城市轨道交通世纪回眸与展望.ppt

城市轨道交通世纪回眸与展望海峡两岸绿色运输科技研讨会城市公共交通的先驱—无轨马 车B.Pascal于1662年在巴黎 首创无轨公共马车——“5毛钱 的马车”，有固定的路线和班 次，城市公共交通从此诞生世界上第一条城市轨道公共马车1827年出现在纽约百老汇 大街上，法国工程师 E.Loubat 在1853年把它引进巴黎，由于 比无轨公共马车更有效率、更 舒适，因而大受欢迎到1879 年大巴黎区已有38条公共有轨 马车路线马拉轨道交通（法国里昂，1884年）城市轨道交通世纪回眸与展望1 百年回眸2 21 世纪展望 20世纪的城市发展与地铁 的发展密不可分1900 年世界 上只有6条地铁线路，到2000年 增加到106条，百年建了百条20世纪地铁发展简表时间时间数量 条 1950 181900 6 1960 251910 9 1970 351920 12 1980 591930 15 1990 861940 17 2000 1061百年回眸1-1 有轨电车——汽车—— 地铁轻轨这是个否定之否定过程 ，是螺旋式上升。

有轨电车1881年德国柏林工业博览会期间 ，展示了一列三辆编组的小有轨电车 ，只能乘坐6人，在400米长的跑道上 演示世界上第一个投入商业运行的 是1888年美国弗吉尼亚州里士满市的 有轨电车系统到20世纪20年代，美国有轨电车 线路总长达25 000 km有轨电车1908年我国第一条有轨电车在 上海建成通车，1909年大连市也建 成了有轨电车，随后北京、天津、 沈阳、哈尔滨、长春等城市都相继 修建了有轨电车线路，在当时的城 市公共交通中发挥了骨干作用有轨电车—— 汽车随着汽车工业的迅速发展， 大量汽车拥上街头，城市道路面 积明显不够用，因此从20世纪50 年代开始，世界上各大城市都纷 纷拆除有轨电车线路，这股风也 波及到中国到50年代末，仅剩 下大连、长春个别城市没有拆光 ，并一直保留至今有轨电车-汽车-地铁 20世纪 是经济发达国家的地铁大发展时 期据日本地铁协会统计，到 1999年全世界已有125个城市建成 地铁，线路总长度超过 7000 km, 其中约有5600 km 是战后建成的 ，占80%发达国家的主要大城市 纽约、芝加哥、伦敦、巴黎、柏 林、东京、莫斯科等已经完成了 地铁网络的建设。

1-2 城市轨道交通的系统集成严格地讲，地铁是一个历史名词 ，如今其内涵与外延均已有相当大的 扩展，并不局限于在地下隧道中运行 这一种形式，而是泛指高峰小时单向 运输能力在30000-60000人左右，地下 、地面、高架运行线路三者结合的大 容量快速轨道交通系统这种轨道交 通系统通常的建设规律是在市中心为 隧道线，市区以外为地面线或架空线 城市轨道交通系统城市铁路（市郊铁路）地铁轻轨 钢轮钢轨系统——新型有轨电车（LRT）线性电机小型地铁（Mini-Subway）橡胶轮系统——独轨、新交通系统、VAL系统磁悬浮列车1-2图 城市轨道交通系统结构图1 城市轨道交通结构1-2 城市轨道交通的系统集成 (1) 市郊铁路随着城市化程度的不断提高，市郊铁 路在铁路运输发达的国家，业已成为铁路 旅客运输的主要组成部分欧洲、日本铁 路旅客运输的平均运距仅30-60km,国民平 均每人每年乘车12-20次，日本达70次而 中国由于国情的不同（地域辽阔）以及体 制方面的原因（条块分割），目前只承担 中长度运输，客运平均运距达440km,每人 每年乘车只有1次1-2 城市轨道交通的系统集成 (1) 市郊铁路目前法国SYSTRA公司为北京、上海所 作的城市轨道交通规划中的市域线（R线） ，实质就是市郊铁路线，相当于法国巴黎 的RER线。

