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        一文讀懂城市軌道交通 | 科普
        發布時間:2022-03-14瀏覽次數:68

        第一節:解決城市堵車的靈丹妙藥

         

          城市軌道交通的發展歷史與鐵路一樣古老,并且隨著城市的興起、擴展而興衰。在城市軌道交通出現之前,即使長距離的大運量的鐵路運輸已經成了主流,但是并未給城市本身的交通帶來什么方便。畢竟,鐵路解決的是城市之間長距離旅客與貨物的運輸問題。居住在城市里面的人們,或者步行,或者乘坐馬車和人力車。所以,如果我們回到在十九世紀的倫敦與巴黎,漫步街頭,除了呼吸著令人窒息的污染空氣之外,就是看到大街上馬車與行人匆匆而過的身影。不過,任何新技術的出現,總是有人想到用它來改變自己的生活。

         

          隨著時間的推移,城市繼續向外擴展,大量的人流涌進城市中心,曾經通暢的大街被無數馬車填滿,污染、噪聲、堵車,成了百年前大城市的家常便飯。而隨著汽車的出現,這種交通狀況愈加惡劣,汽車的旅行時間越來越長,人們在路上耽擱的時間越來越多,這就逼迫有識之士想辦法解決交通擁堵問題,就像我們今天生活在大城市里天天面對的問題一樣。經過不懈的努力,方便城市居民的軌道交通第一次出現在了霧都倫敦,時間是在1863年,就在鐵路商業化運營30多年之后。那是一條被笨重的蒸汽機車牽引的一條地下鐵道,起自帕丁頓站,終至法靈頓站,線路全長6.4公里。這條地鐵正式運營是一個劃時代的標志性事件,它預示著交通運輸可以不止一種方式,不止一個空間,只要技術可行,上天入地的立體交通方式均可實現。

        我們現在回顧百年前的過去,同時環顧我們所在的城市,就會看到軌道交通蒼老與年輕的身影交織在一起。現在中國的大都市正經歷著一百年前西方國家大城市所經歷的一切。汽車的無限制發展,讓城市很快就陷入了無休止的堵車和污染之中。汽車對于城市的污染要比馬車嚴重得多,僅在2013年3月份,霧裹北京時間長達一個月,這雖然不都是汽車的功勞,但是汽車尾氣肯定占了很大原因。于是尋求更加方便快捷、污染小的交通方式已經迫在眉睫。這種交通方式能準時、定點、快捷、零污染、大運量、耗能低、與其他交通方式無干擾,而城市軌道交通就是最佳的選擇。地鐵可以在地下穿梭,快速大規模地轉移乘客,輕軌可以在城市的高架橋上運行,履行交通職能之時還可以作為城市的風景線。現代有軌電車可以取代公交車沿著固定線路行駛,方便旅客的出行。獨軌交通或者跨坐或者懸掛,可作為地鐵和輕軌兩種交通方式的補充,解決乘客最后一公里的交通難題。市郊鐵路銜接大都市和它的衛星城,解決居住在衛星城居民在大都市上班的需要。而無人駕駛的新型自動導軌交通可以實現全自動化控制,按照計算機設定的程序在城市間奔馳。

         

          軌道交通的生命力,就在城市的需求中熠熠閃光。

         

          第二節:國內外城軌交通發展概況

         

          可以毫不夸張地說,城市軌交通的興起都是大堵車的直接結果。就拿北京而言,城市主干道的汽車運行速度比十年前降低了一半,而且還以每年2公里的速度持續下降。公交車的運行速度從60年代的每小時40公里下降到了現在的10公里。如果沒有可以替代的交通方式出現,用不了多久,城市交通就會徹底陷入癱瘓。幸運的是,地鐵、輕軌等交通方式終于登臺唱起主角,也算是挽救城市于水火。

         

