城市轨道交通车站设备的使用与维护7000.doc
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城市轨道交通车站设备的使用与维护
班级：
学生：
指导教师：
提交日期：
2013年10月15日
摘要：
随着城市化进程的加快，带来了交通需求迅速增长和城市布局从新调整的同时，也促进了城市轨道交通的建设。
本论文主要介绍和论述了城市轨道交通车站设备的构成、分类、设计，然后着重针对城市轨道交通车站设备的系统中的环控系统和屏蔽门系统进行分析讨论，分别以北京8号线地安门站和广州地铁2号线为例详细论述了相关系统的组成、主要性能以及设计布局使用的状况等等。
关键词：
轨道交通；车站；环控系统；屏蔽门系统
引言 1
1.城市轨道交通车站的概念、分类、组成和设计 2
1.1车站概念及功能 2
1.2车站的分类 2
1.3车站的组成 2
1.4车站的设计 2
1.4.1车站设计的原则：
2
1.4.2车站设计布局图的基本步骤 3
1.4.3车站设计的选型 3
1.4.4车站其他方面的设计 4
2.城市轨道交通车站系统运营的设备 4
2.1环控系统（以北京地铁8号线地安门站为例） 4
2.1.1环控系统的概念 4
2.1.2地铁环控系统的主要功能 4
2.1.3环控系统的构成 5
2.1.4环控系统的设计 5
2.2屏蔽门系统（以广东地铁2号线为例） 6
2.2.1屏蔽门系统的整体功能 6
2.2.2屏蔽门系统材料的选择 7
2.2.3屏蔽门系统的控制 7
结论 9
引用文献 10
引言
随着我国城市化的进程的加快，城市规模的不断扩大，人们对于交通的需求空前是现代化城市公共交通的主要形式。
常规的城市轨道交通已不能适应大城市的发展步调，从客观现实来讲，轨道交通便成为了改善交通现状的主要捷径，是未来城市交通发展的主要方向，也是顺应科学发展观的必然要求。
城市轨道交通可以满足日益增长的城市居民出行，是现代化城市公共交通的主要形式。
不仅安全、快捷、正点，而且具有节能、省地、少污染等特点，更是一种节约资源、保护环境的城市公交系统。
1
1.城市轨道交通车站的概念、分类、组成和设计
1.1车站概念及功能
城市轨道交通车站作为客流的节点和客人出行的基地，也是列车到发、折返、临时停车的地点，成为城市轨道交通系统中最重要的组成部分。
车站是轨道交通线路的电气设备、信号设备、控制设备等集中的场所，也是运营、管理人员工作，供旅客乘降、换乘和候车的场所，确保旅客在车站能够安全、便捷、迅速地出行的同时，提供方便的使用设备和创造安全、舒适、清洁环境。
不仅在轨道交通网线的构架中起锚固的作用，还具有购物、作为城市景观等一系列的功能。
1.2车站的分类
按车站的空间位置可分为：
地下车站、地面车站和高架车站。
按运营功能可分为：
终点站、中间站、换乘站、区间站和通勤站。
按车站站台的形式分为：
岛式车站、侧式车站、岛侧混合式车站。
按车站的施工方法分为：
明挖车站和暗挖车站。
按车站的断面结构分为：
矩形车站、圆形车站、拱形车站和马蹄形车站。
1.3车站的组成
从使用功能的方面来说，大型的城市轨道交通系统的车站由大厅、广场、售票大厅、运营管理场所、技术设备用房、管理用房构成。
从建筑空间的方面来说，车站由车站主体、出入口、通道、通风道等其他附属建筑构成。
车站的主体按其使用功能可分为使用空间和车站用房。
它不仅为乘客提供上下车、集散、候车等使用空间，而且也是办理业务、放置运营设备的地方。
1.4车站的设计
1.4.1车站设计的原则：
一致性的原则。
车站的设计要以可持续科学发展观为基础，符合城市交通长远的规划理念，立足于长久的发展。
适用性的原则。
车站选址要充分考虑各种因素的影响作用，包括：
地下管线、水文地质和工程地址的条件，改造和拆迁地面建筑物的可行性等。
