第1章軌道交通系統(tǒng)

城市軌道交通車輛第一章軌道交通系統(tǒng)概況

1.1概述

一、軌道交通的歷史：今天我們已經(jīng)習(xí)慣于將鐵路看作是最古老的一種交通方式。不過很少有人知道，火車的出現(xiàn)所依據(jù)的兩個發(fā)明。蒸汽機車鐵路的延伸（1830年9月15日，從曼徹斯特到利物浦的鐵路建成通車。這被認為是歷史上第一條真正的鐵路。）傳奇的“火箭列車”電氣列車第一條城市地鐵水下火車磁懸浮列車

二、新中國的軌道交通1876——1912年，中國修筑鐵路9968Km。1949年，舊中國鐵路總里程為21949Km。到2009年底，中國鐵路營業(yè)里程將達八點六萬公里，位居世界第二。到2020年，全國鐵路營業(yè)里程達到10萬公里，主要繁忙干線實現(xiàn)客貨分線，復(fù)線率和電氣化率均達到50%，以“四縱四橫”客運專線為骨架的高速鐵路里程達到一點三萬公里。

高速鐵路作為一種安全可靠、快捷舒適、超大運量、低碳環(huán)保的運輸方式，已經(jīng)成為世界鐵路發(fā)展的重要趨勢。截至目前，中國大陸投入運營的高速鐵路已達6920公里，營業(yè)里程居世界第一位，在建的高速鐵路達到一萬公里以上。時速350公里的北京至天津、武漢至廣州、鄭州至西安、上海至南京等高速鐵路已開通運營，運營速度世界最高。按照規(guī)劃和目前的建設(shè)進度，到2012年，中國高速鐵路總里程將超過1.3萬公里；到2020年，將達到1.6萬公里以上。我國地下鐵道的產(chǎn)生與發(fā)展①起步階段（20世紀60年代~80年代初）我國先后于1969年和1984年在天津開通了兩條地鐵。文化大革命中的幾年，地鐵建設(shè)基本停頓。這一時期興建地鐵的主要目的是用于備戰(zhàn)。1977年10月，香港第一條地鐵線路開始運營。②平穩(wěn)發(fā)展階段（20世紀80年代中期~2000年）這一時期，中國開始了改革開放的進程，地鐵的建設(shè)也由服務(wù)于戰(zhàn)備轉(zhuǎn)為服務(wù)于經(jīng)濟發(fā)展和城市客運。繼北京、天津繼續(xù)修建地鐵外，上海、廣州也修建了地鐵。香港地鐵完成了現(xiàn)有7條線路的建設(shè)，擠進世界城市地鐵系統(tǒng)的前列。

1996年臺北市修建了第一條城市軌道交通線路。③快速發(fā)展階段（21世紀初~現(xiàn)在）進入21世紀，中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展為地鐵建設(shè)帶來了重大機遇，各大城市地鐵項目競相立項開工。全國20多個城市在建或籌建中的城市軌道交通線路總長已超過5000km。一、我國軌道交通車輛市場總體情況分析

北車和南車兩大集團一直是國內(nèi)主要的兩大綜合性軌道交通裝備制造企業(yè)，二者在國內(nèi)市場占有率超過95%，承擔(dān)著促進我國軌道交通裝備技術(shù)進步和鐵路運輸現(xiàn)代化的重任，代表著我國軌道交通裝備業(yè)在國際市場的競爭力。

目前，國內(nèi)的軌道交通車輛制造企業(yè)集中于兩個集團內(nèi)部，北車為長春軌道客車股份有限公司、大連機車車輛有限公司和唐山軌道客車有限責(zé)任公司，南車為南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、四方車輛有限公司和株洲電力機車有限公司，雙方各三家企業(yè)。

1、長春軌道客車股份有限公司

公司是國家“一五”期間的156個重點建設(shè)項目之一，發(fā)展基礎(chǔ)雄厚。通過50多年的建設(shè)，該公司目前已成為我國最大的鐵路客車和城市軌道車輛的研發(fā)、制造和出口基地。

