城市轨道交通概论(2)

新交通系统与独轨铁路相比，其不同之处体现在以下几个方面： ①新交通系统的车辆一般较小，车长大部分在5～12 m，列车 编组辆数也少，因此其运量比独轨铁路略低。 ②从日照、景观、建设成本等方面作比较，独轨铁路比新交 通系统更为有利。 ③新交通系统自动化程度更高，可实现无人自动运转，独轨 铁路在列车和车站一般均有人员管理。 ④新交通系统导向机构简单，道岔动作时间短，维修简单方， 独轨铁路转向架、道岔结构复杂、维修困难。
有关轨道交通行业发展现状统计数据显示，截止到2014年底， 我国内地已有北京、上海、广州、天津、重庆、南京、武汉、长 春、深圳、大连等22个城市先后建成并开通运营城轨交通线路， 总里程达3137公里。2014年，全国城轨交通客运总量达126亿人 次，北京和上海分列世界城轨交通客运量的第一和第二。另据记 者了解，到 2015年，我国将有38座城市拥有158条线路，运营 里程共计4190公里。此外，我国还有城轨交通在建城市40个， 在建线路4073公里。伴随着中国经济的腾飞，中国城市轨道交通 产业正步入了高速发展时期。
信号控制列车运行和视线可见距离
根据轨道交通系统基本技术特征的不同，城市轨道交通形式 主要有地下铁道、有轨电车、轻轨铁路、市郊铁路、独轨系统、 磁悬浮交通系统等。 1)地下铁道 地下铁道简称地铁，是一种在城市中修建的快速、大运量的 轨道交通，通常以电力牵引，其单向高峰小时客运能力可达三万 人次以上，线路通常设在地下隧道内．、随着地下铁道的发展， 也有的在城市中心以外的地区从地下转到地面或高架桥上，但城 区内的线路还是以地下为主。 1863年英国伦敦建成了一条用蒸汽机车牵引的地铁线路，开 创了世界地铁建设的先河。
本的大阪和我国广州等城市的城轨车辆上获得应用。
3）磁悬浮列车 磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列 车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵 引列车运行。 1922年，德国工程师赫尔曼· 肯佩尔（Hermann Kemper）提出了电 磁悬浮原理。20 世纪70年代以后，随着工业化国家经济实力不断增强， 为提高交通运输能力以适应其经济发展和民生的需要，德国、日本、美 国等国家相继开展了磁悬浮运输系统的研发。其中德国和日本取得了世 人瞩目的成就。 中国：我国第一辆磁悬浮列车（买自德国）Leabharlann Baidu003年1月开始在上海运 行。2015年10月中国首条国产磁悬浮线路长沙磁浮线成功试跑。2016年 5月6日，中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范 线——长沙磁浮快线开通试运营。该线路也是世界上最长的中低速磁浮 运营线
（2）城市轨道交通发展趋势 1)新交通系统 自动导轨运输系统就中文意义是“新运输系统”主要取义于 这种系统是近10余年间才发展而成的，并追求高度的自动化新颖 科学技术，有别于传统的运输技术。 20世纪60年代末以来，日本、美国、法国和加拿大等国家开 发了多种不同驱动方式、控制方式、运输需要的所谓新交通系统， 新交通系统是一种全自动、有导向轨导向快速客运系统，车辆在 专用道路上定时自动运行查，车站无人管理，完令由中央调度室 的电子计算机集中控制，自动化程度相当高；新交通系统采用高 架专用轨道，适用于大坡道和小曲线半径线路：采用橡胶车轮， 噪声低，安全性好，占地面积小，建设费用比地铁低，因此，新
截至2015年12月，上海轨道交通共开通线路14条（1-13号 线、16号线），全网运营线路总长617公里，车站366座（不含 上海磁浮示范运营线，3/4号线共线段9个车站的运营路程不重
复计算，多线换乘车站的车站数分别计数），并有5条线路延伸
规划、4条线路新建计划。
地 下 铁 道
