城市轨道交通概论

城市轨道交通的产生与发展城市轨道交通的产生与发展城市轨道交通概论城市轨道交通概论 第一章第一章第一节第一节 城市轨道交通的产生城市轨道交通的产生一、城市的发展 人类早期，居无定所，随遇而栖，三五成群，渔猎而食。一、城市的发展 自18世纪60年代英国产业革命以后，随着工业、科技、经济、贸易的快速发展，全球范围内的城市化得到迅速发展，世界各国先后开始由以农业为主的传统乡村社会向工业和服务业为主的现代城市社会转变。二、城市交通的产生与发展 工业革命以前城市，交通以城市间的交通和城乡交通为主，城市内部尚未形成规模。此时的交通工具主要由人力、畜力或自然力来驱动，如人的肩挑手提、牛车、马车等蓄力车及小帆船等。18世纪中叶的工业革命，带来了生产方式和产业结构的深刻变革，促使城市交通发展进入一个新的发展阶段。二、城市交通的产生与发展1.诞生前阶段（18041863）1804年2月29日，英国人理查德特雷维塞克设计制造了第一辆蒸汽机车“新城堡号”。1832年，约翰史蒂芬森在美国纽约的上曼哈莱姆之间建立了第一条市区有轨马车线路。世界上第一辆汽车世界上第一辆汽车戴姆勒戴姆勒(1834一一l900)一号车一号车1.1马力汽油发动机马力汽油发动机 二、城市轨道交通的产生与发展美国纽约市区的有轨马车及线路的实景图美国纽约市区的有轨马车及线路的实景图 1832年，约翰年，约翰斯蒂芬森斯蒂芬森在美国纽约第四大街建立在美国纽约第四大街建立了第一条市区有轨马车的了第一条市区有轨马车的线路，并运营达线路，并运营达3年之久年之久 1862年伦敦世博会展出的火车年伦敦世博会展出的火车 二、城市交通的产生与发展2.诞生起步阶段（18631890）1863年1月10日，世界公认的第一条地铁“伦敦大都会铁路”开通，标志着世界城市轨道交通的诞生。1870年，美国第一条在曼哈顿格林威治大街及第九达到的高架快速轨道交通线开始运营。1881年，德国西门子公司在柏林近郊铺设了第一条电车轨道。世界第一条地铁世界第一条地铁伦敦伦敦地铁，地铁，1863年年1月月10日启日启运运 世界上第一条有轨电世界上第一条有轨电车车1881年在柏林诞生，年在柏林诞生，7年后，美国建成了世界年后，美国建成了世界上第一个投入商业运行的上第一个投入商业运行的有轨电车系统。有轨电车系统。1863年年1月月10日世界上第日世界上第一条长一条长6.5km、采用蒸汽、采用蒸汽机车牵引的地铁线路在伦敦机车牵引的地铁线路在伦敦建成通车。建成通车。世界第一条地铁线路示意图世界第一条地铁线路示意图1874年，英国在伦敦首次年，英国在伦敦首次采用盾构法施工，于采用盾构法施工，于1890年年12月月18日修建成一条日修建成一条5.2km的地铁线路，并首的地铁线路，并首次采用电力机车牵引。次采用电力机车牵引。二、城市交通的产生与发展美国的有轨电车 1879年柏林工业展览年柏林工业展览会上展出了第一辆以输会上展出了第一辆以输电线供电的电动车。电线供电的电动车。1886年美国阿尔拉巴州年美国阿尔拉巴州的蒙哥马利市开始出现的蒙哥马利市开始出现有轨电车系统有轨电车系统。二、城市交通的产生与发展二、城市交通的产生与发展3.初步发展阶段（18901924）1890年，在英国伦敦，第一条使用电力机车牵引的地下铁道建成。1896年，匈牙利布达佩斯修建了欧洲最早的电气化地铁。欧洲大陆上的第一条地铁，在整个欧洲则居英国之后。1904年，美国纽约地铁巴尔蒙线开通，被誉为“纽约地铁之父”。美国纽约成为美洲最早建立地铁系统的城市。1913年，阿根廷的布宜诺斯艾利斯建成地铁系统，成为拉丁美洲最早建立地铁系统的城市。