中华人民共和国国家标准地铁设计规范GB 50157条文说明 9
14.4 电 缆
14.4.1 电力电缆与控制电缆,在地下敷设时采用低烟无卤阻燃电缆,其目的主要是考虑火灾时减小有害烟气对人身的侵害。上网电缆及回流电缆,其型号选择应充分考虑弯曲半径小的特点。
14.4.3 站台板下各种维修活动相对多些,中压电缆中间接头设在车站站台板下,容易受到损坏,尤其电缆接头的故障概率较电缆本身大,因此将中间接头设在区间有利于检查,也更为安全。
14.4.4 顺序排列的原则便于运行维护管理,有利于降怔弱电电缆回路的电气干扰强度,有利于实行防火分割措施。
14.4.6 单洞单线隧道内的电力电缆和控制电缆一般沿行车方向的左侧敷设,而通信信号电缆则一般沿行车方向的右侧敷设(信号机设置在列车运行方向的右侧),其目的在于尽量减少干扰。
14.4.9 特地面线路的电力电缆与控制电缆敷设在电缆沟槽内有利于防盗、防晒、美观。
14.4.16 本条规定是为了确保巡视维修人员等接触时的安全。
14.5 动力与照明
14.5.4 区间动力设备的控制电源采用交流380V,可以节省N线,有利于节省电缆投资.
14.5.9 目前对于地铁的通风与空调设备有两种供电方式,一是由变电所直接为通风与空调设备供电,二是通过环控电控室为通风与空调设备供电,后者便于控制与管理。
14.5.10 应急照明包括疏散照明与备用照明,疏散照明由出口标志灯、指向标志灯、疏散照明灯等组成。
14.5.15 照明的分组控制为地下车站的站厅、站台照明控制提供了灵活性,运营过程中可根据需要只开部分照明,以节约电能。
14.6 电力监控系统
14.6.1 目前,自动化系统发展很快,为适应这种发展,电力监控系统在设计时,在设备选型、系统容量和功能配置方面,应充分考虑发展的需要。
14.6.2-14.6.6 条文明确了电力监控系统的设计内容,主要划分为电力监控系统总体方案设计、电力监控系统主站的设计、电力监控系统子站的设计、电力监控系统通道的设计要求。地铁的电力监控系统设计,应根据地铁供电系统的特点、地铁运营要求、通信系统的通道条件,提出系统构成、监控对象、功能要求的意见,确定系统设备配置和设备选型,明确设备的功能、型式和要求。
14.6. 7 遥控对象包括遥调对象。
14.6. 8一14,6. 10 条文规定的监控对象为监控的基本内容,设计中可根据实际情况增加监控对象。
14.6,18 主要技术指标为基本要求,设计时可根据产品情况具体确定。
14.7 杂散电流与接地
14.7.5 为节省投资及减小接地电阻值,有条件时,可利用自然接地体作为接地装置。
14.7.8 直流设备的绝缘安装为直流牵引设备的框架保护实施创造了条件。
14.7.10 走行轨与隧洞主体结构(或大地)之间的过渡电阻值是不确定的,为了排流设施设计时具有可操作性,建议按不小于15Ω·km考虑。
14.7.12 为减少回流网的阻抗,牵引系统要求上、下行回流网间应做必要的并联以均流,但这种并联将涉及信号系统的信息传输,因此均流措施应得到信号系境的认可。
14.7.15 钢轨电位限制装置动作电压的调整范围,建议在直流40~120V之间。
15 通 信
15.1 一般规定
15.1.1 在地铁通信设计中,既要积极发展新技术,以满足地铁现代化及信息化的要求,又要做到经济合理,努力降低工程造价。
15.1.4 地铁越是在发生事故和灾害时越是需要迅速及时的通信联系,但如果在常规通信系统之外再设置一套防灾救护通信系统,势必要增加很多投资,面且长期不使用的设备难以保持良好状态。所以,通信系统设计应在正常情况下为运营管理.指挥、监控提供迅速及时的联系,为乘客提供周密的服务:在突发灾害或事故的情况下应作为应急处理、抢险救灾的手段。
15.2 传输系统
15.2.1、15.2. 2 从目前通信传输术技术发展水平来看,光纤通信以其大容量、低成本、标准化及高可靠性等明显优势,成为通信传输的主要手段。因此,为满足地铁各种信息传输的要求,应建立以光纤通信为主的传输系统网络.传输设备制式也早巳由PDH发展到SDH光数字传输或其他宽带光数字传输。因此,应根据地铁各种信息传输的要求,设置相应的传输系统网络。
