國(guó)內(nèi)外城市軌道交通對(duì)比分析

國(guó)內(nèi)外城市軌道交通發(fā)展對(duì)比分析一.城市軌道交通發(fā)展概述1832年世界上第一條城市街道鐵路在紐約建成1860年倫敦開始修建世界上第一條地下鐵路：倫敦大都會(huì)鐵路，用于解決當(dāng)時(shí)倫敦的交通堵塞問題，1863年通車，使用蒸汽機(jī)車牽引（明挖法）我國(guó)于1965年開始在北京建設(shè)第一條地鐵線路，作為平戰(zhàn)結(jié)合的戰(zhàn)備防御手段（明挖法）世界城市軌道交通發(fā)展階段1.初步發(fā)展（1863~1924）地鐵誕生為大城市解決公共交通發(fā)展問題提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。歐美城市軌道交通發(fā)展較快2.停滯萎縮（1924~1949）戰(zhàn)爭(zhēng)及汽車工業(yè)發(fā)展造成城市軌道交通發(fā)展停滯3.再發(fā)展（1949~1969）汽車過度增加，城市道路堵塞，空氣污染，嚴(yán)重影響城市生活水平，依靠電力的城市軌道交通受到重視4.高速發(fā)展（1970至今）城市化進(jìn)程加快，要求城市軌道交通高速發(fā)展以適應(yīng)客流我國(guó)城市軌道交通發(fā)展階段19世紀(jì)末：中國(guó)最早的有軌電車在北京出現(xiàn)，此后設(shè)有租界或成為通商口岸的城市(香港、天津、上海、大連、撫順等)相繼開通有軌電車20世紀(jì)六十年代——七十年代：北京天津哈爾濱戰(zhàn)備防空20世紀(jì)八十年代——九十年代：北京上海廣州啟動(dòng)現(xiàn)代城市軌道交通開發(fā)建設(shè)就是年代中期中央暫停所有城市軌道交通項(xiàng)目。20世紀(jì)九十年代末至今：在1998年的暫停結(jié)束之后，重新開始修建。2003年，有15座城市的第一批62條總長(zhǎng)1733千米的城市軌道交通通過了國(guó)務(wù)院的審批可見，我國(guó)城市軌道交通起步較晚，發(fā)展初衷也非城市交通。但隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)進(jìn)入繁榮發(fā)展時(shí)期，并成為世界上最大的城市軌道交通市場(chǎng)。如今，北京天津上海廣州等20余個(gè)城市建成城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計(jì)到2015年前后，全國(guó)將建設(shè)87條地鐵線路，總里程2500公里，總投資近萬(wàn)億元。城市軌道交通分類按構(gòu)筑物形態(tài)或軌道鋪設(shè)方式：地下鐵路，地面鐵路按高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力：高中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)按導(dǎo)向方式：輪軌導(dǎo)向，導(dǎo)向輪導(dǎo)向按輪軌材料：鋼輪鋼軌軌道交通系統(tǒng)，膠輪鋼筋混凝土軌道交通系統(tǒng)按運(yùn)能范圍：市郊鐵路：與干線旅客列車和貨物列車混跑，單向每小時(shí)6萬(wàn)人次以上地鐵：高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力在3～6萬(wàn)人左右輕軌：高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力1～3萬(wàn)人次獨(dú)軌鐵路：在單一軌道上運(yùn)行（跨騎式獨(dú)軌與懸掛式獨(dú)軌）有軌電車：自動(dòng)導(dǎo)向交通系統(tǒng)：具有側(cè)向或中央導(dǎo)軌專用混凝土軌道，小型車輛，輕量橡膠輪胎，可無(wú)人駕駛小斷面地鐵：隧道斷面、車輛輪徑和電動(dòng)機(jī)尺寸均小于普通地鐵，路權(quán)專用，運(yùn)能中等，行車自動(dòng)化程度較高膠輪地鐵：膠輪車輪，匹配軌道，專用導(dǎo)向裝置索道：國(guó)內(nèi)鮮見自動(dòng)導(dǎo)向交通系統(tǒng)，小斷面地鐵，膠輪地鐵，僅重慶軌道交通二號(hào)線為膠輪輕軌系統(tǒng)。國(guó)外市郊鐵路發(fā)展早在1900年以前,德國(guó)卡爾斯魯厄市交通運(yùn)營(yíng)公司AVG/VBK采用輕軌、市域鐵路及城際鐵路之間的共線運(yùn)營(yíng)方式,很大程度上緩解了線路建設(shè)速度無(wú)法滿足客流需求的矛盾,收到了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果。歐洲鐵路的區(qū)域和通勤客流占到其鐵路客運(yùn)總量的90%以上日本東京對(duì)郊區(qū)的輻射線路由2條高速線、5條普通鐵路(客運(yùn))、14條私鐵和1條地鐵線構(gòu)成,市郊鐵路充當(dāng)了重要角色我國(guó)市郊鐵路差距我國(guó)市郊鐵路曾經(jīng)在大城市客運(yùn)中占有相當(dāng)?shù)谋戎亍?980年前，全國(guó)市郊列車客運(yùn)量占全國(guó)客運(yùn)總量的20%以上，到1995年已下降到10%，市郊列車的開行數(shù)量從1975年的14.3%，降到1997年的7.5%。我國(guó)市郊鐵路衰落的原因：（1）我國(guó)鐵路建設(shè)速度相對(duì)滯后。（2）體制分割限制了市郊鐵路的發(fā)展。（3）市郊鐵路的運(yùn)營(yíng)達(dá)不到公交化的要求。軌道與結(jié)構(gòu)工程隧道內(nèi)的軌道結(jié)構(gòu)整體道床的類型較多，常用的道床形式有：無(wú)枕式整體道床軌枕式整體道床無(wú)枕式整體道床亦稱整體灌注式，無(wú)枕式軌道建筑高度較小，主要采用就地連續(xù)灌注混凝土基床或縱向承軌臺(tái)。國(guó)外一些國(guó)家修建鐵路隧道時(shí)常采用這種形式，香港地鐵和新建的輕軌也采用了這種形式，簡(jiǎn)稱PACT型軌道。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減震性能也較好，但施工時(shí)需采用剛度較大的模架，施工較為復(fù)雜。軌枕式整體道床

