第一章绪论城市轨道交通概论教材

第一章绪论第一节轨道交通概述第二节城市轨道交通发展历史与现状第三节城市轨道交通的地位、作用及发展前景城市轨道交通概论城市交通系统地铁轻轨铁路轨道交通市郊铁路公共交通有轨电车公共汽车巴士城市交通导向巴士准公共交通出租车出租机动三轮非公共交通私家车自行车（非机动运输）步行（非机动运输）城市轨道交通概论第一节城市轨道交通概述一、轨道交通的种类（一）城市轨道交通定义以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量城市公共交通。号称“城市交通的主动脉”。（二）城市轨道交通的分类1、按运能分：高运量、大运量、中运量三个类型，四个等级。具体技术特征见P1表1-1。2、按路权分：独有路权：完全隔离、不受平交道、人车的干扰——地铁（高运量、大运量）半独立路权：有专用隧道或高架，在地面采用路堑、路堤、隔离栅等方式，但在交叉口仍与横向道路的人车平交混行，受信号灯控制；（中运量）共有路权：有轨电车城市轨道交通概论3、按运行区域分：“市郊铁路”、“城市轨道交通系统”、“小区域轨道输送系统”等三个类型。从单列运量来看，则市郊铁路最大，小区域轨道输送系统最小。4、敷设方式：地下隧道高架地面城市轨道交通概论5、车辆和轮轨形式类型：钢轮钢轨：地铁、轻轨、有轨电车橡胶轮独轨：橡胶轮地铁、独轨、无人驾驶的自动导向系统磁浮系统（中间状态：线形电机车辆）6、技术特征：市郊铁路、地铁、轻轨、单轨、线形电机系统、自动导向系统、有轨电车等值得注意的是：任何一个成功的轨道交通系统中，市郊铁路都占有较大比重。城市轨道交通概论（三）轨道交通的种类地铁轻轨铁路有轨电车市郊铁路独轨交通自动导向交通系统磁悬浮交通系统城际高速轨道交通城市轨道交通概论1.地下铁道（地铁）北京地铁广州地铁地铁泛指高峰时单向客运量在3~8万人次/h左右的大容量轨道交通系统地下铁道，是城市轨道交通的主要形式，该系统在市区内多为地下隧道线。部分路段也可建在地面或高架。城市轨道交通概论地下铁道的特点单向运能最高可达7万～8万人次/h，速度可达100km/h，运送速度一般为32—40km/h左右，列车由多节车辆编组构成，一般采用6辆～8辆编组。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。城市轨道交通概论2.轻轨交通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。城市轨道交通概论武汉市轻轨交通城市轨道交通概论国外的轻轨交通城市轨道交通概论轻轨的特点运送能力为5千～3万人次/h，速度可达，运送速度一般为25—35km/h左右，列车编组一般不超过4节编组。可以有专用道，也可以在地面与其他交通方式混行。多运行于地面和采用高架的形式，部分区段需要也可采用地下运行。城市轨道交通概论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。3.有轨电车城市轨道交通概论早期的有轨电车城市轨道交通概论中期的有轨电车城市轨道交通概论上海的现代化有轨电车城市轨道交通概论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。4.市郊铁路城市轨道交通概论日本的市郊铁路城市轨道交通概论北京市郊线路京津城际铁路国内的市郊铁路城市轨道交通概论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。市郊铁路的特点城市轨道交通概论城市独轨(Monorail)交通系统独轨交通系统仍属于轮轨运行模式。但与传统的钢轮钢轨、双轨线路有了很大的区别。占用的空间比传统的双轨线路要小。就技术上的定义而言，独轨(Monorail)系统是指以单一轨道来支承或悬挂车厢并提供导向作用而运行的轨道交通系统。我国第一条独轨交通于2000年在重庆开始修建。全线长17.54公里。5.独轨交通城市轨道交通概论1、分类跨座型独轨悬挂式独轨图2-17跨座型独轨车厢城市轨道交通概论轨道交通又称单轨交通，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。城市轨道交通概论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。城市轨道交通概论重庆独轨轨道城市轨道交通概论跨座型独轨城市轨道交通概论城市轨道交通概论图2-16独轨转辙设备城市轨道交通概论日本千叶独轨系统悬挂式独轨城市轨道交通概论2．独轨交通系统车站城市独轨系统车站的站距一般为500m至1km。站台型式可依旅客使用、出入数量及用地大小建造成岛式或侧式站台。站台长度通常随车厢的尺寸（大型、中型或标准型）以及列车编组数量而定。一般以6节大型车厢组成的列车计算，约需100m的站台长度。站台宽度主要取决于出入的旅客数量。一般如采用岛式站台，最小宽度为3m，上下行线分开的侧式站台则需2m。城市轨道交通概论3．独轨交通系统的综合特点1）占用土地少;2）运量相当于轻轨;3）适应复杂地形要求;4）建设工期相对地铁、轻轨为短、施工简便、造价低;5）运输安全性好、事故率很低;6）噪声低、无废气污染等公害;7）乘坐舒适。