综合交通枢纽建设和运营管理模式的研究

刘永谦

(铁道第三勘察设计院集团有限公司电化处,300251,天津∥高级工程师)

1 研究的必要性和重要性

随着人口的增长、经济技术的迅速发展,城市交通网络也随着迅速发展。城市交通网络包括道路网,轨道交通网络,城际铁路网络的城区部分。城市交通节点有道路节点,轨道交通节点,铁路枢纽等。综合交通枢纽是各种交通节点汇集的十分复杂的综合交通节点,是城市交通中的中枢部位。综合交通枢纽由于涉及各种交通方式,往往也是多业主投资建设。枢纽建设的合理与否、运行的稳定与否,直接关系到相关交通方式乃至整个城市交通功能的发挥。它对于城市道路的机动性、通行能力、交通容量以及交通安全都有较大的影响。枢纽综合监控系统可靠、有序的运行,是保证枢纽功能发挥的关键所在。本文力图以天津站交通枢纽为例,通过对综合交通枢纽的本质及其具有的交通特征的剖析,研究综合监控系统的规划设计理论与方法、运行及管理方式,以期寻求解决综合交通枢纽机电设备系统建设、运营管理问题的有效途径。

综合监控系统是枢纽工程中一个不可或缺的重要系统,其完善程度和稳定运行,不仅直接关系到整个枢纽内部设备正常运转的需要,也关系到发生灾害时,枢纽管理控制指挥中心能否对整个系统快速有效地采取措施,是保证整个枢纽设备系统的正常工作和乘客安全撤离的前提。

因此,对交通枢纽工程进行功能需求分析,研究其综合监控系统的运行及相应的管理模式具有重要意义。

1.1 运用模式研究是开展项目建设及设计的前提保证

交通枢纽工程涉及了铁路、地铁、市政、道路公交等诸多项目,且与大多数相关项目都有紧密联系。只有首先对这些项目的特点、用途、使用功能、业主需求及项目建成后的归属及设备系统接口进行梳理,并研究不同工况下设备系统的运营模式才能使设计有序进行。否则将造成项目建成后因接口管理的混乱,主责单位的不清,设备使用功能与实际需求不一致等,将可能造成浪费,更有甚者会带来运营的安全隐患。

1.2 运营模式研究是确保枢纽项目建成后安全运营的保证

交通枢纽的旅客流量密集,安全与防灾工作至关重要。枢纽工程以地下建筑为主,综合监控系统的研究显得尤为重要。枢纽内的十余个子项,分属不同的设计单位设计,而在建筑界面上各子项间有许多有形连接。正常运营工况下如何保证连接部分的综合监控无盲点,火灾工况下如何保证相邻子项间综合监控系统的配合以及联动,这都是综合监控系统运营管理模式需要着力研究的重点。

综合监控系统运营模式研究也是今后安全运营的基础。通过对枢纽内各子项工程的梳理和对枢纽综合监控系统的研究,使综合监控系统最大限度地做到资源共享,并使之实现科学、合理的集成,使各设备系统正常运营时达到最佳效益,在灾害情况下可以对整个枢纽进行有效指挥,以便快速有效地抢险救灾。

2 综合交通枢纽项目建设策略

综合交通枢纽通常涉及多种交通方式,因此项目建设也涉及到多方投资主体。天津站交通枢纽汇集了铁路、天津站改扩建工程,地铁2、3、9号线,前后广场的道路公交系统及周边市政配套项目。它是由多种交通方式组成的集中换乘的交通设施。各子项工程如图1所示。

图1 天津站交通枢纽工程框图

交通枢纽是统一的有机体,不能由各投资方分别建设。为保证项目顺利地实施,项目建设需要统一协调、统筹安排,需要一个业主代表协调各投资主体之间的关系,组织项目的建设。因此,天津站交通枢纽委托天津城投建设公司作为业主代表,负责统一建设。

既然综合交通枢纽项目是由多业主投资,就要研究投资费用的分摊。通常可采用以下的分摊原则：

1)按各种交通方式的客流分摊;