为了满足大量客流量的需求，应对客流高峰期的紧迫状况，就应该合理全面的考虑大厅面积、电梯和楼道宽度，基础实施的建立等多方面的实际问题。
安全性的原则。
考虑车站设计的安全性对于轨道交通的长足发展是至关重要。
车站必须设立有充足的照明设施，足够数量的安全通道，以及防火防灾的应急设备等等。
协调性的原则。
车站的设计还应该与城市规划的基调相一致，与周围的环境相协调，还应该具有独特设计魅力。
便捷性的原则。
为了方便人们的出行，车站的选址尽量应在人流量多，居住密集区。
易识别性的原则。
车站的设计不仅要体现出具有独特魅力的现代化城市交通建设的特点，还应该创建独有的、代表城市特色的识别标志，方便人们识别。
经济性的原则。
从可持续发展的角度来考虑，与开发商之间充分的协商，既要最大化的利用土地资源，又要尽量的节约成本，讲究实用性和经济性。
1.4.2车站设计布局图的基本步骤
考虑影响因素和确定边界条件。
从多方面的因素来全方位的考虑影响车站建设的因素，包括：
周围的环境、改建和拆迁建筑物、管道线路的改移等等。
确定车站的设计布局原则。
站厅各层的设置应布局明确，根据站内设施的布局情况，合理的安排、组织客流，再有避免就出客流的交叉，合理的布置管理、设备用房等等。
设计适用于车站主要功能的方案。
车站的主要功能为换乘。
要从方便乘客的角度来考虑，尽可能的减少换乘的路程，还应为乘客提供足够大的集散空间。
分清不同的客流方向，并建设不同的进出通道，尽量减少与其他客流的交叉干扰。
确定出入口、风亭数量、位置。
根据法律规范要求的标准，依照客流出入量的多少和紧急情况的疏散来设置出入口的数量，规定的不能少于4个。
绘制车站总平面的设计布局图。
1.4.3车站设计的选型
岛式站台。
指站台位于上下行行车线路之间，是我国最常用的站台形式。
通常采用明挖法施工。
侧式站台。
指站台位于上下行行车线路的两侧，轨道布置集中，且具有一定的经济性。
矩形箱式车站。
车站施工时对周围环境的影响较大，土方量的需求大，且易影响地面交通。
如巴黎市政府站采用此型设计。
圆形或椭圆形车站。
建设在地质条件较好、不具备敞口明挖的地段。
土方量少，对周围环境影响小，但是技术难度高。
如北京地铁天安门西站采用此型设计。
浅埋式车站。
土方量少，技术难度低，节约投资。
深埋式车站。
土方量多，技术难度高，增加投资。
1.4.4车站其他方面的设计
无障碍设计。
此设计主要突出以人文本的设计理念。
出入口设计。
在确保地下通道空气通畅的同时，通道长度不宜过长，为紧急防灾设立的出入口不能少于两个。
风亭风道的设计。
取决于当地的气候条件、环控通风方式、车站客流量等因素的影响，需专业人士的测定。
防灾设计。
包括紧急疏散设计、车站消防设计、车站防洪涝设计、内部环境设计等。
2.城市轨道交通车站系统运营的设备
城市轨道交通车站系统运营的设备主要由自动售检票系统、电扶梯系统、环控系统、给排水系统、机电设备控制系统、屏蔽门系统和消防系统构成。
本文主要针对环控系统和屏蔽门系统结合具体的地铁线路来进行进一步的分析论述。
2.1环控系统（以北京地铁8号线地安门站为例）
2.1.1环控系统的概念
环控系统是一套可以对环境进行空气处理的系统，可以调节特定环境内的空气湿度、温度，还可以控制有害物质的浓度等等，可分为开放式环闭系统、闭合式环闭系统和屏蔽门式系统。
基本构成如下图所示：
图1
2.1.2地铁环控系统的主要功能
地铁的车站和区间隧道是一座狭长的地下建筑，只有各车站出入口和通风道与大气沟通。
由于列车运行、密集的乘客、各种机电设备的运行，以及连续的照明都会产生大量热量。
地铁环控系统的最重要功能是保证空气的质量，控制空气中的污染浓度，提供适宜的湿度、温度、洁净度和空气流通速度，对设备进行维护。
