(完整word版)城市軌道交通概論

1、緒論1、世界和我國第一條地鐵線路誕生于何時何地世界： 1863.1.10 、英國倫敦、由帕丁頓到法靈頓，全長6KM中國： 1969.1、中國北京2、城市軌道交通的類型按技術類型分類 ：市郊鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車、單軌系統(tǒng)、自動導向系統(tǒng)、磁浮交通、 其他3、地鐵和輕軌的定義（ 區(qū)別 ） 地鐵：國際隧道協(xié)會將地鐵定義為 軸重較重 、單方向輸送能力在 3 萬人次以上 的城市軌道交通系 統(tǒng)，它可以修建在 地下 或采用 高架 的方式。 地鐵多用于超大城市或特大城市市區(qū)內部高密度地 區(qū)間的交通出行，運營速度一般為3540km/h，而最大車速一般可達80km/h，最小發(fā)車時間間隔為2min。就容量指標而

2、言，地鐵系統(tǒng)均可達到單向高峰小時斷面流量3萬人次以上，屬于大容量、高容量的快速軌道交通系統(tǒng)。輕軌：是指軸重相對較輕，單方向輸送能力在1.53.0萬人次/h的一種中等運量的城市軌道交通系統(tǒng) 。在我國，根據我國城市快速軌道交通工程項目建設標準 ，用輕軌來命名中運量的城 市軌道交通系統(tǒng)（包括地面和高架線路） 。輕軌系統(tǒng)一般采用 C 型車。而歐洲所說的“輕軌” ， 一般是特指現(xiàn)代有軌電車交通。4、單軌系統(tǒng)的類型單軌交通（Mon orail Tran sit）,又稱獨軌交通，是指以單一軌梁支撐車廂并提供導引作用而運行的軌道交通。 通常區(qū)分為 跨座式和懸掛式 兩種，跨座式是車輛跨坐在軌道梁上行駛， 懸掛式

3、是車 輛懸掛在軌道梁下方行駛。5、單軌系統(tǒng)的特點獨軌鐵路一般使用道路上部空間， 故土地占用較少 。大多數獨軌系統(tǒng)采用橡膠輪胎， 可以適應急 轉彎及大坡度， 對復雜地形有較好的適應性 ，從而減少拆遷量。同時， 獨軌系統(tǒng)建設工期較短， 投資也小于地鐵系統(tǒng)。6、磁浮交通的技術類型超導： 以日本技術（ MLX 型）為代表 ；常導： 以技術（ TR 型）為代表二、 線網規(guī)劃1 、 城市軌道交通的功能（基礎性功能和先導性功能）基礎性功能 是指軌道交通應當為城市經濟發(fā)展服務緩解城市交通壓力、 減少出行時間、 解決交通 擁堵。先導性功能 是指軌道交通對城市土地利用、 產業(yè)布局和空間結構的引導和反饋表現(xiàn)為促進

4、城市經濟發(fā)展、引導城市空間結構優(yōu)化、改善城市生態(tài)環(huán)境等方面。2、軌道交通線網規(guī)劃的主要原則線網布設要與城市主客流方向一致、規(guī)劃線路要盡量沿道路主干道布設、規(guī)劃線路要盡量經過 或靠近大型客流集散點、線網規(guī)劃要考慮資源共享3、線網規(guī)劃的主要內容背景資料的調查、線網構架的研究、實施規(guī)劃的研究（I）背景資料的調查：主要是對城市的 人文背景 和自然背景 進行研究，主要研究依據是城市總體規(guī)劃和綜合交通規(guī)劃等。具體的研究內容包括城市現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃、城市交通現(xiàn)狀和規(guī)劃、城市工程地質分析、城市文物古跡的分布情況、既有鐵路利用分析和建設必要性論證等。（n）線網構架的研究：線網構架研究是 線網規(guī)劃的核心，通過多規(guī)模