          從130多年前倫敦修建第一條地鐵開始,城軌交通技術不斷發展完善,并且以地鐵為代表,發展出了輕軌、有軌電車、獨軌交通等多種多樣的交通工具。1890年倫敦建成世界上第一條電力牽引的地鐵線路,1892年,美國芝加哥建成了世界上第二條蒸汽牽引的地鐵,3年以后電氣化地鐵開通運營。1900年巴黎地鐵首次投入使用,1902年德國柏林地鐵開張納客。緊接著東京、莫斯科等也不甘落后,紛紛修建地下鐵道,其中莫斯科地鐵還成了世界上藝術含量最高、并且運量世界第一的地鐵線路,年運輸旅客32億人次。首都北京的地鐵開通于1969年,而天津是國內第二個修建地鐵的城市,上海是第三個。如今全國百萬級人口以上的城市都正在修建或者申請修建地鐵,將會給居民的出行帶來很大的便利。

        圖片

          除了地鐵之外,輕軌是僅次于地鐵的交通工具。原來的輕軌的概念專指有軌電車而言的。世界上第一條有軌電車出現于1888年的美國弗吉尼亞州,僅僅過了不到三十年,美國就有370座城市運營有軌電車。而中國也不落后,在20世紀初期的北京、上海、天津等地,有軌電車大規模出現。不過,隨著汽車越來越普及,有軌電車逐漸被淘汰,消失在歷史的舞臺上。隨著現代技術的發展,老舊落后的有軌電車已經被技術先進的現代有軌電車所取代,作為干凈、環保、快捷的交通工具,受到很多城市的青睞。如今,大連、長春、天津濱海新區等地都開通了現代有軌電車。而現在,輕軌概念已經和現代有軌電車分開了,它的運量介于地鐵和現代有軌電車之間,大部分都是以高架的面目出現在城市里。國內比較有名的輕軌有上海軌道交通明珠線、天津的津濱輕軌等。

         

          獨軌交通俗稱空中列車,列車通過跨坐在單條軌道上或者懸掛在軌道上運行。這種獨特的交通方式早在1821年的英國就出現了,當時用于馬拉貨車在碼頭運貨。1888年跨座式獨軌交通在法國正式運營,1893年德國發明了懸掛式獨軌交通。由于這種交通工具運量小、速度低,技術要求較高,一直沒有在全球普及。目前,國內第一條獨軌鐵路修建于重慶,于2004年開通運營。

         

          第三節:為城市選擇合適的軌道交通

         

          城市軌道交通分類有很多種方式,每種方式都以某個特征作為依據,比如按線路在空間位置劃分,可分為地下鐵道、地面鐵路和高架鐵路。按軌道型式劃分,可分為重軌鐵路、輕軌鐵路和獨軌鐵路。如果按照列車運行導向的方式劃分,可分為鋼輪雙軌、膠輪單軌和膠輪導軌系統。按照最關鍵的運輸能力劃分,可分為大運量系統、中運量系統和小運量系統。如果按照城市交通與其他交通方式隔離方式劃分,可分為線路全封閉型、線路半封閉型和線路不封閉型。按服務區域分類劃分,可分為市郊鐵路、市內鐵路和區域快速鐵路。一般國內都是按照軌道類型來劃分,總共有八種交通方式,除了耳熟能詳的地鐵之外,還有輕軌鐵路、有軌電車、市郊鐵路、線性地鐵、獨軌鐵道、自動導向交通系統和磁懸浮交通系統。其中以地鐵、輕軌、有軌電車和獨軌鐵道為最經常采用的方式。