15.2.3 鉴于地铁的各种行车安全信息及控制信息将通过传输系统来传送,为从根本上提高光缆的可靠性,防止由于一条光缆因故中断而造成地铁信息传送大通道的完全中断,宜利用地铁自身建设的有利条件,利用不同径路分别敷设光缆,通过信息传送系统构成自愈保护环,以大幅度提高网络的安全性。
15.2.4 光缆作为通信网建设的物理层基础设施,具有一次建设、长期使用,不易扩容的特点。从通信业务发展角度和通信建设经验来看,对光纤的需求量增长速度很快。因此,地铁的光缆容量除了应满足现阶段的需求外,还应充分考虑容量的预留,以适应远期发展需要。
15.2.6 光、电缆的敷设方式,是线路建设中的一项主要技术要求,直接关系到系统安全、工程量和投资.本条文是参照原邮电部的规定并结合地铁的特点制定的。
15.2.10 光纤本身不受外界强电磁场的影响,且光缆金属护套均为厚度小于0.3mm的钢外套,对电磁波的屏蔽作用很小。为保证金属加强件及金属护套上的感应电势不积累,故要求光缆接头两侧的金屑护套和金属加强件应相互绝缘。为保证感应电流不进入车站影响设备及人身安全,当用光缆引入时,应做绝缘接头。
15.3 公务电话系统
15.3.3 公务电话交换设备应具备ISDN功能,不仅给用户提供话音及非话音业务,而且具有端到端数字连接、接入速度高等优点,也利于接入INTERNET。
15.3.5 公务电话交换设备应具备完善的监控管理接口和功能,并设置维护终端,具备性能管理、故障管理、配置管理、安全管理和账务管理功能。
15. 5 无线通信系统
15.5.3 无线通信系统对于地面线路、高架线路、车辆段和停车场,电波传播宜采用高架定向天线的空间波方式,面对于隧道,电波传播宜采用漏泄同轴电缆或隧道定向天线的辐射方式。
15.6 广播系统
15.6.5 各城市新建地铁可根据其确定的车站、隧道的结构形式、建筑装修材料等条件参照本条文进行广播网的方案设计。有条件时应进行现场声场试验。
现场扬声设备的选择应考虑建筑布局和装修条件.一般具有装修吊顶的处所宜设吸顶式扬声器:没有装修吊顶的处所,宜设壁挂或吊挂式音箱,室外露天处所宜设插声式声柱或音箱。
15.6.6 广播系统的功放与负荷之间通过切换控制柜连接,负荷与功放不固定接续,根据实际工程情况,可按照每N台功放设置一台备用机(N小于等于4)、自动切换方式设计。功放N备一是指在一台标准的"英寸机架上,设置N台主用功放、一台备用功放及自动检测切换装置。自动检测切换装置实时监测机架上功放设备的工作状态,发现故障自动倒换主、备功放。
15.8 闭路电视监视系统
15.8.3 摄像机的安装位置、数量及安装方式应根据乘客流向、乘客聚集地等场所综合考虑。同时,在设置重要设施处也应安装摄像机,以利于监管。
15.9 电源及接地系统
15.9. 1 近几年来,随着通信建设的飞速发展,电源新技术.新设备也日趋成熟。为实现减少维护人员和无人值守的目标,地铁通信电源设备必须具有集中监控管理功能。
15.9.4、19.9.5 通信设备的数字化使传输、交换及其他通信设备的用电基本要求趋于同一化.一48V作为直流基础电压符合国际、国内标准以及数字通信的实际情况,故明确规定"直流基础电压为一48V"。
目前,逆变器已在通信网中得到广泛使用。鉴于逆变器的生产状况,国产逆变器容量较小,频率有限;进口逆变器容量较大、频率种类较多,但价格较高;相对而言,UPS设备的技术及设备的成熟性、运用的灵活性、可靠性及价格均优于逆变器,故本条款对逆变器及UPS的应用定位予以明确。建议当交流负荷小时,采用逆变器供电,当交流负荷大时,采用UPS供电。
15.9.7 明确指出接地系统设计的意义和作用。
15.9.8 分设接地和合设接地两种接地方式可因地制宜采用。
15.9.10 按分设接地方式设置的接地体之间应保持一定距离,防止产生地线之间的串扰所造成的不安全因素。
15.10 通信用房技术要求
15.10.3 由于车站内安装的设备不易更换和搬迁,故通信机房的面积均应满足通信业务发展的远期要求。
16 信 号
16. 1 一般规定
16.1.2 信号系统采用的器材和设备应参照有关行业标准的规定,主要是指铁道部颁发的有关信号标准。
