直线电机系统在广州地铁5号线的应用

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图 2 广州地铁 5 号线直线电机车辆
3 运营情况
3. 1 客流量情况
2009 年 12 月 28 日,5 号线首日运营 10 h,运 客 达 28 万人 次,当 日 广 州 5 条 地 铁 线 共 运 客 232 万 人次。5 号 线 开 通 使 广 州 地 铁 步 入 真 正 的 网 络 时 代,线网效应非 常 显 著,1 ~ 3 号 线 客 运 量 平 均 各 增 长 10 万 ~ 15 万人次。目前广州地铁开通运营 8 条 线路共 236 km,日 均 客 运 量 超 过 480 万 人 次,形 成 以 1 、2 、3 、5 号 线 为 骨 干 组 成 的 放 射 线 网,广 州 地 铁 运营线网见图 3。
组的 L 型车。
图 1 广州地铁 5 号线线路
2 工程设计特点
2. 1 大客流骨干线路对广州交通和城市发展有 巨大改善作用
5 号线线路经过芳村区、荔湾区、越秀区、东山 区、
站与 4 号线换乘,坦尾站、区庄站与 6 号线换乘,西村 站预留与 8 号线换乘条件,鱼珠站、大沙地 站 预 留 与 其 他 线 换 乘 条 件 ,滘 口 站 预 留 与 佛 山 市 轨 道 线 网 的 换 乘条件。
目前,5 号线高峰小时发车间隔 4. 5 min,旅行速度 35. 6 km / h,平均运距 7. 8 km,配 属 列 车 30 列,最大运
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图 3 广州地铁运营线网
能 1. 7 万人次 / h。由于客运量的迅猛增长,运能已经难 以 满 足 客 流 需 求。以 2011 年 3 月 7 日早高峰为例,高 峰小时最 大 客 流 断 面 位 于 下 行 猎 德 站—珠 江 新 城 区 间,为 2. 21 万人次 / h,上行方向最大断面为 1. 65 万人 次 / h,位于西村—广州火车站区间,高峰小时客流断面 见图 4。
天河区和黄埔区,沿线的客流属于交通需求型: 滘口— 大坦沙、珠江以西段,线路主要沿城市交通走廊布设,将 对外交通要道滘口和待开发的大坦沙及已发展成熟的 荔湾区连成一体,有利于缓解珠江大桥交通紧张情况, 同时促进大坦沙地区的发展。中山八—珠江新城段,线 路沿城市主要交通走廊布设,并经过广州火车站,重点 解决客流的运送,缓解客运交通紧张的情况。珠江新城 以东段,将东部的天河区、黄埔区和城区中心直接连接起 来,带动广州市中心尤其是珠江新城中央商务区( CBD) 的 发展,对促进东部地区健康发展起到巨大的导向作用。
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都市快轨交通·第 25 卷 第 1 期 2012 年 2 月
2. 3 地质复杂多变,位于城市密集交通繁忙区
5 号线的环境条件非常复杂,2 次穿越珠江,该区 域岩溶发育,全线 7 次穿越断裂,施工极其困难。该线 经过的主要交通繁忙道路有: 内环路、环市路、花城大 道、黄埔大道和大沙东路。5 号线在环市路下约4. 1 km 的线路与内环路高架桥并行,此路段交通非常繁忙,车 站的布置及施工非常困难。全线约 5. 4 km 的线路需穿 越房屋,处理房屋桩基础给工程实施带来很大的困难。5 号线沿线周边受影响的建筑物共有 465 栋,这些建筑形 式各异,地质条件及其基础形式各不相同,地铁结构与 之的相互关系也各不相同。经过的构筑物主要有: 既 有铁路线、高 架 桥、既 有 地 铁 车 站、人 行 天 桥、下 穿 隧 道、电力隧道、高压电线塔和跨河涌桥等,共约 65 处。
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Optimization Setting of Subway Station Entrance Facilities
