城市轨道交通系统运营管理（第2版）课件：城市轨道交通系统技术经济特征

城市轨道交通系统运营管理（第2版）1城市轨道交通系统技术经济特征2主要内容1）技术经济学相关概念；2）城市轨道交通系统与技术经济特征；3）城市轨道交通系统参照国标的分类方法；学习目标了解城市轨道交通系统与技术经济特征；掌握按照国标划分的7类系统的区别与联系。3二、城市轨道交通系统与技术经济特征城市轨道交通指采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统。据此，凡同时具备“专用轨道导向运行”、“城市行政辖区内”、“提供客运服务的公交系统”三要素的交通运输方式，即为城市轨道交通。4二、城市轨道交通系统与技术经济特征城市轨道交通概念的界定系统技术形式指城市轨道交通系统列车运行过程中所具有的机械特征，主要包括支撑方式、导向方式、驱动方式和运行控制方式四项特征。支撑方式：轮轨方式和磁悬浮方式；导向方式：轮缘导向和导向装置导向；驱动方式：电力、内燃动力、燃气轮机动力等；黏着制和非黏着制牵引力传递模式；运行控制方式：有人驾驶和无人驾驶。5二、城市轨道交通系统与技术经济特征6线路敷设方式指构筑物的形态或轨道的敷设方式，主要有地下线路、高架线路和地面线路三种方式。7二、城市轨道交通系统与技术经济特征综合技术、经济、运营特征分类国标《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）中将城市轨道交通系统的分类定义为：地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统和市域快速轨道系统七类

。

8二、城市轨道交通系统与技术经济特征地铁系统轻轨系统有轨电车单轨系统磁浮系统自动导向轨道系统市域快速轨道国标《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）三、城市轨道交通参照国标的分类91.地铁系统地铁的建设费用相当大，需要大量客流来证明隧道开挖的可行性。因此，50万人以下的城市很少能建地铁。原苏联曾有一项政策，城市只有达到100万人口以上才能建地铁。地铁通常要与其他轨道交通全隔离，没有平面交叉，地下、地面、高架均有，但以地下为主。站间距在0.5至1.0km(市中心)之间，在郊区可达2km左右。地铁是城市大容量快速交通方式，单方向小时输送能力在3-8万人。城市轨道交通的分类——地铁系统10地铁的主要技术参数：(1)最小运行时间间隔：2分；(2)每节车厢的乘客人数:280人(按0.14m2/人计算);(3)每列车编组车厢节数：6-10；(4)每小时单向最大运送能力：30000-80000人；(5)车辆构造速度：80-100km/h；(6)时刻表速度：30-60km/h；(7)最低经济运输量：12200人/km

天；(8)与地面交通隔离率：100%(9)车站平均站距：600～2000m1.地铁系统城市轨道交通的分类——地铁系统1110号线金台夕照站城市轨道交通的分类——地铁系统128号线奥林匹克站城市轨道交通的分类——地铁系统13地铁发展的优势：1是一种大容量的城市轨道交通系统，在客流密集的城市中心地带修建地铁可以明显疏散公交客流。2具有可信赖的准时性和速达性。3与其他线路无平交，不受干扰，安全性高。4地铁噪声小，污染少，对城市环境不造成破坏。同时地下部分充分利用了地下空间，节约了城市土地。1.地铁系统城市轨道交通的分类——地铁系统14地铁的缺点为：

