城市軌道交通第2章軌道交通類型與形式課件

第二章軌道交通

類型與形式第一節(jié)分類第二節(jié)技術(shù)制式第三節(jié)制式選擇城市交通系統(tǒng)地鐵輕軌鐵路軌道交通市郊鐵路公共交通有軌電車公共汽車巴士城市交通導(dǎo)向巴士準(zhǔn)公共交通出租車出租機(jī)動(dòng)三輪非公共交通私家車自行車（非機(jī)動(dòng)運(yùn)輸）步行（非機(jī)動(dòng)運(yùn)輸）第一節(jié)城市軌道交通分類一、分類1、按運(yùn)能分：高運(yùn)量、大運(yùn)量、中運(yùn)量三個(gè)類型，四個(gè)等級(jí)。具體技術(shù)特征見P51表2-1。2、按運(yùn)行區(qū)域分：“市郊鐵路”、“城市軌道交通系統(tǒng)”、“小區(qū)域軌道輸送系統(tǒng)”等三個(gè)類型。從單列運(yùn)量來看，則市郊鐵路最大，小區(qū)域軌道輸送系統(tǒng)最小。3、按路權(quán)分：獨(dú)有路權(quán)：完全隔離、不受平交道、人車的干擾——地鐵（高運(yùn)量、大運(yùn)量）

半獨(dú)立路權(quán)：有專用隧道或高架，在地面采用路塹、路堤、隔離柵等方式，但在交叉口仍與橫向道路的人車平交混行，受信號(hào)燈控制；（中運(yùn)量）

共有路權(quán)：有軌電車

二、市郊鐵路

1．發(fā)展背景——城市擴(kuò)大的必然選擇國外的大城市，規(guī)模擴(kuò)大了以后，新舊市鎮(zhèn)與downtown之間的聯(lián)系，很多就采用了以前鐵路大發(fā)展時(shí)代留下來的鐵路用作市郊鐵路，如舊金山、洛杉磯、芝加哥等城市。我國的城市建設(shè)，在以往很長的一段歷史時(shí)期內(nèi)，處于以集聚為主的城市化發(fā)展階段。城市建設(shè)大都把注意力貫注在緩解中心城區(qū)交通繁忙的事務(wù)里。近幾年來，城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，已經(jīng)導(dǎo)致中心城區(qū)人滿為患，交通擁堵難以排解。例如:上海市內(nèi)環(huán)線以內(nèi)的常住人口密度為每平方公里3.39萬人，外環(huán)線以外為每平方公里0.14萬人，兩者差距高達(dá)24倍。最實(shí)際的做法是將城市軌道交通中的干線，向客流明顯增大的郊區(qū)延伸，再在適當(dāng)?shù)慕疾课辉O(shè)置環(huán)行城市軌道交通換乘點(diǎn)，總體形成“縱橫貫通、環(huán)行聯(lián)絡(luò)、四通八達(dá)”的城市軌道交通格局。2．市郊鐵路的技術(shù)特征市郊鐵路的技術(shù)特征是由市郊居民通勤出行的客流特征和接駁城際客貨運(yùn)的運(yùn)量決定的。發(fā)達(dá)國家大城市的市郊鐵路多數(shù)是利用鐵路大發(fā)展時(shí)期遺留下來的舊有鐵路，開行城市郊區(qū)客車，成為市郊鐵路；也有將原先的市鎮(zhèn)間的舊鐵路，發(fā)展成大城市的市郊鐵路。

