现代有轨电车系统构成——线路61页PPT

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两路电源可以来 自主变电所，也 可来自相邻牵引 变电所。单母线 分段，根据系统 需要，也可以不 设分段开关。
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降压变电所的两台电力变压器，其容量应该满足：正 常运行时，两台变压器分列运行，同时供电，负荷率不超 过70%。当一台变压器发生故障解列时，自动切除三类负 荷，另—台变压器可承担该所供电范围内的全部—、二级 负荷，以保证城市轨道交通的正常运行。
远程控制 终端
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保证控制中心对 主变电所、牵引 变电所、降压变 电所等供电设备 运行状态监视、 控制和数据采集。
遥控功能 ①选点式操作，即单控。调度员可根据站名、开关号以及动 作状态进行选择操作。 ②选站式操作，调度员通过对所控站名、动作状态的选择， 按系统的运行方式发出指令，进行停送电操作。 ③选线式操作，调度员对运行线名、动作状态进行选择，实 现全线停送电操作。
动力照明供电系统：提供车站和区间各类照明、扶梯、风 机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设 备电源，由降压变电所和动力照明配电线路组成。
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城市轨道交通牵引供电系统构成示意 图
城市电网
主变电所 牵引变电所
高压供电系统
三相交流
牵引供电系统
回流线
馈线
接触网
轨道
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架空接触网
刚性悬挂 柔性悬挂
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接触轨的主要优点：使用寿命长、维修量小，在地面对 城市景观没有影响，适应于电压较低的制式。 主要缺点：车辆不能脱离电源；电压偏低，对于大运量 的车辆供电，使得牵引变电所的距离较近。 北京地铁采用了750V接触轨供电的方式。 接触网的主要优点：安全性较好，车辆可随时落弓脱离 电源；电压较高，适应于大运量系统供电。 上海、广州地铁均采用了1500V接触网供电的方式。

图3 轨枕
3）钢轨的概念
钢轨是指两条直线形呈平行分布，安 装在轨枕或路基之上的由钢铁材料制成的金 属构筑物。
特点：钢轨断面形状为“工”字形，这个形 状，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。
图4 钢轨断面图
4）防爬器
图5 防爬器与防爬支撑
4）防爬器
防爬设备的组成： 防爬设备主要由防爬器和防爬支撑组成。
作用主要： 防止轨道纵向和横向爬行。
5）道岔的概念
道岔是一种使列车车辆从一股道转入另 一股道的线路连接设备，通常在车站、车 辆段和停车场大量使用。
图4 道岔的构成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6）扣件的概念
扣件是用于联结钢轨与轨枕的零件。 √扣件的作用：
扣件的主要作用是将钢轨固定在轨枕 上，保持轨距并阻止钢轨的横纵向移动， 并能提供适当的弹性。
3. 隧道
3. 隧道
定义：
是线路在翻山越岭时，为了避免开挖深路堑或 修建很长的迂回线而常常用于穿越山岭的建筑物。
作用：
除了穿越山岭、穿越河流、湖泊，甚至穿越海 峡。在城市轨道交通中，隧道的作用是将城市轨道 交通线路修在地下，帮助城市轨道交通实现与其他 交通方式立体交叉。
4. 轨道
定义： 轨道是整体的工程结构，把列车的重
（2）轨道还需具有耐久性及适量的弹性， 以确保列车安全、平稳、快速运行和乘客 舒适。
（3）轨道结构具有良好的绝缘性以减少 杂散电流。
（4）根据环境保护对沿线不同地段的减振、 降噪要求，轨道应采用相应的减振轨道结构。
（5）从形式上看，全线轨道结构宜统一形 式，采用统一的零部件，并要求外观整齐、 维修工作量少且方便。
课后习题
一、判断 1、车辆段出入线上列车进入正线前需要一度停车， 当停车信号机至警冲标之间小于制动距离时，宜设安 全线。 （ ） 2、在城市边缘或郊区适宜采用地面线。 （ ） 二、单选 3、下列哪些选项不属于高架桥的特点是（ ）。 A、长且平 B、窄 C、要求高 D、长且宽 4、下列哪些选项不属于车场线（ ）。 A、洗车线 B、安全线 C、调车线 D、试车线