美国纽约地铁巴尔蒙线行驶在日本鹿儿岛市街头的低地板行驶在日本鹿儿岛市街头的低地板新型有轨电车实景图新型有轨电车实景图 高速发展阶段（1969现在）伴随着世界城市化进程的加快，人们生活节奏的加快，对城市交通的要求越来越高，各国政府投入大量的人力、物力和财力来建设城市轨道交通设施。1978年年3月国际公共交通联合会（月国际公共交通联合会（UITP）在比利时首都布）在比利时首都布鲁塞尔会议上，确定了新型有轨电车交通的统一名称，即轻鲁塞尔会议上，确定了新型有轨电车交通的统一名称，即轻型轨道交通（型轨道交通（Light Rail Transit），简称轻轨交通），简称轻轨交通（LRT）。）。二、城市交通的产生与发展俄罗斯莫斯科的地铁车站二、城市交通的产生与发展法国巴黎地铁车辆德国柏林的地铁和车辆三、我国居民出行特点 按照交通工具的所属性质，城市客运交通系统可以分为：私人交通系统、准公共交通系统、公共交通系统三类。私人交通系统v私人拥有并自行运用的交通手段，包括：步行、自行车、摩托车及私人小汽车。准公共交通系统v由交通工具所有者提供运输服务，但使用者在时间和线路选择上，具有相对程度的自主权，如出租小汽车、小汽车共乘等。公共交通系统v城市地区内以集体方式，按照固定路线、固定班次运行，并收取固定的票价收费，供公众共享的公共性客运服务系统，如：城市轨道交通系统、公共汽车等。城市客运结构v城市中所有城市居民及流动人口出行所采用的出行方式的比例。v影响因素：城市经济发展水平、城市性质、地理特性、政策导向、城市基础设施建设等。我国大中城市交通现状及存在的问题v问题：v交通阻塞，行车速度慢；v交通秩序混乱；v耗能多，污染严重。v原因：v道路面积少；v人口密度大，客流量大；v缺乏科学的现代化管理。解决城市交通拥堵的途径v优先发展公共交通；v做好城市快速轨道交通规划，大力发展城市轨道交通；v强化城市居民交通文明意识。第第二二节节 我国城市轨道交通的发展与建设我国城市轨道交通的发展与建设 截至2009年10月，北京、天津、上海、广州、大连、长春、武汉、深圳、重庆、南京等15个城市开始或巳经初步建成了城市轨道交通系统，有约50条线路在运营，承担的客流量已经达到年30亿人次以上。上海市与德国合作的30km磁悬浮示范线投入运营。我国已有10个城市开通了31条城市轨道交通线路，运营里程达835.5 km。一、旧中国的轨道交通v1、吴淞铁路v1876年，英国公使威妥玛向清政府提出：吴淞上海之间河道淤塞，疏通困难，大吨位轮船无法停靠上海港，请求修筑从吴淞到上海的铁路，以便大吨位轮船停泊吴淞后，能和上海办理联运。1876年4月，全长45公里的吴淞铁路全线完工，7月1日正式通车营业。这是一条轨距为0762米的窄轨铁路，采用每米重13公斤的钢轨，列车速度为每小时2432公里。vv2、唐胥铁路v中国自建的第一条铁路，起自唐山,止于胥各庄(今河北省丰南区)，长9.7公里。现为北京至沈阳铁路的一段。于1881年5月开工兴建，11月完工。轨距为1435毫米，采用每米重15公斤的钢轨。唐胥铁路建成后，清政府以机车行驶震及皇帝陵园为由，只准许以骡马曳引车辆，所以被世人称为只准许以骡马曳引车辆，所以被世人称为“马车铁马车铁路路”。直至1882年始改用机车牵引。这条铁路有利于当时开平煤矿的煤运。1887年唐胥铁路延修至芦台，1888年展筑至天津，全长130公里，命名为“津唐铁路”。v3、西苑铁路v1889年，北京城内出现了第一条总数“七百六十二丈五尺”的运行铁路“西苑铁路”。这条铁路南起中海的瀛秀园门外，沿中海、北海西岸（出中海的福华门，入北海的阳泽门），经北海的极乐世界，折而向东，终点为“镜清斋”（今名静心斋）前。西苑铁路系先后两期分段建成，先建成紫光阁路段，后完成北海路段。v西苑铁路于1900年（光绪二十六年）被八国联军全部捣毁。