悬挂单轨车辆
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2）低碳、环保、噪音低、节约资源 空轨系统采用电力驱动，废气零排放，耗电量为 2.3 千瓦时/公里，能耗远 远小于其它轨道交通的耗电量，且橡胶轮运行在封闭的轨道梁中，噪音小。轨 道系统占地面积很少，节约土地资源，优化资源配置。 3）施工方式简单、施工量小、造价低、投入资金少 该车辆把地铁、轻轨制式中的轨道、路面、通信信号设备、隔音屏等全部 集成到轨道梁中，可预先批量生产，再安装调试，很大程度节省现场施工时间， 造价远低于其它轨道交通。 4）全程自动化设计 该车辆为全程自动无人驾驶系统，可配置列车自动控制系统（ATC）、列 车自动运行系统（ATO），以及列车自动保护子系统（ATP），可以确保列车 安全准时的运行。 5）快捷、运输能力适中，适应能力强、全天候运营 该车辆爬坡和跨越能力强，转弯半径小，能够融入已有的公共交通系统中， 可与公交、地铁、轻轨基本实现零距离换乘。车辆在封闭的环境下运行，所以 不受恶劣天气影响。 6）美观、舒适度高
1898 年夏，第一个悬挂式单轨捷运系统在乌帕河谷破土动工，并于 1903 年 6 月全线通车，最高时速 60km/h。
1972 年后，德国联邦政府委托西门子公司和独特蒙德大学对空轨进行技 术改造，并把这种现代悬挂式列车系统的名称定为“H-Bahn”，其中“H”为 “Hang”的缩写。
随后，法国、日本等多国均开始了悬挂式单轨车辆的研究并广泛应用。
6.2 机械系统对
1）车体 既有空轨车辆车体均采用铝合
金骨架式结构，车辆表面通过蒙皮覆
盖；结构差距不大，单根据使用环境 的需求，载客量有大小之分。
2）内装 德国空轨车辆没有单独的司机室，全程为无人自动驾驶，中顶板中部设置
风道，车端设置逃生门，客室采用电动塞拉门。
日本空轨车辆设置有独立司机室，可实现有司机监控的全自动驾驶，客室
设置通长的长座椅，座椅下设置屏柜，其他区域无其他屏柜；车辆前端中部设
置纵向逃生门，司机室内部地板上设置向下的逃生井，每个头车配置一套逃生
袋。
3）车钩
德国空轨车车钩安装在转向架上，每个转向架外端设置一个自动车钩。
automatic coupler
running gear
fix coupler
running gear
悬挂式单轨车辆
姚学斌 屈海洋 雷张文 杨晓东 付翔
（中国中车株洲电力机车有限公司 技术中心，湖南 株洲 412001）
摘要：本文介绍了悬挂式单轨车辆特点，以及其发展历史、发展趋势。 关键词：单轨，悬挂，第三轨受流，胶轮，转向架，地铁车辆
The suspension monorail YAO Xue-bin, QU Hai-yang , LEI Zhang-wen,Yang Xiao-dong,FU Xiang Abstract: The paper presents the features introduction of suspension monorail. It also includes the developing history and the trend of development. Key words: monorail，suspension，rail current collection，rubber wheel， bogie，metro subway
1）乌帕塔尔空轨：本线路东西
向贯穿整个城市，线路位于乌帕塔尔
河河道上方，与市郊铁路并行，并连
接数个市郊铁路车站，兼有通勤、旅
游功能，自 1901 年开始启用，目前 已运营超过 100 年。
2）杜塞尔多夫机场线：本线路
位于城市北部的杜塞尔多夫机场内
部，用于航站楼的客流接驳，对外连
接市郊铁路车站。线路正线最小水平
运行模式，供电轨集成在轨道箱梁单侧，转向架上配置 2 台交流受流器；车辆 配置库用插座，为其提供库内调试电源。
2）日本千叶和湘南空轨车辆采用 DC1500V 供电的有人值守 ATO 驾驶运 行模式，转向架上部布置正受流轨，两侧分别布置负回流轨。
6.4 轨道系统 综合德国、日本悬挂车辆线路，主要有两种结构型式，即高架椼架梁型以
