上海市土木工程建设新技术手册.pdf

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1、上海市上海市 土木工程建设土木工程建设 新技术手册新技术手册 上海市土木工程学上海市土木工程学会会 上海市土木工程学会上海市土木工程学会（1953-2023）序 上海市土木工程学会成立于 1953 年 7 月，是上海市科协、市社团 5A 级、5星级社会团体组织。半个世纪以来，为上海这座城市现代化建设发展起到积极的引导作用，做出了卓越贡献。学会发展至今，已成立 20 个学术团体专业委员会，现有团体会员单位 233个，囊括了全市主要高等院校、设计研究院、土木工程管理机构、施工企业和有关外省市驻沪单位。学会现有个人会员 4000 余人，有孙钧、江欢成、项海帆、魏敦山、林元培、肖绪文、吕西林、朱合华

2、8 位院士及 30 位勘察设计大师，云集了全市最优秀的土木工程专家、学者、高级技术人员，是上海专业技术人员公认的“工程师之家”。学会本着促进土木工程科技创新与城市现代化建设发展结合，促进土木工程科学技术与城市经济发展结合，促进土木工程科技人才成长、提升城市能级和核心竞争力相结合的宗旨，坚持“四服务一加强”管理理念和“以学为主”工作方针，积极开展学术研讨、交流合作、科学普及、科技评价、评审认证、优秀、专业培训、书刊编著等工作，取得了优异的成绩。2023 年恰值学会成立 70 周年，为纪念这个重要的节点，学会集结专委会与会员单位的专家资源、技术力量，汇编上海市土木工程建设新技术手册，旨在总结提炼以

3、往的工作经验寻求新的发展目标，为推进上海这座全球卓越的世界级城市建设打下更为坚实的基础，做出更大的贡献。上海市土木工程学会理事长 2023 年 10 月 城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 城市更新领域新技术城市更新领域新技术 超高结构建造整体钢平台模架装备技术超高结构建造整体钢平台模架装备技术 数字化智能盾构技术数字化智能盾构技术 超高压喷射注浆超高压喷射注浆NN-JetJet工法工法 微扰动压入式沉井技术微扰动压入式沉井技术 世博文化公园生态环境营建新技术世博文化公园生态环境营建新技术 SAMSAM新技术及新技术及VSMVSM新装备新装备 0 0 1 2 8 9 1 8

4、1 1 6 7 1 1 7 0 9 1 0 2 7 2 2 5 城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 1 城市轨道交通全自动运行发展概况.1 1.1 国外发展概况.1 1.2 国内发展概况.1 1.3 上海发展概况.2 2 全自动运行关键技术及应用.3 2.1 列车自动化运行控制技术.3 2.2 基于物联网云平台的新一代综合监控技术及应用.13 2.3 基于 LTE 的多业务综合承载技术及应用.15 2.4 面向多专业复杂场景的智能运维技术及应用.17 2.5 全自动运行运维管理模式及应用.21 3 成效及展望.23 3.1 应用成效.23 3.2 技术展望.24 城市更新领域

5、新技术城市更新领域新技术 1 既有建筑功能提升与绿色更新技术.31 1.1 既有居住建筑功能空间重组改造技术.31 1.2 既有公共建筑功能空间综合改造技术.34 1.3 既有公共建筑立面形象改造技术.37 1.4 既有建筑绿色低碳改造技术.39 1.5 既有公共建筑不间断运营改造技术.42 2 既有结构改造置换与地下拓建技术.45 2.1 地基基础与结构构件加固技术.45 2.2 上部结构置换技术.45 2.3 结构抗震加固与减震隔震技术.52 2.4 既有建筑（群）地下空间逆作法拓建技术.58 3 既有建筑整体移位技术.64 3.1 结构托换技术.64 3.2 水平移位技术.65 3.3

6、交替顶升施工技术.67 4 城市更新数字化技术.69 4.1 历史建筑数字测绘建模技术.69 4.2 历史建筑材料组分分析技术.73 4.3 建筑结构损伤自动识别分析技术.74 4.4 复杂工况设计与安全分析技术.78 4.5 历史建筑数字孪生技术.81 超高结构建造整体钢平台模架装备技术超高结构建造整体钢平台模架装备技术 1 整体钢平台模架发展历程.93 2 钢梁与筒架交替支撑式整体钢平台模架技术.95 2.1 模架系统组成.95 2.2 模架系统构造.98 2.3 标准施工流程.100 3 钢柱与筒架交替支撑式整体钢平台模架技术.101 3.1 模架系统组成.101 3.2 模架系统构造.

