城市轨道交通线路与站场

项目一城市轨道交通线路规划设计项目二城市轨道交通线路项目三城市轨道交通车站项目四城市轨道交通车辆基地项目五站场基础知识城市轨道交通线路与站场2项目一城市轨道交通线路规划设计

任务一城市轨道交通定义及分类城市轨道交通的优势与局限城市轨道交通是一种城市中利用轨道列车进行人员运输的方式。为采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统。1.分类：地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。

我国现行的《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104—2008）和《城市公共交通分类标准》（CJJ/T114—2007）把城市轨道交通按系统运输能力划分为高运量、大运量、中运量和低运量四个量级。

1）高运量系统：单向运输能力为4.5—7万人次/小时。

2）大运量系统：单向运输能力为2.5—5万人次/小时。

3）中运量系统：单向运输能力为1—3万人次/小时。

4）低运量系统：单向运输能力小于1万人次/小时。（1）地铁系统metrotube

A、B型车3—7万人次/小时(2)轻轨系统上海地铁6号线4CC型车设计1—3万人次/小时长春3C6C(3)单轨系统1—3万人次/小时(4)（现代）有轨电车（tram）1万人次/小时以下

上海磁悬浮列车示范线――浦东机场线。89亿元，长31.17公里，设计速度505公里/小时；运行速度430公里/小时。是世界第一条商业运营的高架磁悬浮专线。(5)磁浮系统广州地铁APM线

AutomatedPeopleMoverSystem2010年11月8日开通广州第一条使用胶轮路轨系统的路线。两节编组运行，两节编组列车长约24米，宽约3米(6)自动导向轨道系统(7)市域快轨交通系统指的是大城市市域范围内的客运轨道交通线路，服务于城市与郊区、中心城市与卫星城、重点城镇间等，服务范围一般在100公里之内。可采用Ａ．Ｂ型车,也可采用专门设计动车组南京地铁S1机场线1.线网的规划要与城市客流预测相适应2.线网规划必须符合城市的总体规划3.规划线路要尽量沿城市主干道布设4.线网中线路布置要均匀5.大城市的交通组织一定要构成立体交通体系6.线网中各条规划线路上的客运负荷量要尽量均匀7.在考虑线路走向时，应考虑沿线地面建筑情况8.尽可能利用城市旧有的铁路设施9.规划好车辆段的位置和用地范围10.规划好环线的布设11.规划好各线路的修建顺序任务二

城市轨道交通线网规划一、线网规划设计原则二、线网结构形式至少3条线成网至2021年9月，北京地铁运营线路共有24条地铁线路，均采用地铁系统，覆盖北京市11个市辖区，运营里程727公里，开通里程居中国第二任务三

城市轨道交通线路设计线路的设计阶段一般可分为四个阶段，即可行性研究阶段、总体设计阶段、初步设计阶段和施工设计阶段。城市轨道交通线路按空间布置方式，有地下线路、高架线路、地面线路，应根据城市总体规划和地理环境条件因地制宜地选择。线路中心线：路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线与路肩水平线的交点o的纵向连线。

线路平面：线路中心线在水平面上的投影。线路纵断面：线路中心线展直后在纵断面上的投影。一、线路平面设计平面组成：平面直线曲线圆曲线缓和曲线反映线路的曲直变化1.1圆曲线要素

偏角α

半径R

切线长

曲线长1.圆曲线曲线半径宜按标准半径从大到小合理选用。在实际工作中，最大曲线半径一般不超过3000米。1.2最小曲线半径（m）地铁线路按其在运营中的作用，应分为正线、配线和车场线。配线包括折返线、渡线、联络线、停车线、出入线、安全线等。1.3圆曲线长度

圆曲线长度过小，会出现一节车辆同时在两个缓和曲线上的情况，影响行车稳定性和旅客舒适度。圆曲线最小长度A型车不宜小于25m，B型车不宜小于20m，在困难情况下不得小于一个车辆的全轴距。2.缓和曲线作用行车平顺、旅客舒适ρ：

R离心力逐渐增加，利于行车平稳h：0

h向心力逐渐增加，与离心力增加配合轨距：BB+W曲线加宽3.直线直线与曲线相互协调，线路位置合理争取较长的直线段夹直线我国《地铁设计规范（GB50157-2013）》规定：正线及配线上相邻曲线间夹直线长度，一般情况应大于等于0.5V（V为列车通过夹直线速度），困难情况A型车不短于25m,B型车不短于20m。车场线上的夹直线不得小于3m。4.线路平面图

用一定的比例尺和规定的符号，把线路中心线及两面的地形、地物，投影到水平面上绘出的图。在线路平面图上，应标明线路里程标和百米标以及曲线要素及起、终点里程。二、线路纵断面设计平道坡道竖曲线纵断面组成反映线路的坡度变化1.坡度LiHii上坡取正值

+下坡取负值-平坡

0AB

我国《地铁设计规范（GB50157-2013）》规定：正线上最大坡度宜采用30‰，困难地段可采用35‰。在山地城市的特殊地形地区，经经济技术比较有充分依据时，可采用40‰。联络线、出入线的最大坡度宜采用40‰，但均未包括各种坡度的折减值。地下隧道和路堑地段为便于排水，不设计成平坡，而设计成≮3‰的坡度。坡段长度不小于远期列车长度2.坡段长度3.竖曲线纵断面变坡点设置的竖向圆弧原因：1、产生振动、局部加速度、旅客不适2、车钩错动、脱钩△i≥2‰时设置应竖曲线竖曲线半径4.线路纵断面图

