交通運輸學(xué)概論

1、a) 世界和我國第一條地鐵線路誕生于何時何地紐約地下鐵路，1870，Subway20世紀60年代北京建成第一條地鐵線路b) 城市軌道交通的類型 按照運能分類: 中運量軌道交通：單向運能1萬-3萬線路運能，即交通容量，也就是線路輸送客流的最大能力，其指標是斷面單向每小時最大的乘客通過量。 按照路權(quán)分類: 獨有路權(quán)：如地下線路、高架線路 半獨立路權(quán)：如地面線路 共有路權(quán)：如有軌電車路權(quán)，指城市軌道交通運行線路與其他交通的兼容程度按照敷設(shè)方式分類 地下隧道 高架 地面 按照輪軌關(guān)系分類 鋼輪鋼軌系統(tǒng) 橡膠輪系統(tǒng) 磁浮系統(tǒng) 按照技術(shù)特征分類 市郊鐵路 地鐵 輕軌 有軌電車 單軌系統(tǒng) 自動導(dǎo)向系統(tǒng) 磁浮

2、交通 其他c) 地鐵和輕軌的定義（區(qū)別） 國際隧道協(xié)會將地鐵定義為軸重較重、單方向輸送能力在3萬人次以上的城市軌道交通系統(tǒng)，它可以修建在地下或采用高架的方式 輕軌（Light Rail Transit）是指軸重相對較輕，單方向輸送能力在1.53.0萬人次/h的一種中等運量的城市軌道交通系統(tǒng)。d) 單軌系統(tǒng)的類型 通常區(qū)分為跨座式和懸掛式兩種，跨座式是車輛跨坐在軌道梁上行駛，懸掛式是車輛懸掛在軌道梁下方行駛e) 單軌系統(tǒng)的特點（1）占用土地少。獨軌鐵路一般利用城市道路中央隔離帶設(shè)置結(jié)構(gòu)墩柱，高架獨軌不需要很大空間，由于采用單一軌梁，相對于城市輕軌軌道所占的空間更小。（2）運量較大。國外獨軌列車一

3、般由4輛6輛組成，列車運輸能力每小時為500030000人次,運送速度一般在3040km/h。（3）能適應(yīng)復(fù)雜地形要求。由于使用橡膠輪胎，可以適應(yīng)復(fù)雜地形的要求，適宜在狹窄街道的上空穿行，可減少拆遷，降低造價。（4）建設(shè)工期短，造價低。獨軌系統(tǒng)作為高架類型所發(fā)展的快速軌道交通，土方工程量不大，建設(shè)成本較低。獨軌交通的車輛和軌道容易檢查和維修保養(yǎng)，軌道使用壽命又大，因此運營管理費用相對也較低。而且獨軌交通軌道結(jié)構(gòu)比較簡單，標準軌道梁可在工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，既保證了精度又便于施工，從而可縮短建設(shè)工期。 （5）運輸能確保安全。由于車輛與軌道的特殊結(jié)構(gòu),在軌道梁兩側(cè)均有起穩(wěn)定作用的導(dǎo)向輪，不會發(fā)生行車

4、顛覆，能確保運行安全。（6）噪聲與振動均低，且無排氣污染等公害。由于獨軌車輛采用了橡膠輪胎和空氣彈簧轉(zhuǎn)向架，在運行中振動小、噪音低，而電氣牽引方式則保證了沒有污染空氣的廢氣排出，因此有利于保持清潔安靜的城市環(huán)境。（7）乘坐舒適。由于橡膠車輪和空氣彈簧轉(zhuǎn)向架的作用，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)，乘客乘坐環(huán)境舒適。（8）視野廣闊，眺望條件好，在城市中運行可兼有游覽觀光的作用。f) 磁浮交通的技術(shù)類型 超導(dǎo)：以日本技術(shù)（MLX型）為代表常導(dǎo)：以技術(shù)（TR型）為代表高速磁?。撼瑢?dǎo)都是高速磁浮中低速磁?。撼?dǎo)或超導(dǎo) 1.城市軌道交通的功能（基礎(chǔ)性功能和先導(dǎo)性功能） 2.軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的主

