学习情境2 城市轨道交通概述,任务2.1 城市轨道交通基础知识 任务2.2 城市轨道交通的分类 任务2.3 城市轨道交通的形式,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,2.1.1 城市轨道交通的地位与作用 现代化城市的实质就是解决好人与时间、空间的关系，城市化的过程是人们驾驭空间的过程，城市现代化的过程是人们驾驭时间的过程。轨道交通作为公共交通的一部分，它的主要作用体现在以下几个方面： （1）城市轨道交通是城市公共交通的主干线，客流运送的大动脉，是城市的生命线工程。建成运营后，将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。 （2）城市轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”，是解决“城市病”的一把金钥匙，对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,（3）城市轨道交通的建设可以带动城市的发展，促进城市繁荣，形成郊区卫星城和多个副部中心，从而缓解城市中心人口密集、住房紧张、绿化面积小、空气污染严重等城市通病。 （4）城市轨道交通的建设与发展有利于提高市民出行的效率，节省时间，改善生活质量。 2.1.2 城市轨道交通的主要技术特性 1. 运输能力大 城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编组辆数多而具有较大的运输能力。,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,单向高峰每小时的运输能力最大可达到7 万 10 万人次（市郊铁道），地铁达到3 万 7 万人次，轻轨1 万 3 万人次，有轨电车能达到1 万人次，城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。 2. 准时性高 城市轨道交通车辆在专用行车道上运行，不受其他交通工具干扰，不产生线路堵塞现象并且不受气候影响，是全天候的交通工具，列车能按运行图运行，具有可信赖的准时性。 3. 速达性高,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,城市轨道交通车辆在专用行车道上运行，不受其他交通工具干扰，车辆有较高的运行速度，有较高的启动和制动加速度，列车停站时间短，上下车迅速方便，换乘方便，可以使乘客较快地到达目的地，缩短了出行时间。 4. 舒适性高 城市轨道车辆具有较好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备，具有较好的乘车条件，其舒适性优于公共汽车。 5. 安全性高 城市轨道交通车辆运行在专用轨道上，没有平交道口，不受其他交通工具干扰，并且有先进的通信信号设备，极少发生交通事故。,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,6. 土地利用率高 城市轨道交通由于充分利用了地下和地上空间的开发，不占用地面街道，能有效缓解由于汽车大量增加而造成的道路拥挤、堵塞，有利于城市空间的合理利用，特别有利于缓解大城市中心区过于拥挤的状态，提高了土地利用价值，并能改善城市景观。 7. 运营费用较低 城市轨道交通，由于主要采用电气牵引，而且轮轨摩擦阻力较小，与公共电、汽车相比，节省能源、运营费用较低。 8. 环境污染小,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,城市轨道交通，由于采用电气牵引，与公共汽车相比不产生废气污染；另外城市轨道交通的发展，还能减少公共汽车的数量，进一步减少了汽车的废气污染；城市轨道交通在线路和车辆上采用了各种降噪措施，一般不会对城市环境产生严重的噪声污染。 2.1.3 城市轨道交通的特点 城市轨道交通的诞生和发展在世界已有100 多年的历史，19 世纪60 年代，世界上第一条地铁在伦敦诞生，揭开了城市轨道交通发展的序幕。