学习领域一城市轨道交通概要.

一、城市轨道交通的发展二、城市轨道交通发展的新趋势三、我国城市轨道交通发展概况学习领域一城市轨道交通概要城市轨道交通简称城轨交通城市轨道交通是由地铁、轻轨铁路、独轨铁路、新交通系统及城市铁路等组成，是近代高科技的产物，大多采用全封闭道路，立体交叉，自动信号控制和电动车组等高科技产品和手段，其行车密度大，旅行速度高，载客能力大，其疏通客流的能力与传统的道路公共交通工具相比，具有无与伦比的优越性。目前城轨交通主要有3种型式：地铁、轻轨、独轨。一、城市轨道交通的发展地铁是地下铁道交通的简称，它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30000人次以上，它的线路通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上。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。（一）地铁第一台蒸汽机车：1829年乔治和罗伯特·史蒂文森父子设计并制造的多烟管道蒸汽机车目前世界上一些著名的特大城市纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京等，均已形成一定的城轨交通规模和网络，且以地铁为主干，延伸到城市的各个方向。伦敦是个国际大都市，有700多万人口，目前共建有1000ｋｍ以上的轨道交通系统，其中总长400ｋｍ的地铁每天运送乘客300万人次。东京有1300万人口，轨道交通系统有2000km以上，每天运送乘客3000万人次，轨道交通运输担当了东京全部客运量的80%。1000万人口的巴黎，轨道交通系统有1200km，轨道交通运输占全部客运量的66%。（一）地铁国外地铁车辆巴黎戴高乐机场地铁国外地铁车辆慕尼黑地铁车辆斯德哥尔摩地铁车辆国内地铁车辆(北京地铁)国内地铁车辆(上海地铁)国内地铁车辆(广州地铁)地铁一号线地铁二号线国内地铁车辆(深圳地铁)国内地铁车辆(香港地铁)地铁有以下特征：（1）全部或大部分线路建于地面以下。（2）建设费用大、周期长、成本回收慢。（3）行车密度大、速度高。（4）客运量大。（5）地铁列车的编组数决定于客运量和站台的长度，一般为2辆～8辆。（6）地铁车辆消音减振和防火均有严格要求，既安全，又舒适。（7）受电的制式主要有直流750V第三轨受电或直流1500V架空线受电弓受电。（一）地铁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，它与一般的铁路相比，其轨道和车辆都是轻型的，其运输系统相对也比较简单，较适宜于中等运量的城市客运交通。国外开发的城市轻轨交通系统主要有3种类型：旧车改进型，新线建设型，新交通系统型。（二）轻轨国外轻轨车辆英国轻轨车辆法国轻轨车辆国内轻轨车辆（大连轻轨)国内轻轨车辆（武汉轻轨）轻轨有以下特征：（1）它是以钢轮和钢轨为车辆提供走行的一种交通方式，车辆以电力提供牵引动力，可以采用直流、交流或线性电机驱动。（2）轻轨的建设费用比地铁少，每公里线路造价仅为地铁的1/5～1/2。（3）轻轨交通的每小时单向运输能力一般为2万人次～4万人次，它介于地铁和公共汽车之间，属于中等运能的一种公共交通形式。（4）轻轨线路可以为地面、地下和高架混合型，一般与地面道路完全隔离，采用半封闭或全封闭专用车道。（5）轻轨车辆有单节4轴车，双节单铰6轴车和3节双铰8轴车等。（6）轻轨交通对车辆和线路的消音和减振有较高要求。（7）电压制式以直流750V架空线（或第三轨）供电为主，也有部分采用直流1500V和直流600V供电。（8）轻轨车站分为地面、高架和地下三种形式。（二）轻轨独轨交通的设想早在19世纪末已经形成。1901年德国鲁尔地区的三个工业城市之间，在险峻的乌珀河谷上空建成条快速交通线，车辆吊在架空的导轨下面，沿着导轨行驶，后来三市合并成为乌珀塔尔市，这个独轨交通系统成为该市的一个标志。（三）独轨1901年德国的独轨交通系统独轨交通用作城市公共交通，开始进展比较缓慢。