其他形式的軌道交通系統(tǒng)修改

8其他形式的軌道交通系統(tǒng)軌道交通是作為大運量、快速公共交通工具進人城市的。城市軌道交通只是城市交通體系中的一個重要組成部分,從它的輸送功能和運行區(qū)域來看。則可以劃分為“市郊鐵路”、“城市軌道交通系統(tǒng)”和“小區(qū)域軌道輸送系統(tǒng)"等三個類型。從單列運量來看，則“市郊鐵路”最大,“小區(qū)域軌道輸送系統(tǒng)"最小。最初，軌道交通只是連接大中型城市、礦山、工業(yè)基地的客貨共線的軌道交通線路。起終點都只到城市邊緣,甚至距離城市中心還有數(shù)十公里遠的距離.隨著城市化進程的不斷發(fā)展,大城市周邊建設(shè)衛(wèi)星城的發(fā)展模式逐漸形成,原有的單一的城際軌道交通形式已不能滿足大城市的發(fā)展模式,在美國、法國、英國和日本等交通發(fā)達國家，就逐步形成了城市中心區(qū)域和衛(wèi)星城之間的郊區(qū)鐵路，成為城際鐵路與城市交通系統(tǒng)接駁的城郊軌道交通系統(tǒng)。城郊軌道交通系統(tǒng)雖然解決了衛(wèi)星城、城市郊區(qū)到城市中心的交通問題，但尚不能一一到達城市所有的政治、經(jīng)濟和文化娛樂區(qū)域。特別是城市擴大到了一定規(guī)模之后，從機場到市中心,城郊鐵路終點到文化娛樂區(qū)、觀光旅游區(qū)，不僅運距大，而且客流量也非?？捎^。一般的公共汽車由于沒有專用道路，難以解決大客流量與快速輸送需求之間的矛盾。而從城郊到城市中心區(qū)的客流情況，又像人體的血液輸送系統(tǒng)一樣,由疏而密、由分散到集中。日本京都大學工學部交通土木工學教授天野光三曾撰文以人體的“血液循環(huán)”比擬都市中的“人車流動”現(xiàn)象：晨問，通勤的人們從各自家門步行到附近的公共汽車站，經(jīng)由公共汽車系統(tǒng)輸送到通勤鐵路的車站,會合其他乘客搭上開往都市中心地區(qū)的市郊列車,列車沿途靠站載客，越靠近都市中心，乘客量越大。道路系統(tǒng)也呈現(xiàn)相同的情形。車流擁擠程度，白巷道至主要干道逐級增加。這種現(xiàn)象實際上與人體的血液循環(huán)相似。觀察人體血液循環(huán)系統(tǒng)的組成，由“微血管”匯接“小血管”，依次匯接“中血管”、“大血管”到達心臟，越靠近心臟，血管越大,血流量也越多,與都市運輸體系幾乎是一樣的。天野教授認為，人體要保持健康。就要使體內(nèi)無數(shù)血管網(wǎng)群的流動維持一種平衡狀態(tài),同樣的,都市交通也必須在均衡運行的狀態(tài)下才能暢通。現(xiàn)代城市車滿為患、交通擁堵的現(xiàn)實，催生了城市軌道交通系統(tǒng)。許多國家的交通實踐表明，僅有私人汽車、公共汽車，還不能解決城市交通擁堵的問題。唯一有效的方法,就是建立以大運量和公交化的軌道交通網(wǎng)絡(luò)為骨干、公共汽車網(wǎng)絡(luò)為配套輸送系統(tǒng)的公共交通網(wǎng)絡(luò)體系。加上科學合理的交通管理制度，才能最大限度地發(fā)掘城市道路的通行潛力。此外,在大型機場、大型旅游區(qū)、天然動物園等客流大、行程目標集中的一些區(qū)域,又形成了小區(qū)域快捷輸送系統(tǒng)。這樣,根據(jù)軌道交通系統(tǒng)功能、運量的不同,城市軌道交通就產(chǎn)生了城郊鐵路、城市地鐵、輕軌、自動化快速運輸系統(tǒng)等形式多樣的軌道交通體系。城市軌道交通經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展,特別是經(jīng)歷了第三次、第四次工業(yè)革命的洗禮，城市軌道交通車輛經(jīng)歷了從蒸汽機車到電力機車，再從普通電力機車到直線電力機車,從單機牽引到動車組運行的一系列巨大變革;從鋼輪鋼軌發(fā)展到膠輪獨軌，從輪軌接觸走行模式發(fā)展到磁浮高速走行模式。城市軌道交通的車輛和輪軌也因長足的技術(shù)進步而出現(xiàn)了多種類型和豐富的形式。市郊鐵路城市擴大的必然選擇軌道交通是作為大運量、快速公共交通工具進入城市的。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，居住區(qū)與商業(yè)區(qū)的逐漸分離，以及大城市-衛(wèi)星城建設(shè)格局的形成，單一的城際軌道交通已不能滿足快速增長的城市交通客流的需求，在美國、法國、英國和日木等交通發(fā)達國家，就逐步形成了城市郊區(qū)鐵路，成為城際鐵路與城市交通系統(tǒng)接駁的軌道交通系統(tǒng)。國外的大城市，規(guī)模擴大了以后,新舊市鎮(zhèn)與Dｏwｎｔoｗｎ之間的聯(lián)系,很多就將以前鐵路大發(fā)展時代留下來的鐵路用作市郊鐵路，如舊金山、洛杉磯和芝加哥等城市。我國的城市建設(shè)在以往很長的一段歷史時期內(nèi),處于以集聚為主的城市化發(fā)展階段。城市建設(shè)大都把注意力集中在緩解中心城區(qū)交通繁忙的事務(wù)里。近幾年來，城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，已經(jīng)導(dǎo)致中心城區(qū)人滿為患，交通擁堵難以排解.例如．上海市政協(xié)２0０5年提交的《上海重大建設(shè)對人口布局的影響及其對策研究調(diào)研報告》指出,上海內(nèi)環(huán)線以內(nèi)的常住人口密度為每平方公里３．3９萬人,外環(huán)線以外為每平方公里0。1４萬人,兩者差距高達２4倍。這一比例即便是在世界工業(yè)高度發(fā)達的國家也屬少見（相關(guān)統(tǒng)計資料顯示,紐約的中心區(qū)人口密度僅為外圍的２。4倍，巴黎為2倍,東京為0．5倍）。上海的這種人口分布格局,給中心城區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施、各種資源供應(yīng)和防災(zāi)減災(zāi)帶來了巨大壓力，也加大了城市安全的風險。上海市政府為了逐漸解決城市人口分布失衡的問題,采取了“推進中心城區(qū)人口向外疏解，通過郊區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)、園區(qū)建設(shè),吸納中心城區(qū)居民在中心城區(qū)以外地區(qū)就業(yè)、定居,以及通過軌道交通、快速通道加強郊區(qū)與中心城區(qū)的連接”等措施。20０0~20０5年,上海市內(nèi)環(huán)線以內(nèi)的核心區(qū)常住人口數(shù)量共減少17。２1萬人，增長率為-１4.2％；中心城區(qū)其他各區(qū)人口凈增１7.5６萬人，增長率２。16%；近郊區(qū)常住人口增長８２.06萬人，增長率為2６。17%.把大批城市中心區(qū)人口遷移到城郊甚至遠郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，加速了郊區(qū)農(nóng)村的城市化進程。而這數(shù)萬甚至數(shù)十萬城郊居民中的在職人員，其工作崗位卻仍然在中心城區(qū).還有少數(shù)人為避開中心城區(qū)的嘈雜喧鬧,將住房遷到了城郊。這樣，就出現(xiàn)了居住區(qū)與工作區(qū)遠距離分開的狀況。像北京、上海和廣州等特大城市以及重慶、天津、武漢和南京等大城市都逐漸形成了居住區(qū)與商業(yè)經(jīng)濟區(qū)遠距離分離的狀態(tài)。成千上萬的上班族在相對固定的時間段內(nèi)集中上下班。這種每日固定時間、固定方向上的人流日益增多并過于集中時，就會形成通勤高峰,給市郊交通帶來巨大的壓力.這樣，市郊居民向市中心通勤出行的交通問題便日益突現(xiàn)出來。僅僅依靠私人汽車和區(qū)間巴士專線,已經(jīng)不能解決這個問題.而軌道交通系統(tǒng)具有運量大、占地少、不受其他道路交通干擾因而快速準時的優(yōu)勢,這樣,規(guī)劃并建設(shè)市郊軌道交通系統(tǒng)就成了這些城市必然的選擇。