1地铁大部分位于地下，增加了施工工作量。2建设费用高。3建设周期长，见效慢。4出现意外情况疏散困难。1.地铁系统城市轨道交通的分类——地铁系统15线性地铁--小断面地铁：线性地铁，即小断面地铁。它采用线性电机牵引，而一般的地铁列车采用旋转电机，相同功率的线性电机要比旋转电机缩小到3/4的高度，因此能缩小地铁隧道的横截面，可大大降低建设成本(投资为一般地铁的60-80%)，此外，它可以采用较小的曲线半径和较大的坡道，也可高架，维护较易，目前在日本已有几条线路建成投产。线性地铁能力略低于一般地铁系统。线性地铁的缺点是运营成本与一般地铁差不多。1.地铁系统城市轨道交通的分类——地铁系统1617线性地铁的主要技术参数：(1)最小运行时间间隔：2分；(2)每节车厢的乘客人数:142人(按0.125m2/人计算);(3)每列车编组车厢节数：4-8；(4)每小时单向最大运送能力：17000-35000人；(5)时刻表速度：35km/h；(6)最低经济运输量：12200人/km

天；(7)与地面交通隔离率：100%(8)爬坡能力：6~8%(9)曲线半径50m地铁爬坡3%曲线半径200m1.地铁系统城市轨道交通的分类——地铁系统直线电机的基本结构直线电机可看作是将旋转电机径向剖开展平定子—初级，转子—次级初级与次级长度不相等。城市轨道交通的分类——地铁系统18城市轨道交通的分类——地铁系统19北京首都国际机场轨道交通城市轨道交通的分类——地铁系统20有轨电车交通是指利用地面街道上敷设的轨道运行的用于公共交通的电力车辆或列车系统。优点：造价低，建设容易。每节车80-100人，多为两节铰接，多数停靠站为地面站台或简易低站台。缺点：容量小、速度慢，特别是大多数系统的交叉口为平交，极易与道路和地面车辆冲突，引起道路交通堵塞。发展现状：已经比较少见。多数已经改良为轻轨系统。有轨电车视频1有轨电车视频22.有轨电车城市轨道交通的分类——有轨电车21有轨电车——大连大连有轨电车－火车站站22大连有轨电车－火车站站23大连有轨电车－兴工街站折返线24大连有轨电车－星海公园站25有轨电车－德国城市轨道交通的分类——有轨电车26273.轻轨系统轻型轨道交通LightRailTransit（LRT）简称轻轨，之所以称轻轨，就是因为交通车辆施加在轨道上的荷载，相对于地面铁路或地铁的荷载较轻。当然它也不需要像铁路一样的一套复杂信号系统。轻轨是一种介于有轨电车和地铁之间的中运量的轨道交通工具。实际上它是上世纪30年代后对有轨电车技术改造而来的。通过把交流牵引技术、计算机控制技术引入轻轨，大大增加了安全性和舒适感，1978年国际公共交通联合会定名，现在已发展成一个独立的交通系统。城市轨道交通的分类——轻轨系统28轻轨设计方案多样化，既可地面，也可高架，偶尔也有地下，没有固定模式，多数因地制宜与地形地貌较好匹配。轻轨线路可分为无平面交叉的专用线路、有平面交叉的专用行车线路、和与其他机动车共用行车线路的情形。新建轻轨要求有至少40%的股道与道路完全隔离，以避免拥挤，这使得它与有轨电车明显不同。轻轨线路多数为双线，线路最大坡度8%，最小曲线半径可达30M，线路工程量小，车辆轻，建造成本低。3.轻轨系统城市轨道交通的分类——轻轨系统2930城市轨道交通的分类——轻轨系统31高架桥平交道口城市轨道交通的分类——轻轨系统32城市轨道交通的分类——轻轨系统33城市轨道交通的分类——轻轨系统34现在运营的轻轨系统根据来源情况主要有三种类型：一种是从有轨电车改造而成的，如法国马赛、里尔的轻轨系统和德国的斯图加特轻轨系统等。第二种轻轨是大部分新建，如London的DocklandLightRailway，DLR轻轨和香港西部天水园的轻轨系统。第三种是利用原有旧铁路线路，如英国Manchester的Metrolink、洛杉矶等。城市轨道交通的分类——轻轨系统3.轻轨系统35法国----Marseille轻轨列车城市轨道交通的分类——轻轨系统36法国----Lelle的低底板轻轨列车城市轨道交通的分类——轻轨系统37伦敦的DOCKLAND轻轨城市轨道交通的分类——轻轨系统38英国Manchester的Metrolink城市轨道交通的分类——轻轨系统英国Manchester的Metrolink在车站城市轨道交通的分类——轻轨系统39轻轨的优点：(1)供电系统更安全由于电力来自车顶部，而非地铁系统的第三轨。(2)在建设上比地铁更灵活由于土地昂贵，尤其在闹市区，轻轨系统可以放在街道，乘客可以在人行道上上下车。(3)更适合低运量场合在中等规模城市用以补充巴士运输。(4)大部分线路按右行规则隔离时，在混合交通条件下的平均行车速度可以更高，从而比巴士更具吸引力。城市轨道交通的分类——轻轨系统3.轻轨系统40轻轨的主要技术经济指标参数：(1)最小运行时间间隔：2分；(2)每节车厢的乘客人数：225人(按0.14m2/人计算，2节/组)；(3)每列车编组车厢节数：2-4节（1-2组）；(4)每小时单向最大运送能力：10000-30000人；(5)时刻表速度：20-25km/h；(6)最低经济运输量：2100人/km

