本書是在全面整合和總結(jié)城市軌道交通工程建設(shè)中研發(fā)出多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)成果的基礎(chǔ)上組織編寫的,主要內(nèi)容有城市軌道交通概述、線路及軌道結(jié)構(gòu)新技術(shù)、車站新技術(shù)、載運(yùn)工具新技術(shù)、供電新技術(shù)、通信信號(hào)及列車控制新技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)備新技術(shù)、智能化系統(tǒng)新技術(shù)以及規(guī)劃設(shè)計(jì)新技術(shù)、運(yùn)營(yíng)組織管理新技術(shù)等。本書適用于高等院校交通運(yùn)輸、交通工程等專業(yè)的應(yīng)用型人才教學(xué),也可用作從事相關(guān)工作的技術(shù)人員和管理人員的培訓(xùn)教材或參考書。
城市軌道交通是城市基礎(chǔ)設(shè)施中公共交通系統(tǒng)的重要組成部分。從各國(guó)城市化進(jìn)程的實(shí)踐來(lái)看,軌道交通憑借運(yùn)量大、速度快、安全可靠、準(zhǔn)點(diǎn)舒適的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)成為主要的城市交通工具,備受市民歡迎。我國(guó)北京、上海、廣州、重慶、深圳等城市也擁有相當(dāng)規(guī)模的軌道交通線路,軌道交通現(xiàn)已逐步成為居民出行的首選交通工具,也成為政府推行“公交優(yōu)先”政策的主要手段,大力發(fā)展城市軌道交通已成為政府和民眾的普遍共識(shí)。
城市軌道交通的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)能促進(jìn)工業(yè)、運(yùn)輸、房地產(chǎn)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,刺激就業(yè),促進(jìn)沿途土地升值,拓展城市發(fā)展空間,具有明顯的外部經(jīng)濟(jì)性,而且隨著社會(huì)發(fā)展、人口增加、路網(wǎng)擴(kuò)大以及服務(wù)水平的提高,城市軌道交通將吸引更多的客流,其附屬的經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn)具有巨大的升值潛力。同時(shí),城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)圈的屬性,輻射影響范圍覆蓋網(wǎng)內(nèi)大部分區(qū)域和周邊區(qū)域。當(dāng)城市軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)后,作為綜合性的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可將其他各種網(wǎng)絡(luò)(如交通運(yùn)輸網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)、商貿(mào)網(wǎng)等)都載于其間。軌道交通網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的聚集和釋放效應(yīng)使網(wǎng)內(nèi)的客流、物流、資金流、信息流等資源和服務(wù)在城市各區(qū)域乃至城市間快速流通,改變了社會(huì)的消費(fèi)、生活和生產(chǎn)方式,對(duì)城市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
城市軌道交通由于自身所具備的社會(huì)屬性和經(jīng)濟(jì)屬性,使之成為城市交通發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn),同時(shí)也被視為城市交通體系的骨干力量。因此,我國(guó)政府提出“科學(xué)制定城市軌道交通技術(shù)路線,規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),有序推進(jìn)輕軌、地鐵、有軌電車等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”的政策,并將城市軌道交通裝備列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展工程。在城市軌道交通的發(fā)展過(guò)程中,涌現(xiàn)了很多創(chuàng)新技術(shù)及先進(jìn)施工、管理方法,有效地解決了城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理中的實(shí)際問(wèn)題,也促進(jìn)了我國(guó)城市軌道交通政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系的建立。
