城市軌道交通系統(tǒng)類型及技術經(jīng)濟特征實用教案

1、1 概念：城市內(nèi)用于客運的地面、高架和地下的軌道交通系統(tǒng)的統(tǒng)稱。 城市軌道交通系統(tǒng)可以根據(jù)(gnj)多方面的特點來分類，如運輸能力、技術標準、線路敷設方式等。城市(chngsh)軌道交通系統(tǒng)的類型及技術經(jīng)濟特性第1頁/共60頁第一頁，共61頁。2軌道交通線路(xinl)的分類 按線路的運輸能力及車輛類型分 ：大運量(yn lin)的地鐵，中等運量(yn lin)的輕軌，較小運量(yn lin)的有軌電車等，另外還有到郊區(qū)的市郊鐵路等。按技術標準分 ：有常規(guī)的鋼輪鋼軌系統(tǒng)，也有膠輪系統(tǒng)，還有線性電機牽引的軌道交通、跨座式和懸掛式的單軌交通、磁懸浮的軌道交通等多種系統(tǒng)。按線路敷設方式分 ：有地下的

2、軌道交通，有高架的軌道交通，也有地面的軌道交通，具體采用那種方式，要看按軌道交通沿線具體建設條件來確定。按導向方式劃分：輪軌導向：一般鋼輪鋼軌系統(tǒng)如地鐵、輕軌、有軌電車等均屬于輪軌導向方式；導向輪導向：單軌和新交通系統(tǒng)的膠輪車輛屬于導向輪導向系統(tǒng)。 第2頁/共60頁第二頁，共61頁。3有軌電車(yu u din ch) 利用街道上的軌道運行的電力車輛或列車系統(tǒng)。 優(yōu)點：造價低，建設容易。 缺點：大多數(shù)系統(tǒng)的交叉口為平交，極易與道路(dol)和地面車輛沖突，引起道路(dol)交通堵塞。 發(fā)展現(xiàn)狀：已經(jīng)比較少見。多數(shù)已經(jīng)改良為輕軌系統(tǒng)。第3頁/共60頁第三頁，共61頁。4第4頁/共60頁第四頁，共

3、61頁。5第5頁/共60頁第五頁，共61頁。6有軌電車(yu u din ch)德國第6頁/共60頁第六頁，共61頁。7第7頁/共60頁第七頁，共61頁。82. 2 輕軌鐵路(til) Light Rail Transit 概念：輕軌交通車輛施加在軌道上的荷載，相對于地面鐵路和地鐵的荷載較輕，故稱輕軌。是一種介于有軌電車和地鐵之間的中運量的軌道交通工具。 因為(yn wi)線路工程量小，車輛輕，可以在更大的坡道上、更小的曲線上行駛。輕軌要求有至少40%的股道與道路完全隔離，以避免擁擠。這使得它與有軌電車不同。第8頁/共60頁第八頁，共61頁。9輕軌的種類(zhngli) 輕軌系統(tǒng)主要有三種類型

4、： 一種是德國的輕軌系統(tǒng)，多是從有軌電車改造(gizo)而成，如斯圖加特。 第二種輕軌是大部分新建，如Dockland輕軌。 第三種是利用原有舊鐵路線路，如Manchester的Metrolink、洛杉磯等。第9頁/共60頁第九頁，共61頁。10輕軌的優(yōu)點(yudin)(1)供電系統(tǒng)更安全 由于電力來自車頂部，而非地鐵系統(tǒng)的第三軌。(2)在建設上比地鐵更靈活 由于土地昂貴，尤其在鬧市區(qū)，輕軌系統(tǒng)可以放在街道( jido)，旅客可以在人行道上上下車。(3)更適合低運量場合 在中等規(guī)模城市用以補充巴士運輸。(4)大部分線路按右行規(guī)則隔離時，在混合交通條件下的平均行車速度可以更高，從而比巴士更具吸引

5、力。 第10頁/共60頁第十頁，共61頁。11法國(f u)-Lelle的低底板輕軌列車第11頁/共60頁第十一頁，共61頁。12法國(f u)-Marseille輕軌列車第12頁/共60頁第十二頁，共61頁。13第13頁/共60頁第十三頁，共61頁。14英國(yn u)Manchester的Metrolink第14頁/共60頁第十四頁，共61頁。15MetrolinkMetrolink列車列車(lich)(lich)在車站在車站第15頁/共60頁第十五頁，共61頁。16輕軌的主要參數(shù)(1)最小運行時間間隔：2分；(2)每節(jié)車廂的乘客人數(shù)：225人(按2/人計算，2節(jié)/組)；(3)每列車編組車

