摘要:目前,我国尚无悬挂式单轨开通运营,作为国内首批单轨项目,韩城市悬挂式单轨交通的建设具有重要意义。本文对韩城市悬挂式单轨交通一期工程通信系统初步设计的经验进行总结,为类似城市轨道交通项目设计提供参考和借鉴。
关键词:韩城市轨道交通;悬挂式单轨;通信系统
前言
悬挂式单轨,也称空轨,即列车悬挂于轨道下方运行。作为城轨交通的一种,相比地铁及轻轨,具有建设工期短、拆迁范围小、工程投资低等优点,非常适合我国中小城市轨道交通的建设,可以极大缓解城市拥堵。
韩城市悬挂式单轨是我国首批开建的单轨项目,兼顾本地公交及旅游观光功能。通信系统作为悬挂式单轨的重要组成部分,是确保列车可靠运行及高效管理的基础平台。
本文着重介绍了通信系统设计过程中遇到的问题及解决办法。
一、工程及通信系统概况
(一)项目工程概况
韩城市悬挂式单轨交通一期工程起点为司马迁祠站,终点为古城游客中心站。全线设置上下行双线线路,正线全长10.655km,共设车站6座,车辆基地1座。
一期工程全线利用750V接触轨供电为列车提供动力,运行控制采用列车自动控制(ATC)技术。
(二)通信系统
1.通信系统构成
韩城市悬挂式单轨交通通信各子系统设置如下:
2.与其他城市轨道交通比较
我国现阶段城市轨道大体有三类:地铁及轻轨、有轨电车。
2.1与地铁及轻轨相比。地铁及轻轨,同悬挂式单轨一样,有封闭且独立的运营限界,不予其他交通方式共享路权,必须设置独立的通信系统。通信子系统设置大抵相同,因根据业务需求差异,采用的技术/制式不同。
2.2与有轨电车比较。有轨电车为地面运营,与其他交通方式共享路权,可单独设置通信系统,也可利用公共通信系统。
二、通信系统设计中遇到的问题
悬挂式单轨,列车在轨道下方运行,导致区间各类通信设备安装困难,主要体现在以下几个方面:
1.干线光缆需贯穿区间,这就要求在轨道梁上预留光缆槽道,且轨道梁上同时要考虑电力电缆槽道。
铁路因在地面运行,又有独立地界,可在地界内采用架空、直埋或预制光电缆槽道多种方式敷设;地铁在隧道内运行,可在隧道壁安装各种支架敷设,而且便于维护。轻轨因车体在轨道上方,轨道下方安装条件较好。
根据以上对比,其他各类轨道交通干线光电缆的敷设均不存在问题,仅是敷设方式有所不同。悬挂式单轨因轨道梁上方空间狭窄,导致光电缆槽道安装困难。
2.漏泄电缆需贯穿区间,需要在轨道梁上安装漏泄电缆夹具。
铁路、地铁、轻轨仅在隧道内采用漏泄电缆覆盖,漏泄电缆安装条件。
韩城市悬挂式单轨无线通信采用全线漏泄电缆覆盖,需在轨道梁上安装漏缆夹具。因夹具安装后要保证电磁波漏泄角度及与车体距离,存在夹具侵入运行限界的问题。
3.无线通信、PIS系统需在车体内安装车地通信设备,车体外需安装无线通信系统天线。
铁路、地铁、轻轨,车体上方空间较大,可根据情况,调整天线位置,安装方便。
韩城市悬挂式单轨车体内空间紧张。尤其是车体外部,信号等专业也在外部安装收发天线,车辆运行时会产生摇摆且有美观要求,无线通信天线安装空间狭小,各专业车体外设备安装兼容困难。
(4)国内尚无悬挂式单轨交通的设计规范,目前颁布的地铁或城轨设计规范又因未考虑悬挂式单轨的技术特点,难以全面执行,甚至无法执行。
三、解决方案
针对以上问题,我们通过长期研究摸索、多次与相关专业和设备制造商交流、协商,找到一些解决方案,归纳如下:
1.多方对比
以上设计困难的根本原因是由悬挂式单轨技术特殊性导致的,这就要求设计人员具体问题具体分析,不能拘泥于经验及现有规范。在确保安全可靠的情况下,要深入详实的分析问题,细致谨慎的解决问题。
悬挂式单轨虽然没有专门的规范来指导设计,但也为解决特殊问题,开创新的解决办法提供了空间。
为此,在整个设计过程中,通信专业对于某一具体问题,罗列出各种制式轨道交通的成熟技术,对比各类相关规范,设计出一种适合本项目的解决办法,为项目的顺利实施扫清了障碍。
2.精细化
对于光电缆槽道,因区间光缆槽道为弱电专业合用,故通信专业牵头,信号专业及其他弱电专业配合,统计出区间内弱电专业光各类光电缆的数量、外径、承重等参数,计算得出光缆槽道的尺寸。同时与电力专业协商,结合悬挂式单轨桥梁的参数,合理选择光电缆槽道材质及安装方式。
这样设计出的光电缆槽道,虽然没有参考现有规范要求,却大大增加了实施的可行性。
对于漏泄电缆夹具及天线安装。通信专业与信号、限界、供电、车辆等专业共同研究、统筹规划,合理确定夹具结构、天线类型及安装方式,做到各专业兼容,同时确保悬挂式整体效果的美观。
3.积极与设备厂商沟通
以往的设计中,无论是铁路、地铁或轻轨,由于规范完备、可借鉴经验多,技术成熟,很多工艺上的要求并不需要过多注意。而悬挂式单轨并无先例可循,设计方案的可实施性成为关键。
通信专业提出前述问题的解决方案后,联系车辆、信号、光电缆槽、桥梁、通信等多个设备厂商,对我们的设计方案进行讨论,以确保方案的可实施性。在这个过程中,设计人员多次深入设备生产地,协助厂家完成效果模拟或样品制作,而后在试验线现场对样品进行检验,进一步完善设计方案。
四、总结
目前,参与国内悬挂式单轨交通建设的供应商有很多,包括中车的四方、资阳、株洲车辆厂,以及德国和日本的厂家。各厂家的车辆限界、车体结构、轨道梁结构均有不同。这就导致设计过程中会不断出现新的问题。
因此,韩城市悬挂式单轨交通一期工程通信的设计方案可能并不适用于其他项目,故本文并未对具体方案进行介绍。但针对各类问题的处理思路和解决办法,却能为本项目未来的实施,以及其他项目的开展提供借鉴。
希望随着悬挂式单轨交通的广泛建设,能够有统一的设计、施工规范及标准出台,为今后悬挂式单轨交通的进一步提供有力支持。
参考文献
[1]《地铁设计规范》(GB50157-2013)中华人民共和国国家标准
[2]《轻型跨座式单轨交通设计导则》(T/CAMET04001-2018)中国城市轨道交通协会团体标准
[3]《关于批准发布<城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)规范>等11项团体标准的公告》(中城轨[2018]022号)中国城市轨道交通协会
作者简介
刘宇(1982-08-29),男,汉族,四川成都人,本科,工程师,主要从事铁路及轨道交通通信信息设计。
论文作者:刘宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签:单轨论文; 韩城市论文; 通信系统论文; 电缆论文; 交通论文; 车体论文; 轻轨论文; 《基层建设》2019年第2期论文;