用一定的比例尺和规定的符号，把平面图上的中心线展直后投影到铅垂面上，并注有线路平面和纵断面有关资料的图。5.选择合理纵断面示意图

“高站位，低区间”节能坡型三、线路标志为满足行车和线路养护维修的需要，在城市轨道线路应设置线路标志。包括百米标、公里标、曲线要素标、圆曲线和缓和曲线始终点标、坡度标、竖曲线始终点标、道岔编号标、水准基点标、桥号标、涵洞标、水位标等。项目二城市轨道交通线路任务一

地下隧道、高架结构及路基

线路有下部基础和上部建筑两部分组成。下部基础常采用整体道床结构，通常包括路基、桥梁和隧道，上部建筑通常指的是轨道。一、地下隧道优点：

1.对地面上的其他交通工具无干扰；

2.其运输能力不受气候影响；

3.也避免了噪声对城市的污染；

4.在战争期间还可作为民用防空设施。缺点：造价昂贵1.隧道横断面形式矩形圆形马蹄形（拱形）明挖法（盖挖法）盾构法

暗挖法矿山法

沉管法

2.隧道施工方法:

明挖法修建矩形区间隧道洞口、郊区空旷地带埋深较浅；地下车站应优先采用盾构法：一种在盾构机的保护下进行土体开挖和拼装衬砌的施工方法。断面形式有：圆形或椭圆形、半圆形、马蹄形、箱形。大多为圆形

传统的矿山法指用钻眼爆破的施工方法，又称钻爆法。其工艺落后，安全性差，逐步被现代矿山法取代。沉管法：是将隧道管段分段预制，分段两端设临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。优点：沉管隧道对地基要求较低，特别适用于软土地基、河床或海岸较浅，易于水上疏浚设施进行基槽开外的工程特点。二、高架结构城区高架结构作为城市景观的一部分，必须与城市的其他建筑相协调；在城区施工，要求建设速度快，对现有的交通干扰小；必要地段应设置声屏障以减轻车辆运行的噪音。1、梁部结构槽形梁下承式脊梁T梁板梁箱梁2、桥墩台形式3.高架车站结构按轨道梁与车站结构的布置形式，高架车站结构分为桥—建分离式、桥—建结合式、桥—建合一式三种。三、路基土工建筑物由松散的土石材料组成完全暴露在大自然中轨道的基础,直接承受轨道传来的的压力,并将其传到地基有足够的强度、稳定性和耐久性

路基的横断面

除路堤、路堑两种基本形式另有不填不挖式、半堤式、半堑式、半堤半堑式路基体的断面构成（1）路基面路基顶部的表面称为路基面。路基面应根据线路数目、线间距、轨道结构尺寸、曲线加宽、路肩宽度、是否有接触网立柱等计算确定。区间曲线地段的路基面宽度，单线应在曲线外侧加宽，双线应在外股曲线外侧加宽。加宽值在缓和曲线范围内线性递减。（2）路拱为利于排水，路基面设计为三角形路拱，应由路基中心线向两侧设4‰的人字排水坡，曲线加宽时，路基面仍应保持三角形。（3）路肩路肩为路基面道床坡脚以外的部分，即路基两侧未被道床覆盖的部分，为专业人员通行而设置。当路肩埋有设备时，路堤及路堑的路肩宽度均不得小于0.6m，无埋设设备时路肩宽度均不得小于0.4m。（4）边坡路基横断面两侧边线，即线路外侧的部分，称为路基边坡。路基边坡主要根据路基的土质、高度或土质的物理力学性质决定。当路堤高度小于等于8m时，路基边坡坡度不应大于1:1.5。路堤坡脚外应设宽度不小于1.0m的护道。（5）基床路基基床是指路基上部受轨道、列车动力作用，并受水文气候变化影响较大，须做处理的土层。路基基床分表层和底层，表层厚度应不小于0.5m，底层厚度应不小于1.5m。基床厚度以路肩施工高程为计算起点。任务二轨道结构轨道结构由钢轨、轨枕、联结零件、道床、道岔及附属设施等组成。轨道结构是行车的基础,其的作用是引导列车运行，直接承受由车轮传来的荷载，并把荷载传给路基或桥隧建筑物。轨道结构必须坚固稳定，并具有正确的几何形位，以确保列车安全、平稳、不间断运行。轨道结构的性质和状况决定了列车的运行品质，也决定了乘客乘坐的舒适性。作用：用来引导车轮的行驶，并将所承受荷载传到轨枕、道床及路基上去，也为车轮滚动提供最小阻力的接触面。