7、103 3.3 标准施工流程.105 4 协同爬升式集成平台模架技术.106 4.1 模架系统组成.106 4.2 模架系统构造.109 4.3 标准施工流程.110 5 塔机一体化集成平台模架技术.112 5.1 模架系统组成.112 5.2 模架系统构造.113 5.3 标准施工流程.115 数字化智能盾构技术数字化智能盾构技术 1 数字平台.119 1.1 数据中心.119 1.2 盾构法施工集群管控平台.124 1.3 项目管理平台.128 2 智能装备盾构机推拼同步技术.130 2.1 原理说明.131 2.2 技术特点.132 2.3 工程应用.134 3 盾构自主驾驶.136 3

8、.1 自主驾驶控制体系.136 3.2 盾构机设备改造.137 3.3 智能控制模型.137 3.4 标准化部署流程.140 3.5 工程应用效果.141 4 施工配套.141 4.1 电机车自动驾驶.141 4.2 盾构车架段管片自动运输.145 4.3 垂直运输技术研究.155 超高压喷射注浆超高压喷射注浆 N-Jet 工法工法 1 工艺原理.169 2 技术特点.169 2.1 成桩直径大，最大可达 10m.169 2.2 施工深度深，最大深度超过 115m.170 图 1-3 云岭西项目成桩试验（施工深度 115m）.170 2.3 可形成多种状体截面形状.170 2.4 复杂地层适应

9、性强，可在砂卵石层中成桩.171 2.5 垂直或倾斜施工，喷射流量大，施工功效更高.171 3 应用范围.172 4 施工设备与工艺.173 5 应用案例.176 5.1 市域铁路机场联络线华泾站 N-Jet 墙缝止水.176 5.2 上海市轨道交通 14 号线歇浦路站封底止水加固工程.177 5.3 上海轨道交通市域线机场联络线工程 1 标封底止水工程.178 5.4 上海轨道交通市域线机场联络线工程 2 标封底止水工程.179 微扰动压入式沉井技术微扰动压入式沉井技术 1 传统沉井工艺起源与发展.183 1.1 沉井发展现状.183 1.2 沉井应用范围.184 1.3 应用局限性.185

10、 2 微扰动压入式沉井工艺概述.186 2.1 压入法沉井工艺特点.186 2.1 微扰动压入式沉井工艺起源.188 2.2 微扰动压入式沉井技术发展.189 3 压入式沉井施工技术（压沉工艺 1.0 版）.191 3.1 压入式沉井工艺.191 3.2 压入式沉井受力监测及分析.194 3.3 应用案例.195 4 微扰动压入式沉井施工技术（压沉工艺 2.0 版）.197 4.1 工艺介绍.197 4.2 应用案例 1.201 4.3 应用案例 2.204 4.4 应用案例 3.205 5 数字化微扰动压沉工艺（压沉工艺 3.0 版）.209 5.1 工艺介绍.209 5.2 应用案例.21

11、7 6 技术成果.219 7 推广价值.221 7.1 创新点.221 7.2 应用前景.221 8 未来展望.221 9 参考文献.222 世博文化公园生态环境营建新技术世博文化公园生态环境营建新技术 世博文化公园生态环境营建新技术世博文化公园生态环境营建新技术 1 项目概况.227 2 总体设计策略.228 2.1 城中有景，景中有城的整体架构（图 2-1）.228 2.2 特色鲜明，互融互通的功能布局.228 2.3 绿色出行，立体多维的交通系统.229 2.4 七彩森林，春花秋色的景观设计.229 2.5 延续现有，融合消隐的建筑设计.230 2.6 互联互通，站城一体的地下空间.23

12、0 2.7 以人为本，回归自然的灯光设计.231 2.8 资源整合，便捷舒适的智慧公园.231 2.9 蓝绿交织，全域系统的海绵城市.231 2.10 统一管理，区域联动的运营方式.231 3 生态环境营建新技术.232 3.1 超大城市再生型中央公园山体建造关键技术.232 3.2 超大城市再生型中央公园长效水质保障关键技术.234 3.3 超大城市再生型中央公园生态冠层再生营建关键技术.235 3.4 超大城市再生型中央公园全生命期智慧管控关键技术.236 世博文化公园世博文化公园-上海大歌剧院上海大歌剧院 1 工程概况.238 1.1 建筑概况.238 1.2 室外双螺旋楼梯建筑特点.2

13、39 2 室外双螺旋楼梯结构体系与布置.240 2.1 A 区悬挑区结构方案.240 2.2 B 区结构方案.242 2.3 C 区结构方案.242 3 双螺旋壳体结构设计.243 3.1 B2 区厚壳承载力校核.243 3.2 B1 区厚壳承载力校核.244 4 缓粘结预应力 UHPC 悬挑梁设计.245 4.1 截面设计.246 4.2 单梁 SOFISTIK 分析.247 4.3 实体单元结构分析.249 4.4 试验研究.250 5 结语.252 世博文化公园世博文化公园-上海温室上海温室 1 工程概况.254 2 项目创新技术.258 2.1 主体结构与幕墙一体化设计创新.258 2