線路種類線路性質(zhì)服務(wù)范圍列車編組(節(jié))站間距離(Km)平均時(shí)速Km/h發(fā)車間隔城市軌道交通地鐵/輕軌客運(yùn)專線城市區(qū)域內(nèi)4或60.6～1.030～45短市郊軌道交通客運(yùn)專線客貨共線中、短途市域范圍6或82.2～3.945～55高峰時(shí)短平時(shí)較長干線鐵路傳統(tǒng)鐵路客貨共線全國范圍客運(yùn)：14～20貨運(yùn)：35～508～20客運(yùn)：120～160貨運(yùn)：50～80長高速鐵路客運(yùn)專線中、長、超長途大、中城市間10左右25～50200～320長城際鐵路客運(yùn)專線中、長途大、中城市間8～145～2080～100長注：表中市郊軌道交通的技術(shù)參數(shù)取自法國巴黎市郊鐵路。4、發(fā)展市郊鐵路的建設(shè)方案國外：對(duì)于100多年來，鐵路建設(shè)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)的美國、英國、法國、日本等國家來說，這些國家在大城市郊區(qū)已經(jīng)有鐵路線存在，所謂市郊鐵路，無非是編組一定數(shù)量的市郊列車來運(yùn)營，就能發(fā)揮市郊鐵路的作用。或者修建、擴(kuò)建部分市郊鐵路車站，以滿足旅客換乘的需要就可以。國內(nèi)：城市軌道交通系統(tǒng)還在起步規(guī)劃階段，其建設(shè)方案有三種基本的選擇：1．利用和改造城際鐵路經(jīng)過的市郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)車站，加開市郊列車來緩解市郊客流。這種辦法最節(jié)省。但目前城際鐵路的運(yùn)能已趨于飽和，再增加市郊短途客運(yùn)列車的運(yùn)行空間很??；2．新建市郊鐵路。這個(gè)方案雖然看起來不錯(cuò)，但線路及市郊換乘車站的建設(shè)都需要大筆建設(shè)資金。目前城市的市政建設(shè)經(jīng)費(fèi)，承擔(dān)市內(nèi)軌道交通建設(shè)已經(jīng)不堪重負(fù)，更難以承擔(dān)巨大的市郊鐵路的建設(shè)經(jīng)費(fèi)；3．將市內(nèi)軌道交通干線延伸到市郊。這個(gè)方案基建費(fèi)用相對(duì)較小，而且可以分階段陸續(xù)建設(shè)。從經(jīng)濟(jì)角度來看，比較可行。第二節(jié)城市軌道交通的技術(shù)制式

一、城市軌道交通的一般類型

地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、磁浮系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、市域快速軌道系統(tǒng)、索軌系統(tǒng)（一）地鐵（“Subway”、”Metro”）和輕軌“LightRailTransit”