即合理地控制车站及区间的环境，令乘客和工作人员都能置身于一个舒适及安全的环境内。
地安门站采用平行型的换乘方式，一方面它的连接点相对较多，气流组织也较为复杂。
另一方面必须考虑的是它的通风的制式，采用屏蔽门式通风系统，因为屏蔽门的使用可以减弱了区间内的活塞效应对站内的影响，流动的气流方面影响较少。
而北京地铁8号线由于采用的是屏蔽门式的通风系统，对于气流组织方面的影响则可以透过换乘线路的设计协调进行估计预算。
地铁环境与设备监控系统（BAS）的重点监控对象是通风、空调以及制冷系统，它的主要的任务就是确保地铁内部空气环境具有良好的空气质量、温度、湿度、气流组织、气流速度和噪声等，达到能够满足人员的生理及心理条件要求和各种设备的正常运转的目的。
2.1.3环控系统的构成
8号线二期工程与一期工程屏蔽门系统保持一致，采用站台设置屏蔽门的通风空调系统。
环控系统由以下四部分构成：
区间隧道的通风系统，主要由区间隧道的通风系统兼排系统和车站车行区的排热系统建排烟系统构成。
车站公共区空调、通风兼排烟系统。
车站设备管理用房空调、通风兼排烟系统。
车站制冷空调水系统。
2.1.4环控系统的设计
（1）区间隧道的通风系统
设计要求：
正常运营的情况下，8号线出站端需配置独立活塞风井。
若在阻塞运营的情况下，各线仅仅需要考虑一处阻塞工况的发生。
例如8号线路，只需要在事故线路的区间需进行机械通，站内车行区的排热系统仍旧正常运营。
相对于非事故线路的车行区排热系统来说，则不受影响。
还有若在运营过程中发生火灾的情况下，需要对发生事故的区域实行有效的排烟、控烟等紧急的措施，而对于非事故的线路的列车则实行越站运营的方式，以避免影响对发生事故区的援救工作的有效进行。
系统的组成：
8号线在本车站范围内左右行线出站端各设置1个活塞风井。
在系统正长运营情况下，可以通过活塞系统和排热系统来控制区间内的温度。
事故风将由车站两端各两台TVF风机提供。
由于北京地铁8号线路以及超过一半的车站都经过北京市中心，地面空调的设置就存在较多的限制，地安门最为突出。
还可以将车站每端TVF风机与车站车行区排热风机合并设置，既能满足运行时车行区间的排风散热功能，又能满足区间隧道事故时的排风散热的功能。
运行要求：
在列车正常运行的情况下，车行区排热系统保持正常运行（隧道通风兼排热风机以低速运行），开启车站两端的活塞风阀，在区间隧道内，可以利用列车运动实现的活塞作用，达到排除区间隧道的余热、余湿的目的。
在列车阻塞在区间隧道内的情况下，利用开启阻塞区间两端车站隧道风机及其相应的风阀，合理地利用组织气流，系统向阻塞区间提供一定量的送风量或者排风量，达到确保列车通风与空调设备正常运行，创造列车内部乘客能接受的热环境条件的目的。
在区间隧道内发生火灾事故的情况下，凭借开启火灾区间两端车站隧道风机以及其相应的风阀，合理的组织利用气流，形成所需一定的断面风速，可以达到有效防止烟气逆流，迅速排除烟气的目的，并且能够向乘客和工作人员供给必要的新风量，有助于人员的疏散和消防员灭火救灾工作的顺利进行。
（2）车站公共区通风空调系统
车站公共区通风空调系统大多采用的是全空气系统。
在8号线独立营运的时候，站厅层两端各设有通风空调机房，对车站公共区的通风空调负荷负责。
车站两端通风空调机房都分别设置有一组合式空调机组对应的排风机和空调小新风机。
在正常使用的情况下，以多种运行方式进行设计的，包括最小新风通风空调模式、全新风通风空调模式及全通风模式。
在车站发生火灾的紧急情况下，可以迅速转入火灾排烟模式来发挥其性能。
（3）车站设备及管理用房通风空调及防排烟系统
设计时要尽量按照不同号线及房间的功能来划分系统，尽量发挥资源共享的优势。