這種道床可分為短枕式和長(zhǎng)枕式兩種。（1）短枕式整體道床

這種道床軌道建筑高度一般為550mm左右，軌枕下道床厚度一般不小于160mm，一般設(shè)中心排水溝。這種道床穩(wěn)定、耐久、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，施工方法簡(jiǎn)便，進(jìn)度較快。我國(guó)北京地鐵一、二期工程大多鋪設(shè)這種道床，經(jīng)20多年運(yùn)營(yíng)，使用狀態(tài)良好。天津地鐵亦鋪設(shè)了這種道床。（2）長(zhǎng)枕式整體道床這種道床設(shè)側(cè)向水溝，一般長(zhǎng)軌枕預(yù)留圓孔，讓道床縱筋穿過，加強(qiáng)了與道床的聯(lián)結(jié)。它適用于軟土地基隧道，可采用排軌法施工，施工快。上海和新加坡地鐵鋪設(shè)了這種軌道，使用狀況良好。

長(zhǎng)枕式整體道床高架橋上的軌道結(jié)構(gòu)

高架橋上的軌道結(jié)構(gòu)也可分為有碴軌道和無(wú)碴軌道兩種。

有渣軌道VS無(wú)渣軌道有渣軌道

有碴軌道具有造價(jià)相對(duì)低、施工速度快、維修方便及彈性好等優(yōu)點(diǎn),目前一些工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家仍然采用。如原聯(lián)邦德國(guó)漢堡37km高架線路采用軌枕碎石道床;1985年建成通車的菲律賓馬尼拉輕軌鐵路,全長(zhǎng)14.5km,為高架線路,采用雙塊式預(yù)應(yīng)力混凝土枕,潘得羅爾扣件,硬質(zhì)碎石道床。無(wú)渣軌道

