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尽管如此,我国城市轨道交通发展历史比较短,运营管理经验不足,城市轨道交通运营中存在许多不容忽视的安全隐患。
由于我国尚未建立起完善的轨道交通运营安全法规和统一的管理标准,各地的城市轨道交通运营安全保障工作处于分散不成体系的状态,对轨道交通运营的安全保障管理做法也各不相同。
这种状态与轨道交通迅速发展的形势极不相称。
城市轨道交通系统是一个庞大而复杂的系统,由供电子系统、通信子系统、信号子系统、给水与排水子系统、屏蔽门与安全门子系统、防灾与报警子系统(FAS)、环境与设备监控(BAS)子系统、机车车辆子系统、车辆段检修设备子系统、自动售检票子系统、通风空调与采暖子系统、电梯和自动扶梯等子系统组成。
城市轨道交通系统部各子系统之间及系统与系统外部有很高的关联度,一旦某个子系统出现问题,就会迅速影响和波及到其它子系统,形成连锁反应,进而影响整个系统的正常功能,造成系统部分或整体功能的瘫痪。
城市轨道交通运营专业性强、技术设备复杂、客流量大、日周期性强、高峰低谷落差显著、时效性强,因此城市轨道交通运营安全管理的难度较大。
尤其在我国,大多数城市轨道交通线路因深处地下,出入口少,站台和车人员又相对密集,疏散难度相对加大更使得城市轨道交通运营过程隐患重重。
目前发达国家的城市轨道交通运营安全管理主要采用系统的安全管理模式。
在安全管理的思想上,突出了整体安全、系统安全的概念,将涉及行车安全的人、设备、环境等因素实现系统地管理与调度;
在管理方式上,加大了安全法规的建设力度,实现法制化管理;
在手段上开发了大量先进的行车安全监测设备,并通过计算机网络技术、通信技术实现了运输安全信息的远程集中管理和科学分析。
以德国为代表的一些欧洲国家采取的是“专业化安全管理模式”。
它们把探索安全管理治本途径问题一并考虑,用经营管理体制创新为安全管理升级拓展空间,以安全管理的不断深化增强企业的市场竞争能力,努力达到两者的协调互促、良性循环。
推行了以“机务、车辆、工务、电务等路网系统分开管理”,使安全管理更加突出重点,技术管理更加专业化,管理畴更加合理化,安全生产得到了根本性的改善。
日本靠技术装备升级而建立的“高技术型安全管理模式”,直接采用世界最先进的技术装备,在全国大力发展标准轨、高技术、高速度、高安全的轨道交通决策。
采用了先进的机车、车辆、轨道、信号等技术装备,为保证高速列车的运行安全,同步上马了先进的以“轨道电路的数字列车自动控制”方式、无线电控制的CARAT等方式为主的“新型运输安全系统”,以及调车作业“装置化”的“编组站自动化系统”。
为在既有线上“提速”而采用的“摆式列车”技术,同样有效地防止了因列车通过曲线和道岔超速而所引发的颠覆事故。
这一系列高新技术的采用,极消除了人为的安全隐患。
美取的是“集中化安全管理模式”,使安全管理环境特点相近的线路集中起来,既有利于抓住安全管理的主要矛盾,又有利于发挥规模优势而通过加大投入来进行保证安全的技术装备的换代升级。
国大多数城市轨道交通运营公司对于相关问题进行过一些单项的和观点性的研究,尚未形成理论或实际模式,这些管理办法总的来说具有重现实、重战术的特点。
当然也有一部分企业借鉴了国其他行业的企业安全管理模式,并对其进行改进使之适用于城市轨道交通运营的安全管理。
归纳起来,具有代表性和影响力的主要有以下几种模式:
地铁制定了安全管理的具体目标,即“安全可靠、快捷准时、高效运行、出行方便、功能完善、舒心环保”,同时满足各方面顾客的不同需求。