排除设备及管理用房的余热和余湿，保证房间内空气环境质量满足人员舒适感的要求和各种设备正常运转的需要，并兼作非气体灭火保护房间的排烟系统。
（4）空调水系统
空调水系统主要有冷水系统和冷却水系统构成。
冷水系统采用闭式、异程、两管制等形式，系统则包括水冷冷水机组、冷水泵、管道和相应的零部件。
对于车站公共区和设备管理用房通风空调系统冷源来说，大多使用水冷冷水组，
地安门站初步设计方案时，依照公共区和设备管理用房通风空调系统的负荷和运行时间等方面情况，选用两大一小共三台水冷螺杆式冷水机组。
三台机组采用并联设置的方式，对车站公共区及设备及管理用房的空调冷负荷负责。
冷水机组台数的配置与冷水泵，冷却水泵、冷却塔是一一对应。
空调冷水系统则使用膨胀水箱实现定压。
2.2屏蔽门系统（以广东地铁2号线为例）
2.2.1屏蔽门系统的整体功能
地铁屏蔽门系统作为现代化地铁工程中必备的设施之一，它设置于地铁站台边缘，隔离列车与地铁站台候车室之间。
地铁安装屏蔽门系统，既可以预防乘客跌落或者跳下轨道等危险情况的发生，为创造乘客安全、舒适地乘坐地铁环境，屏蔽门系统作为一种现代的高科技产品，具有的节能、环保和安全等多种功能。
（1）屏蔽门系统的主要构成及功能
地铁屏蔽门系统是一个典型的机电一体化产站务人员出入站台公共区与非公共区的通道。
由门体结构和门机结构构成，一般是由固定门、滑动门、应急门及端门组成的（如图2所示）。
从封闭形式上来划分，屏蔽门可分为全高封闭式屏蔽门和半高敞开式安全门。
运行的模式包括：
正常运行模式、非正常运行模式和紧急运行模式。
图2
广州地铁设置屏蔽门的主要目的是为了将车站站台公共区与轨行区隔离,简化环控系统,降低车站空调系统的运行时消耗的能量;控制列车运行过程产生的噪音以及活塞风等对车站站台候车乘客产生的影响,实现为乘客创建一个更为舒适、安全的候车环境和氛围的目的。
防止人员跌落轨道等类似意外事故的发生,为未来地铁车辆的实现无人驾驶创造可行性。
（2）屏蔽门系统的紧密性
为了避免屏蔽门两边有压差的情况下出现气流交换量过大的状况,屏蔽门系统应该采取加强密封性能方面的措施，进而对系统整体性能实现提高。
在某些方面都必须考虑采用动态或者静态的方式实行密封的措施，如任何两个功能门之间、门体与顶箱之间及门槛之间、滑动门上端滑靴两侧与顶箱面板结合处、门体与结构的接口等等,在制造、安装及功能等设计方面上，屏蔽门系统的气密性能够代表整个系统的水平。
在相对正常的情况下,不管屏蔽门两侧有多大的压力差,都不能出现可以明显感觉到的气流束的现象。
对于广州地铁2号线来说，它依照屏蔽门气密性标准,在各个屏蔽门安装完成后，它们各条的间隙不能透光。
（3）屏蔽门系统的负载运行
要想真正适合在地铁环境应用的屏蔽门系统,第一应满足地铁环境中荷载的要求。
屏蔽门的运营环境为地下车站。
其所承受荷载主要有三个来源:
车站及隧道内设有地铁环控系统所必须的各种风机类负载,因此会造成在屏蔽门的站台侧与轨道侧存在静态压差;列车进入及离开车站时由于列车速度所产生的气流局部压缩及局部真空而造成的活塞风对屏蔽门的风压负载,特别要考虑到列车在有些情况下高速过站所引起的更大负载;候车乘客或意外人群对门体的冲击力及挤压力等。
所以,当屏蔽门从被完全安装完毕后开始运营的一刻开始,就一直处在带负载运营状态。
2.2.2屏蔽门系统材料的选择
由于屏蔽门直接面对的是乘客,同时也是地铁车站占用面积最大、最醒目的设备,所以说，屏蔽门外表的装饰及制造工艺过程的要求是十分严格的。
通常采用铝合金挤压型材再加上表面处理或者直接使用不锈钢钣金属件用来作为屏蔽门的材料选择。
铝合金型材方面的选用,大多使用硬度高、密度小、导电性能强的可热处理的强化型的变形铝合金,最常被用来挤压成各种型号的是LD31。
