城市軌道交通車輛概述

第一章城市軌道交通概要第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第二節(jié)

城市軌道交通發(fā)展的新趨勢第三節(jié)

我國城市軌道交通發(fā)展概況

本章小結(jié)

復(fù)習思考題第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展1、城市軌道交通系統(tǒng)定義城市是在人類社會生產(chǎn)力發(fā)展過程中，人們政治、經(jīng)濟、文化、生活諸方面活動需要而形成的空間聚核體，是人類文明的標志。城市發(fā)展的高級階段——城市化成為必然。城市化在高速發(fā)展的進程中，涌現(xiàn)出一批超級城市和特大城市，“大城市病”開始顯現(xiàn)。據(jù)調(diào)查，中國百萬人以上的50座主要城市，居民平均上班時間要花近40分鐘。交通擁堵、空氣污染、用水緊缺等眾多“大城市病”，是城市化產(chǎn)生的負效應(yīng)。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展1、城市軌道交通系統(tǒng)定義經(jīng)濟發(fā)達國家城市的發(fā)展歷史告訴我們，只有采用大客運量的城市軌道交通系統(tǒng)，才是從根本上改善城市公共交通狀況的有效途徑，就是以軌道交通作為骨干，以其他交通方式為輔佐，形成一個包括地上、地面和地下多種交通模式相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化公共交通網(wǎng)絡(luò)。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2、城市軌道交通系統(tǒng)的類別城市軌道交通發(fā)展至今，由于城市、地區(qū)、國家不同、服務(wù)對象不同等已經(jīng)發(fā)展成為多種類型。不同的分類方法，可以分出不同的結(jié)果，現(xiàn)在一般可分為有軌電車、地下鐵道、市郊快速鐵道、輕軌交通、單軌交通、新交通系統(tǒng)、城市磁懸浮等。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展

2.1有軌電車有軌電車是最早發(fā)展的城市軌道交通之一，一般設(shè)在城市中心穿街走巷運行，具有上下車方便的特點，可兩輛、三輛編組，一般采用直流電機驅(qū)動，單向小時運能在5000人次左右，速度在10-20KM/h。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展

