城市軌道交通技術(shù)及評(píng)定的論文

城市軌道交通最新技術(shù)及評(píng)定的論文【摘要】文對(duì)城市軌道交通統(tǒng)進(jìn)行分類、并對(duì)其最新發(fā)展和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)及其所用的安全評(píng)定方法進(jìn)行了論述。【關(guān)鍵詞市道交通系統(tǒng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)；評(píng)定前在日本，80年代開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)的新型交通系統(tǒng)，作介于火車和汽車之間的中型交通系統(tǒng)，是城市軌道交通系統(tǒng)的主力。然而，近來(lái)研究的重點(diǎn)是輕軌交通（lrt代市有軌電車及用線性電動(dòng)機(jī)等技術(shù)的城市軌道交通系統(tǒng)些系統(tǒng)開(kāi)始在日本的一些地方投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。鑒于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，制定無(wú)人操作標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行標(biāo)，加強(qiáng)可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性）管理。在新型城市軌道交通系統(tǒng)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)前，須以不同的方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)定此文用實(shí)例論述了對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)的最新發(fā)展和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)及所用的評(píng)定方法。城市軌道交通系統(tǒng)分類一般來(lái)說(shuō)道交通系統(tǒng)使用鋼制車輪和鋼軌對(duì)車輛進(jìn)行支承和導(dǎo)向使車上旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的粘著力驅(qū)動(dòng)司機(jī)根據(jù)道旁或司機(jī)室的信號(hào)進(jìn)行操作過(guò)城市軌道交通系統(tǒng)并不都是這種類型。下面對(duì)包括城市軌道交通系統(tǒng)在內(nèi)的鐵道運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行分類。按支承導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)分類根據(jù)定義，不需要長(zhǎng)距離運(yùn)行的城市軌道交通系統(tǒng)，就運(yùn)行區(qū)域來(lái)說(shuō)具有靈巧的特點(diǎn)。例如，現(xiàn)有無(wú)車載驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，又有非接觸支承和導(dǎo)向的系統(tǒng)。圖是據(jù)車輛的支/導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)城市軌交通系統(tǒng)進(jìn)行的分類。驅(qū)動(dòng)列車的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，可進(jìn)一步分類為車載電動(dòng)機(jī)和地面電動(dòng)機(jī)。用車載旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)某些城市軌道交通系統(tǒng)如傳統(tǒng)鐵道系統(tǒng)一樣使用車載旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪一些不同輕軌車輛系統(tǒng)沒(méi)有車軸動(dòng)機(jī)裝在車體上或裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上以便降低車輛地板高度。新型交通系統(tǒng)使用橡膠輪胎支承和驅(qū)動(dòng)，用導(dǎo)向輪導(dǎo)向。另外還有使用帶傳動(dòng)裝置車載旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的車輛，陡坡運(yùn)行時(shí)用永磁系統(tǒng)（替代車輪驅(qū)動(dòng)力用地面旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)架空索道和纜車一般都用地面旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為纜索的線性運(yùn)動(dòng)。這些早已投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)要于旅游景點(diǎn)而年來(lái)們被作為城市軌道交通系統(tǒng)。纜索驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)是缺乏導(dǎo)向穩(wěn)定性決該問(wèn)題的方法是在架空索道上采用減阻裝置板和阻尼器等來(lái)改善風(fēng)阻以及上用導(dǎo)向輪導(dǎo)向高架鐵道系統(tǒng)的導(dǎo)向與掛單軌鐵道的一樣由向輪和支承導(dǎo)向以減小風(fēng)的影響在這種系統(tǒng)中，梁用于支承纜索僅用于驅(qū)動(dòng)。