城市轨道交通车辆概述

第一章城市轨道交通概要第一节城市轨道交通的发展第二节

城市轨道交通发展的新趋势第三节

我国城市轨道交通发展概况

本章小结

复习思考题第一节城市轨道交通的发展1、城市轨道交通系统定义城市是在人类社会生产力发展过程中，人们政治、经济、文化、生活诸方面活动需要而形成的空间聚核体，是人类文明的标志。城市发展的高级阶段——城市化成为必然。城市化在高速发展的进程中，涌现出一批超级城市和特大城市，“大城市病”开始显现。据调查，中国百万人以上的50座主要城市，居民平均上班时间要花近40分钟。交通拥堵、空气污染、用水紧缺等众多“大城市病”，是城市化产生的负效应。

第一节城市轨道交通的发展1、城市轨道交通系统定义经济发达国家城市的发展历史告诉我们，只有采用大客运量的城市轨道交通系统，才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径，就是以轨道交通作为骨干，以其他交通方式为辅佐，形成一个包括地上、地面和地下多种交通模式相结合的可持续发展的现代化公共交通网络。

第一节城市轨道交通的发展2、城市轨道交通系统的类别城市轨道交通发展至今，由于城市、地区、国家不同、服务对象不同等已经发展成为多种类型。不同的分类方法，可以分出不同的结果，现在一般可分为有轨电车、地下铁道、市郊快速铁道、轻轨交通、单轨交通、新交通系统、城市磁悬浮等。

第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展

2.1有轨电车有轨电车是最早发展的城市轨道交通之一，一般设在城市中心穿街走巷运行，具有上下车方便的特点，可两辆、三辆编组，一般采用直流电机驱动，单向小时运能在5000人次左右，速度在10-20KM/h。

第一节城市轨道交通的发展

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第一节城市轨道交通的发展

2.3轻轨交通2.3.1轻轨定义主要是基于新型有轨电车的车辆施加在轨道上的载荷重量相对于传统的铁路系统或地铁系统明显较低，并非仅指每米走行轨的重量“轻”。根据CJJ/T114-2007《城市公共交通分类标准》对轻轨的定义：轻轨系统是一种中运量轨道运输系统，采用钢轮钢轨体系，标准轨距1435mm，主要在城市地面或高架桥上运行，线路采用地面专用轨道或高架轨道，遇繁华街区，也可进入地下与地铁接轨。

第一节城市轨道交通的发展2.3.2轻轨定义解读主要涉及以下4方面内容。一是系统运能:轻轨是中运量的轨道运输系统之一,这有别于地铁的大运量和有轨电车的低运量。二是走行系统:轻轨是采用钢轮钢轨体系,因而采用胶轮2轨道梁体系的跨座式单轨系统则不再属于轻轨。三是路权:轻轨采用地面专用轨道或高架轨道,简而言之,轻轨与地铁一样,均采用专用道,而不像有轨电车那样与其他地面车辆混行。四是线路敷设方式:轻轨以地面线或高架桥为主、以地下线为辅,这意味着虽然轻轨线路并非全地面或全高架也可以进入地下,但轻轨线路绝不是以地下为主的。

第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展2.3.3轻轨特征5）轻轨交通车辆有单节四轴车、双节六轴单铰接车和三节八轴双铰接车等3种基本类型。6）轻轨交通对车辆和线路的消音和减震有较高要求。即对环境影响小。7）电压制式以直流750v，架空线（或第三轨）供电方式为主，也有部分采用直流1500v和直流600v供电。8）轻轨车站分为地面、高架、地下三种形式，应根据线路位置、地形条件、行车组织要求和乘客流量来决定车站的形式和规模。

第一节城市轨道交通的发展2.4城市独轨铁路交通2.4.1独轨交通也称独轨铁道，是指车辆在一根轨道上运行的轨道交通系统。

第一节城市轨道交通的发展2.4.2城市独轨铁路的优点1)建设工期短,费用低廉,施工简单。无需像地铁那样大的土方工程,标准轨道可在工厂预制,现场拼装,建造容易;其建设费用远低于地铁,仅为地铁的1/3～1/4,其保养维修费用,也较地铁和传统铁路低。2)独轨铁路轨道狭窄、结构简单、占用土地少、空间适应性强。独轨铁路是在地面用钢筋水泥建起直径为112～115m的圆形支柱,然后在支柱之间架起轨道,轨道距地面高度为7～19m。它仅在地面占用支柱基座面积,就能在城市上空开辟一条新的运输线。它可以利用现在城市道路的中央分隔带,或河川上方的空间,架设高空轨道,不必搬迁地面建筑,更不影响地下管线的原有走向。3)承担的运量比较大。城市独轨铁路列车由4～6辆车厢构成,列车最大载员为1626人,每小时可达1～2万人次,其运量介于公共汽车与轻轨交通之间。