2.3輕軌交通2.3.1輕軌定義主要是基于新型有軌電車的車輛施加在軌道上的載荷重量相對于傳統(tǒng)的鐵路系統(tǒng)或地鐵系統(tǒng)明顯較低，并非僅指每米走行軌的重量“輕”。根據(jù)CJJ/T114-2007《城市公共交通分類標準》對輕軌的定義：輕軌系統(tǒng)是一種中運量軌道運輸系統(tǒng)，采用鋼輪鋼軌體系，標準軌距1435mm，主要在城市地面或高架橋上運行，線路采用地面專用軌道或高架軌道，遇繁華街區(qū)，也可進入地下與地鐵接軌。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.3.2輕軌定義解讀主要涉及以下4方面內(nèi)容。一是系統(tǒng)運能:輕軌是中運量的軌道運輸系統(tǒng)之一,這有別于地鐵的大運量和有軌電車的低運量。二是走行系統(tǒng):輕軌是采用鋼輪鋼軌體系,因而采用膠輪2軌道梁體系的跨座式單軌系統(tǒng)則不再屬于輕軌。三是路權(quán):輕軌采用地面專用軌道或高架軌道,簡而言之,輕軌與地鐵一樣,均采用專用道,而不像有軌電車那樣與其他地面車輛混行。四是線路敷設(shè)方式:輕軌以地面線或高架橋為主、以地下線為輔,這意味著雖然輕軌線路并非全地面或全高架也可以進入地下,但輕軌線路絕不是以地下為主的。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.3.3輕軌特征5）輕軌交通車輛有單節(jié)四軸車、雙節(jié)六軸單鉸接車和三節(jié)八軸雙鉸接車等3種基本類型。6）輕軌交通對車輛和線路的消音和減震有較高要求。即對環(huán)境影響小。7）電壓制式以直流750v，架空線（或第三軌）供電方式為主，也有部分采用直流1500v和直流600v供電。8）輕軌車站分為地面、高架、地下三種形式，應(yīng)根據(jù)線路位置、地形條件、行車組織要求和乘客流量來決定車站的形式和規(guī)模。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.4城市獨軌鐵路交通2.4.1獨軌交通也稱獨軌鐵道，是指車輛在一根軌道上運行的軌道交通系統(tǒng)。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.4.2城市獨軌鐵路的優(yōu)點1)建設(shè)工期短,費用低廉,施工簡單。無需像地鐵那樣大的土方工程,標準軌道可在工廠預(yù)制,現(xiàn)場拼裝,建造容易;其建設(shè)費用遠低于地鐵,僅為地鐵的1/3～1/4,其保養(yǎng)維修費用,也較地鐵和傳統(tǒng)鐵路低。2)獨軌鐵路軌道狹窄、結(jié)構(gòu)簡單、占用土地少、空間適應(yīng)性強。獨軌鐵路是在地面用鋼筋水泥建起直徑為112～115m的圓形支柱,然后在支柱之間架起軌道,軌道距地面高度為7～19m。它僅在地面占用支柱基座面積,就能在城市上空開辟一條新的運輸線。它可以利用現(xiàn)在城市道路的中央分隔帶,或河川上方的空間,架設(shè)高空軌道,不必搬遷地面建筑,更不影響地下管線的原有走向。3)承擔的運量比較大。城市獨軌鐵路列車由4～6輛車廂構(gòu)成,列車最大載員為1626人,每小時可達1～2萬人次,其運量介于公共汽車與輕軌交通之間。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.4.2城市獨軌鐵路的優(yōu)點4)爬坡能力強。獨軌交通的車輛使用橡膠輪胎,可以通過100‰的坡道和半徑為30m的曲線,但大坡度和半徑會降低速度,減少車次并需要加大牽引電動機的功率,因此,為達到正常速度,軌道坡道應(yīng)在60‰以下,曲線半徑應(yīng)在100m以上。5)運輸安全性好。獨軌鐵路的車輛和軌道的特殊形式,沒有脫軌的危險。獨軌鐵路采用高架軌道,與其他交通互不干擾,不受公路擁擠的影響,因此不會發(fā)生撞車事故,也能保證正點運行。2.4.2城市獨軌鐵路的優(yōu)點6)乘坐舒適。由于采用橡膠輪胎和空氣彈簧轉(zhuǎn)向架的車輛,使振動小,運行平穩(wěn);室內(nèi)裝有空調(diào),環(huán)境宜人,乘坐舒適。采用電力驅(qū)動，故運行噪聲低，無廢氣，對環(huán)境影響小。7)便于和旅游觀光結(jié)合起來。列車奔馳于城市上空,乘客可臨窗飽覽都市風光,為旅游開辟新途徑,為都市增添立體新景觀。第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.4.3獨軌交通缺點1)能耗大。由于走行裝置采用橡膠輪,它與混凝土軌面的滾動摩擦阻力比鋼輪鋼軌大,且有輕度的橡膠粉塵污染;2)運能較小。3)不能與地鐵,輕軌接軌。4)道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜,笨重,道岔轉(zhuǎn)換時間較長,車輛走行裝置復(fù)雜。5)若發(fā)生事故,疏散和救援困難。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.5新交通系統(tǒng)2.5.1所謂新交通系統(tǒng)車輛采用橡膠輪、電氣牽引，在有特殊導向?qū)Ｓ密壍懒荷线\行的系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中車輛在線路上可無人駕駛自動運行，車站無人管理，完全由中央控制室的計算機集中控制。新交通系統(tǒng)與單軌交通有許多相同之處。高架線路、列車編組2輛至6輛，每小時單向運能在1萬人次左右。采用電力驅(qū)動，橡膠輪走行。