        這么多類型的軌道交通,作為城市的管理者,采用哪種方式才最合適呢?如果交通類型選擇不當,就會造成浪費投資和運能,或者運力不夠,此時按照運輸能力的劃分方式就起作用了。城市軌道交通按照運能劃分為三類,大運量、中運量和小運量交通系統。如果城市人口密集,以大規模轉移旅客為目標,就選擇修建地鐵。地鐵在高峰時單向客運量在每小時3~7萬人次左右,屬于大容量軌道交通系統,該系統在市區內多為地下隧道線,在所有的城市軌道交通中投資最大,工程最艱巨,修建周期最長,運營速度每小時40公里左右,站間距離1公里到1.8公里。如果城市因為修建地鐵財力不夠,且要求運輸能力中等,那么修建輕軌和有軌電車最合適。輕軌和有軌電車泛指高峰時單向客運量在1~3萬人次/小時的中等客運量軌道交通系統。其車輛的軸重較輕,對軌道施加的載荷小,一般都是高架或者地面封閉通過,建設投資只是地鐵的二分之一左右,輕軌和有軌電車運營速度每小時30公里左右,站間距離0.6公里到1公里。如果對運量要求不高,可采用獨軌交通。獨軌交通的運能每小時0.5~2萬人,運行速度可達每小時30公里,且發車間隔很短,不需要乘客等待太長時間。而市郊鐵路與上述交通工具的功能有些差別。地鐵、輕軌等是為了轉移城市內部的乘客,且線路不長,運行速度低,站間距離短,充分考慮乘客上下車的需要。但是市郊鐵路承擔的是城市與近郊、遠郊以及衛星城的旅客輸送任務,線路長度短的幾十公里,長的可以達到數百公里,站間距離一般10公里到20公里左右不等,列車運行速度每小時120公里以上。很明顯,市郊鐵路有時候和高鐵有交叉,比如京津城際軌道交通連接天津和北京,應該算是京津唐地區大經濟圈里面的交通線路,時速可達每小時350公里。

         

          第四節:地下鐵道

         

          地下鐵道,顧名思義就是修在城市地下的鐵路,它因為軸重相對較重,屬于重軌交通系列,采用鋼軌鋼輪系統,單方向高峰輸送能力每小時在3萬人次以上。地鐵根據城市的特殊需要,大部分采用地下,但是必要的時候也可以采用地面或高架形式。地鐵的站間距較密,采用電力驅動,線路全封閉,信號自動化控制,具有運量大、速度快、安全、準時、舒適、污染少、節約城市土地資源等優點。缺點就是建設費用高,一旦發生火災等自然災害,乘客疏散較困難。地鐵也可以劃歸到普通鐵路的范疇,但是它和常規鐵路的最大區別就是專門輸送旅客。除此之外,地鐵的供電系統也和常規鐵路不同,不用架設接觸網,而是采用第三軌供電的方式,電壓采用直流750伏特到1500伏特。由于地鐵具有速度快、發車密度高、時間間隔短等特點,它的信號控制系統從原來的的地面信號發展成為采用自動閉塞、計算機聯鎖、列車自動監控系統、自動防護系統以及自動運行系統保證安全運行。在列車控制方面,它又和高鐵的列控系統非常相似。

        地鐵因為位于地面以下十幾米甚至幾十米,需要設置通風和環境控制系統來滿足旅客乘車的需要。因為地鐵空間是一個封閉的管道系統,除了進出口通道,整個與大氣隔絕,列車運行與乘客換乘會產生大量的熱能無法釋放,久而久之空氣就變得悶熱污濁,嚴重影響旅客的舒適度。同時,一旦地鐵發生火災,濃煙不能及時排出,就會造成窒息致死事件發生。通風環境控制系統主要包括地鐵風亭、防排煙系統、阻塞通風和空調通風設備等。

         

