城市轨道交通概论课件1-绪论.ppt

第一章 绪论,城市轨道交通是指服务于城市客运交通，通常以电能为动力，采用轮轨运行方式的快速大运量公共交通之总称。,第一节 轨道交通的概念和特点,城市轨道交通的种类 （一）城市轨道交通的定义,城市轨道交通具有运量大、舒适性好、对环境污染小、能源利用率高等优点，是一种快速、安全、便捷的城市交通工具，并被誉为绿色交通工具。,发展城市轨道交通的意义,（二）城市轨道交通的分类 1、按交通容量分类 交通容量即运送能力，指单方向每小时的交通断面上乘客通过量，按其分特大、大、中、小容量四种系统。,（1）特大容量轨道交通系统 特大容量系统一般指市郊铁路，其高峰单向小时运输能力达到5万8万人。,市郊铁路（美国长岛）,（2）大容量轨道交通系统 该类型系统的高峰小时单向运送能力达到3万6万人，主要指常规地铁。,（3）中容量轨道交通系统 该类型系统的单向小时运送能力为14万人，包括轻轨和单轨、小型地铁和新交通系统。,（3）小容量轨道交通系统 该类型系统的单向小时运送能力为小于0.5万人，主要指有轨电车。,2、按线路敷设方式分类 按线路敷设方式可分为地下（包括山岭、水下）、高架和地面三种形式。 3、按车辆导向方式分类 按车辆导向方式可分为轮轨导向和导向轮导向。 4、按轮轨支撑形式分类 按轮轨支撑形式可分为钢轮钢轨系统（地铁、轻轨等）、胶轮混凝土轨系统（单轨及新交通系统）以及特殊系统（悬挂式单轨系统、磁悬浮轨道系统）等。,（三）城市轨道交通的种类 轨道交通的分类应当按照其作为公共交通的服务水平和运行方式加以界定，最主要的是运送能力和运送速度两项指标。,图11 轨道交通运量和速度范围,运送能力：是指在高峰时间一条线路能满足的最大客流量，用单方向断面每小时通过的最大乘客人数来表示。 运送能力取决于列车的载客量和行车密度。 运送速度：指车辆从起点站到达终点站的平均速度。,1、市郊铁路（通勤铁路） 市郊铁路是连接城市市区与郊区，以及连接城市周围几十公里甚至更大范围的卫星城镇或城市圈的铁路，但它往往又是连接大中城市干线铁路的一部分，因此它具有干线铁路的技术特征，与城市轨道交通系统中的地铁等其它类型不同，在市郊铁路上通常是市郊旅客列车与干线旅客列车和货物列车混跑。市郊铁路虽然是国家铁路的一种运输方式，但它是现代化城市轨道交通不可分割的一部分。 市郊铁路主要为通勤者提供运输服务，有时也称为通勤铁路（Commuter Rail）或地区铁路（Regional Rail）。它起源于第二次世界大战前城市间的铁路运输。在一些大城市比较重要。在经过相当长一段时间的萧条后，市郊铁路在美国的10来个城市又活跃过来。伦敦、巴黎也都有较大规模的市郊铁路运输网络。在加拿大、亚洲、澳大利亚和其他一些欧洲国家也都有一些市郊运输。,市郊铁路的特点是装备重型化，最高速度较大，加、减速度较低，通常由机车牵引一列列车。线路长度一般在4080km。列车最高速度可达100km/h以上。由于市郊铁路具有运量大（单向最大运能可达8万人次h）、投资省、见效快、速度比较高、效率高、技术上容易实现、服务范围广等特点，可用于,市郊铁路 （美国长岛）,连接市中心和郊区间 的运输。因此，在日 本、法国、俄罗斯以 及东欧国家得到了广 泛的应用，并与地铁、轻轨共同构成城市轨道交通网络。,隧道内。 地下铁道可分为重型地铁、轻型地铁与微型地铁3种类型。 重型地铁就是传统的普通地铁，轨道基本采用干线铁路技术标准，线路以地下隧道和高架线路为主，仅在郊区地段采用地面线路，路权专用，运量,东京地铁照片,2、地下铁道 地下铁道过去是指修建在地下隧道中的铁路。现在定义一个地下铁道，并不要求该系统的线路必须全部修建在地下,最大。,轻型地铁是一种在轻轨线路，车辆等技术设备工艺基础上发展起来的地铁类型，路权专用，运量较大，通常采用高站台。,哥本哈根地铁照片,微型地铁，又称小断面地铁，隧道断面，车辆轮径和电动机尺寸均小于普通地铁，路权专用，运量中等，行车自动化程度较高。