城市轨道交通概论

城市轨道交通系统概论,讲授者：张琰,西安思源学院能源与电气工程学院,图片中哪辆是地铁、轻轨、有轨电车？,地铁,轻轨,有轨电车,城市轨道交通工程概论,课程的主要内容,城市轨道交通的概念与历史、系统的设计与施工和系统的构成。系统的构成中城市轨道交通运营的硬件条件，包括轨道、车站与车站设备、车辆与车辆段、供电与牵引和信号与通信系统等设备的构成情况，以及城市轨道交通运营的软件条件包括安全防护管理、客运组织管理和行车调度等内容。,城市轨道交通工程概论,教学要求,通过本门课程的学习，掌握城市轨道交通系统的基本构成，各个构成单元的特点，为城市轨道交通系统电气自动化专业课的学习打下坚实的基础。,第一章城市轨道交通的概念与历史1.1城市轨道交通的基本概念1.2世界城市轨道交通历史发展概述,城市轨道交通工程概论,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1城市轨道交通的基本概念,1.1.1城市轨道交通系统的基本概念,1.城市轨道交通系统,广义：以轨道承载列车运行和向导，以信号系统为控制手段，集中、快速输送旅客的轮轨交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区以及大都市圈范围内）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用，具有中等以上运量的现代化立体交通系统。,狭义：在城市中，使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.1城市轨道交通系统的基本概念,2.城市轨道交通系统的目的安全、快速、经济、大运量、准时输送旅客，满足城市居民不断增长的出行需求，形成安全、高效及可持续发展的城市绿色公共交通体系。,1.1城市轨道交通的基本概念,1.1城市轨道交通的基本概念,第1章城市轨道交通的概念与历史,3、城市轨道交通系统的基本功能实现旅客的位移，提供安全、快速、经济、大容量的公共交通工具，完善城市公共交通结构。,1.1.1城市轨道交通系统的基本概念,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1城市轨道交通的基本概念,4、城市轨道交通的特点优点：采用列车编组化运行，运量大；良好的线路条件与控制体系，速度快；电力牵引，污染少，环保好；可采用地下和高架敷设方式，占地面积小；全隔离的路权方式，安全和可靠性强；良好的环控体系和候车环境，乘车舒适性佳。缺点：建设投资大、路网结构不易调整、运营成本高、技术条件要求高等。,1.1.1城市轨道交通系统的基本概念,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,1.结构,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,1.构成车辆,城市轨道车辆主要是指地铁车辆和轻轨车辆，它们是城市轨道交通系统最重要的设备，也是技术含量最高的机电设备。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,1.构成线路,一般在城市中心地区宜采用地下线，其他地区在条件许可时可采用高架线或地面线。轨道交通线路按其运营中的作用，分为正线、辅助线和车场线。,什么是正线？什么是辅助线？什么是车场线？,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,正线：车辆载客运营线路,车场线：车辆检修作业用的线路,辅助线：为了保证正线运营而配置的线路,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,1.构成车站,旅客乘降的场所分类：按运营性质分：中间站、尽头站、乘换站、折返站按结构形式分：地面车站、高架车站按功能分：郊外站、市内站、联络站、待避站按车站与轨道的相对位置分：岛式站台车站、侧式站台车站,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,地上站台,地下站台,高架站台,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,轨道是列车运行的基础，直接承受列车荷载，并引导列车运行。一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其他附属设备组成。,1.构成轨道,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,钢轨,扣件,轨枕,道床,道岔,挡车器,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.构成供电系统,供电系统一般由牵引供电系统、动力照明供电系统和高压供电系统组成。,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.构成通信信号系统,自成体系的独立完整的内部通信网，由光纤数字传输系统、数字电话交换系统、闭路电视监视系统、无线调度系统以及车站广播系统等组成。