新交通系統(tǒng)與單軌交通系統(tǒng)最大區(qū)別在于除有走行軌外，還設(shè)有導向軌，另外是自動化程度高。新交通系統(tǒng)的導向系統(tǒng)可分為中央導向方式和側(cè)面導向方式。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.5.2新交通系統(tǒng)具有如下特點(1)由于使用橡膠輪胎，運行噪聲小，有利于環(huán)境保護。(2)為了沿導軌運行，前后車輪的運行軌跡必須完全一樣，如果象汽車那樣，只是1個方向運行，轉(zhuǎn)向機構(gòu)僅需前軸即可，但是，幾乎所有的新交通系統(tǒng)都是雙向運行，所以，前后軸必須都能轉(zhuǎn)向。(3)橡膠車輪粘著系數(shù)高，爬坡能力強，但比鐵車輪運行阻力大，不利于節(jié)能。(4)與汽車一樣，可以過小曲線。(5)橡膠車輪的壽命，汽車一般約為3萬km，新交通系統(tǒng)最大可延長到l0萬km左右。2.5.2新交通系統(tǒng)具有如下特點（6)混凝土軌道有時會發(fā)生波浪磨耗，使舒適度惡化，補修困難，作為對策，有時會鋪上鋼板。(7)最高運行速度60km／h左右。加速度和減速度高，所以必須考慮站立乘客的舒適度。(8)有載荷限制。異常時，輸送能力的靈活性小。(9)混凝上軌道不能用于信號回路和回流回路，必須另外設(shè)置。(10)由于是無人駕駛服務(wù)類型，異常時，相應(yīng)會引起疑問。此外，平均站間距離為800-l200m，平均速度20～30km／h，列車間隔為l50S。第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.6城市磁懸浮交通2.6.1磁懸浮交通就是利用電磁鐵將車輛懸浮在軌道之上，在運行中沒有輪軌的接觸關(guān)系。磁懸浮交通一般分為高速超導型，最高速度550km/h；中速常導型，最高速度在250km/h左右；低速常導型，最高速度在100-120km/h。城市磁懸浮交通多采用低速常導型。第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.6城市磁懸浮交通2.6.2發(fā)展簡史早在１９２２年，德國的赫爾曼·肯珀就提出了電磁原理，并在１９３４年申請了磁浮列車的專利，并由此開始為人類編織一個高速乘行的夢想。從二十世紀70年代起日本、美國、加拿大、法國、英國等發(fā)達國家都相繼進行了磁浮運輸系統(tǒng)的開發(fā)。2001年3月中國建設(shè)上海浦東龍陽路地鐵站至浦東國際機場高速磁浮交通示范運營線。第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.6城市磁懸浮交通2.6.3磁懸浮列車原理磁懸浮列車與傳統(tǒng)輪軌車輛區(qū)別2.7市郊快速鐵道市郊快速鐵道是伴隨著城市規(guī)模的擴大、衛(wèi)星城的建設(shè)發(fā)展而來，是通往衛(wèi)星城、飛機場等的高效軌道交通，一般建設(shè)在地面，部分建在地下或高架。牽引動力可采用電力和內(nèi)燃。列出編組在4-10輛。最高速度可達110-120km/h.運能與地鐵相同，但受到客流的限制。由于較地鐵站距長，旅行速度超過地鐵可達40km/h以上。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.8公交立體快巴每輛“立體快巴”分為4節(jié)，每節(jié)長10米。車體底層高度為2.2米，總高度4.4-4.5米，車身“增肥”至兩條車道寬，這樣車體下面空間就能并行兩輛小汽車，“快巴其實就是空中‘劈腿’的小地鐵或者輕軌”。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.8線形電機介紹2.8.1線形電機特點傳統(tǒng)電機的電磁力矩通過輪軸、齒輪箱等傳遞到車輪,再經(jīng)過車輪與軌道之間的“黏著”現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為牽引力。車輛的牽引力不僅受黏著條件的限制,使牽引電機的牽引功率難以充分發(fā)揮,影響車輛的爬坡能力和加速性能,而且容易出現(xiàn)打滑和空轉(zhuǎn)現(xiàn)象,使輪軌磨損和維護工作量增加。直線電機車輛與普通旋轉(zhuǎn)電機車輛的驅(qū)動不同,列車的牽引不再依靠輪軌的黏著作用而是直接由轉(zhuǎn)向架上的定子與線路上的轉(zhuǎn)子相互作用而產(chǎn)生,車輪只起支撐作用。因此,可通過減少支撐輪半徑從而減小地鐵隧道的斷面面積,降低地鐵造價。線形電機最大的缺點是效率低。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.8線形電機介紹2.8.2線形電機原理直線電機轉(zhuǎn)向架是利用直線電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)向架。直線電機可以視為一臺旋轉(zhuǎn)電機沿半徑方向切開而展平的感應(yīng)電機,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由三相繞組及疊片鐵心構(gòu)成的LIM的一次側(cè)(定子)安裝在車體上,主要由鐵板及鋁板構(gòu)成的被稱為反作用板的LIM的二次側(cè)(轉(zhuǎn)子)鋪設(shè)在兩根軌道之間。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動直接變?yōu)橹本€運動。

