城市轨道交通车辆选型讲座

四、几个主要技术的选择
2、车辆工作电压及受电方式 ■一般认为： • 列车编组总重量低于350t，可采用DC750V； • 行车密度高的线路可考虑采用DC1500V。 ■DC750V、1500V均适用于地铁车辆。 • 电气绝缘材料的发展，为地铁车辆采用DC1500V 工作电压提供了有利条件。 • DC1500V工作电压比DC750V工作电压车辆受电端 的电压降小1倍左右，对车辆的起动，功率发挥有 利。
加速距离m
253 322 431
465 643 863
849 1129 1657
四、几个主要技术的选择
结论： 由于乘坐舒适性要求（即冲动极限的限 制），全动车编组与2：1动拖比编组列车的最 大起动加速度取相同值，比1：1动拖比编组列 车约高37%；从零到最高运行速度之间的平均加 速度基本上与动车数量成正比。
三、车辆的制式及适用性
②胶轮制式车辆
新交通系统（TRANSLOHR）
■集公共汽车和胶轮式LRT的优势于一体的新
特点 及 适用性
的交通系统 。 ■100％低地板，胶轮行驶，噪声相对低，爬 坡能力强，适应小曲线半径，轨道结构简单， 线路设计自由度较大，与地区其他交通工具共 用线路，建设成本低。
三、车辆的制式及适用性
二、车辆选型的原则
二、车辆选型的原则
1、满足客流要求，符合《城市快速轨道交通工程项 目建设标准》。
线路运能分类
单向运能（万人次/h） 适用车型 列车最大长度(m) 线路型式（市中心区） 最高速度(km/h) 旅行速度(km/h) Ⅰ（高运量） 5~7 A 185 全封闭 ≥80 30~40 ＞300 Ⅱ（大运量） 3~5 B（或A） 140 全封闭 80 30~40 ＞200 Ⅲ（中运量） （轻轨） 1~3 C（或B） 100 半封/全封闭 60~80 20~30/30~40 ＞100 （地铁）
100km/h
平均常用 电制动 减速度 m/s2 1.0 0.907 0.68 制动减速 距离m
120km/h
平均常用 电制动 减速度 m/s2 0.92 0.739 0.554 制动减速 距离m
动拖比 全动车 2:1 1:1
386 425 567
604 751 1002
四、几个主要技术的选择
结论： 由于乘坐舒适性的要求（即冲动极限的限 制），全动车编组与2：1动拖比编组列车的最大 常用电制动减速度取相同值，比1：1动拖比编组 约高37%；从最高运行速度到零之间的平均常用 电制动减速度与动车数量有关。
用于城市轨道交通的低速磁悬浮车的最高速度通常为100km/h。
三、车辆的制式及适用性
⑤磁悬浮车辆
磁悬浮车辆的特点： 非粘着驱动，加减速动力性能强。 速度高，噪声小，振动小，适用曲 线半径小和坡道大的线路。
四、几个主要技术的选择
四、几个主要技术的选择
1、与车辆制式选择和列车编组有关的几个主要因素 ■ 几种模糊概念 • 一步到位建地铁 • 选A型车档次高 • 六辆编组比四辆编组大器 • “子弹头”与国际化城市相称 · · ·
适用城市市区人口规模 （万人）
二、车辆选型的原则
2、适用工程线路条件，减少对沿线环境和景观 的影响。 3、在考虑技术进步的同时，结合我国的国情， 经济实用，安全可靠，方便维修。 4、从城市轨道交通网络出发，统筹兼顾，尽可 能减少车辆制式和类型，利于资源共享。 5、生命周期成本（LCC）低。 6、利于实现国产化。
四、几个主要技术的选择
最高运行速度为100 km/h的比较表
3、列车动拖比对性能的影响 常用的列车动拖比 全动车、2:1、1:1 ■牵引（6辆编组、额定负载、μ=0.165） 最大起动加速度 全动车 2:1 1:1 1.49m/s2 0.9～1.0 m/s2 0.83 m/s2
四、几个主要技术的选择
3、列车动拖比对性能的影响 可达到的全速度范围平均加速度 根据电机特性仿真计算的六辆编组列车额定负载工况的牵 引特性曲线为
四、几个主要技术的选择
3、列车动拖比对性能的影响 可达到的全速度范围平均加速度
项目
80km/h
100km/h
120km/h