第一节城市轨道交通的发展2.4.2城市独轨铁路的优点4)爬坡能力强。独轨交通的车辆使用橡胶轮胎,可以通过100‰的坡道和半径为30m的曲线,但大坡度和半径会降低速度,减少车次并需要加大牵引电动机的功率,因此,为达到正常速度,轨道坡道应在60‰以下,曲线半径应在100m以上。5)运输安全性好。独轨铁路的车辆和轨道的特殊形式,没有脱轨的危险。独轨铁路采用高架轨道,与其他交通互不干扰,不受公路拥挤的影响,因此不会发生撞车事故,也能保证正点运行。2.4.2城市独轨铁路的优点6)乘坐舒适。由于采用橡胶轮胎和空气弹簧转向架的车辆,使振动小,运行平稳;室内装有空调,环境宜人,乘坐舒适。采用电力驱动，故运行噪声低，无废气，对环境影响小。7)便于和旅游观光结合起来。列车奔驰于城市上空,乘客可临窗饱览都市风光,为旅游开辟新途径,为都市增添立体新景观。第一节城市轨道交通的发展2.4.3独轨交通缺点1)能耗大。由于走行装置采用橡胶轮,它与混凝土轨面的滚动摩擦阻力比钢轮钢轨大,且有轻度的橡胶粉尘污染;2)运能较小。3)不能与地铁,轻轨接轨。4)道岔结构复杂,笨重,道岔转换时间较长,车辆走行装置复杂。5)若发生事故,疏散和救援困难。

第一节城市轨道交通的发展2.5新交通系统2.5.1所谓新交通系统车辆采用橡胶轮、电气牵引，在有特殊导向专用轨道梁上运行的系统。在这个系统中车辆在线路上可无人驾驶自动运行，车站无人管理，完全由中央控制室的计算机集中控制。新交通系统与单轨交通有许多相同之处。高架线路、列车编组2辆至6辆，每小时单向运能在1万人次左右。采用电力驱动，橡胶轮走行。新交通系统与单轨交通系统最大区别在于除有走行轨外，还设有导向轨，另外是自动化程度高。新交通系统的导向系统可分为中央导向方式和侧面导向方式。

第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展2.5.2新交通系统具有如下特点(1)由于使用橡胶轮胎，运行噪声小，有利于环境保护。(2)为了沿导轨运行，前后车轮的运行轨迹必须完全一样，如果象汽车那样，只是1个方向运行，转向机构仅需前轴即可，但是，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。(3)橡胶车轮粘着系数高，爬坡能力强，但比铁车轮运行阻力大，不利于节能。(4)与汽车一样，可以过小曲线。(5)橡胶车轮的寿命，汽车一般约为3万km，新交通系统最大可延长到l0万km左右。2.5.2新交通系统具有如下特点（6)混凝土轨道有时会发生波浪磨耗，使舒适度恶化，补修困难，作为对策，有时会铺上钢板。(7)最高运行速度60km／h左右。加速度和减速度高，所以必须考虑站立乘客的舒适度。(8)有载荷限制。异常时，输送能力的灵活性小。(9)混凝上轨道不能用于信号回路和回流回路，必须另外设置。(10)由于是无人驾驶服务类型，异常时，相应会引起疑问。此外，平均站间距离为800-l200m，平均速度20～30km／h，列车间隔为l50S。第一节城市轨道交通的发展2.6城市磁悬浮交通2.6.1磁悬浮交通就是利用电磁铁将车辆悬浮在轨道之上，在运行中没有轮轨的接触关系。磁悬浮交通一般分为高速超导型，最高速度550km/h；中速常导型，最高速度在250km/h左右；低速常导型，最高速度在100-120km/h。城市磁悬浮交通多采用低速常导型。第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展2.6城市磁悬浮交通2.6.2发展简史早在１９２２年，德国的赫尔曼·肯珀就提出了电磁原理，并在１９３４年申请了磁浮列车的专利，并由此开始为人类编织一个高速乘行的梦想。从二十世纪70年代起日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家都相继进行了磁浮运输系统的开发。2001年3月中国建设上海浦东龙阳路地铁站至浦东国际机场高速磁浮交通示范运营线。第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展2.6城市磁悬浮交通2.6.3磁悬浮列车原理磁悬浮列车与传统轮轨车辆区别2.7市郊快速铁道市郊快速铁道是伴随着城市规模的扩大、卫星城的建设发展而来，是通往卫星城、飞机场等的高效轨道交通，一般建设在地面，部分建在地下或高架。牵引动力可采用电力和内燃。列出编组在4-10辆。最高速度可达110-120km/h.运能与地铁相同，但受到客流的限制。由于较地铁站距长，旅行速度超过地铁可达40km/h以上。