14、.2 张弦铝合金网格结构体系创新设计.261 2.3 新型“日”字形铝合金截面开发及应用.263 2.4 悬挂铝合金屋盖温室结构.264 2.5 自然通风.266 上海世博文化公园上海世博文化公园-双子山双子山 1 项目概况.270 2 结构主要特点.271 3 结构体系.272 3.1 边界条件、实体堆土和结构空腔相结合的造山方式.272 3.2 结构方案比选.274 4 地基基础.279 4.1 场地条件.279 4.2 地基基础设计.279 5 整体结构计算分析（C 区为例）.281 5.1 C 区概况.281 5.2 抗震设防目标.282 5.3 计算结果.283 6 业化专篇、装配式

15、结构介绍.287 6.1 预制装配式指标、预制范围介绍.287 6.2 预制率统计.288 SAM 新技术及新技术及 VSM 新装备新装备 1 概述及背景.291 1 VSM 超深地下空间开发新装备.291 2 SAM 机械掘进悬吊拼装竖井施工新技术流程.294 2.1 原理.294 2.2 工序.294 3 新技术、新装备、新工艺的突出优势.298 4 典型应用.301 4.1 南京儿童医院沉井式停车库.301 4.2 盾构、顶管工作井（地铁、水务、电力隧道等领域）.304 5 潜在应用及未来展望.305 5.1 VSM 装备及 SAM 新技术在水务工程中的应用场景.306 5.2 地铁通风

16、井、紧急逃生井、出入口.308 5.3 核心城区地下智能立体停车库的全国布局.308 6 结论.309 XI 城市轨道交通城市轨道交通 全自动运行技术全自动运行技术 城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 1 1 城市轨道交通全自动运行发展概况城市轨道交通全自动运行发展概况 1.1 国外发展概况国外发展概况 自 1983 年全世界第一条全自动运行线路法国里尔 1 号线的开通运营，全自动运行线路一直保持着高速增长。根据国际公共交通协会（简称 UITP）2019 年4 月发布的统计报告：新加坡、吉隆坡、迪拜、温哥华、里尔、首尔、釜山、巴赛罗那、巴黎、仁川等十多个城市已开通全自动运行线

17、路，未来全球新建线路中将有 75%采用全自动运行系统，改造线路中也将有 40%采用全自动运行系统。据不完全统计，截止 2022 年底，全球已有 42 座城市开通运营 64 条全自动运行线路。全自动运行线路最初适用于小运量线路（低于 300 人/列车），列车多采取胶轮。据 UITP 统计在 2009 年之前，全世界范围内超过 350km 的全自动运行线路采用的是中（300-700 人/列车）、小运量，而采用大运量（大于 700 人/列车）的全自动运行线路不超过 50km。随着时代的进步、运营压力的提升和网络化运营，城市轨道交通对于效率的要求越来越高。全自动运行技术水平随之逐渐提升，城市轨道交通管

18、理结构和管理水平不断改善提升，全世界首条大运量城市轨道交通全自动运行线路新加坡东北线（高峰容量 4.2 万人次/小时）于 2003 年 6 月正式投运。随着全自动运行技术成为城市轨道交通选择的潮流，大运量、多编组的全自动运行线路逐渐被认可。近十年，采用大容量的全自动运行线路较 2009 年之前增加约 46%，总线路长度增加约 300km，其中包括国内首条 GOA4 等级高密度大运量的全自动无人驾驶线路上海地铁 10 号线，线路最高日客运量更是超过了 100 万人次。1.2 国内发展概况国内发展概况 1996 年开通的台北文湖线是国内首条全自动运行线路，也是台湾最早开始营运的捷运路线，属于中运量

19、胶轮捷运系统。此后随着台湾的新北环状线、台中捷运绿线，香港的迪士尼线、南港岛线、澳门轻轨氹仔线等线路陆续投入运营，港澳台地区均已开通全自动运行系统。中国大陆地区最早开通的全自动运行地铁为 2010 年运营的上海地铁 10 号线，该线开通初期由司机手动驾驶，经过分阶段调试于 2014 年正式开始全自动运行。截止 2022 年底，中国内地共计有北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、武汉、南京、成都、苏州、宁波、南宁、济南、太原、芜湖等 15 市开通了全自动运行城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 2 线路，共计 30 条，已形成 716.83 公里的全自动运行线路规模。其中 2022