特征：線路網(wǎng)都有獨(dú)立的路權(quán)。1、地鐵鋼輪鋼軌，條件允許時(shí)，可穿出地面在地上或高架上運(yùn)行。2、輕軌基本車型：準(zhǔn)地鐵C型車、直線電機(jī)C型車、現(xiàn)代有軌電車?！暗罔F”與“輕軌”的主要差別也是最基本的差別就是運(yùn)量不同。在我國的規(guī)范中，每小時(shí)客運(yùn)量3～8萬人次的軌道交通系統(tǒng)，稱為“地鐵”；每小時(shí)客運(yùn)量1～3萬人次的軌道交通系統(tǒng)，稱為“輕軌”。而且“輕軌”的走行形式可以是鋼輪鋼軌的雙軌,也可以是膠輪獨(dú)軌。（二）有軌電車城市“有軌電車”，則與地鐵、輕軌的差別就比較大。其最主要的差別是沒有獨(dú)立的路權(quán)，鋼軌面與地面持平，與地面其他車輛是共同使用同樣的道路、與橫向道路也是平面交叉。因此，除了在軌道上行駛這一特點(diǎn)外，有軌電車更雷同于一般的公共交通車輛。適用范圍線路較短、客流較小、線路條件較好、交通干擾較小、環(huán)境要求較高的城市外圍區(qū)域，新城內(nèi)部的地面線路，以及觀光旅游等具有特殊服務(wù)需求的線路。1、優(yōu)點(diǎn)：工程結(jié)構(gòu)簡單、施工速度快；能夠適應(yīng)各種復(fù)雜地形；工程造價(jià)低；對(duì)城市環(huán)境影響??；優(yōu)化城市景觀；靈活性大，易于擴(kuò)建和遷移2、缺點(diǎn)：速度低；乘客有顛簸感覺；大風(fēng)、雷電影響運(yùn)行；發(fā)生事故時(shí)救援困難；車廂棄物和配件松脫危及地面安全道岔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，轉(zhuǎn)換時(shí)間長。CableCarCableCar’spower今天的CableCarPowerHouse（四）城市獨(dú)軌(Monorail)交通系統(tǒng)獨(dú)軌交通系統(tǒng)仍屬于輪軌運(yùn)行模式。但與傳統(tǒng)的鋼輪鋼軌、雙軌線路有了很大的區(qū)別。占用的空間比傳統(tǒng)的雙軌線路要小。就技術(shù)上的定義而言，獨(dú)軌(Monorail)系統(tǒng)是指以單一軌道來支承或懸掛車廂并提供導(dǎo)向作用而運(yùn)行的軌道交通系統(tǒng)。我國第一條獨(dú)軌交通于2000年在重慶開始修建。全線長17.54公里。1、分類跨座型獨(dú)軌懸掛式獨(dú)軌跨座型獨(dú)軌2．獨(dú)軌交通系統(tǒng)車站城市獨(dú)軌系統(tǒng)車站的站距一般為500m至1km。站臺(tái)型式可依旅客使用、出入數(shù)量及用地大小建造成島式或側(cè)式站臺(tái)。站臺(tái)長度通常隨車廂的尺寸（大型、中型或標(biāo)準(zhǔn)型）以及列車編組數(shù)量而定。一般以6節(jié)大型車廂組成的列車計(jì)算，約需100m的站臺(tái)長度。站臺(tái)寬度主要取決于出入的旅客數(shù)量。一般如采用島式站臺(tái)，最小寬度為3m，上下行線分開的側(cè)式站臺(tái)則需2m。3．獨(dú)軌交通系統(tǒng)的綜合特點(diǎn)1）占用土地少;2）運(yùn)量相當(dāng)于輕軌;3）適應(yīng)復(fù)雜地形要求;4）建設(shè)工期相對(duì)地鐵、輕軌為短、施工簡便、造價(jià)低;5）運(yùn)輸安全性好、事故率很低;6）噪聲低、無廢氣污染等公害;7）乘坐舒適。4、適用范圍1）中運(yùn)量城市客運(yùn)交通2）低運(yùn)量短途客運(yùn)交通市區(qū)通向機(jī)場、碼頭等對(duì)外交通樞紐的專用線，范圍較大的機(jī)場內(nèi)部線大型游樂場所、博覽會(huì)等內(nèi)部客運(yùn)專線（五）磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)1、背景鐵路列車之所以能往前推進(jìn)，主要是因鋼軌與列車的鋼輪間具有粘著力（或摩擦力），藉由機(jī)車動(dòng)力加速產(chǎn)生的向前牽引力克服阻力而前進(jìn)；列車速度越快，車輪與鋼軌間的粘著力越小，列車加速所能造成的牽引力便越小，同時(shí)速度愈快，空氣阻力愈大。當(dāng)列車速度超過牽引力而等于阻力時(shí)，列車的車輪便呈現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，速度便無法再提高。如果想再提速就要放棄使用車輪，減少空氣阻力。2、基本原理磁懸浮(MagneticLevitation，簡稱Maglev)的理論由德國人赫爾曼肯佩爾提出，名稱為無輪磁浮列車。磁浮列車的基本原理系應(yīng)用磁鐵同性相斥，異性相吸的特性發(fā)展而成，因此列車懸浮的方式又分為排斥力懸浮及吸引力懸浮兩種。德國的磁浮系統(tǒng)使用吸引式懸浮，軌道梁支撐結(jié)構(gòu)呈“T”字型，在軌道的下方，由一個(gè)三相定子片（Stator）的線圈連接成一排，組成電機(jī)定子，并固定在軌道梁上藉以推動(dòng)車輛。

上海運(yùn)行的高速磁懸浮列車上海浦東機(jī)場與目前地鐵二號(hào)線的龍陽路站之間的磁懸浮列車是引進(jìn)德國技術(shù)建造的世界上第一條商業(yè)運(yùn)營線路，稱為“Maglev”。全長31km運(yùn)行8分鐘，最高時(shí)速436km

日本發(fā)展的Maglev磁浮系統(tǒng)采排斥力懸浮的方式，軌道從倒T型到改成U型，凹陷的底槽上方和兩側(cè)各有線圈，其底部和兩側(cè)設(shè)置超導(dǎo)體磁石，電流通過線圈時(shí)產(chǎn)生磁場，操控磁場的互斥磁性，車廂便懸浮在軌道梁上，而利用排斥力與吸引力的交互變換拉推，使列車懸浮前進(jìn)。