          國內地鐵的軌道與常規鐵路類似,都是采取1435毫米軌距,鋼軌采用重型鋼軌,道床為隨時道床或者采用混凝土澆筑的道床。地鐵車站作為整個地下交通系統必不可少的組成部分,它的功能要根據當地城市的經濟發展水平和旅客的切實需要來設計。車站的站間距與公交車站差不多,車站的建筑和結構以滿足使用為主。因為地鐵不同于商場購物中心等建筑,后者是人流匯聚之地,地鐵是人流疏散的場所,不允許乘客長時間坐臥停留,因此將地鐵站裝修的奢侈豪華沒什么實際用處,乘客也沒時間欣賞瀏覽。當然國外很多地鐵站都作為藝術品去建設,是和當地國情有關,我們沒必要一味模仿,節省投資做更多實用的事情才是正道。地鐵車站按照運營性質可分為中間站、盡頭站、換乘站與折返站,按照結構形式可分為地下、地面和高架車站。車站內的旅客乘降站臺分為側式站臺和島式站臺,一般還是以島式站臺為主,上下行的地鐵停靠在站臺兩側,可以方便旅客換乘和集散。

         

          地鐵的車輛都是電動車編組,屬于裝備電機能夠自動走行的車輛,列車的駕駛室在列車兩端,編組輛數為4~8節,車廂寬度3米。要求地鐵車輛具備加減速快、停車制動距離短、運行速度高等特點。車廂采用難燃或者阻燃材料制成,不容易發生火災。

         

          第五節 城市輕軌

         

          輕軌、地鐵和現代有軌電車是很容易被混淆的概念,即使作為城市軌道交通技術專家,對這三種交通方式的劃分也觀點不一。普通大眾經常將地鐵與輕軌混淆,而專家們則經常將輕軌與有軌電車歸為一類。其實三者之間還是有一些區別的。地鐵大部分在地下,小部分高架。輕軌大部分高架,小部分在地面。而有軌電車除了立交、河流跨越之外,大部分位于地面上。這是以三者的建筑結構形式來區分的。還有一種區分方法就是根據單位小時的客運量來分,前面已經提及。如果按照車型來區分,一般劃分為A、B、C型,A型車寬3米,B型車寬2.8米,C型車寬2.6米。A、B型車用在地鐵上,C型車在輕軌上使用。實際上,三者標準在實際建設中經常被打亂,有的城市建設輕軌就用地鐵高標準,也沒什么問題。所以為了方便,在地鐵、輕軌和有軌電車都存在的城市,干脆將其統稱為“軌道交通”。比如上海市就是這么做的。

        輕軌是在有軌電車基礎上發展起來的,由電氣牽引,輪軌導向,列車或車輛編組運行在專用行車道上,屬于中運量城市軌道交通系統。輕軌的運行速度可達30公里/小時,輸送能力介于地鐵和有軌電車之間,每小時為1.5~3萬人。輕軌的名稱來源于1978年3月國際公共交通聯合會在比利時首都布魯塞爾召開的一次會議,會上確定了輕軌英文為“Light Rail Transit”,簡稱“輕軌”,英文縮寫為LRT。輕軌最突出的優點就是投資較小、運輸量大,建設快,管理也較地鐵系統容易,其適應性很強。既可作為中小城市軌道交通網絡的主干線,也可作為大城市或特大城市軌道交通網絡的補充,發展前景廣闊。

         

          因為輕軌和地鐵非常相似,它采用標準軌距1435毫米,橋梁上鋪設有道砟的軌道,牽引供電需要在高架橋一側架設接觸網,通過輕軌車輛頂部的受電弓接受電力、列車信號控制系統和地鐵大同小異。輕軌車站一般都設高架站,大多數采用側式站臺,旅客乘車需要上下高架站。輕軌車站可以采用鋼筋混凝土框架結構、橋梁式結構和框架加橋梁式結構。其中鋼筋混凝土框架結構適合于用地范圍大、車站規模大的地段,可做成2到3層。橋梁式結構適用于用地范圍小、客流量小、車站規模不大的地段。

         

          目前,在我國已經投入運營的城市輕軌有長春輕軌,這是我國第一條輕軌,2002年開通運營。天津的津濱輕軌,2003年開通運營。大連輕軌分三號線和七號線,分別于2003年和2009年開通使用。因為輕軌具備很多優點,又比地鐵省錢,國內其他很多城市也在籌劃修建中。

         

          第六節:現代有軌電車

         