6、廂節(jié)數(shù)：2-4節(jié)（1-2組）；(4)每小時單向最大運送能力：10000-30000人；(5)時刻表速度：20-25km/h；(6)最低經(jīng)濟運輸量：2100人/km天(7)線路形式：有地面，地下和高架三種(sn zhn)形式。(8)曲線半徑：正線不小于100m，地面困難時不小于50m，車場線不小于25m。第16頁/共60頁第十六頁，共61頁。172. 3 單軌(dngu)系統(tǒng) 單軌電車一般使用道路上部空間，需要的專用空間較少，可以適應急彎及大坡度，其投資小于地鐵系統(tǒng)。 單軌電車分跨座型與懸掛(xungu)型兩種，一般均采用橡膠車輪。 日本1964年在東京建成了一條13公里的跨座型單軌系統(tǒng)，即東京

7、的濱松町-羽田機場間的系統(tǒng)；1970年又開通了大船-湘南江之島間的懸掛(xungu)式單軌系統(tǒng)。第17頁/共60頁第十七頁，共61頁。18羽田單軌(dngu)系統(tǒng)第18頁/共60頁第十八頁，共61頁。19斯圖加特單軌(dngu)第19頁/共60頁第十九頁，共61頁。20單軌單軌(dngu)(dngu)系統(tǒng)技術參數(shù)系統(tǒng)技術參數(shù) 單軌電車主要技術特性指標如下所示。 (1)最小運行(ynxng)時間間隔：2分； (2)每節(jié)車廂乘客人數(shù)：140人(按m2/人計算)； (3)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：2-6； (4)每小時單向最大運送能力：5000-20000人； (5)時刻表速度：30km/h； (6)最低

8、經(jīng)濟運輸量：4000人/km天.第20頁/共60頁第二十頁，共61頁。21第21頁/共60頁第二十一頁，共61頁。22重慶市單軌(dngu)系統(tǒng)第22頁/共60頁第二十二頁，共61頁。23重慶市單軌(dngu)系統(tǒng)第23頁/共60頁第二十三頁，共61頁。24多特蒙德大學懸掛(xungu)式單軌系統(tǒng)第24頁/共60頁第二十四頁，共61頁。25第25頁/共60頁第二十五頁，共61頁。26單軌(dngu)交通的優(yōu)點：1.占用土地少。不需要很大空間，每根支柱直徑僅為1，雙線斷面總寬度為57m，窄于其他的高架輕軌系統(tǒng)。2.運量較大。國外單軌列車一般由46輛組成，列車運營能力每小時為500020000人次

9、。3.能適應復雜的地形要求(yoqi)。使用橡膠輪胎，適宜在狹窄街道的上空穿行，可減少拆遷。4.建設工期短，造價低。高架單軌結(jié)構(gòu)簡單，易于建造，因此工期較短，造價較低，一般為地鐵的1/3。第26頁/共60頁第二十六頁，共61頁。275.運輸安全性較高。由于車輛與軌道的特殊結(jié)構(gòu)，在軌道梁兩側(cè)均有起穩(wěn)定作用的導向輪，能確保運行安全。6.噪聲與振動均低。由于采用橡膠輪胎，所以振動和噪聲大大降低。7.對日照和城市景觀影響小。由于占用空間小，沿線不會(b hu)投下很大的遮光陰影，并且對城市景觀還能起一定的點綴作用。單軌(dngu)交通的優(yōu)點：第27頁/共60頁第二十七頁，共61頁。282. 4 自動導

10、向(do xin)系統(tǒng)(AGT)自動導向系統(tǒng)(Automatic Guideway Transit, AGT)是一種通過非驅(qū)動的專用軌道引導列車運行的軌道交通方式。電動車輛在專用的軌道線路上運行，而且(r qi)車輪均為橡膠輪胎，沿著特制的混凝土軌道運轉(zhuǎn)，車站無人管理，由中央調(diào)度室的電子計算機集中控制。第28頁/共60頁第二十八頁，共61頁。29自動(zdng)導向系統(tǒng)第29頁/共60頁第二十九頁，共61頁。30自動(zdng)導向系統(tǒng)第30頁/共60頁第三十頁，共61頁。31第31頁/共60頁第三十一頁，共61頁。32較早的AGT系統(tǒng)是日本1981年開通的兩條線路： 一是神戶新交通公司開通的