兼作轨道电路或供电接触网的导线一、钢轨

断面形状为工字形，由轨头、轨腰和轨底三部分组成

钢轨要求有足够的刚度、硬度、断裂韧度、粗糙度、稳定性及耐腐蚀性

60轨50轨

钢轨分类kg/m

正线及配线宜采用60轨，车场线宜采用50轨60轨比50轨重量增加不多，而通过钢轨的总重量可增加50%，抗弯强度增加34%，使用寿命1.5~3倍，维修工作量减少40%标准钢轨长度与钢轨类型有关。我国50kg/m的钢轨有12.5m及25m两种标准长度，60kg/m钢轨标准长度有25m、50m和100m三种。在曲线轨道中，曲线内股使用厂制标准缩短轨。如25.0m钢轨的缩短轨有24.96m、24.92m、24.84m；2.5m钢轨的缩短轨有12.46m、12.42m、12.38m。普通钢轨有热胀冷缩的性能，为适应钢轨伸缩铺轨时在两根钢轨的接头处，应留有适当的轨缝。钢轨在使用过程中不可避免地产生各种伤损，如折断，裂纹及磨耗等，为保证行车安全，出现钢轨伤损应及时更换。

作用：把钢轨连接起来，使钢轨接头部分具有和钢轨一样的整体性，以抵抗弯曲和移位，并满足热胀冷缩的要求

1.普通接头二、钢轨联结2.异型接头3.导电接头4.绝缘接头5.胶接接头

作用：承受钢轨传来的作用力，将其传给道床，并有效地保持钢轨的位置和轨距

铺设：1440-1840根/公里三、轨枕

木枕

混凝土枕四、扣件作用：将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵、横向移动分类扣板式弹片式弹条式

混凝土枕扣件木枕扣件保持轨距有足够的强度和压力有适当的弹性和一定的耐久性有良好的减震性能零部件和维修量少

轨距及水平调整性能五、道床

整体道床结构有砟道床

(道碴层

)

作用：均匀地传布轨枕压力于路基上，并保持轨枕的位置，且使轨道有足够的弹性，以减缓列车的冲击震动，利于排水。材料：碎石、筛选卵石、天然级配卵石、熔炉矿渣、粗砂中砂等七、轨道附属设施

1.轨道加强设备

防爬设备轨距杆

3.车档

2.护轨

任务三

道岔

道岔是线路相连接或交叉设备的总称，它用来使车辆从一股道转向或越过另一股道。由于道岔构造复杂，限制行车速度、养护维修投入大，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节，因此应使道岔具有良好的技术性能，确保列车能在规定的速度下安全、可靠地通过道岔和延长道岔的使用寿命。

单开道岔线路连接对称道岔三开道岔线路连接与交叉交分道岔交叉渡线

线路交叉直角交叉菱形交叉一、单开道岔右开1.转辙器部分单开道岔的转辙器由两根基本轨、两根尖轨、各种联结零件和道岔转辙机构组成。2.辙叉及护轨辙叉是使车轮从—股钢轨越过另一股钢轨的设备，它设置于道岔侧线钢轨与道岔主线钢轨相交处。辙叉由心轨、翼轨、护轨及联结零件组成。3.连接部分连接转辙器和辙叉的轨道称为道岔的连接部分，它包括直股连接线和曲股连接线。1.转辙器

1.1基本轨基本轨是用一根12.5m或25m标准断面的普通钢轨制成，主股为直线，侧股按转辙器各部分的轨距在工厂事先弯折成规定的折线或采用曲线形。1.2尖轨尖轨是转辙器中的重要部件，依靠尖轨的扳动，将列车引入正线或侧线方向。1.3转辙器上的零、配件1.滑床板2.轨撑3.顶铁4.各种特殊

形式的垫板5.道岔拉杆和连接杆

6.转辙机械

712.辙叉及护轨固定辙叉分为两种，即整铸辙叉和钢轨组合式辙叉。可动心轨道岔号数辙叉角的余切值N=cotα

9：6°20′25″7：8°07′48′743.连接部分连接部分是转辙器和辙叉之间的连接线路，包括直股连接线和曲股连接线（又称为导曲线）。1.对称道岔二、其它类型的道岔

2.三开道岔

3.菱形交叉

4.交分道岔三、列车过岔速度

道岔是线路提高速度的主要控制因素之一。列车通过道岔的速度包括直向通过速度和侧向通过速度。道岔的过岔速度是控制线路行车速度的重要因素之一。道岔容许通过速度取决于道岔构件的强度及平面型式两个方面，这些是保证列车安全平稳运行和旅行舒适度所必不可少的条件。四、道岔中心线表示法及其几何要素

按比例的中心线表示

单开道岔主要几何要素

9：a=13839mmb=15009mmL全=28848mmR=180m7：a=10897mmb=12070mmL全=22967mmR=150m五、道岔结构病害原因分析道岔结构比较复杂，零件较多，在列车荷载作用下，加之维修保养不及时极易发生病害。1.转辙器2.导曲线3.辙叉及护轨为保证列车运行安全，当发现不正常情况应立即采取措施消除。六、独轨交通的道岔

任务四

轨道结构的几何形位

轨

距

水

平

高低(前后高低)方向

轨底坡

一、轨

距直线地段标准轨距为1435mm轨距应在钢轨头部内侧面下16mm处置取

δ=S0

–q

当轮对的一个车轮轮缘与钢轨作用边贴紧时，另一车轮轮缘与钢轨作用边之间留出的空隙,此空隙称为游间δ。

曲线轨距

二、水

平：两股钢轨的顶面，在直线地段应保持在同一水平面上。水平也用道尺或轨检车进行测量。与轨距同时检查。直线部分按公里前进方向，以左股钢轨为基准，右股钢轨顶面高时误差用“+”号，低时用“-”号；曲线部分以里股钢轨为基准。三角坑