日本从德国引进专利，近30年开发了多种独轨铁路，在世界城轨交通中独树一帜。我国重庆市从日本引进的独轨交通系统已经开始运营。独轨交通采用高架轨道结构，按结构型式分为跨坐式和悬挂式两种类型。前者车辆的走行装置（转向架）跨骑在走行轨道上，其车体重心处于走行轨道的上方。后者车体悬挂于可在轨道梁上行走的走行装置的下面，其重心处于走行轨道梁的下方。（三）独轨跨坐式独轨车辆悬挂式独轨车辆国外独轨车辆美国独轨车辆日本独轨车辆国内独轨车辆（重庆独轨）1、城市独轨铁路的优点（1）独轨铁路线路占地小，可充分利用城市空间，适宜于在大城市的繁华中心区建线，对城市景观及日照影响小。（2）独轨线路构造较简单，建设费用低，为地铁的1/3左右。（3）能实现大坡度和小曲线半径运行，可绕行城市的建筑物。（4）一般采用轻型车辆，列车编组为4～6辆。（5）走行装置采用空气弹簧和橡胶轮结构，并采用电力驱动，故运行噪声低，无废气，乘坐舒适。（6）独轨铁路架于空中，具有交通和旅游观光的双重作用。（7）跨座式轨道梁采用预应力混凝土梁制成，悬挂式轨道梁一般为箱形断面的钢结构。（三）独轨2、独轨铁路交通的缺点（1）能耗大。由于其走行装置采用橡胶轮，它与混凝土轨面的滚动摩擦阻力比钢轮钢轨大，故其能耗比一般轨道交通约大40％，且有轻度的橡胶粉尘污染。（2）运能较小，一般每小时单向最大客运量为1万人次～2万人次。（3）独轨线路不能与常规的地铁、轻轨等接轨。（4）道岔结构复杂、笨重、转换时间较长，从而延长了列车折返时间。（5）列车运行至区间时发生事故，疏散和救援工作困难。（三）独轨（一）新交通系统新交通系统是新开发的具有高速、准点、舒适和污染小的交通方式及其运行服务系统的总称，一般泛指以无人驾驶的车厢在专用路权及自动化控制条件下运行的新型运输系统。按行走方式分为：①自动化导轨交通系统。是导入计算机和全自动控制系统的双轨铁路、独轨铁路。属中量轻轨输送方式，适于承担的运输范围介于公共汽车和市郊铁路间；②新型无轨交通系统或复合交通系统。是以自动控制的新型无轨电车在导向槽中行驶的系统；③步行者援助系统。由高速人行道、自动扶梯和小座舱组成，用于运送上下飞机的旅客和邮件；④公共汽车运营自动控制系统。是为适应非大量的乘客需求，通过计算机系统收集信息、并将其组织起来开行无固定路线的小型公共汽车或公共汽车站间运行自动预报系统。二、城市轨道交通发展的新趋势国外新交通系统(日本)国外新交通系统PersonalRapidTransit车辆广州市珠江新城旅客自动输送系统在林和西正式开工，这是中国内地首个无人驾驶的地下胶轮车运输系统，预计2009年正式投入运营。该线路采用全自动无人驾驶的操作系统，启动、制动、停靠均达到自动化水平，命令执行相当迅速。国内新交通系统线性电机车辆采用直线电机作为牵引动力，它改变传统电机旋转运动方式为直线运动方式，工作原理与一般的旋转式感应电动机类似，可看成是将旋转电机沿半径方向剖开展平，定子部分沿纵向固定安装于车辆底架下部或转向架构架下部，转子部分展平变为一条感应轨，铺设在两走行轨之间，定子与转子感应轨之间保持8mm～10mm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。（二）线性电机车辆直线电机作用原理1、车身降低导致隧道断面面积减小，减低了地铁投资成本。直线电机车辆技术优势2、非粘着驱动形式使加减速可靠、磨耗少，爬坡能力大大增强。直线电机车辆技术优势3、取消了齿轮传动机构，曲线通过能力增加，并降低了噪音。直线电机车辆技术优势4、磨损部件少，车辆维护量降低，车轮寿命长。直线电机车辆技术优势国外直线电机车辆日本东京12号线直线电机车辆国外直线电机车辆加拿大直线电机车辆广州地铁四号线直线电机车辆国内直线电机车辆（三）磁悬浮列车磁悬浮列车是利用电磁铁同性相斥、异性相吸的原理实现对列车的支撑、导向和牵引。磁悬浮列车与轮轨牵引列车的根本区别支撑导向牵引轮轨牵引列车车轮落在钢轨上，由钢轨支撑列车的全部重量。利用钢轨和轮缘进行导向。采用电力牵引提供牵引动力。