          有軌電車出現的時間也很早,在20世紀初曾經風靡一時。不過早期的有軌電車技術落后,運行速度慢、車體顛簸、噪音大,很快就被異軍突起的汽車給打了個落花流水,消失在城市居民視野有半個世紀左右。隨著城市內部汽車無限制的增加,擁堵和污染問題讓大家不約而同想起了有軌電車的好處。在新技術的推動下,現代有軌電車橫空出世,以其低廉、環保、舒適、方便的優點得到了城市的認可,成了一種死而復生的新型交通工具。

         

          有軌電車是一個由電力牽引、輪軌導向、單車或兩輛鉸接運行在城市路面線路上的中運量城市軌道交通系統,它是一種地面公共交通工具。按照車輛的地板的高低可分為高底板,低底板有軌電車。低地板有軌電車的底板與路面基本持平,方便老年人和殘疾人上下車。按供電方式分為接觸軌和架空接觸網式有軌電車。接觸軌有軌電車的供電是通過軌道作為回流線進行,架空接觸網式有軌電車是在下路一側架設接觸網,通過車輛的受電弓給車輛供電。按照輪軌制式分為鋼輪鋼軌和膠輪導軌有軌電車。

        現代有軌電車的運輸能力介于輕軌和公交車之間,能達到每小時1.0~1.2萬人,屬于中運量的城市公交系統。有軌電車的爬坡能力強,最高可爬上千分之六十的陡坡,同時轉彎半徑小,最小轉彎半徑小于30米,大大增加了電車行駛的靈活性。有軌電車的車輛采用模塊化設計,技術更先進。所謂模塊化設計,指的是車輛設計標準化,根據需要可以將多輛車輛鉸接在一起,延長列車的長度,增加客運量,同時車輛的檢修維護也更加容易。在滿足運量,提高運行安全的基礎上,有軌電車實現人性化設計和服務,實現旅客的舒適度與環境的友好性的完美結合。相對于地鐵來說,新型有軌電車造價每公里造價僅為地鐵的1/6,為輕軌造價的1/3左右,而且運營費用較低,初期投資少、獲取的效益高。現代有軌電車采用電力牽引,環保并且能耗低,僅為小汽車的1/9,公交車的1/4。

         

          現代有軌電車的建設可以采取多種多樣的方式,比起地鐵和輕軌更加靈活,比如可以采取改造原有有軌電車線或廢棄鐵路作為有軌電車的線路,屬于廢物利用,變廢為寶。這種方式不但既有資源,通過比較小的投資就能較好地緩解了城市交通壓力。第二種方式就是新建有軌電車線路。新建的有軌電車線路技術標準一般較高,造價不低,但比起地鐵和輕軌還是節省很多投資。新建成的有軌電車能很好地與城市周圍的環境相協調,在承擔運送旅客任務的同時,還可以作為城市的風景,為環境增添光彩。第三種建設方式是與干線鐵路共享軌道。這樣可大大提高鐵路系統的可達性,使之延伸至城市內部,解決城市交通最后一公里的難題,有軌電車系統的服獨軌交通務范圍也擴大到城市周邊,增加了客流量。

         

          第七節:獨軌交通

         

          獨軌交通方式相對于地鐵、輕軌和有軌電車而言,其走行原理與結構形式迥然不同。前三者雖然運量有大中小之分,不過他們都有一個共同點,那就是車輛行駛在軌道的兩根鋼軌之上。而獨軌交通供車輛行駛的架空軌道鋼軌為單根軌道,對車輛進行支承、穩定和導向, 車輛騎跨在軌道梁上運行。車輛在軌道上方運行,稱為跨座式獨軌交通,車輛懸掛在軌道下方,是為懸掛式獨軌交通。

         

