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鐵路交通的優(yōu)點精選(九篇)

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鐵路交通的優(yōu)點

第1篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

關鍵詞:鐵路運輸;運輸結構;演進趨勢;分析;建議

作為惠國惠民的鐵路運輸工程建設,對我國交通運輸體系的發(fā)展有著不可替代的重要作用。交通運輸理論研究是經(jīng)濟發(fā)展過程中的一項重要內(nèi)容,其中運輸結構與演化、運輸?shù)慕?jīng)濟適應性等則是其研究重點。為了使鐵路交通運輸更好地服務于社會,應對其運輸結構的演進趨勢進行仔細研究和系統(tǒng)分析,保證鐵路運輸系統(tǒng)安全高效的工作狀態(tài)。

一、鐵路運輸結構分析

鐵路作為我國運輸?shù)闹袌粤α浚溥\輸結構的組成主要包括服務對象、功能結構、區(qū)域分布等三方面內(nèi)容,現(xiàn)針對其內(nèi)容進行以下詳細分析:

1.服務結構:根據(jù)其運輸對象的不同主要分為旅客運輸結構和貨物運輸結構。鐵路貨物運輸結構隨著社會的發(fā)展在貨運運輸中發(fā)生改變,由于改革開放前,我國對鐵路政策的重視,當時鐵路貨物運輸是最為重要的運輸結構,但隨著公路運輸和海洋及河流運輸?shù)陌l(fā)展,貨物運輸結構發(fā)生微調(diào),鐵路運輸量逐漸減少。

2.不同運輸方式間的結構:隨著各種運輸方式的形成與發(fā)展,鐵路運輸已面臨嚴峻挑戰(zhàn)。由于運輸貨物的性質不同,各種運輸方式所占比例也有所變化。公路運輸近幾年飛速發(fā)展,在我國交通運輸中所占比例逐漸擴大,這是由于其運輸具有靈活性和通達性等優(yōu)勢。但對于木材、煤炭、糧食等傳統(tǒng)的大型貨物,鐵路運輸仍占有明顯優(yōu)勢,這是由于鐵路運輸結構具有運輸量大、經(jīng)濟適應性強等優(yōu)點

3.區(qū)域分布結構:根據(jù)國家對區(qū)域的劃分,將最早進行改革開放政策和經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)劃分為東部,經(jīng)濟發(fā)展較為緩慢的地區(qū)劃分為西部。如下表二顯示,隨著城鎮(zhèn)化建設的推進,鐵路交通運輸業(yè)的發(fā)展也逐步加快,各地區(qū)間的差異已逐漸縮小。

二、鐵路運輸結構演進趨勢分析及改進措施

1.運輸結構演進趨勢分析

(1)運輸結構趨于合理化:根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的需求不同,多元化運方式的發(fā)展也趨于合理化。鐵路運輸對于中長途客運和貨運有著重要作用,而公路運輸具有靈活性,在短途和特定運輸?shù)确矫婢哂休^為明顯的優(yōu)勢,但兩者在一定范圍內(nèi)也存在著較大競爭關系。因此,在經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天,合理規(guī)劃各個運輸方式的結構比例,對提高我國運輸業(yè)發(fā)展有著重要意義。

(2)鐵路運輸與其他運輸方式的競爭趨于激烈:高鐵作為鐵路運輸中的重要組成部分,其發(fā)展也影響著各種運輸方式間的競爭性。針對現(xiàn)有的各種運輸方式,其中航空運輸具有舒適度高、運輸速度快、運輸成本高等特點,公路運輸具有通達性好、污染程度高、運輸成本大等特點,鐵路運輸具有能源消耗低、運輸量大、運輸速度快、污染程度低等特點,根據(jù)需求不同選擇運輸方式也有所差異,各種運輸方式間的競爭也隨之增加。其中,高鐵的輕便性優(yōu)勢更為適合我國可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.完善鐵路運輸結構的改進措施

(1)改革運輸服務結構,優(yōu)化服務質量:首先,實行票價改革。根據(jù)鐵路運輸季節(jié)的不同,在運力充沛的情況下,適當降低票價,吸引客流;運力緊張時,適當調(diào)高票價,降低鐵路運輸壓力。其次,根據(jù)顧客對象的實際需求,調(diào)整服務重點,提高服務質量,增強其競爭優(yōu)勢。如針對學生群體,應將服務重點調(diào)整為票價和時間;針對家庭群體,應將服務重點調(diào)整為舒適度、安全性等方面。

(2)建立高鐵運輸網(wǎng)絡,完善各地區(qū)間的聯(lián)系:隨著高鐵的飛速發(fā)展,其在交通運輸中發(fā)揮的作用不容忽視。但高鐵的建立并沒有達到全面化,部分地區(qū)仍然沒有分布,因此,建立完善的高鐵網(wǎng)絡迫在眉睫。完善的高鐵網(wǎng)絡可有效增加鐵路運輸在短距離運輸中的競爭力,可替代部分航空運輸,優(yōu)化運輸業(yè)的運輸質量和效率。

(3)改革運輸方式,提高運輸速度:合理組合鐵路、公路、航空等多種運輸方式,提高運輸速率。如公路一鐵路聯(lián)合運輸可根據(jù)鐵路運量大的優(yōu)勢進行干線運輸,根據(jù)公路通達性的優(yōu)勢進行分發(fā)和匯集,提高運輸效率;鐵路一航空聯(lián)合運輸是指將高鐵和樞紐機場進行整合,提高貨運效率。

第2篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

關鍵詞: 單軌鐵路; 跨座式; 構造; 性能; 綜述

1  概 況

跨座式單軌鐵路(Straddle Type Railway) 就是只通過單根軌道來支承、穩(wěn)定和導向, 車體騎跨在軌道梁上運行的鐵路。

世界上第一條跨座式單軌鐵路線誕生于1888 年, 是由法國人Charle Larligue 設計, 在愛爾蘭鋪設的, 線路長約15 km , 由蒸汽機車牽引, 最高速度h43 km·-1 旅行速度29 km·h-1 , 這條線路一直運行到1924 ,年10 月[ 1 ] 。在第二次世界大戰(zhàn)以后, 隨著科學技術的進步, 跨座式單軌鐵路技術才受到各方重視, 逐漸完善和成熟起來。1952 年, 德國工業(yè)家Axellenard Wenner2Gren 在德國科隆附近的菲林根建造了一條單軌線進行實驗研究。經(jīng)過反復試驗, 于1958 年得出這樣的結論: 采用跨座式、混凝土軌道和橡膠充氣輪胎能達到最好的效果。這就是目前所稱的ALWEG 型跨座式獨軌鐵路。后來美國、日本和意大利等許多國家都修建了這種形式的獨軌。其中尤以日本建成的線路最多。