U型——日本磁懸浮系統(tǒng)（六）自動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)輸系統(tǒng)（AutomatedGuidewayTransit，簡稱AGT），一般泛指以無人駕駛的車廂在專用路權(quán)及自動(dòng)化控制條件下運(yùn)行的新型運(yùn)輸系統(tǒng)。1．AGT系統(tǒng)概述AGT系統(tǒng)無論是輪軌運(yùn)行還是“水平電梯”運(yùn)行，其共同的特點(diǎn)是始終沿著一條固定的軌道自動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行的速度視運(yùn)距的遠(yuǎn)近有快有慢。整個(gè)系統(tǒng)無人值守，由電腦自動(dòng)控制運(yùn)行。1．穿梭／環(huán)路式捷運(yùn)（Shuttle／LoopTransit，SLT）系統(tǒng)2．群體捷運(yùn)（GroupRapidTransit，GRT）系統(tǒng)3．個(gè)人捷運(yùn)（PersonalRapidTransit，PRT）這種系統(tǒng)在美國地區(qū)早期稱為“水平電梯”（HorizontalElevators），“空中巴士”（SkyBus）或“捷運(yùn)快道”（TransitExpressway），近年來則統(tǒng)稱為“運(yùn)人系統(tǒng)”（PeopleMoverSystem）。法國與日本將AGT技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展并應(yīng)用于城市地區(qū)的中等運(yùn)量的大眾運(yùn)輸，在法國稱為VehiculeAutomatiqueLeger，簡稱VAL；日本則以“新交通系統(tǒng)”統(tǒng)稱AGT技術(shù)類型的中運(yùn)量捷運(yùn)系統(tǒng)。我國北京、上海等大城市的航空機(jī)場水平客運(yùn)自動(dòng)電梯，屬于這種“AGT”系統(tǒng)；上海外灘的人行過江隧道從定義來看也是屬于AGT范疇。

（七）城際高速軌道交通

1．概述在運(yùn)輸?shù)念I(lǐng)域里，每一種運(yùn)輸方式(Mode)均有其技術(shù)特色，以及最適用的范圍。城際地面運(yùn)輸，傳統(tǒng)上以鋼輪行駛在鋼軌上的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)（亦稱為輪軌運(yùn)輸系統(tǒng)）為主，因此城際高速運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展是從列車高速化開始的。經(jīng)過多年的研究與發(fā)展，以法國、日本與德國最具成效，分別發(fā)展了TGV、新干線及ICE等高速鐵路系統(tǒng)。2．日本新干線世界高速鐵路起源于日本。1959年4月日本國鐵開始興建東京至大阪間的高速鐵路，于1964年10月1日開通，全長515公里，時(shí)速210公里，稱為東海道新干線。隨后向西延伸，于1972年3月15日開通至岡山，1975年3月15日抵達(dá)終點(diǎn)站博多。此大阪至博多間路段稱為山陽新干線。自東京至博多間全長1,069公里。1982年6月23日大宮至盛岡間465公里的東北新干線開通。同年11月15日大宮至新瀉間269.5公里的上越新干線亦開始營運(yùn)。大宮至東京都內(nèi)的上野間的28公里連結(jié)線則于1985年3月完成，同時(shí)使新干線的最高運(yùn)營速度提升至240km/h。3．法國TGV（高速列車）TGV（“高速列車”）的發(fā)展，代表了法國列車高速化及高速鐵路演化的整個(gè)過程。法國自1967年開始時(shí)速200公里的高速列車營運(yùn)，正式進(jìn)入高速鐵路時(shí)代。自1981年9月巴黎/里昂間的第一條TGV高速鐵路正式營運(yùn)迄今，已載運(yùn)約二億余人次，但由于它便捷地與法鐵其他路網(wǎng)結(jié)合。很容易令人忽略它是世界上最快速的鐵路列車。漆著橘黃色彩的流線型車廂以每小時(shí)260公里的速度在巴黎與里昂間的城鎮(zhèn)外緣地區(qū)新建的專用鐵路運(yùn)行，而趨進(jìn)中心城市時(shí)卻又能運(yùn)用現(xiàn)有鐵路設(shè)施與一般鐵路列車共軌到達(dá)市區(qū)。4．德國ICE德國的高速鐵路是“客貨混流”的。ICE是德國高速鐵路的名稱，在1985年至1990年的實(shí)驗(yàn)期間，它是“InterCityExperimenta