2)按各种交通方式占用的建筑面积分摊。

经过协商,天津站交通枢纽采用上述两种方式相结合的原则进行分摊。即各种交通方式独立使用的设备、管理用房按其建筑面积进行分摊,公用部分按各种交通方式的客流进行分摊。

3 各种交通方式监控系统之间的接口方式

天津站交通枢纽一方面作为天津地铁2、3、9号线的换乘站,与地铁各线存在建筑接口,需要划分建设界面;另一方面,各种交通方式中机电设备的服务对象不同、功能不同,需要确定各种交通方式综合监控系统的覆盖范围;再者,枢纽的不同工况将影响各线的行车调度,灾害时还需要与各线进行机电设备的联动控制,因此枢纽综合监控系统需要与各线进行联网通信,存在网络接口。由于轨道交通、铁路、道路公交、出租车、停车库等各子项目在建筑上互联互通,因此各子项目综合监控系统之间也需要网络接口。

确定接口策略需要考虑各种交通方式或子项目的功能需求并以方便运营管理为原则。接口策略存在两个方面的问题：一是各种交通方式监控系统的覆盖范围,即分工界面;二是各系统间的技术接口方案,即通信方式。

天津站交通枢纽是天津地铁2、3、9号线,铁路,道路公交的公共换乘枢纽。其地下3、4层为天津地铁2、3、9号线的站台层,地下2层为天津地铁2、3、9号线的公共站厅层,地下1层为各种交通方式的公共交通层。铁路站房、道路公交中心的建筑相对独立,但与地下1层联通。枢纽中其他子项一般通过地下通道联通。

为了满足各地铁线独立运营的需求,天津地铁2、3、9号线在枢纽轨道换乘中心的车站级综合监控子系统的监控范围为屏蔽门以外的行轨区、隧道区间及隧道通风系统、排热系统和屏蔽门系统,其他部分纳入枢纽综合监控系统的监控范围。

枢纽综合监控系统与天津地铁(2、3、9号线)、铁路站房等在建筑接口的独立监控系统建立通信联系,互通火灾信息,协调消防设备的联动控制;与地铁2、3、9号线之间的接口,利用各线通信备用光芯,在各中央级之间采用冗余以太网接口进行通信;与铁路站房之间的接口,建立在铁路站房监控室与枢纽管理控制中心之间,采用光缆或双绞线传输,设冗余以太网接口进行通信。天津站交通枢纽与地铁各 线的接口关系见图2所示。

图2 天津站交通枢纽与地铁各线接口关系图

为了充分利用天津市防灾救援部门的资源,发生灾害时能及时得到市防灾救援部门强有力的支援,提高灾害救援的效率和效果,天津站交通枢纽综合指挥中心与市应急指挥中心联网。

4 综合交通枢纽监控系统运营管理模式

运营管理模式的研究涉及两方面的内容：一是项目机电设备运营时间表的确定,二是枢纽与相关项目之间机电设备联动控制流程的确定。

4.1 项目机电设备运营时间表的确定

由于综合交通枢纽是各种交通方式集中换乘的节点,所以运营时间表必须与各种交通方式的运营时间相协调。现以天津站交通枢纽的轨道交通为例：地下2、3、4层为地铁所用,所以这几层运营时间应与地铁的运营时间一致,一般为5：00开启公共区及管理用房照明、电扶梯、通风空调大系统以及广告照明等,23：00关闭;由于各种电气设备24 h运行,所以设备用房的通风空调小系统应24 h运行;地下1层为铁路、地铁、道路公交、出租车等公用的交通层,而铁路是24 h运营,所以地下1层的设备系统也应24 h运行。其他子项目可以根据项目用途确定其运营时间表。天津站交通枢纽轨道换乘中心的各种机电设备运营时间见表1。

4.2 枢纽与项目间机电设备联动控制流程的确定

综合交通枢纽作为城市交通网的一个重要节点,它的有序运行是保障交通网正常运行的关键。所以,研究综合交通枢纽的问题,要把交通枢纽放在城市交通网中进行研究。由于综合交通枢纽中各项目之间存在错综复杂的建筑接口,在灾害工况下,有建筑接口的项目间需要进行火灾信息互传、消防设备的联动控制。天津站交通枢纽对此的具体安排如下。

