第1章轨道交通系统

城市轨道交通车辆第一章轨道交通系统概况

1.1概述

一、轨道交通的历史：今天我们已经习惯于将铁路看作是最古老的一种交通方式。不过很少有人知道，火车的出现所依据的两个发明。蒸汽机车铁路的延伸（1830年9月15日，从曼彻斯特到利物浦的铁路建成通车。这被认为是历史上第一条真正的铁路。）传奇的“火箭列车”电气列车第一条城市地铁水下火车磁悬浮列车

二、新中国的轨道交通1876——1912年，中国修筑铁路9968Km。1949年，旧中国铁路总里程为21949Km。到2009年底，中国铁路营业里程将达八点六万公里，位居世界第二。到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电气化率均达到50%，以“四纵四横”客运专线为骨架的高速铁路里程达到一点三万公里。

高速铁路作为一种安全可靠、快捷舒适、超大运量、低碳环保的运输方式，已经成为世界铁路发展的重要趋势。截至目前，中国大陆投入运营的高速铁路已达6920公里，营业里程居世界第一位，在建的高速铁路达到一万公里以上。时速350公里的北京至天津、武汉至广州、郑州至西安、上海至南京等高速铁路已开通运营，运营速度世界最高。按照规划和目前的建设进度，到2012年，中国高速铁路总里程将超过1.3万公里；到2020年，将达到1.6万公里以上。我国地下铁道的产生与发展①起步阶段（20世纪60年代~80年代初）我国先后于1969年和1984年在天津开通了两条地铁。文化大革命中的几年，地铁建设基本停顿。这一时期兴建地铁的主要目的是用于备战。1977年10月，香港第一条地铁线路开始运营。②平稳发展阶段（20世纪80年代中期~2000年）这一时期，中国开始了改革开放的进程，地铁的建设也由服务于战备转为服务于经济发展和城市客运。继北京、天津继续修建地铁外，上海、广州也修建了地铁。香港地铁完成了现有7条线路的建设，挤进世界城市地铁系统的前列。

1996年台北市修建了第一条城市轨道交通线路。③快速发展阶段（21世纪初~现在）进入21世纪，中国经济的迅猛发展为地铁建设带来了重大机遇，各大城市地铁项目竞相立项开工。全国20多个城市在建或筹建中的城市轨道交通线路总长已超过5000km。一、我国轨道交通车辆市场总体情况分析

北车和南车两大集团一直是国内主要的两大综合性轨道交通装备制造企业，二者在国内市场占有率超过95%，承担着促进我国轨道交通装备技术进步和铁路运输现代化的重任，代表着我国轨道交通装备业在国际市场的竞争力。

目前，国内的轨道交通车辆制造企业集中于两个集团内部，北车为长春轨道客车股份有限公司、大连机车车辆有限公司和唐山轨道客车有限责任公司，南车为南京浦镇车辆有限公司、四方车辆有限公司和株洲电力机车有限公司，双方各三家企业。

1、长春轨道客车股份有限公司

公司是国家“一五”期间的156个重点建设项目之一，发展基础雄厚。通过50多年的建设，该公司目前已成为我国最大的铁路客车和城市轨道车辆的研发、制造和出口基地。

在国内的城市轨道交通市场，长客与法国阿尔斯通公司和德国西门子公司积极开展合作，凭借明显的优势始终占据着龙头的地位。

2、大连机车车辆有限公司

主要制造各种内燃机车、电力机车、城市轨道车辆、铁路车辆以及柴油机和各种机车车辆配件产品。具有年产机车500台、城轨车辆150辆、铁路车辆2000辆的能力。

2002年7月开发研制成功我国首列具有自主知识产权的城市轨道车辆，进军城市轨道交通市场。

从订单分布情况看，大连机车产品覆盖范围较小，仅为东北地区和华北地区的天津市。由于公司的优势业务部门主要是机车生产制造，因此，城轨制造规模较小，还处于起步阶段，有待于进一步培养城轨制造方面的实力。