60 年代初期, 日本的工程師將改良后的AL2 WEG 型跨座式單軌鐵路用作游樂園、動物園的游覽車。1964 年, 東京修建的從市中心到羽田機場的單軌線, 開始把跨座式單軌鐵路作為城市公共交通的運輸工具[ 4 ] 。羽田線成為旅客出入羽田國際機場的重要通道, 在東京城市交通中發(fā)揮著重要作用。之后, 日本的大阪、北九州等城市也相繼修建了跨座式單軌鐵路。至1993 年, 各國運營中的跨座式單軌線路共有13 條[ 1 ] (如表1 所列); 至2000 年3 月, 日本有4 條跨座式單軌線處于建設中[ 2 ] (如表2 所列) 。

表1  各國運營中的跨座式單軌鐵路

表2  日本建設中跨座式單軌鐵路( 2000 年3 月)

2  構造特點

與常規(guī)鐵路相類似, 跨座式單軌交通系統(tǒng)也是由線路、車輛系統(tǒng)、機電設備、車輛段及綜合維修基地等部分組成, 同時, 作為一種技術先進的城市軌道交通, 單軌鐵路某些部分的構造又有其獨特之處, 其構造的特殊性主要在于線路和車輛系統(tǒng)(如圖1 所示) 。

圖1  跨座式單軌軌道梁與車輛斷面圖/ mm

2.1  線路

跨座式單軌鐵路通常采用全封閉的高架系統(tǒng), 它的線路部分包括軌道梁、支柱、高架車站及單軌道岔。其中軌道梁和線路道岔具有非常獨特的結構型式。

(1) 軌道梁

跨座式單軌的軌道梁有預制混凝土軌道梁和鋼制軌道梁兩種。大多數(shù)跨座式單軌鐵路都采用標準預制混凝土軌道梁, 跨度為20 m~22 m , 斷面一般采用工字型中空截面, 高度為1.5 m , 寬度為0.85 m[3 ,5 ] 。軌道梁采用預應力混凝土( PC) , 全部由專用模板制成, 具有較高的精度。當跨度大于22 m 或軌道梁建筑高度很高時, 原則上采用鋼制軌道梁。鋼制軌道梁斷面一般采用箱型截面。

(2) 單軌道岔

跨座式單軌道岔是有一定長度的道岔梁, 一端可以移動, 每片道岔梁均固定在一個支承臺車上, 由臺車上的電動機驅動, 操作安全、可靠??缱絾诬壍啦砜梢苑譃閮煞N類型: 一類是柔性鉸接型, 可使道岔連續(xù)彎成曲線; 另一類為簡易鉸接型, 轉轍時道岔梁在轉轍點前方保持一定距離的直線, 用于車庫內(nèi)部或低速區(qū)段[6] 。根據(jù)連接線路的數(shù)量和形式, 跨座式單軌道岔又可分為單開道岔、交叉道岔和三開道岔。

2.2  車輛系統(tǒng)

跨座式單軌列車采用專用的跨座式單軌電動車組, 由四節(jié)、六節(jié)或八節(jié)車輛編組[7] ; 列車兩端的車輛帶有司機室; 每節(jié)車輛由車體和兩臺轉向架共同組成。跨座式單軌車輛的車體、車內(nèi)設備、車門等的構造都與普通城市輕軌車輛相類似。車體采用輕合金焊接結構, 重量輕, 具有很好的耐火性能。

轉向架是車輛的核心部件, 也是最能夠體現(xiàn)跨座式單軌系統(tǒng)運行特點的部分。跨座式單軌車輛的轉向架為二軸轉向架, 車軸為單懸臂固定在轉向架上, 每根軸上裝有兩個走行輪, 直徑為1 006 mm , 是充入氮氣的橡膠輪胎。轉向架兩側上方各設兩個導向輪, 下方各設一個穩(wěn)定輪, 它們都是充入空氣的橡膠輪胎, 直徑為730 mm[8] 。為防止輪胎放炮, 三種車輪都裝有鋼制備用輪, 并設有輪胎檢測裝置。轉向架構架是鋼板焊接結構, 不設置搖枕, 車體直接支承在空氣彈簧上, 既保證舒適性又能達到輕量化的目的。

3  技術特點

結構的特殊性決定技術的特殊性, 跨座式單軌鐵路的供電、通信、信號、環(huán)控通風、給排水、防災報警、自動檢售票等機電設備與常規(guī)軌道交通基本相同, 車輛段及綜合維修基地也沒有太大差別, 因而其技術上的特點主要體現(xiàn)在車輛的轉向架、軌道梁和線路道岔三個方面。

車輛的轉向架采用騎跨在軌道梁上的結構, 采用走行輪傳動, 通過設在轉向架兩側的水平輪胎導向和穩(wěn)定車體, 這一點不同于常規(guī)鐵路采用的鋼輪-鋼軌系統(tǒng), 走行輪對同時兼有傳動和導向的功能。此外, 橡膠輪胎與軌道梁接觸的變形和受力機理都不同于鋼制輪軌。因而轉向架的技術比較獨特, 需要進行深入系統(tǒng)的研究。

跨座式單軌鐵路的軌道梁不僅是承重的橋梁結構, 同時也是支承和約束車輛行駛的軌道, 此外軌道梁還是牽引電網(wǎng)的載體, 因而, 它是集多種功能于一體的建筑結構, 既要有足夠的強度, 又必須具有足夠的精度。

線路道岔也是集導向和承重于一體的結構, 因而較高的承載能力和搬動時的輕便靈活對于道岔結構同等重要。道岔的性能直接影響線路的安全性、平穩(wěn)性和運營效率, 因而, 單軌鐵路的道岔技術非常重要。