动拖比 全动车 2:1 1:1
平均加速 度m/s2 0.975 0.767 0.573
加速距离m
平均加速 度m/s2 0.929 0.6 0.447
加速距离m
平均加速 度m/s2 0.654 0.452 0.335
四、几个主要技术的选择
1、与车辆制式选择和列车编组有关的几个主要 因素
■
综合评估统筹兼顾选择车型及编组
· 按客流预测选择车型（参照本文二/1表） · 考虑线路特征及沿线环境选择制式
四、几个主要技术的选择
1、与车辆制式选择和列车编组有关的几个主要因素 ■ 综合评估统筹兼顾选择车型及编组
· 行车间隔（信号能力）与运能统筹考虑
四、几个主要技术的选择
1、与车辆制式选择和列车编组有关的几个主要因素 ■ 综合评估统筹兼顾选择车型及编组 · 能耗及运营费用 车辆的能耗与车辆重量和载重成正比，据对某一城市5 号线的车辆计算，在列车额定载客的情况下，运输同等 的客流量，则B型车每位乘客平均运营能耗比A型车高 约3％；根据国内A、B型车运营成本经验，A型车每公 里运营费用比B型车高出15％左右，但A型车走行公里 数低于B型车，车辆计划修程间隔相对长，具体与列车 编组和乘坐舒适性有关。 在选择车辆时，需针对特定工程计算能耗和运营费用进 行反复比较。 · 运行、维修资源共享
列车间隔（分） 四辆编组 A型车 运量（万人） B型车 六辆编组 八辆编组 四辆编组 六辆编组 八辆编组 2 3.72 5.58 7.4 2.94 4.41 5.88 3 2.48 3.72 4.96 1.96 2.94 3.92 4 1.86 2.79 3.72 1.47 2.205 3.72 5 1.488 2.232 2.976 1.176 1.764 2.352
城市轨道交通车辆选型
主要内容
一．车辆概述 二．车辆选型原则
三．车辆的制式及适用性
主要内容
四．几个主要技术的选择
1、与车辆制式选择和列车编组有关的几个主要因素 2、车辆的工作电压及受电方式 3、列车的动拖比对性能的影响 4、列车的最高运行速度 5、电气传动系统
五．关于无人驾驶车辆
一、车辆概述
一、车辆概述
1、车辆是城市轨道交通工程中技术密集，涉及到机 械、电气（强电、弱电）、计算机、制冷、声学 及光学等技术领域的机电一体化设备。 2、车辆与供电、触网，信号，通信，综合监控，屏 蔽门，土建、线路及轨道等等专业有密切的技术 接口，也是相关专业服务的对象。
一、车辆概述
3、目前国际上车辆的技术水准
采用铝合金和不锈钢为基础结构材料的轻型车体、 稳定性和可靠性高的轻型转向架、变压变频调速（简 称VVVF）的三相异步电动机为主传动、电制动与微 机控制的机械制动协调配合的复合式制动系统、以及 现代微处理电子技术被广泛应用于控制、诊断和显示 系统。 总之，现代城市轨道交通车辆朝模块化、轻量化、 节能化、少维修、低噪声、以及舒适性、可使用性、 可靠性和安全性高的方向发展。
③独轨制式
独轨系统是在一根轨道上行驶的轨道交通，可分为悬 挂式和跨座式两种型式。
独轨制式
■爬坡能力大，适应小曲线半径，土建结构断
特点 及 适用性
面小，占地少，噪声小。 ■道岔结构复杂，能耗相对大，胶轮寿命短， 事故救援难，疏散乘客难。 ■适用线路 高架，环境要求较高及在狭窄的 街道上空穿行的中运量线路。
三、车辆的制式及适用性
三、车辆的制式及适用性
⑤磁悬浮车辆
磁悬浮列车由直线电机（异步或同步电机）驱动，由磁 力承载，一般悬浮高度约为8～10mm左右。磁悬浮车辆彻底 摆脱了轮轨系统的粘着问题，是完全的非粘着驱动系统。 上海的高速示范线列车
端车长 中间车长 车身宽 27,500mm 24,500mm 3700mm 车身高 最高速度 运营最高 速度 4,160mm 505km/h 430km/h
四、几个主要技术的选择
2、车辆工作电压及受电方式 ■国际上已建线路车辆工作电压 DC600V、750V、825V、1000V、1200V、1500V等等 国际电工委员会（IEC）标准 DC600V、750V、1500V 我国的规范 DC750V、1500V 国际上绝大多数地铁采用DC750V，70～80年代后， DC1500V在世界上被推广。
