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城市轨道交通规划与设计（第一章）国家级精品课程授课教师：刘智丽博士时间：周2第4节、周4第4节地点：SX506Z205291.1轨道交通发展历史91.2有代表性国家轨道交通的发展91.3城市轨道交通的技术经济特征91.4轨道交通系统规划与设计的主要内容91.5我国轨道交通系统建设程序91.6小结第1章城市轨道交通的发展3城市轨道交通系统的概念：服务于城市客运交通，通常以电力为动力，在固定导轨上轮轨运行方式为特征的车辆或列车与轨道等各种相关设施的总和。城市轨道交通系统可以根据多方面的特点来分类，如运输能力、外形特点、采用的技术等。有轨电车(TrolleyBus)轻轨铁路(LightRailTransit)地铁(UndergroundRailway,Subway，Metro)市郊铁路(SuburbsRail)新型轨道交通1.3城市轨道交通的技术经济特征4轨道交通分类方法轨道交通分类方法1.按基本技术特征分类根据轨道交通系统基本技术特征的不同，轨道交通系统主要有市郊铁路、地下铁道、轻轨交通、独轨铁路和有轨电车等类型。2.按路权及列车运行控制方式分类路权专用、按信号指挥运行；路权专用、按视线可见距离运行；路权混用、按视线可见距离运行三类。3.按高峰小时单向运输能力分类大运量轨道交通系统,（单向高峰小时运输能力达到30000人以上）；中运量轨道交通系统（15000～30000人）；低运量（5000～15000人）4.按构筑物的形态或轨道相对于地面的位置分类按构筑物的形态或轨道相对于地面的位置,城市轨道交通可以分为以下3类。地下铁路、地面铁路、高架铁路。55.按列车运营组织方式分类（1）传统的城市轨道交通，其服务范围以中心城区为主，通常站间距在1km以内。（2）区域快速铁路，其服务范围包括城市郊区的轨道交通系统，通常站间距较大，含有地面线路或高架线路，例如德国的S-Bahn、巴黎的RER、旧金山的BART。（3）市郊铁路,是指位于城市范围内部分或全部服务于城市客运的那些城市间铁路。通常其所有权属于所在的城市政府，而由铁路部门经营，主要运送城市郊区与中心城区间的乘客。这种铁路通常在郊区采用平交道口形式，在市区为高架或地下铁路;站间距长，运营组织方式与城市间铁路相近，可开行不停靠全部或部分中间站的直达列车；为减少环境污染，多采用电气化牵引方式。纽约、东京等国际大都市的市郊铁路都很发达。轨道交通分类方法轨道交通分类方法6应当指出，以上根据城市轨道交通系统的基本技术特征，路权是否专用、列车运行控制方式的不同以及高峰小时单向运输能力的大小进行的分类并不是绝对的。事实上，在一些不同类型城市轨道交通系统之间并没有明确的、清晰的界限。如一些专业文献资料表明，国外对同一种轨道交通系统有轻型地铁和轻轨等不同称呼的情况。此外，一种轨道交通系统归入何种运量类型也是有条件的，因为计算轨道交通系统高峰小时单向运输能力的基本参数就是列车间隔时间、车辆定员人数和列车编组辆数等，即使是同一轨道交通系统，这些参数也可能是多值的，这里进行分类的基本依据是根据某一轨道交通系统有关参数的常用取值。轨道交通分类方法轨道交通分类方法7有轨电车通常采用地面线，有时也有隔离的专用路基和轨道，而隧道或高架区间仅在交通拥挤的地带才被采用。优点：造价低，建设容易。缺点：与公共汽车及行人共用街道路权，所受干扰多，速度慢，通行能力低，平交道口多，极易与地面道路车辆冲突，引起道路交通堵塞。发展现状：现代有轨电车与性能较差的轻轨交通已很接近，只是车辆尺寸稍小些，运营速度接近20km/h。已经比较少见，多数被改良为轻轨系统。1.3.11.3.1有轨电车有轨电车81.3.21.3.2轻轨铁路（轻轨铁路（LightRailTransitLightRailTransit））轻轨的概念：轻轨交通车辆轴重较轻，施加在轨道上的荷载相对于市郊铁路或地铁的荷载来说比较轻，故称轻轨;是一种介于有轨电车和地铁之间的中运量的轨道交通工具。