Sun Xiaolin Liang Qinghuai ( School of Civil Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044)
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2010 年 1 月,5 号线工作日客流量最高达 50 万人 次,最低也接近 40 万人次; 回顾 3 号线从 2007 年开通, 用了 1 年多时间,日均客运量才达到 30 人次万,而刚 刚开通的 5 号线,开通次日就跨越了 3 号线运营 1 年才 达到的客流量大关,且增长趋势明显。5 号线 2010 年 全年日均客流量在 60 万人次左右,2011 年日均客运 量已增长到 70 万人次左右,其中 2011 年元旦日客流 量达 78 万人次、5 月 1 日 86. 9 万人次、10 月 1 日客运 量已达到了 94. 1 万人次。
直线电机系统在广州地铁5 号线的应用
《广州地 铁 5 号 线 增 购 列 车项目建议书》获 得 国 家 发改 委 的 批 复,5 号 线 增 购 32 列,列车到位后高峰 小时 发 车 间 隔 可 低 于 2. 5 min,基 本 缓 解 了 目 前 的拥挤现象。
3. 3 运营牵引能耗
5 号线采用一个交路 运营,理 论 上 全 日 平 均 满 载率 26% ,其中: 牵引能耗 约占 49% ,动力 照 明 等 约 占 51% 。5 号线每车公里 的牵 引 能 耗 平 均 为 3. 518 kW·h,同期的广州 地铁 1、2 号线 6 辆编组 A 型 车 分 别 为 2. 475、 2. 393 kW·h( 1、2 号线的 日均客流量己超 100 万人 次) ,广 州 地 铁 主 要 线 路 2011 年车公里平均牵引能 耗见图 5。
收稿日期: 2011 12 14 作者简介: 史海欧,男,副院长兼总工程师,教授级高级工程师,从事
其中,西场站、西 村 站、广 州 火 车 站、小 北 站、区 庄 站、动物园站为 6 座明暗挖结合的岛式车站; 滘口站、
城市轨道交通设计和研究工作,shihaiou@ dtsjy. com
坦尾站为 2 座高架车站。
2. 5 国际上首次采用大运量等级的 6 辆编组直 线电机运载系统
5 号线线路西段和中段位于城市的中心区,选线 困 难 ,线 路 具 有 曲 线 多 、半 径 小 、坡 度 大 的 特 点 。 首 期 工程曲 线 长 度 占 线 路 总 长 度 的 41% ,其 中 半 径 为 200 m 的曲线有 2 处,总长度 660 m,占总曲线长度的 5% ; 半径为 250 ~ 300 m 的曲线有 3 处,总长度 1. 6 km, 占总曲线长度的 12% ; 半径 350 m 及以上的曲线有 47 处,总长度 11 km,占总曲线长度的 83% 。正线最 大坡度 55‰,坡道长度 520 m; 40‰ < i < 50‰的坡道 长度 1. 3 km; 30‰ < i≤40‰的坡道长度 2. 2 km; 20‰ < i≤30‰的坡道 长 度 4 km; 车 辆 段 出 入 段 线 最 大 坡 度 58‰。
5 号线采用 6 辆编组大运量等级直线电机运载系 统( 见图 2 ) ,直 线 电 机 车 宽 2. 8 m,6 辆 编 组 长 度 约 106. 36 m,最高运行速度为 90 km / h。牵引供电系统采
用直流 1 500 V 供电,正线采用接触轨受流,车辆段采 用柔性架空接触网。按 6 辆编组载客量 ( 定员) 1 402 人、最大行车密度 33 对 / h 设置系统能力。
3. 2 客流断面及运能
广州地铁随着 2、8 号线、3 号线北延段的开通运 营,客流迅猛增长,5 号线的运能也越来越难以满足客 流的需求,部 分 车 站 客 流 拥 挤 并 有 较 多 乘 客 滞 留 。 拥 堵基本是发生 在 重 要 换 乘 站 之 前,如 上 行 方 向 基 本 发 生在 5 号线与 3 号线的换乘站———广州火车站之前, 下行方向则发生在 5 号线与 3 号线的换乘站———珠江 新城站之前。