但是，由于我國鐵路建設(shè)比較落后，各大城市干線鐵路直接進城的格局及其近乎飽和的運量，使得市郊鐵路面臨舉步維艱的窘境。最實際的做法是將城市軌道交通中的干線,向客流明顯增大的郊區(qū)延伸，再在適當?shù)慕疾课辉O(shè)置環(huán)行城市軌道變通換乘點，總體形成“縱橫貫通、環(huán)行聯(lián)絡(luò)、四通八達”的城市軌道交通格局。例如北京、上海等特大城市，都采用了這樣的建設(shè)思路。用這樣的方法來彌補市郊鐵路的空缺，是目前行之有效而又節(jié)省投資的良策。市郊鐵路的技術(shù)特征市郊鐵路的技術(shù)特征是由市郊居民通勤出行的客流特征和接駁成績客貨運的運量決定的。發(fā)達國家大城市的市郊鐵路多數(shù)是利用鐵路大發(fā)展時期遺留下來的舊有鐵路,開行城市郊區(qū)客車，成為市郊鐵路；也有將原有的市鎮(zhèn)間的舊鐵路，發(fā)展成大城市的市郊鐵路.市郊鐵路的地域特征和客流特征與“大鐵路”和城市軌道交通系統(tǒng)是有明顯差異的,如表8－1所示。表8－１市郊鐵路、城市軌道交通系統(tǒng)和鐵路干線的技術(shù)特征比較表線路種類線路性質(zhì)服務(wù)范圍列車編組站間距（kｍ）平均時速(ｋｍ）發(fā)車間隔城市軌道交通地鐵/輕軌客運專線城市區(qū)域內(nèi)4或６0。6～1．030～45短市郊軌道交通客運專線客貨共線中、短途市域范圍6或８2.2～3.945～55高峰時短平均較長干線鐵路傳統(tǒng)鐵路客貨共線全國范圍客運：１４~２0貨運：35~５08～20客運:120～160貨運：5０～8０長高速鐵路客運專線中、長、超長途大、中城市間１0左右２5～50２0０～3２０長城際鐵路客運專線中、長途大、中城市間8~１45～20８０～10０長注：表中市郊軌道交通的技術(shù)參數(shù)取自法國巴黎市郊鐵路.由于市郊鐵路的地域位置，決定了它的客流特征是上下班高峰時段客流大而集中,其余時段客流相對較小。從運輸經(jīng)濟學角度看,僅就解決市郊客流問題而建設(shè)市郊鐵路是不符合運輸經(jīng)濟效益原則的，這就需要從市郊鐵路的綜合經(jīng)濟效益來考慮。因此,如果客運高峰時段增加客運列車發(fā)送數(shù)量，而其余時段則可以適當減少客運列車，增開貨運列車(假如有足夠的貨運數(shù)量的話),這樣就可以達到客貨運密度相對均衡。對于鐵路建設(shè)已經(jīng)非常發(fā)達的美國、英國、法國和日本等國家來說,這些國家在大城市郊區(qū)已經(jīng)有鐵路線存在，所謂市郊鐵路.無非是編組一定數(shù)量的市郊列車來運營，就能發(fā)揮市郊鐵路的作用;或者修建、擴建部分市郊鐵路車站,以滿足旅客換乘的需要即可.我國城市軌道交通系統(tǒng)還在起步規(guī)劃階段,其建設(shè)方案有以下三種:（1)利用和改造城際鐵路經(jīng)過的市郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)車站．增開市郊列車來緩解市郊客流.這個方案最節(jié)省。但目前城際鐵路的運能已趨于飽和，再增開市郊短途客運列車的運行空間很小.（2）新建市郊鐵路。這個方案雖然看起來不錯．但線路及市郊換乘車站的建設(shè)都需要大量資金投人.日前城市的市政建設(shè)經(jīng)費,承擔市內(nèi)軌道交通建設(shè)已經(jīng)不堪重負，更難以承擔巨大的市郊鐵路的建設(shè)經(jīng)費.(3）將市內(nèi)軌道交通延伸到市郊。這個方案基建費用相對較小,而且可以分階段陸續(xù)建設(shè)。從經(jīng)濟角度來看,比較可行.例如,上海市地鐵的4條市域快速線路（Ｒ１、R2、R3、R4），主要在全市范圍提供快速的交通服務(wù)，連接郊區(qū)新城、中心鎮(zhèn)等重要地區(qū)，連接重要的對外交通樞紐（空港、海港和鐵路客站等)，構(gòu)成全市范圍的快速交通骨架。然后，又通過環(huán)行地鐵線路以及軌道交通網(wǎng)絡(luò)的換乘點形成在全市暢通的軌道交通體系.結(jié)合我國國情來考慮，第三個方案顯然是比較合理和現(xiàn)實的。城市軌道交通形式城市軌道交通的一般類型?(一)地鐵和輕軌軌道交通進入城市源于1９世紀中期.工業(yè)革命的發(fā)展帶來的農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移.城市規(guī)模膨脹、擴大,亟待解決公共交通問題。在當時的社會歷史背景下，蒸汽機車進入市區(qū)幾乎是作為先進公共交通的標志而受到了廣大市民的認可和歡迎。特別是在工業(yè)革命發(fā)源地的英國，１863年，倫敦出現(xiàn)了第一條蒸汽機車牽引的地鐵線路。盡管空氣污染嚴重，乘坐并不舒服，但世界各主要工業(yè)化國家的大城市都競相效仿,并掀起了修建地鐵的高潮。這些城市內(nèi)的鐵路線網(wǎng)大都在100年前規(guī)劃、設(shè)計和建造，都享有獨立的路權(quán),都是建于客流集中的客運走廊。它們奠定了城市軌道交通的基本格局.在10０多年的時間里，隨著一次又一次的工業(yè)技術(shù)革命，城市軌道交通從軌道技術(shù)到車輛技術(shù)、從通信信號技術(shù)到運行調(diào)度技術(shù)，都發(fā)生了重大的歷史性變革。地鐵的快速、便捷、大運量和現(xiàn)代化的特性已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市的重要標志之一?，F(xiàn)代地鐵作為城市軌道交通系統(tǒng)的骨干線路,是客運流量最大的軌道交通形式,其客流量達到３萬～8萬人次/h。地鐵最初由于倫敦的地面路權(quán)問題,只能在地下修建和運行。后來,由于地面以下修建鐵道線路與地下建筑.費用非常昂貴。于是考慮在地面用地不太緊張而又可以封閉的路段，就在地面修建；在地面道路共用的路段又不能在地面封閉的路段，則采用高架的形式。但無論何種形式，軌道線路始終享有獨立的路權(quán)。其行駛過程只接受軌道交通運營管理系統(tǒng)的指揮與管理,不受其他交通形式的干擾和影響。這樣,地鐵作為大運量軌道交通系統(tǒng)，不僅在地下修建和運行,也可以在地面或高架工程上運行,但地鐵的走行模式始終是傳統(tǒng)的鋼輪雙軌系統(tǒng).所謂輕軌,最初是指“輕型軌道交通系統(tǒng)”。國外把城市有軌電車也納入“輕型軌道交通系統(tǒng)”。其實，地鐵、輕軌與有軌電車的區(qū)別還是很大的（下述)。我國所謂的“輕型軌道交通系統(tǒng)”的道床、軌道結(jié)構(gòu)、運行車輛和運行管理系統(tǒng)與地鐵基本相同,而且也有獨立的路權(quán).與地鐵不同之處在于，由于客運量比地鐵小，因而列車編組車輛少、運營線路短、行駛速度慢、行車間隔略長,其運行管理模式有所不同。因此,地鐵與輕軌的主要區(qū)別也是最基本的區(qū)別就是運量不同。在我國的規(guī)范中,每小時客運量3萬～8萬人次的軌道交通系統(tǒng)，稱為地鐵;每小時客運量1萬～3萬人次的軌道交通系統(tǒng)，稱為輕軌,而且輕軌的走行形式可以是鋼輪鋼軌的雙軌也可以是膠輪獨軌。表8-２《城市快速軌道交通工程項目建設(shè)標準》(試行本）線路運能分類Ⅰ(高運量）Ⅱ（大運量）Ⅲ(中運量)地鐵輕軌單向運能(萬人次/h）5~73～５1～3適用車型AB（或A）Ｃ(或Ｂ)列車最大長度/ｍ185140100線路形式（市中心區(qū)）全封閉全封閉半封閉／全封閉最高速度（ｋm／h）≥80８０60～80旅行速度（km／ｈ）30~4030～４０20~30/3０~４０適用城市市區(qū)人口規(guī)模(萬人）〉３00>200>１０0（二）有軌電車有軌電車與地鐵、輕軌的區(qū)別比較大，其最主要的區(qū)別是不享有獨立的路權(quán)，鋼軌面與地面持平，與地面其他車輛是共同使用同樣的道路、與橫向道路也是平面交叉.因此，除了在軌道上行駛這一特點外，有軌電車更類似于一般的公共交通車輛。