城市轨道交通概论

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1.城市轨道交通系统构成（线路、轨道、车站、车辆、供电、通讯、信号、环控与给排水）2.城市：人口集中、工商业发达、居民以非农业人口为主的地区，通常是周围地区的政治、经济、文化中心。3.城市的出现是人类走向成熟和文明的标志，也是人类群居生活的高级形式。4.城市病：由于城市人口、工业、交通运输过度集中而造成的种种弊病。表现：人口膨胀、交通拥堵、环境污染、资源短缺、城市贫困5.交通：从事旅客和货物运输及语言和图文传递的行业。6.城市交通分为城市内部交通与对外交通。7. 1.交通拥堵：指交通需求超过道路的交通容量时，超过部分的交通量滞留在道路上的交通现象。原因：迅速推进的城市化以及大城市人口的急剧膨胀使得城市交通需求与交通供给的矛盾日益突出。影响：最直接的影响是增加了居民的出行时间和成本；导致了事故的增多；破坏了城市环境。分类：常发性交通拥挤、偶发性交通拥挤2.城市轨道交通：服务于城市公共客运、电力驱动的轮轨运行方式。特征：必须具备以下五个条件：1大众运输系统2位于城市之内3以电力驱动4独立于其他交通体系以外(如马路和其他铁路)5班次频密3.地铁为土地紧张的城市中心区提供的一种交通形式。特点：运量大、安全、快速、准时4.轻轨：中等运量，多采用全封闭或半封闭方式。5.特殊形式的轨道交通：单轨系统——跨座式和悬挂式；自动导向系统（AGT）；美国旧金山有轨电车6.世界上最早的地铁是1863年1月10日在伦敦开通的一段6km长的线路。我国最早的地铁是1969年建设的北京地铁7.轨道结构是城市轨道交通系统的重要组成部分，一般由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔及其他附属设备组成。轨道交通在土质路基上一般宜采用混凝土枕碎石道床，并尽可能敷设无缝线路。 1.钢轨的功能：引导轨道交通列车的车轮，为车轮的滚动提供小阻力的表面；承受来自车轮和其他方面的力并传至于轨；供电电路和轨道电路的回路。钢轨形式：槽形钢轨、双头钢轨、平底钢轨。50kg、60kg与75kg三种类型。2.轨枕的种类按构造有横向轨枕、纵向轨枕、短轨枕和宽轨枕四种；按铺设部位有适用于区间线路的普通轨枕、道岔区的岔枕和无碴桥上的桥枕；按制造材料可分为木枕、混泥土枕及钢枕三种。调整量：+8mm～-12mm3.道床是指路基之上、轨枕之下的部分。一般分为道碴道床（有碴道床）和无碴道床两大类。常见的道碴道床有碎石道床。无碴轨道结构多采用混凝土整体道床4.线路按其在运营中的作用，可分正线（区间正线、支线、车站（地下站、地面站、高架站）、正线及站线）、辅助线（返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等）和车场线。5.三视图：平面、纵断面、横断面6.限界可以分为车辆限界、设备限界、建筑接近限界和接触轨或接触网限界7.供电系统：包括高压供电系统（集中式供电、分散式供电、混合式供电）、牵引供电系统（牵引网包括：接触网（接触轨和架空接触网）、钢轨（包括大地）、馈电线、回流线）和动力照明供电系统（380/220V三相五线制系统配电） 1.车辆一般可按有无动力分为动车和拖车两类（A型－带司机室拖车、B型－无司机室带受电弓的动车、C型－无司机室不带受电弓的动车）（车辆由车体、转向架、牵引缓冲装置、制动装置、受流装置、车辆内部设备、车辆电气系统7大部分组成）有轨电车车辆长度一般在12m，宽度一般在2-2.4m。一般编组1-2节。2.转向架分动力转向架和非动力转向架、动力转向架装设有牵引电机、减速箱以及集电器（受电靴）装置等。