都市快轨交通·第 25 卷 第 1 期 2012 年 2 月
doi: 10. 3969 / j. issn. 1672 6073. 2012. 01. 006
热点研讨
直线电机系统在广州地铁 5 号线的应用
史海欧 孙元广
( 广州地铁设计研究院有限公司 广州 510010)
摘 要 以国际上首次采用大运量等级直线电机运载 系统的广州地铁 5 号线为例,从工程设计、运营客流及 运能、牵引能耗等方面进行分析,介绍该工程的创新点 及直线电机系统的适应性,以提高大家对大运量直线电 机系统的认识,并给出直线电机系统车辆的改进建议。 关键词 直线电机系统; 客运量; 牵引能耗; 广州地铁 5 号线 中图分类号 U213 文献标志码 A 文章编号 1672 6073( 2012) 01 0023 03
图 4 5 号线高峰小时客流断面
从图 4 可以看出,5 号线车陂南—杨箕站段运能严 重不足,导致了大量乘客的滞留。为缓解运能紧张,广 州地铁 2009 年开展 了 5 号 线 列 车 增 购 项 目,2010 年
图 5 广州地铁 2011 年车公里平均牵引能耗
5 号线每人公里的牵引能耗为约 0. 06 kW·h,相对 常规轮轨的 1、2 号线,5 号线的能耗明显偏大,其主要原 因是广州地铁直线电机车辆的轴重大( 达 13 t) ,且直线 电机系统本身能耗偏大,另外 5 号线的线路条件较差。
4 小结
5 号线是广州地铁迄今为止建设完成的最复杂、最 困难的一条 线,在 国 内 外 地 铁 建 设 中 也 罕 见。 行 走 于 广州繁华城区,穿越上千栋房屋、7 次穿越断裂带、2 次 过珠江、6 次穿越广茂铁路。5 号 线 线 路 所经之 处,把
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都市快轨交通·第 25 卷 第 1 期 2012 年 2 月
复杂、最 困 难 的 一 条 线。
5 号线( 见图 1) 从 2004
年开工 至 பைடு நூலகம்009 年 12 月
建成,历 时 5 年 多,2009
年 12 月 28 日开 通试运
营,总 投 资 约 132 亿 元。
5 号线首期工程共有 10
座车站与其他线路换
乘,系 统 采 用 了 直 线 电
机运 载 系 统,为 6 辆 编
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2. 4 工程设计与实施难度大,但土建设计技术创 新多
5 号线创造了在繁忙道路下不影响地面交通而进 行暗挖的车站设计技术,采取创新型站隧分离、暗挖车 站的设计方案; 使用了国内第 1 条使地铁盾构成功穿 越溶洞的隧道设计技术; 在国内第 1 次开挖了最小曲 线半径只有 200 m 的盾构隧道; 在国内第 1 次成功采用 最大坡度为 5. 5% 的线路设计; 在国内第 1 次采用矿山 法进行洞内桩基托换设计; 在国内地铁中首次采用上 下重叠暗挖站台的车站设计( 动物园站上下重叠隧道 净高达 21 m,隧道层高最高) ; 在广州首次采用先挖隧 道后开挖车站的设计( 五羊邨站) 等创新技术。
1 工程概况
2. 2 换乘站和车站形式多
广州地铁 5 号线首期工程( 滘口至文冲) 线路长 约 32 km,22 座车站,线路横贯广州东西两翼,为城市 东 西 向 的 骨 干 线 ,是 广 州 地 铁 迄 今 为 止 建 设 完 成 的 最
5 号线与其他地铁线路有 10 座换乘站: 杨箕站 与已运营的 1 号线换乘,广州火车站与已运营的 2 号 线换乘,珠江新城站与已运营的 3 号线换 乘,车 陂 南
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