德黑兰地铁核心技术方案

在20年前按法国标准设计建设的34km隧道上(宽7.6m，单孔双线)，将既有车改为大车(地铁车宽2.6m，原17m改为19.52 m)。施工误差大(最大误差为0.619m)，设计标准低(线路最小缓和曲线长度为15m，最小直线长度为16.96m，曲线站曲线半径为500 m，一般地段线间距为3.2 m)，打破常规，大胆引用新理论，为线路研究新标准、新限值。有效利用单洞双线隧道空间；降低轨面标高；用软件对各段进行动态测量和控制等等。这样就克服了关紧的矛盾，解决了小洞跑大车的问题。

2.IRM-ⅰ型紧固件的研制

德黑兰地铁采用2.4m长无肩后张轨枕，54kg/m钢轨；条件是联络线最小曲线半径为90m，最大坡度为50‰。IRM-I扣件是专为德黑兰地铁设计的。其主要组成部分如下:

扣件部分:采用中国铁路定型的B型ω弹条，材质为60Si2Mn热轧弹簧钢，用T型螺栓紧固。单个弹性扣的压力为8.5 kN。解决了在50‰大坡道上需要增加扣压力的问题。

垫铁:材质为KTH350-10，韧性好，成本低，厚度为18mm。铁垫板的设置可以提高扣件保持轨距的能力，延长扣件的使用寿命。它不仅可以改善钢筋混凝土轨枕的受力状态，延长其使用寿命，还可以增加钢轨的高度调节。联络线曲线半径90m，轨距需加宽16mm。为解决轨距加宽问题，将铁垫板长钉孔直线段由3mm加长至14mm，增加了轨距调整量(最大可达+22 ~-26mm)，解决了轨距加宽的技术难题。

橡胶垫:在铁垫的上下各设置一层厚度为10mm和16mm的橡胶垫，橡胶垫均为圆柱形颗粒，以增加其变形自由面，提高其弹性。

轨距垫:材质为聚酰胺66，与轨底上部接触部分根据轨底以上坡度设计为1: 10。有了铁垫板，一般轨距调整为+8 ~-12 mm..在联络线小半径曲线段，轨距调整为+22 ~-26 mm，轨距垫不仅能调整轨距，还能起到绝缘和隔振的作用。

螺旋道钉:Q235钢，直径φ30，梯形螺纹。

尼龙套:材料是聚酰胺66。外壳从顶部起36毫米处有螺纹，这可以增加螺旋道钉抵抗侧向力的强度。套管耐磨，强度高，嵌入轨枕中，螺旋道钉可取出，方便施工和维护。

3.2.4m后张预应力轨枕模具的研制

2.4m后张预应力轨枕模具是专门为德黑兰地铁研发制造的，工艺简单，自动化程度高，生产效率高，模具少，可直接用于伊朗德黑兰地铁公司引进的德国“Dywdidag”2.6m轨枕生产线。其主要特点如下:

(1)由于是后张法，模具上没有拉力，所以模具没有先张法预应力轨枕模具那么笨重复杂，不仅节省了大量制作模具的原材料，而且大大降低了成本。

(2)由于轨枕混凝土可在振动压实后脱模，大大缩短了模具的使用寿命，加快了模具的周转，不仅减少了所需的模具数量，还大大提高了生产效率，可用于流水线作业。

(3)由于脱模时套在铁芯上的铁碗留在轨枕内，且后张钢筋的端部有螺纹，接触轨连接器可直接固定在轨枕端部的钢筋上，操作简便，省时省力。

(4)用这种模具生产轨枕，工艺简单，很多生产地面铁路、地铁用混凝土轨枕的工厂都可以使用，降低成本，提高效率。

(5)用这种模具生产轨枕，可以大大降低振动和噪音，有利于操作人员的身体健康和环境保护。

这项技术获得了国家实用新型专利，将整个德黑兰地铁工程提前了至少6个月。

4.轨道施工新方法研究。

德黑兰地铁轨道施工要求严格，工期紧。在总结中国单孔单线轨道施工方法和工艺流程的基础上，结合德黑兰地铁和伊拉克施工设备的特点，研发了一种新的轨道施工方法，即临时轨道法，并获得成功。临时轨道法在轨道施工中的创新点是改变原来用小型龙门吊架设左右轨道排，向道床内浇筑混凝土的方法，充分利用单孔双线隧道的空间，将组装好的轨道排作为轨道平车的临时轨道，使混凝土搅拌设备和轨道排装卸机械可以直接安装在轨道平车上， 实现了左右轨道的互动和转运，不仅保证了道床的质量，而且大大提高了工作效率， 一个工作面日进度可达120m，主要施工程序为:用小型龙门吊铺设线路轨道→将轨道排直接铺设在隧道结构层上作为临时轨道→用在临时轨道上行走的轨道车运输混凝土和另一条线路的轨道排→用轨道车铺设另一条线路的轨道排和混凝土。

5.下馈式接触轨系统的国产化研究。

下受流接触轨系统的绝缘支架由三部分组成:上支架、中支架和下支架，共同构成悬臂结构。接触轨通过顶支架和中支架悬挂在下支架上。下支架根据线路情况固定在整体道床或碎石道床的轨枕上。防护罩通过自身弹性和支撑垫固定在接触轨上。列车集电器通过与接触轨的下底面滑动接触来获得电力。

低电流馈电的接触轨系统是为此项目专门开发的，所有部件都已国产化。该技术已获得国家实用新型专利。该系统采用短轨电动分段，为车辆持续供电。这种形式保证了当列车通过这种电分段时，车辆前后集电体中的一个与接触轨接触，不会造成车辆断电，避免产生电弧。同时也能保证列车受流器和短轨不会短路电分段两侧的接触轨。

