城市軌道交通概述

第十一章 城市軌道交通概述 本章內(nèi)容l軌道交通發(fā)展概況 l軌道交通的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及分類 l城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成 第一節(jié) 軌道交通發(fā)展概況一、軌道交通的低位與作用二、國內(nèi)外城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展概況 一、軌道交通的低位與作用l 20世紀(jì)70年代以來，伴隨著能源危機(jī)、城市化帶來的資源短缺與道路交通擁擠、污染與事故的增加，城市軌道交通受到發(fā)達(dá)和發(fā)展中國家的普遍重視。l經(jīng)濟(jì)發(fā)展使城市規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，城市化水平不斷提高，不少大城市的發(fā)展正面臨深刻變化，新市區(qū)或組團(tuán)式衛(wèi)星城得到發(fā)展，如長江三角洲、珠江三角洲、京津塘等地區(qū)，以形成一系列城市群。近十年來，由于土地空間的限制，道路交通面臨越來越嚴(yán)重的阻塞，大容量、與地面交通隔離的城市軌道交通在國內(nèi)大城市中受到普遍關(guān)注，并已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。 l作為城市最大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，城市軌道交通對城市發(fā)展有三方面的作用：一是大大提高城市交通供給水平，緩解大城市日益擁擠的道路交通交通；二是引導(dǎo)城市格局按規(guī)劃意圖發(fā)展，支持大型新區(qū)建設(shè)；三是通過對城市軌道交通的巨大投入，從源頭為城市經(jīng)濟(jì)鏈注入活力，并通過巨大的社會(huì)效益提高整個(gè)城市的綜合價(jià)值。l城市軌道交通系統(tǒng)作為城市綜合交通體系中的一個(gè)組成部分，其自身特點(diǎn)決定了這種交通方式具有明顯優(yōu)勢。 l 1863年倫敦開始建設(shè)世界上第一條地鐵，其根本原因就是地面道路系統(tǒng)受到城市空間限制不能無休止地建設(shè)，最終無法承擔(dān)交通需求的增長，因此需要構(gòu)建一種擺脫地面空間局限的新交通空間。但是，脫離地面的新交通空間建設(shè)意味著高成本，因此要求這種交通方式必須是集約化、高效率的、比如大運(yùn)量、高速度。優(yōu)越的服務(wù)水平，以提升這種方式的性能價(jià)格比。城市軌道交通就是在這種背景下誕生的。 l城市軌道交通與其他交通方式始終是合作競爭的關(guān)系。與城市其他交通方式比較，城市軌道交通的交通優(yōu)勢如下：l 1采用列車編組化運(yùn)行，運(yùn)量大，單向最高斷面可以達(dá)到5萬人次/h；l 2運(yùn)行系統(tǒng)封閉獨(dú)立，列車運(yùn)行穩(wěn)定、干擾小、速度高，旅行速度可以達(dá)到35km/h以上；l 3可以采用地下和高架的方式，占用地面空間小；l 4采用電能，清潔環(huán)保；l 5線路固定，容易設(shè)置明確標(biāo)志，形成交通習(xí)慣； l 6技術(shù)水平高，發(fā)展余地大。 l應(yīng)當(dāng)指出，城市軌道交通的優(yōu)勢是相對的，其建設(shè)是有條件的。城市軌道交通的優(yōu)勢在于其高速度、大運(yùn)量和良好的安全性，在道路交通難以滿足交通需求的通道上作用顯著，因此，城市軌道交通是整個(gè)城市交通系統(tǒng)的骨干。由于城市軌道交通投資巨大，當(dāng)?shù)缆饭┙o可以滿足交通需求時(shí)，需要慎重考慮城市軌道交通建設(shè)的必要性。 l城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展歷史表明，城市軌道交通系統(tǒng)隨著網(wǎng)絡(luò)的逐步發(fā)展可以兼顧中短途客流，最后達(dá)到負(fù)擔(dān)城市公共交通乘客量一半以上的水平。圍繞城市軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)，可以促進(jìn)其他個(gè)人交通方式成為輔助方式，從而提高城市公共交通乘客的總量，使“公交優(yōu)先”的政策得到充分的體現(xiàn)，緩解城市交通問題。l城市軌道交通還有一個(gè)活躍城市經(jīng)濟(jì)、拉動(dòng)城市發(fā)展、提高城市形象的功能。l另一種模式是在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，根據(jù)城市發(fā)展布局，在交通并不繁忙但距離較長的發(fā)展帶上超前建設(shè)城市軌道交通。 二、國內(nèi)外城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展概況l 1、國外的發(fā)展概況l 2、我國城市軌道交通發(fā)展概況l北京城市軌道交通l上海城市軌道交通l廣州城市軌道交通l其他城市軌道交通 第二節(jié) 軌道交通的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及分類 l軌道交通的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)l軌道交通系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) 軌道交通的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)l最小運(yùn)行時(shí)間間隔l每節(jié)車廂容量l每列車編組車廂節(jié)數(shù)l每小時(shí)單向最大運(yùn)送能力l設(shè)計(jì)時(shí)速l建設(shè)投資l每年運(yùn)營費(fèi)l最低經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸量 軌道交通系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) 軌道交通系統(tǒng)一般按運(yùn)輸能力的大小分為大運(yùn)量和中運(yùn)量兩類。