有軌電車是城市軌道交通工具中有著悠久歷史的軌道交通形式。世界上第一輛有軌電車于1881年誕生于柏林,這輛原始的有軌電車只能載24名乘客，車廂是敞開的，它在設(shè)于道路的軌道上行駛，軌頂面和路面相平,不享有獨立的路權(quán),速度不到19km/h，電動機的功率僅4．5馬力(約3。3ｋW），電流是通過軌道輸送到電動機的,兩條軌道形成電流的回路.到1883年,開始采用架空線來輸送電流,再通過軌道形成電力回路,車輛也做了許多改進。有軌電車作為公共交通工具，逐漸為大眾所接受,很快得到廣泛應(yīng)用，并在２０世紀初期已經(jīng)成為城市公共交通的主要方式。以美國為例,1912年美國擁有2．5萬人口以上的37６個城市中，有370個城市采用有軌電車作為城市公共交通工具，有軌電車的數(shù)量最多時達到8萬多輛，線路總長度達到２5０00km。圖8-1德國有軌電車有軌電車誕生不久，很快便傳到中國。1895年，在上海的英國人開始籌劃在英租界建造有軌電車線路。１９0８年3月5日，上海第一條有軌電車路線正式通車營業(yè)，線路長６ｋm.此后不斷擴展，到１9５9年,上海的有軌電車多達360輛,線路總長度為7２.４km。我國一些重要的沿海城市也相繼建造了有軌電車.到了20世紀50年代，隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市公共交通開始向汽車轉(zhuǎn)化。一方面。越來越多的人擁有私人汽車,使私人交通的比重不斷增加,公共交通的比重相應(yīng)下降；另一方面，有軌電車的噪聲太大，舒適性差、技術(shù)落后.許多城市的有軌電車遭到廢棄。倫敦、紐約等大城市先后在５0年代和60年代完全取消了有軌電車。圖8-1德國有軌電車然而,有軌電車在另一些國家仍受到重視。前蘇聯(lián)和東歐國家的有軌電車客運比重雖有所下降，但絕對數(shù)量仍有所增加。西歐的一些國家如德國（見圖8-1)、瑞士等，有軌電車在城市公共交通中仍保持了一定的地位。我國一些城市的有軌電車大多來自國外，這些電車不能滿足形勢的要求,受國外潮流的影響,也隨之而萎縮.１97５年，上海拆除了最后一條有軌電車路線.不過，我國東北幾個城市仍保留著有軌電車,但在城市公共交通中所占的比重則已降到了最低水平。有軌電車在街道上消失以后不久,人們便發(fā)現(xiàn),這些騰出來的道路空間很快便被汽車擠占。私人汽車的迅猛發(fā)展。造成城市道路交通日趨阻塞,城市的空氣污染日益嚴重，給城市的生活質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展帶來了極其嚴重的不良后果,促使人們不得不重新研究城市的交通政策。人們重新認識到:軌道交通的運能大而占用道路面積小,是解決交通擁堵問題的有效交通手段,由于采用電力驅(qū)動而不排放有害氣體，特別有利于改善城市的大氣環(huán)境。那些保留有軌電車的城市,積極采用先進技術(shù)來改造老式的有軌電車，以適應(yīng)現(xiàn)代城市的要求。有軌電車也被納入城市軌道交通的范疇。（三)纜車１．軌道式纜車軌道式纜車（CaｂleＣａr）是以電能為動力(最早的城市軌道式纜車是以蒸汽為動力的），用鋼纜繩牽引車輛在軌道上運動?，F(xiàn)有的城市軌道纜車,采用絞車牽引系統(tǒng)來運送坡道上的乘客。牽引的車輛一般有兩三節(jié)（也有單節(jié)的)，視牽引力的需求和絞車功率的大小而定.隨著電氣技術(shù)的發(fā)展，特別是電力能源的廣泛運用,軌道式纜車即普遍以電能作為牽引動力.牽引列車的鋼纜也有較大的改進。軌道式纜車的牽引鋼纜設(shè)置在兩條鋼軌的中間.牽引系統(tǒng)通過滑輪組轉(zhuǎn)換方向。由于滑輪組會損失牽引能量,因此軌道式纜車的道路很少拐彎，要拐彎也盡量以小偏角拐彎以節(jié)省能量。有時，載客超量，上坡時牽引力不足,就要一部分人下車來推。由于動力、運能方面的弱點，軌道式纜車目前僅在少數(shù)城市中使用。8-2香港山頂纜車8-3重慶朝天門客運纜車18８8年,英國人在香港建成啟用的山頂纜車，是香港最古老的機動交通工具(見圖8—2）8-2香港山頂纜車8-3重慶朝天門客運纜車重慶是我國著名的“山城”，城市建在山坡上。朝天門碼頭坡高且長，從碼頭至坡頂，要登數(shù)百級臺階。為方便行人、游客，重慶市政府于19８4年修建了客運纜車，便于旅客和小件物品轉(zhuǎn)駁到碼頭其他的公共交通系統(tǒng),成為客運碼頭重要的高效公共交通工具。每車乘客100余人（見圖8－３）。有些城市山坡比較陡峭,纜車會傾斜得很厲害。為了確保旅客的安全，也為了提高纜車乘坐的舒適性，就將車輛后面用鋼結(jié)構(gòu)支撐起來，使纜車在坡道上行駛時,車身能保持水平。２.鋼索懸掛式纜車8-4曼哈頓至羅斯福島的纜車鋼索懸掛式纜車作為城市快速載客工具，起源于礦井運輸和采石場運料車.第一條載客懸掛式纜車于１976年啟用，往返于紐約的曼哈頓至羅斯福島之間，全長１．２km,單程運量１50０人/小時(見圖８—4）。鋼索懸掛式纜車的功能主要是方便旅客上下山坡，減輕旅客的體力消耗和避免陡坡攀登的危險.此外,在旅游城市內(nèi)，為快速輸送旅客抵達旅游景點，避免游客過于集中而阻塞城區(qū)交通，則運用懸掛式鋼索纜車繞開繁華街道將旅客快速送往旅游景點。有些旅游區(qū),由于地勢起伏大、局部山坡陡峭,不宜鋪設(shè)軌道，于是就采用懸掛式纜車(例如瑞士的滑雪場）。用堅固的支架將鋼索懸掛于空中,避開陡峻的局部地形,纜車以特制的掛鉤將車廂懸掛于鋼索上，由牽引鋼纜把車廂牽引到各個站臺。有人將這種纜車稱為“索道”.我國已經(jīng)有專業(yè)的“索道公司”,專門生產(chǎn)山地用的索道纜車。8-4曼哈頓至羅斯福島的纜車城市獨軌交通系統(tǒng)城市獨軌（Monorail）交通系統(tǒng)仍屬于輪軌運行模式，但與傳統(tǒng)的鋼輪鋼軌、雙軌線路有了很大的區(qū)別，它占用的空間比傳統(tǒng)的雙軌線路要小。獨軌交通系統(tǒng)的車輛不僅可以在軌道上面行走,也可以采取懸掛的形式,在軌道下面行走。這就為在道路局促、建筑密集、地物復(fù)雜而難以修建傳統(tǒng)軌道交通地段，提供了又一種軌道交通形式。(一）獨軌交通系統(tǒng)的發(fā)展歷史就技術(shù)上的定義而言,獨軌交通系統(tǒng)是指以單一軌道來支承或懸掛車廂并提供導(dǎo)向作用而運行的軌道交通系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)有的紀錄，英國人亨利·帕爾默（HｅnryPａｌmer）在1821年即開始發(fā)展獨軌系統(tǒng)，并取得英國第4６１號發(fā)明專利權(quán)。1824年，帕爾默在倫敦碼頭區(qū)布設(shè)獨軌系統(tǒng)軌道用以運載貨物，號稱世界上第一個獨軌系統(tǒng)。當時的軌道梁是以木料制成，將車廂跨坐在木軌上并以馬匹拉動。隨后，在１826年,帕爾默又渡海到德國展示他發(fā)明的系統(tǒng)模型，鼓吹興建獨軌系統(tǒng)借以運輸伍珀塔爾（Ｗｕｐpertal)地區(qū)Ｂameｎn及Elberｆｅｌ兩地間的煤。雖然他的愿望沒有實現(xiàn),但該次展示促成了日后在伍珀塔爾興建連接上述兩地聞名世界的懸掛式獨軌快速運輸系統(tǒng)。圖8-5德國懸掛式軌道交通18８８年法國人夏爾·拉蒂格(CharlesLartiｇuｅ）在愛爾蘭建造了一條１5ｋｍ客貨兩用的跨座式獨軌系統(tǒng)，以由兩個汽鍋連接組成的蒸汽機車帶動，是世界上第一個動力式獨軌系統(tǒng)。該系統(tǒng)平均運行速度28ｋm/ｈ．最高速度可達4３km／h，運營了將近36年，至1９24年停業(yè)。圖8-5德國懸掛式軌道交通１８９3年，德國人歐根·朗根(EｕgｅｎLａngen）開始研究發(fā)展懸掛式的獨軌系統(tǒng)(見圖8-5），并于19０1年3月在伍珀塔爾市沿著貫穿市區(qū)的河谷，搭建鋼架吊懸車廂并利用電力驅(qū)動方式，完成１３.3km長的城市公共交通系統(tǒng)，稱為Lａｎgｅn式或Ｗｕｐｐeｒtａl式獨軌系統(tǒng).