4  走行特點

在軌道梁上行駛的城市單軌車輛轉向架上裝有三種輪胎: 走行輪、導向輪和穩(wěn)定輪( 如圖2 所示), 它的走行機理與鋼輪-鋼軌系統(tǒng)完全不同。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(wěn)定輪則起到緩沖車輛橫向振動的作用。如果轉向架在平衡位置沒有位移, 導向輪和穩(wěn)定輪將以有效半徑向前滾動; 當轉向架發(fā)生橫向位移(橫移、側滾、搖頭) 時, 導向輪和穩(wěn)定輪隨之產(chǎn)生偏移, 這時單側或雙側的水平輪胎會受到軌道梁側面的徑向壓力, 這種壓力將迫使轉向架回到平衡位置。

圖2  單軌車輛的走行系統(tǒng)

鋼制輪軌的導向是由鋼軌約束輪對的橫向和豎向位移, 再通過一系懸掛、二系懸掛將這種約束依次傳遞給轉向架和車體。而單軌系統(tǒng)則是導向輪和穩(wěn)定輪主要承受軌道梁的橫向約束, 走行輪主要承受豎向約束。橫向約束通過導向輪和穩(wěn)定輪傳遞給轉向架; 豎向約束由走行輪傳遞給轉向架, 再傳遞給車體。跨座式單軌車輛的走行特點, 將使軌道梁承受較大的扭轉荷載。

轉貼于 5  性能特點

將跨座式單軌系統(tǒng)的車輛技術參數(shù)、線路技術參數(shù)以及運營組織模式等與普通高架輕軌系統(tǒng)進行比較(如表3 所示), 可以看出單軌鐵路在性能方面具有以下特點:

(1) 單軌鐵路與常規(guī)輕軌同屬于中等運量的軌道交通, 工程投資和運營費用相近。

表3  跨座式單軌鐵路與高架輕軌的性能比較[ 9]

噪音較低較高其環(huán)境問題日照較小較大它城市美觀較小較大

方面乘車舒適性好較好

工程施工期短較短

注:11 括號中數(shù)字為帶有司機室車輛的參數(shù)。21 輕軌車輛的參數(shù)為4 軸車輛的相應數(shù)據(jù)。

(2) 跨座式單軌鐵路具有如下優(yōu)點:

① 能有效利用城市空間

軌道梁的梁寬很小, 支柱結構細長, 占地面積很小, 可以建在道路的中央分隔帶和較狹窄街道上; 走行輪的摩擦系數(shù)較大, 列車爬坡能力強, 車輛軸距小, 能通過較小的曲線半徑, 因而適應地形能力強, 可以在建筑物密集和地形起伏大、坡陡彎急的地方建造。

② 乘坐舒適

轉向架采用充氣的橡膠輪胎和空氣彈簧, 因而車體振動很小。車廂配有冷暖空調(diào)裝置和機械通風裝置, 窗戶寬大、視野開闊, 具有很好的舒適感。

③ 運行安全、正點

車輛運行速度快、加減速性能好, 三種輪胎都配有鋼制備用輪胎, 充分保障了系統(tǒng)的運營安全。系統(tǒng)的運行采用全封閉模式, 與其它交通形式不相互干擾, 因此單軌列車運行穩(wěn)定、安全、正點。

④ 對環(huán)境影響小

車輛采用橡膠輪胎, 降低了噪音; 列車采用電力牽引, 無廢氣產(chǎn)生; 而且由于是直流電源供電, 不產(chǎn)生電磁波, 所以對沿線的環(huán)境和居民生活影響很小。此外由于軌道梁寬度很小, 對地面的遮光很小; 同時車輛的供電裝置設在軌道梁上, 沒有架空接觸網(wǎng), 給行人的壓抑感也小。

⑤ 施工簡便, 工期短

標準軌道梁可以在工廠預制, 現(xiàn)場拼裝, 從而縮短建設工期; 牽引電網(wǎng)接觸導線剛性布置在軌道梁的側壁, 也比架空接觸網(wǎng)和第三軌受電方式施工簡便, 工期短。

(3) 跨座式單軌鐵路的缺點有:

① 道岔結構復雜

由于線路道岔結構復雜, 搬動比較費時, 因而限制了列車運行間隔不能低于215 min 。

② 能耗較大

由于走行輪胎和軌道梁之間的摩擦系數(shù)較大, 因而能源消耗較大。

6  適用范圍

跨座式單軌鐵路是城市綜合交通體系的一個有機組成部分, 可以與其它交通方式配合使用。對整個交通系統(tǒng)進行規(guī)劃時必須考慮: 不出現(xiàn)交通阻塞和擁擠, 交通事故發(fā)生率低, 對環(huán)境影響小; 乘車方便, 等車和乘車時間短; 有足夠的運輸能力; 經(jīng)濟性能好, 造價和運營費用低; 乘坐舒適; 隨著城市的發(fā)展, 能靈活地滿足對交通運輸?shù)男枰?/p>

跨座式單軌鐵路能滿足上述6 個條件中的大部分, 因而, 它是利用范圍很廣泛的交通工具。一般地, 跨座式單軌鐵路用于下述情況:

(1) 建成市區(qū)內(nèi)的環(huán)狀路線, 用做公務交通;

(2) 作為市中心與第二中心之間的連接線;

(3) 作為居住區(qū)與商業(yè)區(qū)、旅游景點之間的運輸線;

(4) 用作大城市的通勤干線或地方城市沿城市軸線的干線;

(5) 連接衛(wèi)星城和城市中心區(qū)的線路;

(6) 作為城市綜合交通系統(tǒng)的有機組成部分, 與機場、火車站或其它城市對外樞紐站相連接。

7  應用前景

7.1  跨座式單軌鐵路是改善中國城市交通狀況的有效途徑之一

我國城市的現(xiàn)有的交通系統(tǒng)存在諸多問題, 比較突出的有三個方面: 高峰時段堵塞和擁擠嚴重; 交通結構單一; 對環(huán)境的影響較大[ 11 ] 。