主要作用:3.1、保证车体坐落在转向架上，支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间的载荷及作用力，并均匀分配至各个车轴，保持各轴重均衡；2、保证车辆安全、灵活地沿直线及曲线线路运行；3、转向架要具有良好的减振特性，以减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性；4、传递牵引力和制动力；5、转向架是车辆的一个独立部件，在转向架与车体之间尽可能减少联接件。4.城市轨道车辆的制动装置设有空气制动装置、再生制动、电阻制动以及磁轨制动（轻轨车辆上常用的方式）。制动方法：（1）摩擦制动：包括闸瓦制动和盘式制动（2）电气制动：包括电阻制动和再生制动（3）电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动 （磁轨制动是将电磁铁落在钢轨上，并接通激磁电流将电磁铁吸附在钢轨上，通过磨耗板与轨面摩擦产生制动力。涡流制动是将电磁铁落至距轨面7－10mm处，电磁铁与钢轨间的相对运动引起电涡流作用形成制动力。电磁制动的最大优点是所产生的制动力不受轮轨间的粘着条件限制。）1.从接触导线（接触网）或导电轨（第三轨）将电流引入动车的装置。也称为受流器。一般有：杆形受流器（多用于城市无轨电车）、弓形受流器（多用于城市有轨电车）、侧面受流器（多用于矿山货车）、轨道式受流器（第三轨受流）、受电弓受流器（适用于高速干线）受流器由接触板、横臂组件、扭簧部分、软连线、座及调整螺栓等组成，是第三轨上部受流的单方向动作受流器2.车辆电气设备：包括：主电路系统、辅助电路系统、电子控制电路系统3.车辆的技术参数1．车辆自重、载重与容积2．车辆构造速度按安全及结构强度所允许的车辆最高行驶速度。3．轴重指车辆在某运行速度范围内一根轴允许负担的包括轮对自身重量在内的最大总质量。4．通过最小曲线半径与转向架类型及设计有关。5．最大起动加速度包括平均起动加速度和最大制动减速度。6．制动形式有摩擦制动、再生制动、电阻制动和磁轨制动等形式。7．轴配置或轴列数 如四轴动车一般设两台动力转向架，六轴单铰轻轨车一般两端为动力转向架，中间为非动力转向架。8．供电电压、最大网电流、牵引电机功率。9．座席数及每平方米地板面积站立人数。它与车辆大小尺寸有关，也与设计的服务水平有关。1.车辆段是城市轨道交通系统中对车辆进行运用管理、停放及维修保养的场所。修程基本上分四种，厂修、架修、定修、月修。车辆段一般可布置成贯通式或尽头式（贯通式车辆段可以两端分别收发车，能力较高，停车列检库一股道可以停3列车；尽端式车辆段停车列检库一股道可以停2列车）车辆段根据其布局还可分为多层式与平面式两种。2.轨道交通的通信系统包括光纤数字传输系统、电话交换系统、闭路电视监控系统、无线通信系统及车站广播系统等部分；信号系统（传统信号系统（是由信号、联锁、闭塞、机车信号与自动停车、调度集中等设备组成的）和现代信号系统（ATP—列车自动防护系统(AutomaticTrainProtection）、ATS—列车自动监督系统(AutomaticTrainSupervision)、ATO—列车自动操纵系统(AutomaticTrainOpration))简称为ATC（AutomaticTrainControlSystem））3.城市轨道交通运营组织：车站客流组织（车站是旅客出入轨道交通系统的场所，为旅客提供最直接的服务。售检票：是车站客流组织中最重要的环节，是系统的窗口和形象，是影响车站定员和运营效率的关键出素。售检票方式可分两种：人工方式；自动方式。售检票模式一般可分为两类： 封闭式（封闭式售俭票系统的基本持点：进出车站均须通过检票后才能开闸放行。封闭式售俭票系统作业流程：1)售票：采用自动售票机，车票上有特制的磁条，分单程与双程两类。2)进站检票。3)出站检票。4)补票。特点：进、出站均有闸机。）、开放式（开放式售俭票系统作业流程：1)售票：纸质车票。2)进站检票。3)出站不检票。4)补票，逮住罚款！