上海市土木工程建設(shè)新技術(shù)手冊上海市土木工程學(xué)會上海市土木工程學(xué)會（1953-2023）序上海市土木工程學(xué)會成立于

1953

年

7

月，是上海市科協(xié)、市社團(tuán)

5A

級、5星級社會團(tuán)體組織。半個(gè)世紀(jì)以來，為上海這座城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展起到積極的引導(dǎo)作用，做出了卓越貢獻(xiàn)。學(xué)會發(fā)展至今，已成立

20

個(gè)學(xué)術(shù)團(tuán)體專業(yè)委員會，現(xiàn)有團(tuán)體會員單位

233個(gè)，囊括了全市主要高等院校、設(shè)計(jì)研究院、土木工程管理機(jī)構(gòu)、施工企業(yè)和有關(guān)外省市駐滬單位。學(xué)會現(xiàn)有個(gè)人會員

4000

余人，有孫鈞、江歡成、項(xiàng)海帆、魏敦山、林元培、肖緒文、呂西林、朱合華

8

位院士及

30

位勘察設(shè)計(jì)大師，云集了全市最優(yōu)秀的土木工程專家、學(xué)者、高級技術(shù)人員，是上海專業(yè)技術(shù)人員公認(rèn)的“工程師之家”。學(xué)會本著促進(jìn)土木工程科技創(chuàng)新與城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展結(jié)合，促進(jìn)土木工程科學(xué)技術(shù)與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)合，促進(jìn)土木工程科技人才成長、提升城市能級和核心競爭力相結(jié)合的宗旨，堅(jiān)持“四服務(wù)一加強(qiáng)”管理理念和“以學(xué)為主”工作方針，積極開展學(xué)術(shù)研討、交流合作、科學(xué)普及、科技評價(jià)、評審認(rèn)證、優(yōu)秀、專業(yè)培訓(xùn)、書刊編著等工作，取得了優(yōu)異的成績。2023

年恰值學(xué)會成立

70

周年，為紀(jì)念這個(gè)重要的節(jié)點(diǎn)，學(xué)會集結(jié)專委會與會員單位的專家資源、技術(shù)力量，匯編上海市土木工程建設(shè)新技術(shù)手冊，旨在總結(jié)提煉以往的工作經(jīng)驗(yàn)尋求新的發(fā)展目標(biāo)，為推進(jìn)上海這座全球卓越的世界級城市建設(shè)打下更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，做出更大的貢獻(xiàn)。上海市土木工程學(xué)會理事長2023年

10月城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)城市更新領(lǐng)域新技術(shù)超高結(jié)構(gòu)建造整體鋼平臺模架裝備技術(shù)數(shù)字化智能盾構(gòu)技術(shù)超高壓噴射注漿N-Jet工法SAMVSM微擾動壓入式沉井技術(shù)世博文化公園生態(tài)環(huán)境營建新技術(shù)新技術(shù)及 新裝備001289181167117091027225城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)1

城市軌道交通全自動運(yùn)行發(fā)展概況

.................................................................

11.1

國外發(fā)展概況

.......................................................................................11.2

國內(nèi)發(fā)展概況

.......................................................................................11.3

上海發(fā)展概況

.......................................................................................22

全自動運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用............................................................................

32.1

列車自動化運(yùn)行控制技術(shù)......................................................................

32.2

基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺的新一代綜合監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用................................

132.3

基于

LTE

的多業(yè)務(wù)綜合承載技術(shù)及應(yīng)用

.............................................

152.4

面向多專業(yè)復(fù)雜場景的智能運(yùn)維技術(shù)及應(yīng)用

.......................................

172.5

全自動運(yùn)行運(yùn)維管理模式及應(yīng)用.........................................................

213

成效及展望...................................................................................................

233.1

應(yīng)用成效

............................................................................................

233.2

技術(shù)展望

............................................................................................

24城市更新領(lǐng)域新技術(shù)1

既有建筑功能提升與綠色更新技術(shù)

...............................................................

311.1

既有居住建筑功能空間重組改造技術(shù)..................................................

311.2

既有公共建筑功能空間綜合改造技術(shù)..................................................