2）有轨电车 有轨电车是一个由电力牵引、轮轨导向、单车或两辆铰接运 行在城市路面线路上的低运量城市轨道交通系统。1881年有轨电 车诞生在德圈，1888年首次在美国弗吉尼亚州的里茨门德市投入 商业运营。20世纪末和2l世纪初发展较快，美欧、日本、印度及 我国许多城市都相继建立了有轨电车系统，有轨电车在当时的公 共交通中起到了骨干作用。其优点为：造价低，建设容易。在路 面直接换乘，小单元频繁发车等。但由于旧式有轨电车大多与汽 车和行人共用街道路权，故其所受干扰多、速度慢、通行能力低， 极易与地面道路车辆冲突而引起道路交通堵塞，隔离程度和安全 程度较低。目前，有轨电车已经比较少见，多数被改良为轻轨系 统。
高 架 铁 路
地面铁路
重 轨 铁 路
独
轨
任务2
我国城市轨道交通发展
(1)我国城市轨道交通的发展 由于历史的原因，新中国成立初期我国城市交通的技术水平 一直较低，发展滞缓，设施落后。1980之后，我国用于城市道路 建设的资金比例增加，道路交通设施建没的速度有所提升。近年 来我国国民经济持续高速发展和道路交通设施建设又滞后，城市 交通的拥挤、堵塞、环境污染等已达到相当严重的地步。 20世纪60年代我国北京已开始修建地铁，北京地铁一期工程 全长23.6 km．于1969年10月1日建成通车。
3)轻轨铁路 城市轻轨交通是在老式的地面有轨电车的基础上发展起来的。 20世纪70年代以后，随着汽车数量的大幅增加，城市交通又出现 了新问题，例如，交通堵塞，行车速度下降，尾气和噪声污染严 重，停车位、停车场严重不足等。因此，一些国家又重新考虑使 用有轨电车，采用线路隔离、自动化信号调度系统和高新技术的 车辆等改造措施，形成所谓轻轨铁路。 轻轨铁路（简称轻轨）泛指高峰时单向客运量在1.5万—3万 人次/h的中等容量轨道交通系统，，相对于地铁来讲，因其车辆 轴重较轻和对轨道施加的载荷较轻而得名。现在，轻轨铁路也足 一个比较广泛的概念，包括现代有轨电车等。
5)独轨系统
独轨交通也称作单轨交通，是车辆或列车在单一轨道梁上运 行的城市客运交通系统。从构造形式上还可分为跨骑式独轨与悬 挂式独轨两种。跨骑式独轨跨骑在轨道梁上行驶；悬挂式独轨是 车辆悬在轨道梁下方行驶。具有占地小、结构简单、建没费用低、 噪声小、爬坡能力强和较小半径等优点，同叫也具有能耗大、运 能小、疏散和救援困难等缺点，所以建造时需综合考虑。
(2)城市轨道交通的分类
❶按高峰小时单向运输能力划分
❷按轨道空间位置划分
可分为地下、地面、高架
❸按轨道形式划分
重轨、轻轨和独轨
❹按支承导向制式划分
钢轨双轮双轨、胶轮单轨、胶轮导轨系统
❺按线路隔离程度划分
全隔离、半隔离、不隔离
❻按服务区域分类划分
市郊铁路、市内铁路、区域快速铁路
❼按列车运行控制方式的不同划分
城市轨道交通概论
（1）城市轨道交通的基本概念 任务1 1概述 ）城市轨道交通的定义 城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交 通系统称为城市轨道交通轨道交通。 2）城市轨道交通特点： ①运能大。 ②速度快。 ③污染少、能耗低。 ④占地面积小。（铁路占地仅只是高速公路的10%） ⑤舒适性好。 缺点：投资大；运营成本高；技术条件要求高等
4)市郊铁路 市郊铁路是指把城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来 的城市轨道交通系统。市郊铁路一般和干线铁路设有联络线， 设备与干线铁路相同，线路大多建在地面，部分建在地下或高 架。因其车辆轴重较重和对轨道施加的载荷较重被称为重轨铁 路；又因其服务对象以短途、通勤的旅客为主义被称为通勤铁 路或月票铁路。现在其概念的范围也在扩人，包括了城际间直 达的高速铁路，俗称“快轨”，如北京至天津的“京津城际列 车”
北京地铁运营有限公司是大型国有独资企业，在职员工近三万名。所 辖运营线路共计15条（其中包括北京市地铁运营有限公司是大型国有独资 企业，在职员工近三万名。所辖运营线路共计15条（其中包括1号线、2号 线、5号线、6号线、7号线、8号线、9号线、10号线、13号线、15号线、八 通线、机场线、房山线、昌平线、亦庄线）运营总里程460公里，运营车站 273座。公司主营业务涵盖客运服务、维修服务、车辆厂修、广告、民用通 信、文化传媒、商业；关联业务涵盖投融资、新线、更新改造、技术研发、 咨询培训、车辆制造。1号线、2号线、5号线、6号线、7号线、8号线、9号 线、10号线、13号线、15号线、八通线、机场线、房山线、昌平线、亦庄 线）运营总里程460公里，运营车站273座。公司主营业务涵盖客运服务、 维修服务、车辆厂修、广告、民用通信、文化传媒、商业；关联业务涵盖 投融资、新线、更新改造、技术研发、咨询培训、车辆制造。
