中南大学－城市轨道交通－第一章轨道交通系统概念和基本特征

1、1、城市交通发展概述2、铁路运输发展历史3、世界各国铁路运输发展进程4、铁路运输的技术和经济特点5、铁路运输系统规划设计主要内容6、中国铁路运输系统建设程序7、总结、第一章铁路运输系统的概念和基本特点、主要内容、1、城市交通发展概述、历史上第一次城市公共交通是罗马在欧洲，16世纪，两个城市之间定期出现幸福的车辆，17世纪引进马车，但当时道路不好，费用高，速度慢，缺乏舒适。例如，从伦敦到约克的马车每周要走1，3，5步，175 mile(282公里)，要走4天。第一种可以在城市道路上独自出行的公共交通形式是1625年左右在伦敦和巴黎出现的马车(Hackney Carriage)，也就是出租车的前身

2、。到1700年，伦敦大约有600辆这样的马车。但是这些马车主要为贵族阶层服务。直到19世纪初，大部分人都依赖步行，所以城市的半径是紧凑的结构，在步行的距离内。富人住在城市边缘，坐马车工作。现代意义上的城市大规模公共交通是1819年在巴黎开始的运行路线。美国的第一条公共汽车路线是1827年纽约市可载12人的改良马车。我国城市交通经历了步行、人/畜产汽车时代。20世纪初以来，汽车运输也有了很大的发展。但是市中心地区的汽车运输迅速发展是自20世纪30年代以来的事。汽车数量的迅速增加，直接导致了市中心地区的交通拥挤和污染问题。我国城市交通的另一个特点是非机动车运输。也就是说，自行车和三轮车是许多城市中

3、居民在中、短距离内移动的最主要工具。这种情况给解决城市道路路面交通带来了很大困难。1、城市交通发展纲要，现代城市交通的目标可以从以下六个方面理解：(1)最大限度地提高人和货物到达商业区、学校、工作场所等场所的可能性，即实现乘客、货物的位移需求，这也是交通的最基本目标。(2)减少交通事故。事故除了直接损失外，还有很多难以预测的外部费用。因此交通事故减少成为所有发达国家和发展中国家关注的问题。(3)尽量减少交通对环境的不利影响。随着人口密度的增加，交通引起的环境问题也越来越尖锐。(4)有助于计划实现目标。计划通常考虑城市或地区的长期利益，具有更好的可持续性。遵循科学发展计划是避免盲目开发、无序管理

4、带来的不良后果的重要措施。(5)稀缺资源，特别是土地和石油的保存。必须考虑人类生存和发展的长期后果。(六)实现上述目标时，尽量降低公众成本。这个目标反映了优化的观点，考虑所有城市问题的目标，2，铁路运输发展的历史，(1)铁路运输的出现1705年英国人托马斯伯顿门和助手卡莉发明了大气型蒸汽机，1712获得了稍有改进的蒸汽机专利；1769年，有詹姆斯瓦特的凯旋门的蒸汽机是“单动式蒸汽机”，1782年把瓦特凯旋蒸汽机定为“联式蒸汽机”，1785年启动并广泛普及，使英国的纺织品产量在20多年(1766年至1789年)中增长了5倍，向市场供应大量消费商品，向市场提供大量消费商品。1804年，理查德特里维

5、茨克发明了第一台实用工作的蒸汽机车；1814年7月25日，stephanion亲自制作的第一辆机车开始以Blucher的名字运行。这辆机车有两个汽缸，一个2.5米长的锅炉，法兰的轮子以免打滑，铁轨是扁平的。8辆车，30吨卡车，每小时6.4公里。(问题：噪音大，震动强，随时有爆炸的可能性；发动起来，浓烟滚滚上升，车轮摩擦铁轨，火花四溅，汽车里的人满身灰尘，疲惫不堪。蒸汽机车以后继续从烟囱里着火，把附近的树烧成了“火车”的由来。2、铁路运输发展史，(1)铁路运输发生1825年9月27日，Stephen sun在大林顿和斯托克顿(32公里)之间首次与他人合作制造的“旅客号码”，成功地进行了铁路运输，

