長沙智慧地鐵設備與創新研究
2017-06-07
來源:zcmetro.com
標簽: 長沙  地鐵  智慧 
長沙市軌道交通集團有限公司總工程師許尚農
長沙市軌道交通集團有限公司總工程師許尚農


以下為該演講內容,供參考與借鑒

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長沙市軌道交通于2000年啟動規劃研究,到2006年初步形成軌道交通線網的規劃成果,2011年完成軌道交通線網規劃的修編,目前我們正由規劃部門牽頭,啟動了新一輪軌道交通線網規劃的修訂工作。長沙軌道交通線網總體結構布局為米字形構架,雙十字拓展,在與城市空間吻合上整體上呈主副中心軸帶放射形態,長沙城市軌道交通線網由12條線路組成,總長約456公里,其中1到6號線是沿城市主客流走廊布置的骨干線路,7到10號線是市區的補充線,11到12線是市域塊錢。
    目前長沙地鐵已如期完成第一輪建設規劃的實施任務,順利實現1、2號線一期工程開通試運營,正在有序推進第二輪建設規劃所涉及的3、4、5號線一期工程建設,第三輪建設規劃也已經于今年3月獲得了國家發改委的正式批復,所涉及的各線路前期工作也在按計劃有序推進。已運營的1、2號線路總里程50.31公里,日客流量約70萬人次,今年5月小長假第一天更是創下了當日客流95萬人次的歷史新高,預計到2022年將形成超過200公里,承擔公交客運量約40%左右的城市軌道交通體系。隨著軌道交通在公眾交通領域的比重不斷增加,無論是建設者還是乘客都對設備創新及信息化有了越來越高的要求。隨著社會經濟和城市化的快速發展,整個軌道交通行業的網絡化趨勢日益凸顯,各地軌道交通均以不同程度進入了網絡化建設和運營階段,基于線網層面的信息互通,聯動指揮,資源共享,應急管理等功能需求也與日俱增,這些都為云計算,大數據等一系列智慧技術在地鐵行業的深度運用進而打造智慧地鐵提供了一個廣闊的舞臺。
    智慧地鐵的概念很大,涉及的范圍很廣,歸根到底我們認為可以概括為兩個方面,第一個是面向軌道交通自身通過智慧技術創新,持續提升建設運營安全質量的管理水平。第二個是面向乘客,即采用信息化手段提供承載方便,運輸快捷,舒適人性化的服務。為實現智慧地鐵,我們首先是遵循安全可靠,經濟實用,先進成熟,節能環保的設計理念,確保技術方案具有前瞻性和先進性,并具備良好的兼容性與擴展性,以及適應匹配當前及未來一段時間內的技術發展需要。其次我們十分重視通過網絡化和信息化的建設來實現業務功能需求和智能化的要求。此外,還在設備選型方面充分考慮和利用國內現有的設計、研制、生產的水平能力及條件對產品的可靠性、可用性和可維護性精益求精,總而言之就是要可靠、超前,可持續發展。
    對于地鐵設備創新方面,我們也是長期堅持精細化管理,在長沙地鐵規劃、設計、建設、運營的全過程中開展了一些探索和嘗試,也積累了一些經驗,今天在這里向各位領導、專家、同行們做個介紹,旨在拋磚引玉,歡迎大家批評指正。首先是將BIM技術應用于軌道交通的全過程,涵蓋設計、建設、運營各個階段,BIM技術是近年來建筑行業的一個熱搜詞。我們從2號線的西沿線開始引入BIM技術開展輔助設計,通過運用BIM檢驗技術檢查管線綜合效果,在優化設計與施工方案,減少各專業之間的摩擦以及降低返工誤工等方面取得了一定的成效。目前我們在建的3、4、56號線均通過招標的方式引入了BIM設計團隊,其中3、4、5號線是專業的BIM設計團隊,6號線是將BIM技術的要求納入的總體的設計范圍,并在施工招標中明確中標人必須運用BIM技術。目前我們正在開展BIM標準體系的建設,已初步完成建模、交付、初創建、設施分類與編碼等標準文件的編制,并計劃結合網絡化運營及信息化發展的需求籌劃線網級的BIM平臺建設。BIM技術的運用在長沙軌道交通建設中取得了一定的效果。
    其次是在信息化系統設備方面的創新與研究。通過廣泛的調研和充分的論證,最終決定在4、5號線及后續線路中采用基于1.8GHz專用頻段LTE技術的綜合無線系統方案,實施信號系統等相關業務的綜合承載,并在此基礎上緊跟行業技術發展的動態,開展軌道交通互聯互通的專題研究,力求實現不同線路的車輛、信號、通信、供電、線路限制等方面保持一致和彼此兼容,從而達到多線路的資源共享與統一管理的目標。
    目前我們正在4、5號線嘗試實施互聯互通,已聯合設計單位完成4、5號線互聯互通總體技術要求,并分別開展車輛、通信、信號三個專業互聯互通技術要求的專項研究。隨著軌道交通技術的發展和需求的提升,城市軌道交通列車駕駛模式正在經歷由人工駕駛到半自動駕駛再到全自動駕駛的不斷演進。我們長沙地鐵從2015年開始組織專業技術力量按照國內城市軌道交通建設標準結合行車、供電、車輛、通訊、綜合監控、站臺門等專業的相關技術特點和要求,特別是以信號專業基于通信的列車自動控制系統為切入點,開展了軌道交通全自動駕駛的探討和研究,并計劃在未來的新建線路中予以采納和實施。
    再來說一下我們的安檢系統,我們安檢系統設備采用了集成聯網,為充分提高地鐵安檢設備資源利用率,進一步促進各類安檢設備之間數據上的共享互通與功能上的協調配合,我們采用了安檢設備集成聯網方案,利用信息網絡為載體,通過智能化的安檢系統平臺將彼此獨立的X光機、金屬探測儀等安檢設備集成聯網,并通過數據分析加強聯動,構筑起地鐵信息化的安檢系統,目前1、2號線安檢系統已基本實現集成聯網,并在日常安檢設備運行以及管理中得到了充分的運用,收到了比較好的效果。
    第三是長沙地鐵的節能技術運用,為配合長株潭兩型社會建設示范區的建設,我們致力于將資源友好,資源節約和環境友好的城市建設思路融入到地鐵建設中,提出了綠色地鐵的概念,針對耗能大戶的列車牽引系統,我們組織在1號線列車上研究,運用了永磁牽引系統,提出了實現列車牽引系統節能30%的目標。2016年8月6日,長沙地鐵1號線永磁牽引系統順利通過載客前評審,成為國內首套具備載客運營資質的自主永磁牽引系統。通過測試,采用永磁牽引系統后每年每月可以大致節約15萬度電。此外,我們還采用了一些其他的節能技術,經過研究論證在1號線采用了中央雙向變流型再生電能裝置,可將制動時的列車動能變為電能,逆變后反饋至供電系統35千伏中央網進行再利用,同時可減少列車制動時排入隧道的熱量,改善隧道溫度,降低防控系統的負荷及用電量。經測算,如果按照電費每一度7毛錢左右來計算,全線電能再生裝置資金回收的年限大概是10年,再生裝置的經濟性和回收年限是可控的。