通系统，错位发展，成为其延伸与补充。 4）灵活 可以随着城市发展而扩充，即系统可加长、可拆卸、可移动。
4 特点及优势 1）安全保障大 相比普通地铁车辆，空轨车辆有其独特的走行机构，为保证车辆安全运行，
车辆走行机构上由设有走行轮、导向轮和安全轮，走行轮和导向轮始终在箱形 轨道梁内部，保证系统的运营安全。
automatic coupler
cabin
cabin
passenger door
日本空轨车辆，车钩设置在车体顶盖两端，车端顶盖上设置用于牵引力传 递的类似底架牵引梁的结构，对转向架结构设计及轴重平衡更有优势。
4）转向架 杜塞尔多夫空轨车的转向架仅 设置了一系弹簧，二系弹簧设置在与 车体连接的位置，转向架端部设置车 钩安装座，电机呈现 45°布置，每 个转向架上安装一个风缸，基础制动 装置采用液压紧急制动，空气缓解的 方式，通过走行轨制动。
1 概述 悬挂式单轨车辆又称空轨车辆（以下均称空轨车辆），是一种轨道在运行
列车上方，列车依靠由钢铁或水泥柱支撑的轨道在空中运行的交通系统。由于 该系统将地面交通移至空中，在无需扩展城市现有公路、铁路等设施的基础上 可缓解城市交通压力。该系统作为一种轻型、中速、中运量的新型公共交通方 式，是一体化、多模式、立体公交体系的必要组成部分，与常规公交、轨道交 通等其它公交方式错位发展、互为补充。空轨车辆最高运行速度可达到 80km/h， 平均速度 30～35km/h。 2 发展历史
6 悬挂式单轨系统对比
6.1 总体参数对比 对比杜塞尔多夫（德国）、千叶（日本）2 编组空轨车及湘南（日本）5000
型车辆总体参数如下：
参数
杜塞尔多夫
千叶（标准型）
编组型式 2 编组，全动车
2 编组
编 车体结构
铝合金焊接
组 无独立司机室、无
司机室 人驾驶
铝合金焊接 独立司机室
长
9200mm
13850mm
[4] 白雪, 李芾. 悬挂式单轨车辆的应用分析[J]. 电力机车与城轨车辆, 2015, (2).
曲线半径 50m，车长线 30m，线路沿
线平均用地约 1.5m 宽，采用双线运
行。
3）多特蒙德大学空轨线：多特
蒙德现有两条单轨交通，1 号线（蓝
监
色）连接成绩铁路站和大学园区，始
建于 1993 年，2003 年扩建，全厂
3.0km，设站 5 个；2 号线（红色）
连接大学园区北区和南区，1984 年
维
建成，全长 1.0km，采用单线往复式
运行。 4）千叶空轨线路：千叶空轨线
路沿公路设置，采用双线运营，共配
置 18 列车，采用 2 节编组运行或 3
编组结构，运用具有独立司机室的自
动驾驶技术。
5）湘南空轨线：全线 6.6km，设 8 座车站，线路沿公路设置，采用 2 编组 或 3 编，车辆全部采用独立司机室的有 人值守自动驾驶技术。
3 设计理念 空轨车辆系统具有以下特点： 1）空轨车辆环保、节能 该车辆无废气排放，行驶时几乎无噪音污染，且在无需扩展既有公路设施
的基础上解决交通问题，对建筑及环境影响小。 2）集成化、智能化 改变传统的地铁、轻轨设计理念，把路面、信号、轨道、通信、隔音屏等
设备全部集中在一条轨道梁内，体现其现代化、智能化和科技化设计。 3）兼容性好 作为普通地铁、轻轨、公共汽车等已有交通系统的补充，能够融入既有交
车
宽
辆 高
尺
寸
轴距
2244mm 2623mm 1730mm
2580mm 3705mm 1500mm
受电电压 受
流
参 受流方式 数
AC 400V
第三轨 侧面布置受流和
回流轨
DC 1500V 第三轨 轨顶正受流轨 轨侧负回流轨
最高速度
牵 启动加速度 引 参 制动减速度 数 紧急制动减
速度
60km/h 1.0m/s2 1.0m/s2
7 结束语 空轨车辆是一种中速、中运量的新型轨道交通，相比传统地铁项目，建设
成本低、周期短，因多采用橡胶轮走行，噪音小、振动小、通过曲线半径小、 环境适应能力强。悬挂式单轨车辆系统在无需扩展城市现有公路设施的基础上 可缓解城市交通压力，将在很大程度上缓解中小城市的交通运输压力。
参考文献：
[1] 刘绍勇. 重庆跨座式单轨车辆转向架[J]. 现代城市轨道交通, 2006, (1):5-9. DOI:10.3969/j.issn.1672-7533.2006.01.002.
