第1章軌道交通系統(tǒng)

城市軌道交通車輛第一章軌道交通系統(tǒng)概況

1.1概述

一、軌道交通的歷史：今天我們已經(jīng)習(xí)慣于將鐵路看作是最古老的一種交通方式。不過很少有人知道，火車的出現(xiàn)所依據(jù)的兩個(gè)發(fā)明。蒸汽機(jī)車鐵路的延伸（1830年9月15日，從曼徹斯特到利物浦的鐵路建成通車。這被認(rèn)為是歷史上第一條真正的鐵路。）傳奇的“火箭列車”電氣列車第一條城市地鐵水下火車磁懸浮列車

二、新中國(guó)的軌道交通1876——1912年，中國(guó)修筑鐵路9968Km。1949年，舊中國(guó)鐵路總里程為21949Km。到2009年底，中國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)八點(diǎn)六萬公里，位居世界第二。到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到10萬公里，主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線，復(fù)線率和電氣化率均達(dá)到50%，以“四縱四橫”客運(yùn)專線為骨架的高速鐵路里程達(dá)到一點(diǎn)三萬公里。

高速鐵路作為一種安全可靠、快捷舒適、超大運(yùn)量、低碳環(huán)保的運(yùn)輸方式，已經(jīng)成為世界鐵路發(fā)展的重要趨勢(shì)。截至目前，中國(guó)大陸投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路已達(dá)6920公里，營(yíng)業(yè)里程居世界第一位，在建的高速鐵路達(dá)到一萬公里以上。時(shí)速350公里的北京至天津、武漢至廣州、鄭州至西安、上海至南京等高速鐵路已開通運(yùn)營(yíng)，運(yùn)營(yíng)速度世界最高。按照規(guī)劃和目前的建設(shè)進(jìn)度，到2012年，中國(guó)高速鐵路總里程將超過1.3萬公里；到2020年，將達(dá)到1.6萬公里以上。我國(guó)地下鐵道的產(chǎn)生與發(fā)展①起步階段（20世紀(jì)60年代~80年代初）我國(guó)先后于1969年和1984年在天津開通了兩條地鐵。文化大革命中的幾年，地鐵建設(shè)基本停頓。這一時(shí)期興建地鐵的主要目的是用于備戰(zhàn)。1977年10月，香港第一條地鐵線路開始運(yùn)營(yíng)。②平穩(wěn)發(fā)展階段（20世紀(jì)80年代中期~2000年）這一時(shí)期，中國(guó)開始了改革開放的進(jìn)程，地鐵的建設(shè)也由服務(wù)于戰(zhàn)備轉(zhuǎn)為服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市客運(yùn)。繼北京、天津繼續(xù)修建地鐵外，上海、廣州也修建了地鐵。香港地鐵完成了現(xiàn)有7條線路的建設(shè)，擠進(jìn)世界城市地鐵系統(tǒng)的前列。

1996年臺(tái)北市修建了第一條城市軌道交通線路。③快速發(fā)展階段（21世紀(jì)初~現(xiàn)在）進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展為地鐵建設(shè)帶來了重大機(jī)遇，各大城市地鐵項(xiàng)目競(jìng)相立項(xiàng)開工。全國(guó)20多個(gè)城市在建或籌建中的城市軌道交通線路總長(zhǎng)已超過5000km。一、我國(guó)軌道交通車輛市場(chǎng)總體情況分析

北車和南車兩大集團(tuán)一直是國(guó)內(nèi)主要的兩大綜合性軌道交通裝備制造企業(yè)，二者在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過95%，承擔(dān)著促進(jìn)我國(guó)軌道交通裝備技術(shù)進(jìn)步和鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化的重任，代表著我國(guó)軌道交通裝備業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，國(guó)內(nèi)的軌道交通車輛制造企業(yè)集中于兩個(gè)集團(tuán)內(nèi)部，北車為長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司、大連機(jī)車車輛有限公司和唐山軌道客車有限責(zé)任公司，南車為南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、四方車輛有限公司和株洲電力機(jī)車有限公司，雙方各三家企業(yè)。

1、長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司

公司是國(guó)家“一五”期間的156個(gè)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，發(fā)展基礎(chǔ)雄厚。通過50多年的建設(shè)，該公司目前已成為我國(guó)最大的鐵路客車和城市軌道車輛的研發(fā)、制造和出口基地。

在國(guó)內(nèi)的城市軌道交通市場(chǎng)，長(zhǎng)客與法國(guó)阿爾斯通公司和德國(guó)西門子公司積極開展合作，憑借明顯的優(yōu)勢(shì)始終占據(jù)著龍頭的地位。