H=11.8VP2/RH——曲线外轨超高（mm）；

VP——列车通过速度（km/h）；

R——曲线半径（m）外轨超高计算后，取5mm的整倍数一般地，城市轨道交通线路超高最大值不超过120mm。欠超高过超高或余超高未被平衡的欠超高不宜大于61mm,困难情况下不应大于75mm；过超高不超过30mmHq=11.8vmax2/R-h三、高低：一股钢轨顶面纵向的高低差，反映平顺情况

吊板（暗坑）：轨底与垫板、垫板与轨枕、与道床顶面之间出现间隙，此间隙超过2mm四、方向（轨向）：轨道中线位置应与它的设计位置一致，在直线是否顺直，在曲线是否圆顺相对轨距来说，轨向更为主要测量时，用10m弦绳五、轨底坡：钢轨向轨道中心倾斜，1:30或1：40

任务五

限界

限界：为保证列车在线路上运行安全，防止车辆与沿线建筑物(设备)发生互相碰撞，而规定的轮廓尺寸线

车辆限界设备限界建筑限界车辆在正常运行状态下形成的最大动态包络线车辆在故障运行状态下形成的最大动态包络线，用以限制设备安装的控制线

在设备限界基础上，考虑了设备和管线尺寸后的最小有效断面

1.车辆限界

直线地段设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安装间隙后形成；车体肩部横向向外扩大100mm，边梁下端横向向外扩大30mm，接触轨横向向外扩大185mm，车体竖向加高60mm，受电弓竖向加高50mm，车下悬挂物下降50mm。

曲线地段设备限界应在直线地段设备限界基础上，经计算加宽和加高。2.设备限界

相邻的双线，当两线间无墙、柱及其它设备时，两设备限界之间的安全间隙不得小于100mm。区间直线区段矩形、圆形、马蹄形隧道限界图3.建筑限界

建筑限界在宽度方向上设备和设备限界之间应留出20～50mm的安全间隙。当建筑限界侧面和顶面没有设备或管道时，建筑限界和设备限界之间的间隙不宜小于200mm；困难条件下不得小于100mm。区间直线区段地面、高架限界图

任务六

线路维修与无缝线路城市轨道交通线路维修工作的基本任务是经常保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备使用寿命。“预防为主，防治结合，休养并重”一、线路维修城市轨道交通线路维修工作的基本任务是经常保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备使用寿命。预防为主，防治结合，休养并重根据作业的内容、技术难度和规模，线路维修可以划分为日常维修和养护、专项维修、大修三个修程。1.日常维修和养护日常维修和养护的工作范围主要包括经常性或预防性的养护和失效零部件部分的维修等内容，避免损坏扩大而造成更大的损失，使设施保持完好均衡的技术状态。2.专项维修专项维修是巡检、定期检查或申请保修过程中发现的异常的严重的病害经过鉴定应进行的单项的维修或几个单项维修的联合作业。3.大修市轨道交通线路大修的主要任务是根据运输需要及线路设备损耗规律，周期性地、有计划地对损耗部分进行更新和修理，恢复和提高设备强度，延长设备使用寿命，增强轨道承载能力。二、无缝线路为减少接头，把许多根普通长度的钢轨焊接起来形成长钢轨线路，称为无缝线路。未经钻眼与淬火的标准轨，先在工厂焊接成长轨条，然后运抵线路铺设用地，焊接成1000～2000m或设计要求长度。1.普通无缝线路的组成2.基本原理钢轨伸缩量其中α—钢轨的线性膨胀系数11.8×10-6/°C

L--钢轨长度m△t—轨温变化幅度°C钢轨铺设到线路上被锁定后,不能随轨温变化自由伸缩,则在钢轨内将产生温度应力。

3.锁定轨温：

无缝线路用强力扣件和防爬设备将钢轨扣紧在轨枕上，称为锁定线路。锁定线路时的轨温称为锁定轨温。此时钢轨内的纵向应力应为零。（零应力轨温）锁定轨温稍高于当地历年最高轨温与最低轨温的中间值。

4.分类温度应力式放散温度应力式自动放散式定期放散式项目三

城市轨道交通车站

车站是城市轨道交通必不可少的基础综合设施，除承担行车技术作业外，还是为乘客服务的重要窗口。车站建设不仅要满足运营及为乘客提供高质量服务的要求，而且在工程造价要求合理的前提下还要与城市建设相协调。

任务一

车站概述一、城市轨道交通车站设计原则1.最大程度吸引客流。2．按远期运量需求设计。3．预留适当的能力余地。4．最小程度占用地面面积。5．需采用多方案比选后，确定较优方案。一般宜设在直线上二、车站分类

2.按规模分一等站二等站三等站1.按位置分地下车站地面车站高架车站终点站、中间站、折返站（区域站）换乘站、分岐站、越行站4.按是否具有站控功能分：集中站；非集中站3.按运营特点分三、影响车站分布的因素城市规模大型客流集散点地区人口密度线路长度城市地貌和建筑物布局轨道交通路网及城市道路网状况车站分布对市民出行时间的影响站间距：一般1-2km，市区0.8-1.6km任务二