,都营12号线,地铁常建于城市中心地区，其特点是运量大，能迅速疏散旅客，不易堵塞，运量可达46万人次h，速度可达3060kmh，运行采用全封闭信号控制，运行间隔为22.5min。所以，凡城市运量在4万人次h以上的，可以选用地铁。地铁的安全、快速、准时是其他轨道交通无法比拟的，但由于造价昂贵（每公里造价达48亿元），制约了其发展。,东京地铁照片,3、轻轨铁路 轻轨交通是在有轨电车的基础上发展起来的中等运量的城市轨道交通系统。它车辆轴重较轻，施加在轨道上的荷载相对于市郊铁路和地铁的荷载来说比较轻，称为轻轨。早期的轻轨系统一般是直接对旧式有轨电车系统改建而成，70年代后期一些国家开始修建全新的现代轻轨系统。,现代轻轨系统具有行车速度快、乘坐舒适、噪音较低等优点，轻轨也存在多种技术标准并存发展的情况。高技术标准的轻轨接近于轻型地铁，而低技术标准的轻轨则接近于有轨电车。,轻轨适用于中等运量，多采用全封闭或半封闭方式，实行信号控制。其线路在市区部分可置于地下或高架，在郊区部分一般多在地面运行。轻轨平均速度为2025kmh，单向高峰流量13万人次h时采用。适用于道路坡道较大或弯曲的大中城市，也可在特大城市配合地铁在郊区的延伸。在运输能力上有较大的灵活性，其造价仅为地铁的15l3。,地下铁道与快速轻轨交通又统称为快速轨道交通，是具有专用路权的大容量客运列车系统，有地下、高架或采用立交的地面铁路，具有高标准的站台，并有不同程度的自动化设施。,4、独轨交通 可分为跨座式和悬挂式两种，前者跨在一根走行轨道上行走，其重心位于走行轨道上方；后者车辆悬挂于可在轨道梁上行走的走行装置的下面，其重心处于轨道梁的下方。轨道梁比较窄，仅为85cm，对城市的景观及日照影响较小。独轨交通有噪声低、振动小、对城市的景观及日照等影响小、通过小半径曲线能力和爬坡能力强等优点。但独轨车有运能小、速度低、能耗大、粉尘污染等缺点。,通用标准进行改造，并采用运量大、性能好、技术先进的新型车辆，具有投资少、运营费用低、对环境污染小等优点。现代有轨电车与性能较差的轻轨交通已很接近，只是车辆尺寸稍小一些，运营速度接近20kmh，单向运能可达2万人h。在中小城市很有发展,(5) 城市有轨电车 新型有轨电车是介于公共汽车与地铁间的一种低运量的轨道交通系统。有轨电车通常采用地面线，有时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。现代有轨电车不同于原来的电车，它除保留全地面、不封闭、无信号系统等原电车的特点外，对轨道结构按国际,前景，有很好的经济性。,（6）磁浮交通系统 （7）缆索轨道交通,（一）特点 地铁和轻轨同属于城市快速轨道交通的一部分，是具有快速、安全、舒适、能耗低、污染小等优点的绿色交通方式。主要优点如下： （1）运量大 （2）速度快 （3）污染少 （4）能耗少 （5）占地省 （6）安全与环保,二 轨道交通的特点,（一）地铁与轻轨的比较 二者分属于大容量和中容量轨道交通体系，故二者的设计标准如钢轨类型、线路坡度、曲线半径、车辆编组、牵引动力等带来差异。 地铁：市区大都修建在地下，部分可修建在地面或高架桥上。正线最大坡度一般为30，困难地段35,最小曲线半径一般为300600m。 轻轨：以高架线和地面线为主，平曲线半径最小100m，特殊地段可采用50m，最大坡度60，正线运行速度一般不大于35km/h。,二 轨道交通的特点,地铁与轻轨的主要区别 1、轮轨系统 均利用轨道作为车辆导向方式，都是以轮轨为走行系统的交通方式,但轴重与钢轨类型不同。 2、运输量 地铁单向高峰每小时运输能力37万人次，轻轨单向高峰每小时运输能力14万人次。 3、车辆及编组 地铁列车编组68节，车辆的最高速度可达80l00kmh，轻轨一般不超过4节，适应陡坡急弯能力强，最高速度可达6080kmh。