1.1 现代有Байду номын сангаас电车系统信号系统
基于数字化无绝缘轨道电路的列车超速防护系统由控制中心设备、车 载设备、轨旁设备和车辆段设备组成。该系统采用连续式速度控制模式，在 同方向同一线路上运行的列车能够以2min的最小追踪间隔安全运行。这个系 统技术成熟，在功能上能够满足较大运量客运量的需求，且系统调试维护智 能化程度较高。 点式ATP系统是一种点式信息传递，主要由地面应答器、轨旁电子单 元（LEU）、车载设备，列车占用检查（计轴或轨道电路）设备4部分组成。 在功能上能够满足客运量稍低的需求，且系统调试简单。 在隔离路权的现代有轨电车交通与城市道路交通（机动车、行人）有 平面交叉，不同级别的平交道口不可避免的会对有轨电车的连续运行造成影 响，有轨电车信号控制系统必须增加平交道口信号控制设备或与城市平交道 口信号控制设备接口，设置最少绿灯时间、相对优先通行和绝对信号优先的 平交道口配时原则，在保证有轨电车交通畅通的前提下尽量减少其对城市道 路交通的影响。为保证B级路权有轨电车的运行安全，其信号系统应配置连 续速度控制模式的ATP系统或点式ATP系统。
第9章 现代有轨电车系统构成——信号、联锁及闭塞
【问题导入】 信号设备的主要作用是保证行车的安全和提高线路的通过能力，包括 信号装置、联锁装置、闭塞装置等。信号装置是指示列车运行条件的信号及 附属设备；联锁装置是保证在车站范围内，行车和调车安全及提高通过能力 的设备；闭塞装置是保证在区间内行车安全及提高通过能力的设备。 【学习目标】 1. 能掌握共用路权（(C)型路权、混行路权)的现代有轨电车信号系统 功能。 2. 能掌握隔离路权(B型路权、半独立路权)的现代有轨电车信号系统 功能。 3. 能掌握车辆结构专用路权(A型路权、独立路权)的现代有轨电车信 号系统功能。 【教学建议】 1．教学场地：在普通教室、能连接互联网的多媒体教室及现代有轨 电车系统的各种模型实训室中进行，课后可实地参观。

二、城市轨道交通的类型
3、现代有轨电车（4.9%）
类型 单向客运能力（万人次/h）
运行速度（km/h） 投资（亿元/km） 最小转弯半径（m）
地铁 3~7 30-45 5~8 350-400
路权
专有路权
建设周期（年）
4.0-5.0
应用情况
普遍应用
轻轨 1~3 30-45 3~5 250-350 专有路权 3.0-4.0
、
两种。
普遍应用
有轨电车 0.8~1.5 20-30 0.8~1.8
25 部分或专有路
权 1.5-2.0
国外普遍，国 内正在兴起
二、城市轨道交通的类型
4、市郊铁路（市域快轨，10%）
市郊铁路是指把城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来的 长距离城市轨道交通系统。
二、城市轨道交通的类型
5、独轨（单轨，2%）
一、城市轨道交通的定义和特点
1、城市轨道交通定义: 通常以电能为动力,采取轮轨运转方式的快速大 运量公共交通之总称。
一、城市轨道交通的定义和特点
2、城市轨道交通的特点：
（1）安全 （2）快捷 （3）准时 （4）舒适 （5）运量大 （6）无污染（或少污染） （7）占地少， 不破坏地面景观
一、城市轨道交通的定义和特点
8.如何理解城轨供电系统的电磁兼容功能？
9.电力机车的取电方式有：
、
两种。
10.牵引网包含：
、
、
、
。
单元练习
11.福州地铁1号线电力机车采用供电制式为
。
12.城轨牵引供电系统由
和
组成。
13.混合变电所指：
。
14.福州地铁正线有 个电分段。