在此方针指导下,详细制定了《运营事故处理规则》和《地铁运营服务标准》。
并围绕地铁安全工作特点,公司在加强基础管理的研究与实践,深化“治、控、救”管理体系的同时,开展了评选“金手柄奖”、全员安全大讨论、安全月等一系列安全活动,积极推动安全管理工作。
天津地铁运营公司根据鞍钢的,"
0123"
安全管理模式,制订自己的“0123"
模式的安全管理目标:
人员伤亡为0(包括员工和乘客)、1个标准(安全标准化班组建设)、2个百分之百(制度百分之百执行、作业百分之百登记)、3个杜绝(杜绝重大行车事故、杜绝非不可抗拒重大火灾事故、杜绝非不可抗拒的爆炸事故)。
以保证乘客安全、保障员工健康为出发点,以“0”来统率全局,开展安全管理工作。
通过安全生产责任制、企业安全文化建设和紧急状况下安全管理等对策的加以实施,通过IS09000体系认证,合理调整生产责任制与安全文化建设的关系,使两者能有效的结合,使员工、乘客和公司三者成为利益的共同体。
地铁公司采用了一套完善的安全管理方式,在坚持“安全至上”的经营方针的指导下,通过制定安全策略和建立安全管理系统,以及推行安全管理计划,积极制定安全指引和有效措施来消除隐患、减少危险,确保严格遵守安全法例要求和维持一个极具安全意识的环境。
地铁公司在《安全政策》中表明致力确保乘客、群众、承包商及员工的安全,并通过整体表现指标,将安全定为策略及业务策划中重要的一环。
地铁公司每三年便会邀请国际的安全专家来港进行全面深入的视察和研讨,为安全管理系统提供客观的改善建议。
一、城市轨道交通运营安全管理主要容
当灾害发生时,人的素质对于降低事故的损失尤为重要。
在2003年的国大邱火灾和2004年的莫斯科地铁火灾中,人的素质方面就有不同的表现。
在莫斯科地铁爆炸事件中,地铁员工、乘客以及有关救援部门所表现出来的组织性和纪律性令人钦佩。
机车司机及时采取措施,并向调度中心报告了所发生的情况。
乘客听从司机的安排,互相帮助、十分有秩序地撤离了事发现场,没有发生由于拥挤、恐慌引起的人员伤亡。
各种救援机构训练有素,能够及时到位并且各司其职。
所有这些因素在一定程度上减轻了可能的损失。
大邱纵火案中,调查后认为,地铁司机和综合调度室有关人员对灾难的发生有着不可推卸的责任,尤其是当时车站的中央控制室没有及时阻止另一辆列车进入车站,造成伤亡人员增加。
国地铁火灾专家明浩教授在对现场勘察后,严厉批评地铁运营当局缺乏事故认知能力,缺少责任意识。
总的来说,人的方面是指乘客要有较强的安全防意识,地铁运营的管理者和作业人员要有高素质的职业道德和工作水平,具体表现在对乘客的宣传教育、对地铁工作人员的培训。
1.对乘客的宣传教育
对乘客要宣传教育他们注意以下的准则:
(1)乘客在平时乘坐地铁时要注意熟悉环境及地铁的消防设施和安全装置,严格遵守地铁安全管理守则和乘客守则,严禁携带危险物品进入地铁站。
(2)当有人纵火制造事端或蓄意破坏地铁设施时,乘客应能挺身而出,同心协力,勇敢而坚决地予以制止。
(3)灾害发生时,取出列车座位底下的灭火器进行灭火并积极配合地铁工作人员的指挥,采取有效自救措施,留意车上广播,在司机的指引下,沉着冷静、紧有序地通过车头或车尾疏散门进入隧道,往临近车站撤离。
切忌在列车运行期间,有拉门、砸窗、跳车等危险行为。
2.对地铁工作人员的培训
(1)地铁工作人员平时要注重安全意识的培养,努力提高对易燃易爆危险物品的识别能力和自身处理各类突发事件的能力。