磁浮列车依靠车辆与轨道之间的电磁系统产生吸引力(或排斥力)将车辆托起，使列车悬浮于轨道之上。利用电磁力进行导向。由直线牵引电动机提供列车的推进动力。磁悬浮技术主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成，这三部分的功能均由磁力来完成。磁悬浮列车的悬浮、推进和导向原理（三）磁悬浮列车悬浮系统：可以分为两个方向，分别是德国的常导型和日本的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统和电力悬浮系统。电磁悬浮系统电力悬浮系统（三）磁悬浮列车电磁悬浮系统是一种吸力悬浮系统，是车辆上的电磁铁和导轨相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。此外由于悬浮和导向与列车运行速度无关，即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。电力悬浮系统是运动的车辆上的磁铁使导轨产生电流。由于车辆和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，产生的电磁斥力提供了稳定的车辆支撑和导向，这种车辆必须安装类似车轮一样的装置对车辆的起飞和着陆进行有效支撑。（三）磁悬浮列车推进系统：车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用。当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的转子一样被推动做直线运动。导向系统：导向系统是由一种侧向力来保证悬浮的车辆能沿着导轨的方向运动。推进系统原理（三）磁悬浮列车日本磁悬浮列车及导轨国外磁悬浮列车我国上海引进德国技术修建了一条常导磁悬浮列车商运示范线，于2002年12月31日进行首次试运行，该线西起上海地铁2号线龙阳路站南侧，东到浦东国际机场一期航站楼东侧，正线全长29.863公里。国内磁悬浮列车三、我国城市轨道交通发展概况以前我国城市交通的技术水平一直较低，发展滞缓，设施落后。80年以后，我国用于城市道路建设的资金比例增加，道路交通设施建设的速度有所加快。根据城市经济与社会发展客观需求及国外城市交通发展的经验，在我国大中城市发展大、中客运量的轨道交通系统已是刻不容缓。60年代我国北京、天津开始修建地铁，数量不多，北京地铁一期工程长23.6km，于69年10月1日建成通车，二期工程线路长19.9km，于84年9月建成通车，二条线路总长43.5km，日均客运量达135万人次以上。天津地铁南北线长7.4km，于84年12月3日通车，日均客运量约3万人次。我国城市轨道交通发展迅速，前景广阔，城市轨道交通建设将在我国中心城市全面展开，北京、上海、广州、深圳、武汉等城市相继开展了新一轮的地铁建设高潮。河南省郑州市轨道交通网的建设项目也已经立项，近期规划了4条线，总长149公里，预计2008年开工。同时还规划建设有郑州——洛阳、郑州——开封等地的城际快速轨道交通网。目前广州地铁已开通了1、2、3、4号线，总长116.04公里。按照《广州市城市总体规划(2001—2010)》规划，由地铁、轻轨、市郊铁路、城际快速轨道交通及其它有轨交通组成广州城市轨道交通网线网总长717公里，至2010年，广州将建成9条线路，轨道交通线路总长度达255公里。三、我国城市轨道交通发展概况按照深圳地铁建设规划，在2010年之前，将建设1、4号线续建工程和新建2、3、11号线，总长124.776公里。武汉市规划将兴建七条轨道交通线，轨道交通线路总长约212公里，设站170座左右，轨道交通将以地铁为主，高架轻轨为辅。目前，武汉市轨道交通一号线一期工程——轻轨已在京汉大道上全面开通。三、我国城市轨道交通发展概况近期我国城轨交通统计情况结论我国城市公共交通必将以轨道交通作为骨干，以其它交通方式为辅佐，形成一个包括地上、地面和地下多种交通模式的可持续发展的现代化公共交通体系，以促进我国城市发展的良性循环。因此，我国城市公共交通及