城市轨道交通车站组成

1.出入口

设计原则：吸引和疏解客流。个数：每个公共区不少于2个，一般4个出入口宽度：

客流量*1.1~1.25，一般不少于2.5m地下出入口通道力求短直，通道的弯折不宜超过三处，弯折角度宜大于90°。地下出入口通道长度不宜超过100m。布置方式:2.（中间）站厅主要功能：集疏客流、检售票、服务、设置部分管理与设备用房。

位于站台一端（终点站）或两侧应考虑付费区与非付费区的功能区别客服中心设置在付费区和非付费区之间布置方式：3、站台供列车停靠、乘客乘降的功能层。站台类型：优缺点比较站台尺寸的确定长度宽度高度站台计算长度：列车最大编组数的有效长度与停车误差之和，有效长度：无站台门为列车首末两节车辆司机室门外侧之间的长度，有站台门为列车首末两节车辆尽端客室门外侧之间的长度停车误差(m):无站台门1-2m，有站台门+0.3m

一般地：一等站14m-15m，二等站l0-12m，三等站8-10m

站台高度：站台高度指站台到轨顶面的高度，与车型有关。高站台:站台平面与车辆车厢内地板尽量保持同一水平面;

低站台:站台比车厢地板面低。车门与站台边缘距离：该值由车辆的限界决定，还应考虑站台的施工误差，一般100mm。当车站设在曲线上时，应适当加宽。

四、车站乘降设备

保证车站地面出入口、中间站厅、地下站台之间乘客垂直移动的便捷舒适，安全可靠。楼梯坡道自动扶梯电梯1.楼梯

最简单易建的乘降设备。投资低、施工简单、管理方便．但易造成人流交叉干扰，乘客不方便。我国楼梯踏步的宽度×高度常采用：

300～320mm×145～150mm。

倾角26°34′

每个梯段不应超过18级。不少于3级。休息平台1.2~1.8m一般在站台宽度允许的条件下，尽量放宽楼梯宽度。2.坡道高差较小，施工条件良好,用坡道替代楼梯坡道长度应以乘客走行时间能够承受为限，一般不应超过200m防滑措施及坡道照明

3.自动扶梯设置在建筑物层间连续运载人员的输送机。

在城市轨道交通车站中，自动扶梯的用途主要是解决乘客的快速疏解，满足乘客对乘降舒适度的要求。

4、电梯与轮椅升降台电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。垂直电梯是车站应设置的无障碍设施，不能设置垂直电梯时，应在人行楼梯挂设轮椅升降台。任务三

换乘站

换乘是指乘客在不同路线之间，在不离开车站付费区及不另行购买车票的情况下，进行跨线乘坐列车的行为。一、换乘站设计原则尽量缩短换乘距离，换乘路线要明确、简捷，尽量方便乘客；尽量减少换乘高差，降低换乘难度；换乘客流宜与进出站客流分开，避免相互交叉干扰；换乘设施的设置应满足换乘客流量的需要，且有扩、改建余地；应周密考虑换乘方式和换乘形式，合理确定换乘通道及预留口位置；换乘通道不宜超过100m，超过100m宜设置自动步行道；应尽可能降低造价。1.站台换乘2.站厅换乘3.通道换乘4.组合换乘二、换乘方式1.站台换乘（1）同站台换乘

同站台换乘是最便捷的换乘方式（2）垂直换乘（节点换乘）站厅换乘是指乘客由一个车站的站台通过楼梯或自动扶梯到达另一个车站的站厅或两站共用的站厅，再由这一站厅通到另一个车站的站台的换乘方式。2.站厅换乘3.通道换乘通道换乘常见于两站台间相距较远的车站。乘客下车后需经过专用通道，步行一段距离，到达另一条路线的站台转车，通常都需要在中途转换楼层。4组合换乘几种换乘形式站外换乘站外换乘常见于因某种原因无法在付费区换乘，而进行的有条件换乘，就是使用用一张公交卡在转乘站之间两条或多条线出站后在规定时间内换乘，而使用单程票卡则无法换乘。“工”字形换乘站“一”字形换乘站“L

T十”字形换乘站三、换乘站形式项目四

车辆基地对车辆的运用、维护保养、检修,使运行车辆保持良好的技术状态，确保行车安全，提高车辆的运行效益一般每条城市轨道交通线设一个车辆段，若线路较长则增设一个停车场。分类:尽头式和通过式一、选址要求用地符合城市总体规划有良好的接轨条件避开工程地质和水温抵制不良的地段有良好的自然排水条件便于城市电力线路、给排水等市政管道的引入和道路的连接有足够的有效用地面积和远期发展余地任务一

