城轨概论教案.doc

_西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院教 师 课 时 授 课 计 划课程名称 城市轨道交通概论 任课教师 白宏图 授课顺序 1 授课班级城轨控制1401城轨控制1402城轨控制1403授课日期考 勤基本课题第一章 第一节 城市轨道交通的由来和发展第二节 城市轨道交通的类型目的要求知识目标了解轨道交通概念，掌握城市轨道交通发展情况及轨道交通不同的类型以及各自特点及适用能力目标了解城市及城市轨道交通对城市发展、布局规划的影响并能根据具体特性数据区分轨道交通类型本讲重点 城市轨道交通、地下铁道与城市轻轨本讲难点 城市轨道交通、磁浮交通教 具教材、参考书、无其他特殊教具授 课 程 序教 法学 法时间复 习 旧 课提问启发10课程讲授内容，学习课程的方法，本课程的要求。讨论：什么是城市？城市有什么特点？你喜欢城市吗？为什么？讲 授 新 课 内 容讲授第一章 城市轨道交通概述 第一节 城市轨道交通的由来和发展 一、城市化进程与城市发展授课教师编写日期 2014年 8 月 5 日 共6页 第 1 页急救消防警务管道水路公路航空铁路静止交通步行交通出租汽车无轨电车由轨电车公共汽车其他单轨系统城市铁路快速轻轨地下铁道服务管理设施管理设施服务管理设施管理设施城市交通对外交通市内交通客运交通货运交通公共交通私人交通特殊交通地面交通（常规）非地面交通汽车 摩托车 自行车西安铁路职业技术学院教师课时授课计划续页 （一）城市发展与城市化进程1、城市的概念综合以上方面：现代城市大致可包含如下的主要特征：（1）在一定土地面积上聚集着相当数量主要从事第二、三产业非农业人口；（2）地理位置往往处于交通便利的地方，是一个国家或一个地区的经济、政治、军事、文化、社会、科技、交通中心；（3）人与自然协调发展的空间体现与时间过程；（4）节奏快，容量大，因数多的动态平衡体系；（5）人类生产力与生产关系，经济基础与上层建筑激烈碰撞运动的表现空间，从而推动人类社会前进的最活跃社会形态；（6）不以人的意志为转移，使社会发展的自然过程，遵循人类文明发展的必然规律。2、 城市的发展最早城市雏形是随着私有制的产生，即剩余产品的产生，形成了商品交易的地点“市”，以及因为两极分化带来的战争需要的防御工事“城”。一般而言，城市规模发展遵循“自由村落中心村镇小城市中等城市大城市特大城市超级大都市、城市带、城市圈、城市群等”规律。在此过程中，遵循“优胜劣汰”规律，兴衰迥异。3、城市化进程从一个国家，一个地区，或者从整个世界城市发展趋势来看，随着城市个数增加，城市人口急剧增加，出现了一个人类社会发展的大趋势城市化。目前世界城市化进程来看，有三个特征十分明显：（1） 城市人口增加速度超过总人口增长速度，这是城市化趋势的主要基础条件与表现；（2） 城市化水平与该地区经济发展水平正相关，表明城市化发展是人类社会经济发展的产物；（3） 发展中国家城市化发展基础差，但发展速度高于发达国家，发达国家城市化水平已达到较高指数值（如城市人口占总人口比例已达70以上），因此发展速度相对趋于平缓，发展中国家城市化发展方兴未艾，但其中的问题较多。（二）城市交通1、城市交通在城市发展中的地位与作用：1）.城市生存与发展的必要条件：城市运转的“供血系统”，相适应则城市兴，不适应则城市衰；2）.城市内外联系的通道：除了城市道路及铁路、公路、水路、航空这些内外联系通道之外，广义的“交通”概念包含通信在内；3）.城市主要组成部分之一：土地、功能、效应均是城市主要组成之一；4）.城市生活的主要组成部分：市民交通出行的时间、内容、影响均占全部生活的主要部分；5）.城市布局的框架：交通及保证城市布局优化合理的可能，又是科学合理完善城市布局的主要构架依据；6）.