地铁公司提出了“分钟紧急应对”的思路,即地铁各岗位员工、公安干警、在各种外部救援力量赶到地铁之前,明确分工、各尽其责,沉着冷静、忙而不乱地处理,尽可能地在5分钟之控制或扑灭火灾,将灾害控制在最小围或萌芽状态。
(2)灾害发生时,应有条不紊紧急处理,司机尽可能将列车开到前方车站处理,这样可以依靠车站的消防力量进行救灾。
遇紧急情况,列车在隧道无法运行时,需要在隧道疏散乘客时,控制中心及司机应根据列车所在区间位置、火灾位置、风向等综合因素确定疏散方向,并迅速通知乘客,组织疏散。
总的来说,设备设施方面是指要保证地铁装备功能完备、性能先进,防灾抗灾能力强,车站和区间隧道建筑结构设计合理,灾害发生时便于逃生。
1.具备完备的监测系统、安全装置、消防设施和安全保障系统
地铁运营也要严格贯彻“安全第一,预防为主”的方针。
对于站和车的运营情况进行实时监测就是一项重要手段。
在地铁车站部和过道处安装摄像头,可以在调度室随时察看任何一个车站和过道的情况。
在车厢安装监控摄像头,在驾驶室安装监视器,司机可以对车厢的情况进行观察。
如果在隧道安装了图像信号传输设备,地铁调度指挥中心就可以监控每辆车的运行情况。
目前看来,地铁安全装置一般包括列车报警按钮、车门紧急解锁手柄、司机室与车厢通道门的紧急拉手、列车头部紧急疏散门、车站紧急停车按钮、车站智能烟感探头、车的紧急照明、通风系统和供电系统。
地铁消防设施一般包括列车上灭火器、站厅、站台消防栓、灭火器、自动水喷淋装置、车站和区间隧道的排烟装置,防淹门等。
特别是在车站的出入口附近应设有与外部消防车接口的消防栓,方便外部救援力量的支援。
为了尽可能的避免事故,需要有安全可靠、功能互补的各类安全保障系统。
主要包括:
(1)列车自动控制系统(ATC);
(2)环境与设备监控系统(BAS);
(3)电力监控系统(SCADA);
(4)火灾自动报警系统(FAS);
(5)综合监控系统(ISCS);
(6)乘客资讯系统(PIS);
(7)城市轨道交通控制中心系统(TCC)。
2.具备违禁物品检测设备与系统
鉴于国外最近发生的几起地铁炸弹袭击事件和国屡禁不止的乘客携带易燃易爆品进站事件,安全防的重要举措就是要加大安全检查的力度。
因而,很有必要像大铁路一样,在地铁进站口设安全检测仪,检测旅客行是否带有危险品;
在每个站点候车处安装探头,及时发现乘客携带的可疑物品。
将目前国流行的突击性地铁安全检查上升为一种日常性的行为。
在一些特殊节假日的人流涌动高峰期,甚至还有必要出动防爆犬,在车站、车厢加强乘客行的安全检查,加大对各类危险品的查堵。
3.具备可靠装置防止坠轨和自杀
车站的坠轨和自杀事故严重影响到列车的正常运营。
有鉴于此,、、等地的一些线路,在地铁站台采用了屏蔽门装置。
即在站台和轨道之间,设置特制的玻璃墙相隔离,墙上的门与车门的宽度完全对应。
只有在列车进站、停稳后,墙门与车门才同时打开;
乘客上下之后,墙门、车门同时关闭。
无论列车进站与否,无论在候车时还是上下车时,乘客都不会也不可能掉下或是跳下站台。
已正式发布实施的《城市轨道交通设计规》中也有相关建议。
在,为防止地铁跳轨事件的发生,运营部门正采取积极的应对措施,计划在一线地铁各站安装红外线感应器,一旦有人越过黄线,感应器就能及时响起报警。
4.保证应急通道设置合理且通畅
《市城市轨道交通设计规》规定,在设计新的轨道交通线路时,沿线每隔300m距离将设置一条应急通道。
一旦列车在隧道中发生故障,或者发生火灾等险情,乘客可以通过应急通道走到站台,从而大大加快乘客疏散速度。