在國內(nèi)的城市軌道交通市場，長客與法國阿爾斯通公司和德國西門子公司積極開展合作，憑借明顯的優(yōu)勢始終占據(jù)著龍頭的地位。

2、大連機車車輛有限公司

主要制造各種內(nèi)燃機車、電力機車、城市軌道車輛、鐵路車輛以及柴油機和各種機車車輛配件產(chǎn)品。具有年產(chǎn)機車500臺、城軌車輛150輛、鐵路車輛2000輛的能力。

2002年7月開發(fā)研制成功我國首列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的城市軌道車輛，進軍城市軌道交通市場。

從訂單分布情況看，大連機車產(chǎn)品覆蓋范圍較小，僅為東北地區(qū)和華北地區(qū)的天津市。由于公司的優(yōu)勢業(yè)務(wù)部門主要是機車生產(chǎn)制造，因此，城軌制造規(guī)模較小，還處于起步階段，有待于進一步培養(yǎng)城軌制造方面的實力。

3、唐山軌道客車有限責(zé)任公司

公司主營業(yè)務(wù)為鐵路車輛、電動車組、內(nèi)燃動車組、磁懸浮列車、特種車、試驗車、城市軌道車輛和配件銷售、租賃及技術(shù)咨詢服務(wù)等，經(jīng)營范圍廣闊，產(chǎn)品品種繁多。目前，唐車以高速動車為主打產(chǎn)品，領(lǐng)跑于高速軌道交通領(lǐng)域，城市軌道車輛只是依托于雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)基礎(chǔ)而衍生出來的新興產(chǎn)品。

由于城軌不是唐車的主打產(chǎn)品，因此，產(chǎn)品數(shù)量極少，市場份額也極其有限。相比于動車組，唐車的城軌實力還較為薄弱。

4、浦鎮(zhèn)車輛有限公司

公司是我國軌道客車制造企業(yè)和城軌地鐵車輛制造企業(yè)之一，目前，浦鎮(zhèn)公司以現(xiàn)有的科研人員、技術(shù)力量、生產(chǎn)資源和綜合經(jīng)濟實力為基礎(chǔ)，以獲得自主知識產(chǎn)權(quán)的地鐵產(chǎn)品為目標，大力研發(fā)新型地鐵車輛，推進地鐵車輛的產(chǎn)業(yè)化。

從訂單分布情況看，浦鎮(zhèn)的市場主要集中在長三角地區(qū)，公司利用南京、上海、蘇州、杭州四個城市牢牢占據(jù)了本土市場，目前，正通過深圳向珠三角地區(qū)進軍。

5、四方車輛公司

公司目前主要從事鐵路高檔客車、動車組的制造修理,鐵路機車車輛和城軌車輛零部件制造等業(yè)務(wù)。

從訂單分布情況看，四方的市場覆蓋范圍也很廣，產(chǎn)品遍及以北京、天津為主的華北地區(qū)，以沈陽為代表的東北地區(qū)，以廣州為代表的珠三角地區(qū)和以成都為代表的西南地區(qū)。

四方地處山東半島西南部，而山東目前軌道交通建設(shè)正在籌劃中，因此，公司缺乏強有力的本土市場支撐，必須在更為廣闊的區(qū)域開發(fā)市場。公司從鄰近區(qū)域入手，穩(wěn)住了北京和天津，再向更遠的行業(yè)空白區(qū)域的廣州進軍，成功了奠定了在珠三角的基礎(chǔ)。之后，向北方的沈陽和西南的程度延伸，開拓了更大范圍的市場?？傮w來看，除了廣州外，四方在每個市場都不占據(jù)明顯的優(yōu)勢。

6、株洲電力機車有限公司

公司創(chuàng)建于1936年，地處湖南省株洲市，致力于鐵路干線電力機車和城市軌道車輛交通裝備的研究、制造和銷售。

2001年，公司被批準為國家城軌車輛國產(chǎn)化定點企業(yè)后，積極推進城軌車輛主業(yè)建設(shè)，與西門子公司建立了長期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，建成總面積3.5萬平方米、年產(chǎn)能力300輛的國際先進水平的城軌車輛制造基地。