車載線性電動(dòng)機(jī)的一次側(cè)驅(qū)動(dòng)年代后期，線性電動(dòng)機(jī)在工業(yè)上的應(yīng)用得到積極推進(jìn)，直接驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始得到廣泛的認(rèn)可對(duì)鐵路上的應(yīng)用平板式電動(dòng)機(jī)和無(wú)粘著驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始引人關(guān)注用線性電動(dòng)機(jī)的第一個(gè)商業(yè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)是用線性電動(dòng)機(jī)的地鐵。在該系統(tǒng)中，像傳統(tǒng)鐵道系統(tǒng)一樣，車輪的支承和導(dǎo)向由鐵制車輪和軌道提供是驅(qū)動(dòng)是由車輛上線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一次裝在車上的供電線圈）提供（圖2用系統(tǒng)的初衷是，試圖利用線性電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)性來(lái)減小隧道截面以低地鐵昂貴建設(shè)費(fèi)用然而，從技術(shù)上講是個(gè)具有開(kāi)拓意義的系統(tǒng)它需使用與傳統(tǒng)逆變器同的驅(qū)動(dòng)控制方法得線性電動(dòng)機(jī)能在鐵道上使（圖種系統(tǒng)于年3月次大扳交通局地鐵7號(hào)開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)，隨后在東京交通局的地鐵號(hào)（1991年和神戶市的kaigan線（年）上運(yùn)營(yíng)。最近，福岡和橫

濱正在建設(shè)使用這種系統(tǒng)的鐵路線。線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)在商業(yè)化運(yùn)營(yíng)中取得進(jìn)展加快了使用線性驅(qū)動(dòng)技術(shù)的磁懸浮鐵路的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)（圖4傳統(tǒng)鐵路相比，磁懸浮鐵路的特點(diǎn)是線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和用常導(dǎo)磁懸浮支承及導(dǎo)向性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)在采用線性電動(dòng)機(jī)的地鐵通過(guò)了安全評(píng)定以需對(duì)懸浮控制的安全性作評(píng)定。為此，運(yùn)輸部在磁懸浮試驗(yàn)線上進(jìn)行了廣泛試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和評(píng)定認(rèn)該系統(tǒng)無(wú)安全問(wèn)題此將其添加到鐵路商業(yè)（專用鐵路）中。使用該系統(tǒng)的tobukyuryo線路計(jì)劃于2005年入運(yùn)營(yíng)。與上述系統(tǒng)相似系統(tǒng)由線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由空氣懸掛系統(tǒng)支承（用導(dǎo)向輪導(dǎo)向府（運(yùn)輸部術(shù)、括該行業(yè)）有關(guān)團(tuán)體與專家組成的委員會(huì)（東京大學(xué)教為主席為該系統(tǒng)設(shè)定了試驗(yàn)項(xiàng)目以及進(jìn)行安全評(píng)定線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)了安全性能評(píng)定，因此這次評(píng)定主要集中在空氣懸掛系統(tǒng)控制的安全性上。結(jié)果表明，系統(tǒng)在運(yùn)行速度低于50km/h時(shí)沒(méi)有安全問(wèn)題。地面線性電動(dòng)機(jī)一次側(cè)驅(qū)動(dòng)上述的線性電動(dòng)機(jī)的工作原理是次在車輛系統(tǒng)中該車輛系統(tǒng)使用了線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源側(cè)線圈裝在車上。雖然這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與線性電動(dòng)機(jī)地鐵hsst和支承和導(dǎo)向方式不同但驅(qū)動(dòng)方法而在術(shù)上是相同的然而，城市軌道交通系統(tǒng)則是將一次側(cè)裝在地面系統(tǒng)中而供電側(cè)圈裝在地面上然使用線性同步電動(dòng)機(jī)連續(xù)不斷的線圈可裝在地面上但據(jù)說(shuō)這種系作為城市軌道交通系統(tǒng)于建設(shè)費(fèi)用的問(wèn)題只在有限的情況下可行因至今還沒(méi)有投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)節(jié)省建設(shè)費(fèi)用的一種間斷安裝線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)已經(jīng)用于商業(yè)運(yùn)營(yíng)，如美國(guó)機(jī)場(chǎng)內(nèi)部的運(yùn)輸，但在日本還沒(méi)有投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。日本的高架鐵道系統(tǒng)性動(dòng)安裝在地面系統(tǒng)的一次側(cè)便車站附近實(shí)施加速和減速（圖車時(shí)，車輛由線性電動(dòng)機(jī)速，達(dá)到纜索速度時(shí)，控制纜索。