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1、交通運(yùn)輸系 李 杰,城市軌道交通,一、城市軌道交通的含義 城市軌道交通系統(tǒng)是指服務(wù)于城市旅客運(yùn)輸,通常以電力為驅(qū)動(dòng),輪軌運(yùn)輸方式為特征的車(chē)輛或列車(chē)與軌道等各種相關(guān)設(shè)施的總和. 或者說(shuō),一般將城市中使用車(chē)輛在固定導(dǎo)軌上運(yùn)行并主要用于城市客運(yùn)的交通系統(tǒng)稱(chēng)之為城市軌道交通,二、城市軌道交通世紀(jì)回眸,1.城市公共交通的先驅(qū)無(wú)軌馬車(chē) B.Pascal于1662年在巴黎首創(chuàng)無(wú)軌公共馬車(chē)“5毛錢(qián)的馬車(chē)”，有固定的路線和班次，城市公共交通從此誕生。,2.世界上第一條城市軌道公共馬車(chē) 1827年出現(xiàn)在紐約百老匯大街上，法國(guó)工程師 E.Loubat 在1853年把它引進(jìn)巴黎，由于比無(wú)軌公共馬車(chē)更有效率、更舒適，因
2、而大受歡迎。到1879年大巴黎區(qū)已有38條公共有軌馬車(chē)路線。,馬拉軌道交通（法國(guó)里昂，1884年）,20世紀(jì)的城市發(fā)展與地鐵的發(fā)展密不可分。1900 年世界上只有6條地鐵線路，到2000年增加到106條，百年建了百條。,3.城市軌道交通20世紀(jì)回眸,20世紀(jì)地鐵發(fā)展簡(jiǎn)表,3.城市軌道交通百年回眸3-1 有軌電車(chē)汽車(chē)地鐵、輕軌,1）有軌電車(chē) 1881年德國(guó)柏林工業(yè)博覽會(huì)期間，展示了一列三輛編組的小有軌電車(chē)，只能乘坐6人，在400米長(zhǎng)的跑道上演示。世界上第一個(gè)投入商業(yè)運(yùn)行的是1888年美國(guó)弗吉尼亞州里士滿市的有軌電車(chē)系統(tǒng)。 到20世紀(jì)20年代，美國(guó)有軌電車(chē)線路總長(zhǎng)達(dá)25 000 km。,1）有軌電
3、車(chē) 1908年我國(guó)第一條有軌電車(chē)在上海建成通車(chē)，1909年大連市也建成了有軌電車(chē)，隨后北京、天津、沈陽(yáng)、哈爾濱、長(zhǎng)春等城市都相繼修建了有軌電車(chē)線路，在當(dāng)時(shí)的城市公共交通中發(fā)揮了骨干作用。,2）有軌電車(chē) 汽車(chē) 隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，大量汽車(chē)擁上街頭，城市道路面積明顯不夠用，因此從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，世界上各大城市都紛紛拆除有軌電車(chē)線路，這股風(fēng)也波及到中國(guó)。到50年代末，僅剩下大連、長(zhǎng)春個(gè)別城市沒(méi)有拆光，并一直保留至今。,3）有軌電車(chē)-汽車(chē)-地鐵 20世紀(jì)是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的地鐵大發(fā)展時(shí)期。據(jù)日本地鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，到1999年全世界已有125個(gè)城市建成地鐵，線路總長(zhǎng)度超過(guò) 7000 km, 其中約有5
4、600 km 是戰(zhàn)后建成的，占80%。發(fā)達(dá)國(guó)家的主要大城市紐約、芝加哥、倫敦、巴黎、柏林、東京、莫斯科等已經(jīng)完成了地鐵網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。,3-2 城市軌道交通的系統(tǒng)集成 嚴(yán)格地講，地鐵是一個(gè)歷史名詞，如今其內(nèi)涵與外延均已有相當(dāng)大的擴(kuò)展，并不局限于在地下隧道中運(yùn)行這一種形式，而是泛指高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力在30000-60000人左右，地下、地面、高架運(yùn)行線路三者結(jié)合的大容量快速軌道交通系統(tǒng)。這種軌道交通系統(tǒng)通常的建設(shè)規(guī)律是在市中心為隧道線，市區(qū)以外為地面線或架空線。,城市軌道交通系統(tǒng) 城市鐵路（市郊鐵路） 地鐵 輕軌 鋼輪鋼軌系統(tǒng)新型有軌電車(chē)（LRT） 線性電機(jī)小型地鐵（Mini-Subway） 橡膠