3、唐山轨道客车有限责任公司

公司主营业务为铁路车辆、电动车组、内燃动车组、磁悬浮列车、特种车、试验车、城市轨道车辆和配件销售、租赁及技术咨询服务等，经营范围广阔，产品品种繁多。目前，唐车以高速动车为主打产品，领跑于高速轨道交通领域，城市轨道车辆只是依托于雄厚的技术基础和生产基础而衍生出来的新兴产品。

由于城轨不是唐车的主打产品，因此，产品数量极少，市场份额也极其有限。相比于动车组，唐车的城轨实力还较为薄弱。

4、浦镇车辆有限公司

公司是我国轨道客车制造企业和城轨地铁车辆制造企业之一，目前，浦镇公司以现有的科研人员、技术力量、生产资源和综合经济实力为基础，以获得自主知识产权的地铁产品为目标，大力研发新型地铁车辆，推进地铁车辆的产业化。

从订单分布情况看，浦镇的市场主要集中在长三角地区，公司利用南京、上海、苏州、杭州四个城市牢牢占据了本土市场，目前，正通过深圳向珠三角地区进军。

5、四方车辆公司

公司目前主要从事铁路高档客车、动车组的制造修理,铁路机车车辆和城轨车辆零部件制造等业务。

从订单分布情况看，四方的市场覆盖范围也很广，产品遍及以北京、天津为主的华北地区，以沈阳为代表的东北地区，以广州为代表的珠三角地区和以成都为代表的西南地区。

四方地处山东半岛西南部，而山东目前轨道交通建设正在筹划中，因此，公司缺乏强有力的本土市场支撑，必须在更为广阔的区域开发市场。公司从邻近区域入手，稳住了北京和天津，再向更远的行业空白区域的广州进军，成功了奠定了在珠三角的基础。之后，向北方的沈阳和西南的程度延伸，开拓了更大范围的市场。总体来看，除了广州外，四方在每个市场都不占据明显的优势。

6、株洲电力机车有限公司

公司创建于1936年，地处湖南省株洲市，致力于铁路干线电力机车和城市轨道车辆交通装备的研究、制造和销售。

2001年，公司被批准为国家城轨车辆国产化定点企业后，积极推进城轨车辆主业建设，与西门子公司建立了长期战略合作伙伴关系，建成总面积3.5万平方米、年产能力300辆的国际先进水平的城轨车辆制造基地。

从订单分布情况看，株洲在珠三角的份额较大，部分产品也销售至上海、武汉，但是长江以北地区，并未有所涉及。总的来看，株洲的城轨车辆市场还比较集中，但是具备了最基础的生产能力，市场有望进一步扩展。

昆明南车城市轨道车辆有限公司系南车株洲电力机车有限公司控股子公司,成立于2010年7月,是南车株洲电力机车有限公司、中国南车(香港)股份公司、昆明轨道交通有限公司共同投资设立的中外合资企业,注册资本2.5亿元,公司主营业务为城市轨道交通车辆的研发、组装、维修、租赁和售后服务以及销售自产和配套零部件和轨道车辆专业服务.公司占地约409亩,根据项目规划将形成城轨车辆400-600辆/年和城际列车及轻轨700-800辆/年的生产能力,2015年将实现销售收入30-50亿元.昆明南车将倾力打造立足云南,辐射西南、南亚及东南亚地区的现代新兴先进城轨产业基地;集本地化、专业化、国产化、市场化、产业化为一体的国际一流的现代城轨装备基地.

国内轨道交通制造企业城轨车辆订单情况

：企业名称

订单数量

市场占有率

长客

3609

40.17%

大连

280

3.12%

唐车

68

0.76%

北车集团

3957

44.04%

浦镇

1878

20.90%

株洲

1524

16.96%

四方

1626

18.10%

南车集团

5028

55.96%

长春轨道客车股份有限公司受让阿尔斯通公司的技术，已经制造生产出了CRH5型动车组；四方机车车辆股份有限公司受让日本川崎重工的技术，制造生产CRH2型动车组；青岛BSP公司受让加拿大庞巴迪公司的技术，制造生产CRH1型动车组；唐山机车车辆厂受让德国西门子公司的技术，制造生产CRH3型动车组；大连机车车辆公司受让日本东芝公司和美国EMD公司的技术，生产和谐3型大功率电力机车与和谐型大功率内燃机车；大同电力机车公司受让阿尔斯通公司的技术，生产和谐2D型大功率电力机车；株洲电力机车公司受让德国西门子公司的技术，生产和谐2Z型大功率电力机车；戚墅堰机车车辆厂受让美国GE公司的技术，生产和谐型大功率内燃机车。永济电机厂、株洲机车车辆研究所和铁道科学研究院等企业，也受让了先进的牵引电机、牵引和辅助变流器、牵引控制系统等关键技术。