5、控制-方案構思-評價-優(yōu)化 的研究過程，規(guī)劃較優(yōu)的方案。這部分研究的內容主要包括：合理規(guī)模研究、線網方案的構思、線網方案客流測試、線網方案的綜合評價。（川）實施規(guī)劃的研究：實施規(guī)劃是軌道交通規(guī)劃可操作性的關鍵，集中體現(xiàn)了軌道交通的專業(yè)性，主要研究內容是工程條件、建設順序、附屬設施規(guī)劃。具體內容包括 車輛段及其他基地的選址與規(guī)模研究、線路敷設方式及主要換乘節(jié)點方案研究、修建順序規(guī)劃研究、軌道交通線網 的運營規(guī)劃、聯(lián)絡線分布研究、軌道交通線網與城市的協(xié)調發(fā)展及環(huán)境要求、軌道交通和地面 交通的銜接等。4、客流預測的四階段法交通規(guī)劃變成了 交通發(fā)生、交通分布、交通方式劃分和交通分配四個步驟，這就是交通

6、規(guī)劃的四階段法（也叫四步法）理論。1 ）出行生成：包含出行產生及出行吸引。出行產生分為兩類， 一是由家出行家庭一端為產生點，二是非由家出行的起始點。出行吸引為由家出行非家庭一端端點及非由家出行的終點。2） 出行分布：指交通小區(qū) A分配到交通小區(qū) B、C、D.等各小區(qū)流量。3） 方式劃分：指交通小區(qū)A至B小區(qū)出行過程中，各種交通方式（包括公交、小汽車、自行車、 步行等）所承擔的比例。4）交通分配：將各種出行方式分配到路網的過程，即各等級道路分配到的交通流量。5、常見的線網結構形態(tài)及對城市發(fā)展的影響無環(huán)放射結構形態(tài)、網格結構形態(tài)、有環(huán)放射結構形態(tài)、有環(huán)網格結構形態(tài)、組合結構形態(tài)6、線網規(guī)模的計算方

7、法（1）、按交通需求推算線網規(guī)模：其中:L 線網長度（km ）;Q-城市出行總量a-公交出行比例；3-軌道交通出行占公交出行的比例；Y-軌道交通線路負荷強度（萬人次 /公里日）。(2)、按線網服務覆蓋面推算線網規(guī)模L= S ?m1 或 L=P.m1其中：L為線網長度（km ） ； S為城市建成區(qū)面積|(km2) ; ml 為線網密度(km/km2 ); P 為城市規(guī)劃區(qū)總人口數，萬人。線路工程1、線路敷設的形式地下線：主要在交通繁忙路段和市區(qū)內繁華地段采用；高架線：一般在市區(qū)外那建筑稀少及空間開闊的地段采用；地面線：主要在較空曠的地帶、道路和建筑稀少的地段采用敞開式線路：由地下線過渡為地面線或

8、高架線時的一種過渡形式2、站間距的設置及其影響因素一般在城市中心區(qū)宜為1km左右，在城市外圍區(qū)應根據具體情況適當加大車站間的距離（一般不宜大于2km ）。世界上站間距有兩種趨向：小站間距，1km左右，以香港為代表；大站間距，1.6km左右，以莫斯科為代表。站間距與工程造價之間的關系 ：站間距越小，車站數量越多，軌道交通的造價越貴站間距與運營費用之間的關系 ：地鐵運營速度約與站間距的平方根成正比。站間距離縮短地降低運營速度，增加線路上運營的列車對數，還會因頻繁地起停車而增加電能消耗、輪軌磨耗，從而 增加運營成本。站間距與乘客出行時間之間的關系：站間距少，短程乘客多；站間距大，遠程乘客多。3、線路