5、輪系統(tǒng)獨(dú)軌、新交通系統(tǒng)、VAL系統(tǒng) 磁懸浮列車(chē) 圖1 城市軌道交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu),3-2 城市軌道交通的系統(tǒng)集成(1) 市郊鐵路 市郊鐵路是連接城市市區(qū)與郊區(qū)，以及連接城市周?chē)鷰资锷踔粮蠓秶男l(wèi)星城鎮(zhèn)或城市圈的鐵路隨著城市化程度的不斷提高，市郊鐵路在鐵路運(yùn)輸發(fā)達(dá)的國(guó)家，業(yè)已成為鐵路旅客運(yùn)輸?shù)闹饕M成部分。歐洲、日本鐵路旅客運(yùn)輸?shù)钠骄\(yùn)距僅30-60km,國(guó)民平均每人每年乘車(chē)12-20次，日本達(dá)70次。而中國(guó)由于國(guó)情的不同（地域遼闊）以及體制方面的原因（條塊分割），目前只承擔(dān)中長(zhǎng)度運(yùn)輸，客運(yùn)平均運(yùn)距達(dá)440km,每人每年乘車(chē)只有1次。,（2）地鐵：修建在地下隧道中的鐵路美國(guó)地鐵 紐約在在1868
6、年開(kāi)始修建地鐵，雖比倫敦晚了5年，但后來(lái)居上，目前總長(zhǎng)度已達(dá)432.4km，名列世界第一。日客流量為2000萬(wàn)人次，占該市各種交通工具運(yùn)量的60%。 舊金山的第一條地鐵線，1972年投入運(yùn)營(yíng)，列車(chē)運(yùn)行速度高達(dá)128km/h，為世界地鐵高速之冠。,東京地鐵 東京第一條地鐵建于1927年，上野至淺草，長(zhǎng)2.4km。創(chuàng)始人為早川德次，被譽(yù)為“日本地鐵之父”1977年11月30日其銅像在銀座車(chē)站揭幕，以紀(jì)念地鐵運(yùn)行50周年。 目前東京地鐵總長(zhǎng)164.7km,日客運(yùn)量為800萬(wàn)人次。 1953年3月，丸之內(nèi)地鐵線的坍陷事故，引起震動(dòng)。,（3）輕軌車(chē)輛對(duì)軌道施加的載荷而言，輕軌車(chē)輛與市郊列車(chē)或地下鐵道車(chē)輛
7、相比，相對(duì)較輕運(yùn)輸特性是其靈活性 線路可以為地面、地下和高架混合型。一般與地面道路完全隔離，采用路堤、路塹等半封閉或全封閉專(zhuān)用車(chē)道。在通過(guò)交叉路口處，采用立體交叉形式，保證車(chē)輛以較高速度運(yùn)行；在采用平面交叉時(shí)，保證輕軌車(chē)輛優(yōu)先通過(guò)。,輕軌（LRT）系統(tǒng)從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，在西歐、北美已成為新一輪城市公共交通投資的主流。它的最大特點(diǎn)在于成本低廉。一般而言，行駛于專(zhuān)用車(chē)道的輕軌系統(tǒng)擁有90%以上地鐵的速度和可靠度，卻只需要1/3以下的建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本。施工容易，工期較短。運(yùn)量也不低。還認(rèn)為它是最尊重集體利益、最公平的交通形式。,斯特拉斯堡的輕軌 1994年11月23日通車(chē),（4）獨(dú)軌 一
8、般采用跨座式，運(yùn)輸能力為5000 -20000人次/h，軌道梁、轉(zhuǎn)轍機(jī)、轉(zhuǎn)向架是獨(dú)軌系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。由于采用橡膠輪胎，因而車(chē)體結(jié)構(gòu)必須輕量化，軌道梁和支座材料的耐溫、耐潮濕、耐酸性要求也較高。當(dāng)前掌握獨(dú)軌技術(shù)的只有日本的兩家公司,跨座式獨(dú)軌（日本北九州小倉(cāng)線）,懸掛式獨(dú)軌,（6）中低速磁懸浮系統(tǒng) 與輪軌列車(chē)的區(qū)別：由于不受輪軌粘著極限速度的限制，其運(yùn)行速度可以達(dá)到500km/h以上；由于不存在輪軌間的摩擦與沖擊振動(dòng)，因此不會(huì)帶來(lái)滾動(dòng)和沖擊噪音，當(dāng)磁懸浮列車(chē)以每小時(shí)300公里行駛時(shí)，是火車(chē)每小時(shí)行駛160公里所發(fā)出噪音的一半。磁懸浮列車(chē)也無(wú)廢氣污染。至于電磁污染，采用磁屏蔽的方法，能使車(chē)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)