2、大連機(jī)車車輛有限公司

主要制造各種內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、城市軌道車輛、鐵路車輛以及柴油機(jī)和各種機(jī)車車輛配件產(chǎn)品。具有年產(chǎn)機(jī)車500臺(tái)、城軌車輛150輛、鐵路車輛2000輛的能力。

2002年7月開發(fā)研制成功我國(guó)首列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的城市軌道車輛，進(jìn)軍城市軌道交通市場(chǎng)。

從訂單分布情況看，大連機(jī)車產(chǎn)品覆蓋范圍較小，僅為東北地區(qū)和華北地區(qū)的天津市。由于公司的優(yōu)勢(shì)業(yè)務(wù)部門主要是機(jī)車生產(chǎn)制造，因此，城軌制造規(guī)模較小，還處于起步階段，有待于進(jìn)一步培養(yǎng)城軌制造方面的實(shí)力。

3、唐山軌道客車有限責(zé)任公司

公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為鐵路車輛、電動(dòng)車組、內(nèi)燃動(dòng)車組、磁懸浮列車、特種車、試驗(yàn)車、城市軌道車輛和配件銷售、租賃及技術(shù)咨詢服務(wù)等，經(jīng)營(yíng)范圍廣闊，產(chǎn)品品種繁多。目前，唐車以高速動(dòng)車為主打產(chǎn)品，領(lǐng)跑于高速軌道交通領(lǐng)域，城市軌道車輛只是依托于雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)基礎(chǔ)而衍生出來的新興產(chǎn)品。

由于城軌不是唐車的主打產(chǎn)品，因此，產(chǎn)品數(shù)量極少，市場(chǎng)份額也極其有限。相比于動(dòng)車組，唐車的城軌實(shí)力還較為薄弱。

4、浦鎮(zhèn)車輛有限公司

公司是我國(guó)軌道客車制造企業(yè)和城軌地鐵車輛制造企業(yè)之一，目前，浦鎮(zhèn)公司以現(xiàn)有的科研人員、技術(shù)力量、生產(chǎn)資源和綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力為基礎(chǔ)，以獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地鐵產(chǎn)品為目標(biāo)，大力研發(fā)新型地鐵車輛，推進(jìn)地鐵車輛的產(chǎn)業(yè)化。

從訂單分布情況看，浦鎮(zhèn)的市場(chǎng)主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，公司利用南京、上海、蘇州、杭州四個(gè)城市牢牢占據(jù)了本土市場(chǎng)，目前，正通過深圳向珠三角地區(qū)進(jìn)軍。

5、四方車輛公司

公司目前主要從事鐵路高檔客車、動(dòng)車組的制造修理,鐵路機(jī)車車輛和城軌車輛零部件制造等業(yè)務(wù)。

從訂單分布情況看，四方的市場(chǎng)覆蓋范圍也很廣，產(chǎn)品遍及以北京、天津?yàn)橹鞯娜A北地區(qū)，以沈陽為代表的東北地區(qū)，以廣州為代表的珠三角地區(qū)和以成都為代表的西南地區(qū)。

四方地處山東半島西南部，而山東目前軌道交通建設(shè)正在籌劃中，因此，公司缺乏強(qiáng)有力的本土市場(chǎng)支撐，必須在更為廣闊的區(qū)域開發(fā)市場(chǎng)。公司從鄰近區(qū)域入手，穩(wěn)住了北京和天津，再向更遠(yuǎn)的行業(yè)空白區(qū)域的廣州進(jìn)軍，成功了奠定了在珠三角的基礎(chǔ)。之后，向北方的沈陽和西南的程度延伸，開拓了更大范圍的市場(chǎng)。總體來看，除了廣州外，四方在每個(gè)市場(chǎng)都不占據(jù)明顯的優(yōu)勢(shì)。

6、株洲電力機(jī)車有限公司

公司創(chuàng)建于1936年，地處湖南省株洲市，致力于鐵路干線電力機(jī)車和城市軌道車輛交通裝備的研究、制造和銷售。

2001年，公司被批準(zhǔn)為國(guó)家城軌車輛國(guó)產(chǎn)化定點(diǎn)企業(yè)后，積極推進(jìn)城軌車輛主業(yè)建設(shè)，與西門子公司建立了長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，建成總面積3.5萬平方米、年產(chǎn)能力300輛的國(guó)際先進(jìn)水平的城軌車輛制造基地。