5、要原則線網(wǎng)布設(shè)要與城市主客流方向一致規(guī)劃線路要盡量沿道路主干道布設(shè)規(guī)劃線路要盡量經(jīng)過或靠近大型客流集散點線網(wǎng)規(guī)劃要考慮資源共享 3.線網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容 （1）背景資料的調(diào)查（2）線網(wǎng)構(gòu)架的研究（3）實施規(guī)劃的研究 4.客流預(yù)測的四階段法交通發(fā)生、交通分布、交通方式劃分和交通分配四個步驟，這就是交通規(guī)劃的四階段法（也叫四步法）理論。 5.常見的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)及對城市發(fā)展的影響 （）線網(wǎng)的基本幾何單元放射單元網(wǎng)格單元環(huán)線單元（）常見的線網(wǎng)形態(tài)無環(huán)放射結(jié)構(gòu)形態(tài)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形態(tài)有環(huán)放射結(jié)構(gòu)形態(tài)有環(huán)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形態(tài)組合結(jié)構(gòu)形態(tài) 6.線網(wǎng)規(guī)模的計算方法按交通需求推算線網(wǎng)規(guī)模L= Q /其中： L 線網(wǎng)長度（km）；

6、 Q 城市出行總量公交出行比例；軌道交通出行占公交出行的比例；軌道交通線路負荷強度（萬人次/公里·日）。未來居民出行總量 Q： Q = m其中，m為城市遠景人口規(guī)模（含常住人口和流動人口），為人口出行強度，單位為次/人·日。按線網(wǎng)服務(wù)覆蓋面推算線網(wǎng)規(guī)模 1)面積線網(wǎng)密度利用面積線網(wǎng)密度估算線網(wǎng)規(guī)模的公式為：L= S m1其中：L 為線網(wǎng)長度（km）；S為城市建成區(qū)面積(km2)；m1為線網(wǎng)密度（km/km2）；2）人口線網(wǎng)密度利用人口線網(wǎng)密度估算線網(wǎng)規(guī)模，公式為：L= P m2其中：L 為線網(wǎng)長度（km）；P為規(guī)劃人口(百萬人)；m2為線網(wǎng)密度（km/百萬人）；三.線路工程

7、1. 線路敷設(shè)的形式2. 站間距的設(shè)置及其影響因素車站的站間距應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀及規(guī)劃的城市道路布局和客流實際需要確定，一般在城市中心區(qū)宜為1km左右，在城市外圍區(qū)應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)加大車站間的距離（一般不宜大于2km）。站間距與工程造價之間的關(guān)系站間距與運營費用之間的關(guān)系站間距與乘客出行時間之間的關(guān)系3. 線路平面設(shè)計的主要技術(shù)要素 城市軌道交通的平面線路是由直線、圓曲線和緩和曲線組成的線路平面設(shè)計的主要技術(shù)要素有圓曲線半徑、圓曲線長度、緩和曲線 線型和長度、夾直線長度等。4. 線路縱斷面設(shè)計的主要技術(shù)要素 城市軌道交通的線路縱斷面是由坡段和連接相鄰坡段的豎曲線組成的。軌道交通線路縱斷面設(shè)計的主要技

8、術(shù)要素有坡度、坡段長度及坡段連接5. 軌距加寬、超高的定義 曲線軌距加寬:為了使固定軸距的軌道交通車輛能順利通過曲線，在半徑很小的曲線上，軌距要適當(dāng)?shù)財U大，這種擴大稱為軌距加寬 曲線超高:軌道交通車輛通過曲線部分時，由于離心力的作用，有向外側(cè)拋出的趨勢，為了防止這種趨勢的發(fā)生，平衡這個離心力，需使外側(cè)鋼軌比內(nèi)側(cè)鋼軌高，這種設(shè)置稱為超高；6. 限界的定義和類型限界是指列車沿固定的軌道安全運行時所需要的空間尺寸。Ø 車輛限界 是車輛在正常運行狀態(tài)下的一條最大動態(tài)包絡(luò)線。Ø 設(shè)備限界 是一條用以限制設(shè)備安裝侵入的界線。Ø 建筑限界 是考慮設(shè)備和管線安裝尺寸后的最小有效斷