本書從城市軌道交通工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理實(shí)踐中概括、歸納、提煉城市軌道交通的新技術(shù),在闡述新技術(shù)原理的同時(shí),突出其應(yīng)用。按照城市軌道交通發(fā)展概述、線路及軌道結(jié)構(gòu)新技術(shù)、車站新技術(shù)、載運(yùn)工具新技術(shù)、供電新技術(shù)、通信信號(hào)及列車控制新技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)備新技術(shù)、智能化系統(tǒng)、規(guī)劃設(shè)計(jì)新技術(shù)、運(yùn)營(yíng)組織管理新技術(shù)十大板塊,介紹了城市軌道交通新技術(shù)各個(gè)方面的發(fā)展。在編寫理念上堅(jiān)持知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)并重,拓展學(xué)生的思維和知識(shí)面,并力求內(nèi)容適度、層次結(jié)構(gòu)清楚,便于學(xué)生自學(xué)。本書可供高等院校交通運(yùn)輸類、城市軌道交通類專業(yè)學(xué)生作教材使用,同時(shí)也可供交通運(yùn)輸行業(yè)的工作人員學(xué)習(xí)參考。
全書由西南交通大學(xué)薛鋒、朱志國(guó)、陳釘均主編,研究生李文燕、唐丹鳳、王秋晨、趙蕾和劉珊珊在書稿編寫過(guò)程中進(jìn)行了大量的資料收集、整理和編輯工作,在此表示感謝。
本書在編寫過(guò)程中參考引用了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的大量文獻(xiàn)著作、論文研究成果,在此向有關(guān)作者表示感謝。
由于城市軌道交通新技術(shù)涉及內(nèi)容較多,而教材篇幅內(nèi)容有限,加之編寫時(shí)間比較緊,且編寫人員水平有限,在全書內(nèi)容結(jié)構(gòu)的組織及文獻(xiàn)材料的取舍方面,難免有不妥之處,敬請(qǐng)國(guó)內(nèi)外同行、專家及各位讀者批評(píng)指正。
編 者
2015年10月于成都
薛鋒,副教授,現(xiàn)任職于西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院運(yùn)輸工程系,主要從事運(yùn)輸組織理論及系統(tǒng)優(yōu)化、交通運(yùn)輸智能化技術(shù)研究。朱志國(guó),副教授,現(xiàn)任職于西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院運(yùn)輸工程系,主要從事軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面的研究。陳釘均,現(xiàn)任職于西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院運(yùn)輸工程系,講師,主要從事鐵路運(yùn)輸組織與優(yōu)化、粗糙集理論與應(yīng)用方面的研究。
第一章 緒 論 1
第一節(jié) 城市軌道交通概述 1
第二節(jié) 城市軌道交通新技術(shù) 10
第三節(jié) 城市軌道交通的發(fā)展趨勢(shì) 12
第二章 城市軌道交通線路及軌道結(jié)構(gòu)新技術(shù) 20
第一節(jié) 概述 20
第二節(jié) 線路勘測(cè)新技術(shù) 22
第三節(jié) 線路施工新技術(shù) 29
第四節(jié) 線路管理新技術(shù) 32
第三章 城市軌道交通車站新技術(shù) 37
第一節(jié) 概述 37
第二節(jié) 車站施工新技術(shù) 39
第三節(jié) 車站設(shè)備新技術(shù) 50
第四節(jié) 車站運(yùn)營(yíng)管理新技術(shù) 65
第四章 城市軌道交通載運(yùn)工具新技術(shù) 70
第一節(jié) 概述 70
第二節(jié) 城市軌道交通車輛車門控制軟件安全完整性技術(shù) 71
第三節(jié) 城市軌道交通車輛車體隔熱材料及其應(yīng)用 75
第四節(jié) 彈性車輪在城市軌道交通車輛中的發(fā)展與運(yùn)用 80
第五節(jié) 城市軌道交通車輛制動(dòng)能量回收技術(shù) 89
第五章 城市軌道交通供電新技術(shù) 94
第一節(jié) 概述 94
第二節(jié) SCADA系統(tǒng)在城市軌道交通供電系統(tǒng)中的應(yīng)用 96
第三節(jié) 城市軌道交通供電系統(tǒng)中壓環(huán)網(wǎng)新技術(shù) 99
第六章 城市軌道交通通信信號(hào)及 列車控制新技術(shù) 102
第一節(jié) 概述 102
第二節(jié) 城市軌道交通通信新技術(shù) 106
第三節(jié) 城市軌道交通信號(hào)新技術(shù) 109
第四節(jié) 城市軌道列車控制新技術(shù) 111
第七章 城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)備新技術(shù) 113
第一節(jié) 概述 113
第二節(jié) 列車運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)備新技術(shù) 113