图6-9 外部供电方式——放射式供电
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
1.城市轨道交通电力牵引概念 以电力系统城市电网的电力为动力源 ，在车辆上将电能转换为机械能，从而牵引列车组在轨道上运行的一 种城市交通牵引动力形式。
图6-10 城市轨道交通电力牵引结构图
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
(3)电力机车 电力牵引在现实生活中最好的体现就是电力机车。 4.牵引变电所容量的计算和确定 (1)确定牵引变压器的容量 1)确定计算容量。 2)确定校核容量。 3)确定安装容量。 (2)牵引变压器的安装容量 牵引变压器的安装容量是在计算容量和校 核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格所确定 的变压器台数与容量。 1)移动备用。 2)固定备用。
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
5.电力牵引的远动监控装置 (1)地下迷流 在直流牵引供电中，牵引电流并非全部由钢轨直接流回 牵引变电所，而是有一部分由钢轨杂散泄漏流入大地，再由大地流回 钢轨和牵引变电所，这种地下杂散电流被称为地下迷流。 (2)谐波 由于牵引变电所大功率整流设备和其他变流装置等的非线性 负荷特性，使牵引供电系统成了城市电网的一个重要谐波源。 (3)电动车组 由牵引供电系统供给电能，驱动车辆上的电动机，产生 牵引力牵引在轨道上行驶的列车组。 (4)车辆电气 车辆电气包括车辆上各种电气设备及其连接导线。
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
(1)牵引变电所 牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个 单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。 1)桥接线方式。
图6-1 牵引变电所的引入线方式
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统

设备名称 控制机柜 正线转辙机 正线信号机 无绝缘轨道电路 车地通信设备
备注 包含各型控制模块
含道岔按钮控制盘
感应环线或天线
有轨电车信号系统-----路口接近检测子系统
1、系统功能
（1）提高有轨电车的平均运行速度， 保障整条线路运营的通畅与快捷；
（2）保证有轨电车与社会车辆有序运行。
2、系统结构
有轨电车信号系统-----路口接近检测子系统
列车自动控制系统(大铁、地铁) 有轨电车模式信号系统
信号系统功能
信号系统功能 • 保障行车安全 • 提高运营效率
现代有轨电车控制特点：
人工驾驶，主要由司机负责列车运行安全； 配置必要的信号系统设备，具有道岔控制、车辆段
信号联锁、申请路口优先等功能； 信号系统给司机提供驾驶所需相关信息和报警提示，
固定闭塞 准移动闭塞 移动闭塞
高铁信号系统简介------信号系统构成
1、地面设备
CTC/TDCS车 站分机
运行图
调度中心 CTC
临时限速信息
进路命令 进路信息
列控中心
轨道电路编码
应答器报文
车站联锁
控制
轨道电路
应答器
道岔
信号机
速度曲线
成都新筑路桥机械股份有限公司
高铁信号系统简介------信号系统构成
②道岔锁闭后，进路表示器信号开放，开放相位与道岔开 通方向一致，司机按进路表示器相位驾驶电车通过道岔；
③车辆驶出道岔控制区域后自动失去控制权，保证不会因 司机误操作造成道岔再次转动，然后通过道岔。车辆取得控制 权至车辆完全离开道岔区段期间，系统不授予其他车辆控制权， 以保证运行安全；
④具备检测道岔区段占用和出清的功能，以防止发生列车 追尾或冲撞等事故；