它具有良好的性能，不仅拥有中等硬度,较好的可塑性、可焊性和抗蚀性,无应力腐蚀裂倾向,可阳极氧化等,还可以作为不同类型的建筑装饰型材以及各种具有良好耐蚀性的结构物件。
由不锈钢材料制成的蔽门门体,大多采用奥氏体系列不锈钢（如304L、316等材料）用来作为主要选材。
它不仅拥有较好的韧性、可塑性，与其它类型不锈钢相比具有良好的工艺性能,而且硬度适中,具有较强的焊接能力和较强表面抗污力的能力;美中不足的是在焊接的过程中，可能会出现晶间腐蚀的现象,为了防止或减少晶间腐蚀现象的发生，对焊接工艺方面的要求相对较高。
2.2.3屏蔽门系统的控制
从拓扑结构上来说，屏蔽门控制系统所用的网络应该为总线型的局域网。
其中PSC（中央接口盘,也称主控机）、PSA（远方操作报警盘）以及每个DCU（门控器）都是挂接在总线上的一个网络结点。
对它的总线结构及网络协议方面来讲，应该采用公开、规范的通用形式,为了实现接口于EMCS（机电设备监控系统）系统之间。
总线型结构网络的优点是：
不仅能够确保网络上任何一个结点发生突然的故障都不会对整个网络其它结点的正常运行产生影响,而且还能够利用网络对屏蔽门进行多种功能的运用，其中包括全程控制、运行参数修改、声光报警等。
在相对重要的节点及命令上，屏蔽门系统也需要采用硬线传输的方式,它具有高的可靠性及抗干扰性的特点,进而能够确保实现整个控制系统的可靠性。
以下这些都需要采用硬线传输的方式，例如：
PSC与信号系统、PSC与PSL（站台端头控制盒）之间,还有屏蔽门的开门、关门命令的发送及反馈等等。
当列车进入车站停靠在标准允许误差的范围内的某个停车位点的时候,信号系统就会随即发出一个类似“开门”命令，这种开门命令就会通过PSC这一系统，传送到每个需要打开的屏蔽门单元的DCU上,达到控制电机驱动门体做开门动作的目的。
然后当所有ASD（滑动门）或者EED（应急门）打开情况下,DCU将检测到的已经开门的状态信息通过PSC反馈给信号系统以及EMCS系统。
当列车离开车站的时候,信号系统就发出“关门”命令，然后传达给PSC,进而PSC就会将关门命令发送给每个需要关闭的屏蔽门单元的DCU,达到控制电机驱动屏蔽门实行关门的目的。
在所有屏蔽门关好后的情况下,DCU会将检测到的门已经关闭锁紧的信号反馈传至信号系统以及EMCS统。
只有当信号系统收到关闭并锁紧的信号以后,系统才会发出开车命令。
在整个控制过程当中，假若任何一个屏蔽门单元出现故障,PSC会将DCU以及其它连锁的设备，将它的故障信号反馈并且传送至PSA，实行声光报警的同时,故障信息就能够通过液晶显示器显示出来或者通过打印机打印出来,还可以利用自身固有的串口下载相关的故障信息。
如左图3所示：
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结论
随着我国经济的快速发展，地下铁道建设以成为顺应时代发展的需要。
相关方面的建设也会不断地取得进展。
本文主要针对城市轨道交通车站系统进行详细的论述。
在环控系统方面的论述中，以北京地铁8号线的地安门站环控系统为论述的主线，简述了其设计上的考虑、布局、车站的配置、运营条件等等，充分考虑了实现资源共享的可行性。
在屏蔽门系统方面的论述中，以广州地铁2号线为屏蔽门系统的论述主线，简述了其主要功能、材料的选用以及系统的控制等方面的内容。
通过此文的论述希望大家对城市轨道交通车站系统进行更深入的学习探究，促进我国地铁建设工作的长足发展。
引用文献
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（5）张莹，吴冰《城市轨道交通设备》电子工业出版社
（6）费安萍《城市轨道交通运输设备的运用》西南交大出版社
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