從訂單分布情況看，株洲在珠三角的份額較大，部分產(chǎn)品也銷售至上海、武漢，但是長(zhǎng)江以北地區(qū)，并未有所涉及?？偟膩砜?，株洲的城軌車輛市場(chǎng)還比較集中，但是具備了最基礎(chǔ)的生產(chǎn)能力，市場(chǎng)有望進(jìn)一步擴(kuò)展。

昆明南車城市軌道車輛有限公司系南車株洲電力機(jī)車有限公司控股子公司,成立于2010年7月,是南車株洲電力機(jī)車有限公司、中國(guó)南車(香港)股份公司、昆明軌道交通有限公司共同投資設(shè)立的中外合資企業(yè),注冊(cè)資本2.5億元,公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為城市軌道交通車輛的研發(fā)、組裝、維修、租賃和售后服務(wù)以及銷售自產(chǎn)和配套零部件和軌道車輛專業(yè)服務(wù).公司占地約409畝,根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃將形成城軌車輛400-600輛/年和城際列車及輕軌700-800輛/年的生產(chǎn)能力,2015年將實(shí)現(xiàn)銷售收入30-50億元.昆明南車將傾力打造立足云南,輻射西南、南亞及東南亞地區(qū)的現(xiàn)代新興先進(jìn)城軌產(chǎn)業(yè)基地;集本地化、專業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化、市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化為一體的國(guó)際一流的現(xiàn)代城軌裝備基地.

國(guó)內(nèi)軌道交通制造企業(yè)城軌車輛訂單情況

：企業(yè)名稱

訂單數(shù)量

市場(chǎng)占有率

長(zhǎng)客

3609

40.17%

大連

280

3.12%

唐車

68

0.76%

北車集團(tuán)

3957

44.04%

浦鎮(zhèn)

1878

20.90%

株洲

1524

16.96%

四方

1626

18.10%

南車集團(tuán)

5028

55.96%

長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司受讓阿爾斯通公司的技術(shù)，已經(jīng)制造生產(chǎn)出了CRH5型動(dòng)車組；四方機(jī)車車輛股份有限公司受讓日本川崎重工的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH2型動(dòng)車組；青島BSP公司受讓加拿大龐巴迪公司的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH1型動(dòng)車組；唐山機(jī)車車輛廠受讓德國(guó)西門子公司的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH3型動(dòng)車組；大連機(jī)車車輛公司受讓日本東芝公司和美國(guó)EMD公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧3型大功率電力機(jī)車與和諧型大功率內(nèi)燃機(jī)車；大同電力機(jī)車公司受讓阿爾斯通公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧2D型大功率電力機(jī)車；株洲電力機(jī)車公司受讓德國(guó)西門子公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧2Z型大功率電力機(jī)車；戚墅堰機(jī)車車輛廠受讓美國(guó)GE公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧型大功率內(nèi)燃機(jī)車。永濟(jì)電機(jī)廠、株洲機(jī)車車輛研究所和鐵道科學(xué)研究院等企業(yè)，也受讓了先進(jìn)的牽引電機(jī)、牽引和輔助變流器、牽引控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)。

1.2輪軌交通系統(tǒng)

軌道交通系統(tǒng)中歷史最悠久，應(yīng)用最廣泛，按運(yùn)用區(qū)域分為鐵路交通和城市軌道交通。特點(diǎn)：1.車輛成列運(yùn)行2.自行導(dǎo)向3.低運(yùn)行阻力4.獨(dú)特的輪軌關(guān)系一、鐵路交通系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：1、運(yùn)量大，運(yùn)距長(zhǎng)2、能耗低3、成本低缺點(diǎn)：1、受鐵路網(wǎng)絡(luò)限制2、速度相對(duì)較慢正在改善：武廣高鐵運(yùn)行后，武漢至廣州全程時(shí)間由原來的10小時(shí)30分縮短至3小時(shí)左右，民航武漢到廣州、深圳、香港、珠海的航線都會(huì)受到巨大沖擊。3月27日起，南京往返武漢的航班全部停飛；4月1日，武漢往返南昌航班宣告停飛。一、鐵路交通形式客貨混跑單線、復(fù)線并存逐漸推廣高速鐵路二、鐵路系統(tǒng)線路的基本構(gòu)造按運(yùn)量、地位和性質(zhì)，將鐵路劃分為三級(jí)。1、線路基本構(gòu)造包括：軌道、路基、橋隧建筑物主要指標(biāo)：軌距：