341.3

既有公共建筑立面形象改造技術(shù).........................................................

371.4

既有建筑綠色低碳改造技術(shù)................................................................

391.5

既有公共建筑不間斷運(yùn)營改造技術(shù)

.....................................................

422

既有結(jié)構(gòu)改造置換與地下拓建技術(shù)

...............................................................

452.1

地基基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固技術(shù)

............................................................

452.2

上部結(jié)構(gòu)置換技術(shù)..............................................................................

452.3

結(jié)構(gòu)抗震加固與減震隔震技術(shù)

............................................................

522.4

既有建筑（群）地下空間逆作法拓建技術(shù)...........................................

583

既有建筑整體移位技術(shù).................................................................................

643.1

結(jié)構(gòu)托換技術(shù)

.....................................................................................

643.2

水平移位技術(shù)

.....................................................................................

653.3

交替頂升施工技術(shù)..............................................................................

674

城市更新數(shù)字化技術(shù).....................................................................................

694.1

歷史建筑數(shù)字測繪建模技術(shù)................................................................

694.2

歷史建筑材料組分分析技術(shù).................................................................

734.3

建筑結(jié)構(gòu)損傷自動識別分析技術(shù)..........................................................

744.4

復(fù)雜工況設(shè)計(jì)與安全分析技術(shù)

.............................................................

784.5

歷史建筑數(shù)字孿生技術(shù)........................................................................

81超高結(jié)構(gòu)建造整體鋼平臺模架裝備技術(shù)1

整體鋼平臺模架發(fā)展歷程

..............................................................................

932

鋼梁與筒架交替支撐式整體鋼平臺模架技術(shù)..................................................

952.1

模架系統(tǒng)組成......................................................................................

952.2

模架系統(tǒng)構(gòu)造......................................................................................

982.3

標(biāo)準(zhǔn)施工流程....................................................................................

1003

鋼柱與筒架交替支撐式整體鋼平臺模架技術(shù)................................................

1013.1

模架系統(tǒng)組成....................................................................................

1013.2

模架系統(tǒng)構(gòu)造....................................................................................

1033.3

標(biāo)準(zhǔn)施工流程....................................................................................

1054

協(xié)同爬升式集成平臺模架技術(shù).....................................................................

1064.1

模架系統(tǒng)組成....................................................................................

1064.2

模架系統(tǒng)構(gòu)造....................................................................................

1094.3

標(biāo)準(zhǔn)施工流程....................................................................................

1105

塔機(jī)一體化集成平臺模架技術(shù).....................................................................

1125.1

模架系統(tǒng)組成....................................................................................

1125.2

模架系統(tǒng)構(gòu)造....................................................................................

1135.3

標(biāo)準(zhǔn)施工流程....................................................................................

115數(shù)字化智能盾構(gòu)技術(shù)1

數(shù)字平臺.....................................................................................................

1191.1

數(shù)據(jù)中心...........................................................................................

1191.2

盾構(gòu)法施工集群管控平臺

..................................................................

1241.3

項(xiàng)目管理平臺....................................................................................

1282

智能裝備——盾構(gòu)機(jī)推拼同步技術(shù)..............................................................

1302.1

原理說明...........................................................................................

1312.2

技術(shù)特點(diǎn)...........................................................................................

1322.3

工程應(yīng)用...........................................................................................

1343

盾構(gòu)自主駕駛..............................................................................................

1363.1

自主駕駛控制體系.............................................................................1363.2

盾構(gòu)機(jī)設(shè)備改造.................................................................................1373.3

智能控制模型

....................................................................................1373.4

標(biāo)準(zhǔn)化部署流程.................................................................................1403.5

工程應(yīng)用效果

....................................................................................1414

施工配套

.....................................................................................................1414.1

電機(jī)車自動駕駛.................................................................................1414.2

盾構(gòu)車架段管片自動運(yùn)輸...................................................................1454.3

垂直運(yùn)輸技術(shù)研究.............................................................................155超高壓噴射注漿

N-Jet

工法1

工藝原理

.....................................................................................................1692

技術(shù)特點(diǎn)

.....................................................................................................1692.1

成樁直徑大，最大可達(dá)