9、平面設計的主要技術要素（1）、圓曲線長度：從改善瞭望條件、較少行車阻力和養(yǎng)護維修來看，短則有利，但最短不能小于車輛的全軸距。正線及輔助線的圓曲線最小長度，A型車不宜小于25m，B型車不小于20m，在困難情況下不得小于一個車輛的全軸距。（2）、圓曲線半徑：線路最小圓曲線半徑與線路性質、車輛性能、行車速度、地形地物等條件有關，是城市軌道交通的主要技術標準之一。其選定是否合理，將對城市軌道交通的工程造價、運 行速度、養(yǎng)護維修產生很大影響。影響最小圓曲線半徑的因素有：列車運行安全及乘客舒適、鋼 軌磨耗、養(yǎng)護維修。(3) 、緩和曲線：軌道交通線路的直線段曲率半徑p =s,圓曲線段曲率半徑p =R,需要有

10、一種 曲線能滿足曲率變化的要求。 線路平面圓曲線與直線之間應根據 曲線半徑 、超高設置 及設計速度 等因素設置緩和曲線，其長度按照相關規(guī)范確定。緩和曲線的線形主要有放射螺旋型和三次拋物線型，常用的是三次拋物線型。其方程為：(4) 、夾直線(是指相鄰曲線兩端間的直線) ：正線及輔助線上兩相鄰曲線間的夾直線長度， A 型車不宜小于 25m ， B 型車不宜小于 20m ，在困難情況下不得小于一個車輛的全軸距，車場上夾 直線長度不得小于 3m。(5) 、曲線軌距加寬： 加寬軌距是指將曲線軌道的內軌向曲線中心方向移動，并在緩和曲線長度范圍內完成，曲線外軌位置保持不變。( 6)、曲線超高 ：超高即把曲線

11、外軌適當抬高，借助車輛重力的水平分力以平衡離心力，從而達 到內外兩股鋼軌受力均勻， 垂直磨耗均等， 使旅客不因離心加速度的存在感到不舒適， 以及提高 線路橫向穩(wěn)定性，保證行車安全。計算公式.h=11.8*V2/R【h外軌超高量；V通過曲線時的列車速度(km /h); R曲線半徑(m) d(7)、線路直線段參數： 軌距、標準軌(1435mm)、窄軌、游間、(水平、前后高低、方向、軌 底坡)4、線路縱斷面設計的主要技術要素軌道交通線路縱斷面設計的主要技術要素有 坡度、坡段長度及坡段連接。坡度：最大縱坡(正線的最大坡度不宜大于30%。，困難地段可采用 35%。，高架輕軌線正線的限制坡度為60%

12、76;。)最小縱坡(隧道內的最小坡度主要為了滿足縱向排水需要，隧道內線路坡度一般 不小于 3%。)、車站縱坡。坡段長度： 兩個坡段的連接點， 稱為變坡點。 一個坡段兩端變坡點之間的水平距離稱為坡段長度。 線路坡段長度不宜小于列車計算長度。坡度連接： 為了緩和變坡度的急劇變化，使列車通過變坡點時產生的附加加速度不超過允許值， 相鄰坡度差等于或大于 2%時，應設豎曲線。豎曲線有圓曲線和拋物線兩種。拋物線曲率漸變， 更適宜于列車運行，但鋪設和養(yǎng)護工作復雜。我國城市軌道交通線路路基基本上采用圓曲線。5、軌距加寬、超高的定義加寬軌距 是指將曲線軌道的內軌向曲線中心方向移動， 并在緩和曲線長度范圍內完成，

13、 曲線外軌 位置保持不變。超高即把曲線外軌適當抬高， 借助車輛重力的水平分力以平衡離心力， 從而達到內外兩股鋼軌受 力均勻，垂直磨耗均等，使旅客不因離心加速度的存在感到不舒適，以及提高線路橫向穩(wěn)定性， 保證行車安全。6、限界的定義和類型 定義：限界是指列車沿固定的軌道安全運行時所需要的空間尺寸。 類型：車輛限界：是車輛在正常運行狀態(tài)下的一條最大動態(tài)包絡線。設備限界：是一條用以限制設備安裝侵入的界線。 建筑限界：是考慮設備和管線安裝尺寸后的最小有效斷面。四、軌道結構1、軌道結構的組成 鋼軌、軌枕、連接零件、道床、道岔和防爬器、軌距拉桿及其他附屬設備等組成2、鋼軌磨耗的種類垂直磨耗： 在直線和曲線