20、 年开通了 162.46 公里全自动运行线路。截止 2022 年底，中国内地有北京、上海、深圳、广州、武汉、郑州、太原等 21 座城市正在建设全自动运行系统轨道交通线路共计 42 条，1354.76 公里。据 UITP 数据统计，到 2030 年，全球城轨全自动运行的线路公里数较 2018 年底将增加 3 倍多，其中大部分增长源于中国。由此可见，未来 10 年将是我国城轨全自动运行系统迎来全面爆发的黄金发展阶段，这也将给轨道交通建设与产业发展带来广阔的空间。由于客流规模差异，全自动运行系统被引入中国大陆后，车辆制式由中低运量为主发展为高运量为主；由胶轮系统为主发展为钢轮钢轨为主。诸如远程控制列

21、车、远程故障处置、自动开关车站等系统功能也随着运营需求不断推陈出新。1.3 上海上海发展概况发展概况 随着 2021 年 12 月 30 日上海地铁 14 号线、18 号线一期北段的开通运营，上海地铁迈入了超过 800 公里超大规模网络和高质量发展的新征程，其中有 5 条轨道交通线路实现了 GoA4 等级的全自动运行，运营里程达到了 167 公里，位居全球之首。上海地铁 10 号线是上海采用全自动运行技术的第一条线路，于 2010 年 4 月开通运营，2014 年 8 月开通全自动运行功能。10 号线实行全自动运行之后已运营近十年在全自动运行系统的功能磨合和管理能力提升方面积累了丰富的经验，也

22、为后续新线采用全自动运行技术、推行全自动运营管理模式奠定了基础。如2020 年至 2021 年期间开通的 15 号线、18 号线和 14 号线的系统功能、运营一体化管理、多职能队伍运作等均是在 10 号线基础上“发扬光大”，上海地铁已开通运营的全自动运行线路基本情况如表 1-1 所示。表表 1-1 上海地铁已开通运营的自动运行线路上海地铁已开通运营的自动运行线路 自动化自动化等级等级 线路线路 运营运营 里程里程（km）开通时间开通时间 全自动运行模式全自动运行模式开通时间开通时间 列车值列车值守方式守方式 GoA4 10 号线 45.03 2010.04.10 2014.08.09 有人 1

23、8 号线 36.11 2020.12.26 2020.12.26 有人 15 号线 41.73 2021.01.23 2021.01.23 有人 14 号线 38.20 2021.12.30 2021.12.30 有人 浦江线 6.29 2018.03.31 2018.03.31 无人 GoA3 17 号线 34.77 2017.12.30 2017.12.30 有人 5 号线 32.69 2003.11.25 2018.12.30 有人 城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 3 上海轨道交通 5 号线和 17 号线的自动化等级为 GoA3,目前列车监护采用有人值守，也就是 D

24、TO 模式运营；而上海轨道交通 5 条自动化等级为 GoA4 的全自动运行线路中，均具备无人值守的功能，但只有小运量的浦江线实施了列车无人值守，其余 4 条大运量线路均安排了多职能队员（列控）在车厢内进行巡视监护。根据未来的建设计划，上海地铁既有线信号大修更新改造时计划升级到GoA3 全自动运行系统，新建线路拟将采用自动化等级最高的 GoA4 全自动运行系统。由此可见，未来上海地铁全自动运行线路规模将呈现快速增长态势，全自动运行技术也将在上海地铁的发展过程中留下浓墨重彩的华章 2 全自动运行关键技术及应用全自动运行关键技术及应用 2.1 列车自动化运行控制技术列车自动化运行控制技术 城市轨道交

25、通全自动运行在全线路段采用的是无人驾驶模式，根据自动运行系统的运营场景和功能需求，需要列车具有高可靠的自动化控制技术。列车运行自动化控制技术主要体现在列车正常运行全过程的自动化、非正常情况下的快速恢复、应急场景下的多专业联动。列车运行全过程的自动化是指在正常运营情况下，由自动化设备取代司机，自动驾驶列车在车辆基地和正线运行。故障场景下自动处置是指由于设备故障等原因，造成列车不能按运行图正常运营，但又不危及乘客生命安全和严重损坏车辆等设备的情况下，城市轨道交通运输系统能够维持降低标准运行的状态。应急场景下多专业联动是指当发生自然灾害、运营突发事件等已经导致或可能导致事故发生或设施设备严重损坏的情

26、况下，信号、车辆、供电、机电等系统联合动作，为中央调度员提供充分的监控信息，便于调度员快速处置。2.1.1 全过程自动运行技术全过程自动运行技术 列车在正常情况下的全自动运行作业流程如图 2-1 所示。每天运营开始前，控制中心能够根据列车出库计划，分批次将休眠状态的列车唤醒，车辆收到唤醒命令后，触发车上各设备系统上电和综合自检，综合自检除检查车辆系统相关设备外，还检查列车运行相关的控制设备状态（如信号的车载控制器、车辆的牵引制动系统等）、运营服务相关的机电设备状态（如车门、空调、照明、通风、广播、乘客对讲系统、车载信息系统等）和运营安保相关设备的状态（如视频、温感、烟雾探测器等）。城市轨道交通