v4、代表人物、代表人物v詹天佑詹天佑v詹天佑出生于詹天佑出生于1861年年3月月17日，于日，于1919年年4月月24日逝日逝世，享年世，享年58岁。字眷诚，号达朝，汉族，广东南海人，岁。字眷诚，号达朝，汉族，广东南海人，居住在湖南省，原籍安徽婺源（今属江西）；英文名：居住在湖南省，原籍安徽婺源（今属江西）；英文名：Jeme Tien Yow；他是中国首位杰出的爱国铁路工程；他是中国首位杰出的爱国铁路工程师，负责修建了京张铁路（北京师，负责修建了京张铁路（北京张家口）等铁路张家口）等铁路工程，有工程，有“中国铁路之父中国铁路之父”“中国近代工程之父中国近代工程之父”之之称。称。另有中国詹天佑土木工程大奖、小学课文、电影另有中国詹天佑土木工程大奖、小学课文、电影等以詹天佑为名。等以詹天佑为名。v孙中山v1912年4月，孙中山辞去临时大总统的职务后，出任中华民国铁路督办，组建“中国铁路总公司”，成立“中国铁道协会”，创办铁道杂志，在他的建国方略中，精心绘制了一幅雄伟的经济建设蓝图，其中详尽地表述了以铁路、港口建设为重点的战略设想，他曾设想要在中国修建10万英里(约16万公里)的铁路。二、中国的城市轨道交通发展1、我国有轨电车的历史 1899年，我国最早的有轨电车出现于北京。伴随着近代帝国主义瓜分中国的狂潮，受国外侵略势力的影响，从1904年开始，香港、天津、上海、大连等城市相继开通有轨电车。从20世纪50年代末开始，各城市陆续拆除其有轨电车线路。至今仍有有轨电车运营的城市只剩下香港、大连、长春、鞍山。我国有轨电车的历史1959年年3月月9日，北京有轨电车运营最后一天，乘客走日，北京有轨电车运营最后一天，乘客走下最后一班车。下最后一班车。我国有轨电车的历史v有轨电车如今已成为大连的一张城市名片。有轨电车如今已成为大连的一张城市名片。我国有轨电车的历史v电车是香港最经济实惠的电车是香港最经济实惠的陆上交通工具。陆上交通工具。v香港的有轨电车诞生于香港的有轨电车诞生于19041904年，百余年来营运年，百余年来营运，包括两辆供游客和私人租包括两辆供游客和私人租用的敞篷古典电车，是目用的敞篷古典电车，是目前世界上唯一全部采用双前世界上唯一全部采用双层电车的车队。层电车的车队。有轨电车的历史2、我国地下铁道的产生与发展起步阶段平稳发展阶段快速发展阶段我国地下铁道的产生与发展起步阶段（20世纪60年代80年代初）我国先后于1969年和1976年在天津开通了两条地铁。文化大革命中的几年，地铁建设基本停顿。这一时期兴建地铁的主要目的是用于备战。1979年10月，香港第一条地铁线路开始运营。平稳发展阶段（20世纪80年代中期2000年）这一时期，中国开始了改革开放的进程，地铁的建设也由服务于战备转为服务于经济发展和城市客运。继北京、天津继续修建地铁外，上海、广州也修建了地铁。香港地铁完成了现有7条线路的建设，挤进世界城市地铁系统的前列。1996年台北市修建了第一条城市轨道交通线路。我国地下铁道的产生与发展快速发展阶段（21世纪初现在）进入21世纪，中国经济的迅猛发展为地铁建设带来了重大机遇，各大城市地铁项目竞相立项开工。全国20多个城市在建或筹建中的城市轨道交通线路总长已超过5000km。第第三三节节 城市轨道交通相关概念城市轨道交通相关概念城市轨道交通城市轨道交通的定义：城市的定义：城市中，使用车辆中，使用车辆在固定导轨上在固定导轨上运行并主要用运行并主要用于城市客运的于城市客运的交通系统成为交通系统成为城市轨道交通城市轨道交通系统系统城市轨道交通的城市轨道交通的优点：优点：1、采用、采用列车编组化运行，列车编组化运行，运量大；运量大；2、良、良好的线路条件与好的线路条件与控制体系，速度控制体系，速度快；快；3、电力牵、电力牵引污染少；引污染少；4、占地面积小；占地面积小；5、安全