第6讲-新交通系统

西南交通大学机械工程学院城市轨道交通车辆新技术城市轨道交通车辆新技术城市轨道交通车辆新技术西南交通大学西南交通大学机械工程学院机械工程学院黄运华黄运华028028--87601196/1354121645987601196/1354121645920092009年年77月月西南交通大学机械工程学院§1新交通系统概述¾定义•广义来讲,凡是适应地区多样化的交通需求,使线路和车辆提供最高的运输效率和良好的服务质量的公共运输系统和设备都是新交通系统,是那些与现有运输模式不同的各种新交通方式的总称。•狭义的则定义为,由电气牵引,具有特殊导向、操纵和转折方式的胶轮车辆,单车或数辆编组运行在专用轨道梁上的中运量轨道运输系统。这种轨道运输系统多数设置在道路及公共建筑物的上部空间,具有中等运量,能自动行驶。新交通系统从系统运行特征上分析,也可以称为导轨式交通系统。¾新交通系统的特点‹采用高新技术•各类新交通系统几乎都使用微电子技术和计算机技术,从而实现对车辆或列车的集中自动控制和无人驾驶,以保证车辆运行的安全性与准确性。‹应用范围广阔•各类新交通系统可用于城市中的各公共场所。较理想的应用场所是有较大的客流量,并且客流量均衡的短途客运。例如大型机场中,从总候机大楼到登机的卫星候机楼；大型展览馆中,各场馆的联系；游乐场中,各景点的来往；大学校园,各校区之间的短途交通等。西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院¾新交通系统的特点‹车辆性能上乘•许多新交通系统的车辆采用直线电机驱动,具有轴重小、高度低、转弯半径小（70米以下）、爬坡能力强（70‰）、噪声低等优点,可用于小断面地铁、结构轻巧美观的高架,选线自由度大,可减少工程量和拆迁费用,从而降低造价。‹形式多种多样•各种新交通客运系统,为了适应各种用途需要,形式多样,其中有自动化的PeopleMover系统(APMS)、法国的VAL系统、日本的新交通系统、加拿大的ICTS、德国的H一Bahn。¾。‹存在的缺陷•为了沿导轨运行,前后车轮运行轨迹必须完全一样；几乎所有的新交通系统都是双向运行,所以,前后轴必须都能转向；•橡胶车轮粘着系数高,爬坡能力强,但不利于节能。•混凝土轨道有时会发生波浪磨耗,恶化舒适度,补修困难,作为对策,有时会铺上钢板；混凝土轨道不能用于信号回路和回流回路,必须另外设置。•有载荷限制。异常时,输送能力的灵活性小；•由于是无人驾驶,异常时,相应会引起疑问。西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院¾新交通系统的形式‹APMS系统•意即自动化的人行系统,酷似小型列车或有轨电车,全自动控制,无人驾驶。这是第一个用作公共交通的新交通系统,于1971年在美国佛罗里达州的坦姆帕机场投入运营。•APMS系统有若干分支形式,其中之一称作自动化导轨客运系统简称AGT,德国的法兰克福机场应用该系统；另一种形式的APMS是美国的辛辛那提机场和日本的成田机场采用的新交通系统。该系统车辆移动不靠车轮而是用气垫系统托起,在专门的隧道内光滑的混凝土地面上靠隧道末端的绳索牵引。‹日本的KRT和KNT系统•KRT系统于1975年在冲绳国际海洋博览会开业,但最有代表性的是KNT系统,意即神户新交通系统。•KNT系统于1981年2月开始运营,把神户港人造岛和神户市连接起来,全长6.4公里,列车6辆编组,列车运行间隔2分30秒,1列车载客450人,高峰输送能力为每小时1万人。西南交通大学机械工程学院‹法国的VAL系统•VAL意即轻型自动车辆。经过了10年的研究试验,该系统于1983年5月在法国里尔正式投入运营。•它实际上是世界上第一条无人驾驶的全自动地下铁道,采用橡胶车轮,侧轨导向,直线电机驱动,最高速度每小时80公里。•为适应不同类型城镇需要,根据客流量的大小,可有四种基本系统可供选择即U一NIVAL,载客量为3000一6000人次/小时(1节车独立开行);VAL256,载客量为5000-30000人次/小时;METROVAL,载客量为11000一40000人次/小时;PANTOVAL,载客量为3000一12000人次/小时,均为2节一列。西南交通大学机械工程学院‹日本的BTM系统•2000年4月,日本山梨县大月市,又有一种新交通系统正式投入运营,它叫作BTM,意即磁石轻便轨道。