9、度降低到接近地球磁場(chǎng)水平，人體健康不會(huì)受到影響。,（6）中低速磁懸浮系統(tǒng),磁懸浮列車(chē)的爬坡能力允許10%的坡度；而鐵路的允許坡度為4%；磁懸浮列車(chē)的加速能力強(qiáng)，可以在2分鐘內(nèi)行駛5公里，將速度從零上升到每小時(shí)300公里；由于磁浮運(yùn)輸系統(tǒng)采用導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，所以不會(huì)發(fā)生脫軌、顛覆事故，安全性好。,（6）中低速磁懸浮系統(tǒng) 磁懸浮列車(chē)沒(méi)有鋼軌、車(chē)輪、接觸導(dǎo)線、受流器等摩擦部件，可免除這方面的維修工作；由于無(wú)磨損，其運(yùn)營(yíng)和維修成本可望降低；并可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化運(yùn)行；由于磁懸浮線路是分段供電等原因，在相同運(yùn)行速度條件下，磁懸浮列車(chē)每個(gè)座席、每公里所消耗的能源為飛機(jī)的1/3，高速火車(chē)的2/3。,磁懸浮技術(shù)分為常導(dǎo)
10、和超導(dǎo)兩種 德國(guó)的TR型和日本的HSST型采用的 “常導(dǎo)”磁懸浮技術(shù)；日本的MLU型則是利用浸入低溫（-268.8）槽內(nèi)的超導(dǎo)材料制成電磁線圈，由于此時(shí)電阻為零，可產(chǎn)生更大磁場(chǎng)，然后依靠?jī)纱箅姶盆F之間的斥力使列車(chē)浮起，所以稱(chēng)為“超導(dǎo)”磁懸浮技術(shù)；美國(guó)有專(zhuān)家在研究相對(duì)高溫超導(dǎo)的新技術(shù)，這種超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)可望在10年后進(jìn)入實(shí)用化階段。,高速磁懸浮與中低速磁懸浮的區(qū)別,日本HSST試驗(yàn)樣車(chē)1978年,德國(guó)TR07常導(dǎo)長(zhǎng)定子磁浮列車(chē) TR08在上海浦東進(jìn)行商業(yè)試運(yùn)行,日本MLX01號(hào)超導(dǎo)長(zhǎng)定子高速磁浮列車(chē) 試驗(yàn)速度: 553.5 km/m, 會(huì)車(chē)試驗(yàn)速度1000.0 km/h,懸浮高度 100mm,山
11、梨試驗(yàn)線,復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn),1、概念 2、幾種常見(jiàn)的城市軌道交通方式,懸掛式獨(dú)軌,城市軌道交通的特點(diǎn),重慶軌道交通二號(hào)線東起區(qū)商業(yè)中心較場(chǎng)口，西至大渡口區(qū)鋼鐵基地新山村全長(zhǎng)39公里，設(shè)18座車(chē)站，一次規(guī)劃設(shè)計(jì)，分二期建設(shè)實(shí)施。一期工程較場(chǎng)口至大堰村段14.35公里，設(shè)14座車(chē)站、兩座主變電站、1座控制中心，初期配車(chē)84輛，采用高架跨座式單軌交通方式。一期工程投資概算35.51億元，建設(shè)工期4年半，于2004年建成通車(chē)。二期工程設(shè)4座高架車(chē)站，1座車(chē)場(chǎng)，于2005年建成通車(chē)。,修建特點(diǎn),1、多為地下或高架線路 2、路權(quán)專(zhuān)用 3、站間距離短 4、自動(dòng)化程度高,運(yùn)營(yíng)特點(diǎn),系統(tǒng)的聯(lián)運(yùn)性 時(shí)空關(guān)聯(lián)性 調(diào)度指揮
12、的特殊性和集中性 管理的嚴(yán)格性 服務(wù)的短暫性和高頻率性,優(yōu)點(diǎn)： 速度快 運(yùn)量大 安全 正點(diǎn)率高 服務(wù)好 污染少,缺點(diǎn)： 建設(shè)費(fèi)用大 建設(shè)難度大、工序多、工期長(zhǎng) 運(yùn)營(yíng)成本大,基礎(chǔ)設(shè)施,信號(hào)系統(tǒng),供電系統(tǒng),機(jī)車(chē),車(chē)輛,列車(chē)運(yùn)行系統(tǒng),城市軌道交通運(yùn)營(yíng)設(shè)備,客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng),檢修保障系統(tǒng),線路 信號(hào)與通信設(shè)備 站臺(tái) 站廳、通道和升降設(shè)備 售檢票設(shè)備 作業(yè)或設(shè)備用房,AFC（自動(dòng)售檢票系統(tǒng)）,AFC（自動(dòng)售檢票系統(tǒng)）,城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織,、客流預(yù)測(cè)與分析 客流：在單位時(shí)間內(nèi)，線路上乘客流動(dòng)人數(shù)和流動(dòng)方向的總稱(chēng)。 客流預(yù)測(cè)的三種模式： “四階段”預(yù)測(cè)模式； 趨勢(shì)外推法 以車(chē)站確定的吸引區(qū)域來(lái)計(jì)算各站點(diǎn)、斷面