天(7)线路形式：有地面，地下和高架三种形式。(8)曲线半径：正线不小于100m，地面困难时不小于50m，车场线不小于25m。城市轨道交通的分类——轻轨系统3.轻轨系统41小结：地铁、轻轨、现代有轨电车、传统有轨电车都是钢轮/钢轨系统，以电力（750V或1500VDC）为动力：

地铁：多节单节车编组成的列车，拥有独立路权，地下/

地面/高架

轻轨：多模块的铰接车辆，拥有独立路权，地下/地面

/高架

现代有轨电车：多模块的铰接车辆，一般与道路交通

混行

传统有轨电车：单节车，可以两节重连，一般与道路

交通混行

4243444546第二章城市轨道交通系统技术经济特征回顾1）技术特征的分类2）三种类型的对比本节内容单轨磁悬浮自动导向市域快轨47指标地铁有轨电车轻轨供电系统多数第三轨接触网接触网线路铺设地下\地面\高架（60%）基本地面40%独立路权，多数路面平交口无有有（多数具有信号优先权）曲线半径200~30025100爬坡能力3%8%6%单车辆容量280人100人225人运能3~8万人/小时0.5~1万人/小时1~3万人/小时编组形式较为固定（6~10）可变（模块化）（1~4）较为固定(2~4)站间距建设费用大5~9亿/公里小0.5~0.8亿/公里较大1.5~3.5亿/公里484950单轨交通系统分跨座型与悬挂型两种，一般均采用橡胶车轮。跨座式是车辆“骑坐”在轨道梁上行驶；悬挂式是车辆悬挂在轨道梁下方行驶。单轨车的走行轮采用特制的橡胶车轮，以减少振动的噪音。单轨车的两侧还装有导向轮和稳定轮，控制列车转弯，保证列车运行稳定可靠。日本1964年在东京建成了一条13公里的跨座型单轨系统，即东京滨松町-羽田机场间单轨；1970年又开通了大船-湘南江之岛间的悬挂式单轨系统。城市轨道交通的分类——单轨系统4.单轨系统51多特蒙德大学悬挂式单轨系统德国斯图加特跨座型单轨交通系统城市轨道交通的分类——单轨系统52羽田机场跨座式单轨交通系统城市轨道交通的分类——单轨系统53日本大船-湘南江悬挂式单轨交通系统城市轨道交通的分类——单轨系统54城市轨道交通的分类——单轨系统55重庆市单轨系统(上行)56重庆市单轨系统(下行)57重庆高架单轨系统四节编组58重庆单轨交通系统的导向胶轮跨坐单轨悬挂式59单轨交通系统主要技术经济特性指标如下：

(1)最小运行时间间隔：2分；

(2)每节车厢乘客人数:140人(按0.14m2/人计算);