導致交通不暢的根本原因在于現(xiàn)有的城市交通結構過于單一, 大、中運量的軌道交通在城市交通中的比重太小。市區(qū)的旅客運輸主要由公共汽車、無軌電車等常規(guī)公交工具和自行車承擔。迄今為止, 全國只有北京、上海和廣州三個城市有地鐵和輕軌運營線, 而且運營里程都不長( 分別為北京94.7 km ; 上海95.2 km ; 廣州27.3 km) , 依然不能滿足日益增長的交通需求。

要從根本上解決我國城市交通存在的問題, 就必須調(diào)整現(xiàn)有的交通結構, 建立綜合交通系統(tǒng)。規(guī)劃和建設綜合交通系統(tǒng)的首要任務是合理規(guī)劃和發(fā)展各種軌道交通。作為中等運量的軌道交通, 跨座式單軌鐵路是符合我國城市需求的交通形式。

跨座式單軌鐵路具有比地鐵成本低、工期短, 比輕軌高架線占地少、污染小、能有效利用道路中央隔離帶, 適于建筑物密度大的狹窄街區(qū)的優(yōu)點, 此外, 單軌交通的車輛和軌道容易檢查和維修養(yǎng)護, 軌道使用壽命長。相對于上述優(yōu)點而言, 單軌的缺點影響不是很大, 不足以妨礙其使用。因而, 它不失為大城市客流中等的交通線路和中等城市主要交通線路的較好選擇。特別是在地形條件復雜, 利用其他交通工具比較困難的情況下, 更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。可以認為, 建設和發(fā)展單軌鐵路是改善我國城市交通狀況的一個有效途徑。

7.2  中國修建跨座式單軌系統(tǒng)的技術可行性

第3篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

校南街是連接礦區(qū)、口泉區(qū)及城區(qū)的城市Ⅰ級主干道,總體線形呈扇形布置。本次設計是在規(guī)劃校南街的基礎上,根據(jù)現(xiàn)場實際情況并結合道路周圍規(guī)劃片區(qū)對道路線形進行了合理調(diào)整比選。方案一:該方案為原規(guī)劃線形,道路從同泉西路開始沿著現(xiàn)狀校南街向東經(jīng)過平泉路口后,直接向東穿過礦區(qū)公安局南側住宅樓、山西工業(yè)職業(yè)技術學院運動場及其東側住宅區(qū),然后穿過大同煤炭高級技校繼續(xù)向東與西北環(huán)高速公路相交后,在高速公路東側沿著東北方向,依次與現(xiàn)狀北同蒲鐵路、省道206、十里河總干渠、十里河、大秦鐵路云聯(lián)線、大塘路、電廠運煤專線相交后到達設計終點。該方案的優(yōu)點是遵循大同市總體規(guī)劃,路網(wǎng)布局間距合理。缺點是破壞了山西工業(yè)職業(yè)技術學院及大同煤炭高級技校兩個學校的完整性,同時拆遷相對較大。方案二:該方案是在方案一的基礎上為了保證山西工業(yè)職業(yè)技術學院及大同煤炭高級技校兩個學校的完整性,將規(guī)劃道路線形向南局部調(diào)整,調(diào)整后的道路線形基本沿著校南街從兩個學校南側穿過,然后向東穿過西北環(huán)高速公路后與規(guī)劃線形合并。該方案的優(yōu)點是保證了山西工業(yè)職業(yè)技術學院及大同煤炭高級技校兩個學校的完整性,拆遷量較小。缺點是道路向南偏移143m,改變了局部路網(wǎng)的間距密度。通過對以上兩個線形方案的比選,推薦采用方案二。

2縱斷面設計

道路縱斷設計主要考慮該道路的交通性質,周邊居民的出行方式,以及道路所處場地的地形、地貌等條件,本著滿通要求、防洪要求、居民出行方便快捷以及土方平衡等原則進行設計。道路縱斷面設計以沿線的排水渠標高、現(xiàn)狀道路的標高、鐵路頂進箱涵處鐵軌頂標高、河道防洪及沿線節(jié)點的相交方式等進行道路豎向設計。

3橫斷面設計

1)規(guī)劃校南街道路紅線寬50m。推薦方案橫斷面布置為人非共板形式,即中間為4m綠化分隔帶,兩側各14m機動車道、9m路側帶(即:2m樹穴帶、4m非機動車道、3m人行道)。該方案的優(yōu)點是機動車與非機動車完全分離,同時機動車道相對較寬,道路通行能力較大。缺點是道路綠化面積相對較少。比較方案:橫斷面布置方式為人非共板形式,即中間為4m綠化分隔帶,兩側各11m機動車道及12m路側帶(即:5m綠化帶、4m非機動車道、3m人行道)。該方案的優(yōu)點是機動車與非機動車完全分離,道路綠化面積相對較大。缺點是機動車道相對較窄,道路通行能力相對較差。經(jīng)比選論證,最終采用推薦方案,道路橫斷面設計充分考慮交通量發(fā)展的可預見性,機動車道采用雙向八車道,交通容量大,通行能力較高,符合道路作為聯(lián)接大同市西南區(qū)域紐帶的定位。道路設計以人為本,道路最終采用人非共板斷面形式,既科學合理地分配了有限的道路資源,又保證了行人、非機動車、機動車各行其道的安全性。2)道路在下穿高速公路、鐵路時采取如下斷面:推薦斷面:該斷面為單箱四室的斷面,中間為兩孔均為15m的機動車道,兩側各為1孔7m的非機動車道及人行道共板。該方案的優(yōu)點是,下穿斷面同道路斷面基本一致,保證了直行車輛的連續(xù)流暢性。缺點是投資較高。比較斷面:該方案斷面為單箱四室的斷面,中間為兩孔均為12.5m的機動車道,兩側各為1孔7m的非機動車道及人行道共板。該方案的優(yōu)點是斷面相對較小,投資較低。缺點是下穿斷面比道路斷面減少一個車道,對路線直行車輛造成一定影響。3)被交道路下穿斷面。道路與大塘路相交時,大塘路下穿校南街。下穿斷面為單箱兩室的斷面形式。每孔為12.5m的機動車道。