4、适用范围1）中运量城市客运交通2）低运量短途客运交通市区通向机场、码头等对外交通枢纽的专用线，范围较大的机场内部线大型游乐场所、博览会等内部客运专线城市轨道交通概论自动化导向交通系统(AutomatedGuidewayTransit，简称AGT），也称为APM（AutomatedPeopleMoversystems）。是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。6.自动化导向交通城市轨道交通概论AGT系统概述AGT系统无论是轮轨运行还是“水平电梯”运行，其共同的特点是始终沿着一条固定的轨道自动运行。运行的速度视运距的远近有快有慢。整个系统无人值守，由电脑自动控制运行。1．穿梭／环路式捷运（Shuttle／LoopTransit，SLT）系统2．群体捷运（GroupRapidTransit，GRT）系统3．个人捷运（PersonalRapidTransit，PRT）城市轨道交通概论这种系统在美国地区早期称为“水平电梯”（HorizontalElevators），“空中巴士”（SkyBus）或“捷运快道”（TransitExpressway），近年来则统称为“运人系统”（PeopleMoverSystem）。法国与日本将AGT技术进一步发展并应用于城市地区的中等运量的大众运输，在法国称为VehiculeAutomatiqueLeger，简称VAL；日本则以“新交通系统”统称AGT技术类型的中运量捷运系统。我国北京、上海等大城市的航空机场水平客运自动电梯，属于这种“AGT”系统；上海外滩的人行过江隧道从定义来看也是属于AGT范畴。城市轨道交通概论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。运送能力为4000—16000人/h，运送速度一般为30-35km/h.自动化导向交通的特点日本神户自动化导向交通城市轨道交通概论7.磁悬浮交通系统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。城市轨道交通概论1、背景铁路列车之所以能往前推进，主要是因钢轨与列车的钢轮间具有粘着力（或摩擦力），藉由机车动力加速产生的向前牵引力克服阻力而前进；列车速度越快，车轮与钢轨间的粘着力越小，列车加速所能造成的牵引力便越小，同时速度愈快，空气阻力愈大。当列车速度超过牵引力而等于阻力时，列车的车轮便呈现空转现象，速度便无法再提高。如果想再提速就要放弃使用车轮，减少空气阻力。城市轨道交通概论2、基本原理磁悬浮(MagneticLevitation，简称Maglev)的理论由德国人赫尔曼肯佩尔提出，名称为无轮磁浮列车。磁浮列车的基本原理系应用磁铁同性相斥，异性相吸的特性发展而成，因此列车悬浮的方式又分为排斥力悬浮及吸引力悬浮两种。德国的磁浮系统使用吸引式悬浮，轨道梁支撑结构呈“T”字型，在轨道的下方，由一个三相定子片（Stator）的线圈连接成一排，组成电机定子，并固定在轨道梁上藉以推动车辆。图2-23线性电机驱动列车城市轨道交通概论上海运行的高速磁悬浮列车上海浦东机场与目前地铁二号线的龙阳路站之间的磁悬浮列车是引进德国技术建造的世界上第一条商业运营线路，称为“Maglev”。全长31km运行8分钟，最高时速436km城市轨道交通概论上海的磁浮列车城市轨道交通概论日本发展的Maglev磁浮系统采排斥力悬浮的方式，轨道从倒T型到改成U型，凹陷的底槽上方和两侧各有线圈，其底部和两侧设置超导体磁石，电流通过线圈时产生磁场，操控磁场的互斥磁性，车厢便悬浮在轨道梁上，而利用排斥力与吸引力的交互变换拉推，使列车悬浮前进。U型——日本磁悬浮系统城市轨道交通概论日本的磁浮列车城市轨道交通概论德国的磁浮列车城市轨道交通概论7城际高速轨道交通1．概述在运输的领域里，每一种运输方式(Mode)均有其技术特色，以及最适用的范围。图2-29各运输系统距离与需求关系图城市轨道交通概论城际地面运输，传统上以钢轮行驶在钢轨上的铁路运输系统（亦称为轮轨运输系统）为主，因此城际高速运输系统的发展是从列车高速化开始的。经过多年的研究与发展，以法国、日本与德国最具成效，分别发展了TGV、新干线及ICE等高速铁路系统。城市轨道交通概论2．日本新干线世界高速铁路起源于日本。1959年4月日本国铁开始兴建东京至大阪间的高速铁路，于1964年10月1日开通，全长515公里，时速210公里，称为东海道新干线。随后向西延伸，于1972年3月15日开通至冈山，1975年3月15日抵达终点站博多。此大阪至博多间路段称为山阳新干线。自东京至博多间全长1,069公里。1982年6月23日大宫至盛冈间465公里的东北新干线开通。同年11月15日大宫至新泻间269.5公里的上越新干线亦开始营运。大宫至东京都内的上野间的28公里连结线则于1985年3月完成，同时使新干线的最高运营速度提升至240km/h。城市轨道交通概论3．法国TGV（高速列车）TGV（“高速列车”）的发展，代表了法国列车高速化及高速铁路演化的整个过程。法国自1967年开始时速200公里的高速列车营运，正式进入高速铁路时代。自1981年9月巴黎/里昂间的第一条TGV高速铁路正式营运迄今，已载运约二亿余人次，但由于它便捷地与法铁其他路网结合。很容易令人忽略它是世界上最快速的铁路列车。漆着橘黄色彩的流线型车厢以每小时260公里的