1.2轮轨交通系统

轨道交通系统中历史最悠久，应用最广泛，按运用区域分为铁路交通和城市轨道交通。特点：1.车辆成列运行2.自行导向3.低运行阻力4.独特的轮轨关系一、铁路交通系统优势：1、运量大，运距长2、能耗低3、成本低缺点：1、受铁路网络限制2、速度相对较慢正在改善：武广高铁运行后，武汉至广州全程时间由原来的10小时30分缩短至3小时左右，民航武汉到广州、深圳、香港、珠海的航线都会受到巨大冲击。3月27日起，南京往返武汉的航班全部停飞；4月1日，武汉往返南昌航班宣告停飞。一、铁路交通形式客货混跑单线、复线并存逐渐推广高速铁路二、铁路系统线路的基本构造按运量、地位和性质，将铁路划分为三级。1、线路基本构造包括：轨道、路基、桥隧建筑物主要指标：轨距：

1937年国际铁路协会作出规定：1435毫米的轨距为国际通用的标准，1435毫米以上的轨距为宽轨，1435毫米以下的轨距为窄轨。

轨道结构的组成传统轨道结构的组成：钢轨轨枕道床连接部分（扣件）道岔附属设备钢轨：工字钢以每米质量为标号我国常用50kg/m和60kg/m轨枕：木材►混凝土道床：传力，吸震，透水轨道结构的形式

最常见的钢轮钢轨系统由钢轮轮缘和钢轨之间的作用力来提供导向力。钢轮钢轨系统

轮缘是有高度h和坡度的，钢轨顶面也是由圆弧组成，保证钢轮向中间靠。钢轨

以每米钢轨的质量来区分。检验钢轨的标准有钢轨的化学材质和物理力学指标。钢轨的断面可以分成轨头、轨底和轨腰三个部分，之间用圆滑曲线连接。钢轨连接钢轨出厂标准25m和12.5m两种。轨道交通线路上的钢轨是需要连成长轨条的，钢轨与钢轨纵向连接依靠接头板来实现。钢轨连接现场无缝线路钢和钢是同种材料，可以通过焊接的方式将其焊接成长钢轨。焊接长钢轨线路就是无缝线路。一般而言，焊接长钢轨的无缝线路长为1～2km，目前技术上已可能做到全路段的超长无缝线路。焊接钢轨钢轨的“基座”钢轨必须固定在稳定的、不能变形的“基础”—轨枕上，以保持一定的几何形位—轨距、水平。最普通的、应用最广的是各种类型的轨枕——木、混凝土和钢。（1）木枕

木枕的弹性是最好的，结构是最简单的。由于资源有限，在我国除了桥上、道岔上很少使用。（2）混凝土轨枕（3）宽轨枕因为混凝土轨枕很重，轨底压应力很大，又出现了一种宽轨枕，几乎满扑整个道床，在上海火车站等处有铺设。宽轨枕道床有渣道床无渣道床◆整体道床◆板式道床整体道床在城市轨道交通中为了免维修、减少工作量，在某些轨道结构中为了加强轨道结构强度，使用了整体道床、板式轨道——将轨枕和道床浇筑成一体的轨道结构。扣件钢轨和轨下基础是不同材料的两种构件，它们之间的连接需要可靠、简单，但是要满足足够的扣压力、又要有一定的弹性。以保持轨距、组织钢轨相对于轨下基础的纵、横向位移。木枕依靠道钉、铁垫板与钢轨相连。砼轨枕与钢轨之间的连接则有不同的扣件形式可采用。