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.构成运营组织管理系统,1.构成环控系统（环境控制系统）,主要包括地铁通风、空调和采暖等设备,运营指挥管理系统、列车运行系统、客运服务系统、检修保障系统、安全救援系统,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类地下铁路,泛指高峰时单向客运量在37万人次/h左右的大容量轨道交通系统。在市区多为地下隧道线，有速度快、安全准时、舒适、运输成本低、节省能源、不污染环境、不占城市用地等优点。,第1章城市轨道交通的概念与历史,地铁的技术经济特征,地铁修建的可行性：50万以下人口的城市很少建地铁。站间距市中心0.51.0km，城郊可达2.0km，单方向小时通过能力在3万人左右，一般可延至离市中心24km左右。,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类市郊铁路,把城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来的城市轨道交通系统。车辆轴重较重和对轨道施加的载荷较重而又称为重轨铁路，又因其服务对象以短途、通勤的旅客为主又被称为通勤铁路或月票铁路。现在其概念范围也在扩大，包括了城际间直达的高速铁路，俗称“快轨”。,第1章城市轨道交通的概念与历史,市郊铁路的技术经济特征,市郊铁路是沟通城市边缘与远郊区的交通系统，通常称为通勤铁路或地区铁路，为通勤者提供运输服务。市郊铁路：站间距可达2km，速度达100km/h以上。,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类轻轨,泛指高峰时单向客运量在13万人次/h左右的中等容量轨道交通系统。车辆轴重较轻，对轨道施加的载荷较轻，成本低廉，一般而言，行驶于专用车道的轻轨系统拥有90以上地铁的速度和可靠性，却只需要地铁1/3以下的建设成本和运营成本，且施工容易、工期较短。,第1章城市轨道交通的概念与历史,轻轨的技术经济特征,轻轨运输系统即LRT系统，动力来自车顶部，钢轨采用50轨。轻轨要求至少40%的股道与道路完全隔离，避免拥挤一般可运行到离市中心20km，小时流量2万人次，通常建在10100万人口的市中心。一般LRT优点：1、比重轨安全；2、建设上灵活；3、适合低运量场合；4、隔离设计,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类独轨铁道,车辆在一根轨道上运行的一种城市轨道交通系统。分为跨座式、悬挂式两种。一般使用道路上部的空间，需要的专用空间较少，可以适应急弯及大坡度，其投资也小于地铁系统。,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类线性地铁,小断面地铁，由直线电机牵引的城市轨道交通系统。突出特征是断面较一般地铁要小，它采用径向转向架和自动控制等技术手段。具有建设成本低、车身矮、重量轻、噪声低，可以采用较小的曲线半径和较大的坡道（也可高架）、维护较容易等特点。,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类有轨电车,由电力牵引、轮轨导向、单车或两辆铰接运行在城市路面线路上的低运量城市轨道交通系统。优点：造价低、建设容易；缺点：受干扰多、速度慢、通行能力低，极易与地面道路车辆冲突而引起道路交通堵塞，隔离程度和安全程度较低。多数被改良为轻轨系统。,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类有轨电车,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类自动导向交通系统,通过非驱动的专用轨道引导列车运行的轨道交通方式，系统中利用导轨导向、自动控制运行的新型轨道交通系统。,第1章城市轨道交通的概念与历史,自动导向系统即AGT系统AGT一般采用ATS/ATC单人驾驶或ATO无人驾驶，单线或复线路，平均站间距6501400m最小曲线半径为2560m，最大坡度4.56.0%，列车编组26节，最高速度5063km/h，运行间隔38min。,自动导向系统的经济技术特征,1.1.2城市轨道交通系统结构与分类,第1章城市轨道交通的概念与历史,2.分类磁悬浮交通系统,非粘着、用直线电机驱动列车运行的新型轨道交通系统。主要分为常导磁吸型和超导斥型两种。磁悬浮交通系统保留了轨道、道岔、车辆转向架及悬挂系统等传统机车车辆的特点，克服了传统列车机械噪声和磨损等问题。