9、面。四.軌道結(jié)構(gòu)1. 軌道結(jié)構(gòu)的組成鋼軌作用引導(dǎo)機車車輛前進，承受并傳遞車輪壓力，兼做軌道電 路（電氣化鐵路或自動閉塞區(qū)間）。 軌枕的功能支承鋼軌，保持軌距和方向，并將鋼軌對他的各向壓力傳遞到道床上，使用扣件把軌枕和鋼軌連在一起形成“軌道框架”，增加了軌道結(jié)構(gòu)的橫向剛度。鋼軌與軌枕的連接是通過中間連接零件實現(xiàn)的，中間連接零件又稱為扣件其作用是將鋼軌固定在軌枕上，即具有一定的扣壓力，以保持軌距和阻止鋼軌相對于軌枕的縱、橫向移動道岔：用于列車由一條線路轉(zhuǎn)向或越過另一條線路時的設(shè)備道岔有線路連接、線路交叉和線路連接與交叉等三種基本形式。2. 鋼軌磨耗的種類 垂直磨耗在直線和曲線上都存在垂直磨耗；它與

10、作用在鋼軌上的垂直壓力、輪軌之間的滑動摩擦有關(guān)，他隨著通過質(zhì)量的增加而增大；當(dāng)超過允許的垂直磨耗量，鋼軌必須更換；正常情況下垂直磨耗是確定鋼軌使用壽命的重要依據(jù)。側(cè)面磨耗: 側(cè)面磨耗發(fā)生在曲線的外股鋼軌上； 伴隨曲線外軌側(cè)磨的同時，在曲線內(nèi)軌上出現(xiàn)壓潰、軌頭壓偏和寬度增加等現(xiàn)象。 減少側(cè)磨的措施包括：采用徑向轉(zhuǎn)向架；采用耐磨軌（如高硅軌，淬火軌等）；合理設(shè)置超高、軌距和軌底坡；曲線潤滑等。波形磨耗:Ø 波形磨耗是指鋼軌頂面或側(cè)面上呈波浪形的不均勻磨損或塑性變形；Ø 波形磨耗依據(jù)其坡長可分為短波磨耗和長波磨耗。3. 道岔的構(gòu)成4. 有害空間的定義有害空間：從轍叉咽喉至心軌實際

11、尖端之間的軌線中斷的距離5. 無縫線路的定義是指將鋼軌焊接起來的的線路1. 軌道交通車站的分類及其特點 按車站的空間位置分類1. 地面車站2. 高架車站3. 地下車站按運營性質(zhì)分類4. 中間站5. 換乘站6. 中間折返站（區(qū)域站）7. 越行站8. 接軌站9. 終點站按站臺類型分類島式車站站臺位于上、下行行車線路之間，這種站臺布置形式稱為島式站臺。具有島式站臺的車站稱為島式站臺車站（簡稱島式車站）。側(cè)式車站站臺位于上、下行行車線路的兩側(cè)，這種站臺布置形式稱為側(cè)式站臺。具有側(cè)式站臺的車站稱為側(cè)式站臺車站（簡稱側(cè)式車站）。島、側(cè)混合式車站島、側(cè)混合式站臺是將島式站臺及側(cè)式站臺同設(shè)在一個車站內(nèi)。2.

12、島式站臺與側(cè)式站臺的比較 島式站臺的面積利用率高，能靈活調(diào)劑客流；對島式站臺而言，行車控制都集中在同一站臺，運營管理比較方便；島式站臺方便乘客搭錯更改方向，不用通過樓梯或地道換到另一側(cè)站臺；側(cè)式站臺上下行乘客可避免相互干擾；區(qū)間線和站線間不設(shè)喇叭口，造價低，改建容易。3. 軌道交通車站的換乘類型 結(jié)點換乘站廳換乘通道換乘同站臺換乘站外換乘六.車輛結(jié)構(gòu)1. 軌道交通車輛的組成車輛的類型帶司機室拖車（A型）無司機室?guī)茈姽膭榆嚕˙型）無司機室不帶受電弓的動車(C型) 6節(jié)編組其排列為ABCCBA8節(jié)編組其排列為：ABCBCBCAl 車體l 轉(zhuǎn)向架l 牽引緩沖連接裝置l 制動裝置l 受流裝置l 車

13、輛內(nèi)部設(shè)備l 車輛電氣系統(tǒng)2. 車輛構(gòu)造速度、車輛定距的定義構(gòu)造速度，又稱結(jié)構(gòu)速度，是在正常情況下，考慮機車和車輛車體和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)強度和機車動力性能所允許的理論最大行車速度。車輛定距 同一車輛的兩轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)中心之間的距離3. 轉(zhuǎn)向架的定義支承車體； 相對車體可自由回轉(zhuǎn)，使較長的車輛能自由通過小半徑曲線； 懸浮和減振車體，提高運行品質(zhì)； 加速和制動車輛。4. 轉(zhuǎn)向架的構(gòu)成（1）輪對（2）輪對軸箱裝置（3）彈性懸掛裝置（4）構(gòu)架（5）制動裝置（6）牽引電機與齒輪傳動裝置（7）轉(zhuǎn)向架支承車體裝置5. 轉(zhuǎn)向架支承車體的方式6. 軌道交通車輛的制動類型按電動車組動能轉(zhuǎn)移方式分類1. 一是摩擦制動方式，即