1.3 现代有轨电车系统线路布置
图5-15 路中式布置
路中式车道布设方式适用条件较广泛，一般道路条件皆适用。 （2）双向同侧式 指上下行的现代有轨电车系统线路置于道路同一侧，俗称“路侧式”， 如图5-16所示。该种布置方式对沿线单位车辆的出入有一定影响，但通过对 沿线单位出入口的整合，可以将这种影响降到最低。且由于线路设于道路一 侧，对道路拓宽具有一定灵活性，且土建施工对现状道路影响较小。
1.1 现代有轨电车系统网络布局
（3）延伸式 此类型现代有轨电车系统主要作为地铁、轻轨的大、中运量快捷轨道交 通在郊区的延伸，接驳线路，此类型现代有轨电车系统线路，其功能与传统 的公交接驳于地铁、轻轨系统等郊区车站相类似，起到将快运公交服务延伸 至郊区的作用。目前我国已经建成的天津现代有轨电车泰达一号线，及上海 张江现代有轨电车系统，就是这种类型。线路的起点接驳于轻轨系统或地铁 系统车站，线路向郊区延伸。 （4）整合式 此类型在有地铁系统的大型城市，作为地铁系统网路的加密线，将多条 地铁线在城市近郊串联。
1. 线路平面 轨道线路中心线在水平面上的投影，叫做轨道线路的平面。表明线路 的直、曲变化状态。 轨道线路的平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组 成。 2. 线路纵断面 轨道线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵断面， 表 明线路的坡度变化。轨道线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线 组成。 3. 线路纵断面设计要求 （1）现代有轨电车系统与道路平交路口纵断面设计 现代有轨电车系统与道路，平交路口地或混行地段，轨面设计标高 （建筑物各部分的高度，是建筑物某一部位相对于基准面（标高的零点）的 竖向高度，是竖向定位的依据。）与道路面相同。 （2）现代有轨电车与道路立交路口纵断面设计 对于特殊性质的交叉路口，分别采用高架和地下两种交叉方式。

4.2 城市轨道交通车站设计
(4)确定出入口、风亭数量和位置 《地铁设计规范》规定：“车站出 入口的数量，应根据客流需要与疏散要求设置，浅埋车站不宜少于4 个出入口。 (5)绘制车站总平面布置图 根据设计阶段的不同，图样内容深度也不 同。 3.城市轨道交通地铁车站的选型 (1)岛式站台 岛式站台是国内最常用的一种车站形式，一般采用明挖 法施工，必要时也可采用暗挖施工，它的埋置深度一般不超过20m。 (2)侧式站台 侧式站台的轨道布置较为集中，有利于区间采用大的隧 道或双圆隧道双线穿行，具有一定的经济性。
４.３ 城市轨道交通车站系统运营设备
1.自动售检票系统 (1)自动售检票系统管理 自动售检票系统管理主要包括对票卡进行管理、制定票务系统规则以 及对不同运营条件下的模式进行管理。 1)票卡管理。 2)规则管理。
(2)自动售检票系统架构 自动售检票系统的基本结构包括4层： 第一层是路网清算管理中心(ACC)，是系统的
2.城市轨道交通车站总平面布局设计的步骤
4.2 城市轨道交通车站设计
(1)分析影响因素及确定边界条件 影响车站站位和总平面布局的因 素包括周围环境、建筑物拆迁和管线改移条件、施工方法、客流来 源及方向以及综合开发的条件。 (2)确定车站平面布置原则 站厅层布置应分区明确，依据站内结构 及设施配置情况对客流进行合理的组织，避免和减少进出站客流的 交叉，合理布置管理、设备用房，满足各系统的工艺要求。
４.３ 城市轨道交通车站系统运营设备
图４-9 自动检票机
４.３ 城市轨道交通车站系统运营设备
图４-10 自动售票机
４.３ 城市轨道交通车站系统运营设备
图４-11 半自动售/补票机
4)半自动售/补票机。 5)自动充值机。