6、情况有了很大改善。旅行者号牵引着煤6程序，20多岁的车厢装满了乘客，承载着高达每小时15英里的载荷。这个壮观的场面很多人来看。铁路两旁人山人海。还有谁骑着马，开着彩旗，在火车前面上路。伴随着鸣叫声，它向全世界宣告了铁路时代的到来。2，铁路运输发展历史，(1)铁路运输生成1829年曼彻斯特利物浦铁路建设，名为“火箭”的机车每小时运行36英里。之后成为欧美各国铁路设计和建设顾问。这辆能以每小时6公里的速度牵引8辆载着30吨煤的卡车的列车，世界上第一辆尖端列车斯蒂芬孙也被誉为“铁路机车之父”。另外，由于达林敦和斯托克顿铁路是世界上第一条铁路，因此斯特凡索恩也被称为“铁路之父”。2，铁路运输发展历史，

7、(1)铁路运输生产的第一条城市间铁路路线：1829年，英国曼彻斯特曼彻斯特的第一条市郊铁路：1838年，伦敦郊区第一条地铁路线：1863年1月开通，伦敦，6公里，蒸汽驱动的第一条城市高架铁路：之后，在布达佩斯，格拉斯哥，第一个电气库开通了进入线：芝加哥，1895年5月6日运行，用电力机车拖着一两辆无动力拖车，美国第一个拥有电力驱动地铁系统的城市，波士顿33541897年9月在特雷蒙街的电车线运行3354街隧道至今仍在使用；第二条电力驱动的地铁建在华盛顿。2，铁路运输发展历史，(3) emu的出现1897年，芝加哥南部当局决定电气化高架铁路，并与当时的工程技术专家斯普林格签订了合同。剧透的一个重

8、要贡献是发明了多单元汽车系统。在这个系统中，每辆车都有马达，但都是第一辆车的司机操纵的。斯拉格在纽约的通用电气测试线上致力于这项工作。1897年7月，他在南方官员和工程师面前示范了一列6辆车的火车。1898年8月，南线卸下了所有蒸汽机车。多单位列车的重要性在于，每辆车都有推力，因此，在不减少列车牵引力的情况下，可以增加列车乔丹。牵引力在应用于驱动轮对的多单元系统(而不是机车)中，作为重量和驱动轮数的函数，每个车辆可以有更大的加速度，从而提高列车平均速度，降低运营成本。Emu的出现对城市铁路的发展具有特殊意义，目前世界上几乎所有的地铁都采用了这种驱动系统。3，世界各国铁路运输发展进程，(1)国家

9、概况美国、欧洲、拉丁美洲、亚洲。(2)各国铁路运输现状对亚洲、欧洲、中南美、北美、前苏联来说很简单。(3)发展史回顾简要说明两个：牵引力：蒸汽电力地理位置：城际城市中心(地面)地铁高架轻轨，贯穿现代城市公共交通的发展历史，城市轨道交通经历了繁荣、衰退、复兴等螺旋发展过程：城市轨道交通到2002年，中国在北京、天津、上海广州建设了8条地铁线路。总长约168.88公里，目前城市铁路交通建设正在进行中的城市有南京、深圳、重庆、武汉等10个城市，共13条线路总长约380公里，另外20多个城市还计划、规划、建设和规划30多个城市铁路运输路线。轻轨建设也有了很大发展，2002年天津和上海分别开始了高速铁路

10、建设。最近很多城市的铁路交通有了很大发展。3、世界各国铁路运输发展过程，介绍中国城市铁路运输发展情况，配置北京、上海、广州15条线路建设，计划总长500公里以上的城市交通网。2000年，国家批准长春、大连、武汉、重庆四个城市为第一个轻轨建设示范城市。到2010年为止有地铁的城市：北京、天津、上海、广州、深圳、南京、香港、台北、高雄、武汉(建设中)、成都(建设中)、无锡(建设中)、沈阳，3、世界各国铁路运输的发展过程，4、铁路运输的技术经济特点，城市铁路运输的概念：服务城市客运，一般是以电力、固定轨道运行方式为特征的车辆或列车、铁路等各种相关设施的总和。城市轨道交通可以根据运输能力、外观特性、采

11、用的技术等多种特性进行分类。主要是电车轻轨(Underground Railway，Subway，Metro)市郊铁路(Suburbs Rail)、轻轨(Light Rail Transit)地铁(Underground Railway，Subway，Metro)优点：成本低，建设容易。缺点：干扰多，速度慢，容量低，交叉口顺畅，容易与地面道路车辆相撞，造成道路交通堵塞。发展现状：已经比较罕见，大部分改善为轻轨系统。例：我国早在20世纪30年代，北京、上海、天津、沈阳、大连、鞍山等城市发生了电车，但此后被废除，剩下的时间不多了。4.2轻轨(Light Rail Transit)，轻轨的概念：轻轨