11、三宮-中公園線路，全長公里； 二是大阪市住之江公園-中埠頭間的公里線路。 目前這兩條線路均采用無人駕駛的ATO系統(tǒng)，運營(ynyng)速度2227km/h，最大速度達到60km/h；高峰期最小間隔達到了3分左右。第32頁/共60頁第三十二頁，共61頁。33(1)最小運行時間間隔(jin g)：2分；(2)每節(jié)車廂乘客人數(shù)：70人(按m2/人計算)；(3)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：4-12；(4)每小時單向最大運送能力：8000-25000人；(5)時刻表速度：30km/h； (6)最低經(jīng)濟運輸量：4300人/km天.AGT系統(tǒng)主要(zhyo)技術特性指標。第33頁/共60頁第三十三頁，共61頁。34

12、AGT系統(tǒng)(xtng)的優(yōu)點1 客運能力為500015000人/h，高于公共汽車，而且建設成本與地鐵、輕軌相比又低得多。2 與單軌系統(tǒng)相似，運行在專用的高架軌道上，與其他車輛不構(gòu)成干擾，運輸效率較高。3 車輛除采用橡膠輪胎外，其他部分與有軌車輛相差不多，在技術上容易實現(xiàn)。4 既可以采用列車無人駕駛、車站無人管理的方式，也可以省去自動駕駛系統(tǒng)，由人工操縱，因而機動靈活，使用方便。5 節(jié)約能源，基本上沒有噪聲污染，有利環(huán)保。其缺點是：采用了獨特的導向方式，車輛及軌道結(jié)構(gòu)有別于其他軌道系統(tǒng)，因而兼容性不強，不能適應軌道交通一體化發(fā)展(fzhn)的需求。第34頁/共60頁第三十四頁，共61頁。35法國

13、(f u)VAL系統(tǒng)第35頁/共60頁第三十五頁，共61頁。36日本(r bn)大扳南港線第36頁/共60頁第三十六頁，共61頁。372. 5 地鐵(dti) 地鐵的建設需要大量用戶來證明隧道開挖的可行性。因此，50萬人以下(yxi)的城市很少能建地鐵。原蘇聯(lián)曾有一項政策，城市只有達到100萬人口以上才能建地鐵。 地鐵通常要與其他軌道交通全隔離，站間距在至1.0km(市中心)之間，在郊區(qū)可達2km左右。單方向小時通過能力在3萬人以上。第37頁/共60頁第三十七頁，共61頁。38地鐵(dti)的主要技術參數(shù)(1)最小運行時間間隔：2分；(2)每節(jié)車廂的乘客人數(shù)： 280人(按m2/人計算)；(3

14、)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：6-10；(4)每小時單向(dn xin)最大運送能力： 30000-80000人；(5)車輛構(gòu)造速度： 80-100km/h；(6)時刻表速度：30-60km/h；(7)最低經(jīng)濟運輸量：12200人/km天；(8)與地面交通隔離率：100%(9)車站平均站距：6002000m第38頁/共60頁第三十八頁，共61頁。39倫敦(ln dn)地鐵第39頁/共60頁第三十九頁，共61頁。40倫敦(ln dn)地鐵第40頁/共60頁第四十頁，共61頁。41地鐵發(fā)展(fzhn)的優(yōu)勢：1 是一種大容量的城市軌道交通系統(tǒng)，在客流密集(mj)的城市中心地帶修建地鐵可以明顯疏散公交客流。

15、2 具有可信賴的準時性和速達性。3 與其他線路無平交，不受干擾，安全性高。4 地鐵噪聲小，污染少，對城市環(huán)境不造成破壞。同時地下部分充分利用了地下空間，節(jié)約了城市土地。第41頁/共60頁第四十一頁，共61頁。42地鐵(dti)的缺點1 地鐵大部分位于地下，增加了施工工作量。2 建設費用(fi yong)高。3 建設周期長，見效慢。4 出現(xiàn)意外情況疏散困難。第42頁/共60頁第四十二頁，共61頁。43線性地鐵(dti)-小斷面地鐵(dti) 線性地鐵，即小斷面地鐵。它采用線性電機牽引，而一般的地鐵列車采用旋轉(zhuǎn)電機，相同功率的線性電機要比旋轉(zhuǎn)電機縮小(suxio)到3/4的高度，因此能縮小(sux

16、io)地鐵隧道的橫截面，可大大降低建設成本(投資為一般地鐵的60-80%)， 此外，它可以采用較小的曲線半徑和較大的坡道，也可高架，維護較易，目前在日本已有幾條線路建成投產(chǎn)。線性地鐵能力略低于一般地鐵系統(tǒng)。 線性地鐵的缺點是運營成本與一般地鐵差不多。第43頁/共60頁第四十三頁，共61頁。44第44頁/共60頁第四十四頁，共61頁。452. 6 市郊(shjio)鐵路 市郊鐵路是溝通(gutng)城市邊緣與遠郊區(qū)的手段，它與城市間的長距離鐵路相同。 市郊鐵路主要為通勤者提供運輸服務，故有時也稱通勤鐵路(commuter rail)或地區(qū)鐵路(regional rail)。 目前城市間高速鐵路的