四、几个主要技术的选择
2、车辆工作电压及受电方式 ■受电方式 通常 • DC750V工作电压采用三轨集电靴受流。 • DC1500V工作电压采用受电弓受流。 举例：（A型车，四动两拖列车）受流器比较
项目
受电弓 集电靴
数量
2 8
人身安全
好 差
维护量
较少 多
单价（元）
8-10万 4-5万
国产化
能 能
四、几个主要技术的选择
Leabharlann Baidu
四、几个主要技术的选择
■旅行速度
一个站间距为2000m、平直道、停站时间 20s、6辆编组列车额定工况下，全动车、 2:1和1:1动拖比在最高运行速度分别为 80km/h、100km/h、120km/h情况下计算 的旅行速度分别如下：
四、几个主要技术的选择
最高运行速度为80km/h的比较表
项目 动拖比 1：1 2：1 全动车 起动加速时 间/s 35.2 26.4 22.8 中间惰行时 常用电制动 间/s 时间/s 57.1 65.9 69.2 29.2 21.9 21.5 总的运行 时间 /s 121.5 114.2 113.5 旅行速度 /km· h-1 50.9 53.7 53.9
四、几个主要技术的选择
■制动（6辆编组、额定负载、μ=0.16）
根据电机特性仿真计算的六辆编组列车额定负 载工况的制动特性曲线为
四、几个主要技术的选择
■制动（6辆编组、额定负载、μ=0.16）
项目
80km/h
平均常用电制 制动减速 距离m 动减速度m 2 /s 1.0 0.985 0.739 247 250 334
三、车辆的制式及适用性
④轮轨制式的特例——线性电机车辆
线性电机车辆上世纪80年代被开发并投入运营，它以 线性电机作为牵引电机。
线性电机车辆
■非粘着驱动
高加、减速度，适应大坡道，受天气影响
特点 及 适用性
小 ■径向转向架 自我调节转向，适应曲线半径小的线路 ■小直径车轮，减小隧道截面，降低建设投资 ■噪声相对小 ■电机损耗相对大 ■中容量线路较为适用
三、车辆的制式及适用性
三、车辆的制式及适用性
1、车辆的制式 自世界上首条地铁建成以来，地铁和轻轨交通 车辆在 性能上、功能上和设计制造技术上都经历 了很大的发展，出现了不同制式。
三、车辆的制式及适用性
钢 轮
胶 轮
按走行部 分与行驶 轨道之间 的匹配关 系区分：
独 轨 磁 悬 浮
轮轨制式的特例—线性电机
三、车辆的制式及适用性
②胶轮制式车辆
传统的胶轮车辆
■爬坡能力大，噪声相对低，粘着系数大（可发
特点 及 适用性
挥较大的启动牵引力和制动力），对线路曲线半 径和坡度的适应能力较强。 ■结构复杂，污染环境（橡胶粉尘），承载能力 相对小，胶轮寿命短。 ■适用线路 线路坡度较大，沿途环境对噪声敏感 的线路（如高架、居民区，学校，医院，办公场 所等附近的地面线）
列车开行间隔短，可选择小编组列车，反之选择较大编组列车。
四、几个主要技术的选择
1、与车辆制式选择和列车编组有关的几个主要因素 ■ 综合评估统筹兼顾选择车型及编组
· 对工程造价的影响
编组直接影响车站土建工程，折返线，存车线、洗 车线和停车库等的长度以及车辆基地检修设备数量 等。
·乘坐舒适性
通常额定按6人/m2计算，超员按9人/m2计算。随着 生活水平的提高，乘客对乘坐舒适性的要求越来越 高，因此有的线路按5人/m2计算。当然，会增加车 辆数，影响到工程投资。
三、车辆的制式及适用性
①钢轮钢轨制式车辆
主传动系统 电气部分 辅助供电系统 列车监控系统 乘客信息系统 车体 转向架 机械部分 机械制动系统 空调通风系统 车钩、缓冲装置 传递机械能 使其转变为 轮周牵引力； 承重并传到 钢轨路基。 将来自接触 网的电能转 变为驱动列 车的机械能。
基 本 构 成
从公路的胶轮制式发展到铁路的钢轮钢轨 制式是交通运输的革命。钢轮钢轨制式车 辆技术最为成熟，适应性强，应用最为广 泛。全世界绝大多数城市轨道交通车辆采 用钢轮钢轨制式。