市首条应急通道将在轨道交通7号线中建设。
地铁通风亭除起到保障车站通风顺畅外,还是紧急情况下的安全逃离及消防通道。
《市地下铁道通风亭管理规定》指出,地铁通风亭周围100m为其保护围,保护围要保持通畅,禁止搭建任何建筑物、构筑物或堆放物品。
前不久,地铁部门会同相关单位,对遭严重围堵的28座地铁通风亭和5个出入口进行了清理。
5.具备安全化的附属设施
为了给乘客在乘车过程中提供便利,地铁布置了很多附属设施。
但从国外发生的某些事故来看,这些附属设施很有可能成为恐怖分子制造灾害的渠道。
对此,各国地铁管理部门纷纷采取应对措施。
自“911”恐怖袭击后,美国纽约地铁站里的垃圾箱换成了能抵御炸弹爆炸的新型垃圾箱。
为避免发生危险事件,地铁也有类似举措,用一次性垃圾袋取代了原来的钢制垃圾筒。
由于在马德里“311”恐怖袭击中,手机成为了恐怖分子引爆炸弹的重要工具,英国伦敦地铁当局宣布,将对在该市地铁车站安设手机信号接收天线的计划进行重新评估。
近日,为了降低突发事件可能造成的损失,俄罗斯有关部门计划在车辆安装新式车窗玻璃,一旦发生爆炸,这种玻璃不会破碎,而是连同窗框一起脱落。
规完备的安全管理制度是实现地铁运营安全的基础。
目前从保障我国地铁安全运营的实际情况来看,急需建立地铁灾害应急处理制度、地铁设施设备日常安全维护制度、地铁紧急状况定期演练机制及国民地铁安全教育计划。
1.建立地铁灾害应急处理制度
建立和完善灾害应急处理制度,从而保证“灾而无难”或“难而少恙”。
在日常管理中必须充分考虑到承载突发灾难的各种需要(包括自然的和人为的、在的和外在的、可以预见和不可预见的),一旦灾难突然而至,就能启动预警机制和救灾系统,将灾难控制在最小围,消除在初发状态中。
虽然我国、、等地已经建有应对地铁各种意外情况的紧急处理预案,但尚需进一步完善,上升到制度的标准。
在2004年的莫斯科地铁火灾中,当发生爆炸之后,地铁司机马上按照有关的操作程序向调度室报告情况,请求切断电源,同时打开紧急照明设施,通过广播组织乘客疏散。
调度方面则安排各站人员疏散乘客,请求治安、消防、救护等部门紧急援助。
在整个救援过程中,莫斯科市急救站出动了1架直升机、60台救护车,俄罗斯卫生部和莫斯科市政府下属的灾害医疗中心分别出动了5个和3个快速反应分队,3个心理专家组在现场工作。
在很短时间80多人被送往医院,130多人在现场接受了包扎和治疗。
此外,事发当天各大医院迅速调集了人员和药品。
当时有40人需要输血,当这个消息公布之后,当天之全市共有1500多人自愿献血帮助受伤者。
2.建立地铁设施设备日常安全维护制度
保持地铁系统长周期的正常运行,要求对各类设施设备及时维护保养,以减少随机故障的影响。
从防灾、抗灾的角度来讲,日常安全维护制度还要确保地铁站设备的完备性,灭火装置的充分性及可用性。
据专家声称,国地铁纵火案本不该这么严重。
因通风孔形同虚设加之站缺少必要的夜间照明装置,大大降低了乘客的逃生机会并阻碍了救援人员工作的开展。
2004年3月份,地铁四惠站和大望路站之间的一通风机突然开始冒烟,据说是因为线路短路造成的。
虽然防救援迅速,加之疏散及时,没有引起骚乱,却说明了在设备维护中还存在缺陷和不足,很有必要建立更加完善的日常全维护制度。
3.建立地铁紧急状况定期演练机制
我国从未放松对紧急情况的预防,、、、等地的地铁管理部门,多次会同消防及相关部门进行实战演练,提高处理紧急事故的能力。