城市运转的润滑剂：高效畅通的交通将是城市的运转高效顺畅；7）.城市现代化水平的标志之一：交通系统的水平直接表现了城市现代化水平，无论是从硬件方面还是从软件管理水平方面；8）.城市化的组合纽带：现代化交通系统是城市带、圈、群等城市组合的主要形成发展条件。2、讨论城市交通系统的主要构成：见教材P5页图1-1，此处略。3、讨论传统城市交通存在的问题：堵塞、混乱、污染等。二、城市轨道交通 （一）城市轨道交通的基本概念：1、城市轨道交通的定义：2、城市轨道交通在城市公共交通的地位与作用：见教材P7页相关内容。（二）讨论城市轨道交通的主要技术特征、优势1、较大的运输能力 2、具有较高的准时性3、具有较高的速达性 4、具有较高的舒适性5、具有较高的安全性 6、能充分利用地上和地下空间7、运营费用较低 8、对环境污染较低。（四）城市轨道交通的体系构成：见书p9页相关内容。三、世界城市轨道交通的发展世界上第一条地下铁道于1863年1月10日首先在伦敦建成，至今已有140年历史。开始是采用蒸汽机车牵引，经过27年到1890年改为电力牵引。从18631899年有7个城市修建了地下铁道，从19001949年，世界上又有13个城市修建了地下铁道。二次世界大战后，伴随着各国城市的快速发展，地下铁道发展极为迅速。椐日本地下铁道协会统计，到1999年全世界已有115个城市建成了地下铁道，线路总长度超过了7000km。其中英、美、法、德、日、西班牙以及俄罗斯等发达国家所属20个城市在二次大战前就开始了地铁建设，到1999年末，总里程达2840km左右，其中一半以上为战后建设的。全世界其余95个城市的地铁均为战后所建，总里程约为4200km。这就是说全世界近7000km地下铁道约有5600km是战后建成的，占80%。第二节 城市轨道交通的类型 城市轨道交通种类繁多，技术指标差异较大，世界各国评价标准不一，并无严格的界限，但是可以按照一般方法简单归类：1.按车辆重量及载客量分（1）地下铁道：车辆轴重、轨道结构等均与市际铁路相差无几，但车辆、供电、环控、运行等设备技术标准更高，最大运量一般可达3万人次/h。（2）轻轨铁路：目前比较受欢迎的一类城市轨道交通系统，其设计指标、造价、运量可能低于重轨、中轨系统，但已基本能满足城市公共客运主要交通方向的需求，速度、运量、可靠性均已达到现代化交通方式的标准，运量在1-3万人次/h左右。2.按轨道交通与其她交通方式的关系分（1）全隔离：轨道交通路线建设在地下隧道、高架结构或独立路基上，与地面道路交通完全隔离，无任何干扰。（2）半隔离：轨道交通路线建在地面道路上，有专门路基（可设隔离装置）。在与地面交通路线相交处，通过信号控制享有交通优先权，可保证轨道交通的速度、可靠性。但对地面交通有干扰。（3）无隔离：轨道交通与地面交通共享道路通行权，如有轨电车。3.按轨道交通的技术特征分地下铁道；轻型轨道交通；单轨铁路；市郊铁路；其他城市轨道交通系统（如自动导向系统等）。4.按轮轨结合方式分双轨与单轨；钢轮钢轨与橡胶轮混凝土轨道梁；磁浮铁路等。一、有轨电车当新的工业能源“电”出现，世界上第一辆有轨电车于1881年诞生在柏林。有轨电车诞生后不久，很快便传到中国。早在1895年，在上海的洋人开始筹划在租界开辟有轨电车线路。19O8年3月5日，上海第一条有轨电车路线正式通车营业，长6km。此后不断扩展，到1959年，有轨电车共有36O辆，线路总长度为72.4km。我国一些重要城市也都建造了有轨电车。二、地下铁道伦敦1863年出现了第一条蒸汽机车的地铁线路，英国人称之为“UndergroundRailway”，尽管空气污染，乘坐并不舒服，但马上世界各主要工业化国家的大城市都效仿修建了地铁，美国称之为“Subway”，法国人称之为“Metro”。