,二 轨道交通的特点,4、土建工程 轻轨线区间线路和车站常建在高架桥上。 地铁区间及车站多设于地下，结构复杂、施工困难，修建周期长等。 5、振动和噪声控制 地面和高架上运行的列车，需要加强消音和减震措施，建于地下时只要做好车厢内的减震和降噪即可。 6、速度和正点率 均为全隔离或大部分隔离，受外界影响小，正点率高。地铁行驶速度和运营速度较轻轨稍高,二 轨道交通的特点,7、通风、空调和采暖 轻轨地面、高架线路和车站均不需要专门的通风设备。车站和车厢内根据具体情况采用适当的采暖或空调设备。 地铁设于地下时，产生热量和废气，需要增加机械进行通风，车站和车厢内均须采用空调。 8、信号 轻轨列车的运行控制有人工视觉控制、列车自动防护系统(ATP)控制和列车自动控制系统(ATC)控制3种类型。 地铁主要采用列车自动控制系统。,二 轨道交通的特点,9、给排水系统 地铁、轻轨给水水源优先选用城市自来水，排水方式优先利用城市排水系统，地面和高架排水设施类似于地面铁路工程。 10、灾害防护 地铁的防灾有得天独厚的优越条件，高架轻轨须考虑抗震。 11、造价 同样规模的线路，建设在地面与高架上和地下的轨道交通工程，投资比值为1：3：9。,二 轨道交通的特点,一、国外城市轨道交通的发展 1863年1月，世界上第一条地下铁道在英国伦敦建成投入运营。从1863年到1899年，世界上有7个城市修建了地下铁道，从1900年到1949年，世界上又有重4个城市修建了地下铁道。第二次世界大战后，地下铁道发展极为迅速，到20世纪90年代初期，全世界已有80多个城市建成了地下铁道，线路总长度超过了5 000km。现正在修建地下铁道的城市有90多个，线路总长度达到1300多公里，其中重型地铁约占65。过去一般认为人口超过l00万的大城市才需要修建地下铁道，但现在一些几十万人口的中型城市也在修建地下铁道。,第二节 世界城市轨道交道发展概况,城市轨道交通的诞生已有近150年的历史，但重视和大规模修建城市轨道交通系统则是在二次世界大战结束以后。20世纪下半叶以来，伴随着世界范围内城市化发展进程，世界各国的城市区域逐渐扩大，城市人口也逐渐上升。随着城市经济、文化活动的日益发展，流动人口以及道路车辆的增加，城市客货交通量呈急剧增长态势，而城市道路及客运交通工具的运能不足则带来交通阻塞，车速下降，事故频繁等一系列问题。过饱和的城市道路，超负荷的客运交通，使得行车难、乘车难不仅成为市民工作和生活的一个突出问题，而且成为直接制约城市经济发展的一个严重问题。另外，道路上汽车排放废气、噪声、振动等环境污染的公害问题也越来越引起人们的重视。,在这样一个背景下，世界各国纷纷开始采用立体化的快速轨道交通系统来解决日益恶化的城市交通问题，并且逐步形成了目前以地下铁道和轻轨铁路为主体，多种轨道交通类型并存的现代城市轨道交通发展格局和趋势。 当前，世界城市轨道交通有两个发展趋势： 一是地铁从早期单一的地下隧道线路发展成地下隧道、高架和地面线路相结合的交通系统，新建地铁大多数是这种情形。地铁在城市中心的闹市区采用地下隧道线路，在城市边缘区，近郊区或特殊地形的地段采用高架线或地面线。这样，在获得相同的运营效果情况下，可以降低工程造价和缩短施工时间。 二是地铁建设出现多元化趋势，它已经成为一个包括重型地铁，轻型地铁、微型地铁的地铁家族。,东京地铁照片,哥本哈根地铁照片,华盛顿地铁照片,迈阿密地铁图片,平壤地铁图片,天津地铁图片,深圳地铁车站,四惠站二层交换大厅,轻轨铁路发展 过去，国外许多城市发展快速度轨道交通系统以地下铁道为主，但地下铁道昂贵的造价，又使许多城市对地铁的憧憬望面生畏。因此，从90年代开始，欧洲和北美的一些国家又对30年代后纷纷拆除的城市旧式有轨电车系统产生了浓厚兴趣，它们通过对旧式有轨电车系统的技术改造，建成了一种全新的轻轨系统。