13、、線路的客流量。,預(yù)測(cè)結(jié)果包括：站間方向別到發(fā)客流量、全日和高峰小時(shí)的客流量、總客流量、各站乘降量，以及總客流量占全市總運(yùn)量的比重等。,、客流調(diào)查 客流是動(dòng)態(tài)變化的，但它的變化是有規(guī)律的。 3、客流分析,運(yùn)輸計(jì)劃,客流計(jì)劃：是運(yùn)輸計(jì)劃期間軌道交通線路客流的計(jì)劃。 全日行車(chē)計(jì)劃：營(yíng)業(yè)時(shí)間內(nèi)各個(gè)小時(shí)開(kāi)行的開(kāi)車(chē)對(duì)數(shù)計(jì)劃。 車(chē)輛配備計(jì)劃：車(chē)輛保有數(shù)安排計(jì)劃 列車(chē)交路計(jì)劃：規(guī)定列車(chē)的運(yùn)行區(qū)段、折返車(chē)站和按不同列車(chē)交路運(yùn)行的列車(chē)對(duì)數(shù)。,列車(chē)運(yùn)行圖,列車(chē)運(yùn)行圖是用以表示列車(chē)在軌道交通線路的區(qū)間運(yùn)行及在車(chē)站到發(fā)或通過(guò)時(shí)刻的技術(shù)文件 各次列車(chē)占用區(qū)間的程序 列車(chē)在每個(gè)車(chē)站的到達(dá)和出發(fā)（或通過(guò)）時(shí)刻 列車(chē)區(qū)間的運(yùn)
14、行時(shí)間 列車(chē)在車(chē)站的停站時(shí)間 機(jī)車(chē)交路、列車(chē)重量和長(zhǎng)度等 列車(chē)運(yùn)行圖是軌道交通系統(tǒng)組織列車(chē)運(yùn)行的基礎(chǔ)。,列車(chē)越行過(guò)程,停站時(shí)間,區(qū)間運(yùn)行時(shí)分,S/里程(車(chē)站名稱(chēng)),t/時(shí)間,運(yùn)行線,列車(chē)運(yùn)行圖是實(shí)現(xiàn)列車(chē)安全、正點(diǎn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)有效地組織運(yùn)輸?shù)牧熊?chē)運(yùn)行生產(chǎn)計(jì)劃 線路、站場(chǎng)、機(jī)車(chē)、車(chē)輛等設(shè)備的運(yùn)用 行車(chē)各有關(guān)部門(mén)的工作 通過(guò)列車(chē)運(yùn)行圖把整個(gè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸生產(chǎn)活動(dòng)聯(lián)系成一個(gè)統(tǒng)一的整體，嚴(yán)格地按照一定的程序有條不紊地進(jìn)行工作，保證列車(chē)按運(yùn)行圖運(yùn)行 是軌道交通系統(tǒng)運(yùn)輸生產(chǎn)的一個(gè)綜合性計(jì)劃,列車(chē)運(yùn)行圖又是軌道交通運(yùn)輸企業(yè)向社會(huì)提供運(yùn)輸供應(yīng)能力的一種有效形式。 供社會(huì)使用的旅客列車(chē)時(shí)刻表及貨運(yùn)列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃，
15、實(shí)際上就是軌道交通運(yùn)輸服務(wù)能力目錄 列車(chē)運(yùn)行圖質(zhì)量直接影響了安全、效益和能力,軌道交通系統(tǒng)由于運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程受到各種因素的影響，軌道交通系統(tǒng)的日常運(yùn)輸工作經(jīng)常會(huì)偏離月度運(yùn)輸計(jì)劃或列車(chē)運(yùn)行圖的規(guī)定。 