与城市间铁路相比，其最高运行 速度比干线铁路要低，一般为120km/h（平 均运行速度在40km/h以上）；但其起动、 制动加速度远高于干线列车，站间距离也 比干线铁路低，一般为1-3km2）地铁 美国地铁纽约在在1868年开始修建地铁， 虽比伦敦晚了5年，但后来居上，目前 总长度已达432.4km，名列世界第一 日客流量为2000万人次，占该市各种 交通工具运量的60%旧金山的第一条地铁线，1972年 投入运营，列车运行速度高达128km/h ，为世界地铁高速之冠东京地铁 东京第一条地铁建于 1927年，上野至浅草，长2.4km 创始人为早川德次，被誉为“日 本地铁之父”1977年11月30日其 铜像在银座车站揭幕，以纪念地 铁运行50周年目前东京地铁总长164.7km, 日客运量为800万人次1953年3月，丸之内地铁线的坍陷 事故，引起震动3）轻轨 运输特性是其灵活性线路可以为地面、地下和高 架混合型一般与地面道路完全 隔离，采用路堤、路堑等半封闭 或全封闭专用车道在通过交叉 路口处，采用立体交叉形式，保 证车辆以较高速度运行；在采用 平面交叉时，保证轻轨车辆优先 通过轻轨（LRT）系统从20世纪80年代中 期开始，在西欧、北美已成为新一 轮城市公共交通投资的主流。

它的 最大特点在于成本低廉一般而言 ，行驶于专用车道的轻轨系统拥有 90%以上地铁的速度和可靠度，却 只需要1/3以下的建设成本和运营 成本施工容易，工期较短运量 也不低还认为它是最尊重集体利 益、最公平的交通形式斯特拉斯堡的轻轨 1994年11月23日通车牵引电机旋转电机 线性电机直流电机 交流电机凸轮变阻 斩波调阻变阻控制 斩波调压控制 变压变频控制控制方式先进技术1-2图 百年地铁技术进步的轨迹（4）小断面地铁（Mini-Subway）所采用的是线性电机牵引系 统加拿大在20世纪80年代开发 成功了这种新型车辆，并投入运 营它采用线性电机、径向转向 架和自动控制等高新技术 小断面地铁（Mini-Subway）线性电机相当于把旋转电机 的定子和转子剖开展平，因此， 相当功率的线性电机要比旋转电 机缩小3/4的高度，这样就能缩小 地铁隧道的横断面如东京12号 线隧道断面面积就减少了近一半 ，综合造价节约了近20% 小型地铁与现行地铁断面的比较 土建占总投资的60%东京12号（小型）地铁列车（4）小断面地铁线性电机车辆具有车身矮、重 量轻、噪声低、可通过小半径曲 线和爬坡能力强等优点。

因此， 它可以“轻而易举”地跑出地面、 跃上高架，它是地铁与高架轻轨 接轨的理想车型以线性电机车 辆作动力，其深远的意义还在它 引起了轨道车辆牵引动力的变革 5）独轨一般采用跨座式，运输能力为 5000～ -20000人次/h，轨道梁、转辙 机、转向架是独轨系统的关键技术 由于采用橡胶轮胎，因而车体结构必 须轻量化，轨道梁和支座材料的耐温 、耐潮湿、耐酸性要求也较高当前 掌握独轨技术的只有日本的两家公司 ，我国重庆市轨道交通采用的就是这 种制式跨座式独轨（日本北九州小仓线）（6）中低速磁悬浮系统与轮轨列车的区别：由于不受轮轨粘 着极限速度的限制，其运行速度可以达到 500km/h以上；由于不存在轮轨间的摩擦与 冲击振动，因此不会带来滚动和冲击噪音 ，当磁悬浮列车以每小时300公里行驶时， 是火车每小时行驶160公里所发出噪音的一 半磁悬浮列车也无废气污染至于电磁 污染，采用磁屏蔽的方法，能使车内磁场 强度降低到接近地球磁场水平，人体健康 不会受到影响6）中低速磁悬浮系统 磁悬浮列车的爬坡能力允许10%的 坡度；而铁路的允许坡度为4%；磁悬 浮列车的加速能力强，可以在2分钟内 行驶5公里，将速度从零上升到每小时 300公里；由于磁浮运输系统采用导轨 结构，所以不会发生脱轨、颠覆事故 ，安全性好。