該系統(tǒng)運營至今無任何傷亡記錄，被列為世界高效率運輸系統(tǒng)之一。1９52年，瑞典人阿爾塞爾·萊昂納特·文納·格倫(AxelLeonａｒtWeｎneｒＧｒeｎ)以其構(gòu)想發(fā)展出新型的跨座獨軌系統(tǒng),并以1:２。5的比例在德國科隆市附近的Fuhlｉgeｎ進行模型試驗,軌道梁系由鋼筋混凝土制成。據(jù)紀錄所載,在１．９ｋｍ長的試驗軌道上．車廂可達到1３0km/h的運行速度。１９５7年．格倫再次在原地建造了一條１。８km長的實體軌道，測試的結(jié)果與模型試驗相近.這種形式的獨軌系統(tǒng)就以格倫的全名縮寫字母命名為ＡＬWEG型獨軌系統(tǒng).ALWEG型獨軌系統(tǒng)很快地成為世界獨軌的風尚：195９年，美國洛杉磯迪斯尼樂園首先建造了2。３kｍ的游客輸送系統(tǒng);１961年，意大利的都靈（Torino)完成了１。16ｋm的客運路線;1962年，美國西雅圖市配合世界博覽會的游客運輸,建造了1.5km從市中心區(qū)到展覽會場大門的游客輸送系統(tǒng),1９71年美國東岸奧蘭多的迪斯尼世界（DisneyＷorｌｄ)完成了４.４km的游客輸送系統(tǒng).ＡLＷEG型獨軌交通系統(tǒng)在發(fā)展成型后至20世紀7０年代的10多年間，雖然進展較快，但似乎僅限于游樂園或展覽會場區(qū)內(nèi)的游客運輸，尚未進入城市交通系統(tǒng)的領(lǐng)域.到了８0年代后期，歐洲的獨軌交通開始進入城市軌道交通體系。圖8-6重慶的跨座式獨軌交通在法國企業(yè)管理股份有限公司(SｏcieteAｎonyｍeＦｒaｎｃａiｓed’EtuｄesdeＧeｓｔｉｏnｅtｄ'Enｔreｐrisesｅ）所屬的10家廠商與法國國鐵及巴黎快速運輸局(RAＴP）共同發(fā)展下,196０年２月底，在巴黎南方奧爾良市附近的Cｈateaｕｎｅut完成了1。4ｋｍ長的一種新式懸掛式獨軌系統(tǒng)的試驗，并用參與廠商所屬集團名稱的縮寫字母命名為ＳＡFEＧE型獨軌系統(tǒng)。圖8-6重慶的跨座式獨軌交通日本是世界上第一個應(yīng)用“ＳAFEＧＥ”型獨軌系統(tǒng)的國家,于1９６4年在名古屋的東山動物園建造了47０m長的游園路線。AＬWEＧ型及ＳＡFEGE型逐漸成為現(xiàn)代獨軌系統(tǒng)的兩大主流技術(shù).我國第一條獨軌交通于2０0０年在重慶開始修建(見圖8－６)。東起重慶市區(qū)商業(yè)中心校場口,西至大渡口區(qū)鋼鐵基地新山村，途經(jīng)臨江門、大溪溝、牛角沱、李子壩、大坪和楊家坪等地段,全線長１7．５4kｍ。根據(jù)重慶市山城丘陵的地理特點，選擇噪聲低、爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小的跨座式單軌交通系統(tǒng)。在我國尚屬首次。全線共設(shè)17座車站,分兩期建設(shè)實施.其中一期工程由校場口至大堰村全長13.98km，包括１4座車站、２座變電站、6座牽引變電站、１座車場和1座控制中心。初期配車8４輛，建設(shè)工期四年半,于2004年11月完成.全線建成后的客運能力可達到高峰小時運送３萬人次。重慶輕軌交通線是我國自行設(shè)計、施工的第一條跨座式單軌交通線,分左右線雙向行駛.高架軌道梁橋貫穿全線,占總長的83。2%。（二）跨座式獨軌交通系統(tǒng)的軌道與車輛1.軌道梁圖8-7日本跨座式軌道交通軌道梁一般由預(yù)應(yīng)力混凝土(ＰC)梁構(gòu)成,支柱采用鋼筋混凝土（RＣ）構(gòu)造．寬約1.５m.ＰＣ粱的跨距通常為20ｍ，標準斷面(寬×高）為800mm×14００mm，通常由一根PC梁、RC柱組合的雙車道軌道斷面，約需7．57m寬的空間（車廂外緣至另一車廂外緣).當長跨距或特殊地形狀況需要跨徑大于２0ｍ時，則采用鋼梁—鋼柱組合構(gòu)成軌道結(jié)構(gòu)，柱可采T形或倒L形.若軌道需分叉時,則通過水平移動軌道梁中的一段［稱為轉(zhuǎn)轍梁(SｗitchingBeaｍ）]完成列車的轉(zhuǎn)轍運作，轉(zhuǎn)轍梁系鋼制.內(nèi)附馬達用以驅(qū)動轉(zhuǎn)轍,一般轉(zhuǎn)轍時間約需10s.圖8-7日本跨座式軌道交通２.車輛獨軌列車通常由4個或６個車廂固定編組而成。分先頭車及中間車兩種,先頭車具有駕駛室,配置在列車的首尾?？缱姜氒壾噹譃椤皹藴市汀奔啊按笮汀眱煞N,主要的區(qū)別在于車廂的容量。隨車廂種類不同,軌道梁斷面亦相應(yīng)而不同。例如采用大型車廂時，其軌道梁則需采用850mm×1500mm的斷面。標準型車廂的尺寸為13m×2。9８m×3．６1m。車體采用輕量設(shè)計,由鋁合金制成，無易燃性.車廂內(nèi)部座位的配備大致與地鐵車廂的標準相同.每個車廂每側(cè)有2個車門，先頭車端部另有1個逃生門，各車廂之間為直接相通。各項電路控制及零件與一般鐵路車廂一樣，安裝在車廂地板下面。每個車廂具有2個雙軸轉(zhuǎn)向架,每個車架包含10個橡皮輪胎（4個驅(qū)動輪、4個導(dǎo)向輪、2個穩(wěn)定輪），除行駛輪內(nèi)充氮氣外，其余各輪均灌充一般空氣.為了防患爆胎，另備有輔助胎。（三）懸掛式獨軌交通系統(tǒng)的軌道與車輛１.軌道梁懸掛式獨軌的軌道一般系鋼制，軌道梁采用箱形中空斷面，內(nèi)含集電軌、通信纜線、導(dǎo)向軌、走行軌并包容車廂的轉(zhuǎn)向架,以懸掛并使列車沿導(dǎo)軌運行.軌道梁的跨徑，在直線路段約為30～３５m,但在彎曲路段則折減為2５m.墩柱亦為鋼制,可根據(jù)路線狀況采用標準Ｔ形、倒L形或門架形式。懸掛式獨軌的轉(zhuǎn)轍主要可分成“連接”(2—wayＳwｉtch)及“交叉"（ＣｒossiｎgSｗiｔｃｈ）兩種,轉(zhuǎn)轍操作借助于通信設(shè)備聯(lián)鎖達成.轉(zhuǎn)轍時間約需１0s，為了防止斷電影響，在轉(zhuǎn)轍地點另裝設(shè)有手動轉(zhuǎn)轍設(shè)備。2．車輛圖8-8日本懸掛式軌道交通懸掛式獨軌車輛分為大型和中型兩種。列車通常由4個或６個車廂固定編組而成。與跨座型一樣,分先頭車和中間車兩類車廂．大型先頭車(附有駕駛室)尺寸為１６.８m×2.６6m?！?．95m。中型先頭車的尺寸則為1３．3ｍ×2．５ｌｍ×2．９５m.圖8-8日本懸掛式軌道交通車體亦采用輕量設(shè)計,以鋁合金焊接而成。車內(nèi)配置大致與地鐵車廂相同,唯所有電氣設(shè)備均安裝在車頂。車體懸吊系統(tǒng)由被覆在軌道內(nèi)的兩軸轉(zhuǎn)向架吊撐,轉(zhuǎn)向架包含驅(qū)動輪與導(dǎo)輪，均為橡皮輪胎，同時另有輔助輪以防爆胎.（四)獨軌交通系統(tǒng)車站城市獨軌系統(tǒng)車站的站距一般為0．５～1ｋｍ。站臺形式可依旅客使用、出人數(shù)量及用地大小建造成島式或側(cè)式站臺。站臺長度通常隨車廂的尺寸（大型、中型或標準型)以及列車編組數(shù)量而定。一般以6節(jié)大型車廂組成的列車計算,約需100m的站臺長度.站臺寬度主要取決于出入的旅客數(shù)量.一般如采用島式站臺，最小寬度為3ｍ，上下行線分開的側(cè)式站臺則需2m.配合高架軌道結(jié)構(gòu)，車站基本上以高架式為多，同時為了安排夾層及跨越連接的人行路橋，車站離地面相當高，因此一般配備有人行扶梯和電動扶梯。此外，尚可依需要設(shè)置廁所及其他附屬設(shè)施或電氣與控制管線設(shè)備。（五）獨軌交通系統(tǒng)的綜合特點獨軌交通發(fā)展由來已久，但從已開通的線路來看,遠遠低于鋼輪鋼軌系統(tǒng)，一般多見于旅游觀光場所。與普通軌道交通相比,跨座式和懸掛式獨軌交通具有以下一些鋼輪鋼軌系統(tǒng)無法替代的特點,特別適合于地形復(fù)雜、高低起伏較大、對防振降噪要求較高的場合。其綜合特點如下：（1)占用土地少.獨軌交通均為高架線路，軌道結(jié)構(gòu)的限界尺寸比輕軌還要小,土木工程建筑體量也小。（2)運量相當于輕軌.