14、動能通過摩擦副的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后消散于大氣。常用的摩擦制動方式主要有閘瓦制動、盤形制動、軌道電磁制動等。2. 二是動力制動方式，即把動能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能從車上轉(zhuǎn)移出去。常用的動力制動形式主要有電阻制動、再生制動等。l 按制動力獲取方式分類Ø 黏著制動Ø 非黏著制動l 按制動源動力分類Ø 空氣制動Ø 電氣制動七.電力牽引1. 軌道交通車輛電力牽引系統(tǒng)按照驅(qū)動電機不同劃分的類型根據(jù)供電電壓制式可分為：直流：600，750，1500，3000V (標稱值)交流：6250，15000，25000V(標稱值)根據(jù)牽引電機可分為：直流電力牽引系統(tǒng)

15、 交流電力牽引系統(tǒng)2. 直流電機的組成3. 直流牽引電機調(diào)速的基本形式（1）直流電機的基本調(diào)速方法在上式中，CE是常數(shù)，Id是由負載決定的，因此調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速可以有三種方法：調(diào)解電樞供電電壓U、減弱勵磁磁通和改變電樞回路電阻R。4. 直流牽引電機的電氣制動類型八. 供電系統(tǒng)1. 城市軌道交通供電系統(tǒng)根據(jù)用電性質(zhì)劃分類型根據(jù)用電性質(zhì)的不同，城市軌道交通供電系統(tǒng)可以分為為牽引電力機車供電的牽引供電系統(tǒng)和為動力、照明及其其他用電設(shè)備供電的降壓供電系統(tǒng)。2. 牽引供電系統(tǒng)的組成牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所和牽引網(wǎng)組成，牽引網(wǎng)由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道回路及回流線組成的供電網(wǎng)絡(luò)組成。在城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)

16、中，電能從牽引變電所經(jīng)饋電線、接觸網(wǎng)輸送給電動列車，再從電動列車經(jīng)鋼軌、回流線流回牽引變電所。1、軌道交通牽引變電所2、接觸網(wǎng)3、回流線4、饋電線5、電分段6、鋼軌3. 接觸網(wǎng)的類型接觸網(wǎng)可分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)兩種類型。4. 迷流的定義直流牽引供電系統(tǒng)在理想的狀況下，牽引電流由牽引變電所的正極出發(fā)，經(jīng)由接觸網(wǎng)、電動列車和走行軌返回牽引變電所的負極。但鋼軌與隧道或道床等結(jié)構(gòu)鋼之間的絕緣電阻不是很大，這樣勢必造成流經(jīng)牽引軌的牽引電流不能全部經(jīng)由鋼軌流回牽引變電所的負極，有一部分的牽引電流會泄露到隧道或道床等結(jié)構(gòu)鋼上，然后經(jīng)過結(jié)構(gòu)鋼和大地流回牽引變電所的負極，這部分泄露的電流就是雜散電流，又稱迷流

17、。九.通信系統(tǒng)1. 軌道交通通信系統(tǒng)的組成1. 通信傳輸子系統(tǒng)2. 無線通信子系統(tǒng)3. 公務(wù)電話子系統(tǒng)4. 圖像監(jiān)控子系統(tǒng)5. 廣播子系統(tǒng)6. 時鐘子系統(tǒng)7. 電源子系統(tǒng)8. 乘客導(dǎo)乘及信息服務(wù)子系統(tǒng)2. 通信傳輸子系統(tǒng)中常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)目前網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要有SDH、ATM、OTN和寬帶IP技術(shù)。十.信號系統(tǒng)1. 軌道交通信號系統(tǒng)的作用 1）確保列車運行的安全，防止追尾和沖突；2）提高運行效率（在保證安全的前提下，縮短行車間隔）；3）實現(xiàn)列車運行的自動化列車速度自動控制，按時刻表自動運行，保證安全間隔，實現(xiàn)列車運行的自動調(diào)整，保證列車安全、準點運行，保證程序定位停車的精度；列車必須根據(jù)信號的