4節(jié)點方案設計

校南街作為城市主干道,所以道路與城市主干路和次干路相交時盡量采取平交方式。對于道路與沿線鐵路、高速路及公路的交叉問題,根據(jù)各個節(jié)點的不同特點,進行了優(yōu)化方案設計。道路跨越沿線溝渠、河道,設計中綜合考慮其規(guī)劃斷面及高程,經(jīng)過詳細計算確定了橋型、橋梁斷面,保證了構筑物的安全可靠、經(jīng)濟合理。1)考慮到西北環(huán)高速公路的特殊性,相交時采用分離式立交,結合該段高速公路高路堤的實際地形,校南街采取下穿通過西北環(huán)高速公路。2)由于北同蒲鐵路與省道206線相互緊鄰,道路相交時須同時采取分離式立交,根據(jù)沿線鐵路地勢較高的情況,采取了主線全斷面下穿的方式通過。在主線人非系統(tǒng)外側增設8.5m寬輔道與省道相連,交通流采用右進右出方式實現(xiàn)。3)道路與大秦鐵路云聯(lián)線及電廠運煤鐵路專線相交時采用分離式立交,道路采用下穿方式通過。4)大塘路作為運煤專線公路,其車流量大且車輛行駛對道路兩側的景觀及噪聲影響較大,校南街作為城市主干路,景觀性要求高,根據(jù)其特性,校南街與大塘路相交時,維持校南街與周圍地形相近,采取大塘路下穿校南街的交通方式,以減少對道路景觀的影響。根據(jù)總體規(guī)劃,大塘路規(guī)劃紅線寬度為60m,設計時對該節(jié)點按遠期規(guī)劃一次形成,下穿斷面為兩孔12.5m箱構,兩側分別設7.5m寬輔道、8.5m寬人非系統(tǒng)與主線相交,交通流采用右進右出方式實現(xiàn)。5)校南街與主次干道相交采用信號燈控制,道路與支路相交采取右進右出,左轉交通通過周邊循環(huán)路網(wǎng)實現(xiàn)轉向的交通組織方式。6)十里河跨河方案:根據(jù)規(guī)劃,十里河與校南街相交處規(guī)劃河道寬度為164m,且現(xiàn)狀河道東側約150m處即為大秦鐵路云聯(lián)線。方案共考慮了三種思路:整體上跨、整體下穿以及先上跨后下穿的方式,對于前兩種思路,主要考慮到工程造價高、對道路兩側土地開發(fā)的影響較大且影響的范圍廣。最終采取道路上跨十里河、后下穿大秦鐵路云聯(lián)線方案。本方案因現(xiàn)狀河道距北同蒲鐵路距離近,道路設計縱坡較大,無法滿足設計規(guī)范要求,因此需要將該處十里河的現(xiàn)狀河道略微向西偏移,上下游接順。橋梁采用5×33m鋼筋混凝土預應力箱梁。

5路面結構

針對大同市季節(jié)及晝夜溫差大容易引起路面橫向裂縫的現(xiàn)象,設計通過現(xiàn)場試驗并結合以往在大同設計中出現(xiàn)的實際問題,對規(guī)范所采用的水泥穩(wěn)定碎石中碎石的級配曲線進行了進一步的調(diào)整細分,同時通過控制水泥穩(wěn)定碎石中水泥的含量,確定了水泥含量不超過5.5%比規(guī)范更加嚴格的設計要求,并提出了如果無法達到設計強度要求,則采用提高水泥標號或者采用質量更加優(yōu)異的硅酸鹽水泥等設計理念。通過上述一系列的優(yōu)化設計,極大的減少由于水泥含量和碎石級配不合理而引起的半剛性水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向裂縫的產(chǎn)生。結合道路交通流量大、下穿通道多的特點,為了提高道路路面的強度與耐久性,在路面結構設計時,上面層采用SBS瀝青改性劑,中面層采用抗車轍劑。使瀝青路面有更強的抗車轍能力和更長久的使用壽命,從而全面提升和改善路面的質量。機動車道結構總厚73cm,面層總厚度為17cm:4cm厚細粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13)+6cm厚中粒式瀝青混凝土(AC-20,摻入0.4%抗車轍劑)+7cm厚粗粒式瀝青混凝土(AC-25),基層為20cm厚水泥穩(wěn)定碎石(水泥暫定含量5%),底基層為36cm厚水泥穩(wěn)定砂礫(水泥含量暫定3%)。

6路基處理

結合施工季節(jié)及施工特點考慮到施工差異,提出了土方路基碾壓施工應在最佳含水量+2.0%范圍內(nèi)進行,比規(guī)范更加嚴格的要求。道路在施工過程中遇到壓實度不夠或者軟地基情況,采取級配碎石換填及路基土晾曬相結合的方法,這樣既減少投資、保證了工程質量,又加快了建設進度。結合道路沿線的地質及地下水位情況,道路在下穿通道路段多處于地下水位以下。在設計箱構時采用了內(nèi)、中、外三層的立體防水體系。對兩側引道處于地下水位以下的路段,采用鋼筋混凝土U形槽解決路基防水問題。

7其他設計要點

1)在雨水口的設計上考慮從校南街的美觀出發(fā),采用立篦式雨水口,考慮到立篦收水不足,將雨水口進行改造設計,在檢修蓋板上開孔收水,實施以來效果極佳。2)道路范圍內(nèi)各種管線布置合理,在規(guī)范許可的情況下將管線布置在道路兩側人行道及非機動車道下,以避免由于機動車道上檢查井施工不到位而引起的檢查井周圍路面塌陷等病害。

8工程運行效果及社會效益

第4篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

【Abstract】 The rapid development of information technology and the gradually improved high speed rail network put forward higher requirements on railway signal management system. At present, the railway signal management system has the characteristics of high technology, high efficiency and high informatization. However, in the application process , it is necessary to find out the advantages and disadvantages of the railway signal management system,and explore the development trend of railway signal management system in the development of science and technology.