從訂單分布情況看，株洲在珠三角的份額較大，部分產(chǎn)品也銷售至上海、武漢，但是長江以北地區(qū)，并未有所涉及?？偟膩砜矗曛薜某擒壾囕v市場還比較集中，但是具備了最基礎(chǔ)的生產(chǎn)能力，市場有望進一步擴展。

昆明南車城市軌道車輛有限公司系南車株洲電力機車有限公司控股子公司,成立于2010年7月,是南車株洲電力機車有限公司、中國南車(香港)股份公司、昆明軌道交通有限公司共同投資設(shè)立的中外合資企業(yè),注冊資本2.5億元,公司主營業(yè)務(wù)為城市軌道交通車輛的研發(fā)、組裝、維修、租賃和售后服務(wù)以及銷售自產(chǎn)和配套零部件和軌道車輛專業(yè)服務(wù).公司占地約409畝,根據(jù)項目規(guī)劃將形成城軌車輛400-600輛/年和城際列車及輕軌700-800輛/年的生產(chǎn)能力,2015年將實現(xiàn)銷售收入30-50億元.昆明南車將傾力打造立足云南,輻射西南、南亞及東南亞地區(qū)的現(xiàn)代新興先進城軌產(chǎn)業(yè)基地;集本地化、專業(yè)化、國產(chǎn)化、市場化、產(chǎn)業(yè)化為一體的國際一流的現(xiàn)代城軌裝備基地.

國內(nèi)軌道交通制造企業(yè)城軌車輛訂單情況

：企業(yè)名稱

訂單數(shù)量

市場占有率

長客

3609

40.17%

大連

280

3.12%

唐車

68

0.76%

北車集團

3957

44.04%

浦鎮(zhèn)

1878

20.90%

株洲

1524

16.96%

四方

1626

18.10%

南車集團

5028

55.96%

長春軌道客車股份有限公司受讓阿爾斯通公司的技術(shù)，已經(jīng)制造生產(chǎn)出了CRH5型動車組；四方機車車輛股份有限公司受讓日本川崎重工的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH2型動車組；青島BSP公司受讓加拿大龐巴迪公司的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH1型動車組；唐山機車車輛廠受讓德國西門子公司的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH3型動車組；大連機車車輛公司受讓日本東芝公司和美國EMD公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧3型大功率電力機車與和諧型大功率內(nèi)燃機車；大同電力機車公司受讓阿爾斯通公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧2D型大功率電力機車；株洲電力機車公司受讓德國西門子公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧2Z型大功率電力機車；戚墅堰機車車輛廠受讓美國GE公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧型大功率內(nèi)燃機車。永濟電機廠、株洲機車車輛研究所和鐵道科學(xué)研究院等企業(yè)，也受讓了先進的牽引電機、牽引和輔助變流器、牽引控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)。

1.2輪軌交通系統(tǒng)

軌道交通系統(tǒng)中歷史最悠久，應(yīng)用最廣泛，按運用區(qū)域分為鐵路交通和城市軌道交通。特點：1.車輛成列運行2.自行導(dǎo)向3.低運行阻力4.獨特的輪軌關(guān)系一、鐵路交通系統(tǒng)優(yōu)勢：1、運量大，運距長2、能耗低3、成本低缺點：1、受鐵路網(wǎng)絡(luò)限制2、速度相對較慢正在改善：武廣高鐵運行后，武漢至廣州全程時間由原來的10小時30分縮短至3小時左右，民航武漢到廣州、深圳、香港、珠海的航線都會受到巨大沖擊。3月27日起，南京往返武漢的航班全部停飛；4月1日，武漢往返南昌航班宣告停飛。一、鐵路交通形式客貨混跑單線、復(fù)線并存逐漸推廣高速鐵路二、鐵路系統(tǒng)線路的基本構(gòu)造按運量、地位和性質(zhì)，將鐵路劃分為三級。1、線路基本構(gòu)造包括：軌道、路基、橋隧建筑物主要指標：軌距：