10m...............................................................1692.2

施工深度深，最大深度超過

115m

......................................................170圖

1-3

云嶺西項(xiàng)目成樁試驗(yàn)（施工深度

115m）..............................................1702.3

可形成多種狀體截面形狀...................................................................1702.4

復(fù)雜地層適應(yīng)性強(qiáng)，可在砂卵石層中成樁..........................................1712.5

垂直或傾斜施工，噴射流量大，施工功效更高...................................1713

應(yīng)用范圍

.....................................................................................................1724

施工設(shè)備與工藝...........................................................................................1735

應(yīng)用案例

.....................................................................................................1765.1

市域鐵路機(jī)場聯(lián)絡(luò)線華涇站

N-Jet

墻縫止水.......................................1765.2

上海市軌道交通

14

號線歇浦路站封底止水加固工程..........................1775.3

上海軌道交通市域線機(jī)場聯(lián)絡(luò)線工程

1

標(biāo)封底止水工程.....................1785.4

上海軌道交通市域線機(jī)場聯(lián)絡(luò)線工程

2

標(biāo)封底止水工程.....................179微擾動壓入式沉井技術(shù)1

傳統(tǒng)沉井工藝起源與發(fā)展

............................................................................1831.1

沉井發(fā)展現(xiàn)狀

....................................................................................1831.2

沉井應(yīng)用范圍

....................................................................................1841.3

應(yīng)用局限性........................................................................................1852

微擾動壓入式沉井工藝概述.........................................................................1862.1

壓入法沉井工藝特點(diǎn)..........................................................................1862.1

微擾動壓入式沉井工藝起源...............................................................

1882.2

微擾動壓入式沉井技術(shù)發(fā)展...............................................................

1893

壓入式沉井施工技術(shù)（壓沉工藝

1.0

版）

....................................................

1913.1

壓入式沉井工藝

................................................................................

1913.2

壓入式沉井受力監(jiān)測及分析...............................................................

1943.3

應(yīng)用案例...........................................................................................

1954

微擾動壓入式沉井施工技術(shù)（壓沉工藝

2.0

版）..........................................

1974.1

工藝介紹...........................................................................................

1974.2

應(yīng)用案例

1

........................................................................................

2014.3

應(yīng)用案例

2

........................................................................................

2044.4

應(yīng)用案例

3

........................................................................................

2055

數(shù)字化微擾動壓沉工藝（壓沉工藝

3.0

版）.................................................

2095.1

工藝介紹...........................................................................................

2095.2

應(yīng)用案例...........................................................................................

2176

技術(shù)成果.....................................................................................................

2197

推廣價(jià)值.....................................................................................................

2217.1

創(chuàng)新點(diǎn)...............................................................................................

2217.2

應(yīng)用前景...........................................................................................

2218

未來展望.....................................................................................................

2219

參考文獻(xiàn).....................................................................................................

222世博文化公園生態(tài)環(huán)境營建新技術(shù)世博文化公園生態(tài)環(huán)境營建新技術(shù)1

項(xiàng)目概況.....................................................................................................

2272

總體設(shè)計(jì)策略..............................................................................................

2282.1

城中有景，景中有城的整體架構(gòu)（圖

2-1）

.......................................

2282.2

特色鮮明，互融互通的功能布局........................................................

2282.3

綠色出行，立體多維的交通系統(tǒng)........................................................

2292.4

七彩森林，春花秋色的景觀設(shè)計(jì)........................................................

2292.5

延續(xù)現(xiàn)有，融合消隱的建筑設(shè)計(jì)........................................................

2302.6

互聯(lián)互通，站城一體的地下空間........................................................

2302.7

以人為本，回歸自然的燈光設(shè)計(jì)........................................................

2312.8

資源整合，便捷舒適的智慧公園........................................................

