我国城市轨道交通信号控制系统的发展大致经历了三个阶段:初创阶段、过渡阶段、发展阶段。
我国的地铁信号系统是随北京地铁兴建而起步的。1965年7月1日,我国第一条地下铁路——北京地铁一期工程动工兴建,1969年10月通车。根据当时的国情,决定全部设备由国内自己研制,同时要求设备必须具有较高的技术水平。信号项目主要为复线自动闭塞(包括机车信号和自动停车)、调度集中、列车自动驾驶和继电联锁。通过这几项技术实现行车集中调度、集中监控和列车运行自动化。1971年,北京地铁二期工程(即二号环线)开始建设,要求采用“行车指挥与列车运行自动化”系统,即ATC系统。1986年,北京地铁通过引进消化,研制出一套机车信号系统,并用这套系统替换了环线全部机车信号,从而提高了车载设备的可靠性。
20世纪90年代以后,我国引进了大量的国外先进的地铁信号设备。北京地铁1号线于1989年从英国西屋公司引进ATC系统。复八线由于要与前期的一号线贯通,为了与既有信号系统兼容,复八线也大量引进了英国西屋公司的列车自动控制系统(ATC)。同时,配套了国产的继电联锁设备、车站计算机联锁设备和信号微机联锁监测设备等。ATC系统的大量引进使我国地铁的整体技术水平上了一个新台阶,列车运行控制呈现出全新的面貌。之后不久,我国又对部分设备实施国产化,并取得了良好的效果。
从1994年至今,我国城市轨道交通建设进入了快速发展阶段,开始大规模从国外引进信号设备,大大缩短了运行间隔,提高了安全程度和通过能力。我国从1999年初开始推行城市轨道交通设备的国产化政策。其主要目的在于降低建设投资,充分吸收借鉴国外的先进技术,同时研制开发具有自主知识产权的城市轨道交通相关技术,提升我国城市轨道交通行业的技术水平。2010年12月30日,北京五条轨道交通新线正式开通,其中亦庄线是国内首条具有完全自主知识产权CBTC列车控制系统示范工程。亦庄线是按照政府首套政策实施的信号系统核心技术示范工程,是由北京交通大学研发的具有完全自主知识产权的CBTC核心技术及系统装备,其开通对推动我国城市轨道交通运行控制系统国产化具有重要意义。
案例分享
独轨交通介绍
就技术上的定义而言,独轨(Monorail)系统是指以单一轨道(Rail)或梁(Beam)支承、悬挂车厢并提供导向作用而运行的轨道交通系统。
根据现有的纪录,英国人Henry Palmer在1821年即开始发展独轨系统,并取得英国第461号的发明专利权。1824年,Palmer在伦敦码头区布设独轨系统轨道用以载货物,号称世界上第一个独轨系统。当时的轨道梁是以木料制成,将车厢跨坐在木轨上并以马匹拉动。随后在1826年Palmer又渡海到德国展示他发明的系统模型,鼓吹兴建独轨系统借以运输乌伯塔(Wuppertal)地区Bamenn及Elberfel两地间的煤。虽然他的愿望没有达成,但该次展示促成了日后乌伯塔兴建连接上述两地闻名世界的悬挂式独轨捷运系统“Schwebebahn”(图1-29)。
与常见的钢轮钢轨系统轨道交通比较,跨座式(图1-30)和悬挂式独轨交通的共同特点为:
图1-29 乌伯塔悬挂式独轨
图1-30 跨坐式独轨
(1)占用土地少:独轨交通均为高架线路,轨道结构限界窄,所需空间较小。(www.xing528.com)
(2)承担中等运量:一般新建的城市独轨交通列车由4辆或6辆车组成,列车最大运输能力分别为1070人和1626人,单向每小时的客运量为5 000~20 000人;其运量介于公共汽车与地铁之间。东京羽田机场线采用大车型、重型轨道结构,也可达到40 000人次/h的运量。
(3)适应复杂地形要求:独轨交通的车辆使用橡胶轮胎,在大坡道和小半径曲线的区段能发挥正常性能,理论上可以通过100‰的坡道和30m的小半径曲线,重庆独轨系统(图1-33)的设计坡度达到50‰。
(4)建设工期短、施工简便、造价低:独轨铁路轨道结构简单,标准轨道梁可在工厂预制,现场拼装,建造容易。造价远低于地铁,一条独轨铁路的造价一般仅相当于地铁造价的1/3。
(5)运输安全:独轨铁路车辆和轨道的特殊型式能保证其安全运行,没有脱轨的危险。
(6)噪声低:独轨铁路采用橡胶轮胎,与钢轮钢轨系统相比,运行时噪声较低,与一般地铁或轻轨相比约低10dB(A)~15dB(A)。
(7)视野广阔:眺望条件好,在城市中运行可兼有游览观光的作用。
图1-31 拉斯维加斯独轨
图1-32 日本独轨
图1-33 重庆独轨
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