27、全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 4 图图 2-1 全自动运行系统作业流程全自动运行系统作业流程 自检通过的列车将进入待命状态，系统会根据当日的出库计划自动发车，当列车出库后自动运行至转换轨停车，对列车运营服务相关设备状态进行切换，如通风、照明和空调等。列车从转换轨进入正线后，将自动根据运行时刻表进行“发车、区间运行、进站停车、开门、关门、发车”动作，直至运行时刻表中该车当天运营任务结束。在当天任务结束的前一个车站，系统将自动启动清客程序，通过列车广播和车载信息提醒乘客注意该车即将退出运营，并在最后一个车站进行清客作业。当清客结束后，列车自动进入车辆段库线或正线停车点停车，当系统判断列

28、车具备休眠条件后实施自动休眠操作，列车休眠前能够自动记忆列车的状态信息，在休眠过程中持续监控休眠情况，等待新任务的唤醒。休眠唤醒功能可以有助于实现列车运行过程的全自动化。改变了原本司机从库内上车的方式，可选择在离家较近的车站登车，降低了司机的劳动强度，增加其休息时间，车辆基地的司机公寓或休息室也可随之减少甚至取消。同时列车在正线休眠过夜也可节约能耗，并减少车辆基地的规模。在全自动运行场景中，列车洗车作业也是全自动化的，全自动洗车相比传统洗车，具有高可靠性、高安全性、高自动化程度的特点。当列车根据作业计划或设置的目的地自动运行至洗车库前，车载控制器向洗车机发送洗车请求，收到洗车机的确认回复后，车

29、载控制器向车辆发送洗车模式及牵引命令，待列车就位后开始洗车作业；在洗车作业的过程中，车载控制器控制列车定点停车及折返换端，完成列车的清洗；洗车完成后，车载控制器控制列车出清洗车库停车点，列车停稳后退出洗车模式，系统再根据洗车作业计划自动触发回库进路，列车自动回库。2.1.2 故障场景故障场景下自动处置技术下自动处置技术 城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 5 列车运行自动化控制技术能够使得轨道交通运输系统在非正常情况下快速恢复，GB/T 30012-2013 中对“非正常情况”定义为：“因列车晚点、区间短时间阻塞、大客流以及设备故障等原因，造成列车不能按运行图正常运营，但又不

30、危及乘客生命安全和严重损坏车辆等设备，整个系统能够维持降低标准运行的状态”。在这种情况下全自动运行系统除具备普通系统应具备的等间隔运行、在线时刻表调整等应对非正常情况的功能外，还需要考虑在系统出现非安全功能相关的异常情况下尽可能使系统快速恢复正常。常见的列车非正常情况下的快速恢复技术措施有：1）列车自动重新对位停车列车自动重新对位停车 当列车因各种原因在站台不能精确停车时，将会影响列车车门和站台门的打开，进而影响乘客的上下车，导致大范围的晚点。为避免或降低这种情况的出现，当列车不能精确停车时，全自动运行模式下的列车具备在站台自动重新对位停准的能力，根据列车距离当前停车点的距离，自动启动车辆的轻

31、制动模式，采取缓慢式跳跃方式，尝试使列车精确停车。若列车在尝试精确停车后达到了目标停车点，则联动开启车门和站台门；若尝试数次后仍停不到位，则列车可自动跳停至下一站台，以减少对运营的影响。2）蠕动蠕动运行运行 正常情况下车载控制器与牵引制动系统协调控制列车自动运行，若车载控制器与牵引制动系统间的通道出现问题，即列车控制和管理系统（TCMS）故障，或车载控制器与 TCMS 通信故障，列车将因失去控制而自动停车。若列车停在区间，将不得不采取派司机上车或救援等措施，将对线路运营造成重大影响。为避免出现这一情况，全自动运行列车可向中央调度员发送蠕动模式请求，中央调度员可远程授权列车以蠕动模式继续运行。蠕

32、动模式是一种降级的全自动运行模式，在车载控制器与TCMS 主要通信通道中断的情况下启用备用的硬线接口，确保列车仍有基本的安全保障措施，能限速运行到就近站台并清客，由站台工作人员登车处理故障。3）远程限制远程限制运行运行 全自动运行列车由于某些原因（如丢失信标、车载控制器重启等）丢失定位，正常情况下如果列车无法提供位置信息，也就无法获得有效的移动授权，列车会因此紧急停车无法继续运行。若列车停在区间，则需要派遣司机登车转为人工限制模式以电话闭塞的方式行车，直至恢复定位后才能升级为全自动运行模式。为避免出现这一情况，全自动运行列车可向中央调度员发送远程限制模式请求，中央调度员可远程授权列车限速限距继

