悬挂胶轮型车辆铁轨是底部开口的钢制箱型梁体，里边包含了为车辆提供直流电和控制信号的导轨系统。

4 跨座式单轨车辆介绍

跨座式单轨交通最早起源于二次科技革命，1888年拉里格设计的世界上第一条跨座式单轨铁路，这条铺设在爱尔兰全长15公里的单轨铁路一直运行到1924年10月，其机车是由蒸汽机提供牵引动力。二战后，科技的快速发展为跨座式单轨车辆的设计和制造技术提供了更加完善和成熟的条件，使跨座式单轨车辆得到实际应用。1952～1957年，瑞典工业家格林在德国科隆与菲林根之间设计并架设了一条跨座式单轨试验线，最终设计出ALWEG型跨座式单轨铁路，并得到普及和应用。目前，日本是跨座式单轨铁路应用最多，技术较为发达的国家。1964年，东京搭建了一条连接东京国际机场（羽田机场）到市中心的跨座式单轨铁路，其全长为17.8公里，是进出羽田机场的最为重要交通选择之一。随后几年，日本又相继铺设了大阪线，北九州线等跨座式单轨铁路。

跨座式单轨车辆编组方式一般为4辆、6辆或8辆，司机室分别处于车辆的头部和尾部。车辆采用直流供电，牵引系统和一般城轨车辆并没有太大不同。跨座式单轨车辆在结构上的特点表现为车辆采用橡胶轮胎，通过安装在转向架两侧的导向轮和稳定轮来导向和稳定车体。跨座式转向架为无摇枕特殊结构的二轴转向架，每根车轴装配两个充有氮气的橡胶行走轮胎。动车转向架驱动装置由2台交流牵引电机进行中心牵引，传递动力是通过二级减速直角齿轮，电机与齿轮箱之间使用弹性联轴节，齿轮间进行飞溅，基础制动为盘形制动。跨座式构架由稳定轮组成、构架体组成、端梁组成和导向、稳定车轮的支撑架构成的钢板焊接结构，有足够的刚性和强度。转向架与车体间的悬挂装置为空气弹簧，并装有横向减振器，具备优异的动力性能并且乘坐起来很舒适。跨座式单轨车辆构造上的特点使得其行走机理、轮轨关系都和常规地铁、轻轨有很大差别。

5 单轨交通在我国的应用和发展

我国现有的城轨交通系统存在诸多困难，较为明显的表现在三个地方：高峰时间区段拥堵现象不容易解决，交通类型比较简单，严重影响大气环境。只有调整现有的交通结构才能从根本上解决这些难题。

2004年6月，重庆市开通的重庆轨道交通二号线是国内第一条单轨交通线，这是我国首次引入的世界先进单轨交通技术，通过消化、吸收、创新，实现了跨座式单轨车辆的国产化。2007年4月，重庆市又建设了第二条跨座式单轨交通线――重庆市交通三号线。2012年9月29日，重庆轨道交通承担了历史最大客流，其中三号线客流量为54.2万次，二号线客流量约25万次。跨座式单轨铁路的建成对缓解重庆交通紧张、促进城市经济发展的意义深远。

2015年7月，深圳轨道交通展上，中车浦镇庞巴迪运输系统有限公司展示了INNOVIA 300型跨座式单轨车辆。该型跨座式单轨系统是目前全球最先进的全自动单轨系统，具有无辐射、无人驾驶、编组灵活、转弯半径小、运行噪音低、车体自重轻、建设周期短等明显优势，非常适合作为中等城市的骨干线、大城市的辅助加密线、商务区及游览区等线路，在中国城市轨道交通市场有着广泛的需求。INNOVIA 300型跨座式单轨车辆正在进行国产化生存，预计2016年下半年即可下线。

为减轻吉林市交通堵塞的压力，加强城市周边地区和中心区域的连通，搭设快捷的城市交通系统，吉林市已着手推进规划以高架为主的跨座式单轨交通系统，计划将采用。吉林市共规划5条线轨道交通线路，总长共计169公里，计划将在2016年开工建设，全部工程预计在2050年前落成。该线路“三跨松花江”，落成后将成为东北三省中第一条跨座式单轨交通线路。

2015年10月8日，成都市金堂县与中建一局采用公私合营的模式（Public-Private-Partnership，简称 PPP），签约了悬挂式单轨轨道交通建设项目，这在我国实属首例。该项目线路全长6公里，在技术上将引入和吸收世界上先进的研究思路及设计理念，这将会是成都金堂的标志工程。该项目的实施，将加速金堂城市交通现代化发展，显著推进金堂县旅游业发展，同时还会促进形成畅通便利的地铁、悬挂式单轨、公交等多种形式相互衔接、互为补充的综合交通运输系统。