按城轨线路结 构形式可分为
地下线路
铺设于隧道内，轨下基础为 带枕浇筑式的整体道床。
高架线路
铺设于高架桥面，轨下基础 为支撑块式的整体道床。
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1.地面 线路
上部结构 地面线路的结构
下部结构
钢轨、接头联结零件、 轨枕、扣件、道床
路基和侧沟
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1.地面 线路
钢轨的轨型，正线采用60kg/m钢轨， 基地站场线路，除了试车线以外，均 采用50kg/m钢轨。
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2.地下 线路
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2.地下 线路
地下线路各组成部分如下：①钢轨；②轨枕（长轨 、短枕或支撑块）；③扣件；④整体道床；⑤混凝 土垫层；⑥侧沟；⑦隧道管片。
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2.地下 线路
地下线路的特点
将松散的碎石道床改成钢筋混凝土结构，使 之整体化，其优点是坚固稳定，外观整洁， 维修工作量小，从而降低维修成本。缺点是 道床弹性差，并且建设期的造价昂贵。当整 体道床一旦发生沉降或其他病害，整治非常 困难。
4）与圆曲线配合，增加线形美观。
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二、线路纵断面
线路纵断面是线路中心线展直后在纵向垂直面上的投影 ，线路纵断面由平道、上下坡道以及设置在变坡点处的 竖曲线组成。 线路坡度以轨面升降的高度与其长度之比的千分率来表 述，上坡为正，下坡为负，平坡为零，不同坡段的分界 点称为变坡点。 正线的最大坡度不宜大于30‰，困难地段可采用 35‰，联络线、出入线的最大坡度不宜大于40‰。
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2.车场线
所谓车场线是指基地用于停车、调车、修车 、试车、装卸货物及指定用途的其他各种线 路的总称。通常每一条运营线，都必须设有 一个基地，用于停运后列车入库、列车检修 、试车、调车等作业，以满足连续运营的需 要，统称为车场线。

铁路有挡肩2.6m长Ⅲ型混凝土轨枕
第三节 轨枕
第三节 轨枕
第三节 轨枕
木枕：普通木枕、道岔木枕及桥梁木枕 优点：弹性好，易加工、运输、铺设、养护维修方便；与钢轨连接比较简单；有较好的绝缘性能。 缺点：易腐蚀、磨损，使用寿命短；强度、弹性不完全一致，在车俩的动荷载作用下会形成轨道不平顺，增大轮轨动力。
轨道系统基础知识一 轨道结构
目录
第一章 轨道结构 第一节 轨道的功用及组成 第二节 钢轨 第三节 轨枕 第四节 钢轨联结件 第五节 道床 第六节 线路简介 第二章 轨道的几何形位 第三章 道岔 第四章 无缝线路 第五章 轨道受力分析及强度捡算
1 铁路线路的平面和纵断面 设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程。 不分开式（含混合式）扣件：道钉直接把钢轨和铁垫板固定在轨枕上，多用于木枕，现已淘汰； 2 线路平面图和纵断面图 a=(L-c-2b)/(n-3) 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) a=(L-c-2b)/(n-3) 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) 在列车运行的动力作用下，轨道的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。 接头处还要满足钢轨热胀冷缩的要求。 阻止轨道在列车动力作用下发生纵、横向位移，从而确保轨道稳定； 阻止轨道在列车动力作用下发生纵、横向位移，从而确保轨道稳定； 地铁正线及出入段线d的轨枕铺设数为：直线及半径R>400m的曲线地段1600~1680根/km，枕间距595~625mm。 线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) 直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的距离。 是一种小阻力、大调高量、分开式弹性扣件 利于排水，使轨枕及路基面保持干燥状态； 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) 具有足够的扣压力，阻止钢轨的纵横向位移； 轨道系统基础知识之轨道结构介绍(PPT67页) 利于排水，使轨枕及路基面保持干燥状态；