14、上都存在垂直磨耗； 它與作用在鋼軌上的垂直壓力、 輪軌之間的滑動摩 擦有關，他隨著通過質量的增加而增大；當超過允許的垂直磨耗量，鋼軌必須更換；正常情況下 垂直磨耗是確定鋼軌使用壽命的重要依據。側面磨耗： 側面磨耗發(fā)生在曲線的外股鋼軌上； 伴隨曲線外軌側磨的同時， 在曲線內軌上出現(xiàn)壓 潰、軌頭壓偏和寬度增加等現(xiàn)象。減少側磨的措施包括：采用徑向轉向架；采用耐磨軌（如高硅 軌，淬火軌等） ；合理設置超高、軌距和軌底坡；曲線潤滑等。波形磨耗： 波形磨耗是指鋼軌頂面或側面上呈波浪形的不均勻磨損或塑性變形； 波形磨耗依據其 坡長可分為短波磨耗和長波磨耗3、道岔的構成轉轍部分： 由兩根基本軌、兩根尖軌、 各

15、種轉接零件和道岔轉轍機構成?；咀饔檬且龑к囕啅?一線進入另一線。種類包括手動轉轍機和自動轉轍機； 必具備三種功能：轉換、鎖閉、顯示 。 轍叉及護軌： 由心軌、翼軌、護軌和連接零件組成?；咀饔檬鞘管囕啅囊还射撥壴竭^另一股鋼 軌。連接部分： 連接轉轍器和轍叉的軌道，包括直股連接線和曲股連接線4、有害空間的定義從轍叉咽喉至心軌實際尖端之間的軌線中斷的距離。 道岔號數越大， 轍叉角超小， 有害空間越大。5、無縫線路的定義 無縫線路是指將標準長度的鋼軌焊接起來而沒有軌縫的線路。書 P118-120五、車站建筑1、軌道交通車站的分類及其特點 按車站的空間位置分類： 地面車站、高架車站、地下車站 按運營

16、性質分類： 中間站（僅供上下車） 、換乘站、中間折返站（區(qū)域站） （能使列車在站內折返 或停車有盡端折返設備的中間站） 、越行站、接軌站（位于軌道交通線路分岔處的車站，可以在 兩個方向上接車和發(fā)車） 、終點站（位于線路起、終點處的車站。終點站除了供乘客上下車外， 還用于列車折返及停留。因此一般設有多股停車線，還可將線路延長作為中間站或區(qū)域站使用） 按站臺類型分類： 島式站臺、側式站臺、島側混合式站臺島式車站 站臺位于上、 下行行車線路之間， 這種站臺布置形式稱為島式站臺。 具有島式站臺 的車站稱為島式站臺車站（簡稱島式車站） 。側式車站 站臺位于上、 下行行車線路的兩側， 這種站臺布置形式稱為

17、側式站臺。 具有側式站 臺的車站稱為側式站臺車站（簡稱側式車站） 。2、島式站臺與側式站臺的比較 島式站臺的面積利用率高，能靈活調劑客流；對島式站臺而言，行車控制都集中在同一站臺，運 營管理比較方便； 島式站臺方便乘客搭錯更改方向， 不用通過樓梯或地道換到另一側站臺； 側式 站臺上下行乘客可避免相互干擾；區(qū)間線和站線間不設喇叭口，造價低，改建容易。3、軌道交通車站的換乘類型結點換乘： 結點換乘是指兩線交叉處，將兩線隧道重疊部分的結構做成整體的結點，并采用樓 梯將兩座車站站臺連通， 乘客通過該樓梯進行換乘。 結點換乘方式根據兩線車站的交叉位置， 分 為：十字形換乘、 T 形換乘、 L 形換乘站廳