【P鍵詞】鐵路信號優(yōu)缺點;網(wǎng)絡管理;信息化

【Keywords】advantages and disadvantages of railway signal; network management; informatization

【中圖分類號】50.U2 F33:8 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0165-02

1 引言

鐵路信號管理系統(tǒng)主要是協(xié)調(diào)鐵路的具體運行,鐵路信號管理系統(tǒng)所能夠發(fā)揮出的管理效果直接決定著鐵路運輸安全??朔鹘y(tǒng)鐵路信號管理系統(tǒng)的不足,找出當前鐵路信號管理系統(tǒng)的不足之處,探索其發(fā)展趨勢,為鐵路網(wǎng)絡全面發(fā)展提供保障。

2 新技術在鐵路信號管理系統(tǒng)的應用

2.1 實時操作系統(tǒng)開發(fā)平臺

實時操作系統(tǒng)平臺是目前被廣泛使用的平臺之一,其實質上是一種較為流行的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺。該平臺最為關鍵的部分則是能夠實現(xiàn)實時多任務內(nèi)核,其所涵蓋的基本功能主要包括任務管理、定時器管理、存儲器管理、資源管理、事件管理、系統(tǒng)管理及消息管理等多種管理功能,滿互要求[1]。伴隨著嵌入式系統(tǒng)及軟件的應用程序逐漸增加,容錯性與安全性成為一個亟需解決的問題,但依舊不可否認該操作平臺的優(yōu)勢與價值。

2.2 數(shù)字信號處理技術

隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展,數(shù)字信號處理技術已經(jīng)出現(xiàn)在鐵路信號管理系統(tǒng)當中,成為信息處理過程中一個很好的解決辦法。與模擬信號處理技術相比較而言,數(shù)字信號處理技術的應用更具可靠性與實時性要求。數(shù)字信號處理技術在應用方面又被劃分為時域分析與頻域分析兩種,各自都有其發(fā)展優(yōu)劣勢,需要依據(jù)情況做好數(shù)字信號處理技術的選擇。

2.3 通信及控制技術

計算機技術、通信技術和控制技術的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的鐵路網(wǎng)絡與軌道電路作為信息傳輸媒介的列車運行控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足要求。利用3C技術替代傳統(tǒng)的軌道電路技術,構成一個新型的列車控制系統(tǒng)十分必要。通信及控制技術在鐵路信號管理方面的運用,為保持管理系統(tǒng)的高效性提供了堅實保障。

3 鐵路信號管理系統(tǒng)的優(yōu)缺點

從以上的研究當中可以發(fā)現(xiàn),新技術已經(jīng)不斷地出現(xiàn)在鐵路信號管理系統(tǒng)當中,且得到廣泛應用,為鐵路信號管理系統(tǒng)帶來新的特點。但伴隨著鐵路交通出行的需求量增加,安全第一已經(jīng)成為鐵路工作奉行的第一使命。傳統(tǒng)鐵路信號管理系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足信號傳輸?shù)幕疽?,存在一定的發(fā)展缺陷。而新型鐵路信號管理系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢。

3.1 傳統(tǒng)鐵路信號管理系統(tǒng)的缺點

傳統(tǒng)的鐵路信號管理系統(tǒng)受制于技術條件方面的限制與影響,其缺陷主要表現(xiàn)在三個方面:

其一,在鐵路信息的傳遞過程中發(fā)送的頻率較低,并且只能夠實現(xiàn)信息單一方向的傳遞。這種信息傳遞的不及時性,主要是由鐵路鋼軌效應決定的。

其二,信息的傳送不夠精準。在高速鐵路出現(xiàn)之前,傳統(tǒng)鐵路的鐵軌有相關的標準與要求,且運行速度受到限制。這種情況下,信息的傳遞準確性與即時性則顯得不那么重要,并不會影響列車運行安全。而高速鐵路對信息的精準性要求較高,也需要全新的鐵路運行系統(tǒng)支撐其運行信息要求。

3.2 新型鐵路信號管理系統(tǒng)的優(yōu)點

從傳統(tǒng)的鐵路線路管理系統(tǒng)的缺點分析可以發(fā)現(xiàn),在當時的歷史時期,鐵路信號管理系統(tǒng)受制于技術手段的限制,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代鐵路網(wǎng)絡對于鐵路信息管理的基本要求。相比較而言,新型鐵路信號管理系統(tǒng)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

第5篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

鐵路客運站交通功能空間既可以根據(jù)各部分的功能劃分為運輸業(yè)務辦理空間、交通聯(lián)絡空間、交通集散空間;還可以根據(jù)交通主體的活動特征劃分為運載工具站場、客運業(yè)務辦理空間、旅客(行包)交通轉換空間。后者對于單一交通模式的鐵路客運站而言,以鐵路站場、旅客站房和站前廣場的形式表現(xiàn);對于鐵路客運綜合交通樞紐而言,則演化為各種方式的運載工具站場、客運業(yè)務辦理空間(含候車空間),以及不同方式間的銜接轉換空間。