無(wú)碴軌道具有穩(wěn)定性、平順性、剛度均勻性好,維修工作量少、簡(jiǎn)潔易清洗等顯著優(yōu)點(diǎn),逐漸被世界上許多國(guó)家所認(rèn)識(shí),并在過去的幾十年里,對(duì)無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)開展了長(zhǎng)期、系統(tǒng)的研究工作,已把它作為城市軌道交通的主要軌道結(jié)構(gòu)型式加以發(fā)展和應(yīng)用。

由城市軌道交通其特殊的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)所決定，城市軌道交通應(yīng)優(yōu)先采用無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu),

有碴軌道養(yǎng)護(hù)維修量大。傳統(tǒng)的碎石道床由松散的碎石組成。因此,在列車荷載作用下,道碴的磨損、坍塌、局部陷入路基以及鋼軌和軌枕的變形,都會(huì)引起軌道的殘余變形,產(chǎn)生軌道不平順。而道碴的變形是引起軌道不平順的主要原因,占軌道變形的80%以上。整治道床占養(yǎng)護(hù)維修工作量的80%以上。軌道交通線路在其運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修幾乎已不可能。據(jù)統(tǒng)計(jì),自1863年倫敦開行第一列城市軌道交通線以來(lái),世界各國(guó)的城市軌道交通累計(jì)已達(dá)4000km,其行車間隔時(shí)分不超過4min的線路占90%以上,其運(yùn)營(yíng)時(shí)間通常在18個(gè)小時(shí)左右,夜間的養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)在安全、質(zhì)量和設(shè)備要求上提出更為苛刻的要求;

此外,城市軌道交通除市郊鐵路外,地鐵和輕軌線在城區(qū)內(nèi)以隧道和高架形式穿越的情況居多,其養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)在空間上受到極大限制,且隧道內(nèi)的工作條件十分惡劣。養(yǎng)護(hù)

高架線采用道碴道床,其軌下基礎(chǔ)單線自重為1.9t/m,而選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的軌道結(jié)構(gòu),其雙線自重僅為1.8t/m。因此,采用道碴道床增加了橋梁的自重,從而可能需加大梁跨和樁基尺寸,增加投資。投資（四）結(jié)構(gòu)工程

盾構(gòu)法1917年日本首次在鐵路建設(shè)中引進(jìn)盾構(gòu)法，修建鐵羽越線折返段隧道我國(guó)應(yīng)用盾構(gòu)法建設(shè)城市軌道交通起步較晚，始于1980年。上海市進(jìn)行了地鐵1號(hào)線試驗(yàn)段施工時(shí)，研制了一臺(tái)直徑6.41米的刀盤式盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，后改為網(wǎng)格擠壓型盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，在淤泥質(zhì)粘土地層中掘進(jìn)隧道1230米。

淺埋暗挖法1986年我國(guó)開創(chuàng)淺埋暗挖法，修建了北京地鐵復(fù)興門折返線，而之前所建設(shè)的北京地鐵一二期工程和天津地鐵一號(hào)線均采用明挖法施工線路1.正線2.輔助線（1）折返線（2）臨時(shí)停車線（3）渡線（4）車輛段出入線（5）聯(lián)絡(luò)線車站換乘對(duì)比十字換乘:十字換乘不僅上、下兩線須呈十字形正交或接近正交,更重要的是兩站的站臺(tái)和換乘樓梯在平面上均應(yīng)呈十字形,十字換乘雖然在想像中對(duì)乘客上、下樓十分方便,但實(shí)際上樓梯寬度受站臺(tái)寬度所限,換乘客流亦將受到限制,特別是上下樓梯相交處之小平臺(tái),對(duì)于換乘客流將會(huì)有很大的干擾。加之此種換乘方式至少上、下兩站相交處必須一次建成,初期投資將增加較多。正規(guī)的十字換乘,國(guó)外地鐵似亦鮮有所聞。北京地鐵二期工程環(huán)線修建時(shí),預(yù)留西直門站，東四十條站皆屬此類。紐約地鐵有此換乘形式,但只能說(shuō)是車站十字“相交”，其換乘通道屬環(huán)形換乘。