12、车辆的轴重更轻，施加在轨道上的负荷比郊区铁路或地铁的负荷轻，所以被称为轻轨。电车和地铁之间有中间交通的铁路运输工具。欧洲和北美的地铁投资热潮自80年代以来已经占据了轻轨系统。电气化轻轨系统比地铁和郊区铁路优越，费用低廉的地方很多。轨道体积小，车辆重量轻，可以在更大的坡道和更小的曲线上行驶。为了避免轻轨(例如伦敦的Dockland轻轨：完全隔离)，至少需要40%的道路方法。Manchester中的Metrolink:半隔离。这使它与电车不同。轻轨系统的三种主要类型是：(1)在德国斯图加特轻轨等电车上转换。(2)作为独立系统开发的，大部分是新制造的系统，如英国的多克兰轻轨。(3)利用现有的旧铁路线

13、(如英国曼彻斯特的Metrolink轻轨)构建更经济的系统。，英国Manchester的Metrolink，Metrolink列车，轻轨的五大优点：(2)建设中比地铁更灵活：土地昂贵，特别是在市中心城市，轻轨系统可以在街上部署，旅客可以在人行道上下车。(1)比地铁安全：动力来自汽车的顶部，而不是地铁系统的第三轨道。此外，因为可以在街上行驶，所以不需要保护扶手。(3)更适合低交通量：在中等规模城市用于补充公共汽车运输。(4)如果大部分线路根据右边线路规则隔离，在混合运输条件下平均行驶速度可能会更高，比公共汽车更有吸引力。(5)轻轨技术成熟，经验丰富，没有机械风险或大成本超载问题。轻轨的主要参数，

14、(1)最小工作间隔：2分钟；(2)每辆乘客人数：225人(0.14m2/以人为准，第2节/组)；(3)每个列车组的车辆数：2-4节(1-2条)；(4)每小时单向最大运输能力：6750-13500人；(5)匀速：20-25公里/h；(6)最低经济运输量：2100人/公里日、4.3单轨系统、单轨系统也称为单轨系统，可以分为落地式和挂式两种。一般使用道路上部空间，所需专用空间少，能适应急转弯和大坡度，投资比地铁系统少。例：日本于1964年在东京建立了13公里长的跨座单轨系统，东京的滨松町-羽田机场之间的系统。1970年，大型船舶香南江的岛际单轨系统开通。单轨一般使用橡胶轮胎。优点：占地面积小，投资成

15、本低，噪音低，振动小，乘坐舒适，对城市景观和阳光的影响，通过小半径弯曲能力和攀登能力。缺点：容量不足、速度低、能耗高、灰尘污染、投票率等结构复杂，事故发生时疏散和救援工作比较困难。单轨系统功能，(1)最小工作间隔：2分钟；(2)每辆乘客人数：140人(以0.14m2/人为基准)；(3)每列火车车辆数：2-6节；(4)每小时单向最大运输能力：8400-2520人；(5)固定速度：30公里/h；(6)最低经济运输量：4000人/公里日。主要技术特性指标，日本运营单轨的特性，自动导向交易(AGT)是引导列车通过非驱动专用轨道运行的铁路运输方式。主要技术特点：轨道为混凝土道床，车辆为橡胶轮胎，有诱导车

16、辆套，列车运行自动控制，无人驾驶，自动化程度好。4.4自动诱导系统(AGT)，早期AGT系统是1981年在日本开通的两条路线。一条是神户新交通公司开通的美宫-中共院线路，全长6.4公里；第二条是大坂市居住的志强公园-中码头间6.6公里线。目前，两条线路都采用无人值守自动运行操作(ATO)系统，运行速度为22-27km/h，最大速度为60km/h。高峰时间的最小间隔达3分钟左右。主要技术特征指标，(1)最小运行间隔：2分钟；(2)每辆车的乘客人数：70人；(3)每列火车车辆数：4-12节；(4)每小时单向最大运输能力：8400-2520人；(5)匀速：30公里/小时. 4.5地铁，定义：地铁是轴向重量相对较重、单向运输能力在3万人/h以上的城市轨道交通系统。有地下、地面、高价三种形式。一般线路完全封闭，市中心全部或大部分位于地下隧道，可以自动进行信号控制。优点：容量大、速度快、安全、准时、舒适、运输成本低、节能、不污染环境、不占用城市土地。缺点：建设成本高，周