第一節(jié)城市軌道交通的發(fā)展2.8線形電機介紹2.8.3線形電機車輛第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況1、我國現(xiàn)有城軌我國最早的地鐵是1969年建設(shè)的北京地鐵。天津（1984）、上海（1993）、廣州（1999）、深圳（2004）陸續(xù)建設(shè)了地鐵，香港的第一條地鐵建成于1975年，臺灣（1996）。我們現(xiàn)在國內(nèi)進入一個地鐵建設(shè)的高峰期，從２０００年至２００５年，中國內(nèi)地城市軌道交通每年新增運營里程約８０公里；從２００６年至２０１０年，每年新增運營里程增長至１７７公里。目前，全國已有１４座城市開通運營軌道交通。第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況第二節(jié)我國城市軌道交通發(fā)展概況小結(jié)輕軌與地鐵及有軌電車的差異分析從前面的概念介紹可以知道,輕軌與地鐵和有軌電車一樣,是7種城市軌道交通系統(tǒng)之一,三者是并列關(guān)系。但三者之間既有相同內(nèi)容又有不同內(nèi)容,在某些方面還有一定的疊合和交叉,其差異主要表現(xiàn)在運能、車輛、路權(quán)、線路等10個方面。1運能輕軌是中運量的城市軌道交通形式,其客運能力為1萬～3萬人次/h,它介于地鐵(2.5萬～7萬人次/h)和有軌電車(0.6萬～1萬人次/h)之間。2車輛輕軌車輛與地鐵車輛及有軌電車車輛既有不少相似之處,也存在相當多的差異。輕軌車輛與地鐵車輛的差異主要表現(xiàn)在模塊設(shè)計、軸重、地板高度、最小曲線半徑、最大爬坡能力、加速度與制動減速度、驅(qū)動制動系統(tǒng)、車輛噪聲等方面。輕軌車輛與有軌電車車輛的差異主要表現(xiàn)在模塊設(shè)計、編組、地板高度等方面:輕軌車輛(現(xiàn)代有軌電車車輛)模塊多、鉸接多、可編組(聯(lián)掛運行)、低地板,而傳統(tǒng)有軌電車車輛則是模塊較少、鉸接較少、單車運行、高地板。

小結(jié)

小結(jié)4線路型式輕軌線路可以采用全封閉,也可以采用部分封閉而允許有平交道口。前者更適合于運能較大的輕軌系統(tǒng),后者更適合于運能較小的輕軌系統(tǒng)。地鐵線路則均要求全封閉,這是輕軌與地鐵系統(tǒng)的區(qū)別之一。有軌電車線路不封閉,有平交道口。有軌電車遇平交道口一般不采用優(yōu)先通行信號,而輕軌遇平交道口則采用優(yōu)先通行信號。筆者認為,全封閉及部分(路段或季節(jié))封閉的有軌電車是現(xiàn)代有軌電車,當屬輕軌交通系統(tǒng),這也是國家現(xiàn)行標準解釋有待于進一步澄清的地方。5線路敷設(shè)地鐵以地下線路為主,但也可以采用高架或地面線路;輕軌以地面或高架線路為主,但也可以進入地下;有軌電車的線路一般采用地面敷設(shè)。另外,輕軌線路的最小曲線半徑比地鐵的小、比有軌電車