经过电动列车的受电器向 电动列车供给电能的导电网
主变电站 从牵引变 电所向接 触网输送 牵引电能 的导线
接触网
回流线 钢轨
列车行走时 ，利用走行 轨作为牵引 电流回流的 电路
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动车转向架侧面都有受流器，直接搭在三轨上边，中 间扁六边形，就是与三轨接触的铜滑块。
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受电弓: 城市轨道交通车辆 的受流装置 根据驱动动力分为: 气动弓和电动弓
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主要包括：受电弓、高速断路器、主接触器和牵引变流装置等。
1.城轨交通车辆的供电与受流 地铁和轻轨速度不高，常采用直流供电。
电压制式：发展趋向是IEC标准中600伏、750伏、1500伏 中国国家标准《地铁直流供电系统》的规定是: 直流750伏（波动范围500～900伏）和 直流1500伏（波动范围1000～1800伏）。
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类型 额定电压 额定电流 短时允许电流 额定分断能力 KS—释放的分断时间 机械反应时间 机械寿命 控制电压 电寿命 分断频率（1h）
电磁控制自然冷却的单极直流断路器 1500V+20% 1250A
1400A，2h；2000A，2min；3000A，20s； 35kA
di/dt≥3KA/ms 5ms 2ms
集流头与接触网接触可靠，磨耗小；升降弓时对车顶设备不产生有害 冲击；运行中受电弓动作轻巧，动态稳定性能好。
受电弓的提升依靠升弓弹簧完成； 降弓是通过传动风缸内部的降弓弹簧来实现； 压缩空气在传动风缸的充气及排气决定了受电弓的升与降。 （1）升弓过程：在列车及司机台激活的情况下，按下副司机台受电弓升
弓按钮，相应的升弓电路工作，升弓电磁阀得电动作，打开风源 至传动风缸的通路，传动风缸充气，将内部的降弓弹簧压缩，在 升弓弹簧的作用下克服自身重力升起。1 Nhomakorabea职业

现代有轨列车车辆段给排水1.给排水系统概述现代有轨电车工程的给排水系统主要包括给水系统、排水系统以及消防系统，如图6-8所示。

其中，给水系统由生产、生活给水系统和消防给水系统组成；排水系统由污、废水处理系统和雨水排放系统组成；消防系统还包括灭火器和气体灭火系统。

图6-8给排水及消防系统框图2.系统构成（1）给水系统1）室内给水系统的划分与组成。

室内给水系统的划分是根据用户对水质、水压和水量的要求，并结合外部给水情况进行的。

室内给水系统按用途可分为：生活给水系统：供日常生活饮用及洗涤、冲刷等用水。

生产给水系统：供生产设备用水，包括产品本身用水、生产洗涤用水及设备冷却用水等。

消防给水系统：扑灭火灾时向消火栓及自动喷水灭火系统供水（包括湿式、干式、预作用、雨淋及水幕等自动喷水灭火给水系统供水）。

根据具体情况，可将上述三种基本给水系统或其中两种基本系统合并成生活生产消防给水系统、生活消防给水系统、生产消防给水系统等。

室内给水系统由装有水表的建筑物引入管、水平干管、立管、支管、卫生器具的配水龙头或用水设备等组成。

当室外管网水量、水压不足时，尚需设置水池、水箱、水泵等贮水和加压设备。

常见的车辆基地给水系统如图6-9所示。

2）室内给水系统的供水方式。

室内给水系统的供水方式主要取决于室外给水管网的供水水压、水量能否满足室内给水系统的要求。

室内给水系统常见供水方式如下：图6-9常见的车辆基地给水系统①外网直接供水方式：与室外给水管网直连，利用外网水压供水。

适用于外网的水量及水压均能满足室内用水要求的单层或多层建筑。

②下层外网直接供水、上层设水箱供水方式：下层与室外给水管网直连且利用外网水压直接供水，上层设水箱调节水量和水压。

适用于外网水压周期性不足，允许设置高位水箱的多层建筑。

③下层外网直供、上层设水池、水泵和水箱供水方式：下层与室外给水管网直连且利用外网水压直接供水，上层利用水泵从水池抽水提升，高位水箱调节流量。