轻轨也存在多种技术标准并存发展的情况。高技术标准的轻轨接近于轻型地铁，而低技术标准的轻轨则接近于有轨电车。9轻轨交通的运量介于地铁和常规公交之间，它可以根据城市的特点和具体情况，采用地下、地面及高架相结合的形式进行建设，具有很大的灵活性和适应性。轻轨可以根据客流的需要采用不同车型，如单车和铰接车组成不同的编组方式。由于轻轨是介于地铁和常规公交之间的一种交通方式，相对于地铁的昂贵造价，轻轨是一种投资较少、建设较快的模式，一般每千米的造价仅为地铁的1/4～1/2，而建设进度每年可达5～10km。轻轨交通系统基本服务功能定位是适于城市人口数介于50～200万人的大型城市，每小时单向载客运量1～3万人次，发车最小间隔为90～300s。1.3.21.3.2轻轨铁路（轻轨铁路（LightRailTransitLightRailTransit））10轻轨的种类轻轨的种类轻轨系统主要有三种类型:第一种是从有轨电车改造而成，如德国的斯图加特轻轨。第二种是作为一个独立系统开发，大部分新建的系统，如英国的Dockland轻轨。第三种是利用原有旧铁路线路修建比较经济的系统，如英国Manchester的Metrolink轻轨。欧洲与北美对地铁的投资热潮到80年代后让位于轻轨系统。轻轨要求有至少40%的股道与道路完全隔离，以避免拥挤。这使得它与有轨电车不同。London的Dockland轻轨：全隔离Manchester的Metrolink：部分隔离11轻轨的主要参数轻轨的主要参数((日本日本))(1)最小运行时间间隔：2分钟；(2)每节车厢的乘客人数：225人(按0.14m2/人计算，2节/组)；(3)每列车编组车厢节数：2-4节（1-2组）；(4)每小时单向最大运送能力：6750-13500人；(5)时刻表速度：20-25km/h；(6)最低经济运输量：2100人/km•天12轻轨的优点轻轨的优点(1)安全由于动力来自车顶部，而非地铁系统的第三轨。此外无须防护栏杆，因为它也可在街道上行驶。(2)在建设上更灵活由于土地昂贵，尤其在闹市区，轻轨可以放在街道，旅客可以在人行道上下车。(3)更适合低运量场合以补充巴士运输。(4)大部分线路按右行规则隔离时，在混合交通条件下的平均行车速度比巴士更高，从而比巴士更具吸引力。(5)轻轨铁路技术成熟，并已有丰富经验，不存在机械风险或大的费用过载问题。131.3.31.3.3单轨单轨系统系统单轨系统又称独轨系统，独轨的线路采用高架结构，车辆大多采用橡胶轮胎。可分为跨座式和悬挂式两种。一般使用道路上部空间，需要的专用空间较少，可以适应急弯及大坡度，其投资小于地铁系统。多特蒙德大学悬挂式单轨系统重庆轨道交通二号线14单轨系统单轨系统单轨交通的运量一般在每小时单向5000～20000人次。由于它是一种让列车在高架专用轨道上行驶的交通系统，不受地面交通堵塞的影响，可以安全正点地运行;也有效地利用了城市的空间，既占地少又不影响地面的绿化；因使用橡胶轮胎，可以降低噪声，同时也没有废气排放，这些均符合环境保护的要求;与地铁相比，独轨施工周期短，成本低（约为地铁的1/3～1/2），经济性能好，可以按照城市规划和交通需求进行线路选择，减少城市建筑的拆迁和市民的搬迁；车辆的爬坡能力强，易通过小半径曲线。缺点：单轨输送旅客的能力比地铁小；车轮与路面的磨耗快；与钢轮和钢轨相比，运行阻力大；列车有故障时，疏散旅客难度大。