与上供电接触轨系统相比，下供电接触轨系统具有以下特点:

(1)下馈电接触轨系统通过接触轨下底面向车辆供电，传统上馈电接触轨系统通过接触轨上顶面向车辆供电。

(2)下馈电接触轨系统的防护罩对带电接触轨的保护性能更好，带电接触轨不易被无意触碰，保证了人身安全。

(3)下接触方式在屏蔽雨雪方面优于上接触方式，可以保证牵引网系统的安全可靠运行。

(4)结构简单，安装方便。

(5)下供电接触轨系统采用短轨电分段，传统上供电接触轨系统为直接电分段。

(6)下供电接触轨系统的防护罩和绝缘支架采用玻璃钢材料；然而，传统的上馈电流接触轨系统使用木板和瓷瓶。

6.单机12脉冲牵引整流机组的研制

1996该项目在国内率先研制出单机12脉冲整流机组。1997年产品鉴定意见为“达到国际同类产品先进水平，国内领先，填补国内空白”。在此之前，国内水平相当于12脉冲波整流机组两个机组；目前，在本项目单机12脉冲整流机组的基础上，国内已开发出两台机组等效24脉冲整流机组。

专为德黑兰地铁项目开发的20kV AC/750V DC单机12脉冲整流机组为国内首创。在此之前，除进口设备外，国内城市轨道交通全部采用双单元等效12脉冲整流机组。单机12脉冲整流机组的特点是DC输出稳定，干扰纹波小，一台双输出变压器(Y，d11/Y，y0)作为两台变压器(Y/d11，Y/y0)，牵引变压器轴向分体。

7.20kV中压电网的设计与研究

20kV中压网络兼顾了35(33)kV电压等级输送容量大、距离远、损耗小和10kV电压等级的特点，设备体积小、价格低，环网接线，接线简单，保护可靠，操作灵活，开关柜体积大大减小。到目前为止，国内地铁还没有采用20kV中压电网。德黑兰地铁20kV中压网络的成功应用，为国内地铁采用20kV中压网络提供了范例。现在一些城市已经把20kV中压电网作为可行性研究的比较方案。

8.通风系统噪声控制的设计与研究

德黑兰地铁送风系统噪声控制新技术解决了法国原设计的通风系统中正常通风管道不等同于事故排风管道的问题，提出了伊朗德黑兰地铁送风系统噪声控制新技术。技术方案如下:(1)车站送风机组第二排风阀位置由正常通风管道端墙位置改为侧墙位置。(2)正常通风轴流风机产生的噪声通过事故风道新的传播路径如下:经第一排风阀衰减后，进入旁路风道；经旁路通风管道经第二排气阀衰减后，进入正常通风管道的消声器；经过消声器消声后，传到地面，达到地面噪声标准。

另外开发了电动排烟风阀的隔音功能，即电动风阀“在空气隔音测试中达到20 dB”。根据美国UL-555SB标准和“NFPA130消防标准”，通风电动风阀的功能只有改变运行方式和满足排烟功能的功能(耐温150℃，1小时)，没有隔音功能。国内外厂商包括知名的美国江森自控公司都没有做过通风电动风阀的隔音性能测试。该实验在国内外厂商中尚属首次。

9.通信信号与控制系统的设计与研究。

(1)通信系统的设计与研究

通信系统中TCC、PCC、SCADA、BAS、FAS、AFC等系统中中心与节点之间的程控电话、* *线电话、内部电话、调度电话、广播、无线、时钟、信息通道均通过光缆数字传输平台提供的低速数据通道完成(原标书规定全部使用铜缆)。此外，根据中国地铁的运营经验，专门为德黑兰地铁开发了全国产化调度电话系统，依托光缆数字传输平台，分别传输信令和语音。通信系统都是国产设备。

(2)列车自动监控ATS系统的国产化研究。

德黑兰地铁ATS系统是根据铁路调度集中系统和上海地铁ATS系统开发的。结合伊朗地铁的实际情况，实现了上海地铁所有列车的自动监控功能，实现了车站RTU与计算机联锁系统的计算机接口通信。列车与地面ATS系统之间的通信通过车站信号专用无线系统实现，并完成对列车行程的跟踪。这是我国城市轨道交通领域首个国产ATS系统。

(3)地铁电力监控SCADA系统国产化研究。

应用于德黑兰地铁的DFY-2000基于本地控制网的分布式电源监控装置设计思想先进，软硬件结构合理，功能满足地铁系统的要求。国内同类系统首次应用于地铁电力监控系统，属国内领先水平。在可靠性高、容量大、支持现有协议等方面处于国内同类产品的领先地位，本地控制网络应用于远动装置技术达到国际先进水平。

此外，用于电力监控的SCADA系统通过改进远程信号采集方式，解决了电磁干扰、工频电压干扰、浪涌和开关抖动造成的信号误差问题。采用现场CAN总线技术结合GPS，授时误差为0.1 ms；开发了一种基于CAN2.0协议的光纤传输系统。实现了基于电话网络的远程维护；根据用户的要求，首次实现了地铁供电的快速顺序控制功能。

10，车站机电设备BAS监控系统国产化研究

德黑兰地铁站机电设备监控系统(BAS)包括传感器、控制器、通信网络、图形操作系统和大量应用软件，均拥有清华同方的自主知识产权。是目前为止国内唯一正式在地铁运营的系统。创新点是在国际上首次采用光电隔离的电流环数字通信方式，解决了地铁内对通信系统的严重电磁干扰；首次开发了地铁环控优化调度软件、通风排烟智能分析决策软件、设备管理和故障诊断软件，并在实际工程中得到应用。在自动记录和统计运行状态、累计运行时间、维护信息、制定维护计划等方面也是国内地铁BAS首创。