18、換乘： 站廳換乘是指乘客由一個車站的站臺通過樓梯或自動扶梯經過另一個車站的站廳或 兩站的共用站廳到達另一個車站站臺的換乘方式。無論是出站還是換乘都必須經過站廳。通道換乘： 在兩線交叉處，車站結構完全分開，當車站站臺相距稍遠或者受地形限制不能直接 通過站廳進行換乘時， 在兩個車站之間設置單獨的連接通道和樓梯， 供乘客換乘的行駛。 連接通 道一般設于兩站的站廳之間，也可以從站臺上直接設置。同站臺換乘： 同站臺換乘是指乘客通過同一站臺或者相距很近的兩個平行站臺實現(xiàn)轉線換乘， 乘 客主要走到車站站臺的另一邊即可換乘另一條線路的列車。同站臺換乘的基本布局包括：同一平面布置、不同平面布置站外換乘六、車輛結

19、構1、軌道交通車輛的組成 車體、轉向架、牽引緩沖連接裝置、制動裝置、受流裝置、車輛內部設備、車輛電氣系統(tǒng)2、車輛構造速度、車輛定距的定義 車輛構造速度： 指車輛設計時按安全及結構強度等條件所允許車輛可行駛的最高行駛速度， 實際 行駛速度不超過車輛構造速度。車輛定距： 車輛兩相鄰轉向架中心之間的距離3、轉向架的定義轉向架是支承車體并擔負車輛沿著軌道走行的支承走行裝置。 相對車體可自由回轉， 使較長的車 輛能自由通過小半徑曲線。4、轉向架的構成 輪對、輪對軸箱裝置、彈性懸掛裝置、構架、制動裝置牽引電機與齒輪變速傳動裝置、轉向架 支承車體裝置5、轉向架支承車體的方式 心盤集中承載、旁承承載、心盤部分

20、承載（書 P175）6、軌道交通車輛的制動類型 按電動車組動能轉移方式分類 摩擦制動 方式， 即動能通過摩擦副的摩擦轉變?yōu)闊崮埽?然后消散于大氣。 常用的摩擦制動方式主 要有 閘瓦制動 、盤形制動 、 軌道電磁制動 等。動力制動 方式， 即把動能通過發(fā)電機轉化為電能， 然后將電能從車上轉移出去。 常用的動力制動 形式主要有 電阻制動 、 再生制動 等。按制動力獲取方式分類： 黏著制動、非黏著制動 按制動源動力分類： 空氣制動、電氣制動七、電力牽引1、軌道交通車輛電力牽引系統(tǒng)按照驅動電機不同劃分的類型 直流電力牽引系統(tǒng)、交流電力牽引系統(tǒng)2、直流電機的組成定子和轉子組成 定子的作用是用來產生磁場，

21、提供磁路和作為電機的機械支撐 轉子部分是用來產生感應電勢和電磁轉矩從而實現(xiàn)機電能量轉換的主要部件； 轉子通過軸承與定 子保持相對位置，使兩者之間有一個空氣隙3、直流牽引電機調速的基本形式調壓法： 變阻控制 （調節(jié)電阻的方法又可分為兩類， 即采用有觸點組合式凸輪開關調阻和無觸點 斬波調阻）；斬波調壓調節(jié)主極磁通 （串勵電動機磁場削弱法短路匝數法、分路電流法）4、直流牽引電機的電氣制動類型 電阻制動和再生制動八、供電系統(tǒng)1、城市軌道交通供電系統(tǒng)根據用電性質劃分類型根據用電性質的不同， 城市軌道交通供電系統(tǒng)可以分為為牽引電力機車供電的 牽引供電系統(tǒng) 和為 動力、照明及其其他用電設備供電的 降壓供電系