17、商業(yè)速度已達到250km/h以上，一般地，市郊鐵路線路的最高速度可以達到100km/h以上。第45頁/共60頁第四十五頁，共61頁。46倫敦(ln dn)鐵路第46頁/共60頁第四十六頁，共61頁。47倫敦(ln dn)鐵路第47頁/共60頁第四十七頁，共61頁。48英國(yn u)鐵路第48頁/共60頁第四十八頁，共61頁。49市郊鐵路(til)的運營形式獨立(dl)的城市鐵路網(wǎng)：指專門或主要用于城市交通的鐵路。其技術設備好，列車運行速度快，效率高，可實現(xiàn)按圖行車。高峰小時最小列車間隔可達，旅客候車時間短。但多數(shù)采用地下或高架線路，投資費用比較高?？瓦\專線：指通常的鐵路線路，可用于速度不同的

18、各種旅客列車，包括市郊列車和長途列車，一般在上下班高峰小時為市郊列車專用。這種線路的利用率高，投資費用低，是市郊鐵路的普遍形式?；旌线\輸線：通常客貨混跑，運行速度低，條件較差。第49頁/共60頁第四十九頁，共61頁。502.7 2.7 磁懸浮鐵路磁懸浮鐵路(til)(til) 磁懸浮列車是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引或排斥力將車輛托起，使之懸浮于線路上，利用電磁力導向，使用直線電機(dinj)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進力，推動列車前進。第50頁/共60頁第五十頁，共61頁。51磁懸浮鐵路磁懸浮鐵路(til)特點特點 與傳統(tǒng)的鐵路相比，磁懸浮鐵路去除了輪軌接觸，因而無剛體直接摩擦阻力，可獲得比一般高速鐵路更

19、高的速度(sd)，目前試驗速度(sd)已達500km/h以上；無機械振動與噪聲；無環(huán)境污染；可獲得高舒適度和平穩(wěn)性；由于沒有鋼軌、車輪、機械傳動和接觸導電軌等摩擦部件，維修費用大為降低。第51頁/共60頁第五十一頁，共61頁。52 由于磁懸浮列車運行中所需電功率主要用來(yn li)克服空氣動力學阻力，其人公里能耗為一般高速列車的，另外，磁懸浮列車還有爬坡、越障能力強，更有利于實現(xiàn)全自動化控制等優(yōu)點。所以，磁懸浮鐵路將成為未來客運交通中最具競爭力的一種交通工具。第52頁/共60頁第五十二頁，共61頁。53磁懸浮列車的發(fā)展磁懸浮列車的發(fā)展(fzhn) 從1981年英國伯明翰機場到火車站的第一條磁

20、懸浮線開通，1986年西柏林M-Bahn磁懸浮試驗線投入(tur)運營，日本的HSST系列磁懸浮列車的開發(fā)，以德、美、日等所研制的試驗樣車為先導，實用的磁懸浮列車即將進入國際市場。第53頁/共60頁第五十三頁，共61頁。54日本(r bn)HSST磁懸浮列車第54頁/共60頁第五十四頁，共61頁。55項目項目有軌電車有軌電車輕軌鐵路輕軌鐵路市郊鐵路市郊鐵路地鐵地鐵城市人口城市人口20-50萬萬100萬萬50萬以上萬以上300萬以上萬以上商業(yè)區(qū)雇員商業(yè)區(qū)雇員2萬以上萬以上2萬以上萬以上4萬以上萬以上8萬以上萬以上CBD線路長線路長10km以下以下20km以下以下40km以下以下24km以內(nèi)以內(nèi)股

21、道股道在街道在街道40%隔離隔離-隔離隔離CBD可達性可達性地面地面地面或地下地面或地下地面到地面到CBD邊緣邊緣地下地下郊區(qū)站距郊區(qū)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%最小半徑最小半徑15m-25m25m200m300m工程量工程量最小最小輕輕中等中等重重2.8 軌道交通方式軌道交通方式(fngsh)的的比較比較第55頁/共60頁第五十五頁，共61頁。56軌道交通方式(fngsh)的比較（續(xù)）項目項目有軌電車有軌電車輕軌鐵路輕軌鐵路市郊鐵路市郊鐵路地鐵地鐵車輛重量車輛重量16噸噸20噸以下噸以下46噸噸33噸噸車輛數(shù)車輛數(shù)1或或22或或4至多至多12至多至多8車輛能力車輛能力50座座75站站40座座60站站60座座120站站50座座150站站供電電流供電電流DC500-750VDC600-750VDC600-1.5