第三節(jié) 客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)設(shè)備新技術(shù) 117
第四節(jié) 檢修保障系統(tǒng)設(shè)備新技術(shù) 124
第八章 城市軌道交通智能化系統(tǒng) 134
第一節(jié) 概述 134
第二節(jié) 綜合監(jiān)控智能化系統(tǒng) 135
第三節(jié) 乘客資訊智能化系統(tǒng) 137
第四節(jié) 綜合安防智能化系統(tǒng) 140
第五節(jié) 通信智能化系統(tǒng) 144
第六節(jié) 信號(hào)智能化系統(tǒng) 147
第九章 城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)新技術(shù) 152
第一節(jié) 規(guī)劃與設(shè)計(jì)的基本理論與理念 152
第二節(jié) 規(guī)劃與設(shè)計(jì)的新理論與理念 156
第三節(jié) 規(guī)劃與設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分析方法 161
第四節(jié) 規(guī)劃設(shè)計(jì)常用軟件工具 163
第十章 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織管理新技術(shù) 167
第一節(jié) 概述 167
第二節(jié) 城市軌道交通一體化運(yùn)營(yíng) 180
第三節(jié) 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng) 185
第四節(jié) 軌道交通安全運(yùn)營(yíng)技術(shù) 187
第五節(jié) 城市軌道交通列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng) 198
參考文獻(xiàn) 205
三、城市軌道交通的技術(shù)特性
1. 城市軌道交通有較大的運(yùn)輸能力
城市軌道交通由于高密度運(yùn)轉(zhuǎn),列車行車時(shí)間間隔短,行車速度高,列車編組輛數(shù)多而具有較大的運(yùn)輸能力。單向高峰每小時(shí)的運(yùn)輸能力最大可達(dá)到6萬(wàn)~8萬(wàn)人次(市郊鐵道);地鐵達(dá)到3萬(wàn)~6萬(wàn)人次,甚至達(dá)到8萬(wàn)人次;輕軌1萬(wàn)~3萬(wàn)人次,有軌電車能達(dá)到1萬(wàn)人次,城市軌道交通的運(yùn)輸能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)公共汽車。
2. 城市軌道交通具有較高的準(zhǔn)時(shí)性
城市軌道交通由于在專用行車道上運(yùn)行,不受其他交通工具干擾,不產(chǎn)生線路堵塞現(xiàn)象并且不受氣候影響,是全天候的交通工具,列車能按運(yùn)行圖運(yùn)行,具有可信賴的準(zhǔn)時(shí)性。
3. 城市軌道交通具有較高的速達(dá)性
與常規(guī)公共交通相比,城市軌道交通由于運(yùn)行在專用行車道上,不受其他交通工具干擾,車輛有較高的運(yùn)行速度,有較高的啟、制動(dòng)加速度,多數(shù)采用高站臺(tái),列車停站時(shí)間短,上下車迅速方便,而且換乘方便,從而可以使乘客較快地到達(dá)目的地,縮短出行時(shí)間。
4. 城市軌道交通具有較高的舒適性
與常規(guī)公共交通相比,城市軌道交通由于運(yùn)行在不受其他交通工具干擾的線路上,城市軌道車輛具有較好的運(yùn)行特性,車輛、車站等裝有空調(diào)、引導(dǎo)裝置、自動(dòng)售票等直接為乘客服務(wù)的設(shè)備,城市軌道交通具有較好的乘車條件,其舒適性優(yōu)于公共電車、公共汽車。
5. 城市軌道交通具有較高的安全性
城市軌道交通由于運(yùn)行在專用軌道上,沒(méi)有平交道口,不受其他交通工具干擾,并且有先進(jìn)的通訊信號(hào)設(shè)備,極少發(fā)生交通事故。
6. 城市軌道交通能充分利用地下和地上空間
城市軌道交通由于充分利用了地下和地上空間的開(kāi)發(fā),不占用地面街道,能有效緩解由于汽車大量發(fā)展而造成的道路擁擠、堵塞,有利于城市空間合理利用,特別有利于緩解大城市中心區(qū)過(guò)于擁擠的狀態(tài),提高了土地利用價(jià)值,并能改善城市景觀。
7. 城市軌道交通的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低
城市軌道交通由于主要采用電氣牽引,而且輪軌摩擦阻力較小,與公共電車、公共汽車相比節(jié)省能源,運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低。
8. 城市軌道交通對(duì)環(huán)境污染低
城市軌道交通由于采用電氣牽引,與公共汽車相比不產(chǎn)生廢氣污染。城市軌道交通的發(fā)展,還能減少公共汽車的數(shù)量,進(jìn)一步減少汽車的廢氣污染。同時(shí),由于在線路和車輛上采用了各種降噪措施,一般不會(huì)對(duì)城市環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲污染。