城市轨道交通系统类型及技术经济特征

1第二章城市轨道交通系统类型及技术经济特征2概念：城市内用于客运的地面、高架和地下的轨道交通系统的统称。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、技术标准、线路敷设方式等。城市轨道交通系统的类型及技术经济特性3轨道交通线路的分类按线路的运输能力及车辆类型分：大运量的地铁，中等运量的轻轨，较小运量的有轨电车等，另外还有到郊区的市郊铁路等。按技术标准分：有常规的钢轮钢轨系统，也有胶轮系统，还有线性电机牵引的轨道交通、跨座式和悬挂式的单轨交通、磁悬浮的轨道交通等多种系统。按线路敷设方式分：有地下的轨道交通，有高架的轨道交通，也有地面的轨道交通，具体采用那种方式，要看按轨道交通沿线具体建设条件来确定。按导向方式划分：轮轨导向：一般钢轮钢轨系统如地铁、轻轨、有轨电车等均属于轮轨导向方式；导向轮导向：单轨和新交通系统的胶轮车辆属于导向轮导向系统。42.1有轨电车利用街道上的轨道运行的电力车辆或列车系统。优点：造价低，建设容易。缺点：大多数系统的交叉口为平交，极易与道路和地面车辆冲突，引起道路交通堵塞。发展现状：已经比较少见。多数已经改良为轻轨系统。567有轨电车－德国892.2轻轨铁路LightRailTransit概念：轻轨交通车辆施加在轨道上的荷载，相对于地面铁路和地铁的荷载较轻，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。因为线路工程量小，车辆轻，可以在更大的坡道上、更小的曲线上行驶。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。10轻轨的种类轻轨系统主要有三种类型：一种是德国的轻轨系统，多是从有轨电车改造而成，如斯图加特。第二种轻轨是大部分新建，如Dockland轻轨。第三种是利用原有旧铁路线路，如Manchester的Metrolink、洛杉矶等。11轻轨的优点(1)供电系统更安全由于电力来自车顶部，而非地铁系统的第三轨。(2)在建设上比地铁更灵活由于土地昂贵，尤其在闹市区，轻轨系统可以放在街道，旅客可以在人行道上上下车。(3)更适合低运量场合在中等规模城市用以补充巴士运输。(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可以更高，从而比巴士更具吸引力。12法国----Lelle的低底板轻轨列车13法国----Marseille轻轨列车1415英国Manchester的Metrolink16Metrolink列车在车站17轻轨的主要参数(1)最小运行时间间隔：2分；(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：10000-30000人；(5)时刻表速度：20-25km/h；(6)最低经济运输量：2100人/km天(7)线路形式：有地面，地下和高架三种形式。(8)曲线半径：正线不小于100m，地面困难时不小于50m，车场线不小于25m。182.3单轨系统单轨电车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。单轨电车分跨座型与悬挂型两种，一般均采用橡胶车轮。日本1964年在东京建成了一条13公里的跨座型单轨系统，即东京的滨松町-羽田机场间的系统；1970年又开通了大船-湘南江之岛间的悬挂式单轨系统。19羽田单轨系统20斯图加特单轨21单轨系统技术参数单轨电车主要技术特性指标如下所示。(1)最小运行时间间隔：2分；(2)每节车厢乘客人数：140人(按0.14m2/人计算)；(3)每列车编组车厢节数：2-6；(4)每小时单向最大运送能力：5000-20000人；(5)时刻表速度：30km/h；(6)最低经济运输量：4000人/km天.2223重庆市单轨系统24重庆市单轨系统25多特蒙德大学悬挂式单轨系统2627单轨交通的优点：1.占用土地少。不需要很大空间，每根支柱直径仅为1～1.5m，双线断面总宽度为5～7m，窄于其他的高架轻轨系统。2.运量较大。国外单轨列车一般由4～6辆组成，列车运营能力每小时为5000～20000人次。3.能适应复杂的地形要求。使用橡胶轮胎，适宜在狭窄街道的上空穿行，可减少拆迁。4.建设工期短，造价低。高架单轨结构简单，易于建造，因此工期较短，造价较低，一般为地铁的1/3。285.运输安全性较高。由于车辆与轨道的特殊结构，在轨道梁两侧均有起稳定作用的导向轮，能确保运行安全。6.噪声与振动均低。由于采用橡胶轮胎，所以振动和噪声大大降低。7.对日照和城市景观影响小。由于占用空间小，沿线不会投下很大的遮光阴影，并且对城市景观还能起一定的点缀作用。单轨交通的优点：292.4自动导向系统(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。电动车辆在专用的轨道线路上运行，而且车轮均为橡胶轮胎，沿着特制的混凝土轨道运转，车站无人管理，由中央调度室的电子计算机集中控制。30自动导向系统31自动导向系统3233较早的AGT系统是日本1981年开通的两条线路：一是神户新交通公司开通的三宫-中公园线路，全长6.4公里；二是大阪市住之江公园-中埠头间的6.6公里线路。目前这两条线路均采用无人驾驶的ATO系统，运营速度22~27km/h，最大速度达到60km/h；高峰期最小间隔达到了3分左右。34(1)最小运行时间间隔：2分；(2)每节车厢乘客人数：70人(按0.14m2/人计算)；(3)每列车编组车厢节数：4-12；(4)每小时单向最大运送能力：8000-25000人；(5)时刻表速度：30km/h；(6)最低经济运输量：4300人/km天.AGT系统主要技术特性指标。35AGT系统的优点1客运能力为5000～15000人/h，高于公共汽车，而且建设成本与地铁、轻轨相比又低得多。