大運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)主要包括常規(guī)鐵路與地鐵，重運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)包括單軌鐵路、輕軌交通等。 l地鐵系統(tǒng)l單軌系統(tǒng)l輕軌運(yùn)輸系統(tǒng)l自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)l市郊鐵路系統(tǒng)l橡膠輪胎鐵路 地鐵系統(tǒng)l地鐵系統(tǒng)是一種運(yùn)輸能力可達(dá)單向58萬人次/h的大運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)，它的建設(shè)要求是與其他軌道交通完全隔離，站間距在市中心區(qū)為0.51.0km，在郊區(qū)可達(dá)2km。l又稱快速公共交通，在許多城市地鐵被稱為大容量快速交通，或快速軌道交通系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是線路設(shè)施、固定建筑、車輛和通信系統(tǒng)均有較高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。路權(quán)與其他交通完全隔離，因此建設(shè)成本高，造價(jià)昂貴。具有運(yùn)量大、速度快、污染少、安全可靠、不占用或少占用城市用地的優(yōu)勢。相當(dāng)部分大城市的地鐵是建在地面上的，只在市中區(qū)采用地下隧道形式。 單軌系統(tǒng)l單軌鐵路是指車輛在一條軌道上行駛的軌道交通系統(tǒng)。單軌鐵路一般采用高架形式，利用地面上部空間，因而占用土地較少。可以適應(yīng)急彎和大坡度，對復(fù)雜地形適應(yīng)性好，建設(shè)工期短，投資小于地鐵系統(tǒng)。缺點(diǎn)是運(yùn)營費(fèi)用偏高。 輕軌運(yùn)輸系統(tǒng)l輕軌是一種中運(yùn)量的軌道交通，適合中等規(guī)模的城市。路權(quán)要求不高，大部分是隔離式的路權(quán)專用，因此大部分線路采用路面形式，只有在進(jìn)入中心區(qū)道路比較擁擠又要保證其運(yùn)營速度時(shí)才采用隧道形式。建設(shè)成本較地鐵低。 自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)l是一種通過非驅(qū)動(dòng)的專用軌道引導(dǎo)列車運(yùn)行的軌道交通。 市郊鐵路系統(tǒng)l是連接城市邊緣區(qū)域與遠(yuǎn)郊區(qū)域的紐帶，主要用于建立一體化的快速旅客運(yùn)輸系統(tǒng)，保證室內(nèi)出行旅客能迅速抵達(dá)目的地，具有速度快、線路長、裝備重型化的特點(diǎn)。 橡膠輪胎鐵路l分為三種類型，一是輪胎地鐵，二是輪胎單軌，三是輪胎高架鐵路。他們的共同特點(diǎn)是多節(jié)輪胎電車鉸接在一起形成列車，車輛通常是由電力驅(qū)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是噪聲較低，缺點(diǎn)是承重不如鋼軌，不適合于運(yùn)量太大的客運(yùn)系統(tǒng)，實(shí)際速度不能過高，技術(shù)更復(fù)雜等。 第三節(jié) 城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成 l城市軌道交通系統(tǒng)由一系列相關(guān)設(shè)施組成，最基本的組成包括車站建筑、線路、車輛、軌道、供電、給排水、通風(fēng)系統(tǒng)以及通信、信號系統(tǒng)等等。后來人們?yōu)榱颂岣哕壍澜煌ㄏ到y(tǒng)的綜合服務(wù)質(zhì)量，包括系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性以及旅客乘車環(huán)境的舒適性和安全性，又出現(xiàn)了一些新的組成部分，如自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、屏蔽門、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)運(yùn)作，共同保證軌道交通系統(tǒng)能夠快捷、安全的輸送旅客。 城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成l一、線路l二、車輛和車輛段l三、限界l四、軌道l五、車站建筑l六、供電系統(tǒng)l七、通信系統(tǒng)l八、信號系統(tǒng)l九、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)l十、給排水系統(tǒng)l十一、自動(dòng)檢票系統(tǒng)l十二、屏蔽門：組成、作用；l十三、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)l十四、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 一、線路l軌道交通運(yùn)營線路由區(qū)間結(jié)構(gòu)、車站、軌道等共同組成，軌道交通線路按期在運(yùn)營中的作用，分為正線、輔助線和車場線三種。