单轨铁路拥有占地面积少、地形适应能力强和环境污染小的自身优势，使其成为大、中型城市改善复杂交通状况的一剂良方。对于一些受地形条件限制的城市，相比其他常规交通工具，其优越性表现的就更加明显。不可否认，单轨铁路的建设和发展是解决我国城市交通难题的一个有效方法。随着社会经济进一步发展，城市化速度将越来越快，单轨交通也将迎来发展的黄金时代。

参考文献：

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篇10

关键词：牵引供电系统；城市轨道交通；贯通供电；交流传动

中图分类号：F407文献标识码： A

Primary Study on ANew Type of Traction Power Supply System

Abstract: Based on the research achievements on AC and DC traction power supply system,to analyze the existent problems, a new type of traction power supply system was proposed.The basic structure, selection of voltage level and frequency were presented. By analyzing the performance and future development of this system, a conclusion was obtained: the system which couldovercome the shortcomings of stray current, negative-sequence current and phase splitting in the existing traction power supply system.

Key words：traction power supply system；urban rail transmit；transfixion power supply；AC drive

0 引言

随着我国城市化进程的不断推进，城市公共交通拥挤和环境污染问题将越来越严峻。在这特定历史条件下，城市轨道交通成为了必然选择。城市轨道交通包括地铁、轻轨和有轨电车等公共交通方式。目前，城市轨道交通项目大多采用电力牵引。为了缓解能源需求和环境污染的矛盾，如何提高电力牵引运行效率成为了当下的一大研究热点。

自1879年第一条电气化铁路问世以来，经过一个多世纪的发展，电力牵引供电技术已经相当成熟。电力牵引供电主要有直流、三相交流、单相低频交流和单相工频交流四种电制。然而，以上各种电制都存在一定的弊端。因此本文提出了一种介于单相工频电流电制和直流电制之间，而又区别于传统低频交流电制的，能扬长避短并根据自身需求可选择供电频率的低压低频牵引供电系统。该系统既克服了直流电制存在杂散电流（大地迷流）的电化学腐蚀和直流电弧不易切断两大难题，又解决了工频交流电制产生的负序电流和电分相问题。此外，低频供电可大大降低牵引网的电压损失，有效地提高了电力牵引的运行效率。

1 牵引供电系统现状分析及存在问题

世界上第一条电气化铁路采用150V直流电制，在此后的发展历程中，电力牵引供电制式经历了低压直流、三相交流、单相低频交流和单相工频交流的演变过程。其中形成了以750V、1500V和3kV三个电压等级为主的直流牵引供电制式。1915年后，法国、瑞士采用了3.6kV三相交流电制，以及以德国、瑞典为代表的北欧国家开始采用11kV、15kV的16 2/3Hz单相低频交流电制。1932年，匈牙利在布达佩斯-黑基也什霍洛姆铁路上首次采用了16kV的单相工频交流电制。此后以电压等级为25kV的工频单相交流电制在电气化铁路中占据了主导地位，在世界电气化铁路历程中所占比高达39%。

我国电气化铁路发展起步较晚，主要是吸收了国外电气化铁路发展的经验。目前，干线电气化铁路普遍采用25kV单相工频交流电制；在城市轨道交通领域主要采用750V、1500V直流电制，其中对于大运量线路大多采用1500V，中小运量线路采用750V。20世纪80年代以后，我国大力建设电气化铁路，迄今为止，我国电气化铁路里程以跃居世界前列。自1998年以来，我国先后开工建设了20多个轨道交通项目。为了有效推动城市轨道交通的发展进程，1999年国家计委提出城市轨道交通全部车辆和机电设备的平均国产化率要确保不低于70%。在国产化政策的带动下，我国城市轨道交通建设也进入了飞速发展的阶段。预计到2020年，我国铁路运营里程将达到12万公里，其中电气化铁路比重将达到60%；城市轨道交通线路达到177条，总里程6100公里。

目前我国已基本掌握干线电气化铁路和城市轨道交通电气化设计、施工、技术维护，但现存牵引供电系统仍存在一些问题。为了深刻理解单相低频交流供电制式带来的优势，对直流和交流供电制式进行分析，分别总结两种电制存在的不足之处。其中直流电制主要存在以下两个方面的问题[1-5]：