•在BTM的车辆上装置着履带状的磁石块,每辆车上有8组（一侧4组）,每组106块,它吸引着由角型钢架构成的轨道的两个侧面。这种车辆利用电动机转动履带式磁石块而行走。它利用磁石的强大磁力,可以在大坡度与小半径弯曲线路上行驶,在大雨天气也不会发生滑行。西南交通大学机械工程学院‹加拿大的ICTS系统•意即中等运量交通系统。该系统采用钢制车轮,由直线电机驱动,无人操纵,自动控制。•具有代表性的ICTS是分别在1985年3月和1986年1月正式开始营业的多伦多与温哥华市的新交通系统。西南交通大学机械工程学院•德国的H一Bahn系统•H一Bahn意即悬挂铁道,很像悬挂式的独轨铁路。它于1985年在多德蒙特大学校园内建成,长11公里,凌空5一11米。•车辆采用直线电机驱动,集中控制,无人操纵。每列车载客40人,车辆运行间隔40秒,每小时最大输送能力2100人。西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院‹美国的PRT2000系统•美国于1996年在马尔博罗建成一种完全新型的、全自动、无人驾驶的私人快运系统。•该系统是APMS系统的变种,是对中运量系统的突破,它应用小型电动有轨车辆,最多可乘坐4人或一个坐轮椅的残疾人及其陪同人。‹英国的PRT系统•这是一种在导轨(GUIDE一WAY)网络中行驶的、自动控制的“个人出租车系统”,也叫做个人快速交通系统。能满足未来机动灵活的个人交通需要,并使城市环境得到重大改善。•该系统的车辆在设定的导轨网络中行驶,采用“2+2”方式设置座位,即2个固定座位加2个可拉开的座位,车辆行驶可采用操纵方式或和无源的轨道方式。车辆装有橡胶轮胎,允许在公路上或在系统中行驶。设计中对残疾人有着充分考虑。车辆动力有燃油的和电动方式两种,系统自动控制方案有同步的和非同步的两种。西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院‹日本新交通系统运用概况西南交通大学机械工程学院‹其他国家和地区新交通系统运用概况§2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。西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院‹侧面导向式电动车是将导轨设置在轨道侧面方式的电动车。用于侧面导向式电动车的转向架，由车轮、驱动装置、基础制动装置、弹簧装置、导向转向装置等构成，为可转向的单轴转向架。西南交通大学机械工程学院‹中央导向式电动车是将导轨设置在轨道中央方式的电动车。用于中央导向式电动车的转向架，由车轮、驱动装置、基础制动装置、弹簧装置、导向转向装置、回转座轴承等构成，其中回转座轴承在转向架和车体间，为转向架的回转中心，转向架相对于车体可以回转，并传递垂向力和水平力，转向架也是可转向的单轴转向架西南交通大学机械工程学院‹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，既减轻了车辆重量，又提高了耐腐性，延长了使用寿命，减少了维修量。因此，轻量化不锈钢车体已成为新交通车辆的发展方向。‹当前，新交通车辆也可采用100%低地板，地板面距轨面260mm，满足无障碍通行要求。全车70%采用大型透明玻璃窗，开阔乘客视野，车辆行驶在街道上构成一道流动的城市风景线。无障碍通行车厢内景西南交通大学机械工程学院‹导向转向装置的组成•导向转向装置为转向架的构成部件，由导向车轮、导向梁、导向转向杆装置、前进或后退切换装置、转向稳定装置等构成，是走行车轮沿导向轨或道岔轨转向的装置。西南交通大学机械工程学院•导向梁：连接左右导向车轮，承受导向轨传来的力，并传递给导向转向杆装置；•导向梁支承装置：安装在转向架或车体上的装置，容许导向梁左右移动；•导向转向杆装置：由转向杆、横拉杆等构成，将导向梁传来的横向力经前进或后退切换装置传递给走行车轮，使左右走行车轮沿轨道平面曲线切线方向运行的杆件装置；西南交通大学机械工程学院•前进或后退切换装置：车辆前进或后退时，将前后走行车轮的转向放大并切换转向到相反方向相位的装置；•转向稳定装置：稳定导轨式电动车蛇行运动和异常横向摇动的装置，有缓冲器方式、连接杆方式、弹簧减振器方式等；•连接杆装置：连接车辆前后端导向转向装置的杆件装置。‹导向方式原理西南交通大学机械工程学院•中央导向示例‹道岔方式介绍西南交通大学机械工程学院西南交通大学机械工程学院Theend