城市軌道交通綜述

內容提要： 本文介紹了各種形式的城市軌道交通及各自的特點。
關鍵詞： 軌道交通，地鐵，內燃動車組，電車，磁懸浮列車
城市軌道交通，顧名思義是依托固定軌道運行的城市客運交通方式，它是區別于橡膠輪胎式城市公交客運的一種交通方式，它的最大特點是磨擦系數小、運行平穩。實際上，城市軌道交通并非完全是新生事物，過去的有軌電車多少可以說是目前軌道交通的雛形，目前仍有少數城市保留了有軌電車這一交通方式。
城市軌道交通的類型按照運行速度，一般可以分為城市有軌電車、城市輕軌（包括單軌）、地下鐵道
（內燃動車組）等，一個城市可以根據需要發展其中一種軌道交通，或者幾種軌道交通相互配合，主要是根據城市的規模、對運量的需求、環境特點以及城市布局來選定。城市高峰運量為8～5萬人次 可選用城市有軌電車； 運量在1～4萬人次 可選用城市輕軌； 運量在4萬人次 以上則可選用地鐵。在大型或者特大型城市中心地區主要發展地下鐵道，在客流量不大時，使用地鐵不經濟； 在聯系大型城市中心與郊區時宜采用市郊鐵路（內燃動車組）或地方鐵路。城市有軌電車一般在地面運行，不設封閉系統。地鐵和城市輕軌的界限就不明顯：地鐵大部分在地下運行，也有采用地面或高架運行的； 而城市輕軌一般在地下或高架運行，且大多為全封閉運行。
城市軌道交通具有客運量大、舒適性高、對環境污染小、能源利用好的特點，并以其快速、安全、便捷成為解決城市交通的首選方案。隨著我國城市化進程的不斷加快，交通阻塞、乘車難、行路難已成為制約城市發展的重要因素。因此，軌道交通正日益受到世人的普遍關注。磁懸浮列車的出現，更是城市交通向高科技發展的體現。城市地鐵常建于大城市中心地區，其特點是運行速度快，運量大，能迅速疏散乘客，不易阻塞，運行速度在～ 之間。地鐵多以電力為驅動動力，第三軌供電。采用全封閉信號控制運行，運行間隔可達2～ 。地鐵的安全、快速、準時是其它軌道交通無法比擬的。但由于造價高，達4～6億元/， 因此制約了其發展。圖1所示為北京地鐵。除北京、上海、廣州和深圳地鐵以外，國內南京、沈陽、青島、武漢、大連等城市即將或者已經開始興建地鐵。

圖北京地鐵
內燃動車組

內燃動車組是固定編組的旅客列車。一般由4節車廂組成，其兩端為動力車，準軌鐵路運行（ 軌距）， 用于輸送近郊旅客和城際中、短途旅客，目前是航空和高速公路客運市場的強有力競爭者。尤其對于短途客運，完全可以做到讓旅客“朝發夕至”。
由于內燃動車組的運量大，單向最大運量可達8萬人次， 最大運行速度高，一般為0～h。加上投資省、見效快、速度快、效率高、技術上容易實現、服務范圍廣，可用其連接市中心與郊區的交通，因此在國外得到了廣泛的運用，并與地鐵、輕軌共同構成城市軌道交通網絡。
值得指出的是內燃動車組動力車功率較大，起動加速較快，對動力性、安全性和穩定性有較高要求。在結構上，牽引頭部要流線型化，車輛連接的密封性要求較高。圖2為鐵道部青島四方機車車輛廠在 年為哈爾濱鐵路局制造的極富現代特色的“子彈頭”動車組。 年 月 日正式在滬寧杭地區投入運行的“新曙光號”則是由上海鐵路局、鐵道部戚墅堰機車車輛廠、南京浦鎮車輛廠聯合開發的2動9拖內燃動車組，其設計最高速度達h。

圖 子彈頭動車組
城市軌道公交電車
城市軌道公交電車，又稱有軌電車，是一種運輸量介于城市公共汽車和地鐵、輕軌之間的路面客運工具。城市軌道公交電車依靠城市道路的有軌線路運行，它的前身是舊式的有軌電車。但比舊式的有軌電車有較大的先進性，并賦予了許多現代科技的內涵。其最佳運行線路為～，客運量在5萬人次/h， 有很好的經濟性。
相對于地鐵、輕軌來說，城市軌道公交電車投資小、建設周期短，其軌道可分為地面、高架和地下3種，線路可分為全隔離、半隔離、通過公路平交道等多種形式。與城市公共客車相比，有通行優先權的優勢，公路運輸更趨方便。它具有磨擦系數小、耗能經濟、客運量較大，控制方便、速度較快的特點，其最顯著的特點是運行平穩。
城市軌道公交電車是零污染產品，對改善城市環境有相當大的作用，具有“綠色交通”的美稱。現代城市軌道電車一般設計成流線型的面包車外


