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1、第二章城市轨道交通系统类型及技术经济特征1v概念：城市内用于客运的地面、高架和概念：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。地下的轨道交通系统的统称。v 城市轨道交通系统可以根据多方面的特城市轨道交通系统可以根据多方面的特点来分类，如点来分类，如运输能力运输能力、技术标准技术标准、线线路敷设方式路敷设方式等。等。城市轨道交通系统的类型及技术经济特性2轨道交通线路的分类轨道交通线路的分类 按线路的运输能力及车辆类型分按线路的运输能力及车辆类型分 ：大运量大运量的地铁，的地铁，中中等运量等运量的轻轨，的轻轨，较小运量较小运量的有轨电车等，另外还有到的有轨电车等，另外还有到郊区的市郊铁
2、路等。郊区的市郊铁路等。按技术标准分按技术标准分 ：有常规的钢轮钢轨系统，也有胶轮系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。的单轨交通、磁悬浮的轨道交通等多种系统。按线路敷设方式分按线路敷设方式分 ：有有地下地下的轨道交通，有的轨道交通，有高架高架的轨的轨道交通，也有道交通，也有地面地面的轨道交通，具体采用那种方式，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。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：按导向方式划分：轮轨导向：一般钢轮钢
3、轨系统如地轮轨导向：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导向：单轨和新交通系统的胶轮车辆属于导向轮导向系统系统。 32.1有轨电车有轨电车v利用街道上的轨道运行的电力车辆或利用街道上的轨道运行的电力车辆或列车系统。列车系统。v优点：造价低，建设容易。优点：造价低，建设容易。v缺点：大多数系统的交叉口为平交，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，引起道极易与道路和地面车辆冲突，引起道路交通堵塞。路交通堵塞。v发展现状：已经比较少见。多数已经发展现状：已经比
4、较少见。多数已经改良为轻轨系统。改良为轻轨系统。456有轨电车德国有轨电车德国782. 2 轻轨铁路轻轨铁路 Light Rail Transit v概念：轻轨交通车辆施加在轨道上的概念：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车和地铁之间的中运量的轨道交通工具。具。v因为线路工程量小，车辆轻，可以在因为线路工程量小，车辆轻，可以在更大的坡道上、更小的曲线上行驶。更大的坡道上、更小的曲线上行驶。轻轨要求有至少轻轨要求有至少40%的股道与道路完的股道与
5、道路完全隔离，以避免拥挤。这使得它与有全隔离，以避免拥挤。这使得它与有轨电车不同。轨电车不同。9轻轨的种类轻轨的种类v轻轨系统主要有三种类型：轻轨系统主要有三种类型：v一种是德国的轻轨系统，多是从有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。轨电车改造而成，如斯图加特。v第二种轻轨是大部分新建，如第二种轻轨是大部分新建，如Dockland轻轨。轻轨。v第三种是利用原有旧铁路线路，如第三种是利用原有旧铁路线路，如Manchester的的Metrolink、洛杉矶、洛杉矶等。等。10轻轨的优点轻轨的优点(1)供供电电系系统统更更安安全全 由由于于电电力力来来自自车车顶顶部部，而而非非
6、地地铁铁系系统的第三轨。统的第三轨。(2)在在建建设设上上比比地地铁铁更更灵灵活活 由由于于土土地地昂昂贵贵，尤尤其其在在闹闹市市区区，轻轻轨轨系系统统可可以以放放在在街街道道，旅旅客客可可以以在在人人行行道道上上上上下车。下车。(3)更更适适合合低低运运量量场场合合 在在中中等等规规模模城城市市用用以以补补充充巴巴士士运运输。输。(4)大大部部分分线线路路按按右右行行规规则则隔隔离离时时，在在混混合合交交通通条条件件下下的的平均行车速度可以更高，从而比巴士更具吸引力。平均行车速度可以更高，从而比巴士更具吸引力。 11法国法国-Lelle的低底板轻轨列车的低底板轻轨列车12法国法国-Marse
7、ille轻轨列车轻轨列车1314英国英国Manchester的的Metrolink15MetrolinkMetrolink列车在车站列车在车站16轻轨的主要参数轻轨的主要参数(1)最小运行时间间隔：最小运行时间间隔：2min；(2)每每节节车车厢厢的的乘乘客客人人数数：225人人(按按0.14m2/人人计算，计算，2节节/组组)；(3)每列车编组车厢节数：每列车编组车厢节数：2-4节（节（1-2组）；组）；(4)每每小小时时单单向向最最大大运运送送能能力力：10000-30000人；人；(5)时刻表速度：时刻表速度：20-25km/h；(6)最低经济运输量：最低经济运输量：2100人人/km