就在莫斯科爆炸案发生的前半个月,地铁就曾在建国门站进行了名为“列车发生爆炸迫停隧道的应急先期处置”演习。
现在所缺的,是将这种演练提升成为经常性的定期演练机制。
4.开展国民地铁安全教育活动
安全教育是安全管理中的一项重要工作。
在安全教育方面,俄罗斯除了在中学开设安全和逃生课程之外,紧急救援部也在有计划地向居民宣传安全防和自救的知识。
在2004年2月6日的莫斯科地铁炸弹袭击事件中,车厢未受伤的乘客立即通过对话装置向列车司机报告。
发现烟雾之后立即用手边的东西保护口鼻,以防吸入毒气发生中毒。
当确定可以安全离开车厢时,青壮年乘客帮助妇女和儿童下车,搀扶或者抬着行动困难的乘客离开现场。
从而最大限度地降低了人员的伤亡。
在这其中,乘客在日常教育中培养的安全素质就发挥了重要作用。
莫斯科公众交通系统的安全防工作也值得一提。
几乎所有地面和地下交通工具在报站时都会提醒乘客“下车时不要忘记自己的东西。
看到可疑的东西千万不要动,请立即向司机或附近的警察报告”。
就我国现状而言,亟待加快对乘客进行地铁安全教育工作的步伐。
深入宣传“地铁安全,人人有责”的观点,努力提高乘客的安全防和自救知识的水平。
一、线路的概念和分类
城市轨道交通是一个综合性的庞大系统,为了办理客运运输业务,必须拥有各种相关的交通设备、基础设施、人员和一整套的城市轨道运输生产计划和调度指挥系统,才能安全、准确、迅速、经济、便利地运送乘客,高质量的满足社会对城市轨道交通的需求。
线路是轨道交通系统中重要的组成部分,按线路远期单向客运能力,可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。
每条线路的运能,应通过客流预测分析确定。
客流预测应按初期、近期、远期设计年限分别测算,初期为建成通车后第3年,近期为第10年,远期为第25年。
同时也应考虑整个线网的远景客流进行平衡性的预测,经过综合分析,合理确定需求规模。
城市轨道交通线路是由各种不同材料的部件所组成的,具有规定强度和稳定性,能保证列车以规定的速度平稳、安全、正点和不间断地运行的整体工程结构。
城市轨道交通(以地铁、轻轨为例)线路是由钢轨、轨枕、道岔、道床、连接零件和轨道加强设备等组成。
它是城市轨道交通列车行车的基础,是城市轨道交通运营的重要设备之一。
城市轨道交通系统的线路有不同种类型,以地铁系统为例,地铁线路按其在运营中的作用分为正线、折返线、渡线、停车线、检修线、试验线、出入库线和联络线等。
(1)正线
地铁运营由区间隧道、或护栏、或地面、或区间高架桥全部封闭的线路,一般为上下行双线,实施右侧行车惯例(日本、英联邦国家除外)。
如地铁规定,南北走向向北的为上行(正向);
东西走向向东的为上行;
环线圈为上行。
(2)折返线
折返线是在终点站或中间站以方便列车掉头、转线及存车等的线路。
折返线有如下三种折返方式:
1)环形(灯泡线)。
实际上已消除了折返过程,保证了线路的最大通过能力,节约了有关设备。
但占地面积大、轮轨磨耗大、无法停放和检修列车,难以延长线路等。
2)尽端式。
折返线数量由检修作业量、代发车存车数量决定。
需要检修的折返线上设有检修坑。
3)渡线折返。
在车站前或后设置渡线完成折返,分为站前、站后、区间站渡线三种。
但单轨线路(磁浮)折返比较特别,需要利用专门设备如折返道岔来完成。
(3)渡线
在上下行正线之间(或其他平行线路之间)设置的连接线为渡线。
(4)停车线
停车线是场作业停放列车的线路。
(5)检修线
