城市轨道交通概述

第十一章城市轨道交通概述本章内容轨道交通发展概况轨道交通的技术经济指标及分类城市轨道交通系统的构成第一节轨道交通发展概况一、轨道交通的低位与作用二、国内外城市轨道交通系统建设与发展概况一、轨道交通的低位与作用20世纪70年代以来，伴随着能源危机、城市化带来的资源短缺与道路交通拥挤、污染与事故的增加，城市轨道交通受到发达和发展中国家的普遍重视。经济发展使城市规模持续扩大，城市化水平不断提高，不少大城市的发展正面临深刻变化，新市区或组团式卫星城得到发展，如长江三角洲、珠江三角洲、京津塘等地区，以形成一系列城市群。近十年来，由于土地空间的限制，道路交通面临越来越严重的阻塞，大容量、与地面交通隔离的城市轨道交通在国内大城市中受到普遍关注，并已进入快速发展时期。作为城市最大规模的基础设施建设项目，城市轨道交通对城市发展有三方面的作用：一是大大提高城市交通供给水平，缓解大城市日益拥挤的道路交通交通；二是引导城市格局按规划意图发展，支持大型新区建设；三是通过对城市轨道交通的巨大投入，从源头为城市经济链注入活力，并通过巨大的社会效益提高整个城市的综合价值。城市轨道交通系统作为城市综合交通体系中的一个组成部分，其自身特点决定了这种交通方式具有明显优势。1863年伦敦开始建设世界上第一条地铁，其根本原因就是地面道路系统受到城市空间限制不能无休止地建设，最终无法承担交通需求的增长，因此需要构建一种摆脱地面空间局限的新交通空间。但是，脱离地面的新交通空间建设意味着高成本，因此要求这种交通方式必须是集约化、高效率的、比如大运量、高速度。优越的服务水平，以提升这种方式的性能价格比。城市轨道交通就是在这种背景下诞生的。城市轨道交通与其他交通方式始终是合作竞争的关系。与城市其他交通方式比较，城市轨道交通的交通优势如下：1采用列车编组化运行，运量大，单向最高断面可以达到5万人次/h；2运行系统封闭独立，列车运行稳定、干扰小、速度高，旅行速度可以达到35km/h以上；3可以采用地下和高架的方式，占用地面空间小；4采用电能，清洁环保；5线路固定，容易设置明确标志，形成交通习惯；6技术水平高，发展余地大。应当指出，城市轨道交通的优势是相对的，其建设是有条件的。城市轨道交通的优势在于其高速度、大运量和良好的安全性，在道路交通难以满足交通需求的通道上作用显著，因此，城市轨道交通是整个城市交通系统的骨干。由于城市轨道交通投资巨大，当道路供给可以满足交通需求时，需要慎重考虑城市轨道交通建设的必要性。城市轨道交通系统发展历史表明，城市轨道交通系统随着网络的逐步发展可以兼顾中短途客流，最后达到负担城市公共交通乘客量一半以上的水平。围绕城市轨道交通骨干网络，可以促进其他个人交通方式成为辅助方式，从而提高城市公共交通乘客的总量，使“公交优先”的政策得到充分的体现，缓解城市交通问题。城市轨道交通还有一个活跃城市经济、拉动城市发展、提高城市形象的功能。另一种模式是在城市总体规划的指导下，根据城市发展布局，在交通并不繁忙但距离较长的发展带上超前建设城市轨道交通。二、国内外城市轨道交通系统建设与发展概况1、国外的发展概况2、我国城市轨道交通发展概况北京城市轨道交通上海城市轨道交通广州城市轨道交通其他城市轨道交通第二节轨道交通的技术经济指标及分类轨道交通的基本技术经济指标轨道交通系统的分类及特点轨道交通的基本技术经济指标最小运行时间间隔每节车厢容量每列车编组车厢节数每小时单向最大运送能力设计时速建设投资每年运营费最低经济运输量轨道交通系统的分类及特点轨道交通系统一般按运输能力的大小分为大运量和中运量两类。大运量轨道交通系统主要包括常规铁路与地铁，重运量轨道交通系统包括单轨铁路、轻轨交通等。地铁系统单轨系统轻轨运输系统自动导向系统市郊铁路系统橡胶轮胎铁路地铁系统地铁系统是一种运输能力可达单向5~8万人次/h的大运量轨道交通系统，它的建设要求是与其他轨道交通完全隔离，站间距在市中心区为0.5~1.0km，在郊区可达2km。又称快速公共交通，在许多城市地铁被称为大容量快速交通，或快速轨道交通系统。它的特点是线路设施、固定建筑、车辆和通信系统均有较高的设计标准。路权与其他交通完全隔离，因此建设成本高，造价昂贵。具有运量大、速度快、污染少、安全可靠、不占用或少占用城市用地的优势。相当部分大城市的地铁是建在地面上的，只在市中区采用地下隧道形式。单轨系统单轨铁路是指车辆在一条轨道上行驶的轨道交通系统。单轨铁路一般采用高架形式，利用地面上部空间，因而占用土地较少。可以适应急弯和大坡度，对复杂地形适应性好，建设工期短，投资小于地铁系统。缺点是运营费用偏高。轻轨运输系统轻轨是一种中运量的轨道交通，适合中等规模的城市。路权要求不高，大部分是隔离式的路权专用，因此大部分线路采用路面形式，只有在进入中心区道路比较拥挤又要保证其运营速度时才采用隧道形式。建设成本较地铁低。自动导向系统是一种通过非驱动的专用轨道引导列车运行的轨道交通。市郊铁路系统是连接城市边缘区域与远郊区域的纽带，主要用于建立一体化的快速旅客运输系统，保证室内出行旅客能迅速抵达目的地，具有速度快、线路长、装备重型化的特点。