据缘计，至90年代初期，已经有欧洲的十几个国家，北美的美国，加拿大，亚洲的日本、中国（香港）和菲律宾以及非洲的突尼情等国家建成轻轨系统，轻轨线路的总长约有1 300km。 如同地铁的发展一样，轻轨的建设同样也朝着多样化方向发展。在多元化的轻轨技术标准系列中，处于高、低两端技术标准位置的分别是准地下铁道和新型有缆电车系统。,轻轨运输系统（Light Rail Transit或Light Rapid Transit）是一个范围较宽的概念，一般地，轻轨要求有至少40的股道与道路完全隔离，以避免拥挤，这也是它不同于有轨电车之处。电气化轻轨有许多优于地铁和郊区铁路的地方，且它的造价低廉，因为线路工程量小，车辆轻，轻轨列车可以在更大的坡道上、更小的曲线半径上行驶。典型的轻轨系统一般可运行到离城市中心20km，小时流量在2万人次，通常建于拥有10100万人口的市中心。 如同地铁的发展一样，轻轨的建设同样也朝着多样化方向发展。在多元化的轻轨技术标准系列中，处于高、低两端技术标准位置的分别是准地下铁道和新型有缆电车系统。,日本轻轨,天津轻轨,重庆轻轨,旧金山轻轨,单轨铁路发展 单轨铁路是指车辆在一根轨道上行驶的轨道交通系统。早在1824年，英国就出现了为伦敦码头运货面修建的独轨铁路，靠畜力牵引。1888年爱尔兰也修建了一条约l5km的客货两用独轨铁路，牵引动力为蒸汽机车，这条铁路前后运营了37年。现存最早修建的独轨铁路是德国乌帕塔尔市在19011903年间一条约13km的悬挂式独轨铁路，牵引动力为电力驱动，该条独轨铁路现仍在运营中。,尽管独轨铁路在19世纪初期已经在城市交通中出现，但因技术上还不够成熟，没有象有轨电车和公共汽车那样在城市交通中得到广泛应用。直到20世纪后半叶，随着跨骑式和悬挂式独轨铁路技术的定型与成热，以及独轨铁路作为解决城市公共交通问题的途径得到各方面的重视，独轨铁路才从作为博览会会场和游乐场所运送观光娱乐客流的工具逐渐成为现代化的城市客运交通工具。 目前，日本是世界上修建独轨铁路最多的国家，此外，德国、美国、意大利和乌克兰等国家也建有独轨铁路。,跨坐式单轨,悬挂式单轨,自动导向交通系统发展 自动导向交通系统是指不同于传统技术的轨道交通系统或有轨、无轨复合交通系统，它是新交通系统的核心，也称狭义的新交通系统。对新交通系统，目前认为包括以下4种类型： 连续运输系统，如自动人行道等。 轨道交通系统，已投入运营的有中，小运量的PM等系统。 无轨交通系统，即由电子计算机集中管理运行的出租汽车和公共汽车系统。 复合交通系统，是指有软和无轨联运的运输系统，车辆可在轨道上以列车方式自动驾驶运行，也可在运输末端以单辆方式人工驾驶运行。,新交通系统的研究起源于1968年，当时美国在一个名为“Tomorrows Transportation”(未来的运输)报告中，针对城市交通问题的解决首次提出丁新交通系统的设想。此后，从事这方面研究开发的国家很多，据有关资料介绍，迄今为止已经提出的各种新交通系统设想有600多种，但大多是处于研究试验阶段，实际达到应用阶段的较少。70年代先后建成投人运营的自动导向交通系统有美国达拉斯沃斯堡机场的People Movers系统和摩根城的Personal Rapid Transit系统等。经过70年代的研制，进入80年代后，日本，法国和德国等国家也建成自动导向交通系统，其中尤以日本发展最快，在神户、大阪等城市先后建成7个自动导向交通系统，线路总长达到48km。,二、中国城市轨道交通的发展 早在30年代，北京、上海、天津、沈阳、大连、鞍山等城市出现过有轨电车但随后相继废止，所剩无几。 1969年10月北京地铁第一期工程投入运营后，开创我国城市轨道交通新篇章。至2008年，我国在北京、天津、上海、广州、南京、深圳、香港等9个城市共建有35条轨道交通线路，总长八百多公里。目前正在进行城市轨道交通建设的城市还有成都、杭州、苏州、长沙、无锡、郑州等十余座城市，规划建设