6）中低速磁悬浮系统磁悬浮列车没有钢轨、车轮、接 触导线、受流器等摩擦部件，可免除 这方面的维修工作；由于无磨损，其 运营和维修成本可望降低；并可实现 完全自动化运行；由于磁悬浮线路是 分段供电等原因，在相同运行速度条 件下，磁悬浮列车每个座席、每公里 所消耗的能源为飞机的1/3，高速火车 的2/3 磁悬浮技术分为常导和超导两种德国的TR型和日本的HSST型 采用的 “常导”磁悬浮技术；日本的 MLU型则是利用浸入低温（-268.8℃ ）槽内的超导材料制成电磁线圈，由 于此时电阻为零，可产生更大磁场， 然后依靠两大电磁铁之间的斥力使列 车浮起，所以称为“超导”磁悬浮技术 ；美国有专家在研究相对高温超导的 新技术，这种超导磁悬浮技术可望在 10年后进入实用化阶段高速磁悬悬浮中低速磁悬悬浮线线性电电机长长定子短转转子短定子长转长转 子转转向与稳稳定有专门专门 的转转向 控制系统统依靠自稳稳供 电电不需要向车辆车辆 供电电需要向车辆车辆 供 电电应应用范围围 长长距离运输输城市轨轨道交通高速磁悬浮与中低速磁悬浮的区别2 21世纪展望 2-1 发展中国家城市轨道交通大 发展优先发展以轨道交通为骨 干的城市公共交通系统，来解 决城市的交通问题，已成为世 界各国的共识。

这是根据20世纪发达国家 发展城市交通正反两方面经验 所得出的结论世界地铁建设轨迹（第一个高潮）亚洲地铁发展趋势（将形成第二个高潮）城市轨道交通已成为中国城 市建设的新热点十五计划” 期间，中国城市交通投资将达 8000亿元RMB,其中至少有2000亿 元将用于地铁建设五年中将建 成总长度为450km 的城市轨道交 通线路目前已运营线路：上 海65km，北京54km，广州 18.48km,天津7.2km）到2050年内 地将建成2000km 的地铁、轻轨线 路中国城市的轨道交通建设开始提速目前中国人口超过百万的34个城 市中，已有20个大城市正在建设和筹 建自己的轨道交通线路仅上海一个 城市，“十五”期间将投入1000亿元 ，建成包括浦东磁悬浮线在内的10条 轨道交通线路，共计218km预计到 2005年末，上海轨道交通客运量将从 现有的每日80万人次增加到320万人次 ；其占公交客运量的比例将从现在的 11%提高到25%2020年这个比例达到50% 2020年这个比例达到50%案例：上海的城市轨道交通“十五”期间，上海将建设十 条轨道交通线：明珠线二期、M8 线、M7线、R4线、L4线、莘闵线 、一号线北延伸、二号线延伸、 明珠线一期北延伸、磁悬浮线， 总计218公里。

总投资2000亿元北京、上海的城市轨道交通规 划：中国城市规划设计研究院和 法国SYSTRA公司对北京市的原规 划（13条线路、总长408公里）进 行了优化调整，他们所提出的中 间报告把线路总长都增加到了 1000公里以上上海在远期将建 成17条轨道交通线路，总长约780 公里上海市轨道交通规划2-2 城市轨道交通的引导性功能 将突现出来解决城市交通拥堵——是城 市轨道交通的基础性功能；引导城市结构优化、建设生 态城市——是城市轨道交通的先 导性功能城市轨道交通功能的再认识（1）解决城市交通拥堵（2）引导城市轴向发展、形成 多中心格局 （3）保护城市环境（适当限制 小汽车的使用）建设生态城市（4）促进观光旅游业的发展交通规划主导城市布局结构 （1）浸润型发展 （2）团组式发展2-3 地铁将促进城市地下空间大开发国外有专家提出：“到21世纪末， 将有三分之一的人在一昼夜的不同时 间里到地下去活动据预测，2050年世界人口将达到 93亿，中国人口将达到15亿，如果城 市化率按65%计算，将有9.75亿人居住 在城市2-3 地铁将促进城市地下空间大开发按每个城市人口平均占地100㎡， 我国仅此就需要增加1亿多亩土地，而 我国以占世界7%的可耕地养活占世。