这些线路网一般都有独立路权；都是建于客流集中客运走廊，且如上讲所述，城市轨道交通除了解决交通的基础性功能外还有引导城市结构优化、建设生态城市先导性功能。现在则把建于客流集中的客运走廊上大运量、快速城市轨道交通线路称之为“地铁”，一般认为客流量为每小时38万人次.三、轻轨交通轻轨交通的概念是7O年代提出来的，一般而言轻轨交通是每小时的客流量为大于有轨电车的1万人次，小于地铁的3万人次轨道交通系统。这逐步为交通专家接受，也受到乘客的欢迎。由于轻轨系统规模小于地铁系统，投资较小、建设、管理也较地铁系统容易，其适应性很强，既可作为中小城市轨道交通网络的主干线，如新加坡的MRT和吉隆坡的轻轨；也可作为大城市或特大城市轨道交通网络的补充，如巴黎地铁系统中的轻轨交通、上海轨道交通中的L1L4线；因此发展前景广阔，正方兴未艾。无论是发达国家还是发展中国家，许多城市已建成或计划建造轻轨交通。四、城市（市郊）铁路在运输距离与需求的相对比较条件下，就城际运输而言，高速铁路与航空飞机的竞争分界点约在1000公里左右，在此距离以上的城际旅客运输（含都市间及国际间）以航空飞机最为适用，而在此距离以下，则高速铁路具有很大的发展空间，尤其在600公里以下的城际运输距离，几为高速铁路的优势适用范围。城际地面运输传统上以钢轮行驶在钢轨上的铁路运输系统为主，因此城际高速运输系统的发展乃从列车高速化的研究开始。经过多年的研究与发展，以法国、日本与德国最具成效，分别发展了TGV、新干线及ICE等高速铁路系统，日本与德国更进而发展磁浮运输系统，使城际高速运输系统技术的发展，呈现了相当可观的局面。五、独轨交通就技术上的定义而言，独轨(Monorail)系统是指以单一轨道(Rail)或梁(Beam)支承、悬挂车厢并提供导向作用而运行的轨道交通系统。跨坐式独轨，轨道梁一般由预应力混凝土(PC)梁构成，支柱采钢筋混凝土(RC)构造，宽约1.5m。PC梁的跨距通常为20m，标准断面（宽X高）为800X1400mm，通常一根PC梁、RC柱组合的双车道轨道断面，约需7.57m宽的空间（车厢外缘至另一车厢外缘）。当长跨距或特殊地形状况需要跨径大於20m时，则采用钢梁、钢柱组合构成轨道结构，柱可采T型或倒L型。若轨道需分叉时，则以水平移动轨道梁中的一段（称为转辙梁，SwitchingBeam）达到列车的转辙运作，转辙梁系钢制内附马达用以驱动转辙，一般转辙时间约需10秒钟。悬挂型独轨的轨道一般系钢制，轨道梁采箱型中空断面，内含集电轨、通讯缆线、导向轨、走行轨并包容车厢的转向架，以悬挂并使列车沿导轨运行。六、新交通系统自动导轨运输系统在日本被称为“新交通系统”，主要取意于这种系统是近十余年间才发展而成，并讲求高度的自动化新颖科学技术，有别于传统的运输技术。一般泛指以无人驾驶的车厢在专用路权及自动化控制条件下运行的新型运输系统。这种系统在美国地区早期称为“水平电梯”（HorizontalElevators），“空中巴士”（SkyBus）或“捷运快道”（TransitExpressway），近年来则统称为“运人系统”（PeopleMoverSystem）。法国与日本将AGT技术进一步发展并应用于城市地区的中量大众运输，在法国称VehiculeAutomatiqueLeger，简称VAL；日本则以“新交通系统”统称AGT技术类型的中运量捷运系统。七、磁浮交通磁悬浮(MagneticLevitation，简称Maglev)的理论由德国人赫尔曼.肯佩尔（HermannKemper）提出，1934年申请的专利，专利号为644316，名称为无轮磁浮列车。磁浮列车的基本原理系应用磁铁同性相斥，异性相吸的特性发展而成，因此列车悬浮的方式又分为排斥力悬浮及吸引力悬浮两种。德国的磁浮系统使用吸引式悬浮，轨道梁支撑结构呈T字型，