作為軌道交通的獨軌系統(tǒng)列車，可由４輛或６輛車組成，列車最大運輸能力分別為1０70人和16２6人,單向每小時的客運量為5０00~３0０00人；其運量已接近輕軌交通系統(tǒng)。（３)適應(yīng)復(fù)雜地形要求。獨軌交通的車輛使用橡膠輪胎，在大坡道和小半徑曲線的區(qū)段都能發(fā)揮正常性能，理論上可以通過100‰的縱坡和３０m的小半徑曲線(實際應(yīng)用6０‰縱坡，l００m最小曲線半徑）。（４）建設(shè)工期相對地鐵、輕軌為短,施上簡便，造價低。獨軌交通軌道結(jié)構(gòu)簡單,標準軌道梁可在工廠預(yù)制,現(xiàn)場拼裝,建造容易,所以工期較短.造價遠低于地鐵，一條獨軌交通的造價一般僅為同長度地鐵造價的l/3.（5)運輸安全性好、事故率很低。獨軌交通車輛和軌道的特殊形式能保證其安全運行,完全沒有脫軌的危險。（６)噪聲低、無廢氣污染等公害。獨軌交通采用橡膠輪胎,與鋼輪鋼軌系統(tǒng)相比，運行時噪聲較低，據(jù)日本小倉線獨軌列車運行時的實測結(jié)果,當行車速度為60km／h,距軌道中心線10m，離地面高１。２ｍ處，測得噪聲值為７4dB(分貝），與一般地鐵或輕軌相比約低l0~１5dB。(7）乘坐舒適。由于橡膠車輪和空氣彈簧轉(zhuǎn)向架的采用，列車運行平穩(wěn),再加上空調(diào)等現(xiàn)代化設(shè)備的裝設(shè)，旅客乘坐環(huán)境舒適，視野開闊，眺望條件好,在城市中運行可兼有游覽觀光的作用。磁浮運輸系統(tǒng)鐵路列車之所以能往前推進，主要是因為鋼軌與列車的鋼輪間具有黏著力(或摩擦力）,借由列車動力車頭加速產(chǎn)生的向前牽引力克服阻力而前進；列車速度越快，車輪與鋼軌間的黏著力越小，列車加速所能造成的牽引力便越小，同時速度愈快，空氣阻力愈大。當列車速度超過牽引力而等于阻力時,列車的車輪便呈現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，速度便無法再提高。根據(jù)前述空氣阻力與附著摩擦力相互影響的物理特性，鐵路工程界以數(shù)學模式推算的結(jié)果認為,傳統(tǒng)的鋼輪鋼軌鐵路列車的極限時速很難超過3７5km（實際上，這個臨界速度已經(jīng)被法國高速鐵路試驗所打破:２007年４月1０日，法國阿爾斯通公司研制的V150超高速列車，以5７4.８ｋm／ｈ的速度打破了１9９０年5月１８日創(chuàng)造的５15.3ｋm/ｈ的世界紀錄）。因此，要使列車速度再提高，不外乎減小列車前進的阻力，或不采用黏著力來驅(qū)動列車前進．亦即列車不與軌道或地面接觸而放棄使用車輪.日本與德國分別研究、開發(fā)了磁浮列車，準備應(yīng)用于城際高速運輸。磁?。ǎ蚢ｇｎｅtiｃLeｖitａt(yī)ｉｏｎ，簡稱Ｍａglev）的理論由德國人赫爾曼·肯佩爾(HermannKemｐer）提出,193４年申請的專利，名稱為無輪磁浮列車.肯佩爾提出的磁浮列車，當時就像科學幻想一般，直到１969年德國才開始研究試制,成功制造了小型磁浮列車模型，不久又在Emｓｌaｎd成立了磁浮列車試驗場，建造了31．５km長的試驗軌道。磁浮列車的基本原理系應(yīng)用磁鐵同性相斥，異性相吸的特性發(fā)展而成,因此,列車懸浮的方式又分為排斥力懸浮和吸引力懸浮兩種。德國的磁浮系統(tǒng)使用吸引式懸浮，軌道梁支撐結(jié)構(gòu)呈Ｔ字形，在軌道的下方,由一個三相定子片（Ｓtａt(yī)ｏｒ)的線圈連接成一排,組成電機定子,并固定在軌道梁上借以推動車輛。德國的ＴＲAＮＳRＡPIＤ磁浮系統(tǒng)意指高速列車，目前的試驗車廂ＴＲ０７Euｒｏpa系以時速5０0ｋｍ設(shè)計.在１989年1２月于Eｍａsland做試驗運轉(zhuǎn)時,曾達到4３５km/h的速度;１99１年通過鑒定,認為磁浮列車在技術(shù)上已經(jīng)成熟。19９４年3月，德國議會批準了柏林至漢堡間283km的磁浮列車行駛線，兩地間行駛時間為lｈ，發(fā)車問隔為１0ｍｉｎ，該工程應(yīng)于２0０4年完工。由于磁浮列車技術(shù)尚不成熟,造價又高,批準的計劃并沒有投入實施。圖8-9圖8-9日本磁浮軌道交通圖8-10上海磁浮軌道交通在浦東線之前,世界上曾實際運營過Maglｅｖ系統(tǒng)的是英國伯明翰低速磁浮列車(已經(jīng)拆除)。英國伯明翰Maｇlev系統(tǒng)是建于英國國鐵伯明翰國際火車站（ＢiｒｍinghaｍＩｎternationalStaｔｉon）與新建完成的伯明翰國際機場航站大廈之間，全民６20m.英國伯明翰Mａglev系統(tǒng)620m長的軌道系采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，距地面約5m高，柱距5m.軌道粱斷面采用T形。線路中有兩個曲線地段，曲線半徑約50m，線路縱坡度約1５‰。Mａglev的兩股軌道間配置有安全走道,供緊急狀況疏散乘客用。圖8-10上海磁浮軌道交通上海浦東機場與目前地鐵2號線的龍陽路站之間的磁浮列車是引進德國技術(shù)建造的世界上第一條商業(yè)運營線路，全長31kｍ，運行8mｉｎ,最高時速4３6km見圖8－１0)。為了進一步研究德國磁浮運輸系統(tǒng)技術(shù)商業(yè)運營的機制及可行性。我國政府原則批準建造上海至杭州的磁浮高速客運列車運營系統(tǒng)，以積累磁浮高速客運系統(tǒng)的技術(shù)和運營經(jīng)驗。自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)(Automａt(yī)edＧｕidewaｙTranｓｉt，簡稱AＧＴ),一般泛指以無人駕駛的車廂在專用路權(quán)及自動化控制條件下運行的新型運輸系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在美國早期被稱為水平電梯、空中巴士或快速運輸通道，近年來則統(tǒng)稱為運人系統(tǒng)。法國與日本將ＡGT技術(shù)進一步發(fā)展，并應(yīng)用于城市地區(qū)的中等運量的大眾運輸：在法國，ＶｅｈiｃuleAutｏｍatiqueleger，簡稱VＡL;在日本,則以“新交通系統(tǒng)”統(tǒng)稱為AGT技術(shù)類型的中運量快速運輸系統(tǒng)。我國北京、上海等大城市的航空機場水平客運自動電梯,屬于這種AGT系統(tǒng)；上海外灘的人行過江隧道，從定義來看也屬于AGT范疇。AGＴ系統(tǒng)概述ＡＧT系統(tǒng)無論是輪軌運行還是“水平電梯”運行，其共同的特點是始終沿著一條固定的軌道自動運行.運行的速度視運距的遠近有快有慢。整個系統(tǒng)無人值守,由電腦自動控制運行。AＧＴ系統(tǒng)可依其服務(wù)容量與路徑形式分成下列三種。1.穿梭/環(huán)路式快速運輸系統(tǒng)穿梭／環(huán)路式快速運輸（Shuttｌe／LoopＴｒaｎsit，簡稱ＳLT）系統(tǒng)是AGT系統(tǒng)中最簡單的一種，分穿梭式與環(huán)路式兩種。穿梭式使用較大型車廂（容量約ｌ00人),通常具有站位，沿著固定路線行駛;從甲地駛到乙地，再從乙地駛回甲地,如此來回輸送，其作用如同高樓中的自動電梯,故又稱為水平電梯。除可作兩點間直接輸運外，中途亦可設(shè)站。環(huán)路式則沿環(huán)狀路徑繞圈行駛,中途設(shè)站停留。２。群體快速運輸系統(tǒng)群體快速運輸（GrouｐRapidTｒanｓit，簡稱GＲT)系統(tǒng)的主要服務(wù)對象為具有相同出發(fā)地點與目的地的群體乘客,通常使用載運量為1２~７0人之中型車廂,故可視為一種自動行駛的公共汽車。其與ＳＬＴ不同之處在于,因容量較小，除可有較密的班次外,還可設(shè)置分岔路線,以便選擇性地繞行主線、支線收集乘客。運行班次間隔可從3～６0s,服務(wù)方式可分定時排班或中途不停留的區(qū)間快速運輸.1９7４年1月啟用的德州達拉斯機場的ＡＩＲTRANS以及１975年通車的西弗吉尼亞大學摩根敦（Moｒgantｏwｎ）運人系統(tǒng)均屬GRT的應(yīng)用例子.