T形換乘是一座車站中間的側(cè)面與另一車站的端部通過換乘設(shè)施相銜接L形換乘是兩站的端部通過換乘設(shè)施相銜接,而且主體與換乘設(shè)施間不一定要直接或垂直相聯(lián)由于這兩種換乘方式布置起來(lái)比較靈活,明挖、暗挖施工均可。在修建一條線路時(shí),對(duì)換乘設(shè)施需要預(yù)建的工程量較小，換乘通過能力較大,因而國(guó)外地鐵采用者較多。國(guó)外的早期的深埋L形換乘站,兩線相交成很小的銳角,實(shí)際上論其外形已非L形而是銳角形。北京地鐵復(fù)興門和建國(guó)門兩站,都采用T形換乘。雍和宮和積水潭都預(yù)建了L形換乘的接點(diǎn)。LT同臺(tái)換乘（平行換乘）三．城軌車輛軌道交通發(fā)展呈多樣化趨勢(shì)。目前，國(guó)際上軌道交通技術(shù)已日趨成熟，已經(jīng)上線運(yùn)營(yíng)的城市軌道交通就有地鐵、市郊鐵路、輕軌、單軌、線性電機(jī)牽引的軌道交通、磁懸浮鐵路及有軌電車等多種類型。其中以市郊鐵路、地鐵、輕軌和有軌電車應(yīng)用最為廣泛，以線性電機(jī)牽引系統(tǒng)最有發(fā)展前途。（一）車輛構(gòu)成：車輛的構(gòu)成：輕軌車輛的構(gòu)成一般包括三種形式：四軸動(dòng)車、六軸單鉸接車和八軸雙鉸接車。一般城市軌道交通車輛的構(gòu)成包括七部分：車體、轉(zhuǎn)向架、牽引緩沖裝置、制動(dòng)裝置、受流裝置、車輛內(nèi)部設(shè)備和車輛電氣系統(tǒng)等。目前，我國(guó)地鐵車輛的進(jìn)口價(jià)格為120萬(wàn)～180萬(wàn)美元／輛，而長(zhǎng)春客車廠提供給北京復(fù)八線的鋼車體交流傳動(dòng)VVVF變調(diào)壓車為68萬(wàn)元美元／輛(國(guó)產(chǎn)化率54％)，中國(guó)出口到伊朗的地鐵車輛為54萬(wàn)美元／輛，北京目前用的國(guó)產(chǎn)地鐵車輛也只相當(dāng)于40萬(wàn)美元／輛，即使國(guó)外最先進(jìn)的鋁合金車體的交流傳動(dòng)地鐵車輛在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)也僅需1O0萬(wàn)美元／輛?？梢姶罅Πl(fā)展國(guó)產(chǎn)城軌車輛生產(chǎn)可以大大降低城軌工程的造價(jià)，改變當(dāng)前我國(guó)發(fā)展城市軌道交通造價(jià)過高的現(xiàn)狀，這也是國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)((軌道車輛產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和國(guó)務(wù)院辦公廳((關(guān)于加強(qiáng)城市快速軌道交通建設(shè)管理的通知》所提出的內(nèi)容，即要求軌道交通工程中車輛和機(jī)電設(shè)備的平均國(guó)產(chǎn)化率不低于70％。（三）車輛段車輛段的線路布置要根據(jù)車輛段作業(yè)要求，結(jié)合用地特點(diǎn)來(lái)布置。一般地，車輛段設(shè)計(jì)原則包括以下三方面：1、收發(fā)車順暢。車輛段是列車運(yùn)營(yíng)的起始于終止場(chǎng)所，其設(shè)計(jì)要根據(jù)線路特點(diǎn)保證列車出入的流暢，滿足能力要求。2、停車檢修分區(qū)合理。在部分線路較長(zhǎng)的場(chǎng)合。車輛段與停車場(chǎng)的確定需要考慮的位置分布，一保證運(yùn)營(yíng)組織與管理的方面性。（三）車輛段3、用地緊湊。城市軌道交通系統(tǒng)一般在市區(qū)，土地資源稀缺，且價(jià)格昂貴，車輛段與停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)要緊湊，一降低建設(shè)費(fèi)用。車輛段一般可布置成貫通式或盡端式，貫通式車輛段均可以收發(fā)列車，能力較大；停車列檢庫(kù)一股道可以停3列車。四．信號(hào)與通信國(guó)外城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)基于數(shù)字軌道電路的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的主流。采用基于數(shù)字通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC）是未來(lái)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展方向。（一）信號(hào)：空間間隔法：該間隔稱為閉塞區(qū)間。城市軌道交通系統(tǒng)的信號(hào)分為：傳統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)和現(xiàn)代信號(hào)系統(tǒng)。世界各國(guó)的城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)大都采用列車自動(dòng)控制ATC系統(tǒng)。一般可認(rèn)為：ATC包括列車自動(dòng)防護(hù)ATP、列車自動(dòng)駕駛ATO和列車自動(dòng)監(jiān)視ATS三個(gè)子系統(tǒng)。（二）通信（一）調(diào)度指揮通信系統(tǒng)