5.5m/s2
80km/h 0.97m/s2 0.97m/s2
1.25m/s2
通 水平曲线
过
能
力
坡道
30m 60‰
30m 100‰
湘南（大型） 2 编组
铝合金焊接
独立司机室
16800mm 2650mm 3688mm 1550mm DC 1500V 第三轨 轨顶正受流轨 轨侧负回流轨 80km/h 0.97m/s2 0.91m/s2 1.25m/s2
空轨车辆发展最早追溯至 1821 年，英国人 Henry Palmer 开始研究单轨系 统并取得英国第 461 号发明专利。德国人 Eugen Langen 于 1893 年发明了悬挂 式 单 轨 交 通 ， 并 于 1898 年 在 著 名 悬 车 之 城 — 德 国 鲁 尔 区 伍 拍 塔 尔 市 区 （Wuppertaler）修建了世界上最早的空轨铁路。
[2] 闫 雪 燕 . 日 本 跨 座 式 单 轨 车 辆 简 介 [J]. 都 市 快 轨 交 通 , 1994, (3):36-42.
[3] 祁 玉 华 . 单 轨 车 辆 的 安 全 性 分 析 [J]. 城 市 轨 道 交 通 研 究 , 2005, 8(4):25-27. DOI:10.3969/j.issn.1007-869X.2005.04.008.
及高架支撑钢制箱梁型（SAFEGE 型），两者相比，高架支撑钢制箱梁型线路 结构简单，可实现工厂预制，扩展性强。
1）高架椼架梁型 以德国乌帕塔尔空轨线路为例，分河面段和公路段，河面段线路通过固定 在河堤的钢结构立柱，将整个钢结构线路骑跨在河面上方；公路段采用钢结构 拱形立柱固定线路，对称并分别固定在公路两边的立柱相交与公路上方，形成 拱形结构，钢结构的线路悬挂固定在拱状结构下方。
日本千叶和湘南的转向架结构 一致，转向架通过刚性与车体联接， 类似传统地铁的联接方式倒过来，转 向架不设置二系簧或二系设置在转 向架结构内。这种二系设置方式，安 全性高，能有效避免空气簧过充，造 成车体与轨道的距离减少，设备与轨 道干涉。
6.3 电气系统对比 1）杜塞尔多夫和多特蒙德空轨车辆均采用 AC400v 供电的全程无人驾驶
30m
100‰
参数
自重
载
轴重
荷
与
载
定员
重wenku.baidu.com
超员
杜塞尔多夫 8.455t 3.35t
坐席 16
75
千叶（标准型） 19t 7.5t
坐席 40/46 站席 63/69 103/115(6ppsm) 135/150(9ppsm)
湘南（大型） 21.54t 9.5t
坐席 42/48 站席 101/109 143/157(6ppsm) 193/212(9ppsm)
该车辆可沿古城河道，随山城起伏，伴海湾风景，使城市交通与自然景观 相得益彰；采用大玻璃车窗设计，乘坐环境变得敞亮舒适。
5 发展现状
空轨车辆在德国和日本等地已成熟运用，德国目前正线运营有三条线路，
分别为乌帕塔尔空轨线、杜塞尔多夫机场空轨线、多特蒙德大学空轨线，最长
运营时间已超过 100 年；日本有千叶 1 号线和 2 号线空轨线路及湘南江之道空 轨线路。
河面段线路结构
公路段线路结构
2）高架支撑钢制箱梁型（SAFEGE 型）
SAFEGE 型是目前最先进、应用最广泛的空轨车辆交通系统，它采用对称
式悬挂。其特点是轨道梁为底部开口的钢制箱型梁，橡胶轮胎的两轴转向架运
行于轨道梁内部，转向架上设走行轮和导向轮，沿着箱型梁内部的轨道运行。
现代空轨车辆均采用此结构。
1898 年夏，第一个悬挂式单轨捷运系统在乌帕河谷破土动工，并于 1903 年 6 月全线通车，最高时速 60km/h。