15项目跨座型悬挂型平均站间距(m)770~2110940~960线路形式复线单线或复线驾驶方式ATC•驾驶员/列车员ATO/ATC单人驾驶ATS•驾驶员/列车员ATC单人驾驶供电方式直流750/1500V直流1500V最小曲线半径(m)50~12050最大坡度（%）4.0~6.06.0~7.4最高速度(km/h)60~8065~75运行间隔（分）4~74~7.5能力(人/小时)3952~87601824-2370表定速度(km/h)27~43.526~29每列车编组（节）4~62~3车辆长度(m)13.90~16.5512.75~14.80日本已投产单轨电车的特性161.3.41.3.4自动导向系统自动导向系统(AGT)(AGT)自动导向系统(AutomaticGuidewayTransit,AGT)是一种通过非驱动的专用轨道引导列车运行的轨道交通方式。17自动导向系统自动导向系统按照专用轨的位置，AGT系统可以分为两种形式：一是轨道中央引导方式；二是侧向引导方式。AGT一般采用ATS/ATC单人驾驶或ATO无人驾驶，单线或复线线路，平均站距为650～1400m，采用直流750V或三相交流600V供电方式，最小曲线半径为25～60m，最大坡度为4.5%～6.0%。AGT列车一般编组为2～6节，最高速度为50～63km/h，运行间隔为3～8min。18自动导向系统自动导向系统在日本，较早的AGT系统是1981年开通的两条线路：一是神户新交通公司开通的三宫至中公园线路，全长6.5km；二是大阪市住之江公园至中埠头间的6.6km线路。目前这两条线路均采用无人驾驶的ATO系统，运营速度为22～27km/h，最大速度可达60km/h。线路高峰期最小间隔达到了3min左右。191.3.51.3.5地铁地铁地铁：轴重相对较重，单方向输送能力可达3万人次/h甚至更高。有地下、地面和高架三种形式。一般线路全封闭，在市中心区全部或大部分位于地下隧道内，因而可实现信号控制的自动化。优点：容量大、速度快、安全、准时、舒适、运输成本低、节省能源、不污染环境、不占城市用地。缺点：建设成本高、周期长、见效慢。适用于出行距离较长、需求大的城市中心区域。20地铁分类地铁分类一般地铁：即传统的普通地铁，轨道基本采用干线铁路技术标准，运量最大。小断面地铁：又称线性地铁，隧道断面、车辆轮径和电动机尺寸均小于普通地铁，运量中等，行车自动化程度较高。21主要技术特性指标主要技术特性指标((日本日本))(1)最小运行时间间隔：2分钟；(2)每节车厢的乘客人数：280人(按0.14m2/人计算)；(3)每列车编组车厢节数：6-10节；(4)每小时单向最大运送能力：50400-84400人；(5)时刻表速度：30-60km/h；(6)最低经济运输量：12200人/km•天。22线性地铁－小断面地铁线性地铁－小断面地铁线性地铁即小断面地铁的特点是断面较一般地铁要小，可降低建设成本(投资为一般地铁的60-80%)。此外，它车身矮、重量轻、噪声低，可以采用较小的曲线半径和较大的坡道，也可高架，维护较容易。目前在日本已有几条线路建成投产。线性地铁能力略低于一般地铁系统。线性地铁的缺点是运营成本与一般地铁差不多。231.3.61.3.6市郊铁路市郊铁路市郊铁路是沟通城市边缘与远郊区的手段，它与城市间的长距离铁路相同。由于服务于人口密度相对稀疏的郊区，站间距比较大，它使得列车的运行速度可以提高许多。市郊铁路主要为通勤者提供运输服务，故有时也称通勤铁路(commuterrail)或地区铁路(regionalrail)。241.3.71.3.7橡胶轮胎铁路橡胶轮胎铁路橡胶轮胎铁路：采用轮胎车辆的铁路系统。线路采用钢轨或混凝土路面，多节轮胎电车铰接在一起形成列车，电力驱动，能力小于钢轨铁路系统。251.3.81.3.8磁悬浮铁路磁悬浮铁路磁悬浮列车是利用电磁系统产生的吸引或排斥力将车辆托起，使之悬浮于线路上，利用电磁力导向，使用直线电机将电能直接转换成推进力，推动列车前进。高速与低速德国的常导磁吸型(EMS):Transrapid(TR)，T型轨，浮起距离10mm日本的超导磁斥型(EDS):Maglev(ML)，U型轨，浮起距离100mm261.3.91.3.9轨道交通方式的比较轨道交通方式的比