18、命令運行；沒有信號指示，列車的運行安全完全由調(diào)度員、值班員、司機來保證（負全責(zé)）。2. 軌道電路的定義及工作狀態(tài) 鋼軌是導(dǎo)體，左右兩根鋼軌可以用來形成回路，組成電路，用來檢查列車占用鋼軌線路狀態(tài)，這就是軌道電路。 軌道上無車占用，且鋼軌完好無損時，電路形成通路，軌道電路繼電器勵磁線圈有電通過，銜鐵被吸起，中簧片連接前接點，綠燈或黃燈亮，表示該軌道電路上無車占用，列車可進入該軌道運行。此時，稱軌道電路處于“調(diào)整狀態(tài)”。3. 進路、閉塞、聯(lián)鎖的定義進路:列車在車站內(nèi)（或車輛基地等部門）運行的路徑 自動閉塞是將線路用軌道電路或其他的列車占用檢測裝置劃分為若干閉塞分區(qū)，并保證列車按照空間間隔制運行的一

19、種技術(shù)方法。在雙線區(qū)段，宜采用單向自動閉塞；而在單線雙向運行的區(qū)段應(yīng)采用雙向自動閉塞。列車在自動閉塞分區(qū)內(nèi)，該分區(qū)被視為“占用”。由于閉塞分區(qū)長度的差異，可能造成前后列車間的空間距離過大，影響線路的通過能力?！奥?lián)鎖” 是指為保證行車安全，而將軌道交通車站中的所有信號機、軌道電路及道岔等相對獨立的信號設(shè)備構(gòu)成一種相互制約、聯(lián)合控制的連帶環(huán)扣關(guān)系，即“聯(lián)鎖”關(guān)系。 4. 自動閉塞的類型及其特點 固定閉塞方式：是指基于軌道電路的自動閉塞方式，在這種方式中閉塞分區(qū)一旦劃定將固定不變。移動閉塞方式：指不依靠軌道電路向列控車載設(shè)備傳遞信息，而采用移動通信、地面交叉感應(yīng)電纜、應(yīng)答器等媒體向列控車載設(shè)備傳遞信

20、息，實現(xiàn)自動閉塞。準移動閉塞方式：是介于上述兩類方式之間的自動閉塞方式，是基于報文式軌道電路的自動閉塞方式。5. 車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的種類電鎖器聯(lián)鎖道岔靠人力通過機械轉(zhuǎn)換，信號機由有關(guān)人員通過電氣或者機械操縱，用電鎖器完成聯(lián)鎖關(guān)系。繼電聯(lián)鎖用電氣方法通過信號樓內(nèi)的控制臺操縱車站內(nèi)的色燈信號機和電動轉(zhuǎn)轍機，使信號機、進路和道岔實現(xiàn)聯(lián)鎖并能監(jiān)督列車運行和線路占用情況。6. 城市軌道交通信號系統(tǒng)（ATC）的組成及其功能Ø 列車自動防護子系統(tǒng)（ATP，Automatic Train Protection ）Ø 列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS，Automatic Train Supervisi

21、on ）Ø 列車自動運行子系統(tǒng)（ATO，Automatic Train Operation）ATP子系統(tǒng)功能Ø 1）安全停車點防護Ø 2）速度監(jiān)督與超速防護Ø 3）列車間隔控制Ø 4）測速與測距Ø 5）車門控制ATO子系統(tǒng)功能Ø 1）站間自動駕駛Ø 2）車站定位停車Ø 3）列車區(qū)間運行時分的定時控制Ø 4）限速區(qū)間Ø 5）車門控制Ø 6）記錄運行信息ATS子系統(tǒng)功能ATS其功能概括起來說就是控制和監(jiān)督?？刂浦饕峭ㄟ^ATP、ATO系統(tǒng)的協(xié)助，按照列車運行圖指揮行車、辦理列車進路等。監(jiān)督則是通過車地雙向交換系統(tǒng)TWC收集列車運行信息，如車次號、到站、列車位置等，由控制中心計算機進行列車跟蹤監(jiān)視，將列車信息在控制中心模擬盤上顯示，繪制列車實際運行圖，并動態(tài)地對偏離運行圖的列車進行調(diào)整。十一.運營管理1. 城市軌道交通運營管理工作的內(nèi)容1. 行車管理2. 站務(wù)管理3. 票務(wù)管理4. 設(shè)備運營管理2. 運輸計劃的內(nèi)容3. 全日行車計劃的定義及