為了將日常運(yùn)輸生產(chǎn)控制在正常狀態(tài)，有序組織日常運(yùn)輸工作和對(duì)日常運(yùn)輸生產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)一指揮、有效監(jiān)控，軌道交通系統(tǒng)必須實(shí)行集中領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一指揮，設(shè)立運(yùn)輸調(diào)度機(jī)構(gòu)，并根據(jù)運(yùn)輸生產(chǎn)活動(dòng)的性質(zhì)設(shè)置不同的調(diào)度工種，實(shí)行分工管理。,運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng),運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng),上海(地鐵調(diào)度室),城市軌道交通的列車(chē)運(yùn)行調(diào)度指揮采用了先進(jìn)的行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)，即利用電子計(jì)算機(jī)控制調(diào)度集中設(shè)備，指揮列車(chē)運(yùn)行的一種自動(dòng)遠(yuǎn)程遙控設(shè)備系統(tǒng)。
16、 行車(chē)指揮自動(dòng)化包括控制中心ATS設(shè)備、車(chē)站ATS設(shè)備和車(chē)載ATS設(shè)備三部分。控制中心ATS是一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，由調(diào)度控制和數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)、工作站、顯示盤(pán)和繪圖儀等構(gòu)成，計(jì)算機(jī)按雙機(jī)備份配置。車(chē)站ATS由列車(chē)與地面間數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和電氣集中聯(lián)鎖或微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備等構(gòu)成。車(chē)載ATS由列車(chē)與地面間數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等構(gòu)成。,ATC（城市軌道交通中的列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)）,ATC,ATO,ATP,ATS,ATC 列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng) ATO 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng) ATP 列車(chē)超速仿護(hù)系統(tǒng) ATS 列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能有：由基本列車(chē)運(yùn)行圖或計(jì)劃列車(chē)運(yùn)行圖生成使用列車(chē)運(yùn)行圖；自動(dòng)或人工控制管轄范圍內(nèi)各車(chē)站的發(fā)車(chē)表示器、道岔以及排列列車(chē)進(jìn)路；跟蹤正線列車(chē)運(yùn)行，顯示各車(chē)站發(fā)車(chē)表示器開(kāi)閉、進(jìn)路占用和列車(chē)車(chē)次、列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)等；自動(dòng)或人工進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行調(diào)整；自動(dòng)繪制實(shí)績(jī)列車(chē)運(yùn)行圖和生成運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。,接發(fā)開(kāi)車(chē)工作 車(chē)站行車(chē)值班員的職責(zé)是在車(chē)站控制臺(tái)上監(jiān)視進(jìn)路辦理、信號(hào)開(kāi)放是否正確、列車(chē)狀態(tài)是否正常。 列車(chē)運(yùn)行調(diào)整 列車(chē)等級(jí)順序：專(zhuān)運(yùn)列車(chē)、旅客列車(chē)、調(diào)試列車(chē)、回空列車(chē)、其他列車(chē)。,城際軌道交通,城市與城市之間的軌道交通形式。 跨度較小、客流結(jié)構(gòu)以“一日交流圈”為主、一次出行一般不超過(guò)2小時(shí)就可以到達(dá)，當(dāng)里可以返回。,
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