2鐵路客運站交通功能分區(qū)建筑空間形式演變

19世紀50年代以后,鐵路客運站根據(jù)旅客活動特點不同,明確劃分為鐵路站場、旅客站房和站前廣場3大功能區(qū)域[1-2]。

2.1鐵路站場建筑空間形式的演變

鐵路站場是鐵路客運站設計的基礎,是鐵路運載工具到發(fā)、停留、作業(yè)、整備、檢修的場所,同時也是旅客乘降和行包裝卸的地點,受到列車長度影響,站場形狀為狹長形。我國鐵路客運站多采用通過式站場布置,如圖1所示。為減少對城市的干擾,多設在城市邊緣。全部旅客列車到發(fā)線采用貫通式,兩端連通正線。站場中部為并列布設的線路(主要為站內(nèi)正線、旅客列車到發(fā)線)及旅客站臺(含雨棚),兩端為道岔匯聚的咽喉區(qū)(連通區(qū)間正線),站臺之間通過跨線設備(天橋、地道、平過道)相連接并連通至站房。多條鐵路線路引入時,多利用站外進出站線路進行交叉疏解,合并或并行引入地面車場,站場兩端進路交叉干擾嚴重,站場規(guī)模大,咽喉能力緊張。國外大城市鐵路客運站多采用盡端式站場布置,可以深入城市中心布設;旅客列車到發(fā)線為盡端式,一般多線平行引入,咽喉能力大,站場能力大。早期鐵路正線引入城市采用沿地面鋪設的方式,鐵路客運站站場亦為地面鋪設。隨著鐵路建設工程技術的發(fā)展,鐵路客運站站場可以采用高架或地下的建設模式以減少對城市的分隔或與城市交通的交叉干擾。由于高速鐵路新型客運站銜接的線路方向、列車種類增加,為解決站場內(nèi)不同線路、不同方向、不同類型列車到發(fā)流線間交叉干擾問題,站場設計出現(xiàn)2種趨向:一種是我國高速鐵路建設過程中出現(xiàn)的采用多車場單層平面布設的站場設計模式,如圖2所示;另一種是國外高速鐵路建設過程中出現(xiàn)的將不同方向線路及車場布設在不同空間層面形成立體站場模式,如德國柏林中央火車站。綜上所述,鐵路客運站站場建筑空間形式可以歸納為單個車場:平面布設(地面站場(傳統(tǒng)模式)、高架站場、地下站場);多個車場:單層平面布設(地面站場、高架站場)、多層立體布設。

2.2旅客站房建筑空間形式的演變

旅客站房是鐵路客運站設計的主體,是辦理售票、候車和行包郵件承運、交付及保管的地點。傳統(tǒng)鐵路客運站站房內(nèi)設有客運用房、技術辦公房屋和職工生活用房3類房屋??瓦\用房主要包括售票廳、候車室、行包房、小件寄存處、問訊處、進出站口、廣廳等;技術辦公房屋主要包括運轉室、信號樓、站長室、廣播室、電視監(jiān)控室、公安室及各生產(chǎn)段辦公室等。早期的旅客站房以候車空間、售票空間、進站廣廳為主體空間,餐飲、商業(yè)、旅館、文化娛樂等服務空間從無到有,設置在進站廣廳和候車室附近。隨著客運站功能的演變,站房內(nèi)部功能空間的結構比重及配置方案發(fā)生變化,站房由單層平面設置發(fā)展為多層立體疊合布局,相對封閉的功能空間向開敞通透的開放式大空間轉變,呈現(xiàn)從復雜、大規(guī)模朝緊湊、簡化、高度復合演變的趨勢[3-4]。2.3站前廣場建筑空間形式的演變站前廣場是鐵路客運站與城市交通的結合部,同時是鐵路客流、行包流及城市道路機動車流集散的場所,通常由站房平臺、旅客活動地帶、人行通道、車行道、公交站點、停車場、綠化、建筑小品等部分組成。早期的客運站建筑設計實踐中,站前廣場均為露天平面布置,通過前后分流或左右分流的設計手法,分割廣場平面來組織站前廣場交通,將車流與人流組織到站前廣場不同區(qū)域。這種平面布局的方式會導致人車混雜、交通混亂的局面。20世紀90年代以來,隨著國民經(jīng)濟實力的逐步提高,我國許多新建、改建的車站站前廣場都成功地采用了立交方式,如深圳站、廣州東站、北京西站和杭州站等。新建大型高速鐵路客運站的建設使傳統(tǒng)意義的“站前廣場”呈現(xiàn)一種新的建筑形態(tài),即建筑內(nèi)部各種方式間旅客交通集散轉換的“換乘大廳”。

3鐵路客運站總體建筑空間布局演變

綜觀鐵路客運站總體建筑空間布局的演變歷程,可以將其劃分為5個階段,即以站場空間為主體的階段;站房、站場、站前廣場平面布局階段;站房、站場、站前廣場立體布局階段;交通綜合體建筑空間布局階段;城市綜合體建筑空間布局階段。其中,前3個階段均為面向單一運輸方式的鐵路客運站建筑空間形式,是一種相對自我封閉的交通建筑形式。在不同的國家或地區(qū),鐵路客運站建筑空間形式發(fā)展的歷程及所處的階段存在差異。

3.1以站場空間為主體的建筑空間布局階段

最早期的鐵路客運站是以站場為主體空間的建筑空間布局形式。由于客運站功能單一,規(guī)模很小,因而建筑形式也非常簡單,以軌道、站臺及為旅客遮擋風雨的站棚為建筑特征,基本上沒有特定的空間形式可言。

3.2站房、站場、站前廣場平面布局階段

19世紀50年代以后,鐵路客運站逐漸發(fā)展成為具有“城市門戶”作用的標志性建筑,并形成站房、站場和站前廣場3段式平面布局模式[5]。鐵路站場與鐵路網(wǎng)相連通,為減少對城市的干擾,布置在客運站遠離城市的一側;旅客站房布置在站前廣場與站場之間,一般為位于站場靠近城市一側(通過式客運站)或一端(盡端式客運站),并朝向城市方向,以方便客運業(yè)務的組織及旅客進出車站;站前廣場作為鐵路旅客集散場所,銜接城市交通工具到發(fā)、停留站點及城市道路交通系統(tǒng)。

3.3站房、站場、站前廣場立體布局階段

站房、站場、站前廣場由平面布局發(fā)展到立體布局經(jīng)歷了平面布局—局部立體布局—立體布局的過程。

(1)旅客站房與鐵路站場的空間整合。旅客站房由單層結構向多層結構發(fā)展,在站房立體化發(fā)展的過程中,站房高層候車室向站場方向延伸,與跨越站場的天橋相融合,形成高架候車室架設在站場之上的空間組合模式。城市發(fā)展過程中,為解決站場兩側旅客多方向進站問題,又進一步形成了在站場兩側分別設置主副站房,中間連通跨越站場的高架候車層的空間布局模式。我國1987年底建成的上海站首次采用“南北開口、高架候車”的線上式布局[6],即為這種布局形式的體現(xiàn)。高架候車廳的設計形式具有縮短旅客進站上車行程及節(jié)約城市用地等顯著優(yōu)點,現(xiàn)在已經(jīng)成為我國大型和特大型鐵路客運站的主要設計形式,1996年5月修訂實施的《鐵路旅客車站建筑設計規(guī)范》對此予以確認[7]。這一變化完成了站房的主要空間(候車室)與站場的整合。

