日本當(dāng)代新型城市軌道交通系統(tǒng)簡析

1、日本當(dāng)代新型城市軌道交通系統(tǒng)簡析摘要：介紹了日本當(dāng)代新型城市軌道 交通 系統(tǒng)的特點(diǎn)及其適用范圍，并對尚未 應(yīng)用 的HSST磁懸浮系統(tǒng)的實(shí)用性 問題 進(jìn)展了簡單 分析 。關(guān)鍵詞：城市軌道交通；地鐵；輕軌；單軌電車；直線電機(jī)電動(dòng)車組；自動(dòng)導(dǎo)軌電動(dòng)車組根據(jù)筆者曾在日本研修軌道交通問題和近年來屢次赴日考察的體會(huì)，主要介紹日本新型城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用現(xiàn)狀，并就HSST常導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)在日本的 開展 前景及其實(shí)用性問題進(jìn)展簡析。1新型城市軌道交通系統(tǒng)的主要特點(diǎn)日本城市軌道交通系統(tǒng) 歷史 悠久，以東京地鐵為例，早在1953年就出現(xiàn)了以營團(tuán)地鐵丸之內(nèi)線用300型電動(dòng)車組為代表的 現(xiàn)代 城軌系統(tǒng)的雛型，

2、至今已有50年以上的開展歷史。近年來隨著城市人口的集中化，舊有的路面電車和地下鐵道系統(tǒng)已不能滿足需要。因此，既有設(shè)備不斷更新，并出現(xiàn)了各種新型的城市軌道交通系統(tǒng)。 目前 已在各大中城市正式投入運(yùn)用的新系統(tǒng)可分類為單軌電車、自動(dòng)導(dǎo)軌電動(dòng)車組(AGT)、輕軌 (LRT)和直線電機(jī)電動(dòng)車組。此外，還有方案即將投入實(shí)際運(yùn)用的HSST系統(tǒng)。作為具有大量輸送才能的地面軌道系統(tǒng)，與既有的路面電車、地下鐵道系統(tǒng)相比，可列舉以下主要特征。1.1在技術(shù)上的先進(jìn)性日本的各種新型城市軌道交通系統(tǒng)均為20世紀(jì)80年代以后的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中采用大量新構(gòu)造和新技術(shù)，其車體構(gòu)造類似高速車輛，均為不銹鋼或空心型材的鋁合金材料，軸

3、重一般在10t以下，并具有良好的空氣力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能。在控制系統(tǒng)方面多采用帶有再生電力制動(dòng)的VVVF逆變器控制，具有節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均由動(dòng)力分散的動(dòng)車組成，有較強(qiáng)的起停才能。制動(dòng)控制也多采用 電子 指令的復(fù)合制動(dòng)方式。此外，還大量應(yīng)用了列車自動(dòng)控制(ATC)、車載列車信息技術(shù)、無維修化等新技術(shù)。1.2對城市交通的適應(yīng)性根據(jù)客流量大、區(qū)間間隔 短、停站多等城市交通的特點(diǎn)，新型城軌系統(tǒng)作為交通 網(wǎng)絡(luò) 的重要組成部分，首先應(yīng)該能滿足通勤、通學(xué)等短途旅客運(yùn)輸?shù)男枰?。因此，在日本根本上采?067mm或1435mm軌距，以便和既有的JR鐵路、民營鐵路相連接。除單軌電車外，多數(shù)可實(shí)現(xiàn)無需換乘的直通運(yùn)行，

4、并多采用和地鐵相一致的直流供電方式。在列車運(yùn)行性能方面不要求速度太高，大部分最高速度為80km/h左右，但要求有較高的起動(dòng)加速度和制動(dòng)減速度，以縮短頻繁停車的起停附加時(shí)分，有利于進(jìn)步旅行速度。在定員方面，一般除座席外，留有較多的站席空間，從而增加了列車的定員。此外，由于各種城市軌道交通系統(tǒng)有不同的構(gòu)造特點(diǎn)，其車輛規(guī)格和性能也有所不同(表1)。因此，從東京、大阪、名古屋等100萬以上人口的大都市到鹿兒島、富山等中小城市采用了不同型式的新型城市軌道交通系統(tǒng)。2新型城市軌道交通系統(tǒng)的應(yīng)用分析2.1輕軌交通系統(tǒng) (LRT)2.2高架鐵路和新型地鐵 在新型地鐵系統(tǒng)中值得注意的是北海道札幌市地鐵的新型動(dòng)車