22、統(tǒng) 。2、牽引供電系統(tǒng)的組成 牽引供電系統(tǒng)由 牽引變電所 、牽引網和電分段 組成， 牽引網 由 饋電線、接觸網、軌道回路（鋼 軌）及回流線 組成的供電網絡組成。 在城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中， 電能從牽引變電所經饋電 線、接觸網輸送給電動列車，再從電動列車經鋼軌、回流線流回牽引變電所。3、接觸網的類型 接觸網分為 架空式接觸網 和接觸軌 （也稱第三軌 ）式接觸網 。 接觸軌式接觸網 （分上接觸式、下接 觸式 、側面接觸式 ）僅用于地鐵與封閉的城市鐵路和輕軌， 架空式接觸網 除此還可用于鐵路干 線、城市地面和工礦電機車電力牽引線路。 架空接觸網 可分為 地面架空式 和隧道架空式 兩種4、迷流的定

23、義 迷流，又稱地下雜散電流 。在直流牽引供電系統(tǒng)中，牽引電流并非全部由鋼軌流回牽引變電所， 而是有一部分由鋼軌流入大地，再由大地流回鋼軌并回到牽引變電所。這就是迷流。 其防護主要按照“ 以防為主，以排為輔，防排結合，加強監(jiān)測 ”。九、通信系統(tǒng)1、軌道交通通信系統(tǒng)的組成 通信傳輸子系統(tǒng)、無線通信子系統(tǒng)、公務電話子系統(tǒng)、圖像監(jiān)控子系統(tǒng)、廣播子系統(tǒng)、時鐘子 系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)、乘客導乘及信息服務子系統(tǒng)。2、通信傳輸子系統(tǒng)中常用的網絡傳輸技術 網絡傳輸技術主要有 SDH 、ATM 、OTN 和寬帶 IP 技術。 十、 信號系統(tǒng)1、軌道交通信號系統(tǒng)的作用1）確保列車運行的安全，防止追尾和沖突；2）提高運行

24、效率（在保證安全的前提下，縮短行車間隔）；3）實現(xiàn)列車運行的自動化2、軌道電路的定義及工作狀態(tài)3、軌道電路是利用線路上兩條鋼軌作為導線，在這段線路分界處，用 鋼軌絕緣 隔斷，一端接上電源，稱為 供電源 ；另一端接上軌道繼電器，稱為 受電端 ，這樣構成的電路稱為軌道電路。4、進路、閉塞、聯(lián)鎖的定義進路： 列車在車站內（或車輛基地等部門）運行的路徑。按作業(yè)性質分：列車進路和調車進路。列車進路有接車進路 、 發(fā)車進路 、通過進路；調車進路 有調車接車方向進路、調車發(fā)車方向進路聯(lián)鎖：是指為保證行車安全， 而將軌道交通 車站中的所有信號機、軌道電路 及道岔等相對獨立的 信號設備構成一種相互制約、聯(lián)合控制的連帶環(huán)扣關系。閉塞 是指軌道交通系統(tǒng)為保證列車按空間間隔安全運行的一種技術方法。城市軌道交通系統(tǒng)大多采用自動閉塞。5、自動閉塞的類型及其特點 固定閉塞方式 ：是指基于軌道電路的自動閉塞方式， 在這種方式中閉塞分區(qū)一旦劃定將固定不變。而采用移動通信、 地面交叉感應電是基于報文式軌道電路的自動閉塞（ATO） 、列車自動監(jiān)控子系統(tǒng) （ATS ）移動閉塞方式 ：指不依靠軌道電路向列控車載設備傳遞信息， 纜、應答器等媒體向列控車載設備傳遞信息，實現(xiàn)自動閉塞。準移動閉塞方式 ：是介于上述兩類方式之間的自動閉塞方式， 方式。6、車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的種類電鎖器聯(lián)鎖 、