开放式售俭票系统的基本持点：出车站不须检票，但逃票者逮住罚款！）电子无接触AFC系统。是一种带微型集成电路的IC卡或称“智能卡”。IC卡具有信息存储量大，保密性强，读写数据无接触，速度快，经久耐用等优点，可简化封闭式系统。）、运输计划（运输计划的制订需要考虑旅客的需求特性及其变化规律。轨道交通系统的运输计划主要包括：客流计划（客流计划：计划期间轨道交通系统线路客流的规划。是其他计划的基础和编制依据，内容：沿线各站到发客流数量、各站分方向发送人数、全日分时段断面客流分布、全日分时段最大断面客流图—OD表）、全日行车计划（全日行车计划：轨道交通系统全日分时段开行的列车对数计划。全日行车计划确定了轨道交通系统的输送能力；是设备(列车)使用、列车运行图(时刻表)计划编制的依据：1)运营时间计划，即轨道交通系统全日运营时间2)全日分时段最大客流断面分布3)列车运载能力4)设计实际满载率）、车辆配备计划、列车交路计划（列车交路计划规定列车运行区段、折返车站以及按不同交路运行的列车对数。分类：长交路—— 列车在全线各站间运行短交路——列车在某一区段内运行，在指定车站折返、混合交路——长短交路并存的情形））、车辆配备计划、列车运行图（列车运行图又称时距图(Distance—TimeDiagram)：列车运行图是列车运行的时间与空间关系的图解，它是表示列车在各区间运行及在各车站停车或通过状态的二维线条图。列车运行图是运营调度部门组织列车在各站和区间运行的一种图解形式。在列车运行图上有横线（时间t）、竖线（距离s）和斜线（运行）三种线条。）、运输能力、列车控制与信号系统、运营延误原因、组织机构。1.运输经济分析：运输成本是指轨道交通系统为完成乘客运输所消耗的以货币形式表现的一切人力、物力和财力资源。运输成本在很大程度上反映了轨道交通系统的工作质量，决定了轨道交通系统的经营利润。运输成本C=C0+Cd+IC0—运营成本；Cd—折旧成本；I—建设资金贷款利息。运营成本是轨道交通系统在日常运营过程中的所有费用支出。(1)与时间有关的成本 与时间有关的费用支出主要有计时工资及工资附加费、生产消耗费、企业管理费和流动资金贷款利息等。(2)与距离有关的成本与距离有关的费用支出主要有牵引用电费、按列车公里发放的工资附加费和车辆维修材料费等(3)与线路有关的成本与线路有关的费用支出主要有线路、车站、信号和牵引供电设备的维修保养费等。折旧是指把轨道交通系统的建设投资费用、提高系统能力的追加建设投资费用和固定资产在经济寿命期内的大修费用合理分摊到固定资产预计寿命期各年的折旧成本中去。1、建设投资费用主要有征地及拆迁、线路(包括隧道、高架桥梁、路基、轨道等工程)、车站、车辆段、通信信号设备、牵引供电设备、环控及通风设备、防灾报警设备、给排水设备和车辆等。2．追加建设投资费用在客流增长，运输能力不足的情况下，采取设备改造措施来提高能力，往往需要投资较大数额的资金，形成初始建设投资基础上的追加建设投资。追加建设投资费用主要有车辆、信号设备和站场设备等。3．大修费用大修是为了保持固定资产在寿命期内能有效的运转和使用。 大修费用的主要有车辆、线路、车站和牵引供电设备等。建设投资费用和追加建设投资费用为折旧成本中的基本折旧费。固定资产基本折旧费的计提方法采用“线性折旧法”Dj---基本折旧费；Af---固定资产原值；Vs---固定资产净残值；Y---固定资产的经济寿命期（折旧年限）。固定资产净残值是指固定资产使用寿命终了时，估计还会有的价值。大修折旧费计算公式Cd--固定资产在经济寿命期内的大修费总额1.运输成本从两方面影响轨道交通系统的利润。一方面是直接影响，在其它变量一定时，运输成本越高，利润将越低；另一方面是间接影响，即在运输成本较低的情况下，轨道交通系统有可能实行相对较低的票价来吸引更多的客流，从而增加运输收入。利润计算公式R=Rt+R0-C-T+SR—利润Rt— 乘客运输收入；R0—其他收入，如广告、物业开发等C—运输成本；T—税金；S—政府财政补贴。