          跨座式獨軌鐵路的軌道通常為支柱上端的預應力鋼筋混凝土梁,其上敷設鋼軌,其軌道結構由軌道梁、支柱與道岔三部分組成。支柱的主要型式有T型,倒 L型和門型等,可根據需要選擇使用。跨座式獨軌交通車輛采用電動車組,有四節、六節和八節編組方式。車輛的核心部件是的走行部分,稱之為轉向架,一般采用二軸轉向架,車軸為單懸臂固定在轉向架上,每個車軸都是由一臺交流牽引電機驅動。每根軸上裝有兩個走行輪,轉向架兩側上方各設二個導向輪,下方各設一個穩定輪,所有的車輪均為充氮氣的橡膠制作。其中兩個走行輪一前一后沿著軌道滾動,四個導向輪和兩個問定論垂直軌道滾動,相當于每輛車一共有16個橡膠車輪。在列車運行過程中,走行輪始終與軌道梁頂面接觸,輪胎的彈性主要緩沖車輛豎向振動。導向輪和穩定輪則起到緩沖車輛橫向振動的作用。懸吊式獨軌鐵路的軌道架設于支柱上端,車輛的車輪在車廂的上方,并支承于懸空軌道的鋼軌上。懸掛式車輛的走行部分有四個走行輪和四個導向輪,通過牽引電機驅動。

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          獨軌鐵路的技術簡單,速度較快,不受地面交通干擾,占地少,運行平穩等優點,其運送能力每小時在5000~2萬人,運行速度在30~40公里/小時。獨軌交通費用低廉,施工簡單,不需要大規模的土石方工程,其成本僅為地鐵的 1/3 ~ 1/4 ,除此之外其保養維修費用也不高。獨軌交通對地理條件適應性強,在地面用鋼筋水泥建起直徑為 1.2 ~ 1.5 米 的圓柱,然后在支柱之間架起軌道,軌道距地面高度為 7 ~ 19 米。只占用支柱基座面積,就能在城市上空開辟一條新的運輸線。它可以利用現在城市道路的中央分隔帶架設高空軌道,不必搬遷地面建筑,也不會帶來投資巨大的管線遷改工程。獨軌交通爬坡能力強,能通過 100 米 的小半徑曲線和 60 ‰的坡道。適合于城市中心區與衛星城之間的旅客運輸以及作為城區通往機場、碼頭等對外交通聯系的干線,最主要的是還可以作為城市的觀光游覽線路,為旅客提供賞心悅目的旅行體驗。但是獨軌交通也存在一些缺點,比如采用橡膠輪胎耗能比較大,比公交車低15%但是比地鐵高50%。因線路位于高架區域,一旦發生事故,救援相對困難。不過作為一種新型的軌道交通方式,安全保證措施必不可少,耗能高的缺點在它的強大優勢面前也不值一提。

         

          第八節:市郊鐵路

         

          在城市軌道交通中,市郊鐵路也屬于比較特殊的一種運輸方式,它的線路長度大多數都比地鐵和輕軌要長,速度也快得多,它的服務對象是針對郊區與城市中心區的旅客乘車需要。市郊鐵路采用的是輪軌技術,很多時候,它在分類上經常與常規的普速鐵路、高速客專相交叉。總而言之,市郊鐵路不是以運行速度來和其他交通方式進行區分的,而是以服務對象來區分。那么什么是市郊鐵路呢?市郊鐵路是指把城市市區與郊區、尤其是遠郊區聯系起來的城市軌道交通系統。它運行特點接近常規鐵路,往往與常規鐵路有便利的聯絡線連通,甚至共用一條軌道系統。隨著城市范圍的擴大,市郊鐵路也不再局限于市郊結合部,而是泛指以市中心為核心,覆蓋周圍地區的快速軌道交通系統,又可稱為城市快速鐵路。

        市郊鐵路極大拓展了城市的空間,降低了城市中心區的人口密度,減緩市內交通擁擠,提高了都市的生活質量。市郊鐵路特別適合特大型城市和衛星城之間的旅客交流。它將城市內部的軌道交通影響范圍一直拓展到城市之外,無形中將地鐵、輕軌等交通方式結合在一起,形成了一個龐大便捷的環都市圈的交通網絡。只要旅客位于這個網絡的某一點,總會非常快捷地到達目的地。