1972 年后，德国联邦政府委托西门子公司和独特蒙德大学对空轨进行技 术改造，并把这种现代悬挂式列车系统的名称定为“H-Bahn”，其中“H”为 “Hang”的缩写。
随后，法国、日本等多国均开始了悬挂式单轨车辆的研究并广泛应用。
6.2 机械系统对
1）车体 既有空轨车辆车体均采用铝合
金骨架式结构，车辆表面通过蒙皮覆
盖；结构差距不大，单根据使用环境 的需求，载客量有大小之分。
2）内装 德国空轨车辆没有单独的司机室，全程为无人自动驾驶，中顶板中部设置
风道，车端设置逃生门，客室采用电动塞拉门。
日本空轨车辆设置有独立司机室，可实现有司机监控的全自动驾驶，客室
设置通长的长座椅，座椅下设置屏柜，其他区域无其他屏柜；车辆前端中部设
置纵向逃生门，司机室内部地板上设置向下的逃生井，每个头车配置一套逃生
袋。
3）车钩
德国空轨车车钩安装在转向架上，每个转向架外端设置一个自动车钩。
automatic coupler
running gear
fix coupler
running gear
悬挂式单轨车辆
姚学斌 屈海洋 雷张文 杨晓东 付翔
（中国中车株洲电力机车有限公司 技术中心，湖南 株洲 412001）
摘要：本文介绍了悬挂式单轨车辆特点，以及其发展历史、发展趋势。 关键词：单轨，悬挂，第三轨受流，胶轮，转向架，地铁车辆
The suspension monorail YAO Xue-bin, QU Hai-yang , LEI Zhang-wen,Yang Xiao-dong,FU Xiang Abstract: The paper presents the features introduction of suspension monorail. It also includes the developing history and the trend of development. Key words: monorail，suspension，rail current collection，rubber wheel， bogie，metro subway
1）乌帕塔尔空轨：本线路东西
向贯穿整个城市，线路位于乌帕塔尔
河河道上方，与市郊铁路并行，并连
接数个市郊铁路车站，兼有通勤、旅
游功能，自 1901 年开始启用，目前 已运营超过 100 年。
2）杜塞尔多夫机场线：本线路
位于城市北部的杜塞尔多夫机场内
部，用于航站楼的客流接驳，对外连
接市郊铁路车站。线路正线最小水平
运行模式，供电轨集成在轨道箱梁单侧，转向架上配置 2 台交流受流器；车辆 配置库用插座，为其提供库内调试电源。
2）日本千叶和湘南空轨车辆采用 DC1500V 供电的有人值守 ATO 驾驶运 行模式，转向架上部布置正受流轨，两侧分别布置负回流轨。
6.4 轨道系统 综合德国、日本悬挂车辆线路，主要有两种结构型式，即高架椼架梁型以
通系统，错位发展，成为其延伸与补充。 4）灵活 可以随着城市发展而扩充，即系统可加长、可拆卸、可移动。
4 特点及优势 1）安全保障大 相比普通地铁车辆，空轨车辆有其独特的走行机构，为保证车辆安全运行，
车辆走行机构上由设有走行轮、导向轮和安全轮，走行轮和导向轮始终在箱形 轨道梁内部，保证系统的运营安全。
automatic coupler
cabin
cabin
passenger door
日本空轨车辆，车钩设置在车体顶盖两端，车端顶盖上设置用于牵引力传 递的类似底架牵引梁的结构，对转向架结构设计及轴重平衡更有优势。