1937年國(guó)際鐵路協(xié)會(huì)作出規(guī)定：1435毫米的軌距為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，1435毫米以上的軌距為寬軌，1435毫米以下的軌距為窄軌。

軌道結(jié)構(gòu)的組成傳統(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)的組成：鋼軌軌枕道床連接部分（扣件）道岔附屬設(shè)備鋼軌：工字鋼以每米質(zhì)量為標(biāo)號(hào)我國(guó)常用50kg/m和60kg/m軌枕：木材?混凝土道床：傳力，吸震，透水軌道結(jié)構(gòu)的形式

最常見的鋼輪鋼軌系統(tǒng)由鋼輪輪緣和鋼軌之間的作用力來提供導(dǎo)向力。鋼輪鋼軌系統(tǒng)

輪緣是有高度h和坡度的，鋼軌頂面也是由圓弧組成，保證鋼輪向中間靠。鋼軌

以每米鋼軌的質(zhì)量來區(qū)分。檢驗(yàn)鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)有鋼軌的化學(xué)材質(zhì)和物理力學(xué)指標(biāo)。鋼軌的斷面可以分成軌頭、軌底和軌腰三個(gè)部分，之間用圓滑曲線連接。鋼軌連接鋼軌出廠標(biāo)準(zhǔn)25m和12.5m兩種。軌道交通線路上的鋼軌是需要連成長(zhǎng)軌條的，鋼軌與鋼軌縱向連接依靠接頭板來實(shí)現(xiàn)。鋼軌連接現(xiàn)場(chǎng)無縫線路鋼和鋼是同種材料，可以通過焊接的方式將其焊接成長(zhǎng)鋼軌。焊接長(zhǎng)鋼軌線路就是無縫線路。一般而言，焊接長(zhǎng)鋼軌的無縫線路長(zhǎng)為1～2km，目前技術(shù)上已可能做到全路段的超長(zhǎng)無縫線路。焊接鋼軌鋼軌的“基座”鋼軌必須固定在穩(wěn)定的、不能變形的“基礎(chǔ)”—軌枕上，以保持一定的幾何形位—軌距、水平。最普通的、應(yīng)用最廣的是各種類型的軌枕——木、混凝土和鋼。（1）木枕

木枕的彈性是最好的，結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的。由于資源有限，在我國(guó)除了橋上、道岔上很少使用。（2）混凝土軌枕（3）寬軌枕因?yàn)榛炷淋壵砗苤?，軌底壓?yīng)力很大，又出現(xiàn)了一種寬軌枕，幾乎滿撲整個(gè)道床，在上?；疖囌镜忍幱袖佋O(shè)。寬軌枕道床有渣道床無渣道床◆整體道床◆板式道床整體道床在城市軌道交通中為了免維修、減少工作量，在某些軌道結(jié)構(gòu)中為了加強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使用了整體道床、板式軌道——將軌枕和道床澆筑成一體的軌道結(jié)構(gòu)?？奂撥壓蛙壪禄A(chǔ)是不同材料的兩種構(gòu)件，它們之間的連接需要可靠、簡(jiǎn)單，但是要滿足足夠的扣壓力、又要有一定的彈性。以保持軌距、組織鋼軌相對(duì)于軌下基礎(chǔ)的縱、橫向位移。木枕依靠道釘、鐵墊板與鋼軌相連。砼軌枕與鋼軌之間的連接則有不同的扣件形式可采用。

ω扣件鑄鋼底板ωω扣件橡膠軌下墊板潘德羅扣件道岔道岔是軌道部件重要的部分道岔分成連接、交叉和交叉與連接三種類型道岔的類型單開道岔的組成左開單開道岔有害空間尖軌轍岔與護(hù)軌轍岔與護(hù)軌手動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)車擋軌道結(jié)構(gòu)輔助設(shè)備，主要用于車站盡頭線、停車線等處。最簡(jiǎn)單的做法是在盡頭線端部堆上一堆沙土、碎石等。車擋-1DT型（固定式）車擋-2車擋車擋線路構(gòu)造：1、坡度：I級(jí)鐵路：6/1000–12/1000II級(jí)鐵路：12/1000–15/1000III級(jí)鐵路：15/1000–20/10002、變坡點(diǎn)和坡段長(zhǎng)度變坡點(diǎn)：相鄰坡段交點(diǎn)坡段長(zhǎng)度：變坡點(diǎn)間距，越長(zhǎng)列車運(yùn)行越平穩(wěn)相鄰坡段連接：平滑過渡駝峰構(gòu)造：列車分解用直線曲線：外軌高于內(nèi)軌，以抵消離心力H=11.8（v2/R）時(shí)力平衡曲線與直線平滑過渡二、城市軌道交通系統(tǒng)從有軌電車發(fā)展而來，緩解城市交通壓力的應(yīng)對(duì)方法。城市軌道交通系統(tǒng)是指服務(wù)于城市客運(yùn)交通，具有固定線路、鋪設(shè)固定軌道、配備運(yùn)輸車輛以及服務(wù)設(shè)施等的公共交通設(shè)施目前，世界城市軌道交通主要有：地下鐵道、市郊鐵路、有軌電車、快速有軌電車或輕軌電車、單軌電車、自動(dòng)導(dǎo)軌快速電車及其他軌道交通等。