３．個人快速運輸系統(tǒng)從技術(shù)層次及載運型態(tài)而言，個人快速運輸系統(tǒng)(PeｒsoｎａlRaｐidTｒansiｔ,簡稱PＲＴ)才是真正的運“人”快速運輸系統(tǒng)（TｒｕePersｏｎalRapidTｒanｓｉt)。其主要特色為使用具有２～6人容量的小型車廂,在精密電腦自動化控制系統(tǒng)管制下，在復(fù)雜的路網(wǎng)中運行,并經(jīng)由岔道轉(zhuǎn)出/進入主干線運載乘客。從上述資料可看出，穿梭／環(huán)路式快速運輸系統(tǒng)雖然在技術(shù)應(yīng)用層面上較簡單,但它既可提供機場或城市特定區(qū)內(nèi)的環(huán)流交通功能，也可以在各種活動中心(如購物中心、運輸中心、娛樂園區(qū)等）間作串聯(lián)式的聯(lián)絡(luò)服務(wù)，因此,其運載容量不但高于群體快速運輸系統(tǒng)與個人快速運輸系統(tǒng)，而且可以“單節(jié)"或“連掛”成列車的方式,適應(yīng)中運量系統(tǒng)范圍內(nèi)的客運需求，故在美國稱為“運人系統(tǒng)"。美國的運人系統(tǒng)美國對中運量運人系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)用,早期以運載機場航站大廈至登機地區(qū)或在娛樂園區(qū)內(nèi)環(huán)繞載客為主.1963年，西屋電氣公司（ＷesｔHoｕseEｌectricCoｒｐoｒation）在匹茲堡附近的南區(qū)公園（SｏｕthPaｒk)展示了號稱世界第一個自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)的“SkｙＢus”，也奠定了其在美國運人系統(tǒng)開發(fā)中的領(lǐng)先地位。在此后的2０年間,西屋公司致力于機場地區(qū)中運量運人系統(tǒng)的發(fā)展與建造，到目前為止已有7個國際機場采用了該公司的系統(tǒng)。并陸續(xù)投入運營.西屋公司出產(chǎn)的標準型車廂,長約１2m，寬約2.8m，高約3。４m,每個車廂具有4個車門（每邊2個），每個車門寬約2.1m.車廂容量一般為100人，最高可達１55人。車廂內(nèi)部可設(shè)計為全部站位或有部分座位。車廂地板的高度與車站站臺高度同高,便于旅客進出?；谶\營的不同需要，車廂可設(shè)計成“單節(jié)”或“連掛"成列車運行。車廂底下具有四對導(dǎo)輪（Guidｅwｈeｅls），用以扣住安裝在混凝土軌道上的鋼制導(dǎo)梁(Ｇuidebeａm)，防止脫軌并導(dǎo)引車廂前進.軌道結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)向梁、混凝土走行面、電力分配系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu).支撐結(jié)構(gòu)形式包含高架、平面和地下三種,隨路段狀況及工程造價等因素考慮布設(shè)。由于車輛使用橡膠輪胎并以電力驅(qū)動運行，所以噪聲量在站上停車車門啟閉時平均不超過７5dB，又由于沒有廢氣污染，故可布設(shè)于建筑物內(nèi)部或沿其側(cè)邊連體搭建,以便直接與活動中心(如機場旅客大廳、百貨公司與辦公大樓側(cè)門等)或轉(zhuǎn)乘設(shè)施（如汽車停車場與快速運輸/公共汽車車站）連接。一般而言,每個運人系統(tǒng)均設(shè)有一個電腦控制中心,集中控制所有系統(tǒng)運作，如啟動、停止、車門啟閉等.信號系統(tǒng)的設(shè)備分裝在控制中心、車站、軌道沿線以及車內(nèi)，分別由列車防護(TｒaiｎProteｃtiｏn)、列車運行(Ｔｒａｉｎoperaｔiｏn）、在線監(jiān)督(LineSｕpervｉsion)執(zhí)行各項控制功能。日本新交通系統(tǒng)自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)在日本被稱為新交通系統(tǒng)。主要取意于這種系統(tǒng)是近10多年間才發(fā)展而成,并講求高度自動化的高新技術(shù)，以區(qū)別傳統(tǒng)的運輸技術(shù)。20世紀６0年代后期，當美國極力發(fā)展ＡＧＴ技術(shù)時，日本也開始注意對這種新技術(shù)的8-11日本自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)（AGT）研究.1９6８年，首先由東京大學著手進行一項類似于美國PRT（ＰｅｒsonalＲapiｄTraｎsiｔ）式的CCＶＳ（ＣomputｅrCｏnｔｒollｅd—VehiｃleSｙｓｔem）計劃.與此同時，這種新型交通工具的開發(fā),也引起民間的鋼鐵、汽車制造、通信機電等各企業(yè)廣泛的興趣.紛紛獨立或聯(lián)合美國公司做試驗,積極開發(fā).１９70年，日本政府通產(chǎn)省屬下的“產(chǎn)業(yè)政策研究會”及民間企業(yè)加入東京大學的研究計劃，在政府、學術(shù)、民間三者通力合作下，全力發(fā)展這種自動化的運輸工具。運輸省(交通部）方面，也由所屬“運管政策審議會”制定發(fā)展準則，研訂發(fā)展AGT新交通系統(tǒng)的政策。１９73年3月，日本車輛制造株式會社發(fā)展的兩輛“VOＮA”(ＶeｈiclｅsofNｅwAｇe）在千葉縣的谷津游園開通啟用，成為日本最早的AGT運輸工具.1９75年,沖繩海洋博覽會分別使用神戶制鐵的KRT（KobeＲａｐidＴraｎｓit）及三菱重工的海洋博CVS（ＣomｐuterCoｎtroｌlｅdVｅhiｃｌe）作為展覽會場內(nèi)的交通工具,運行1８0余日，載客量為４90萬人次。通產(chǎn)省與東京大學合作的“ＣVS計劃"更在1976年１月，完成了時速６０ｋm的實車行駛試驗。8-11日本自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)（AGT）20世紀70年代中期，日本在AGT技術(shù)方面的研究成果非常豐碩，約有８個機種在這個發(fā)展熱潮下產(chǎn)生。其中，除CVS為個人快速運輸系統(tǒng)外，其余均為群體快速運系統(tǒng)。法國里爾的ＶAＬ系統(tǒng)協(xié)和飛機(Ｃoncoｒｄe)和高速列車分別代表了目前世界上最快的飛機和火車；而１983年5月1６日，巴黎北方里爾（Liｌｌｅ）的城市中運量軌道交通系統(tǒng)VＡＬ的正式通車,更使法國成為世界第一個擁有全自動化城市軌道交通系統(tǒng)的國家。VAL為法文“VehiｃｕleＡutomａt(yī)iｑueLeｇeｒ”的縮寫,英文為“LiｇhtＡutｏｍaｔｅdVehiｃlｅ",意即輕型自動化運行的車輛。和高速列車TGV（法文為“TrａinaGｒandeVｉtesse”）一樣，?VAL現(xiàn)在已成為法國中運量自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)的代表名稱。(一）法國VAL自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)概述法國在城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展中,具有相當高的技術(shù)經(jīng)驗與運營成就。例如，19２kｍ長的巴黎城市地鐵系統(tǒng)ＲＡTP，擁有353個車站，路線像蛛網(wǎng)一樣縱橫交錯,并與地區(qū)快線ＲER、郊區(qū)鐵路、高速列車及法國國鐵（ＳNＣF）換乘連接近郊與邊遠城市，是一個相當龐大而成功的軌道交通系統(tǒng)。一般而言,這種傳統(tǒng)地鐵技術(shù)對人口密集、高度發(fā)達的大型城市，提供了相當可靠與高效益的大運量運輸服務(wù)。