16.1.3 ATP子系统涉及行车安全,其设备及电路必须符合故障-安全的原则,该子系统的研发、选型应遵循经安全检测、认证并批准后方可采用的原则.目前国内ATP子系统有关设备的研发、选型虽也遵循这一原则,但安全检测、认证的手段和机构组成方式尚待完善。
16.1.5 信号系统是与运营效率直接相关的系统,系统设计应适应地铁分段开通,满足大运量、高密度行车的要求,地铁同一运行线路的不同时期可能存在不同列车编组数目,特别是短编组列车、30对以上高密度行车的运营要求。
16.2 列车自动控制(ATC)系统
16.2.1 系统分类与构成。
地铁的ATC系统门类繁多,本条所例举的是当前主要类型。其中,移动闭塞可解释为"列车安全追踪间隔距离不预先设定,而随列车的移动不断移动并变化的闭塞方式",准移动闭塞可解释为"预先设定列车的安全追踪间隔距离,根据前方目标状态设定列车的可行车距离和运行速度、介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式"。通常,准移动闭塞系统国外也纳入固定闭塞式ATC系统范畴,并注明其属于"可走行距离模式",由于传统的固定闭塞式ATC系统与具有"可走行距离模式"的固定闭塞式ATC系统无论在系统构成模式、控制方式以及发展前景方面都有很大差异,故本规范将ATC系统大分类为固定闭塞式ATC系统、准移动闭塞式ATC系统和移动闭塞式ATC系统。
16.2.4 系统水平等级。
为确保行车安全和线路最大通过能力,根据国内外的运营经验,一般最大通过能力小于30对的线路宜采用ATS、ATP系统,实现行车指挥自动化及列车的超速防护。在最大通过能力较低的线路,行车指挥可采用以调度员人工控制为主体的调度集中CTC系统。最大通过能力大于30对的线路,应采用完整的ATC系统,实现行车指挥和列车运行自动化。
ATO系统对节能、规范运行秩序、实现运行调整、提高运行效率等具有重要的作用,但不同的信号系统设或不设ATO会使经费差异较大,不过即使是通过能力为30对的线路,有条件时也可选用ATO系统。
根据运营需要,信号系统还应满足最大通过能力为40对的总体要求。
对于城市轨道交通,通过能力的发挥往往受制于折返能力,而折返能力与线路条件、车辆状态、信号系统水平等因素有关。因此,通过能力要求较高时,折返能力需与之相适应,必须对上述因素进行综合研究、设计。
16,2.5 地铁具有客流量大、行车密度高的特点,而准移动闭塞式和移动闭塞式ATC系统可以实现较大的通过能力,对于客运量变化具有较强的适应性,可以提高线路利用率,具有高效运行、节能等作用,并且控制模式与列车运行特性相近,能较好地适应不同列车的技术状态,其技术水平较高,具有较大的发晨前景.虽然固定闭塞式ATC系统技术水平相对较低,但由于可满足2min通过能力的行车要求,且价格相对低廉,因此也宜选用。根据实际情况,因地制宜选择三种不同制式的ATC系统是完全必要的。
16.2.7 自动驾驶模式和无人驾驶模式可以提高列车行车效率,实现列车运行自动调整、维护列车运行秩序、减少司乘人员劳动强度和人员配备的数量。然而,由于无人驾驶涉及车辆、行车组织、车辆段配置等多种因素,系统造价高,我国又无运用经验,故无人驾驶系统宜在探索经验后,根据用户需要逐渐采用。
16.2.8 信号系降级运用是指系统由自动控制降级为人工控制,由遥控变为局控,由实现全部功能至仅完成部分功能等,对于某些ATC系境,可能存在系统设备故障失去列车位置检测并可能波及较大运营范围.若系统无后备的列车位置检测及后备模式,将不利于系统故障时的安全行车和故障后运营的恢复,因此类似的系统可考虑深层次的系统后退运行方式,包括投入后备系统的运用模式。后备模式及其具体要求应根据用户需要及系统设备
的可靠性、可用性和安全性等因素确定。
16.2.9 信号系统的寿命周期为15~20年,列车通过能力按远期设计有利于列车运行调整.信号系统采用基于轨道电路的ATC时,其闭塞分区的划分按近期设计可以节省部分初期建设费用。
16. 3 车自动监控(AlS)系统
16.3.2 随着计算机技术及控制技术的发展,并考虑到不同地铁线路的同时建设或改扩建,ATS系统可以多运营线路共用,实现相关线路的统一指挥,并且也有利于实现资源的共享。
16. 4 调度集中(CTC)系统