2312.9

藍(lán)綠交織，全域系統(tǒng)的海綿城市........................................................2312.10

統(tǒng)一管理，區(qū)域聯(lián)動的運(yùn)營方式......................................................2313

生態(tài)環(huán)境營建新技術(shù)....................................................................................2323.1

超大城市再生型中央公園山體建造關(guān)鍵技術(shù)

......................................2323.2

超大城市再生型中央公園長效水質(zhì)保障關(guān)鍵技術(shù)...............................2343.3

超大城市再生型中央公園生態(tài)冠層再生營建關(guān)鍵技術(shù)........................2353.4

超大城市再生型中央公園全生命期智慧管控關(guān)鍵技術(shù)........................236世博文化公園-上海大歌劇院1

工程概況

.....................................................................................................2381.1

建筑概況

...........................................................................................2381.2

室外雙螺旋樓梯建筑特點(diǎn)...................................................................2392

室外雙螺旋樓梯結(jié)構(gòu)體系與布置..................................................................2402.1

A

區(qū)懸挑區(qū)結(jié)構(gòu)方案..........................................................................2402.2

B

區(qū)結(jié)構(gòu)方案.....................................................................................2422.3

C

區(qū)結(jié)構(gòu)方案.....................................................................................2423

雙螺旋殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)....................................................................................2433.1

B2

區(qū)厚殼承載力校核........................................................................2433.2

B1

區(qū)厚殼承載力校核........................................................................2444

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力

UHPC

懸挑梁設(shè)計(jì).................................................................2454.1

截面設(shè)計(jì)

...........................................................................................2464.2

單梁

SOFISTIK

分析..........................................................................2474.3

實(shí)體單元結(jié)構(gòu)分析.............................................................................2494.4

試驗(yàn)研究

...........................................................................................2505

結(jié)語

............................................................................................................252世博文化公園-上海溫室1

工程概況

.....................................................................................................2542

項(xiàng)目創(chuàng)新技術(shù)

..............................................................................................2582.1

主體結(jié)構(gòu)與幕墻一體化設(shè)計(jì)創(chuàng)新........................................................2582.2

張弦鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新設(shè)計(jì)

....................................................2612.3

新型“日”字形鋁合金截面開發(fā)及應(yīng)用

.............................................2632.4

懸掛鋁合金屋蓋溫室結(jié)構(gòu)...................................................................2642.5

自然通風(fēng)

...........................................................................................266上海世博文化公園-雙子山1

項(xiàng)目概況.....................................................................................................

2702

結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)..............................................................................................

2713

結(jié)構(gòu)體系.....................................................................................................

2723.1

邊界條件、實(shí)體堆土和結(jié)構(gòu)空腔相結(jié)合的造山方式

...........................

2723.2

結(jié)構(gòu)方案比選....................................................................................

2744

地基基礎(chǔ).....................................................................................................

2794.1

場地條件...........................................................................................

2794.2

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)....................................................................................

2795

整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析（C

區(qū)為例）

..................................................................

2815.1

C

區(qū)概況

...........................................................................................

2815.2

抗震設(shè)防目標(biāo)....................................................................................

2825.3

計(jì)算結(jié)果...........................................................................................

2836

業(yè)化專篇、裝配式結(jié)構(gòu)介紹.........................................................................

2876.1

預(yù)制裝配式指標(biāo)、預(yù)制范圍介紹........................................................

2876.2

預(yù)制率統(tǒng)計(jì)........................................................................................

288SAM

新技術(shù)及

VSM

新裝備1

概述及背景

.................................................................................................

2911

VSM

超深地下空間開發(fā)新裝備....................................................................

2912

SAM

機(jī)械掘進(jìn)懸吊拼裝豎井施工新技術(shù)流程

..............................................

2942.1

原理..................................................................................................

2942.2

工序..................................................................................................

2943

新技術(shù)、新裝備、新工藝的突出優(yōu)勢

..........................................................

2984

典型應(yīng)用.....................................................................................................

3014.1

南京兒童醫(yī)院沉井式停車庫...............................................................

3014.2

盾構(gòu)、頂管工作井（地鐵、水務(wù)、電力隧道等領(lǐng)域）

........................

3045

潛在應(yīng)用及未來展望

...................................................................................

3055.1

VSM

裝備及

SAM

新技術(shù)在水務(wù)工程中的應(yīng)用場景...........................

3065.2

地鐵通風(fēng)井、緊急逃生井、出入口....................................................

3085.3

核心城區(qū)地下智能立體停車庫的全國布局

.........................................

3086

結(jié)論............................................................................................................