检修线是设在车辆基地检修库,专门用于检修列车的线路,设有地沟,配有架车设备、检修设备(如行车)。
(6)试验线
试验线是设在车辆基地,用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路。
(7)出入场线
出入场线是连接车站和正线的线路。
根据地铁列车运营及检修的需要,地铁列车出入车场的走行线一般为双行线。
(8)联络线
联络线是轨道交通线路之间为调动列车等作业而设置的连接线路。
一、线路的平面设计
(1)线路平面:
轨道交通线路中心线在水平面上的投影。
线路中心线:
两根钢轨间距离的中点连线(单轨交通为轨道梁的中心线)。
(2)线路平面组成要素
直线:
线路走向的主要部分;
曲线:
为了满足线路选线要求,适应地形变化(地面布置方式),避让障碍物(地面,地下,高架方式)而必然出现的部分。
(3)曲线阻力
列车在通过曲线段时,除了克服基本阻力(即直线段也存在的阻力)外,还需克服曲线附加阻力
基本阻力:
列车运行过程中需要克服的轮轨阻力,空气阻力等;
曲线附加阻力:
由于曲线而产生的附加阻力
曲线阻力产生原因:
由于曲线段轨与外轨之间距离不相等,在通过曲线段时,会发生外侧车轮滚动,侧车轮滑动的情况
因离心力产生的车轮与钢轨之间的挤压力等
(4)曲线阻力计算
单位曲线阻力为W=K/R
式中:
K为计算常数,可通过检测得出。
曲线阻力与R成反比,即R越大,W越小,对运行有利;
但曲线半径R越小,线路适应地形、避让障碍物的能力越强。
(5)曲线最小半径
城市轨道交通系统应根据其运行特征及车辆性能等要素,选择一个统一适合的R值,便于设计与施工。
地下铁道:
正线常用300m,困难地段不小于250m。
联络线:
常用150m,车辆基地根据作业情况及布局需要,R还可适当取较小的值(最小的R值仅有100m左右)。
(6)曲线最小半径
单轨铁路:
正线,(跨座式),
(悬挂式);
其他,(跨座式,悬挂式)。
(7)缓和曲线
由于离心力与车辆运行速度平方成正比,与曲线半径成反比,如将直线段视为R为无穷大的状况,则直线段与曲线段之间离心力有一个突变过程,即从0突变为相当大的值(因为R较小,V较大)
为保证行车安全和乘客舒适,需在直线与圆曲线之间加入一段缓和曲线。
缓和曲线常选择高次幂曲线、等速螺旋线等具有从直线过渡到圆曲线特征的曲线。
如地下铁道常采用L=0.07·
V3/R
单轨铁路选用:
L=V3/14R等。
一、线路的纵断面设计
(1)线路纵断面定义
线路中心线在垂直平面上的投影,单轨铁路以轨道梁中心线为准。
(2)线路纵断面的组成要素
平道:
线路纵断面的基本部分;
坡道:
由于选线及避让障碍物需要及适应运行需要而设置的特殊路段。
(3)坡道阻力
列车通过坡道时,因坡度存在而产生的附加阻力。
坡道阻力产生原因:
车辆在坡道上运行,重力分解为对轨道的正压力N与沿坡道的下滑力W两个分力,W即为坡道阻力。
上坡时,W为正值
下坡时,W为负值。
(4)最大坡度
地下铁道及轻轨铁路:
正线一般选择30‰
困难地段≤35‰
辅助线路≤40‰
正线:
跨座式:
≤60‰
悬挂式:
≤40‰
其他线路:
≤100‰
≤120‰
(5)竖曲线
在两个相邻坡道或平道与坡道之间,由于坡度差异较大,会导致列车运行不顺
为此,在变坡点设置竖曲线。
地下铁道及轻轨铁路竖曲线半径:
区间R=5000m
车站端部R=3000m
辅助线R=2
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