8、天天(7)线路形式：有地面，地下和高架三种形式。线路形式：有地面，地下和高架三种形式。(8)曲线半径：正线不小于曲线半径：正线不小于100m，地面困难时，地面困难时不小于不小于50m，车场线不小于，车场线不小于25m。172. 3 单轨系统单轨系统v单轨电车一般使用道路上部空间，需要的专用空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，其投资小于地间较少，可以适应急弯及大坡度，其投资小于地铁系统。铁系统。v单轨电车分跨座型与悬挂型两种，一般均采用橡单轨电车分跨座型与悬挂型两种，一般均采用橡胶车轮。胶车轮。v日本日本1964年在东京建成了一条年在东京建成了一条13km的
9、跨座型单轨的跨座型单轨系统，即东京的滨松町系统，即东京的滨松町-羽田机场间的系统；羽田机场间的系统；1970年又开通了大船年又开通了大船-湘南江之岛间的悬挂式单轨系统。湘南江之岛间的悬挂式单轨系统。18羽田单轨系统羽田单轨系统19斯图加特单轨斯图加特单轨20单轨系统技术参数单轨系统技术参数v单轨电车主要技术特性指标如下所示。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：最小运行时间间隔：2min； (2)每每节节车车厢厢乘乘客客人人数数：140人人(按按0.14m2/人人计计算算)； (3)每列车编组车厢节数：每列车编组车厢节数：2-6节；节； (4)每小时单向最大运送能力：每小
10、时单向最大运送能力：5000-20000人；人； (5)时刻表速度：时刻表速度：30km/h； (6)最低经济运输量：最低经济运输量：4000人人/km 天天.2122重庆市单轨系统重庆市单轨系统23重庆市单轨系统重庆市单轨系统24多特蒙德大学悬挂式单轨系统多特蒙德大学悬挂式单轨系统2526单轨交通的优点单轨交通的优点：1.占用土地少。不需要很大空间，每根支柱直径仅为占用土地少。不需要很大空间，每根支柱直径仅为11.5m，双线断面总宽度为，双线断面总宽度为57m，窄于其他的高，窄于其他的高架轻轨系统。架轻轨系统。2.运量较大。国外单轨列车一般由运量较大。国外单轨列车一般由46辆组成，列车辆组成
11、，列车运营能力每小时为运营能力每小时为500020000人次。人次。3.能适应复杂的地形要求。使用橡胶轮胎，适宜在狭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。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，一般为地铁的造，因此工期较短，造价较低，一般为地铁的1/3。275.运输安全性较高。由于车辆与轨道的特运输安全性较高。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。的导向轮，能确保运行安全。6.
12、噪声与振动均低。由于采用橡胶轮胎，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。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，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。并且对城市景观还能起一定的点缀作用。单轨交通的优点单轨交通的优点：282. 4 自动导向系统自动导向系统(AGT)v自动导向系统自动导向系统(Automatic Guideway Transit, AGT)是一种通过非驱动的专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。用轨道引导列车运行的轨道交通
13、方式。v电动车辆在专用的轨道线路上运行，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，沿着特制的而且车轮均为橡胶轮胎，沿着特制的混凝土轨道运转，混凝土轨道运转，车站无人管理车站无人管理，由，由中央调度室的电子计算机集中控制。中央调度室的电子计算机集中控制。29自动导向系统自动导向系统30自动导向系统自动导向系统3132较早的较早的AGT系统是日本系统是日本1981年开通的两年开通的两条线路：条线路： 一是神户新交通公司开通的三宫一是神户新交通公司开通的三宫-中中公园线路，全长公园线路，全长6.4km； 二是大阪市住之江公园二是大阪市住之江公园-中埠头间的中埠头间的6.6km线路。线路。
14、 目前这两条线路均采用无人驾驶的目前这两条线路均采用无人驾驶的ATO系统，运营速度系统，运营速度22 27km/h，最，最大速度达到大速度达到60km/h；高峰期最小间隔；高峰期最小间隔达到了达到了3分左右。分左右。33(1)最小运行时间间隔：最小运行时间间隔：2min；(2)每节车厢乘客人数：每节车厢乘客人数：70人人(按按0.14m2/人计算人计算)；(3)每列车编组车厢节数：每列车编组车厢节数：4-12节；节；(4)每小时单向最大运送能力：每小时单向最大运送能力：8000-25000人；人；(5)时刻表速度：时刻表速度：30km/h； (6)最低经济运输量：最低经济运输量：4300人人/
