城市轨道交通概论.

城市轨道交通车辆2012年目录第1章城市轨道交通概论第2章城市轨道交通车辆总体第3章牵引与传动第4章转向架第5章制动系统第6章车体结构及车辆装备第7章车体接连装置第8章列车运行控制系统主要参考书目①城市轨道交通.毛保华等.科学出版社.2001②城市轨道交通车辆概论吕刚.北京交大出版社.2011③城市轨道交通车辆.曾青中.西南交大出版社.2006④城市轨道交通车辆构造.连苏宁.机械工业出版社.2011⑤城市轨道交通车辆工程.王伯铭.西南交大出版社.2007⑥城轨车辆技术与应用.北车集团,中国铁道出版社.2005⑦城市轨道交通车辆.张振淼.中国铁道出版社.1998第1章城市轨道交通概论•城市轨道交通系统是指服务于城市客运交通，具有固定线路、铺设固定轨道、配备运输车辆以及服务设施等的公共交通设施。•城市轨道交通系统通常以电力为动力，以轮轨运行方式为特征。•市郊铁路•地下铁道•城市轻轨交通•单轨交通•自动化导向交通系统•磁悬浮列车一、城市轨道交通系统的类型•市郊铁路又称为通勤铁路，是连接城市市区与郊区以及连接城市周围几十千米甚至更大范围的卫星城镇或城市圈的铁路，服务于上下班乘客，一般站距较长。•它往往又是连接大中城市干线铁路的一部分，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，其运行特点接近干线铁路。•与城市轨道交通系统中的地下铁道等其他类型不同，在市郊铁路上通常是市郊旅客列车、干线旅客列车和货物列车混合运行。1.市郊铁路•市郊铁路的运行速度最大可达100～120km/h，运量最高每小时可达60000～80000人次，对于客流量巨大的城市来说发展市郊铁路是明显优于发展小汽车的。•市郊铁路在能源消耗、投资费用等方面的指标也明显优于其他交通方式。根据日本的研究资料，市郊铁路的投资大概是地铁的1/10～1/5。每千米的能源消耗是汽车的1/7，是一种十分经济可行的交通方式。日本JR山手线2.地铁地下铁道是城市轨道交通的主要形式，是指线路建设在地下隧道的轨道交通。部分路段也可建在地面或高架。地下铁道的特点•单向运能最高可达6万～8万人次/h，速度可达100km/h，旅行速度可达40km/h左右，可3辆～10辆编组。车辆运行最小间隔可低于1.5min。•驱动方式有直流电机、交流电机、直线电机等。•地下铁道有造价昂贵，建设周期长的弊端。正在隧道中行驶的北京地铁地铁车辆车内布置3.轻轨轻轨交通是在传统的有轨电车基础上发展起来的电气牵引、轮轨导向、车辆编组运行在专用行车道上的中运量型城市轨道交通系统。英文称为LightRailTransit（简称：LRT）。当享有专用路权时称为轻轨快速交通（LightRailrapidTransit），与有轨电车（不享有专用路权）做区分。•有轨电车是最早发展的城市轨道交通之一，一般在城市中心穿街走巷运行，具有上下车方便的特点，通常单节。•早期有轨电车一般采用直流电机驱动，单向小时运能在5000人次左右，速度在10～20km/h。由于运能、挤占道路、噪声等问题，后来一些城市相继拆除，规模缩小。早期的有轨电车•20世纪70年代开始，采用线路隔离、自动化信号调度、开发高性能车辆等措施对传统有轨电车进行改造，在速度、能耗、噪声、运载能力等方面得到很大提高。轻轨交通的特点•钢轨一般为轻型的，车辆是小型的。•轻轨交通一般采用地面和高架相结合的方法建设。线路可从市区通往郊区。•车辆设置灵活，列车编组3辆～6辆，电气牵引，常用铰接式车体。最高速度可达60km/h，旅行速度30～35km/h，单向运能2万人次/h～4万人次/h。•能通过小半径曲线和大坡度地段，适应能力强。•投资省，建设周期短，运能高，灵活。武汉市的轻轨列车国外现代化的轻轨•2006年底，天津滨海新区开通了法国引进的胶轮电车Translohr，是中国大陆境内第一个使用胶轮电车的城市。•2009年，上海浦东新区张江地区也开通了胶轮有轨电车。•与早期有轨电车相比，当今的有轨电车是高科技的结晶，使用先进的牵引、制动设备。