但是，從投資經(jīng)濟、運營成本和運輸需求等觀點考慮,中型城市或具有中等發(fā)展密度的城市,如不具備成長為大城市的條件，其引用的地鐵系統(tǒng)技術(shù)與大型城市所使用的傳統(tǒng)技術(shù)必須有所不同；亦即中等運量需求地區(qū)應(yīng)使用適當?shù)闹羞\量輸送系統(tǒng)技術(shù)，以適應(yīng)整體效益。在這種理念下，法國政府與巴黎城市運輸局（RＡTP)多年來即朝著尋求適當?shù)闹羞\量城市軌道交通技術(shù)的目標進行革新性的研究。１9６9年，由里爾、魯貝（Rｏubaｉx)、圖爾寬（Tｏｕrｃoiｎg）三個中型城市為主導(dǎo)組成的“里爾城市聯(lián)會”(ＣommunauteurｂainedeLille，簡稱CＵDＬ）決定把這種研究付諸實踐。(二）VAL系統(tǒng)的基本技術(shù)要求１。高水準的服務(wù)品質(zhì)高水準的服務(wù)品質(zhì)主要包括密集班次與高運行速度。在“經(jīng)濟”、“有效"及適應(yīng)最高每小時單向２萬人運輸需求的條件下,要達到密集班次(間距短)的目標，高峰小時內(nèi)要求“一分鐘一班車”的間距;為實現(xiàn)高運行速度，則需要使用多車門（以減少靠站時間)及橡膠輪胎（以易于加速)的車廂.２.低廉的投資及運營成本系統(tǒng)運輸容量單方向能擔負5０0０～1500０人/ｈ,為能經(jīng)濟地達到“高坐位／站位比率”的目標,則需要使用狹長型車廂，從而車重的減輕，亦可節(jié)省土建費用.使用無人駕（自動駕駛）的較小型車廂，可使車輛成本、運營及保養(yǎng)費用能在開始運營后的早期回收.(三）實施效果里爾中運量系統(tǒng)線網(wǎng)共有4條線路,城市當局于１９７4年決定先行建設(shè)1號線并與１9７６年開始施工.里爾中運量軌道交通１號線服務(wù)人口約35萬人，總長13。７km,其中約4km為高架結(jié)構(gòu)，900m為地面線路,4。８km為地下隧道,其余路段則為地下涵洞式構(gòu)造。每種結(jié)構(gòu)除留設(shè)供列車運行之軌道空間外,并設(shè)有70cm寬的安全走道。１號線共設(shè)18個車站，其中３個為高架車站，15個為地下車站。每個車站站臺長27m，系配合兩車編組的列車長度設(shè)計,但均預(yù)留將來4車編組列車的停靠空間。站臺寬度3～４．3m不等，采用屏蔽門設(shè)計,具有12個站臺門，列車到達時與車門同時開啟.每個車站配備有電扶梯、樓梯以及為老弱殘障專設(shè)的電梯.各個車站均設(shè)有電視攝像探頭，直接由系統(tǒng)控制中心控制。經(jīng)過將近1３年的開發(fā)與努力．里爾中運量系統(tǒng)的1號路線于19８３年５月１6日正式開放運營，成為里爾城市大眾運輸系統(tǒng)中重要的一環(huán),也成為全世界第一個以全自動化方式服務(wù)城市的公共運輸系統(tǒng)。VAL列車由兩節(jié)長12。7m車廂組成，車寬２.06ｍ,車高3．25m。每列車容量為154人，最大容量為262人。列車基本為兩節(jié)編組，可視需要擴充為四節(jié)編組。在列車中，有一節(jié)車廂稱為PA車,內(nèi)載裝列車自動控制設(shè)備;另一節(jié)車廂稱為HＲ車，裝載驅(qū)動推進設(shè)備。車體以鋁合金制成，每節(jié)車廂每邊有３個1。3m寬的雙開車門。車廂底部的走行輪與導(dǎo)向輪均為橡膠膠輪。ＶＡL系統(tǒng)的各項運作控制與通信聯(lián)絡(luò)均由電腦控制中心集中控制.在控制中心里裝設(shè)了各種不同的監(jiān)視與顯示儀器，值班人員能夠迅速地了解系統(tǒng)中的各種情況.這些設(shè)備包括兩部分:(1)２4個電視屏幕。這些電視屏幕將分裝在1８個車站上的260個電視攝像頭所拍攝的狀況集中顯示,以利管理。（2)列車運行實時顯示屏。該顯示屏顯示運行中及靠站各列車的狀況,以及各種設(shè)備的保安狀況。運行控制室（OpｅratｏrＤesks)配置3～4名（高峰時間）值班員，分別監(jiān)控電視屏幕、運行顯示板、車站狀況、票務(wù)、空調(diào)系統(tǒng)和列車運行等實時情況,并可通過通話器、麥克風直接與車上或站內(nèi)旅客通話,緊急狀況時亦可經(jīng)由熱線電話直接通知警察、消防與電力部門。ＶAL系統(tǒng)除在控制中心配置人員負責集中監(jiān)控作業(yè)外，另在沿線配置專人（ＬineOｐｅｒａt(yī)ionPｅrsonneｌ，簡稱AＯL）機動巡查沿線列車與車站，負責稽查票證、協(xié)助旅客等業(yè)務(wù)；當系統(tǒng)設(shè)備有嚴重故障，無法在控制中心遙控處理時,也可通過無線電聯(lián)絡(luò)AOL人員，迅速以人工方式操作。維持系統(tǒng)作業(yè)的進行，例如,列車故障,無法全自動開駛時,AOL人員接到控制中心指令后，即迅速前往以“半自動操作”方式排除故障，使列車繼續(xù)行進。在列車信號方面，使用了列車自動控制系統(tǒng)（ＡｕｔoｍaｔedTrａinＣoｎtrｏl，簡稱ATC)，配合列車自動駕駛系統(tǒng)(ＡuｔｏｍaｔｅdTｒaｉnOperａｔioｎ，簡稱ATO)、列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（AｕtoｍａｔedTrａiｎSｕpｅrvｉsｉon，簡稱ATS）以達安全目的。我國的自動導(dǎo)軌運輸系統(tǒng)圖8-12上海外灘觀光隧道的AGT系統(tǒng)我國的軌道交通系統(tǒng)起步較晚，盡管北京地鐵在20世紀60年代就已開始建設(shè),但國際上軌道交通系統(tǒng)的現(xiàn)代化進程相當迅速，特別是軌道交通車輛的材料、動力以及控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代非?？?，我國自主研發(fā)的進度難以在短時間內(nèi)滿足要求.最有效的辦法就是引進、消化國外的先進技術(shù)和產(chǎn)品,然后再逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化.上海外灘的越江觀光隧道就是引進西班牙技術(shù)的AGT系統(tǒng)（見圖8—12)。圖8-12上海外灘觀光隧道的AGT系統(tǒng)我國第一條完全自動化的軌道交通線將在北京首都機場出現(xiàn)。2０0５年5月20日。龐巴迪公司與首都機場簽約,為首都機場設(shè)計和提供龐巴迪ＣX—100自動旅客快速運輸系統(tǒng)（AＰM）。屆時,機車無人駕駛．乘客可在車頭的車廂里看到軌道前方的風景.總投資890０萬美元,連通各航站樓。首都機場自動旅客快速運輸系統(tǒng)工程分兩期完成.此次簽約的是一期工程.項目包括2ｋm系統(tǒng)中所有的電器設(shè)備和機械設(shè)備。城際高速軌道交通在運輸?shù)念I(lǐng)域里，每一種運輸方式均有其技術(shù)特色,以及最適用的范圍。這個范圍的界定，與運輸工具本身的運營績效及運輸距離有關(guān)。例如，航空飛機的時速大約在５０0ｋm～800km之間,它能提供快捷的服務(wù)，由于這個特點，使它在“長距離”的城際運輸中,具有無可取代的優(yōu)勢地位。但是．在“長距離”條件之外,這種快速特點及優(yōu)勢地位則無從發(fā)揮，而這個在“長距離"之外所留下的“空間”,則讓地面運輸系統(tǒng)得以繼續(xù)存在，城際高速運輸系統(tǒng)因而得以不斷改進與發(fā)展.城際地面運輸，傳統(tǒng)上以鋼輪行駛在鋼軌上的鐵路運輸系統(tǒng)為主,因此，城際高速運輸系統(tǒng)的發(fā)展是從列車高速化開始的.經(jīng)過多年的研究與發(fā)展，以法國、日本和德國最具成效，分別發(fā)展了TＧV、新干線及ICE等高速鐵路系統(tǒng).日本和德國更進而發(fā)展磁浮運輸系統(tǒng)，使城際高速運輸系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出相當廣闊的前景.