15、km 天天.AGT系统系统主要技术特性指标。主要技术特性指标。34AGT系统的优点系统的优点1 客运能力为客运能力为500015000人人/h，高于公共汽车，高于公共汽车，而且建设成本与地铁、轻轨相比又低得多。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。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。相差不多，在技术上容易实现。4 既可以采用列车无人驾驶、车站无人管理的方既可以采用列
16、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，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。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。节约能源，基本上没有噪声污染，有利环保。v其其缺点缺点是：采用了独特的导向方式，车辆及轨是：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，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。不能适应轨道交通一体化发展的需求。35法国法国VAL系统系统36日本大扳南港线日本大扳南港线372. 5 地铁地铁v地铁的建设需要大量用户来证明隧道开挖地铁的建
17、设需要大量用户来证明隧道开挖的可行性。因此，的可行性。因此，50万人以下的城市很少万人以下的城市很少能建地铁。原苏联曾有一项政策，城市只能建地铁。原苏联曾有一项政策，城市只有达到有达到100万人口以上才能建地铁。万人口以上才能建地铁。v地铁通常要与其他轨道交通全隔离，站间地铁通常要与其他轨道交通全隔离，站间距在距在0.5至至1.0km(市中心市中心)之间，在郊区可达之间，在郊区可达2km左右。单方向小时通过能力在左右。单方向小时通过能力在3万人以万人以上。上。38地铁的主要技术参数地铁的主要技术参数(1)最小运行时间间隔：最小运行时间间隔：2min；(2)每节车厢的乘客人数：每节车厢的乘客人数
18、： 280人人(按按0.14m2/人计算人计算)；(3)每列车编组车厢节数：每列车编组车厢节数：6-10节；节；(4)每小时单向最大运送能力：每小时单向最大运送能力： 30000-80000人；人；(5)车辆构造速度：车辆构造速度： 80-100km/h；(6)时刻表速度：时刻表速度：30-60km/h；(7)最低经济运输量：最低经济运输量：12200人人/km 天；天；(8)与地面交通隔离率：与地面交通隔离率：100%(9)车站平均站距：车站平均站距：6002000m39伦敦地铁伦敦地铁40伦敦地铁伦敦地铁41地铁发展的优势：地铁发展的优势：1 是一种大容量的城市轨道交通系统，在客流密集的是
19、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。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。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。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。时地下部分充分利用了地下空间，节约了城市土地。42地铁的缺点地铁的缺点1 地铁大部分位于地下，增加了施工工作量。地铁大部分位于地下，增加了施工工作量。2 建设费用高。建设费用高。3 建设周期长，见
20、效慢。建设周期长，见效慢。4 出现意外情况疏散困难。出现意外情况疏散困难。43线性地铁线性地铁-小断面地铁小断面地铁v线性地铁，即小断面地铁。它采用线性电线性地铁，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，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面，可大大降低建设成本(投资为一般地投资为一般地铁的铁的60-80%)，v此外，它可以采用较小的曲线半径和较大此外，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
21、易，目前在日的坡道，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。略低于一般地铁系统。v线性地铁的缺点是运营成本与一般地铁差不多。线性地铁的缺点是运营成本与一般地铁差不多。44452. 6 市郊铁路市郊铁路v市郊铁路是沟通城市边缘与远郊区的手段，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。它与城市间的长距离铁路相同。v市郊铁路主要为通勤者提供运输服务，故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有时也称通勤铁路(commuter rail)或地区或地区铁路铁路(regional rail)