1．有線調(diào)度電話

2．站間行車電話

3．區(qū)間電話

（二）無(wú)線通信系統(tǒng)

1．運(yùn)行線上的調(diào)度無(wú)線通信系統(tǒng)

2．車輛段無(wú)線通信系統(tǒng)

（二）通信（三）公務(wù)通信系統(tǒng)

（四）廣播系統(tǒng)

（五）電視監(jiān)視系統(tǒng)

（六）傳輸通道系統(tǒng)

五．供電，環(huán)控，給排水

（一）供電系統(tǒng)：負(fù)責(zé)提供車輛及設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)力能源供電系統(tǒng)高壓供電源系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)動(dòng)力照明供電系統(tǒng)高壓供電源系統(tǒng)集中式供電分散式供電混合式供電(北京地鐵1號(hào)線和環(huán)線)（1）高壓供電源系統(tǒng)：城市電網(wǎng)對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部的變電所的供電方式牽引供電系統(tǒng)牽引變電所牽引網(wǎng)目前世界上城軌的牽引網(wǎng)均采用直流牽引國(guó)際IEC電壓標(biāo)準(zhǔn):600V、750V和1500V我國(guó)國(guó)標(biāo)電壓標(biāo)準(zhǔn):750V和1500V廣州、上海:1500V電壓制架空網(wǎng)北京:750V電壓制第三軌（2）牽引供電系統(tǒng)：供給電動(dòng)車輛運(yùn)行的電能受流方式對(duì)比三軌方式適合于具有下列特點(diǎn)的城市：1、投資緊缺。因?yàn)槲覈?guó)對(duì)于三軌方式的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)管理已積累了一套成熟而完備的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，所有三軌方式下的設(shè)備已完全具備國(guó)產(chǎn)化能力。采用三軌方式節(jié)省資金。2、地鐵線路以地下或高架為主，地面線亦均為專用道。這樣完全可以避免三軌與其它道路平交而帶來(lái)的不便，以及對(duì)人畜的觸電威脅。3、當(dāng)時(shí)已有三軌方式的地鐵線路在運(yùn)營(yíng)時(shí)，新建線路