目前三國高速鐵路運營的情況如表8-3所示。表8-3法國、日本和德國高速鐵路系統(tǒng)特性的比較比較項目法國ＴＧＶ日本新干線德國ＩＣＥ軌距(ｍｍ）1４35１４351４35設(shè)計速度(km/h）３002４０28０最高紀錄（ｋm/ｈ）51５319406開始運營１9811９６41991曲線半徑（ｍ)４500４５０05１00最大坡度（‰)3。524電力系統(tǒng)（kV/Hｚ）２5/502５/6０15／152／3信號系統(tǒng)CＴCCTCCＴＣ車輛長度（ｍm）2１8３0260502４000車輛寬度（mｍ）2８１4３383２930車輛高度（ｍm)３４2０４340３65０車輛輪徑（mm)10０010００9２０~950車輛軸距（ｍｍ）３０00250028０0車軸配置BO－ＢOＢO—BOBＯ-ＢＯ牽引電機同步，1100kＷ×８8800kＷ2３0kW,DC×４×１２110１０kW1０50ｋW，ＡＣ×88４0０ｋＷ牽引動力（kW)4900９7007800牽引方式動力集中動力分散動力集中列車編組1010１4～１6列車長度（ｍ)238400４00列車座席(人)５1３1３0０800使用鋼軌(kｇ/ｍ）6０焊接60焊接60焊接軌道結(jié)構(gòu)碎石道碴道床混凝土板式軌道碎石道碴道床運輸模式客運專線客運專線客貨混運法國ＴGVTＧＶ的發(fā)展，代表了法國列車高速化及高速鐵路演化的整個過程.法國國鐵自20世紀5０年代即開始進行提高列車運行速度的研究工作。1955年的一次機車頭車的試驗,創(chuàng)造了當時世界最高紀錄的33１ｋｍ/ｈ，奠定了法國進一步發(fā)展高速運輸系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。法國自1967年開始時速２０0ｋｍ的高速列車運營(日本已先行于19６４年開通時速2１0ｋｍ的東海道新干線），正式進人高速鐵路時代.197２年，阿爾斯通（ＡＬSTHＯM）完成編號TGV001的原型車組更進一步的超高速行駛測試，其間曾達到318ｋm/h的紀錄。１９8１年2月26日,一列由7車組成的ＴGV列車在1００多位媒體記者的見證下，創(chuàng)造了３８０ｋm／ｈ的世界新紀錄圖8-13法國V150創(chuàng)最新時速紀錄(當時的世界紀錄為197９年日本新干線９61型列車試驗的319km/h）。1990年５月１8日，一列由２輛動力車及３輛無動力車廂組成的第二代TＧＶ試驗列車，搭載著法國交通部長及SNＣF的各部門工程人員，于法國高速鐵路ＴGV大西洋線南段166km里程點附近，在眾多記者的見證下,再度以51５。3km/h的超高速刷新世界列車行車紀錄,使傳統(tǒng)的鋼軌鋼輪鐵路系統(tǒng)技術(shù)邁向超高速化的新境界。圖8-13法國V150創(chuàng)最新時速紀錄法國巴黎時間2０07年４月4日１3點13分，在歐洲東部LGV高速鐵路線的191ｋm處位置,法國阿爾斯通Ｖ150列車創(chuàng)下了５７４.８ｋm/ｈ的最新高速列車紀錄。Ｖ150列車組由２節(jié)ＴGVPＯS動車、3節(jié)ＴGV雙層結(jié)構(gòu)車廂組成,并帶有2個阿爾斯通最新一代超高速列車AGＶ動力轉(zhuǎn)向架。該列車的輸出功率達到１9.6MＷ（250０0馬力）.鋼輪鋼軌系統(tǒng)中牽引理論依靠的是輪軌間的“黏著”產(chǎn)生輪周牽引力，牽引列車前進，當速度提高到一定程度,黏著破壞，動輪將空轉(zhuǎn)，根據(jù)計算，認為時速極限是３7５km。法國ＴGＶ列車如何超越極限,成為各界關(guān)注的焦點。TGＶ系統(tǒng)，一方面充分運用氣體動力學原理,使列車外型更具流線型；另一方面采用更輕質(zhì)材料，減少運行時空氣的阻力。為了適應(yīng)車輪與鋼軌問的黏著力隨著高速而衰減，將列車動力來源分別安排在列車的最前和最后（動力機車），中間為輕質(zhì)的無動力載客車廂，由于牽引動力的來源集中在頭尾動力機車的輪軸，前后軸的荷重將增高，車輪與鋼軌間的摩擦力也加大,降低了動力車輪空轉(zhuǎn)的幾率，行車速度也因而得以提升。TＧV高鐵系統(tǒng)不僅僅是高速鐵路列車.還包含完善的軌道設(shè)施，先進的監(jiān)控系統(tǒng)，以及訓練有素的管理、經(jīng)營和維修人員.TGＶ這三個字母已成為法文的一部分，TGV已經(jīng)成為很多法國人日常生活中不可或缺的要件.法國對于ＴGV未來的發(fā)展相當重視,199０年５月法國政府的研究、工業(yè)和運輸三部共同簽署了一份為期4年的第三代ＴGＶ的研究發(fā)展合同,開發(fā)“sｕpｅrTＧV”，其研究重點包含下列內(nèi)容:（１）以增加25％～3０％牽引動力的方式,將TＧＶ目前的運營速度由30０ｋm/h提升到35０km／ｈ。（２）減輕列車重量，改良列車的氣流動力影響，降低能耗，減輕軌道所受的震動力，節(jié)省維修費用。(3)改進TＧV接受不同電流的能力,同時降低其受電流及電磁的影響。(４)增加制動能力以平衡因速度而增加的沖力。（５)改良行車資訊系統(tǒng)。日本新干線世界高速鐵路起源于日本。19５9年4月,日本國鐵開始興建東京—大阪間的高速鐵路,于1９64年10月１日開通,全長５15ｋm，時速2１0km．稱為東海道新干線。隨后向西延伸，于1９７２年3月１5日開通至岡山，１97５年3月l5開抵達終點站博多，大阪-博多間路段稱為山陽新干線。自東京-博多全長１０69km.1９8２年6月2３日，大宮-盛岡間465km長的東北新干線開通；同年1１月15日，大宮-新瀉間26９。５kｍ長的上越新干線也開始運營.19８5年3月,大官—東京都內(nèi)上野間２８km長的連接線完成，同時使新干線的最高運營速度提升至24０ｋｍ／h.日本運營中的4條新干線概要如表８－4所示。表8—4日本新干線簡表線路名稱東海島山陽東北上越起終城市東京—大阪大阪—岡山岡山—博多東京—盛岡大宮-新瀉線路長度（km）５１５16１３934９62７0隧道長度(ｋm)6９5８2２3１15106橋梁長度（ｋｍ）5７２０3178３0最高速度（km/h)２10２１02１０2１0２1０最小曲線半徑（m）2５０04000400０4000400０最大坡度(‰)2０１5１51515軌距(mm）14３51435１43514３51４35開工時間(年。月)195９．４1９69。４1969.１21９71.１1１97１.1１完工時間(年．月）196４.１019７２.３１97５.319８２.3１98２.11日本于1９70年５月制定《全國新干線鐵路網(wǎng)建設(shè)法》,東北及上越新干線就是在該法令下興建的。除此之外,日本運輸省也于1972年6月規(guī)劃了5條新干線：北陸新干線:(東京—大阪-富山）、東北延長線（盛岡-青森）、九州新干線（博多—鹿兒島）、長崎新干線（博多-長崎)、北海道新干線（青森—札幌）。上述計劃曾因資金問題于1982年１1月遭內(nèi)閣決議凍結(jié)，但經(jīng)過三菱研究所的財務(wù)經(jīng)濟分析,認為這條新干線的興建,將使國民生產(chǎn)總值每年提高約1。05％,自19８５年開始日本政府恢復(fù)推動新干線的建設(shè),民間要求擴建新線的呼聲也日益高漲,而且至2000年時稅收的增加足以支付政府以公債支付工程投資的利息，因此，東北延長線、鹿兒島線及北陸線在短期內(nèi)進入了興建階段。毫無疑問，高速鐵路軌道交通將成為2１世紀城際運輸?shù)闹饕\輸方式,尤其在600km的距離范圍內(nèi)，將成為高速鐵路的優(yōu)勢應(yīng)用范圍。高速鐵路能快速地連接各中心城市,取代短程空中航運,且運輸容量太，就旅行時間效率而言,它更省去了到、離機場以及辦理手續(xù)的時間。在鐵路通信信號系統(tǒng)大踏步微電子化的基礎(chǔ)上,高速列車高密度追蹤運行已成為可能，發(fā)車頻率近1班/h,城際高速軌道交通公交化已指日可待。德國ＩCEＩCＥ是德國高速鐵路的名稱,1９85～1９90年的試驗期間，它是“IｎｔeｒＣiｔｙＥxｐeriｍeｎtaｌ”的簡稱,19