（1）杂散电流的影响。选择直流电制，采用钢轨回流，则必然产生杂散电流。杂散电流对道床钢筋结构、隧道内钢筋结构和沿线的金属管线等金属设施都将产生电化学腐蚀。此外，杂散电流还可能对地下石油管道、天然气管道等造成潜在安全隐患。尽管，目前对于杂散电流有一定的防护措施，但是治理和维护的难度大、成本较高，并且无法根本消除杂散电流的不良影响。

（2）直流保护成本问题。直流电弧灭弧一直是直流保护的技术难题。由于直流电不存在过零点，导致直流灭弧技术难度较大。目前，ABB、Siemens和Schneider等几大电气设备生产商已经具备生产高压直流断路器的能力。但是直流断路器结构复杂，造价高，使用寿命短。目前为止，我国直流断路器主要是依赖进口。

对于交流供电制式，包括低频交流和工频交流，其中低频交流需要独立电源，这种供电制式不符合中国国情。目前我国所采用的是25kV工频交流电制，主要存在着以下三个方面的问题[6-10]：

（1）负序电流及谐波对公共电网的影响。由于电力牵引负荷具有非线性和不对称性的特点，它将产生的三相不平衡负序电流和高次谐波注入到三相对称的公共电网中，会导致发电机转子过热、电力变压器寿命缩短、输电线路损耗增加和电缆寿命缩短、继电保护装置误动、安全自动装置无法正常切投等一些列不良影响。

（2）牵引网电压稳定性问题。电力机车对牵引网电压水平的要求一般为19～29kV。实际上牵引网电压波动很大，往往超出了网压水平的要求范围，其中电力机车负荷冲击对网压波动的影响最为明显，牵引网电压损失也是影响网压水平的重要因素之一。这对于电力机车正常运行将造成不利影响。

（3）电分相问题。受供电臂距离的影响，由于各供电臂相位不一致，所以设有相间绝缘保护段，即电分相，该供电死区长度约为30m。电力机车在经过电分相时，需要退级、关辅助机组和主断路器，惰行通过供电死区后逐项恢复。列车运行中每隔20km左右就需要通过一个电分相，如此频繁复杂的操作这对于司机而言难度较大。此后，便产生了自动过分相技术和同相供电技术。前者或技术复杂或性能一般且可靠性较差；后者则价格昂贵，可靠性也需进一步提高。

由此可见，无论是采用直流电制还是工频交流电制，都将面临一系列的难题。虽然在克服这些难题的领域上取得了长足进步，但问题仍没有得到理想的解决。因此，在吸收了现有牵引供电系统优点的基础之上，本文提出了一种新型低频牵引供电系统，有效地规避了上述种种问题。

2 低压低频牵引供电系统

2.1 低压低频牵引供电系统结构

该低压低频牵引供电系统是在现有直流牵引供电系统的基础上，借鉴了交流电制的优点而提出的。目前，直流牵引供电系统是从三相公共电网取得电能后，通过牵引变压器降压后再由多脉波整流器转换为750V/1500V直流电，并由牵引网进行电能传输，电力机车通过受电弓从牵引网上获取电能[11]。低压低频牵引供电系统是将多脉波整流器换成了三电平变频器，由它转换为低频的单相交流电为电力机车供电，电压等级应根据大功率变频器技术水平和设备成本而定，其供电网络的结构流程图如图1所示。公用电网三相交流电网经过牵引变压器降压之后经变频器变频为单相低频交流电在牵引网上传输，机车受流后通过车载变压器降压给交流电机供电。

图1 低压低频牵引供电网络结构流程图

2.2 电压等级的确定

电压等级是指牵引网电压的大小，它对于机车动力、供电距离和工程造价有重要影响。确定电压等级不仅仅要考虑经济因素，还需要综合实际线路的运量以及设备的可靠性和技术水平等因素[12]。随着城市规模的不断扩大，城市轨道交通线路客流越来越大，对于机车运量的要求也越来越高。由于城市轨道交通线路多为地下隧道且车站属于开放式，出于对绝缘水品和安全性的考虑，城轨不宜采用过高的电压等级。综合以上种种因素，牵引网电压等级应确定在3000V～4000V左右。如此所需的变电所数量较少，可减少设备用房和设备投入；同时具有较长的驱动距离，即使是特大城市中站间距离较长的远郊线路，也能满足其供电要求。