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2城市轨道交通的历史发展概述,1.2.1城市轨道交通的发展历史,简单描述两方面：牵引动力：蒸汽电力地理位置：城际城市中心（地面）地铁高架轻轨,1、城市轨道交通的产生第一条城市间铁路线：1830年，英国利物浦曼彻斯特第一条市郊铁路：1838年，伦敦市郊第一条地铁线：1863年元月开通，伦敦，6Km，蒸汽驱动第一条城市高架铁路：1868年，纽约的格林威治街，蒸汽,2、电力驱动列车的诞生第一条电力驱动地铁：1890年，伦敦第一条电力高架线：芝加哥，1895年5月运营，带电机车牵引12台无动力拖车3、动车组的出现1897年7月，芝加哥，斯卜拉格（Sprgue)发明了多单元动车系统，1898年8月南部线淘汰了全部的蒸汽机车，最重要的贡献：改善牵引条件增大列车编组,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2城市轨道交通的历史发展概述,1.2.1城市轨道交通的发展历史,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.1城市轨道交通的发展历史,4、现代城市轨道交通初步发展阶段（18901924年）,1904年美国纽约地铁巴尔蒙线开通，被誉为“纽约地铁之父”1913年，阿根廷在布宜诺斯艾利斯建成地铁系统，成为拉丁美洲最早建立地铁系统的城市。18901920年是有轨电车在世界范围大发展的时期。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.1城市轨道交通的发展历史,5、停滞萎缩阶段（19241949年）,原因：汽车工业的发展和世界大战；城市轨道交通的投资大，建设周期长等。,6、再发展阶段（19491969年）,新型城市轨道交通形式相继出现1959年，美国第兹尼兰德的跨坐式轻轨铁路开始运营；1961年，独轨铁路在意大利世界博览会开始运营。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.1城市轨道交通的发展历史,7、高速发展阶段（1969年现在）,轨道交通技术的发展成为新型城市轨道交通发展的有力支持。1984年，法国第一条现代化有轨电车线路建成通车。1984年，英国在伯明翰建成低速磁悬浮铁路并投入使用。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,1、世界各国城市的地铁标识举例,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,1、世界各国城市的地铁标识举例,第1章城市轨道交通的概念与历史,（1）莫斯科(俄国)：年输送旅客量达26亿人次。（2）东京(日本)：客流量25亿人次。（3）纽约(美国)：客流量15亿人次。（4）墨西哥城(墨西哥)：年载旅客15亿人次。（5）巴黎(法国)：乘地铁人次为12亿。,2、世界十大地铁,1.2.2世界各国的城市轨道交通,第1章城市轨道交通的概念与历史,（6）大阪(日本)：载客为9.48亿人次。（7）列宁格勒(前苏联)：8.21亿人次。（8）伦敦(英国)：年输送旅客8.15亿人次。（9）汉城(韩国)：年输送旅客8.12亿人次。（10)香港(中国)：年输送旅客6.3亿人次。,2、世界十大地铁,1.2.2世界各国的城市轨道交通,纽约地铁,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,第1章城市轨道交通的概念与历史,巴黎地铁,1.2.2世界各国的城市轨道交通,香港地铁,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,莫斯科地铁候车厅,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,东京地铁,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,平壤地铁,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.2世界各国的城市轨道交通,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.3我国的城市轨道交通发展,1、地铁的标志和各城市的地铁标识,2、我国城市轨道交通现状：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,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.3我国的城市轨道交通发展,至2002年，我国在北京、天津、上海广州共建有8条地铁线路，总长约168.88Km，目前正在进行城市轨道交通建设的城市还有南京、深圳、重庆、武汉等10座城市，共计13条线路总长约380Km，另外还有二十几座城市在筹建和规划建设三十多条城市轨道交通路线。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2.3我国的城市轨道交通发展,2、我国城市轨道交通现状：,轻轨建设也有很大的发展，2002年天津和上海分别开始快速轨道铁路建设。未来几年，北京轨道交通将以40km的速度增长，到2008年将达到300km，2020年将超过1000km，广州将建成15条线路组成、规划总长超过500km的城市交通网络。2000年，国家批准了长春、大连、武汉和重庆4个城市为首批轻轨建设示范城市。,第1章城市轨道交通的概念与历史,1.2