车辆基地概述二、车辆基地组成车辆段综合维修中心物资总库培训中心救援设施平面设置立体设置

三、车辆基地的规模

四、与铁路联系五、车辆段设置地铁的车辆检修修程分为大、架修、定修、三月检和双周检。任务二

车辆段设置1.停车库主要用于夜间收车后停车作业，以及停放备用车辆，可以进行简单维护保养作业。设计规模线路车辆保有量一般一条停车线停放2~3列车

一、车辆段必备设施停车库（棚）计算长度Ltk=(L+1)×Nt+(Nt—1)×8+9

式中：Ltk—停车（棚）计算长度（m）；(L+1)—列车长度加停车误差1m（m）；Nt

—每条线停车列位数；8—停车列位之间通道宽度（m）；9—停车库两端横向通道总宽度。2.检修库专门用于车辆检修作业的车库，配有检修设备。（1）列检库：完成列车列检作业，可以在停车库列检线完成；（2）三月检库：完成列车三月检作业；（3）定修库：完成列车定修作业；（4）架修库：完成列车架修作业；（5）大修库：完成列车大修作业。列检库（棚）计算长度Ljk=Lj×Nj+(Nj—1)×8+9式中：Ljk—列检库（棚）计算长度（m）；

Lj—检查坑长度（m），为列车长度加4m；Nj—每条线列检列位数；

8—列检车列位之间通道宽度（m）；

9—列检库两端横向通道总宽度。3.车辆清洗设备4.设备维修车间车辆段必须配备车辆清洗设备，并设专用的车辆清扫线。车辆段内还应由设备维修车间，负责段内的动力设施及通用设备维修。二、车辆段内的线路1.停车（列检）线2.洗车线3.检修线4.吹扫线5.解钩线6.静调线7.镟轮线8.试车线广州地铁芳村车辆厂线路布置图东教站安全线牵出线D44L-37646062L-35D40D22材料库线走行线说明:1.L2/L8为交分道岔。2.L4、L6为单开道岔。3.L33、L60、L62、定位，L-35作为试车线一部分。大架修库线试车线L-14L-30L-31L-25L-26L-27调机库线L-23L-22L-246道5道4道定检线静调库线检修线L-33L-32D20D36D34D32D30存车线L-29L-2856545248D184438404246D16L-21牵出线L-12S1234X11X10L-11AL-10AL-11BL-10BL-9L-8BL-7BL-6BL-5BL-4BL-3BL-2BL-1BD70X8X7X6X5X4X2X3X1D8L-8AL-1AL-3AL-2AL-5AL-4AL-7AL-6AG-1三月检线双周检线不落轮旋修线L-8CL-7CL-6CL-5CL-4CL-3CL-2CL-1CS11S10D9S8S7S6S5S4S3S2S1D73133D25J12816141218D22846SXSRSCD42010242236X12D14D8AD8B1D7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD7B1D6B1D5B1D4B1D3B1D2B1D1B1D8B2D8CD6B2D5B2D4B2D3B2D2B2D1B2D7B2D7CD6CD5CD4CD3CD2CD1CD1329271311251523211719G-19D53517D1S210L-16L-15XK353739D15D21D19D17L-17L-18L-19L-20安全线牵出线工程车及特种车存放线存车线维修中心线三.车辆段设计原则：（1）收发车顺畅；（2）停车检修分区合理；（3）用地紧凑。

车辆段的用地规模一般为0.2～0.45km2车辆段设计主要分为三部分：咽喉部分线路部分车库部分1.注意保证行车安全、满足输送能力的需要2.保证必要的平行作业3.努力缩短咽喉长度，尽量节省用地任务一城市轨道交通线路按其在运营中的作用，分为正线、配线（辅助线）和车场线。正线贯穿所有车站、区间,供列车日常运行。（右侧行车制）辅助线包括折返线、联络线、停车线、出入线、安全线等。车场线指牵出线、车底（空车）停留线及车辆段内各种作业线和试车线。项目五

站场基础知识1.环形折返线:俗称灯泡线

环形线折返设备可保证最大的通过能力，但施工量大，钢轨在曲线上的磨耗也大。一般只适用于线路较短、线路延伸可能较小且该端点站又往往在地面的情况。二、折返线：专供列车折返调头的线路。

2.尽端折返线一般说来，站后尽端折返线折返是最常见的方式。折返线的有效长度，宜为远期列车长度加50m(不含车挡长度)。

3.渡线折返存在一定的进路交叉三、联络线：轨道交通线路之间为调动列车等作业而设置的连接线路。

同种制式列车过轨运行1.联络线与正线的接轨点宜靠近车站2.可设置单线或双线

四、

停车线

城市轨道交通系统复杂、设备多，且线路密度较大，列车运行间隔较小，列车在运营过程中难免发生故障。为不影响后续列车运行，设计上应能使故障列车及时退出运营正线，停放到停车线上，尽量减少对后续列车的干扰。

正线应每隔5-6座车站或8-10km设置停车线，其间每隔2-3座车站或3-5km加设渡线停车线应具备故障待避和临时折返功能。出入线宜在车站端部接轨应按双线双向设计五、车辆基地出入线

1．车辆基地位于线路端部线路起（终）点站站后接车辆基地，这种布置方式较好，车辆基地出入线与正线干扰少，有利于运营管理。2．车辆基地位于线路中部

六、安全线：为防止在车辆段（场）出入线、折返线和岔线（支线）上行驶的列车未经允许进入正线与正线列车发生冲突事故，在无其它列车运行隔开设备的下列情况，应设安全线，以保证列车安全、正常的运行。安全线的长度一般不小于50m一、道岔和线路编号为便于车站或车辆段生产指挥作业的联系和对设备的维修管理，应对道岔和线路进行编号。同一车站或车辆段内的道岔和线路不得有相同的编号。道岔一般用阿拉伯数字依次编号。线路编号一般正线用罗马数字，其它线用阿拉伯数字。任务二