l正線和車站l輔助線l車場線 正線和車站l 正線是指供載客列車運(yùn)行的線路，包括區(qū)間正線、支線、車站正線及戰(zhàn)線。l 正線是獨(dú)立運(yùn)行的線路，一般按雙線設(shè)計(jì)，采用右側(cè)行車制。大多數(shù)線路為全封閉式，在于其他交通線路相交處一般采用立體交叉。在特殊條件下（如運(yùn)營初期），兩條線路或交通方式的運(yùn)量均較小時(shí)，若經(jīng)過計(jì)算，通過能力滿足要求，也可以考慮采用平面交叉。l車站是旅客乘車的場所，一般應(yīng)設(shè)置在客流量大的集散點(diǎn)以及與其他線路交匯的地方，車站間距要根據(jù)實(shí)際需要確定。一般地，在市區(qū)車站間距應(yīng)在1km左右，在郊區(qū)不宜大于2km。 輔助線l輔助線是指為空載列車提供折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)所需的線路。它包括折返線、臨時(shí)停車線、渡線、車輛段出入線、聯(lián)絡(luò)線等。l折返線，城市軌道交通線路一般都比較長，全線的客流分布可能不太均勻，這時(shí)可組織區(qū)段運(yùn)行。區(qū)段運(yùn)行是指列車根據(jù)運(yùn)行線路的要求，在端點(diǎn)站與中間車站或中間站與中間站之間進(jìn)行列車折返。在中間站上設(shè)置的實(shí)現(xiàn)列車折返作業(yè)的線路稱為折返線。折返線的形式應(yīng)能滿足列車折返能力的要求。 l臨時(shí)停車線和渡線。城市軌道交通線路由于運(yùn)輸量大，列車的行車間隔一般較密，在運(yùn)營過程中，在線運(yùn)行的列車可能會(huì)發(fā)生故障，為不影響后續(xù)列車的正常通過，一般在線路沿線，一般在線路沿線每隔35個(gè)車站的端頭加設(shè)渡線或車輛停放線。渡線的作用是使離開車輛段的故障列車能及時(shí)掉頭返回車輛段，停車線的作用則是臨時(shí)停放事故列車。 車場線l車場線是指在車輛段內(nèi)為列車提供停放、檢查、檢修、試車等作業(yè)所需要的線路。 二、車輛和車輛段l車輛l車輛段 車輛l在軌道交通系統(tǒng)中，車輛是最重要的組成部分之一，它也是直接為乘客提供服務(wù)的設(shè)備。車輛技術(shù)性能的好壞直接關(guān)系到整個(gè)地鐵的運(yùn)營質(zhì)量，對長期運(yùn)營的技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性起著關(guān)鍵的作用。l車輛一般可按有無動(dòng)力分為動(dòng)車和拖車兩類，動(dòng)車是指自身帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)車，拖車是指自身不帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)車；也可以按照有無駕駛室分為帶司機(jī)室和不帶司機(jī)室兩類。為提高效率，現(xiàn)代車輛大多按動(dòng)車組設(shè)計(jì)，在一組動(dòng)車組內(nèi)，動(dòng)車、拖車和駕駛室連接成一個(gè)有機(jī)的整體，它不能隨意拆卸。l車輛的構(gòu)成包括：車體、轉(zhuǎn)向架、牽引緩沖裝置、制動(dòng)裝置、受流裝置、車輛內(nèi)部設(shè)備和車輛電器系統(tǒng)等。 車輛段l車輛段是城市軌道交通系統(tǒng)中對車輛進(jìn)行營運(yùn)管理、停放和維修保養(yǎng)的場所。一般地，一條線路可以設(shè)一個(gè)車輛段，線路長度超過20km時(shí)，可以考慮設(shè)一個(gè)車輛段和一個(gè)停車場。車輛段主要承擔(dān)的任務(wù)有列車的運(yùn)營及定期的檢修作業(yè)。 三、限界l界限是指列車沿固定的軌道安全運(yùn)行時(shí)所需要的空間尺寸。l根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)備運(yùn)行要求，界限可以分為車輛界限、設(shè)備界限，建筑界限和接觸網(wǎng)界限。這些界限的詳細(xì)空間尺寸是根據(jù)車輛外輪廓尺寸及技術(shù)參數(shù)、軌道特性、各種誤差及變形以及列車在運(yùn)動(dòng)中的狀態(tài)等因素，經(jīng)過科學(xué)的分析計(jì)算后確定的。 四、軌道l軌道是列車運(yùn)行的基礎(chǔ)，它直接承受列車荷載，并引導(dǎo)列車運(yùn)行。軌道結(jié)構(gòu)是城市軌道交通的重要組成部分，一般由鋼軌、扣件、軌枕、道床、道岔及其他附屬設(shè)備組成。為保證列車運(yùn)行的安全，軌道結(jié)構(gòu)一般應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、耐久性、絕緣性及適量彈性，以降低行車噪音及確保列車安全運(yùn)行和乘客舒適。 五、車站建筑l地鐵車站根據(jù)不同的條件可大致按如下分類：l 1、按車站與地面相當(dāng)位置及地下埋深可分為地下車站（深埋車站、淺埋車站）、地面車站和高架車站；l 2、按結(jié)構(gòu)橫斷面形式可分為矩形斷面車站（單層、雙層、多層，單跨、雙跨、三跨等），拱形斷面車站（單跨、多跨連拱）。l 3、按施工方式可分為明挖施工車站、暗挖施工車站；l 4、按站臺(tái)形式可分為島式車站、側(cè)式車站、島/側(cè)綜合式車站；l 5、按照使用功能可分為一般車站、換乘車站、折返站。