309XI城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)1城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)1 城市軌道交通全自動運(yùn)行發(fā)展概況1.1

國外發(fā)展概況自

1983

年全世界第一條全自動運(yùn)行線路法國里爾

1

號線的開通運(yùn)營，全自動運(yùn)行線路一直保持著高速增長。根據(jù)國際公共交通協(xié)會（簡稱

UITP）2019

年4

月發(fā)布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告：新加坡、吉隆坡、迪拜、溫哥華、里爾、首爾、釜山、巴賽羅那、巴黎、仁川等十多個(gè)城市已開通全自動運(yùn)行線路，未來全球新建線路中將有

75%采用全自動運(yùn)行系統(tǒng)，改造線路中也將有

40%采用全自動運(yùn)行系統(tǒng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止

2022

年底，全球已有

42

座城市開通運(yùn)營

64

條全自動運(yùn)行線路。全自動運(yùn)行線路最初適用于小運(yùn)量線路（低于

300

人/列車），列車多采取膠輪。據(jù)

UITP

統(tǒng)計(jì)在

2009

年之前，全世界范圍內(nèi)超過

350km

的全自動運(yùn)行線路采用的是中（300-700

人/列車）、小運(yùn)量，而采用大運(yùn)量（大于

700

人/列車）的全自動運(yùn)行線路不超過

50km。隨著時(shí)代的進(jìn)步、運(yùn)營壓力的提升和網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營，城市軌道交通對于效率的要求越來越高。全自動運(yùn)行技術(shù)水平隨之逐漸提升，城市軌道交通管理結(jié)構(gòu)和管理水平不斷改善提升，全世界首條大運(yùn)量城市軌道交通全自動運(yùn)行線路新加坡東北線（高峰容量

4.2

萬人次/小時(shí)）于

2003

年

6

月正式投運(yùn)。隨著全自動運(yùn)行技術(shù)成為城市軌道交通選擇的潮流，大運(yùn)量、多編組的全自動運(yùn)行線路逐漸被認(rèn)可。近十年，采用大容量的全自動運(yùn)行線路較

2009

年之前增加約

46%，總線路長度增加約

300km，其中包括國內(nèi)首條

GOA4

等級高密度大運(yùn)量的全自動無人駕駛線路上海地鐵

10

號線，線路最高日客運(yùn)量更是超過了

100

萬人次。1.2

國內(nèi)發(fā)展概況1996

年開通的臺北文湖線是國內(nèi)首條全自動運(yùn)行線路，也是臺灣最早開始營運(yùn)的捷運(yùn)路線，屬于中運(yùn)量膠輪捷運(yùn)系統(tǒng)。此后隨著臺灣的新北環(huán)狀線、臺中捷運(yùn)綠線，香港的迪士尼線、南港島線、澳門輕軌氹仔線等線路陸續(xù)投入運(yùn)營，港澳臺地區(qū)均已開通全自動運(yùn)行系統(tǒng)。中國大陸地區(qū)最早開通的全自動運(yùn)行地鐵為

2010

年運(yùn)營的上海地鐵

10

號線，該線開通初期由司機(jī)手動駕駛，經(jīng)過分階段調(diào)試于

2014

年正式開始全自動運(yùn)行。截止

2022

年底，中國內(nèi)地共計(jì)有北京、上海、天津、重慶、廣州、深圳、武漢、南京、成都、蘇州、寧波、南寧、濟(jì)南、太原、蕪湖等

15

市開通了全自動運(yùn)行2城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)線路，共計(jì)

30

條，已形成

716.83

公里的全自動運(yùn)行線路規(guī)模。其中

2022

年開通了

162.46

公里全自動運(yùn)行線路。截止

2022

年底，中國內(nèi)地有北京、上海、深圳、廣州、武漢、鄭州、太原等

21

座城市正在建設(shè)全自動運(yùn)行系統(tǒng)軌道交通線路共計(jì)

42

條，1354.76

公里。據(jù)