它一般为两节车厢编组，可容纳180人至190人，是普通单节公交车的两倍。新型有轨电车平均时速20公里，比城市中公交车平均时速快30％；同时，有轨电车普遍使用长钢轨，基本没有接头，行驶中车轮与钢轨的摩擦噪声较低。•但天津、上海两城市的胶轮有轨电车严格来讲并非有轨电车，因为其钢轨和钢轮仅仅起导向的作用，而不起承重和行走的作用。4.单轨（独轨）交通单轨交通是采用一条大断面轨道并全部高架的轨道交通。其类型分为跨座式和悬挂式两种。•跨座式：车辆骑跨在轨道上，其轨道由预应力混凝土制作，车辆运行时走行轮在轨道上平面滚动，导向轮在轨道侧面滚动导向。•悬挂式：车辆在轨道的下方。吊挂在轨道上，轨道多由箱形断面钢梁制作。走行轮沿轨道走行面滚动，导向轮沿轨道导向面滚动导向。单轨交通的特点•单轨交通的车辆采用橡胶轮，电气牵引，速度可达80km/h，旅行速度30～35km/h，列车可4辆～6辆编组，单向运能为1万～2.5万人次/h。•单轨交通的优点是占地少，结构简单，投资费用低，噪声低，因而便于穿行在高楼大厦之间，能在大坡度（60‰）和小曲线半径（50m）安全运行。•单轨交通也存在能耗大，道岔结构复杂，车辆走行装置复杂，出现事故救援困难等缺点。国外的跨座式独轨重庆的跨座式独轨车辆重庆的跨座式独轨列车5.新交通系统广义新交通系统概念：新交通系统（newtransportsystem）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体，是20世纪60年代出现的不同于传统运输方式的新型交通工具，为克服现有交通方式在环境和经营上的缺陷，或为满足现有运输方式难以适应的运输需求而开发的新交通方式和新运营服务的总称。广义新交通系统分类自动化导轨交通系统新型无轨交通系统或复合交通系统步行者援助系统公共汽车运营自动控制系统狭义新交通系统概念：即自动化导轨交通系统(AutomatedGuidewayTransit，简称AGT），也称为APM（AutomatedPeopleMoversystems）。一般指以无人驾驶的车辆在专用路权及自动化控制条件下运行的新型轨道交通系统。车辆通常采用胶轮车辆，由电气牵引，具有特殊导向、操纵和转折方式的，可单车或数辆编组运行。自动化导轨交通系统分类AGT系统可依其服务容量与路径型式分成下列三种：穿梭／环路式捷运（Shuttle／LoopTransit，SLT）群体捷运（GroupRapidTransit，GRT）个人捷运（PersonalRapidTransit，PRT）1）穿梭/环路式捷运(SLT)这是AGT系统中最简单的一种，分穿梭与环路两种。穿梭式使用较大型车厢（容量约100人），通常具有站位，沿著固定路线行驶；从甲地驶到乙地，再从乙地驶回甲地，如此来回输运，其作用如同高楼中的自动电梯，故又称水平电梯。除可作两点间直接输运外，中途亦可设站。环路式则沿环状路径绕圈行驶，中途设站停留。穿梭/环路式捷运(SLT)在技术应用层面上较简单，可提供机场或都市特定区内的环流交通功能，也可以在各种活动中心（如购物中心、运输中心、娱乐园区等）间作串联式的连络服务，因此其运载容量不但高于群体捷运(GRT)与个人捷运(PRT)，且可以单节或联挂成列车方式，应用在中运量系统范围内的旅运需求。2）群体捷运(GRT)这种系统的主要服务对象为具相同出发地点与目的地的群体乘客，通常使用载运量为12至70人之中型车厢，故可视为一种自动行驶的公共汽车(AutomatedBus)。其与SLT不同处，因容量较小，除可有较密的班次外，还可设置分岔路线，以便选择性地绕行主线，收集支线的乘客。运行班次间隔可从3秒至1分钟，服务方式可分定时排班或中途不停留的区间捷运。一九七四年一月启用的德州达拉斯机场的AIRTRANS以及一九七五年通车的西维京尼亚大学摩根镇(Morgantown)运人系统均属GRT的应用例子。