5、組。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用橡膠車輪取代鋼制車輪的轉(zhuǎn)向架，列車行駛在具有兩側(cè)導(dǎo)軌的混凝土軌道上。始于1998年消費(fèi)的地鐵南北線用5000型動(dòng)車組，具有減輕噪聲和便于維修的特點(diǎn)。最近，在此根底上又開發(fā)了用于地鐵東西線的8000型電動(dòng)車組，該動(dòng)車組為3M4T編組，全列車定員910人(其中座席340人)；采用DC1500V的第3軌供電方式；軌距為2150mm；并設(shè)有ATC裝置和列車無線裝置等新型設(shè)備。特別是經(jīng)過多年改進(jìn)，其橡膠輪胎的強(qiáng)度和維修性能已能到達(dá)要求，環(huán)保性能優(yōu)于一般鋼制車輪，所以也是城市軌道交通系統(tǒng)的一種選擇。2.3AGT(自動(dòng)導(dǎo)軌電動(dòng)車組) 此外，在AGT系統(tǒng)中采用了自動(dòng)化的微機(jī)控制方式，因此

6、，可實(shí)現(xiàn)無人操縱的列車運(yùn)行和到達(dá)高密度的追蹤間隔。2.4直線電機(jī)地鐵電動(dòng)車組在東京和大阪這樣的中心城市，由于受到地面建筑的限制，開發(fā)和完善地鐵 網(wǎng)絡(luò) 是理想的 交通 系統(tǒng)。但地鐵隧道的建立本錢很高，開發(fā)直線電機(jī)電動(dòng)車組圖5的主要目的是減小隧道斷面，從而可以減少地鐵投資費(fèi)用。該種方式的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的牽引才能，因此適用于小曲線半徑和大坡道地鐵線路，由于使用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在高架線路上運(yùn)行時(shí)噪聲相對減小，也有利于降低建立費(fèi)用。但采用直線電機(jī)的地鐵在日本并沒有全面推廣。據(jù)介紹主要是其斷面較小，車輛定員90100人，比普通地鐵車輛定員(130140人)減小30%以上。此外，由于直線電機(jī)固有的效率 問題

7、，在同樣牽引才能下能耗較大，運(yùn)營本錢高于普通地鐵。因此只適用于運(yùn)量不太大的線路，作為常規(guī)地鐵的補(bǔ)充方式。例如東京在深層地鐵的大江戶新線上采用了這種方式，以降低建立費(fèi)用和解決深層地鐵的大坡道問題。2.5單軌電車單軌電車在東京、大阪、北九州等大、中城市得到了比較普遍的 應(yīng)用 ，其主要特點(diǎn)是在道路上空行駛，可以更好地利用道路上方的空間，從而降低征地費(fèi)用。其建立本錢大約為地鐵的1/3，遠(yuǎn)低于同樣規(guī)模的地鐵，而且也適于大坡道和小曲線半徑的高架線路。作為一種實(shí)用的城市軌道交通系統(tǒng)，近年來也有較大的 開展 。 以東京圈邊緣的千葉市應(yīng)用為例，從1988年開通懸掛型單軌電車以來，已成為城市交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分

8、。隨著交通量的不斷增長，方案將其線路長度從 目前 的15.2km延長到40km，使其成為世界上最長的懸掛型單軌線路。3關(guān)于中速磁懸浮鐵路HSST系統(tǒng)的開展和展望由表2和表3可見，HSST的根本原理是利用磁力懸浮和導(dǎo)向，用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛，無輪軌接觸，速度又不高，因此，行駛時(shí)噪聲較小，并且不會(huì)產(chǎn)生鐵粉或橡膠粉塵，即使在城市居民區(qū)附近也可以安靜地運(yùn)行。同時(shí)由于其車輛的輕量化，可以使高架軌道的橋樁比較輕巧，從而減少建立本錢，對城市環(huán)境的 影響 也比較小。此外，HSST的優(yōu)點(diǎn)是在停車時(shí)也可懸浮，具有平穩(wěn)起動(dòng)和較高的加減速性能，因此適宜站間間隔 較短、坡道較大和小曲線多的復(fù)雜地形，在城市軌道交通系統(tǒng)中不失為一種有特點(diǎn)的系統(tǒng)。但是，根據(jù)日本有關(guān)方面的介紹，HSST存在直線電機(jī)阻力大和效率較低的缺點(diǎn)，與輪軌交通系統(tǒng)相比，相對能耗及運(yùn)營本錢較高；在運(yùn)輸才能方面，按HSST-100車輛的設(shè)計(jì)，其平均定員(包括站席)缺乏130人，