UITP

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到

2030年，全球城軌全自動運(yùn)行的線路公里數(shù)較

2018年底將增加

3

倍多，其中大部分增長源于中國。由此可見，未來

10

年將是我國城軌全自動運(yùn)行系統(tǒng)迎來全面爆發(fā)的黃金發(fā)展階段，這也將給軌道交通建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來廣闊的空間。由于客流規(guī)模差異，全自動運(yùn)行系統(tǒng)被引入中國大陸后，車輛制式由中低運(yùn)量為主發(fā)展為高運(yùn)量為主；由膠輪系統(tǒng)為主發(fā)展為鋼輪鋼軌為主。諸如遠(yuǎn)程控制列車、遠(yuǎn)程故障處置、自動開關(guān)車站等系統(tǒng)功能也隨著運(yùn)營需求不斷推陳出新。1.3

上海發(fā)展概況隨著

2021

年

12

月

30

日上海地鐵

14

號線、18

號線一期北段的開通運(yùn)營，上海地鐵邁入了超過

800

公里超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和高質(zhì)量發(fā)展的新征程，其中有

5

條軌道交通線路實(shí)現(xiàn)了

GoA4

等級的全自動運(yùn)行，運(yùn)營里程達(dá)到了

167

公里，位居全球之首。上海地鐵

10

號線是上海采用全自動運(yùn)行技術(shù)的第一條線路，于

2010

年

4

月開通運(yùn)營，2014

年

8

月開通全自動運(yùn)行功能。10

號線實(shí)行全自動運(yùn)行之后已運(yùn)營近十年在全自動運(yùn)行系統(tǒng)的功能磨合和管理能力提升方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，也為后續(xù)新線采用全自動運(yùn)行技術(shù)、推行全自動運(yùn)營管理模式奠定了基礎(chǔ)。如2020

年至

2021

年期間開通的

15

號線、18

號線和

14

號線的系統(tǒng)功能、運(yùn)營一體化管理、多職能隊(duì)伍運(yùn)作等均是在

10

號線基礎(chǔ)上“發(fā)揚(yáng)光大”，上海地鐵已開通運(yùn)營的全自動運(yùn)行線路基本情況如表

1-1

所示。表

1-1上海地鐵已開通運(yùn)營的自動運(yùn)行線路自動化等級線路運(yùn)營里程（km）開通時(shí)間全自動運(yùn)行模式開通時(shí)間列車值守方式GoA410

號線45.032010.04.102014.08.09有人18

號線36.112020.12.262020.12.26有人15

號線41.732021.01.232021.01.23有人14

號線38.202021.12.302021.12.30有人浦江線6.292018.03.312018.03.31無人GoA317

號線34.772017.12.302017.12.30有人5

號線32.692003.11.252018.12.30有人3城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)上海軌道交通

5

號線和

17

號線的自動化等級為

GoA3,目前列車監(jiān)護(hù)采用有人值守，也就是

DTO

模式運(yùn)營；而上海軌道交通

5

條自動化等級為

GoA4

的全自動運(yùn)行線路中，均具備無人值守的功能，但只有小運(yùn)量的浦江線實(shí)施了列車無人值守，其余

4

條大運(yùn)量線路均安排了多職能隊(duì)員（列控）在車廂內(nèi)進(jìn)行巡視監(jiān)護(hù)。根據(jù)未來的建設(shè)計(jì)劃，

上海地鐵既有線信號大修更新改造時(shí)計(jì)劃升級到GoA3

全自動運(yùn)行系統(tǒng)，新建線路擬將采用自動化等級最高的

GoA4

全自動運(yùn)行系統(tǒng)。由此可見，未來上海地鐵全自動運(yùn)行線路規(guī)模將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，全自動運(yùn)行技術(shù)也將在上海地鐵的發(fā)展過程中留下濃墨重彩的華章2 全自動運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用2.1