到達(dá)時(shí)，車輛脫離纜索，由線性電動(dòng)機(jī)將速度從纜索速度降至停車。該車輛的支承梁和導(dǎo)輪使支承/導(dǎo)系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立分開(kāi)制系統(tǒng)具有線性電動(dòng)機(jī)較高加速和減速的性能和節(jié)省空間的特點(diǎn)在殊情況下，一次側(cè)裝地面系統(tǒng)中，二次側(cè)反作用板則需安裝在車上便充分利用一次側(cè)裝在地面系統(tǒng)中重量輕和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)種統(tǒng)于年在廣prefecture用作進(jìn)出seno車的運(yùn)輸工具。按操作方法分類鐵路系統(tǒng)可根據(jù)它們的操作方法分類。如圖6所，傳統(tǒng)鐵路系統(tǒng)無(wú)車自動(dòng)操作——基本由司機(jī)人工操作，而許多城市軌道交通系統(tǒng)為自動(dòng)操作(自動(dòng)列車操作——或人操(無(wú)司機(jī)列車操——dto或動(dòng)車操——uto)城軌道交通系統(tǒng)在相當(dāng)短的運(yùn)行距離內(nèi)需要高頻率運(yùn)行成列車運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高而省人力的措施極為重要。然而，近年來(lái)許多傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)使用系，即車上有司機(jī)但列車可自動(dòng)操作運(yùn)（速運(yùn)和減速）的種系統(tǒng)。這也促使將城市軌道交通系統(tǒng)積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)所如將來(lái)傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)需要進(jìn)一步節(jié)省人力汲城市軌道交通系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，用dto替sto，而后換成uto。最近，國(guó)際電工委員會(huì)iec）對(duì)城市鐵路交通系統(tǒng)（城市自動(dòng)交通）無(wú)人操作dto和uto）安全性進(jìn)行了檢測(cè)。其主要內(nèi)容是對(duì)無(wú)人操作可出現(xiàn)的故障進(jìn)行分類，分析其風(fēng)險(xiǎn)性以及提出防范措施。此外，還將制定適應(yīng)傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)無(wú)人操作的標(biāo)準(zhǔn)。城市軌道交通系統(tǒng)的評(píng)定歷史上，新型城市軌道交通系統(tǒng)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)前，需在運(yùn)輸在國(guó)土基設(shè)施和運(yùn)輸部的管下組建一個(gè)委會(huì)來(lái)確定對(duì)其試驗(yàn)和評(píng)定項(xiàng)目后它的分支機(jī)——交通安全和公害研究（現(xiàn)在的通安全環(huán)境研究所行試驗(yàn)并作出評(píng)定行政管理部門(mén)根據(jù)結(jié)果對(duì)其可用性進(jìn)行鑒定不過(guò)將來(lái)還要根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定

面介紹這些評(píng)定方法。過(guò)去的評(píng)定一種新型城市軌道交通系統(tǒng)作為公共交通系統(tǒng)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)前通常都要對(duì)其可用性進(jìn)行鑒定如結(jié)果是肯定就會(huì)組建一個(gè)委員會(huì)繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)工作委會(huì)將作為公正的第三方組織來(lái)確定試驗(yàn)和評(píng)定項(xiàng)目后根據(jù)結(jié)果輸?shù)姆种C(jī)構(gòu)交安全和公害研究所進(jìn)行試驗(yàn)并作出評(píng)定。豐田的多模式交通系統(tǒng)）就是一例，該系統(tǒng)中的車輛根據(jù)車載計(jì)算機(jī)讀出地面設(shè)置的磁釘位置完成自動(dòng)操作列車運(yùn)行時(shí)無(wú)電通信控制相互間的距離統(tǒng)于2003年月為鐵路技術(shù)被添加到部門(mén)法令中于世界博覽會(huì)作為運(yùn)輸系統(tǒng)在愛(ài)知縣投入商業(yè)運(yùn)用。日本運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)研究中心（現(xiàn)在的運(yùn)輸政策研究所1999年該系統(tǒng)組建了由大學(xué)nakamura教授為主席的委員會(huì)。該委員會(huì)根據(jù)東富士試驗(yàn)線的運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)安全性進(jìn)行了評(píng)定結(jié)果表明沒(méi)有根本的安問(wèn)題此鑒于國(guó)家交通安全環(huán)境研究所進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，該系統(tǒng)在awaji農(nóng)業(yè)園投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。運(yùn)營(yíng)中，在一定程度上證實(shí)了其可靠性。根據(jù)這些結(jié)論，最終批準(zhǔn)該系統(tǒng)在2005世界博覽會(huì)期間投入運(yùn)營(yíng)。