16.4.1 地铁运营初近期或运行能力较低的线路可以采用CTC(Centralized Traffic Contro1)系统,本规范引用的CTC系统概念,是采用传统调度集中的以人工控制、调度员实现运行调整为主要运用特点的系统,并以CTC区别于ATS(Automatic Train Supervision)。
16.5 列车自动防护(ATP)系统
16.5.2 ATP系统的基本要求。
l 联锁设备属于安全系统并纳入ATP系统为典型的系统分类方式。但在系统阐述时,也可将联锁设备列为子系统独立论述。
2 信号系统安全失效率指标通常定义为10-11h-1或10-9h-1,本规范取10-9h-1。
3 闭塞分区的划分或列车运行的安全间隔,应通过列车运行模拟确定,并经列车实际运行校验。安全防护距离涉及信号系统控制方式及其技术指标、列车速度、车辆性能和线路状态等多种因素,主要决定于一定的速度条件下,设定的紧急制动距离和有保证的紧急制动距离之差。在列车跟踪运行的情况下,安全防护距离应增加列车尾车后部车轴可能未被检出的附加距离。
4 地铁的ATP系统应采用连续式控制方式.连续式控制方式主要是指安全输入信息连续采集,并实现连续控制。
16.5.3 第3款,ATP执行的强迫停车控制,包括全常用制动或紧急制动控制等不同方式,但最终控制模式应为紧急制动控制。考虑到行车的安全,要求停车过程不得中途缓解,并应在列车停车后,司机履行一定的操作手续,列车方能缓解。
16.5.4 道床电阻和分路电阻参数是参照国外地铁和北京地铁情况制定的,运用时可根据当地地铁的具体情况修订采用。
16.5.5 联锁设备的基本要求。
第8款,通过ATP地面设备自动检查站间空闲,人工办理站间闭塞手续。在规定的人工驾驶模式下,列车根据信号指示离站后,若站间闭塞手续不取消,即可自动构成站间闭塞的行车方式为自动站间闭塞,其闭塞范围可为站间区间或包括运行前方车站的站台。
第11款1),地铁设有ATP系统,自动闭塞通过信号机已失去主体信号的作用,所以一般可不设通过信号机。当ATP车载设备发生故障时,为便于司机掌握列车运行位置,可结合系统特点设置必要的地点标志,根据需要也可设置通过信号机。
第11款3),地铁属城市交通客运系统,采用右侧行车制,按惯例信号机也设于行车方向的右侧。如因设备限界、其他建筑物或线路条件等影响信号机的装设时也可设于线路的其他方位。
第12款,国外地铁有将道岔防护信号机以道岔状态表示器替代的实例,目前在我国道岔防护采用的是信号机形式。本款列入道岔状态表示器是考虑到设计思路和显示器材的可能变化。道岔状态表示器的显示距离宜远于其他类型的表示器,其显示距离定为200m。
本款中所列各种地面信号机和表示器显示距离为无遮挡条件下的最小显示距离。
16. 6 列车自动运行(ATO)系统
16.6.2 第4款,ATO控制过程满足舒适度的要求主要是指牵引、惰行和制动控制以及各种工况之间的转换控制过程的加、减速度的变化率,快捷性主要是指控制过程的时间宜短,以减少对站间运行时分的影响和提高运行质量。
16.7 车辆段及停车场信号系统
16.7.2 第2款,停车场是部分或是全部纳入ATC控制范围,应根据停车场的规模和作业性质而定,停车场部分或全部纳入ATC控制范围,可以提高列车于正线的运行能力。根据需要停车场也可仅纳入ATS系统的监控范围。
16.8 其 他
16.8. 3 第3款,作为原则信号电线路应与电力线路分开敷设,但鉴于地铁的线路条件,信号电线路与电力线路无论是交叉敷设或是平行敷设.很难保证较大的间距,这已为实践证实.由于信号系统技术水平、安全防护技术的不断提高和强化,信号电线路与电力线路分开敷设的间距可以选取较小的数值。
16.8.4 第1款,信号机房面积的设计要求尚无统一标准,信号机房面积与信号系统制式、系统结构、设备配置等有关。信号机房面积应留有适当余量,以备设备增加、更新时倒换。设备布置应尽量做到合理紧凑。
16. 8.5 第l款,信号设备所设的工作地线.保护地线、屏蔽地线和防雷地线等,是指信号系统常用的地线种类。通常,除工作地线的电阻一般取1一4Ω外,其余可参照有关标准执行。
第2款,地铁采用分设接地方式很难满足接地电极之间的距离要求。根据各城市地铁建设的经验可以采用综合接地方式,其接地电阻以小于1Ω为宜。