可靠；安全可靠；6、乘客舒适性佳乘客舒适性佳城市轨道交城市轨道交通的不足：通的不足：1、建设投资大；建设投资大；2、路网结构、路网结构不易调整；不易调整；3、运营成本高；运营成本高；4、技术条件、技术条件要求高要求高城市轨道交城市轨道交通的意义通的意义1、缓解城市交通压力；、缓解城市交通压力；2、引领城市规划；、引领城市规划；3、满足、满足人们的出行需要的同时对环境造成的污染较小；人们的出行需要的同时对环境造成的污染较小；4、节约资源，降低能耗；节约资源，降低能耗；5、推动城市其他产业的发展、推动城市其他产业的发展以及联通以及联通“主城主城”与与“卫星城卫星城”城市轨道交通的分类轻轨轻轨 城市轨道城市轨道交通交通地铁地铁 独轨铁路独轨铁路市郊铁路市郊铁路有轨有轨电车电车磁悬浮铁路磁悬浮铁路（一）按基本技术特征分类地地铁铁泛指高峰时单项泛指高峰时单项客运量在客运量在37万万人次人次/h左右的大左右的大容量轨道系统容量轨道系统，采用采用58节编组节编组列车列车。多为地下。多为地下隧道线，优点为隧道线，优点为速度快、安全准速度快、安全准时、舒适、运输时、舒适、运输成本低、节省能成本低、节省能源、不污染环境、源、不污染环境、不占用城市用地。不占用城市用地。缺点为建设成本缺点为建设成本高、周期长、见高、周期长、见效慢效慢轻轻轨轨泛指高峰时单项泛指高峰时单项客运量在客运量在13万人万人次次/h的中等容量的中等容量轨道交通系统。轨道交通系统。其最大特点在于其最大特点在于成本低廉，一般成本低廉，一般而言，行驶与专而言，行驶与专用车道的轻轨系用车道的轻轨系统拥有统拥有90%以上以上地铁的速度和可地铁的速度和可靠度，却只需要靠度，却只需要1/3以下的建设成以下的建设成本，施工容易、本，施工容易、工期较短工期较短有有轨轨电电车车有轨电车是一有轨电车是一个由电力牵引、个由电力牵引、轮轨导向、单轮轨导向、单车或两辆铰接车或两辆铰接运行在城市路运行在城市路面线路上的低面线路上的低运量城市轨道运量城市轨道交通系统交通系统。优。优点为造价低，点为造价低，建设容易；缺建设容易；缺点为速度慢，点为速度慢，通行能力低，通行能力低，隔离度和安全隔离度和安全度较低。度较低。市市郊郊铁铁路路市郊铁路是市郊铁路是指把城市市指把城市市区与郊区、区与郊区、尤其是远郊尤其是远郊区联系起来区联系起来的城市轨道的城市轨道交通系统交通系统，又称重轨铁又称重轨铁路或通勤铁路或通勤铁路、月票铁路、月票铁路。现在其路。现在其概念范围也概念范围也在扩大，包在扩大，包括了了城际括了了城际间的高速铁间的高速铁路。路。线性线性地铁地铁独轨独轨铁铁路路线性地铁又称小断面地铁，是指由直线电机牵引的城线性地铁又称小断面地铁，是指由直线电机牵引的城市轨道交通系统市轨道交通系统，其突出的特征是断面较一般地铁要，其突出的特征是断面较一般地铁要小。有建设成本低、车身矮、重量轻、噪声低、可采小。有建设成本低、车身矮、重量轻、噪声低、可采用较小的曲线半径和较大的坡道、维护较容易。用较小的曲线半径和较大的坡道、维护较容易。独轨铁道是指车辆在一根轨道上运行的一种城市轨道交通独轨铁道是指车辆在一根轨道上运行的一种城市轨道交通系统。系统。优点：占地少、投资费用少、噪声低、振动小、乘优点：占地少、投资费用少、噪声低、振动小、乘坐舒适、对城市的经管及日照影响较小、通过小半径曲线坐舒适、对城市的经管及日照影响较小、通过小半径曲线能力和爬坡能力强。缺点为运能较小、速度低、能耗大。能力和爬坡能力强。缺点为运能较小、速度低、能耗大。磁磁悬悬浮浮交交通通系系统统磁悬浮交通系磁悬浮交通系统是指一种非统是指一种非粘着、用直线粘着、用直线电机驱动列车电机驱动列车运行的新型轨运行的新型轨道交通系统道交通系统。