22、。v目前城市间高速铁路的商业速度已达到目前城市间高速铁路的商业速度已达到250km/h以上，一般地，市郊铁路线路的以上，一般地，市郊铁路线路的最高速度可以达到最高速度可以达到100km/h以上。以上。46伦敦铁路伦敦铁路47伦敦铁路伦敦铁路48英国铁路英国铁路49市郊铁路的运营形式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。高峰小时最快，效率高，可实现按图行车。高峰小时最小列车间隔可达小列车间隔可达1.52.0min，旅客候车时间旅客候车
23、时间短。但多数采用地下或高架线路，投资费用短。但多数采用地下或高架线路，投资费用比较高。比较高。2.客运专线：指通常的铁路线路，可用于速度客运专线：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。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，混合运输线：通常客货混跑，运行速度低，条件较差。条件较差。502.7 2.7 磁悬浮铁路磁悬浮铁路v磁悬浮列车是利
24、用电磁系统产生的吸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，推动电机将电能直接转换成推进力，推动列车前进。列车前进。51磁悬浮铁路特点磁悬浮铁路特点v与传统的铁路相比，磁悬浮铁路去除了与传统的铁路相比，磁悬浮铁路去除了轮轨接触，因而无刚体直接摩擦阻力，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，目可获得比一般高速铁路更高的速度，目前试验速度已达前试验速度已达500km/h以上；无机械以上；无机械振动与噪声；无环境污染；可获得高舒
25、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、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，维机械传动和接触导电轨等摩擦部件，维修费用大为降低。修费用大为降低。52v由于磁悬浮列车运行中所需电功率主要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耗为一般高速列车的21.464.3，另外，磁悬浮列车还有爬坡、越障能力另外，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。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所以，磁悬浮铁路将成为未来客
26、运交通中最具竞争力的一种交通工具。中最具竞争力的一种交通工具。53磁悬浮列车的发展磁悬浮列车的发展v从从1981年英国伯明翰机场到火车站的第年英国伯明翰机场到火车站的第一条磁悬浮线开通，一条磁悬浮线开通，1986年西柏林年西柏林M-Bahn磁悬浮试验线投入运营，日本的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、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。磁悬浮列车即将进入国际市场。54日本日本HSST磁悬浮列车磁悬浮列车55项目项目有轨电车有轨电车轻轨铁路轻轨铁路市郊铁路市郊铁路地铁地铁
27、城市人口城市人口20-50万万100万万50万以上万以上300万以上万以上商商业业区雇区雇员员2万以上万以上2万以上万以上4万以上万以上8万以上万以上CBD线线路路长长10km以下以下20km以下以下40km以下以下24km以内以内股道股道在街道在街道40%隔离隔离-隔离隔离CBD可达性可达性地面地面地面或地下地面或地下地面到地面到CBD边缘边缘地下地下郊区站距郊区站距350m1km1-3km2kmCBD站距站距250m300m-0.5-1km最大坡度最大坡度10%8%3%3-4%最小半径最小半径15m-25m25m200m300m工程量工程量最小最小轻轻中等中等重重2.8 轨道交通方式的比较
28、轨道交通方式的比较56轨道交通方式的比较轨道交通方式的比较（续）（续）项目项目有轨电车有轨电车轻轨铁路轻轨铁路市郊铁路市郊铁路地铁地铁车辆车辆重量重量16吨吨20吨以下吨以下46吨吨33吨吨车辆车辆数数1或或22或或4至多至多12至多至多8车辆车辆能力能力50座座75站站40座座60站站60座座120站站50座座150站站供供电电电电流流DC500-750VDC600-750VDC600-1.5V或或AC 25kVDC750VDC1500V供供电电方式方式顶顶上上顶顶上上顶顶上或三上或三轨轨三三轨轨或或顶顶上上平均速度平均速度10-20km/h30-40km/h45-60km/h30-40km
29、/h最大速度最大速度50-70km/h80km/h120km/h80km/h高峰高峰间间隔隔2min4min3min2-5min小小时时流量流量15000200003000030000造价造价(RMB)12亿亿0.51亿亿58亿亿572.9 城市轨道交通的模式选择城市轨道交通的模式选择v需求预测需求预测v系统成本系统成本v线路铺设方式线路铺设方式v外部效益外部效益v环境影响环境影响v国产化问题国产化问题582.10 轨道交通系统的优势轨道交通系统的优势v速度快速度快 ；v正点率高正点率高；v运量大运量大 ；v安全性高；安全性高；v良好的可持续性。良好的可持续性。59名副其实的绿色交通名副其实的绿色交通60