3）个人捷运(PRT)其主要特色为使用具2至6人容量的小型车厢，在精密电脑自动化控制系统管制下，在复杂的路网中运行，并经由道岔(Switch)转出/进主干线运载乘客。新交通系统车辆结构的特点新交通系统车辆与其他城市轨道交通车辆最基本的区别就是其走行装置。这种被称之为导轨式电动车是运行在混凝土专用轨道上、使用橡胶车轮的自动运行公共交通工具。电动车由走行车轮和导向车轮承担载荷，沿导轨运行，导向系统有设置在轨道侧面的，也有设置在轨道中央的。日本新交通系统车辆车体采用普通钢、铝合金和不锈钢三种材料。目前新造的车体大部分采用轻量化不锈钢，日本神户自动轨道运输系统线路日本神户的无人驾驶列车首都机场APM线首都机场在T3航站楼A座，B座和C座之间修建了APM，该系统采用加拿大庞巴迪公司的设计方案。广州APM线广州APM，世界第一条全程地下的城市捷运系统。与广州地铁3号线南北平行，与广州地铁1号线、5号线东西交汇。6.城市磁悬浮交通•磁悬浮交通就是利用电磁力将车辆悬浮在轨道之上，并采用直线电机牵引的轨道交通系统。•磁悬浮交通一般分为：–高速超导型，最高速度550km/h；–中速常导型，最高速度在250km/h左右；–低速常导型，最高速度在100～120km/h。城市磁悬浮交通多采用低速常导型。德国的磁浮列车日本的磁浮列车上海的磁浮列车二、城市轨道交通主要技术特性1.有较大的运输能力•城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编组辆数多，因而具有较大的运输能力，单向高峰每小时的运输能力地铁达到4万～6万人次，轻轨1万～4万人次，运输能力远远超过公共汽车。2.城市轨道交通具有较高的准时性•城市轨道交通由于在专用行车道上运行，不受其它交通工具干扰，不产生线路堵塞现象，并且不受气候影响，是全天候的交通工具，列车能按运行图运行，具有可信赖的准时性。3.城市轨道交通具有较高的速达性•与常规公共交通相比城市轨道交通，车辆有较高的运行速度，有较高的启、制动加速度，列车停站时间短，上下车迅速方便，而且换乘方便，从而可以使乘客较快的达到目的地，缩短了出行时间4.城市轨通交通具有较高的舒适性•与常规公共交通相比，城市轨道车辆具有较好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备，城市轨道交通其有较好的乘车条件，其舒适性优于公共车、汽车。5.城市轨道交通具有较高的安全性•城市轨道交通由于运行在专用轨道上，没有平交道口，并且有先进的通讯信号设备，极少发生交通事故。6.城市轨道交通能充分利用地下和地上空间•城市轨道交通由于充分利用了地下和地上空间的开发，不占用地面街道，能有效缓解道路拥挤、堵塞现象。7.城市轨道交通的系统运营费用较低•城市轨道交通由于主要采用电气牵引，而且轮轨摩擦阻力较小，与公共车、汽车相比节省能源，运营费用较低。8.城市轨道交通对环境低污染•城市轨道交通由于采用电气牵引，与公共册、汽车相比，不产生排气污染。由于在线路和车辆上采用了各种降噪措施，一般不会对城市环境产生严重的噪声污染城市轨道交通的特点：•准点•速度快•客运量大•污染小•能耗低三、城市轨道交通发展历史•马车铁道：1832年，美国纽约；1855年扩大规模。•1863年1月，世界上第一条地下铁道在英国伦敦建成投入运营，开始时是采用蒸汽牵引，到1890年时改为电力牵引。•目前世界上已有40多个国家和地区的147座城市都建造了地下铁道，累计地铁线路总长度超过6000km，年客运总量约为280亿人次。•19世纪上半叶欧美出现有轨公共马车•1825年英国建成第一条商用铁路•1863年伦敦建成第一条地铁•1870年纽约建成高架轨道交通线•1881年柏林建成第一条电气化铁路•1888年美国建成第一条有轨电车系统•20世纪初地铁和有轨电车第一次大发展•二战以后地铁在世界范围内迅速发展，各种类型的城轨交通工具出现城市中的有轨公共马车早期的有轨电车早期纽约的地铁现代纽约的地铁我国城市轨道交通发展史•1906年天津建成国内第一条有轨电车•1908年上海