(3)每列车编组车厢节数：2-6；

(4)每小时单向最大运送能力:5000-20000人；

(5)时刻表速度：30km/h；

(6)最低经济运输量：4000人/km

天.（7）建设费用1~1.2亿元公里（8）最小曲线半径50m（9）爬坡能力6%城市轨道交通的分类——单轨系统4.单轨系统60单轨交通的优点：1.占用土地少。不需要很大空间，每根支柱直径仅为1～1.5m，双线断面总宽度为5～7m，窄于其他的高架轻轨系统。2.运量较大。国外单轨列车一般由4～6辆组成，列车运营能力每小时为5000～20000人次。3.能适应复杂的地形要求。使用橡胶轮胎，适宜在狭窄街道的上空穿行，可减少拆迁。4.建设工期短，造价低。高架单轨结构简单，易于建造，因此工期较短，造价较低，一般为地铁的1/3。城市轨道交通的分类——单轨系统4.单轨系统615.由于采用橡胶轮胎，所以振动和噪声大大降低，具有噪声小、振动低，无废气污染等多方面有点。是一种高速、舒适的交通工具。6.运输安全性较高。由于车辆与轨道的特殊结构，在轨道梁两侧均有起稳定作用的导向轮，能确保运行安全。7.对日照和城市景观影响小。由于占用空间小，沿线不会投下很大的遮光阴影，并且对城市景观还能起一定的点缀作用。城市轨道交通的分类——单轨系统4.单轨系统62单轨交通的不足：1）走行部不易维修；2）不易救援；3）抗风能力不强4）能耗大（橡胶车轮阻力大）5）折返道岔结构复杂，折返时间长63城市轨道交通的分类——单轨系统4.单轨系统磁悬浮技术的研究源于德国，1922年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。20世纪90年代，德国决定在国内建设柏林—汉堡磁浮铁路，后放弃；日本山梨县境内新建了一条全长42.8公里的复线试验线；我国第一辆磁悬浮列车2003年1月开始在上海运行；名古屋市区通往爱知世博会会场的常导中低速磁浮运营线。线路于2005年3月6日正式开通，全长9.2公里64城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统磁悬浮列车主要有超导型磁悬浮列车、常导型高速磁悬浮列车以及常导型中低速磁悬浮列车三类。超导型高速（排斥力），以日本为代表速度>500公里/h常导型高速（吸引力），以德国为代表速度<500公里/h常导中低速日本，中国100~110公里/h65城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统66常导高速吸引力，车包轨道城市轨道交通的分类——磁浮系统城市轨道交通的分类——磁浮系统6768超导高速排斥力，轨道包车原理城市轨道交通的分类——磁浮系统69项目上海高速磁悬浮系统日本东部丘陵线中低速磁悬浮系统悬浮方式常导电磁悬浮常导电磁悬浮悬浮气隙10mm10mm最高运行速度430km/h130km/h对线路要求高低导向装置需要不需要最大坡度100‰70‰最小竖曲线半径1500m1000m最大运客量2.3万人次/小时3万人次/小时设计载客量959人/列688人/列线路造价较高较低表2-3常导高速磁悬浮系统与中低速磁悬浮系统主要技术特点比较城市轨道交通的分类——磁浮系统70项目德国TR系统日本MLX系统悬浮方式电磁吸引式（常导）侧壁电动式（超导）悬浮气隙8~10mm100mm以上运行速度高速、超高速超高速低速时悬浮状态悬浮车轮支承和导向悬浮、导向控制需闭环控制不需控制，具有自稳定性线路载荷分布连续分散（动力响应小）相对集中电磁铁的安全冗余常导电磁铁有安全冗余超导电磁铁无安全冗余最高试验速度500km/h580km/h最高运行速度430km/h500km/h车内磁力线泄漏几乎没有，对人体无碍相对较强，但经测试对生物无害技术难点精确控制技术低温超导制冷技术线路造价较低较高德日高速磁浮系统主要技术特点比较城市轨道交通的分类——磁浮系统711、MLX系统造价高、超导技术难度大；TR系统造价相对较低，虽然控制系统复杂、精确，但技术相对成熟，大部分零部件具有通用性，市场供应方便。2、MLX系统车辆悬浮气隙较大，对轨面平整度要求较低、抗震性能好、速度快并且还有进一步提高速度的可能性，它还具有低速时不能悬浮的特点，因此更适合于大运量、长距离、更高速度的客运。