4）转向架 杜塞尔多夫空轨车的转向架仅 设置了一系弹簧，二系弹簧设置在与 车体连接的位置，转向架端部设置车 钩安装座，电机呈现 45°布置，每 个转向架上安装一个风缸，基础制动 装置采用液压紧急制动，空气缓解的 方式，通过走行轨制动。
1 概述 悬挂式单轨车辆又称空轨车辆（以下均称空轨车辆），是一种轨道在运行
列车上方，列车依靠由钢铁或水泥柱支撑的轨道在空中运行的交通系统。由于 该系统将地面交通移至空中，在无需扩展城市现有公路、铁路等设施的基础上 可缓解城市交通压力。该系统作为一种轻型、中速、中运量的新型公共交通方 式，是一体化、多模式、立体公交体系的必要组成部分，与常规公交、轨道交 通等其它公交方式错位发展、互为补充。空轨车辆最高运行速度可达到 80km/h， 平均速度 30～35km/h。 2 发展历史
6 悬挂式单轨系统对比
6.1 总体参数对比 对比杜塞尔多夫（德国）、千叶（日本）2 编组空轨车及湘南（日本）5000
型车辆总体参数如下：
参数
杜塞尔多夫
千叶（标准型）
编组型式 2 编组，全动车
2 编组
编 车体结构
铝合金焊接
组 无独立司机室、无
司机室 人驾驶
铝合金焊接 独立司机室
长
9200mm
13850mm
[4] 白雪, 李芾. 悬挂式单轨车辆的应用分析[J]. 电力机车与城轨车辆, 2015, (2).
曲线半径 50m，车长线 30m，线路沿
线平均用地约 1.5m 宽，采用双线运
行。
3）多特蒙德大学空轨线：多特
蒙德现有两条单轨交通，1 号线（蓝
监
色）连接成绩铁路站和大学园区，始
建于 1993 年，2003 年扩建，全厂
3.0km，设站 5 个；2 号线（红色）
连接大学园区北区和南区，1984 年
维
建成，全长 1.0km，采用单线往复式
运行。 4）千叶空轨线路：千叶空轨线
路沿公路设置，采用双线运营，共配
置 18 列车，采用 2 节编组运行或 3
编组结构，运用具有独立司机室的自
动驾驶技术。
5）湘南空轨线：全线 6.6km，设 8 座车站，线路沿公路设置，采用 2 编组 或 3 编，车辆全部采用独立司机室的有 人值守自动驾驶技术。
3 设计理念 空轨车辆系统具有以下特点： 1）空轨车辆环保、节能 该车辆无废气排放，行驶时几乎无噪音污染，且在无需扩展既有公路设施
的基础上解决交通问题，对建筑及环境影响小。 2）集成化、智能化 改变传统的地铁、轻轨设计理念，把路面、信号、轨道、通信、隔音屏等
设备全部集中在一条轨道梁内，体现其现代化、智能化和科技化设计。 3）兼容性好 作为普通地铁、轻轨、公共汽车等已有交通系统的补充，能够融入既有交
车
宽
辆 高
尺
寸
轴距
2244mm 2623mm 1730mm
2580mm 3705mm 1500mm
受电电压 受
流
参 受流方式 数
AC 400V
第三轨 侧面布置受流和
回流轨
DC 1500V 第三轨 轨顶正受流轨 轨侧负回流轨
最高速度
牵 启动加速度 引 参 制动减速度 数 紧急制动减
速度
60km/h 1.0m/s2 1.0m/s2
7 结束语 空轨车辆是一种中速、中运量的新型轨道交通，相比传统地铁项目，建设
成本低、周期短，因多采用橡胶轮走行，噪音小、振动小、通过曲线半径小、 环境适应能力强。悬挂式单轨车辆系统在无需扩展城市现有公路设施的基础上 可缓解城市交通压力，将在很大程度上缓解中小城市的交通运输压力。
参考文献：
[1] 刘绍勇. 重庆跨座式单轨车辆转向架[J]. 现代城市轨道交通, 2006, (1):5-9. DOI:10.3969/j.issn.1672-7533.2006.01.002.