第一节城市轨道交通的发展第一节城市轨道交通的发展2.8公交立体快巴每辆“立体快巴”分为4节，每节长10米。车体底层高度为2.2米，总高度4.4-4.5米，车身“增肥”至两条车道宽，这样车体下面空间就能并行两辆小汽车，“快巴其实就是空中‘劈腿’的小地铁或者轻轨”。

第一节城市轨道交通的发展2.8线形电机介绍2.8.1线形电机特点传统电机的电磁力矩通过轮轴、齿轮箱等传递到车轮,再经过车轮与轨道之间的“黏着”现象转化为牵引力。车辆的牵引力不仅受黏着条件的限制,使牵引电机的牵引功率难以充分发挥,影响车辆的爬坡能力和加速性能,而且容易出现打滑和空转现象,使轮轨磨损和维护工作量增加。直线电机车辆与普通旋转电机车辆的驱动不同,列车的牵引不再依靠轮轨的黏着作用而是直接由转向架上的定子与线路上的转子相互作用而产生,车轮只起支撑作用。因此,可通过减少支撑轮半径从而减小地铁隧道的断面面积,降低地铁造价。线形电机最大的缺点是效率低。

第一节城市轨道交通的发展2.8线形电机介绍2.8.2线形电机原理直线电机转向架是利用直线电机驱动的转向架。直线电机可以视为一台旋转电机沿半径方向切开而展平的感应电机,其结构如图1所示。由三相绕组及叠片铁心构成的LIM的一次侧(定子)安装在车体上,主要由铁板及铝板构成的被称为反作用板的LIM的二次侧(转子)铺设在两根轨道之间。转子的旋转运动直接变为直线运动。

第一节城市轨道交通的发展2.8线形电机介绍2.8.3线形电机车辆第二节我国城市轨道交通发展概况1、我国现有城轨我国最早的地铁是1969年建设的北京地铁。天津（1984）、上海（1993）、广州（1999）、深圳（2004）陆续建设了地铁，香港的第一条地铁建成于1975年，台湾（1996）。我们现在国内进入一个地铁建设的高峰期，从２０００年至２００５年，中国内地城市轨道交通每年新增运营里程约８０公里；从２００６年至２０１０年，每年新增运营里程增长至１７７公里。目前，全国已有１４座城市开通运营轨道交通。第二节我国城市轨道交通发展概况第二节我国城市轨道交通发展概况第二节我国城市轨道交通发展概况第二节我国城市轨道交通发展概况第二节我国城市轨道交通发展概况第二节我国城市轨道交通发展概况第二节我国城市轨道交通发展概况小结轻轨与地铁及有轨电车的差异分析从前面的概念介绍可以知道,轻轨与地铁和有轨电车一样,是7种城市轨道交通系统之一,三者是并列关系。但三者之间既有相同内容又有不同内容,在某些方面还有一定的叠合和交叉,其差异主要表现在运能、车辆、路权、线路等10个方面。1运能轻轨是中运量的城市轨道交通形式,其客运能力为1万～3万人次/h,它介于地铁(2.5万～7万人次/h)和有轨电车(0.6万～1万人次/h)之间。2车辆轻轨车辆与地铁车辆及有轨电车车辆既有不少相似之处,也存在相当多的差异。轻轨车辆与地铁车辆的差异主要表现在模块设计、轴重、地板高度、最小曲线半径、最大爬坡能力、加速度与制动减速度、驱动制动系统、车辆噪声等方面。轻轨车辆与有轨电车车辆的差异主要表现在模块设计、编组、地板高度等方面:轻轨车辆(现代有轨电车车辆)模块多、铰接多、可编组(联挂运行)、低地板,而传统有轨电车车辆则是模块较少、铰接较少、单车运行、高地板。

小结

小结4线路型式轻轨线路可以采用全封闭,也可以采用部分封闭而允许有平交道口。前者更适合于运能较大的轻轨系统,后者更适合于运能较小的轻轨系统。地铁线路则均要求全封闭,这是轻轨与地铁系统的区别之一。有轨电车线路不封闭,有平交道口。有轨电车遇平交道口一般不采用优先通行信号,而轻轨遇平交道口则采用优先通行信号。笔者认为,全封闭及部分(路段或季节)封闭的有轨电车是现代有轨电车,当属轻轨交通系统,这也是国家现行标准解释有待于进一步澄清的地方。5线路敷设地铁以地下线路为主,但也可以采用高架或地面线路;轻轨以地面或高架线路为主,但也可以进入地下;有轨电车的线路一般采用地面敷设。另外,轻轨线路的最小曲线半径比地铁的小、比有轨电车