1937年國際鐵路協(xié)會作出規(guī)定：1435毫米的軌距為國際通用的標準，1435毫米以上的軌距為寬軌，1435毫米以下的軌距為窄軌。

軌道結(jié)構(gòu)的組成傳統(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)的組成：鋼軌軌枕道床連接部分（扣件）道岔附屬設(shè)備鋼軌：工字鋼以每米質(zhì)量為標號我國常用50kg/m和60kg/m軌枕：木材?混凝土道床：傳力，吸震，透水軌道結(jié)構(gòu)的形式

最常見的鋼輪鋼軌系統(tǒng)由鋼輪輪緣和鋼軌之間的作用力來提供導(dǎo)向力。鋼輪鋼軌系統(tǒng)

輪緣是有高度h和坡度的，鋼軌頂面也是由圓弧組成，保證鋼輪向中間靠。鋼軌

以每米鋼軌的質(zhì)量來區(qū)分。檢驗鋼軌的標準有鋼軌的化學(xué)材質(zhì)和物理力學(xué)指標。鋼軌的斷面可以分成軌頭、軌底和軌腰三個部分，之間用圓滑曲線連接。鋼軌連接鋼軌出廠標準25m和12.5m兩種。軌道交通線路上的鋼軌是需要連成長軌條的，鋼軌與鋼軌縱向連接依靠接頭板來實現(xiàn)。鋼軌連接現(xiàn)場無縫線路鋼和鋼是同種材料，可以通過焊接的方式將其焊接成長鋼軌。焊接長鋼軌線路就是無縫線路。一般而言，焊接長鋼軌的無縫線路長為1～2km，目前技術(shù)上已可能做到全路段的超長無縫線路。焊接鋼軌鋼軌的“基座”鋼軌必須固定在穩(wěn)定的、不能變形的“基礎(chǔ)”—軌枕上，以保持一定的幾何形位—軌距、水平。最普通的、應(yīng)用最廣的是各種類型的軌枕——木、混凝土和鋼。（1）木枕

木枕的彈性是最好的，結(jié)構(gòu)是最簡單的。由于資源有限，在我國除了橋上、道岔上很少使用。（2）混凝土軌枕（3）寬軌枕因為混凝土軌枕很重，軌底壓應(yīng)力很大，又出現(xiàn)了一種寬軌枕，幾乎滿撲整個道床，在上?；疖囌镜忍幱袖佋O(shè)。寬軌枕道床有渣道床無渣道床◆整體道床◆板式道床整體道床在城市軌道交通中為了免維修、減少工作量，在某些軌道結(jié)構(gòu)中為了加強軌道結(jié)構(gòu)強度，使用了整體道床、板式軌道——將軌枕和道床澆筑成一體的軌道結(jié)構(gòu)?？奂撥壓蛙壪禄A(chǔ)是不同材料的兩種構(gòu)件，它們之間的連接需要可靠、簡單，但是要滿足足夠的扣壓力、又要有一定的彈性。以保持軌距、組織鋼軌相對于軌下基礎(chǔ)的縱、橫向位移。木枕依靠道釘、鐵墊板與鋼軌相連。砼軌枕與鋼軌之間的連接則有不同的扣件形式可采用。

ω扣件鑄鋼底板ωω扣件橡膠軌下墊板潘德羅扣件道岔道岔是軌道部件重要的部分道岔分成連接、交叉和交叉與連接三種類型道岔的類型單開道岔的組成左開單開道岔有害空間尖軌轍岔與護軌轍岔與護軌手動轉(zhuǎn)轍機電動轉(zhuǎn)轍機車擋軌道結(jié)構(gòu)輔助設(shè)備，主要用于車站盡頭線、停車線等處。最簡單的做法是在盡頭線端部堆上一堆沙土、碎石等。車擋-1DT型（固定式）車擋-2車擋車擋線路構(gòu)造：1、坡度：I級鐵路：6/1000–12/1000II級鐵路：12/1000–15/1000III級鐵路：15/1000–20/10002、變坡點和坡段長度變坡點：相鄰坡段交點坡段長度：變坡點間距，越長列車運行越平穩(wěn)相鄰坡段連接：平滑過渡駝峰構(gòu)造：列車分解用直線曲線：外軌高于內(nèi)軌，以抵消離心力H=11.8（v2/R）時力平衡曲線與直線平滑過渡二、城市軌道交通系統(tǒng)從有軌電車發(fā)展而來，緩解城市交通壓力的應(yīng)對方法。城市軌道交通系統(tǒng)是指服務(wù)于城市客運交通，具有固定線路、鋪設(shè)固定軌道、配備運輸車輛以及服務(wù)設(shè)施等的公共交通設(shè)施目前，世界城市軌道交通主要有：地下鐵道、市郊鐵路、有軌電車、快速有軌電車或輕軌電車、單軌電車、自動導(dǎo)軌快速電車及其他軌道交通等。