馬車鐵道（法國(guó)里昂/1884年）

城市軌道交通車輛1、有軌電車1908年上海的有軌電車巴黎地鐵14號(hào)線

城市軌道交通車輛2、地鐵3、單軌電車

城市軌道交通車輛89跨座式懸垂式德國(guó)4、城市輕軌列車名古屋丘陵線磁懸浮交通

5、磁懸浮列車輕軌地鐵2.6米的列車寬度。3米、2.8米的列車寬度。遠(yuǎn)期單向最大高峰小時(shí)客流量為1.0～3.0萬人次遠(yuǎn)期單向最大高峰小時(shí)客流量為4.0～8.0萬人次輕軌的造價(jià)只是1.5億元／公里造價(jià)高達(dá)4億—6億元／公里，輕軌的平面曲線半徑一般在100米到200米之間地鐵的平面曲線半徑不小于300米輕軌的軸重要小于13噸地鐵的軸重普遍大于13噸城市軌道交通車輛城市軌道交通車輛輕軌交通的特點(diǎn)鋼軌一般為輕型的，車輛是小型的。輕軌交通一般采用地面和高架相結(jié)合的方法建設(shè)。線路可從市區(qū)通往郊區(qū)。車輛設(shè)置靈活，列車編組3輛～6輛，電氣牽引，常用鉸接式車體。最高速度可達(dá)60km/h，旅行速度30～35km/h，單向運(yùn)能2萬人次/h～4萬人次/h。能通過小半徑曲線和大坡度地段，適應(yīng)能力強(qiáng)。投資省，建設(shè)周期短，運(yùn)能高，靈活。1、城市軌道交通的基本類型按照車輛寬度的不同，城市軌道交通車輛可分為3m的A型車、2.8m的B型車和2.6mC型車。低地板車：70%低地板車和100%低地板車。（1）車輛類型

A型車---拖車（自身無動(dòng)力，依靠有動(dòng)力的車輛推動(dòng)和拖動(dòng)，一端設(shè)有駕駛室）

B型車---動(dòng)力車（轉(zhuǎn)向架上有牽引電機(jī)，無駕駛室，車頂有受電弓）

C型車---動(dòng)力車（轉(zhuǎn)向架上有牽引電機(jī)，無駕駛室，車底有一組空氣壓縮機(jī)組）

（2）車鉤形式地鐵和輕軌車輛的車鉤有三種形式：

1）全自動(dòng)車鉤電氣部分和機(jī)械部分的連接及分離都是自動(dòng)的，其表示符號(hào)為“-”；

2）半自動(dòng)車鉤機(jī)械部分的連接和分離是自動(dòng)的，電氣部分的連接和分離都是人為的，其表示符號(hào)為“=”；

3）半永久車鉤電氣部分和機(jī)械部分的連接及分離都是人工的，其表示符號(hào)為“※”。舉例：上海地鐵六節(jié)編組成一列車

-A=B※C=B※C=A-

昆明市2008年～2015年軌道交通建設(shè)規(guī)劃：建成貫通線（1號(hào)線一期工程、2號(hào)線一期工程、1號(hào)線二期）長(zhǎng)度43.5公里；建成3號(hào)線，長(zhǎng)度19.1公里?？偨ㄔO(shè)規(guī)模62.6公里，共建設(shè)車站46座，車輛基地5處，期間總投資260.61億元。

1號(hào)線一期起始于北京路與環(huán)城南路交叉口的北側(cè)，沿北京路→昆明火車站→春城路→巫家壩機(jī)場(chǎng)→曉東村→昆洛路→呈貢新城→雨花片區(qū)→廣播電視大學(xué)。線路總長(zhǎng)約為29.9公里，其中地下線8公里，高架線路21.9公里。在五臘村設(shè)車輛段1座，廣播電視大學(xué)