列車自動化運(yùn)行控制技術(shù)城市軌道交通全自動運(yùn)行在全線路段采用的是無人駕駛模式，根據(jù)自動運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)營場景和功能需求，需要列車具有高可靠的自動化控制技術(shù)。列車運(yùn)行自動化控制技術(shù)主要體現(xiàn)在列車正常運(yùn)行全過程的自動化、非正常情況下的快速恢復(fù)、應(yīng)急場景下的多專業(yè)聯(lián)動。列車運(yùn)行全過程的自動化是指在正常運(yùn)營情況下，由自動化設(shè)備取代司機(jī)，自動駕駛列車在車輛基地和正線運(yùn)行。故障場景下自動處置是指由于設(shè)備故障等原因，造成列車不能按運(yùn)行圖正常運(yùn)營，但又不危及乘客生命安全和嚴(yán)重?fù)p壞車輛等設(shè)備的情況下，城市軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)能夠維持降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的狀態(tài)。應(yīng)急場景下多專業(yè)聯(lián)動是指當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害、運(yùn)營突發(fā)事件等已經(jīng)導(dǎo)致或可能導(dǎo)致事故發(fā)生或設(shè)施設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞的情況下，信號、車輛、供電、機(jī)電等系統(tǒng)聯(lián)合動作，為中央調(diào)度員提供充分的監(jiān)控信息，便于調(diào)度員快速處置。2.1.1

全過程自動運(yùn)行技術(shù)列車在正常情況下的全自動運(yùn)行作業(yè)流程如圖

2-1

所示。每天運(yùn)營開始前，控制中心能夠根據(jù)列車出庫計(jì)劃，分批次將休眠狀態(tài)的列車喚醒，車輛收到喚醒命令后，觸發(fā)車上各設(shè)備系統(tǒng)上電和綜合自檢，綜合自檢除檢查車輛系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備外，還檢查列車運(yùn)行相關(guān)的控制設(shè)備狀態(tài)（如信號的車載控制器、車輛的牽引制動系統(tǒng)等）、運(yùn)營服務(wù)相關(guān)的機(jī)電設(shè)備狀態(tài)（如車門、空調(diào)、照明、通風(fēng)、廣播、乘客對講系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)等）和運(yùn)營安保相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)（如視頻、溫感、煙霧探測器等）。城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)4圖

2-1全自動運(yùn)行系統(tǒng)作業(yè)流程自檢通過的列車將進(jìn)入待命狀態(tài)，系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)日的出庫計(jì)劃自動發(fā)車，當(dāng)列車出庫后自動運(yùn)行至轉(zhuǎn)換軌停車，對列車運(yùn)營服務(wù)相關(guān)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行切換，如通風(fēng)、照明和空調(diào)等。列車從轉(zhuǎn)換軌進(jìn)入正線后，將自動根據(jù)運(yùn)行時(shí)刻表進(jìn)行“發(fā)車、區(qū)間運(yùn)行、進(jìn)站停車、開門、關(guān)門、發(fā)車”動作，直至運(yùn)行時(shí)刻表中該車當(dāng)天運(yùn)營任務(wù)結(jié)束。在當(dāng)天任務(wù)結(jié)束的前一個(gè)車站，系統(tǒng)將自動啟動清客程序，通過列車廣播和車載信息提醒乘客注意該車即將退出運(yùn)營，并在最后一個(gè)車站進(jìn)行清客作業(yè)。當(dāng)清客結(jié)束后，列車自動進(jìn)入車輛段庫線或正線停車點(diǎn)停車，當(dāng)系統(tǒng)判斷列車具備休眠條件后實(shí)施自動休眠操作，列車休眠前能夠自動記憶列車的狀態(tài)信息，在休眠過程中持續(xù)監(jiān)控休眠情況，等待新任務(wù)的喚醒。休眠喚醒功能可以有助于實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行過程的全自動化。改變了原本司機(jī)從庫內(nèi)上車的方式，可選擇在離家較近的車站登車，降低了司機(jī)的勞動強(qiáng)度，增加其休息時(shí)間，車輛基地的司機(jī)公寓或休息室也可隨之減少甚至取消。同時(shí)列車在正線休眠過夜也可節(jié)約能耗，并減少車輛基地的規(guī)模。在全自動運(yùn)行場景中，列車洗車作業(yè)也是全自動化的，全自動洗車相比傳統(tǒng)洗車，具有高可靠性、高安全性、高自動化程度的特點(diǎn)。當(dāng)列車根據(jù)作業(yè)計(jì)劃或設(shè)置的目的地自動運(yùn)行至洗車庫前，車載控制器向洗車機(jī)發(fā)送洗車請求，收到洗車機(jī)的確認(rèn)回復(fù)后，車載控制器向車輛發(fā)送洗車模式及牽引命令，待列車就位后開始洗車作業(yè)；在洗車作業(yè)的過程中，車載控制器控制列車定點(diǎn)停車及折返換端，完成列車的清洗；洗車完成后，車載控制器控制列車出清洗車庫停車點(diǎn)，列車停穩(wěn)后退出洗車模式，系統(tǒng)再根據(jù)洗車作業(yè)計(jì)劃自動觸發(fā)回庫進(jìn)路，列車自動回庫。2.1.2