3、从经济和效率来看，在450km/h以上速度运行时，日本MLX系统优于德国TR系统；在300—450km/h的速度范围内运行时，TR系统比较优越；300km/h以下速度时，采用轮轨高速可能更好。城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统72线路名称长沙磁浮线上海磁悬浮日本山梨实验线日本东部丘陵线韩国仁川机场磁悬浮类型中低速磁浮系统常导型高速磁悬浮系统超导型高速磁悬浮系统常导型中低速磁浮系统中低速磁浮系统最高运行速度100km/h430km/h500km/h100km/h110km/h线路长度18.55km29.863km18.4km8.9km6.1km运营时间2016/5/6（试运营）2003/1/4未运营2005/3/62016/2/3磁浮系统运行信息表城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统73上海7475767778长沙中低速磁浮工程连接高铁长沙南站和长沙黄花国际机场，线路全长18.55公里，初期设车站3座，预留车站2座，设计速度为每小时100公里791）速度高。2）噪声低。由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械

接触。3）维修少。由于没有钢轨、车轮、机械传动和接触导

电轨等摩擦部件，维修费用大为降低。其年运行维

修费仅为总投资的1.2%，而轮轨列车高达4.4%。4）能耗小。磁悬浮列车采用电力驱动，其能源消耗仅

是汽车的一半、飞机的四分之一。5）环境污染少。它以电为动力，在轨道沿线不会排放

废气，是一种名副其实的绿色交通工具。城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统——优点801）车厢不能变轨，一条轨道只能容纳一列列车往返运行，造成浪费。2）断电后磁悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解决，因此一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的

安全事故。3）强磁场对人的健康与电子产品的运行都会产生不良影响(但磁悬浮列车周围的电磁场对人体影响

目前尚无实际论证)。4）磁悬浮列车突然情况下的制动能力可靠性有待提高。磁悬浮列车没有轮轨，突发停电时，仅靠滑动摩擦很难。5）轮轨方式不能与现有的铁路网兼容。6）造价高昂.

城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统——缺点811）最小运行时间间隔：1~5min2）每节车厢的乘客人数：95或110人（按0.14m2

/人计算）3）每列车编组车厢节数：9节4）每小时单向最大运送能力：20000人5）最高运行速度：100km/h(中低速磁浮系统)、

430-500km/h(高速磁浮系统，常导型)、≥500k

m/h（高速磁浮系统，超导型）6）与地面交通隔离率：100%7）时刻表速度：57km/h(中低速磁浮系统,长沙磁浮线)，240km/h(高速磁浮系统，上海磁悬浮)城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统——技术经济参数821）运行速度