交通系统是一种节省人力和费用的有轨快速客运系统。 有导向轨的新交通系统的车辆外形类似于公共汽车，采用 电力驱动、橡胶轮走行，在全隔离的专用走行道上行驶，并设 有专用的导向轨导向。车辆的导向有两种方式：一种为中央导 向，在线路的中央设导向轨条，对应于车辆底架下部伸的导向 轮，在车辆走行时，导向轮紧贴导向轨滚动，实现车辆的导向， 这种方式的导向轨凸出在线路的中央沿着线路向前延伸。另一 种为侧面导向，在车辆走行装置的外侧装水平导向轨。在走行 道两侧矮墙上装设导向轨滚道。与车辆走行时，车辆前后两侧 的导向轮沿着导向轨滚动，从而实现车辆的自动导向。
线性电机车辆采用交流变频变压控制，取消了传统的旋转电机从旋转 运动转换成直线运动所必不可少的一系列机械减速传动机构，既减轻了质 量又使结构十分简单，特别是转向架变得很简单，可以采用小轮径的径向 转向架。 线性电机车辆的优点为： ①噪声低。由于结构上略去了传统的机械减速传动机构，轮轨间不传 递牵引力和制动力，从而减轻了轮轨间的磨耗，减少了许多噪声源，一般 车辆可降低噪声约10 dB(A)。 ②由于装设线性电机，省去了传统转向架上的悬挂牵引电机与机械传 动装置，简化了转向架结构，从而可采用小轮径、带径向机构的转向架， 提高车辆通过小半径曲线的能力，降低通过曲线时的轮轨磨耗和尖啸声。 同时使车辆的轮廓尺寸减少，减少隧道的土建工程量，降低造价。
③车辆的加减速可靠、磨耗少，爬坡能力强。由于车辆依靠 线性电机直接驱动和制动，车轮仅起导向和支承作用，牵引力或 制动力直接由轨道上的转子（感应轨）作用于装在布辆底部的定 子，所以牵引力或制动力不再受轮轨间的黏着力影响，可产生较 高的加、减速度，不会出现车轮空转或滑行现象，还可以在六十 度的坡道上正常运行或停留。 但是线性电机最大的缺点是效率低，约为旋转电机效率的 70%，这是由于线圈与感心轨间的工作气隙较大，导致磁损耗大， 线性电机比同样功率的旋转电机耗电量大。为了保证定子线圈与 感应轨间的工作气隙不变，对轮轨间的磨耗量、车辆地板面高度 控制较严格，因此车辆的制造和维修成本较高；另外需铺设一条 与线路等长的感应轨，工艺要求较高，所以工程投资大。目前， 线性电机车辆已在加拿大的温哥华、多伦多，美国的底特律，日，
从我国城市轨道交通行业发展现状来看，近五六年我国城市 轨道交通保持快速发展势头，“十二五”前四年已完成投资8600 亿元，建成1600公里，今年作为“十二五”收官之年，预计要完 成 3000亿元，建成400公里。同时，按照2020年总里程达到 6000公里计算，“十三五”期间每年要完成500公里，保持快速 发展趋势。
日本东京1995年l2月新开通的临海线新交通系统就是采用 侧面导向方式。另外，日本还有一条设导向轮的专线公共汽车， 其专用轨道与道路相互衔接，车辆可以沿着导向轨在专用高架 轨道和一般道路上进行连续行驶。这种交通路线属于公共汽车 导向系统。 新交通系统与独轨铁路有许多相同之处，如采用高架专用 轨道，适用于大坡道和小曲线半径线路，建设费用比地铁低， 车辆人都采用橡胶轮胎，噪声低、安全性好等。它们既可用于 博览游乐场、机场的内部运输，也可用于一般公共交通。新交 通系统一般每小时单向运能5 000~10 000人次，列车编组2—6 辆，属中等运量的城轨交通方式
2)线性电机车辆 线性电机车辆采用直线电机作为牵引动力。直线电机为线性 异步感应电动机的简称，它改变传统电机旋转运动方式，为直线 运动方式，其工作原理与一般的旋转式感应电动机类似，可以看 成是将旋转电机沿半径方向剖开展平，定子部分在用硅钢片叠压 成扁平形状的铁芯上，放入两层叠绕的三相线圈构成，沿纵向固 定安装于车辆底架下部或转向架构架下部。而转子部分亦展平变 为一条感应轨，铺设在两走行轨之间，一般由铝板或铝合金制成 的外壳和铁芯组成。定子与转子感应轨之间保持8~10 mm间隙，当 通过交流电流时，由于磁场的相互作用产生推力，轨道车辆采用 直线电机就是利用该力驱动车辆运行或使车辆制动，从而突破了 长期以来依靠轮轨粘着作用传递牵引力的传统技术。