2与单轨系统相似，运行在专用的高架轨道上，与其他车辆不构成干扰，运输效率较高。3车辆除采用橡胶轮胎外，其他部分与有轨车辆相差不多，在技术上容易实现。4既可以采用列车无人驾驶、车站无人管理的方式，也可以省去自动驾驶系统，由人工操纵，因而机动灵活，使用方便。5节约能源，基本上没有噪声污染，有利环保。其缺点是：采用了独特的导向方式，车辆及轨道结构有别于其他轨道系统，因而兼容性不强，不能适应轨道交通一体化发展的需求。36法国VAL系统37日本大扳南港线382.5地铁地铁的建设需要大量用户来证明隧道开挖的可行性。因此，50万人以下的城市很少能建地铁。原苏联曾有一项政策，城市只有达到100万人口以上才能建地铁。地铁通常要与其他轨道交通全隔离，站间距在0.5至1.0km(市中心)之间，在郊区可达2km左右。单方向小时通过能力在3万人以上。39地铁的主要技术参数(1)最小运行时间间隔：2分；(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；(4)每小时单向最大运送能力：30000-80000人；(5)车辆构造速度：80-100km/h；(6)时刻表速度：30-60km/h；(7)最低经济运输量：12200人/km天；(8)与地面交通隔离率：100%(9)车站平均站距：600～2000m40伦敦地铁41伦敦地铁42地铁发展的优势：1是一种大容量的城市轨道交通系统，在客流密集的城市中心地带修建地铁可以明显疏散公交客流。2具有可信赖的准时性和速达性。3与其他线路无平交，不受干扰，安全性高。4地铁噪声小，污染少，对城市环境不造成破坏。同时地下部分充分利用了地下空间，节约了城市土地。43地铁的缺点1地铁大部分位于地下，增加了施工工作量。2建设费用高。3建设周期长，见效慢。4出现意外情况疏散困难。44线性地铁--小断面地铁线性地铁，即小断面地铁。它采用线性电机牵引，而一般的地铁列车采用旋转电机，相同功率的线性电机要比旋转电机缩小到3/4的高度，因此能缩小地铁隧道的横截面，可大大降低建设成本(投资为一般地铁的60-80%)，此外，它可以采用较小的曲线半径和较大的坡道，也可高架，维护较易，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。45462.6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。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)。目前城市间高速铁路的商业速度已达到250km/h以上，一般地，市郊铁路线路的最高速度可以达到100km/h以上。47伦敦铁路48伦敦铁路49英国铁路50市郊铁路的运营形式1.独立的城市铁路网：指专门或主要用于城市交通的铁路。其技术设备好，列车运行速度快，效率高，可实现按图行车。高峰小时最小列车间隔可达1.5~2.0min，旅客候车时间短。但多数采用地下或高架线路，投资费用比较高。2.客运专线：指通常的铁路线路，可用于速度不同的各种旅客列车，包括市郊列车和长途列车，一般在上下班高峰小时为市郊列车专用。这种线路的利用率高，投资费用低，是市郊铁路的普遍形式。3.混合运输线：通常客货混跑，运行速度低，条件较差。512.7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。52磁悬浮铁路特点与传统的铁路相比，磁悬浮铁路去除了轮轨接触，因而无刚体直接摩擦阻力，可获得比一般高速铁路更高的速度，目前试验速度已达500km/h以上；无机械振动与噪声；无环境污染；可获得高舒适度和平稳性；由于没有钢轨、车轮、机械传动和接触导电轨等摩擦部件，维修费用大为降低。53由于磁悬浮列车运行中所需电功率主要用来克服空气动力学阻力，其人公里能耗为一般高速列车的21.4％－64.3％，另外，磁悬浮列车还有爬坡、越障能力强，更有利于实现全自动化控制等优点。所以，磁悬浮铁路将成为未来客运交通中最具竞争力的一种交通工具。54磁悬浮列车的发展从1981年英国伯明翰机场到火车站的第一条磁悬浮线开通，1986年西柏林M-Bahn磁悬浮试验线投入运营，日本的HSST系列磁悬浮列车的开发，以德、美、日等所研制的试验样车为先导，实用的磁悬浮列车即将进入国际市场。55日本HSST磁悬浮列车56项目有轨电车轻轨铁路市郊铁路地铁城市人口20-50万100万50万以上300万以上商业区雇员2万以上2万以上4万以上8万以上CBD线路长10km以下20km以下40km以下24km以内股道在街道40%隔离-隔离CBD可达性地面地面或地下地面到CBD边缘地下郊区站距350m1km1-3km2kmCBD站距250m300m-0.5-1km最大坡度10%8%3%3-4%最小半径15m-25m25m200m300m工程量最小轻中等重2.8轨道交通方式的比较57轨道交通方式的比较（续）项目有轨电车轻轨铁路市郊铁路地铁车辆重量16吨20吨以下46吨33吨车辆数1或22或4至多12至多8车辆能力50座75站40座60站60座120站50座150站供电电流DC500-750VDC600-750VDC600-1.5V或AC25kVDC750VDC1500V供电方式顶上顶上顶上或三轨三轨或顶上平均速度10-20km/h30-40km/h45-60km/h30-40km/h最大速度50-70km/h80km/h120km/h80km/h高峰间隔2min4min3min2-5min小时流量15000200003000030000造价(RMB)－1~2亿0.5~1亿5~8亿582.9城市轨道交通的模式选择需求预测系统成本线路铺设方式外部效益环境影响国产化问题592.10轨道交通系统的优势速度快；正点率高；运量大；安全性高；良好的可持续性。60名副其实的绿色交通