两相邻道岔中心间的距离二、线间距

相邻线路中心线间的距离。线路间距应保证行车和各项作业的安全，满足设置各项设备的需要。曲线地段应直线地段基础上按规定加宽。三、两相邻道岔中心间的距离

道岔配列形式L=a1+f+a2+△L=b1+f+a2+△L=b1+f‘+b2+△L=S/sinα任务三

线路连接形式

线路终端连接渡线连接梯线连接线路平行错移1.线路终端连接

把相邻两条平行线路合成一条，这种连接形式叫线路终端连接

由一副单开道岔、一条连接曲线及道岔与曲线间的直线段组成

1.R一般不小于导曲线半径2.g=S/sinα-(b+T)

g不宜小于5m,车场可减少到3m3.全部连接长度在水平方向的投影为：

X=a+x+T2.渡线连接

（1）普通渡线

（2）交叉渡线

设于两条平行线路间，由两副辙叉号数相同的单开道岔及两道岔间的直线段组成

由四副辙叉号数相同的单开道岔和一副菱形交叉及连接轨道组成

全部连接长度在水平方向的投影长度为

X=2a+x=2a+SN（3）缩短渡线

由两副单开道岔、反向曲线、曲线间直线段及曲线间的直线段组成

当两条平行线路间的距离较大时，为了缩短连接长度

3.线路平行错移的连接

变更线路间距

4.梯线连接

（1）直线梯线

各道岔依次排列在一条直线上

（2）缩短梯线

当平行线路间的距离较大时，为了缩短梯线长度

将几条与基线成不同倾斜角的梯线组合起来，连接较多的平行线路

（3）复式梯线

车辆段内线路数较多，常用复式梯线连接任务四

线路有效长

指股道上能停放列车而不影响信号显示、道岔转换及相邻线路列车作业的长度。线路有效长的起止范围主要由下列因素确定：

警冲标；道岔始端基本轨接缝处绝缘；调车信号机；车挡（为尽头式线路时）

警冲标是防止停留在一线上的机车车辆与邻线行驶的机车车辆发生侧面冲撞而设在两条线路交叉处适当位置的一种信号标志，学习目标

知识目标

1.了解超声波雷达工作原理。

2.掌握超声波雷达特点、参数。

技能目标

1.掌握超声波雷达的调试技能。

2.掌握超声波雷达探测障碍物的技术特点。建议课时

8课时模块二

超声波雷达的原理、安装与标定

一、超声波雷达的特点

超声波雷达在汽车上的应用如图2-1所示。超声波雷达外形如图2-2所示，其在应用中具有如下特点：模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-1超声波雷达在汽车上的应用

图2-2超声波雷达外形

（1）汽车上用的超声波雷达，频率为40kHz，相对固定。

（2）超声波的传播速度低，并且指向性强，灵敏度高，能量消耗缓慢。一般测量距离小于10m。

（3）超声波对色彩、光照度不敏感，适用于识别透明、半透明及漫反射差的物体。

（4）超声波抗环境干扰能力强，可全天候工作，可在室内、黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中使用。

（5）超声波雷达结构简单，体积小，成本低，信息处理简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制。

（6）超声波雷达适用于汽车低速行驶时，因为在不同的天气情况下，超声波的传输速度不同，当汽车高速行驶时，超声波测距无法跟上车距的实时变化，误差较大。

（7）超声波有一定的扩散角，只能测量距离，不能测量方位，因此停车时必须在汽车前、后保险杠不同方位上安装多个超声波雷达。

（8）对于低矮、圆锥、过细的障碍物或者沟坎，超声波雷达不容易探测到。

（9）超声波的发射信号和余振的信号都会对回波信号造成覆盖或者干扰，形成探测盲区，可安装摄像头解决盲区问题。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定

二、超声波雷达的结构

超声波雷达的主要材料是一种具有压电效应、能够实现电能与机械能相互转换的晶体材料——压电晶片。超声波雷达有一个发射头，一个接收头，通过超声波发射头发出超声波脉冲，经介质（空气）传到障碍物表面，被障碍物反射后再通过介质（空气）传回到接收头，计算出超声波脉冲从发射到接收往返的时间，根据介质中的声速，就可以得到从探头到障碍物表面的距离。超声波雷达典型结构如图2-3、图2-4所示。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-3超声波雷达典型结构

图2-4超声波雷达结构图

三、超声波雷达测距原理

1.超声波雷达定义

超声波雷达是一款极其常见的传感器。如果觉得超声波雷达有些陌生，那么它还有一个更通俗的名字——倒车雷达。它是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示器告知驾驶员周围障碍物的情况，消除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的不便，并帮助驾驶员解决了视野盲区和视线模糊的问题（图2-5所示为停车辅助，图2-6所示为博视宝数码倒车雷达）。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-5停车辅助

图2-6博视宝数码倒车雷达

2.工作原理

超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波，通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算距离，如图2-7所示。目前，常用探头的工作频率有40kHz、48kHz和58kHz三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用40kHz工作频率的探头。超声波雷达防水、防尘，即使有少量的泥沙遮挡也不影响，探测范围在0.1～3m之间，且精度较高，因此非常适用于停车。