2.3 频率的确定

低压低频牵引网交流电流频率主要由机车调速系统特性、继电保护故障切除时限和牵引网阻抗等决定的。为了保证机车正常运行和降低牵引网感抗，将牵引网供电频率确定在1/10~1/3工频之间，且满足：牵引网故障切除时限=继电保护动作时间+半个周波。采用低频供电，相比于工频电制，牵引网感抗可降低数倍，能有效减少网络损耗和提高电压水平。2.4 性能分析

低压低频交流供电系统主要是适用于城市轨道交通领域。与现有牵引供电技术相比，具有以下几个方面的效益：

（1）利用变频器的三相变流技术，不在公共电网产生不对称负序电流和谐波等污染。

（2）利用变频器对公共电网和牵引侧的隔离作用可以把各个牵引变电所的牵引网联通，实施贯通供电，不存在电分相的问题。

（3）克服了直流电制存在杂散电流及其对沿线的金属设施产生电化学腐蚀、故障时直流电弧不易切断等固有技术问题，避免杂散电流治理费用和直流断路器的高额投入。

（4）正常工作时，采用低频可大大降低牵引网的电抗，从而减小电压损失；故障情况下，牵引网的电抗可抑制短路电流及其对供电设备的冲击。

（5）采用3000V～4000V左右的等级可减小工作电流，降低牵引网电压损失，增大了供电距离，减少牵引变电所的数量和建造成本。

低压低频交流牵引供电系统继承了交、直流两种电制的优点，同时规避了它们各自的不足之处。

3发展低压低频交流牵引供电系统的有利条件

在技术层面，如今电力电子技术不断革新，尤其是高压大功率变频器和交流传动技术水平的飞速发展为低压低频交流牵引供电系统的实施提供了技术支持[13]。目前，6000V大功率变频器技术成熟，设备可靠性较高，可实现大规模应用。1979年，德国开发了世界第一台大功率交流传动电力机车。交流电机具有体积小、质量轻、功率大、制造和维护成本低、牵引性能优异等优势。因此交流传动在欧洲等发达国家迅速推广，目前在全世界已得到广泛应用。在以变流器为主电路的交流传动技术的今天，采用低频交流供电也符合社会发展的趋势[14]。

在政策层面，我国不断推进城市轨道交通建设进程，在线路建设和机电设备国产化方面投入大量资金。我国自主研发的DJ2型“奥星”、DJF1型 “中原之星”、DJJ2型“中华之星”、“天梭”电力机车、国产化地铁列车等都采用交流传动技术[14]。北京利德华福公司开发的7500kW/10kV高压变频器已在济南钢铁投入运行。由此可见，若低压低频交流牵引供电系统得以实施，机车与机电设备都将可基本实现国产化。此外，该系统符合国家打造“绿色交通”的理念，适应社会的发展潮流。

低压低频交流牵引供电系统具有良好的适应性，具体体现在两个方面：该系统适用于地铁、轻轨和有轨电车等城市轨道交通供电，既可采用一线一地式又可采用双线式；可对既有线进行相应改造，也适用于新线建设。

随着设备的国产化和规模化生产，低压低频交流牵引供电系统的设备成本必将大大降低，同时还省去了昂贵的直流断路器，以及杂散电流防护等一系列设备，使得该系统具有较好的经济性。低压低频交流牵引供电技术较好地解决了现有牵引供电系统存在的技术难题，同时又能有效提高运行效率，降低运营成本，是一种理想的城市轨道交通牵引供电系统[15-17]。美中不足的是存在工作电流较大（相对于电力电子设备而言）的问题，在变流技术和制造技术进一步发展以后，可采用4000V甚至更高的电压等级，可一定程度上减小工作电流同时减少牵引变电所的数量。

4实施低压低频交流牵引供电系统面临的关键问题

低压低频交流牵引供电系统具有明显的技术优势，但是要实施该系统仍将面临以下三个关键问题：

（1）缺乏工程实施经验和相关规范。

（2）要实施贯通供电，需要解决长距离分布式变频器同步控制的难题。

（3）采用低频交流供电，机车变频调速系统需要做相应调整，改善调速系统在低频状态下的调速特性和动态品质指标，以保障机车的低频运行性能。

5结论

低压低频交流牵引供电系统这一构想全面解决了现有牵引供电系统存在的难题。本文从技术条件、性能指标、经济性等方面进行论证，得出了以下结论：

（1）该系统作为理想的城市轨道交通牵引供电系统，具有一定的研究意义。

（2）以目前的技术水平，该系统具有一定的可实现性，同时具有较高的现实意义。

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