表出最終的評(píng)定項(xiàng)目和評(píng)定結(jié)果，以供參考。至此仍在進(jìn)一步進(jìn)行，如日本運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)研究中心進(jìn)行的評(píng)定和交通安全和公害研究所在awaji島行的評(píng)定。各階段發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題通過(guò)再試驗(yàn)和再評(píng)定加以處理和確認(rèn)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的城市軌道交通系統(tǒng)，包括線性電動(dòng)機(jī)地鐵hsst和高架道交通系統(tǒng)都以同樣的方法進(jìn)行了評(píng)定。未來(lái)的評(píng)定方法近年來(lái)快鐵路系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的定工作稱為標(biāo)的iec62278就一個(gè)實(shí)例。年10月效的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鐵路系統(tǒng)對(duì)可靠性用可維護(hù)性和安全rams）的要求。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)鐵路運(yùn)輸應(yīng)安全和適用準(zhǔn)求在壽命周期內(nèi)，對(duì)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的使用方案終和處置都應(yīng)照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行總結(jié)并書(shū)面記載如必要還進(jìn)行核實(shí)（圖7該標(biāo)準(zhǔn)源于歐洲en50126標(biāo)按洲方式定量評(píng)定方式制定的反現(xiàn)在為止，要求日本鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)有預(yù)防故障的性能以避免可能發(fā)生的事故此鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到驗(yàn)收的整個(gè)過(guò)程需對(duì)其進(jìn)行評(píng)定以說(shuō)日本鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)即使沒(méi)有數(shù)據(jù)上的評(píng)定，在其壽命周期內(nèi)都作了相應(yīng)的評(píng)定。未的城市軌道交通系統(tǒng)新的城市軌道交通系統(tǒng)從新型交通系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)多樣化括用線性電動(dòng)機(jī)和無(wú)線電控制系統(tǒng)。將來(lái)根據(jù)社會(huì)需要可望進(jìn)一步采用下列交通模式。雙模式的運(yùn)行系統(tǒng)即使是極為先進(jìn)的城市軌道交通系統(tǒng)也無(wú)法與汽車所具有的便利性相比際上如沒(méi)有汽車的存在城軌道交通系的未來(lái)發(fā)展無(wú)法想象且由于以軌道方式運(yùn)行的城市軌道交通系統(tǒng)只能單方向運(yùn)行在陸地上以任何方向運(yùn)行的汽車決不會(huì)被淘汰將來(lái)雙模式的城市軌道交通系統(tǒng)有望既能作為軌道車又能作為汽車運(yùn)行。在歐洲已開(kāi)發(fā)并部分投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的橡膠輪胎lrt系，在郊區(qū)作為汽車運(yùn)行，而在有小型軌道導(dǎo)向的城區(qū)則作為火車運(yùn)如南希的tvr系統(tǒng)可利用小型軌道限定導(dǎo)向像火車一樣運(yùn)行也在沒(méi)有鋪設(shè)道的地方作為汽車運(yùn)行電纜供電時(shí)這系統(tǒng)可像無(wú)軌電車那樣運(yùn)行，而用燃料電池或其它方法供電時(shí)，可不要電纜而自身運(yùn)行。在日本正發(fā)用線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣懸浮系統(tǒng)以便能以雙模式運(yùn)行。燃料電池供電的系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)人就認(rèn)為電氣化鐵運(yùn)輸系統(tǒng)在環(huán)保方面優(yōu)于汽車而燃電池技術(shù)的快速發(fā)展使燃料電池車輛更流行因削弱了鐵道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)為了最大程度地利用

鐵道運(yùn)輸系統(tǒng)的特點(diǎn)城軌交通高效快速的特點(diǎn)必要開(kāi)發(fā)使用燃料電池運(yùn)行的城市軌道交通系統(tǒng)樣鐵道交系統(tǒng)不需要電纜供電生學(xué)和能源方面都將保持先進(jìn)性。促進(jìn)新型城市軌道交通系統(tǒng)商業(yè)化的首要前提是降低成本種意義上講在路上的lrt和在建設(shè)成本上有優(yōu)勢(shì)，但運(yùn)行能耗很高。然而senyokogyo有限公司和其他公司為降低能耗開(kāi)發(fā)了一種利用勢(shì)能的城市軌道交通系統(tǒng)系統(tǒng)基于過(guò)山車的原理構(gòu)簡(jiǎn)單輛不同高度的單軌運(yùn)行種城市軌道交通系統(tǒng)就是根據(jù)新理念開(kāi)發(fā)的成功例子。結(jié)本文闡述了日本城市軌道交通系統(tǒng)的分類的特點(diǎn)和這類系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)營(yíng)所