33、续运行，在运行过程中轨旁区域控制器会对列车进行安全防护，当重新获取到定位后，列车将自动恢复为全自动运行模式。城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 6 远程限制模式也是一种降级的全自动运行模式，在保证运营安全的前提下，提高降级列车的运行效率和运营效益。4）车门站台门自动车门站台门自动对位隔离对位隔离 对于全自动运行来说，列车车门和站台门故障处理非常关键。根据国外无人驾驶项目运营数据显示，因车门或站台门故障导致的延误占故障延误总数的一半以上。因此全自动运行系统为车门或站台门故障提供充分的应对处理手段，即对位隔离。对位隔离分为两种情况，车门故障下对位隔离站台门和站台门故障下对位隔离车

34、门。车门故障下对位隔离站台门是指列车单体车门故障不能打开的情况下，工作人员将故障的车门进行隔离，信号系统会将需要隔离的站台门信息发送给站台门系统，列车进站停车后被隔离的车门不会开启，对应的单体站台门也将保持关闭状态。当乘客乘降完毕，列车离站后，站台门系统不再执行该车门故障隔离站台门的指令，站台门隔离状态恢复，继续执行后续列车进站后的车门和站台门联动开关。站台门故障下对位隔离车门是指当站台门单体门故障不能打开的情况下，工作人员将故障的站台门进行隔离，信号系统会将需要隔离的车门信息发送给车辆系统，列车进站停车后被隔离的站台门不会开启，对应的单体车门也将保持关闭状态。当乘客乘降完毕，列车离站后，车辆

35、系统不再执行该站台门故障隔离车门的指令，车门隔离状态恢复，抵达后续车站后，车门和站台门执行联动开关。2.1.3 应急场景下多专业联动技术应急场景下多专业联动技术 列车运行自动化控制技术能够使得轨道交通运输系统在应急情况下快速处置，GB/T 30012-2013 中对“应急情况”的定义为：“因发生自然灾害以及公共卫生、社会安全、运营突发事件等，已经导致或可能导致事故发生或设施设备严重损坏，不能维持城市轨道交通系统全部或局部运行的状态”。在这种状态下全自动运行系统需要考虑如何快速处置，以避免系统性的安全风险问题，全自动运行系统通过整合轨道交通控制的各个专业系统进行联合动作，可以为中央调度员提供充分

36、的信息，以便于中央调度员快速处置，提高运营管理效能，避免运营风险。常见的应急情况下的多专业联动技术措施有：1）火灾告警联动）火灾告警联动 为了防范列车火灾，全自动运行列车配置了车载烟感探测器，一旦检测到火灾报警，综合监控、CCTV、广播和信号等专业联合动作，第一时间为中央调度员提供火灾告警区域的视频监控，同时对讲系统自动启动乘客语音通话，信号专业立即切换至列车控制，随时启动对列车的临时控制界面。通过多专业联动，中城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 7 央调度员减少沟通和操作次数，可以大大缩短现场故障的处理时间提升处置效率，避免更大的损失。2）区间列车堵塞联动）区间列车堵塞联动

37、 列车在封闭的区间运行时，一旦发生列车停车，活塞风就会立刻停止，列车上乘客人体和列车设备工作产生的热量将集中在停车区域释放，无法快速散去。因此，在列车发生区间堵塞的情况下，需要开启车站隧道通风系统，进行机械通风，从而使得隧道壁和列车自身的温度降低。全自动运行过程中，信号系统会对列车是否在区间停车进行实时监控，一旦检测到列车在区间停车，将立即通知中央调度员，中央调度员通过视频监控确认后将直接联动综合监控系统启动隧道通风系统的阻塞模式。3）牵引供电故障联动）牵引供电故障联动 牵引供电故障联动是为了避免在现场突然发生失电情况下后续列车运行至失电区间，进而导致列车救援困难。因此信号系统需要对失电区间提

38、前执行站台扣车；同时对已经进入该区间的列车执行停车控制，尽量防止列车进入过多的失电区间，尽可能避免机车救援，中央调度员在检测到系统的自动处理后，根据系统告警提示立刻进行确认，并安排相关的维修和处置。如果没有联动，在沟通的过程中可能引起更多的列车进入失电区间，增加救援的难度。4）人员入侵区间防护联）人员入侵区间防护联动动 全自动运行列车运行区间属于全封闭空间，为了提高对维护人员的防护，需要对区间线路和出入口门禁进行监控，一旦检测到门被打开，或者轨道区间有人员走动，则需要对列车进行以下操纵：首先，降低列车的运行速度；其次，需要自动鸣笛，提醒前方人员注意，同时在控制中心产生告警，提醒中央调度员确认；