5.5m/s2
80km/h 0.97m/s2 0.97m/s2
1.25m/s2
通 水平曲线
过
能
力
坡道
30m 60‰
30m 100‰
湘南（大型） 2 编组
铝合金焊接
独立司机室
16800mm 2650mm 3688mm 1550mm DC 1500V 第三轨 轨顶正受流轨 轨侧负回流轨 80km/h 0.97m/s2 0.91m/s2 1.25m/s2
空轨车辆发展最早追溯至 1821 年，英国人 Henry Palmer 开始研究单轨系 统并取得英国第 461 号发明专利。德国人 Eugen Langen 于 1893 年发明了悬挂 式 单 轨 交 通 ， 并 于 1898 年 在 著 名 悬 车 之 城 — 德 国 鲁 尔 区 伍 拍 塔 尔 市 区 （Wuppertaler）修建了世界上最早的空轨铁路。
[2] 闫 雪 燕 . 日 本 跨 座 式 单 轨 车 辆 简 介 [J]. 都 市 快 轨 交 通 , 1994, (3):36-42.
[3] 祁 玉 华 . 单 轨 车 辆 的 安 全 性 分 析 [J]. 城 市 轨 道 交 通 研 究 , 2005, 8(4):25-27. DOI:10.3969/j.issn.1007-869X.2005.04.008.
及高架支撑钢制箱梁型（SAFEGE 型），两者相比，高架支撑钢制箱梁型线路 结构简单，可实现工厂预制，扩展性强。
1）高架椼架梁型 以德国乌帕塔尔空轨线路为例，分河面段和公路段，河面段线路通过固定 在河堤的钢结构立柱，将整个钢结构线路骑跨在河面上方；公路段采用钢结构 拱形立柱固定线路，对称并分别固定在公路两边的立柱相交与公路上方，形成 拱形结构，钢结构的线路悬挂固定在拱状结构下方。
日本千叶和湘南的转向架结构 一致，转向架通过刚性与车体联接， 类似传统地铁的联接方式倒过来，转 向架不设置二系簧或二系设置在转 向架结构内。这种二系设置方式，安 全性高，能有效避免空气簧过充，造 成车体与轨道的距离减少，设备与轨 道干涉。
6.3 电气系统对比 1）杜塞尔多夫和多特蒙德空轨车辆均采用 AC400v 供电的全程无人驾驶
30m
100‰
参数
自重
载
轴重
荷
与
载
定员
重wenku.baidu.com
超员
杜塞尔多夫 8.455t 3.35t
坐席 16
75
千叶（标准型） 19t 7.5t
坐席 40/46 站席 63/69 103/115(6ppsm) 135/150(9ppsm)
湘南（大型） 21.54t 9.5t
坐席 42/48 站席 101/109 143/157(6ppsm) 193/212(9ppsm)
该车辆可沿古城河道，随山城起伏，伴海湾风景，使城市交通与自然景观 相得益彰；采用大玻璃车窗设计，乘坐环境变得敞亮舒适。
5 发展现状
空轨车辆在德国和日本等地已成熟运用，德国目前正线运营有三条线路，
分别为乌帕塔尔空轨线、杜塞尔多夫机场空轨线、多特蒙德大学空轨线，最长
运营时间已超过 100 年；日本有千叶 1 号线和 2 号线空轨线路及湘南江之道空 轨线路。
河面段线路结构
公路段线路结构
2）高架支撑钢制箱梁型（SAFEGE 型）
SAFEGE 型是目前最先进、应用最广泛的空轨车辆交通系统，它采用对称
式悬挂。其特点是轨道梁为底部开口的钢制箱型梁，橡胶轮胎的两轴转向架运
行于轨道梁内部，转向架上设走行轮和导向轮，沿着箱型梁内部的轨道运行。
现代空轨车辆均采用此结构。