         

          在20世紀80年代,北京、天津、上海、南京、武漢等大城市都開行過市郊鐵路列車,為城市和郊區居民的上下班提供了便利。但是,隨著高速公路的異軍突起,市郊鐵路的優勢全無,最終被徹底擊敗。最主要的原因就是,市郊鐵路只是一個獨立的運輸體系,在城市地鐵、輕軌、有軌電車等新型交通方式出現之前,市郊鐵路因為車次少、間隔長、站點與城市交通銜接不緊密,乘客感到非常不方便,就像地鐵必須成網絡之后才能發揮威力一樣,市郊鐵路只有與其他交通方式無縫銜接,才會一鳴驚人。

         

          隨著城市規模的擴大,城市中心環境容量飽和,為市郊鐵路重新發展客運業務提供了契機。市郊鐵路由于客流量小,可以采取小密度的行車組織方式,它最主要的優點就是運輸能力大,旅行速度快,投資省,見效快,造價相當于輕軌的1/2、地鐵的1/5,環境污染和能耗又較低。在2008年,北京開通了從北京北站到西北新城延慶站的S2線市郊鐵路,方便了市民出行,又使得游客能快捷地前往八達嶺長城等景區游覽。除此之外,北京市還規劃了門頭溝、密云、大興、房山等地的5條市郊鐵路,形成市郊鐵路網。市郊鐵路的修建比較靈活,可以充分利用城市樞紐內廢棄不用但是還未拆除的舊鐵路,只要加以改造,就可以重新煥發生機。當然,必要之時修建新線也是不可或缺的,比如京津城際鐵路就是一個很好的例子。

         

          第九節:自動導軌交通

         

          自動導軌交通系統是一種車輛采用橡膠車輪,以導輪軌引導方向,在兩條平行的軌道上通過計算機控制自動運行的新型軌道交通系統,簡稱AGT系統。自動導軌交通系統最早在20世紀60年代由美國西屋電氣公司研發成功,日本和法國隨之跟進,各自開發出了風格各異的產品。日本稱之為新交通系統,法國命名為VAL系統,含義是輕型自動化運輸車輛。自動導軌交通系統的最大特點就是實現了車輛的無人駕駛。它的核心技術包括導軌技術和自動化控制技術。導軌導向分為兩種方式,一種是兩側導向,一種是中央導向。兩側導向技術的導軌設置在軌道兩側,通過走行輪與兩側導軌接觸實現車輛轉向。中央導向技術是將導軌設置在軌道中間,通過車輛底部成對配置的的水平輪接觸導軌進行轉向。自動導軌系統的軌道通常采用高架式的鋼筋混凝土長條形板帶,滿足車輛的橡膠輪在上面行駛的要求。車輛供電采用直流750伏特的外部電源。

        自動導軌交通系統可分為三大類型,一種是穿梭、環路型快速運輸系統(SLT),一種是群體快速運輸系統(GRT),另外一種是個人快速運輸系統(PRT)。穿梭、環路式快運系統是AGT系統中最簡單的一種,分穿梭與環路兩種。穿梭式系統使用容量約100人的大型車廂,通常沿著固定路線路循環行駛,猶如高樓中的自動電梯,故又稱水平電梯。除可作兩點間直接輸運外,中途亦可設站。環路式則沿環狀路徑繞圈行駛,中途設站停留。群體快運系統的主要服務對象為具相同出發地點與目的地的群體乘客,通常使用載運量為12至70 人之中型車廂,故可視為一種自動行駛的公共汽車。它因運輸量不大,可開行比較密集的班次外,還可設置分岔路線來收集支線的乘客。運行班次間隔可從3秒至1分鐘,服務方式可分定時排班或中途不停留。個人快速運輸系統使用2至6人容量的小型車廂,通過在精密電腦計算機自動化控制,在復雜的路網中運行,并通過道岔進出干線運載乘客。