39、中央调度员确认后，现场的 CCTV 视频自动切换到相关区域，便于工作人员查看。中央调度员经过与车站相关人员沟通后，确认相应的告警是否属于误报警。如果确认为误报，可在中央进行旁路，同时列车恢复正常运行速度；如果确认告警正确，则维持列车限速运行。2.1.4 灵活编组技术灵活编组技术 既有的城市轨道交通非全自动运行线路多采用固定编组列车，无法通过灵活调配列车的编组数量以满足不同运力的需求。在全自动运行线路上调整车辆的编组模式，即灵活编组，根据不同时间段、不同空间条件下的客流特征，在保证较高列车运行间隔的条件下，通过列车编组形式快速变化的方式实现客流需求与运行能力最优协同。灵活编组技术可有效解决不同时

40、段客流不均衡、列车运输能力与运输效率动态匹配的问题，平衡运力及服务水平之间的矛盾。城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 8 灵活编组技术主要体现在信号安全防护、车辆解挂编控制、运行计划调整和地面设施匹配等方面。信号安全防护是指设施设备自动实现列车联挂/解编过程和自动确认编组状态的整个过程中，信号系统提供对列车的全程安全防护。车辆解挂编控制是指对每一个基本列车编组，在进行连挂和解编作业时，根据不同编组情况，自动识别并对列车网络进行组网，实现对全编组列车进行监督控制。运行计划自动调整是指运营单位根据不同编组列车在线联挂解编时，列车运行计划能自动匹配对应编组的列车，无需人工操作为列车

41、分配运行任务或修改运行计划。地面设施自动匹配是指线路在建设阶段应针对可能存在的连挂解编任务，对车站站台长度，站台门系统，乘客信息系统等相关设施设备进行整体考虑，统一安排实施。1）基于动态车长的信号安全防护）基于动态车长的信号安全防护 在固定编组的运行方式下，因为列车长度不会发生改变，因此在计算列车位置时，信号系统车载设备主要通过测速测距设备和应答器建立列车位置信息，并根据列车固定的长度向地面设备持续实时报告相关信息，地面设备可根据位置信息计算列车的下一个运行目的地。采用灵活编组的运行方式时，列车的长度信息将会发送动态变化，需考虑列车位置信息发送的实现方式。主要有两种实现方式：（1）单包络方案，

42、即两列短编组列车进行联挂后，两车之间的信号车载设备建立通信，并将两列车的安全包络进行融合，车载设备向地面设备发送的位置信息为联挂后的长编组列车长度，地面设备将长编组列车按一列车的方式进行防护和控制。（2）双包络方案，即两列短编组列车进行连挂后，两车之间的信号车载设备建立通信，各自维持独立的安全包络，分别向地面设备发送本车的位置信息，地面设备按两列车联挂状态进行防护。同时需要考虑双包络在列车折返换端、休眠唤醒定位等场景下的列车位置信息。两车的信号车载信号设备需要交互信息，以保证和单车情况下基本一致的功能分配和功能要求。双包络方案的信号车载设备间逻辑耦合度较低，为后续虚拟联挂/解编提供了技术支持，

43、顺应技术发展的方向，在上海 16 号线的项目实施中，采用双包络方案。同时，为了安全实施列车联挂解编作业，确保列车联挂后的安全运行，信号车载设备需要对联挂列车进行安全、可靠的识别和实时监督。在信号-车辆接口城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 9 信息中，在每个基本编组列车的两端均增加了安全采集信息，用于判断每个驾驶端的联挂状态。通过同时采集两列基本编组列车的对应点位的电平信号，组合后判断联挂列车是否处于有效状态，用于信号系统实现将联挂列车整合为一个统一整体进行管理。2）车辆解挂编）车辆解挂编自动自动控制控制 为实现在线灵活编组作业，城市轨道交通车辆一般配备全自动车钩。该类型车钩

44、在联挂解编作业过程中机械、气路和电路可以实现完全自动连接和分离，也可人工解钩。相较半自动车钩和半永久车钩，全自动车钩在实施作业时，司乘人员可在司机室内通过按钮操作实现车钩的自动连接或断开，无需人工下车操作，具有较高安全性和实施效率，同时避免人身伤害的危险。在列车运行过程中，需要持续对列车完整性进行检查，防止因列车解体而出现的撞车风险。通常固定编组列车的完整性通过制动风管压力进行检查，对于长编组列车，应能保证其完整性检查范围包含全部编组单元，对列车进行整体防护。3）运行计划自动调整）运行计划自动调整 运行计划是用于描述列车运营过程中在车站到发时刻的计划信息，运行计划应与每列上线列车相匹配，而采用