ω扣件铸钢底板ωω扣件橡胶轨下垫板潘德罗扣件道岔道岔是轨道部件重要的部分道岔分成连接、交叉和交叉与连接三种类型道岔的类型单开道岔的组成左开单开道岔有害空间尖轨辙岔与护轨辙岔与护轨手动转辙机电动转辙机车挡轨道结构辅助设备，主要用于车站尽头线、停车线等处。最简单的做法是在尽头线端部堆上一堆沙土、碎石等。车挡-1DT型（固定式）车挡-2车挡车挡线路构造：1、坡度：I级铁路：6/1000–12/1000II级铁路：12/1000–15/1000III级铁路：15/1000–20/10002、变坡点和坡段长度变坡点：相邻坡段交点坡段长度：变坡点间距，越长列车运行越平稳相邻坡段连接：平滑过渡驼峰构造：列车分解用直线曲线：外轨高于内轨，以抵消离心力H=11.8（v2/R）时力平衡曲线与直线平滑过渡二、城市轨道交通系统从有轨电车发展而来，缓解城市交通压力的应对方法。城市轨道交通系统是指服务于城市客运交通，具有固定线路、铺设固定轨道、配备运输车辆以及服务设施等的公共交通设施目前，世界城市轨道交通主要有：地下铁道、市郊铁路、有轨电车、快速有轨电车或轻轨电车、单轨电车、自动导轨快速电车及其他轨道交通等。

马车铁道（法国里昂/1884年）

城市轨道交通车辆1、有轨电车1908年上海的有轨电车巴黎地铁14号线

城市轨道交通车辆2、地铁3、单轨电车

城市轨道交通车辆89跨座式悬垂式德国4、城市轻轨列车名古屋丘陵线磁悬浮交通

5、磁悬浮列车轻轨地铁2.6米的列车宽度。3米、2.8米的列车宽度。远期单向最大高峰小时客流量为1.0～3.0万人次远期单向最大高峰小时客流量为4.0～8.0万人次轻轨的造价只是1.5亿元／公里造价高达4亿—6亿元／公里，轻轨的平面曲线半径一般在100米到200米之间地铁的平面曲线半径不小于300米轻轨的轴重要小于13吨地铁的轴重普遍大于13吨城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆轻轨交通的特点钢轨一般为轻型的，车辆是小型的。轻轨交通一般采用地面和高架相结合的方法建设。线路可从市区通往郊区。车辆设置灵活，列车编组3辆～6辆，电气牵引，常用铰接式车体。最高速度可达60km/h，旅行速度30～35km/h，单向运能2万人次/h～4万人次/h。能通过小半径曲线和大坡度地段，适应能力强。投资省，建设周期短，运能高，灵活。1、城市轨道交通的基本类型按照车辆宽度的不同，城市轨道交通车辆可分为3m的A型车、2.8m的B型车和2.6mC型车。低地板车：70%低地板车和100%低地板车。（1）车辆类型

A型车---拖车（自身无动力，依靠有动力的车辆推动和拖动，一端设有驾驶室）

B型车---动力车（转向架上有牵引电机，无驾驶室，车顶有受电弓）

C型车---动力车（转向架上有牵引电机，无驾驶室，车底有一组空气压缩机组）

（2）车钩形式地铁和轻轨车辆的车钩有三种形式：

1）全自动车钩电气部分和机械部分的连接及分离都是自动的，其表示符号为“-”；

2）半自动车钩机械部分的连接和分离是自动的，电气部分的连接和分离都是人为的，其表示符号为“=”；

3）半永久车钩电气部分和机械部分的连接及分离都是人工的，其表示符号为“※”。举例：上海地铁六节编组成一列车

-A=B※C=B※C=A-

昆明市2008年～2015年轨道交通建设规划：建成贯通线（1号线一期工程、2号线一期工程、1号线二期）长度43.5公里；建成3号线，长度19.1公里。总建设规模62.6公里，共建设车站46座，车辆基地5处，期间总投资260.61亿元。

1号线一期起始于北京路与环城南路交叉口的北侧，沿北京路→昆明火车站→春城路→巫家坝机场→晓东村→昆洛路→呈贡新城→雨花片区→广播电视大学。线路总长约为29.9公里，其中地下线8公里，高架线路21.9公里。在五腊村设车辆段1座，广播电视大学