工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单，成本低，制作方便，但其传输速度受天气影响较大；另外，超声波能量与距离的平方成正比衰减，因此，距离越远，灵敏度越低，从而使超声波测距方式只适用于较短距离。目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为4～5m，因此大多用于汽车倒车雷达等近距离测距中。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-7倒车雷达系统原理

如图2-8所示，该倒车雷达系统采用单片机控制，利用超声波实现无接触测距，并考虑测量环境温度对超声波波速的影响，而且通过温度补偿法对速度进行校正。使用由集成数字传感器DS18B20构成的温度测量电路，可直接读取温度值，再根据温度补偿得出超声波在某一温度下的波速，由单片机计数脉冲个数获得传播时间，根据超声波测距原理测得并显示距离，再根据显示的距离控制蜂鸣器的发声频率。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-8整体设计框图

如图2-9所示，超声波雷达在空气中工作，设探头到障碍物表面的距离为L，超声波在空气中的传播速度为v（约为340m/s），超声波从发出到接收所需的传播时间为t，当发射头和接收头之间的距离远小于探头到障碍物之间的距离时，则超声波雷达至障碍物表面之间的距离L=vt/2。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-9超声波雷达测距原理

四、超声波雷达的主要参数

1.测量范围

超声波雷达的波长越长，频率越小，检测距离越大。

2.测量精度

被测物体体积过小、表面形状凹凸不平、物体材料吸收声波等情况都会降低超声雷达测量精度。

3.波束角

以超声波雷达中轴线的延长线为轴线，到一侧能量强度减小一半处的角度称为波束角。波束角越小，超声波雷达指向性越好。

4.工作频率

一般选择40kHz工作频率，这样传感器方向性灵敏，且避开了噪声，提高了信噪比。

5.抗干扰性能

环境中的噪声会干扰超声波雷达接收物体反射回来的超声波，超声波雷达应具有一定的抗干扰性能。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定

五、超声波雷达安装标定

（一）超声波雷达的安装

超声波雷达安装在汽车前、后保险杠上，一般前部安装4个超声波雷达，后部安装4～6个超声波雷达。UPA和APA的探测范围和探测区域如图2-10所示，图中的汽车配备了前后方向各4个UPA，左右两侧各2个APA。APA的探测距离优势让它不仅能够检测左右侧的障碍物，而且还能根据超声波雷达返回的数据判断停车位是否存在，因此，可用于自动停车时的停车位检测。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-10超声波传感器应用

（二）超声波雷达的安装调试

超声波雷达的具体安装步骤如下。

1.接通超声波考核系统实验箱电源

（1）通过连接考核系统配套的12V直流电源适配器对考核系统主机进行供电，如图2-11所示为超声波考核系统实验箱。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-11超声波考核系统实验箱

（2）连接好电源适配器上的交流220V延长线（图2-12右侧的电源延长线）。电源适配器如图2-12所示（不同时期可能会有不同的适配器）。

（3）将电源适配器一端通过220V电源线插到交流插座上，另外一端的圆形端子插接到考核系统主机右侧的12V圆形黑色电源插孔，如图2-13所示。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-12电源适配器

图2-1312V电源接口

2.连接总线通信工具并进行设置

连接总线通信工具（PFAutoCANTest），并打开计算机配套软件进行相应连接设置。

（1）将PFAutoCANTest总线工具和配套的线缆进行连接，注意DB9插头的插入方向，连接好后，如图2-14所示。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-14已经连接好DB9接口的PFAutoCANTest总线工具

（2）将PFAutoCANTest总线工具的CAN总线延长线接入考核系统主机上侧面板的右下方CAN接口（航空插座；注意接口方向，方向不正确将不能接入；接入时插头的凹槽对应于插座的凸起），连接情况如图2-15所示。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-15已经与PFAutoCANTest总线工具连接好的考核系统CAN接口

（3）将USB延长线与计算机USB接口进行连接，如果计算机端USB驱动安装正确，则PFAutoCANTest总线工具上“SYS”指示灯将会由红色变成绿色；若USB驱动安装不正确，则一直显示红色。连接成功后的指示灯如图2-16所示。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-16总线工具指示灯

（4）双击“PFAutoCANTest”软件图标如图2-17所示，打开“PFAutoCANTest”软件（该软件为绿色免安装软件，可以直接打开），打开软件后的界面如图2-18所示。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-17软件图标

图2-18软件界面

（5）点击软件最上面的“打开设备”菜单，并选择“PFAutoCAN-2”→“Dev0”，如图2-19所示。

（6）点击“Dev0”后，软件界面如图2-20所示。

备注：部分显示器因分辨率、操作系统原因，软件界面下方的“控制面板”窗口可能会出现显示不全的现象，此时可以拖动该窗口上方与数据窗口的边界，进行窗口大小调整。模块二

超声波雷达的原理、安装与标定图2-19PFAutoCANTest总线工具选择

图2-20选择“硬件”后的界面

（7）在图2-20所示的软件界面中，“PFAutoCAN-2Dev0-0”是PFAutoCANTest总线工具的高速CAN总线通道“数据窗口”，CAN总线物理