45、灵活编组技术时，由于存在快速的列车联挂和解编作业，会导致在运营列车数量的不规律变化，因此要求运行计划在编制和使用时，应能自动化调整以匹配对应的列车编组情况。通过自动列车监控系统提供的正线行车计划离线编制工具，根据运营部门制定的在线联挂/解编运营计划，首先分别完成多个运行到指定联挂/解编区域的运营车次编制，并在这些计划车次的计划联挂/解编区域点上，定义“待联挂”/“待解编”列车属性。然后根据系统设计所需的联挂/解编作业时间及运营需求，定义新的计划车次，用于执行列车完成联挂/解编后的运营任务，并在该计划车次中，定义“已联挂”/“已解编”列车属性。最后，将所有“待联挂”/“待解编”计划车次与对应的“

46、已联挂”/“已解编”计划车次进行自动关联，完成一次完整的列车在线联挂/解编作业的行车计划编制。4）地面设施自动匹配）地面设施自动匹配 为支持灵活编组作业，需要在线路定义联挂/解编区域，其长度需至少大于 2 列正线最长单种配置列车长度及其保护区段长度之和。解挂编更适合复合式站台并具备站后折返线路，一是站后折返清客作业效率高，耗时少的优点。二是站后解挂编发生故障不会影响车站正常接发车，对正常运营影响小。三是专用线选择上尽可能选择战后折返站、进出库的接口站或者离车库较近有存车线的车站。城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 10 站台门系统能根据信号系统发送的不同编组列车的信息，打开和

47、关闭对应数量的站台门。PIS/广播根据信号系统发送的 3 编车和 6 编车信息，对乘客进行上车引导。列车解编后通信专业的无线对讲需能自动恢复为 3 编车配置，无需司机人工将紧急频道恢复为正常频道。2.1.5 列车自主运行控制技术列车自主运行控制技术 国内城市轨道交通全自动运行系统普遍采用的是“车-地-车”的信息传输方式和系统架构，当承载全自动运行功能后，面临了系统设备增多、接口复杂、列车运行对系统设备严重依赖等问题，导致有限的线路资源难以进一步提升利用效率，列车之间的运行间隔无法进一步缩短等问题亟待解决。在这样的背景下，基于车-车通信的列车自主运行技术应运而生。将传统车-地控制器间的强耦合式架

48、构更新为精简的弱耦合式架构，将以进路为基础的集中式资源管理方式升级为以列车为主体基于资源点的分散式资源管理方式，从而构建更高效、更灵活、更经济的新型列车运行控制系统。作为基于列车自主资源管理进行主动间隔防护的列车自动控制系统，列车自主运行系统通过对列车控制技术的创新，能够在全自动运行基础上进一步提高控制精度和执行效率，最终提升列车的运行效率。1）精细化线路资源管理）精细化线路资源管理 列车自主运行系统中采用了低耦合式的系统架构，如图 2-2 所示。图图 2-2 列车自主运行技术中采用的弱耦合式架构列车自主运行技术中采用的弱耦合式架构 低耦合式的系统架构降低了信息交互和资源交易的成本，提升了线路

49、资源在单位时间内的利用效率。而精细化的资源管理，通过对线路资源的进一步细分，提升了资源在单位空间内的利用效率，从而实现在同等线路配置下运行更多的列车，释放更多的运能。如图 2-2(b)所示，对于传统全自动运行系统，线路资源管理由联锁子系统负责，调度系统将列车运行计划进行拆解，然后向联锁子系统发送进路建立的命令，城市轨道交通全自动运行技术城市轨道交通全自动运行技术 11 同时给列车发送列车运行任务的命令，命令分别通过 2 条路径进行传递。在这种资源管理方式中，以进路方式对列车运行所需要的多个资源进行打包，采用一次性分配进路并锁闭进路的方式，释放进路/区段解锁时可以根据列车位置按区段释放（即 3

50、点检查解锁方式），资源的利用效率相对较低。对于列车自主运行系统而言，取消了联锁子系统，线路资源管理由列车负责。如图 2-2(a)所示，基于调度系统下发的运行计划，车载子系统根据自身当前位置生成列车的运行任务，自主计算对轨旁资源的需求，择机向轨旁控制器申请资源，资源被分配后将提供给列车的车载使用，使用后车载释放资源。在资源管理的全过程中信息流采用单一路径，资源的分配和释放效率提升。此外，对于线路上的道岔资源，采用分布式资源管理的方式进行资源分配，当列车出清道岔可动区后即可释放相应资源，其他列车便能申请道岔可动区资源并控制道岔转动，能够有效提升列车在岔区的通过能力，缩短折返间隔时间，提升列车的折返