由于车辆不与由于车辆不与轨道接触，克轨道接触，克服了传统轨道服了传统轨道交通系统列车交通系统列车的机械噪声和的机械噪声和磨损等问题。磨损等问题。（二）按路权及列车运行控制方式分类 根据城市轨道交通系统是否专用及列车运行控制方式的不同，轨道交通系统可分为路权专用、按信号指挥运行，路权专用、按视线可见距离运行和路权混用、按视线可见距离运行等类型。（1）路权专用、按信号指挥运行路权专用、按信号指挥运行类型系统的特点是线路专用，与其他城市交通线路没有平面交叉。由于路权专用及按信号指挥运行，这种轨道交通系统下行车速度高且行车安全性好。属于这种类型的轨道交通系统包括市郊铁路、地下铁道和高技术标准的轻轨等。（2）路权专用、按视线可见距离运行：由于无信号、按可视距离间隔运行，行车速度稍低。属于这种类型的轨道交通系统主要是中等技术标准的轻轨。（3）路权混用、按视线可见距离运行路权混用、按视线可见距离运行类型系统的特点是线路与其他运输车辆和行人公用，与其他城市交通线路有平面交叉。除在交叉口设置信号控制外，其余线路段可按照可是距离间隔运行，行车速度和行车安全性较差。适于这种类型的轨道交通系统主要是低技术标准的轻轨和有轨电车。（三）按高峰小时单向运输能力分类根据城市轨道交通系统高峰小时单向运输能力的大小，轨道交通系统可分为高运量、中运量和低运量等三种类型。高运量高运量 中运量中运量低运量低运量（1）大运量轨道交通系统，该类型系统的高峰小时单向运行能力达到30000人以上，属于该种类型的轨道交通系统主要有重型地铁和轻型地铁等。（2）中运量轨道交通系统，该类型系统的高峰小时单向位数能力为15000-30000人，属于该种类型的轨道交通系统主要有微型地铁、高技术标准的轻轨和独轨铁路。（3）低运量轨道交通系统，该类型系统的高峰小时单向运输能力为5000-15000人，属于该类型的轨道交通系统主要有低技术标准的轻轨、自动导向交通系统和有轨电车。香港的有轨电车 北京地铁1号线上海地铁2号线天津津滨轻轨上海磁悬浮列车线路重庆跨座式独轨线路长春轻轨线路大连现代有轨电车城市轨道交通的主要技术经济特征运量大运量大 速度快速度快时间准时间准 安全好安全好 舒适度高舒适度高 占地省占地省 污染小污染小成本低成本低 各类城市交通工具技术经济指标对比表各类城市交通工具技术经济指标对比表交通工具交通工具交通工具交通工具平均速平均速平均速平均速度度度度（kmkmkmkmh h h h）客运能力客运能力客运能力客运能力（万人次（万人次（万人次（万人次h h h h）乘乘乘乘车车适宜适宜适宜适宜时间时间（minminminmin）营营运成本运成本运成本运成本(元人元人元人元人km )km )km )km )能能能能耗耗耗耗（kcalkcalkcalkcal人人人人kmkmkmkm）公共汽公共汽公共汽公共汽车车20202020303030300.50.50.50.50.90.90.90.98 8 8 8303030302.472.472.472.47180180180180216216216216有有有有轨电车轨电车30303030404040401.01.01.01.01.51.51.51.58 8 8 8303030301.851.851.851.85135135135135地地地地铁铁35353535606060603.03.03.03.06.06.06.06.010101010606060601.01.01.01.08080808093939393轻轻轨轨35353535505050501.01.01.01.03.03.03.03.01010101060606060单轨单轨列列列列车车30303030606060601.01.01.01.03.03.03.03.0129129129129