城市轨道交通发展到现在，呈现出以下特点： 1. 样式的多样性 2. 规划布局要求的科学性和合理性 3. 建设和服务的高标准化 4. 发展性和复杂性,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,5. 城市轨道交通是巨大的综合性复杂系统 （1）建设规模大，一个城市的轨道交通线网一般有百余千米至数百千米。 （2）技术要求高，几乎涉及现代土木工程、机电设备工程所用高新技术领域。 （3）项目投资大，每千米造价达3 亿 4 亿元。 （4）建设周期长，单线建设周期要4 5 年，线网建设一般要30 50 年。 （5）信息量大，建设、运营过程中所产生的信息量很大，处理工作非常繁重。,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,（6）系统复杂，要考虑轨道交通与其他交通方式、城市发展的关系，考虑轨道交通线网布局、建设次序、资源共享的关系，考虑到轨道交通工程策划、建设、运营、资源利用的关系等。 2.1.4 城市轨道交通体系构成 城市轨道交通是属于集多专业、多工种于一身的复杂系统，通常由轨道路线、车辆、通信信号、供变电、车站、维护检修基地、指挥控制中心等组成。城市轨道交通的运输组织、功能实现、安全保障均应遵循有轨交通的客观规律。在运输组织上要实行集中调度、统一指挥、按列车运行图组织行车。在功能实现方面，各有关专业如线路、车站、隧道、车辆、供电、通信、信号、机电设备及消防系统，均应保证状态良好，运行正常。,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,在安全保障方面，主要依靠行车组织和设备正常运行，来保证必要的行车间隔和正确的行车线路。 为了保证列车运行安全、正点，在集中调度、统一指挥的原则下，行车组织、设备、车辆检修、设备运行管理、安全保证等均由一系列规章制度来规范。列车运行是一个多专业、多工种配合的工作，是围绕安全行车这一中心而组成的有序联动、时效性极强的系统。 轨道交通系统中，采用了以电子计算机处理技术为核心的各种自动化设备，从而代替人工的、机械的、电气的行车组织、设备运行和安全保障系统。如ATC（列车自动控制）系统可以实现列车自动驾驶、自动跟踪、自动调度；SCADA（供电系统管理自动化）系统可以实现主变电所、牵引变电所、降压变电所设备系统的遥控、遥信、遥测和遥调；,上一页,下一页,返回,任务2.1 城市轨道交通基础知识,BAS（环境监控系统）和FAS（火灾报警系统）可以实现车站环境控制的自动化和消防、报警系统的自动化；AFC（自动售检票）系统可以实现自动售票、检票、分类等功能。这些系统全线各自形成网络，均在OCC（控制中心）设置中心计算机，实现统一指挥，分级控制。,上一页,返回,任务2.2 城市轨道交通的分类,城市轨道交通种类繁多，技术指标差异较大，世界各国划分标准不一，并无严格的分类。由于城市轨道交通在世界范围内发展较快，地区、国家、城市的不同，服务对象的不轨道交通导论城市同等，使城市轨道交通发展成为多种类型，目前尚无十分统一的分类标准，不同的分类方法，可以分出不同的结果。 （1）按导向方式分，可分为轮轨导向的城市轨道交通系统和导向轨导向的城市轨道交通系统。 （2）按线路架设方式分，可分为地下（水下）城市轨道交通系统、高架城市轨道交通系统和地面城市轨道交通系统。 （3）按线路隔离程度分，可分为全隔离城市轨道交通系统、半隔离城市轨道交通系统和不隔离城市轨道交通系统。,下一页,返回,任务2.2 城市轨道交通的分类,（4）按轨道材料分，可分为钢轮钢轨城市轨道交通系统和橡胶轮混凝土轨城市轨道交通系统。 （5）按牵引方式分，可分为旋转式直流电动机牵引城市轨道交通系统、交流电动机牵引城市轨道交通系统和直线电动机牵引城市轨道交通系统。 （6）按运营组织方式分，可分为传统城市轨道交通、区域快速轨道交通和城市（市郊）铁路。 （7）根据高峰每小时单向运输能力的大小分，可分为高运量城市轨道交通系统、中运量城市轨道交通系统和低运量城市轨道交通系统等类型。,上一页,下一页,返回,任务2.2 城市轨道交通的分类,高运量轨道交通系统的高峰每小时单向运输能力在3 万人次以上，属于该种类型的轨道交通系统主要有地下铁道和高技术标准的轻轨铁路。