控制及降低运输成本的主要途径:1．提高劳动生产率劳动生产率:劳动者在单位时间内所生产的产品数量。轨道交通系统劳动生产率:单位时间内人均完成的人公里来表示。显然，在完成客运周转量一定的条件下，运输作业人员和运营管理人员的数量直接关系到劳动生产率的高低。提高劳动生产率的主要途径之一是裁减冗员。减员的措施它要有：减员的措施：(1)采用自动化设备采用自动售检票系统和列车自动控制系统后可相应减少车站售检票人员和车站行车作业人员。(2)岗位重新设计现代管理理论认为，工作设计正在经历一个从分工过分专业化到工作扩大丰富化的发展过程。对轨道交通系统传统的岗位设置进行严格详尽的分析评价，重新设计工作岗位，将部分工作岗位科学合并，可以达到合理配置作业人员，降低运输成本的目的。 (3)优化劳动组织对轮班制职工的劳动时间安排，超劳固然不行，但达不到周工作小时势必要增加配备人员。因此，有必要优化劳动组织。此外，乘务员的作息安排也应科学设计，以提高劳动生产率。(4)组织结构科学设计组织结构设计的内容包括部门的设置、管理的层次与跨度等。轨道交通系统的部门宜按职能业务划分设置和按生产内容划分设置相结合，此外，减少管理层次有利于提高管理效率，降低管理成本。1.线路网络规划轨道交通规划直接影响城市的整体布局和功能定位，对城市实现可持续发展将产生深远的影响。线路网络的规划是快速轨道交通工程设计建设的主要技术依据，它的好坏直接影响城市交通结构的合理性和工程投资及工程建设的经济效益及社会效益。l规划设计原则：路网的规划要与城市客流预测相适应、路网规划必须符合城巾的总体规划、规划线路要尽量沿城市主干道布置、路网中线路布置要均匀，线路密度要适量，乘客换乘力便，换乘次数要少；路网中各条规划线路上的客运负荷量要尽量均匀．l路网的结构形式： l路网规划对城市发展结构的影响1)放射星形结构对城市发展的影响星形结构引导城市向单中心结构发展。因为所有轨道交通线都从市中心发出，导致城市中心比其它任何地方的可连性都显著提高。在吸引各种功能设施时，市中心便成为首选位置，市民也愿意在交通便利的中心城区居住，而城市中的其它地方则会因此而受到不同程度的冷落。居民密集现象加剧，最终形成强大的单一中心区，造成城市在市中心区土地被高密度利用。2)条带(树状)结构对城市发展的影响 树枝状结构引导城市呈条带状中心区结构发展，树枝状结构两个换乘站之间的线路客流量相对较高，表明这段线路为城市中的交通干道。这会吸引开发商在这段线路周围开发土地；开发的结果是大量功能设施和居民在线路两侧聚集，而密集的功能设施又会吸引市郊居民到这一地区出行，包括就业、购物和娱乐等。更多的客流会刺激更多的功能设施聚集。为了保持交通便利的优势，这种聚集都是尽可能地靠近线路，从而在城市中形成密集的带状中心。3)栅格网状结构对城市发展影响这种结构的线路分布比较均匀，在路网的段盖区域内各点的到达性相关不大，因而会有效地降低既有市中心的土地利用强度。这一方面是由于市中心地价较高，另一方面在同样的交通环境下，人们更喜欢开阔的居住生存空间。因为线路能纵横两个方向分布延伸，为了方便地利用轨道交通，从市中心迁出的人口也会沿这两个方向分布。路网分布范围内可达性差异不大，路网覆盖范围以外郊区交通条件相差很大，使郊区居民向轨道交通网附近迁移：这些都引导城市较均匀地向外扩展，整个城市不易形成土地利用强度特别高的市中心。4)发射网状结构对城市发展的影响这类路网结构的市中心区，出于线路和换乘站密集，网络覆盖区内各点的可达性大大高于网络覆盖范围外的区域，从而对城市居民和房地产开发而产生很大吸引力，产生大量的向心客流，有力地维持了中心区的繁荣与活力。 5)放射+环形路网对城市发展的影响这种结构具有放射网状结构的全部优点，因此也能引导城市如手掌状向外延伸。城市交通拥堵，使人们浪费在路上时间增加，这就意味着产值的流失以及人们自由时间的减少。