馬車鐵道（法國里昂/1884年）

城市軌道交通車輛1、有軌電車1908年上海的有軌電車巴黎地鐵14號線

城市軌道交通車輛2、地鐵3、單軌電車

城市軌道交通車輛89跨座式懸垂式德國4、城市輕軌列車名古屋丘陵線磁懸浮交通

5、磁懸浮列車輕軌地鐵2.6米的列車寬度。3米、2.8米的列車寬度。遠期單向最大高峰小時客流量為1.0～3.0萬人次遠期單向最大高峰小時客流量為4.0～8.0萬人次輕軌的造價只是1.5億元／公里造價高達4億—6億元／公里，輕軌的平面曲線半徑一般在100米到200米之間地鐵的平面曲線半徑不小于300米輕軌的軸重要小于13噸地鐵的軸重普遍大于13噸城市軌道交通車輛城市軌道交通車輛輕軌交通的特點鋼軌一般為輕型的，車輛是小型的。輕軌交通一般采用地面和高架相結(jié)合的方法建設(shè)。線路可從市區(qū)通往郊區(qū)。車輛設(shè)置靈活，列車編組3輛～6輛，電氣牽引，常用鉸接式車體。最高速度可達60km/h，旅行速度30～35km/h，單向運能2萬人次/h～4萬人次/h。能通過小半徑曲線和大坡度地段，適應(yīng)能力強。投資省，建設(shè)周期短，運能高，靈活。1、城市軌道交通的基本類型按照車輛寬度的不同，城市軌道交通車輛可分為3m的A型車、2.8m的B型車和2.6mC型車。低地板車：70%低地板車和100%低地板車。（1）車輛類型

A型車---拖車（自身無動力，依靠有動力的車輛推動和拖動，一端設(shè)有駕駛室）

B型車---動力車（轉(zhuǎn)向架上有牽引電機，無駕駛室，車頂有受電弓）

C型車---動力車（轉(zhuǎn)向架上有牽引電機，無駕駛室，車底有一組空氣壓縮機組）

（2）車鉤形式地鐵和輕軌車輛的車鉤有三種形式：

1）全自動車鉤電氣部分和機械部分的連接及分離都是自動的，其表示符號為“-”；

2）半自動車鉤機械部分的連接和分離是自動的，電氣部分的連接和分離都是人為的，其表示符號為“=”；

3）半永久車鉤電氣部分和機械部分的連接及分離都是人工的，其表示符號為“※”。舉例：上海地鐵六節(jié)編組成一列車

-A=B※C=B※C=A-

昆明市2008年～2015年軌道交通建設(shè)規(guī)劃：建成貫通線（1號線一期工程、2號線一期工程、1號線二期）長度43.5公里；建成3號線，長度19.1公里?？偨ㄔO(shè)規(guī)模62.6公里，共建設(shè)車站46座，車輛基地5處，期間總投資260.61億元。

1號線一期起始于北京路與環(huán)城南路交叉口的北側(cè)，沿北京路→昆明火車站→春城路→巫家壩機場→曉東村→昆洛路→呈貢新城→雨花片區(qū)→廣播電視大學(xué)。線路總長約為29.9公里，其中地下線8公里，高架線路21.9公里。在五臘村設(shè)車輛段1座，廣播電視大學(xué)