橡胶轮胎铁路分为三种类型，一是轮胎地铁，二是轮胎单轨，三是轮胎高架铁路。他们的共同特点是多节轮胎电车铰接在一起形成列车，车辆通常是由电力驱动。优点是噪声较低，缺点是承重不如钢轨，不适合于运量太大的客运系统，实际速度不能过高，技术更复杂等。第三节城市轨道交通系统的构成城市轨道交通系统由一系列相关设施组成，最基本的组成包括车站建筑、线路、车辆、轨道、供电、给排水、通风系统以及通信、信号系统等等。后来人们为了提高轨道交通系统的综合服务质量，包括系统运行的安全性和可靠性以及旅客乘车环境的舒适性和安全性，又出现了一些新的组成部分，如自动售检票系统、屏蔽门、设备监控系统、消防系统等。这些系统互相协调运作，共同保证轨道交通系统能够快捷、安全的输送旅客。城市轨道交通系统的构成一、线路二、车辆和车辆段三、限界四、轨道五、车站建筑六、供电系统七、通信系统八、信号系统九、通风空调系统十、给排水系统十一、自动检票系统十二、屏蔽门：组成、作用；十三、机电设备监控系统十四、火灾自动报警系统一、线路轨道交通运营线路由区间结构、车站、轨道等共同组成，轨道交通线路按期在运营中的作用，分为正线、辅助线和车场线三种。正线和车站辅助线车场线正线和车站正线是指供载客列车运行的线路，包括区间正线、支线、车站正线及战线。正线是独立运行的线路，一般按双线设计，采用右侧行车制。大多数线路为全封闭式，在于其他交通线路相交处一般采用立体交叉。在特殊条件下（如运营初期），两条线路或交通方式的运量均较小时，若经过计算，通过能力满足要求，也可以考虑采用平面交叉。车站是旅客乘车的场所，一般应设置在客流量大的集散点以及与其他线路交汇的地方，车站间距要根据实际需要确定。一般地，在市区车站间距应在1km左右，在郊区不宜大于2km。辅助线辅助线是指为空载列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业所需的线路。它包括折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。折返线，城市轨道交通线路一般都比较长，全线的客流分布可能不太均匀，这时可组织区段运行。区段运行是指列车根据运行线路的要求，在端点站与中间车站或中间站与中间站之间进行列车折返。在中间站上设置的实现列车折返作业的线路称为折返线。折返线的形式应能满足列车折返能力的要求。临时停车线和渡线。城市轨道交通线路由于运输量大，列车的行车间隔一般较密，在运营过程中，在线运行的列车可能会发生故障，为不影响后续列车的正常通过，一般在线路沿线，一般在线路沿线每隔3~5个车站的端头加设渡线或车辆停放线。渡线的作用是使离开车辆段的故障列车能及时掉头返回车辆段，停车线的作用则是临时停放事故列车。车场线车场线是指在车辆段内为列车提供停放、检查、检修、试车等作业所需要的线路。二、车辆和车辆段车辆车辆段车辆在轨道交通系统中，车辆是最重要的组成部分之一，它也是直接为乘客提供服务的设备。车辆技术性能的好坏直接关系到整个地铁的运营质量，对长期运营的技术先进性和经济合理性起着关键的作用。车辆一般可按有无动力分为动车和拖车两类，动车是指自身带动力驱动的机车，拖车是指自身不带动力驱动的机车；也可以按照有无驾驶室分为带司机室和不带司机室两类。为提高效率，现代车辆大多按动车组设计，在一组动车组内，动车、拖车和驾驶室连接成一个有机的整体，它不能随意拆卸。车辆的构成包括：车体、转向架、牵引缓冲装置、制动装置、受流装置、车辆内部设备和车辆电器系统等。车辆段车辆段是城市轨道交通系统中对车辆进行营运管理、停放和维修保养的场所。一般地，一条线路可以设一个车辆段，线路长度超过20km时，可以考虑设一个车辆段和一个停车场。车辆段主要承担的任务有列车的运营及定期的检修作业。三、限界界限是指列车沿固定的轨道安全运行时所需要的空间尺寸。根据轨道交通系统的构成和设备运行要求，界限可以分为车辆界限、设备界限，建筑界限和接触网界限。这些界限的详细空间尺寸是根据车辆外轮廓尺寸及技术参数、轨道特性、各种误差及变形以及列车在运动中的状态等因素，经过科学的分析计算后确定的。四、轨道轨道是列车运行的基础，它直接承受列车荷载，并引导列车运行。轨道结构是城市轨道交通的重要组成部分，一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其他附属设备组成。为保证列车运行的安全，轨道结构一般应具有足够的强度和稳定性、耐久性、绝缘性及适量弹性，以降低行车噪音及确保列车安全运行和乘客舒适。五、车站建筑地铁车站根据不同的条件可大致按如下分类：1、按车站与地面相当位置及地下埋深可分为地下车站（深埋车站、浅埋车站）、地面车站和高架车站；2、按结构横断面形式可分为矩形断面车站（单层、双层、多层，单跨、双跨、三跨等），拱形断面车站（单跨、多跨连拱）。3、按施工方式可分为明挖施工车站、暗挖施工车站；4、按站台形式可分为岛式车站、侧式车站、岛/侧综合式车站；5、按照使用功能可分为一般车站、换乘车站、折返站。