1)枢纽与地铁各线建立中央到中央的冗余以太网接口,以便互传火灾信息及联动控制命令。各线设在枢纽的隧道风机,由各线控制以完成隧道区间风机运行的火灾模式或阻塞模式。当枢纽火灾时,一方面通过上述接口通知相关线路进行必要的行车调度;同时为了保证公共区疏散通道1.5 m/s的风速,需要隧道风机配合工作。其控制流程为：枢纽二级节点综合监控系统发布隧道风机的控制命令到枢纽管理控制中心;枢纽管理控制中心通过与地铁各线控制中心的以太网接口向地铁各线请求启动隧道风机;各线控制中心向相关线设在枢纽的车站级监控系统发布隧道风机的控制命令,启动隧道风机;隧道风机的运行状态沿逆向传回枢纽管理控制中心及枢纽综合监控系统。天津站交通枢纽轨道换乘中心火灾时隧道风机控制流程见图3所示。

2)枢纽与铁路站房出站大厅连接处采用防火卷帘分隔。该防火卷帘分隔属于铁路站房的建筑范围并由铁路站房监控系统监控。枢纽综合监控系统与铁路站房监控系统的接口建立在枢纽管理控制中心与铁路站房监控系统之间,采用以太网接口方案。当铁路站房范围发生火灾时,由铁路站房监控系统控制该防火卷帘一步下降到底,并将铁路站房的火灾信息及卷帘门的状态信息传回枢纽管理控制中心;当枢纽发生火灾时,枢纽管理控制中心通过与铁路站房的以太网接口向铁路站房发布火灾报警信息及卷帘门的控制命令,由铁路站房控制卷帘门一步下降到底并将卷帘门的状态信息按逆向传回枢纽管理控制中心及轨道换乘中心。

表1 天津站交通枢纽轨道换乘中心各种机电设备运营时间表

图3 天津站交通枢纽轨道换乘中心火灾时隧道风机控制流程图

5 综合交通枢纽监控系统设备维修制度

随着市场经济的不断发展、完善,为充分利用社会力量为企业服务,充分发挥运行成本的最大效益,推动企业的市场化运作,实行委外维修制度已经越来越被社会所认同。

枢纽组建综合维修部自动化班组,负责监控系统备品的采购、运用管理、巡检、日常保养、定期检修和抢修工作。大、中修工作则按照委外考虑,自动化班组负责安排委外维修计划和验收等工作。

6 综合交通枢纽运营费用筹措

运营费用的筹措,不仅仅是一个专业的问题,而是整个项目需要统一考虑的问题。目前我国城市交通基础设施的运营多采用公司运营模式,运营管理费用通过商业开发、广告开发,以及与各业主协议分摊而筹集。

商业开发包括周边商业设施的开发,如配合交通枢纽开发的收费停车库、酒店、商场、餐饮等项目;在车站内部也可以适度开发商业、快餐、广告等经营项目,但车站内部的商业开发需要通过消防部门的认可,必要时可以进行消防论证。配合市政项目进行商业开发或土地开发,香港地铁已经有比较成功的经验,但在我国大陆还处于起步阶段,尚在积极探索之中。

各业主协议分摊的原则与建设费用的分摊原则一样,不再赘述。

7 结语

天津站综合交通枢纽运营管理模式的研究课题,近期已通过天津市建委组织的专家评审。评审组认为研究成果总体达到了国内领先水平,并按此开展项目的设计。

[1] 刘世坚,叶效鹏.浅谈城市轨道交通建设问题[J].城市问题,1997(5)：4.

[2] 孙宁.城市轨道交通建设管理模式探讨[J].中国铁路,2000(6)：3.

[3] 王文学,尹贻林.天津站综合交通枢纽工程利益相关者管理研究[J].城市轨道交通研究,2008(9)：4.