         

          自動導向交通系統是一種自動化程度很高的中小運量的交通工具,完全由計算機自動控制,行車密度范圍可以根據乘客的多少隨時調整,能夠以高密度的行車組織方式運行,使用靈活,方便快捷。這種系統采用橡膠車輪,粘著力大,爬坡能力強,還可以通過小半徑曲線,對于復雜的地形適應性非常好。自動導軌系統主要用于穿梭式或者環形式乘客運輸,大型機場的登機廳與機場主樓之間的旅客運輸,游樂場所以及大型社區范圍內的旅客運輸等。對于城市中運量的旅客運輸,這種新型交通方式也會發揮很大作用。

         

          第十節:城軌交通的安全防災

         

          城市軌道交通系統通常為城市內部大型的基礎性設施,并且它直接面對的是活生生的旅客,這些基礎設施投資額巨大,施工周期長,環境因素復雜,風險很高。建成運營之后,為城市的發展帶來巨大的促進作用。一旦發生災害,不但會造成設施的損毀,更會帶來不可估量的生命財產的損失。因此,城市軌道交通系統的防災永遠是一項極為重要的課題,需要仔細研究、認真對待。

         

          給城軌造成沖擊的災害可分為自然災害和人為災害。自然災害包括洪澇、水淹、地震、雪災、臺風、泥石流、滑坡等;人為災害主要有戰爭、交通事故、火災、泄露、化學爆炸、環境污染、工程事故等。這些災害的共同特點就是災害空間分布的有限性、潛在性、突發性,以及發生災害時間、地點的強隨機性,必須采取可靠地手段將這些災害的破壞程度降低到最小。

         

          對于防火的要求,地下鐵道的出入口、通風亭的耐火等級為一級,車站站臺、樓梯、疏散通道等旅客集散區域的墻壁必須采用耐火阻燃材料。必須設置隔火墻等阻止大火蔓延的障礙物,防火門采用平開門,在關閉后能從任何一側手動開啟,每一個防火區的安全出入口不能少于兩個。地鐵內部的消防栓設置的最大間距以及最小的用水量應符合有關標準規定,必須設置事故機械通風系統,將排煙系統與排風系統合用,二者在災害發生時可以轉換使用。必須設置火災疏散指示和防災救護設施,同時設置防災自動報警系統和監控系統。對于抗震要求,所有的地下結構和高架結構的抗震等級滿足抗震設計規范規定。對于防空襲的技術要求,地鐵等地下結構全部為鋼筋混凝土筑就,是得天獨厚的防空襲場所,在設計和施工中要充分考慮防空襲的特殊規定。對預防水災的技術要求,要防止地面洪水沿車站出入口灌入地下,破壞地下設施,影響交通運輸。結構本身要防水,同時使用防水卷材、防水涂料。

         

          電力牽引的列車采用直流供電,利用走行軌作為回流通路,鋼軌因為長時間使用后絕緣效果降低,就會發生鋼軌內部的直流電泄漏到道床、車站、隧道和其他管線里面,給這些設施造成破壞,這種泄露的電流稱為雜散電流。雜散電流的泄露不但會給地鐵周圍的地下公共環境造成污染,還會對地鐵的基礎設施的圍護結構產生腐蝕,所以必須防止這種情況發生。通常采用的方法之一就是將地下基礎中的管片鋼筋進行焊接變成等電位體,形成法拉第籠,以達到防止雜散電流的目的。

         

          城軌交通系統的防災,尤其是地鐵的防災,必須在設計期間考慮周全。對于高架輕軌以及地面的有軌電車,主要就是防止突發的事故之后,能夠為乘客提供寶貴的疏散時間。

         

          (本文選自山西教育出版社《鐵路擎起的朝陽》一書,作者王麟

         


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