故障場景下自動處置技術(shù)城市軌道交通全自動運(yùn)行技術(shù)列車運(yùn)行自動化控制技術(shù)能夠使得軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)在非正常情況下快速恢復(fù)，GB/T

30012-2013

中對“非正常情況”定義為：“因列車晚點(diǎn)、區(qū)間短時(shí)間阻塞、大客流以及設(shè)備故障等原因，造成列車不能按運(yùn)行圖正常運(yùn)營，但又不危及乘客生命安全和嚴(yán)重?fù)p壞車輛等設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)能夠維持降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的狀態(tài)”。在這種情況下全自動運(yùn)行系統(tǒng)除具備普通系統(tǒng)應(yīng)具備的等間隔運(yùn)行、在線時(shí)刻表調(diào)整等應(yīng)對非正常情況的功能外，還需要考慮在系統(tǒng)出現(xiàn)非安全功能相關(guān)的異常情況下盡可能使系統(tǒng)快速恢復(fù)正常。常見的列車非正常情況下的快速恢復(fù)技術(shù)措施有：列車自動重新對位停車當(dāng)列車因各種原因在站臺不能精確停車時(shí)，將會影響列車車門和站臺門的打開，進(jìn)而影響乘客的上下車，導(dǎo)致大范圍的晚點(diǎn)。為避免或降低這種情況的出現(xiàn)，當(dāng)列車不能精確停車時(shí)，全自動運(yùn)行模式下的列車具備在站臺自動重新對位停準(zhǔn)的能力，根據(jù)列車距離當(dāng)前停車點(diǎn)的距離，自動啟動車輛的輕制動模式，采取緩慢式跳躍方式，嘗試使列車精確停車。若列車在嘗試精確停車后達(dá)到了目標(biāo)停車點(diǎn)，則聯(lián)動開啟車門和站臺門；若嘗試數(shù)次后仍停不到位，則列車可自動跳停至下一站臺，以減少對運(yùn)營的影響。蠕動運(yùn)行正常情況下車載控制器與牽引制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制列車自動運(yùn)行，若車載控制器與牽引制動系統(tǒng)間的通道出現(xiàn)問題，即列車控制和管理系統(tǒng)（TCMS）故障，或車載控制器與

TCMS

通信故障，列車將因失去控制而自動停車。若列車停在區(qū)間，將不得不采取派司機(jī)上車或救援等措施，將對線路運(yùn)營造成重大影響。為避免出現(xiàn)這一情況，全自動運(yùn)行列車可向中央調(diào)度員發(fā)送蠕動模式請求，中央調(diào)度員可遠(yuǎn)程授權(quán)列車以蠕動模式繼續(xù)運(yùn)行。蠕動模式是一種降級的全自動運(yùn)行模式，在車載控制器與TCMS

主要通信通道中斷的情況下啟用備用的硬線接口，確保列車仍有基本的安全保障措施，能限速運(yùn)行到就近站臺并清客，由站臺工作人員登車處理故障。遠(yuǎn)程限制運(yùn)行全自動運(yùn)行列車由于某些原因（如丟失信標(biāo)、車載控制器重啟等）丟失定位，正常情況下如果列車無法提供位置信息，也就無法獲得有效的移動授權(quán)，列車會因此緊急停車無法繼續(xù)運(yùn)行。若列車停在區(qū)間，則需要派遣司機(jī)登車轉(zhuǎn)為人工限制模式以電話閉塞的方式行車，直至恢復(fù)定位后才能升級為全自動運(yùn)行模式。為避免出現(xiàn)這一情況，全自