中运量轨道交通系统的高峰每小时单向运输能力为1 3 万人次，属于该种类型的轨道交通系统主要有轻轨和独轨。低运量轨道交通系统的高峰每小时单向运输能力为5 千 1 万人次，属于该种类型的轨道交通系统主要有低技术标准的有轨电车。 城市轨道交通按动能范围、车辆类型及主要技术特征可分为有轨电车、地铁、轻轨、城市（市郊、城际）铁路、独轨交通、新交通系统、磁浮交通七类。,上一页,返回,任务2.3 城市轨道交通的形式,2.3.1 有轨电车 有轨电车（Tram 或Streetcar）是使用电车牵引、轮轨导向、1 3 辆编组运行在城市中的低运量轨道交通系统。有轨电车通常采用地面线，有时也有隔离的专用路基和轨道，隧道或高架区间仅在交通拥挤的地带才被采用。 有轨电车的优点：造价低、建设容易、运行可靠、舒适、节能、环保。 有轨电车的缺点：所受干扰多、速度慢、通行能力低、极易与地面道路车辆冲突、隔离程度和安全性较低、运输能力小。,下一页,返回,任务2.3 城市轨道交通的形式,老式有轨电车最早兴建于1881 年的柏林。1887 年，匈牙利的布达佩斯创立了首个电动电车系统。1888 年，美国弗吉尼亚州里士满开通了世界上第一条有轨电车线路。19 世纪后期和20 世纪前期是有轨电车的发展高峰。20 世纪中叶，由于老式有轨电车噪声大、性能差、耗电多，而且在速度、舒适度和灵活性方面与汽车比较相形见绌，到20 世纪30 50年代中期逐渐衰落，60 70 年代，为了给来势汹汹的私人轿车让路，有轨电车相继在欧洲许多城市下马。在瑞士、德国、波兰、奥地利、意大利、比利时、荷兰、日本及东欧等国，路面电车网络仍然保养良好，或者被继续现代化。我国的有轨电车在20 世纪50 年代末已拆得所剩无几，仅大连、长春和鞍山三座城市保留。大连还对有轨电车进行了改造，使其成为城市的一张名片。,上一页,下一页,返回,任务2.3 城市轨道交通的形式,现代有轨电车具有运行可靠、舒适、节能、环保等特点，且其技术特性已与轻轨基本无异，如今许多地方也开始在城市中改建或新增现代有轨电车线路，如法国斯特拉斯堡、瑞士日内瓦、西班牙巴塞罗那以及我国的大连、天津、长春、上海等城市。20122020 年，我国现代有轨电车规划已超过2 500 km，工程总投资预计达3 000 亿元，车辆市场规模达600 亿元，年均需求75 亿元。 澳大利亚墨尔本拥有全球最大的有轨电车网络，如图2-1 所示。 天津市区有轨电车于1904 年由世昌洋行开始修建，1906 年6 月第一条公交线路白牌环城有轨电车开通运营，天津是中国第一个建设和运营有轨电车的城市。天津早期的有轨电车如图2-2 所示。,上一页,下一页,返回,任务2.3 城市轨道交通的形式,2006 年12 月6 日，天津滨海新区开发区重新开通了现代化的有轨电车，如图2-3 所示。 2.3.2 地铁 严格地讲，地下铁道是一个历史名词，其原始意义是修建在地下隧道中的铁路。随着地下铁道的发展，其线路布置已不仅仅只局限在地下隧道中，根据需要也可以布置在地面或采用高架的方式修建，但城区内的线路还是以地下为主。,上一页,下一页,返回,任务2.3 城市轨道交通的形式,地下铁道简称地铁（Metro 或Underground Railway 或Subway），是城市快速轨道交通先驱。地铁是由电力牵引、轮轨导向、轴重相对较重、具有一定规模运量、按运行图行车、编组运行在地下隧道内，或根据城市的具体条件，运行在地面或高架线路上的快速轨道交通系统。 对世界各国地下铁道系统进行分类研究可知，地下铁道由于所采用的技术标准不同，又可分为重型地铁、轻型地铁与微型地铁三种类型，它们的运载能力因技术标准的不同而差别很大。目前，地下铁道的概念通常是指重型地铁，地铁的单向运能在3 万人次/h，最高可达6 万 8 万人次/h。最高速度可达90 km/h，旅行速度可达40 km/h 左右，可4 10 辆编组。,上一页,下一页,返回,任务2.3 城市轨道交通的形式,车辆运行最小间隔可低于1.5 min。驱动方式有直流电动机、交流电动机、直线电动机等。地铁造价昂贵，投资在3 亿 6 亿/km。地铁具有建设成本高，建设周期长的弊端