地铁最高速度80（km/h），轻轨最高运行速度70，中低磁悬浮最高速度100（km/h）2）载客量

地铁单向最大高峰小时客流量为3-6万人次；轻轨单向最大高峰小时客流量为1-3万人次，磁悬浮小于2万人次。3）转弯半径

地铁的转弯半径不小于300米，轻轨转弯半径一般在100米到200米之间，中低速磁悬浮最小转弯半径50米。

4）建设费用

中国地铁造价每公里约为5至8亿元，轻轨为每公里2至3亿元左右。相较二者，造价每公里1.95亿元（不含拆迁）的长沙磁浮线路“性价比”极高。城市轨道交通的分类——磁浮系统5.磁浮系统——与地铁、轻轨比较自动导向系统(AGT)是一种通过非驱动的专用轨道引导列车运行的轨道交通方式。电动车辆在专用的轨道线路上运行，而且车轮均为橡胶轮胎，沿着特制的混凝土轨道运转，车站无人管理，由中央调度室的电子计算机集中控制。导向方式有中央凸型导向、中央内侧导向和两侧侧面导向三种。线路分岔是以混凝土轨道侧面分岔道岔的沉浮方式实现的。自动导向交通系统车站分为终点站、中间站和管理站，站间距较短。长度5-15km，坡度7%-10%，最小曲线半径可达10-30m。城市轨道交通的分类——自动导向系统6.自动导向系统(AGT)8384城市轨道交通的分类——自动导向系统首都国际机场轻轨捷运系统85首都国际机场轻轨捷运系统86法国VAL系统87较早的AGT系统有日本1981年开通的两条线路：一是神户新交通公司开通的三宫-中公园线路，全长6.4公里，后来开通三宫-机场线路；二是大阪市住之江公园-中埠头间的6.6公里南港线路。目前这两条线路均采用无人驾驶的ATO系统，运营速度22~27km/h，最大速度达到60km/h；高峰期最小间隔达到了3分左右。城市轨道交通的分类——自动导向系统6.自动导向系统(AGT)88日本大阪南港线89日本三宫车站：三宫车站（三宫駅）是一位于日本兵库县神户市中央区，由阪急电铁、神户高速铁道、阪神电气铁道、神户新交通与神户市交通局五个单位所共享的铁路车站建物组合，其中阪急与神户高速所属的站区位于加纳町4丁目，阪神所属的站区位于小野柄通8丁目，神户新交通所属站区位于云井通8丁目，神户市营地下铁的站区则位于北长狭通1丁目。除了上述各单位之外，三宫车站与JR西日本所属的三之宫车站（三ノ宫駅）同样都座落于神户市正中央的三宫地区。城市轨道交通的分类——自动导向系统6.自动导向系统(AGT)909192AGT系统主要技术特性指标：(1)最小运行时间间隔：2分；(2)每节车厢乘客人数：70人(按0.14m2/人计算)；(3)每列车编组车厢节数：4-12；(4)每小时单向最大运送能力：8000-25000人；(5)时刻表速度：30km/h；(6)最低经济运输量：4300人/km

天.城市轨道交通的分类——自动导向系统6.自动导向系统(AGT)93AGT系统的优点：1客运能力为5000～15000人/h，高于公共汽车，而且建设成本与地铁、轻轨相比又低得多。2与单轨系统相似，运行在专用的高架轨道上，与其他车辆不构成干扰，运输效率较高。3车辆除采用橡胶轮胎外，其他部分与有轨车辆相差不多，在技术上容易实现。4既可以采用列车无人驾驶、车站无人管理的方式，也可以省去自动驾驶系统，由人工操纵，因而机动灵活，使用方便。5节约能源，基本上没有噪声污染，有利环保。城市轨道交通的分类——自动导向系统6.自动导向系统(AGT)94AGT缺点是：1.采用了独特的导向方式，车辆及轨道结构有别于其他轨道系统，因而兼容性不强，不能适应轨道交通一体化发展的需求。2.轮胎承重和高速耐热都不如钢轨，故不适合太大运量与较高速的运行，运量和速度受限。3.轮胎运行阻力大于钢轨，能耗大于钢轨系统。4.自动导向系统的导引系统、道岔系统和折返比较复杂，耗时多。城市轨道交通的分类——自动导向系统6.自动导向系统(AGT)95市郊铁路是沟通城市边缘与远郊区县的有效交通手段，它的技术标准和基本装备与城际间的长距离铁路相同。市郊铁路主要为通勤者提供运输服务，故有时也称通勤铁路(commuterrail)或地区铁路(regionalrail)，运行组织与干线有所不同。目前城市间高速铁路的商业速度已达到250km/h以上，一般地，市郊铁路