圖 城市軌道電車
觀，采用2～3節客車鉸接成整輛電車的轉向架結構，雙向駕駛。其動力來源于架線電力。由 或者V的直流高壓供電，由直流牽引電動機驅動。現代新技術則采用脈寬調制逆變器三相交流電輸出驅動技術； 用 元件 變壓變頻控制，使機車具有調速性能好、輔助重量輕、運行可靠的性能； 轉向架輔以盤式制動及磁軌制動； 懸掛系統采用空氣懸掛器支承車身； 并采用符合現代乘客要求的低地板踏步設計； 外觀設計豪華氣派、內部裝飾舒適典雅，可以成為點綴城市風景的一道流動景觀，如圖3所示。
磁懸浮列車
磁懸浮列車實際上是依靠電磁吸力或電動斥力將列車懸浮于空中并進行導向，實現列車與地面軌道間的無機械接觸，再利用線性電機驅動列車運行，如圖4所示。雖然磁懸浮列車仍然屬于陸上有軌交通運輸系統，并保留了軌道、道岔和車輛轉向架及懸掛系統等

圖 磁懸浮列車

許多傳統機車車輛的部件，但由于列車在牽引運行時與軌道之間無機械接觸，因此從根本上克服了傳統列車車輪粘軌限制、機械噪聲和磨損等問題，所以就成為高級的城市軌道交通工具。
磁懸浮列車分為常導型和超導型兩大類。常導型也稱常導磁吸型，以德國高速常導磁懸浮列車 為代表，它是利用普通直流電磁鐵電磁吸力的原理將列車懸起，懸浮的氣隙較小，一般為 左右。常導型高速磁懸浮列車的速度可達0～ n， 適合于城市間的長距離快速客運。而超導型磁懸浮列車也稱超導磁斥型，以日本V為代表，它是利用超導磁體產生的強磁場，列車運行時與布置在地面上的線圈相互作用，產生電動斥力將列車懸起，懸浮氣隙較大，一般為m左右，速度可達h以上。
磁懸浮列車的穩定、安全、節能、環保等優點十分明顯。
（1） 磁懸浮列車沒有任何機械振動，旅客乘座感覺十分舒服。
（2） 磁懸浮列車多為半封閉運行，因此安全性極高。據有關專家評估，其安全系數是飛機的 倍，是普通列車的0倍，是高速公路汽車的0倍。
（3） 耗能低是其又一具有吸引力的特征。所消耗的能源僅為飛機的3， 高速列車的3， 這對于能源日趨緊張的人類社會無疑具有重要意義。
（4） 磁懸浮列車在運行中對周圍環境沒有不良影響，沒有機械噪聲產生。
（5） 由于磁懸浮列車沒有任何磨損，所以無須經常更換零部件，使日常維護變得方便簡單。最近，國內各種新聞媒體競相報道了中國第一條磁懸浮列車線即將在上海浦東安家落戶的消息。這條全長 多 、設計時速為h的磁懸浮列車線不僅將是國內第一條而且也是世界上興建的首條將投入商業運營的高速磁懸浮列車線。由江蘇常州長江客車集團工礦車輛有限公司與北京控股公司、中國國防科技大學、上海飛機制造廠四家聯合為北京八達嶺游覽區設計開發的磁懸浮列車，雖然運行速度不高，運距也不長，但確實是第一條由中國人自已設計制造且用于商業運營的游覽觀光磁懸浮列車線。
實事求是地說，盡管磁懸浮列車具有前面所述的種種優點，并且在一些國家也取得了較大的發展，有的甚至已基本解決了技術方面的問題而開始進入使用研究乃至商業運營階段，但它的發展同樣受到許多方面的制約。
（1）造價十分昂貴，由于無法利用既有的線路，必須全部重新建設，所需的投入較大，利潤回收期長，投資的風險系數也高，從而也在一定程度上影響了投資者的信心，制約了磁懸浮列車的發展。
（2） 常導磁懸浮技術的懸浮高度較低，因此對線路的平整度、路基下沉量及道岔結構方面的要求較超導技術更高。
（3） 由于磁懸浮系統是以電磁力完成懸浮、導向和驅動功能的，斷電后磁懸浮的安全保障措施，尤其是列車停電后的制動問題仍然是要解決的難題，其高速穩定性和可靠性還需很長時間的考驗。
（4） 超導磁懸浮技術由于渦流效應，懸浮能耗較常導技術更大，冷卻系統重，強磁場對人體與環境都有影響。

中國地源遼闊，各地區的發展情況相去甚遠，由于受歷史的影響，目前在一此地方仍然還存在著各種各樣的地方鐵路交通。它們的軌距大小不一，但以窄軌居多，有m或 。功率不大是地方鐵路的另一個特點。由于與國家準軌的互通性差，因此地方鐵路最終會退出歷史舞臺。但無論如何，它還將繼續存在一段時間。例如我國河南輝縣地方鐵路、江西景德鎮地方鐵路等。
特種軌道交通
隨著人們對生活質量不斷提高的要求和市場經濟的發展，一些特殊要求的軌道交通正逐漸進入人們的生活，特別是近郊旅游業的發展需要。這類軌道交通

圖軌道仿古式蒸汽機車