(2)站前廣場與旅客站房的空間整合。站前廣場在由平面布置向立體布置發(fā)展過程中,站前廣場與站房的界限被打破,站房建筑融合入站前廣場的立體交通系統(tǒng)中。這種設計打破了鐵路和城市市政在用地之間、投資主體之間的界限,實現(xiàn)了站前廣場(包括機動車道路)與站房建筑(包括高架候車室)空間整合。(3)站前廣場、站房、站場的空間整合。單一模式鐵路客運站各功能區(qū)之間的建筑空間整合發(fā)展到一定階段,開始突破原先因投資渠道不同而形成的條塊分割的桎梏,將站房、站前廣場、站場作為一個有機整體,利用地下、地面、高架3個層面來組織流線,實現(xiàn)了3者之間的空間整合。建筑師從只承擔站房的建筑設計,轉而向外——站前廣場、向內(nèi)——站場方向延伸,與城市規(guī)劃、鐵路站場設計專業(yè)的溝通和協(xié)調(diào)加強?!鞍芽瓦\站建筑放在鐵路與城市交通這個綜合體的大系統(tǒng)內(nèi)進行思考”、“從方便旅客換乘出發(fā),模糊以致化解站房、廣場、站場3部分的界限”[8]。

3.4交通綜合體建筑空間布局階段

綜合交通運輸體系的發(fā)展,使鐵路客運站建設納入綜合交通樞紐建設中,更加注重與城市道路、城市軌道交通、公路、航空、水路等交通方式的結合[9-10]。為了在較長時期內(nèi)能夠適應多方向、多方式、大規(guī)??土鹘涣鞯男枰?,客運站建筑設計上通過立體化布局實現(xiàn)相關交通方式的集中配置,將各種交通運輸方式的站場、站房及方式間的銜接過渡空間(站前廣場、換乘大廳)都納入同一大型交通建筑內(nèi),從而形成全新的交通綜合體建筑空間布局模式,以單體交通建筑或綜合交通建筑群的形式加以體現(xiàn)。我國新建大型高速鐵路客運站尚處于交通綜合體建筑空間布局階段。

3.5城市綜合體建筑空間布局階段

城市綜合體建筑是迄今為止鐵路客運站建筑空柏林新中央火車站間形式發(fā)展的最高階段,在國外(西歐國家、日本)的開發(fā)項目中比較常見。與交通樞紐型的鐵路客運站相比,鐵路客運站城市綜合體的建筑空間具有復合與復雜的特點,是多功能交叉并存的立體空間系統(tǒng)。除處理各種交通方式之間的旅客換乘問題外,還綜合了商業(yè)、服務業(yè)、辦公、居住等功能。然而,鐵路客運站綜合體的空間組織并不是傳統(tǒng)城市交通建筑與其他功能單元的簡單疊加,而是重構成為擁有系統(tǒng)、層次和序列的新型復合空間有機體。鐵路客運站城市綜合體建筑的形成是建立在高效的綜合交通轉換效率的基礎上。

4結束語

第6篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

關鍵詞:福州;軌道交通;車輛選型;列車編組

建設部[1991] 785號文件《關于地下鐵道與輕軌交通建設標準的若干規(guī)定》中提出了“地鐵”與“輕軌”的名稱和定義,并且規(guī)定區(qū)分的依據(jù)為遠期高峰小時單向客流量。其中規(guī)定:建設輕軌客流量標準為遠期單向高峰小時超過1萬人次,建設地鐵客流量標準為遠期單向高峰小時超過4萬人次。我國城市軌道交通的建設規(guī)劃應以此為基礎進行發(fā)展和引伸。這就明確了軌道交通系統(tǒng)是以客流量來進行區(qū)分地鐵和輕軌,而不能認為走地下就是地鐵,走地上就是輕軌。目前我國有關標準將輕軌交通定義為:在通常情況下具有中等運量、車輛軸重較輕、有專用軌道導向的城市軌道交通系統(tǒng)。根據(jù)《福州市城區(qū)公共交通規(guī)劃—調(diào)查分析報告集》中的數(shù)據(jù)進行分析,福州市選擇輕軌交通完全可以滿足遠期單向高峰小時的客流量。選擇輕軌相對于地鐵建設周期較短,投資也小得多。

一、輕軌車輛的選型

輕軌車輛是直接為乘客服務的設備,也是城市輕軌交通系統(tǒng)中的重要組成部分。車輛的選型關系到整個系統(tǒng)的技術、經(jīng)濟以及社會與環(huán)境效益。城市輕軌交通系統(tǒng)中的車輛除應具有先進、可靠、節(jié)能、實用等一般性優(yōu)點以及滿足客流量需求外,還必須具備適應小半徑、大坡度、低噪音、能快速起動制動、結構輕等特點。根據(jù)國際上城市輕軌交通車輛的發(fā)展狀況,結合我國車輛專家提出的研究成果,現(xiàn)有以下幾種車輛可供選擇:

1.獨軌車輛

獨軌鐵路是利用城市道路中間上空架設高架軌道梁,開行電動車輛的一種運輸方式。獨軌車輛分為跨座式和懸掛式兩種??缱姜氒夎F路的車體在軌道梁上方,運行時車體跨座在軌道梁上:懸掛式獨軌鐵路的車體在軌道梁下方,轉向架懸掛著車體沿軌道梁運行。由于獨軌車輛具有軌道導向的特點,可以采用現(xiàn)代化的通信和信號技術,高頻率的發(fā)車間隔,從而達到安全、快捷、便利、舒適地運送乘客。最高時速可達70KM/H, 起動加速度0. 97M/S2,制動減速度1. 1M/S2。獨軌鐵路曾廣泛地建于公園,博覽會,游樂場等處,日本率先將它作為現(xiàn)代化交通工具用于城市公共交通。自東京市中心至羽田機場就是使用這種交通系統(tǒng),日本的北九洲、大阪環(huán)形線以及多摩、那霸等城市也采用這種形式;我國杭州、重慶對這種軌道交通系統(tǒng)也頗感興趣。

獨軌鐵路的優(yōu)點是:

(1)適應復雜地形要求。在小半徑曲線和大坡道的區(qū)段能發(fā)揮正常性能,可通過30M半徑的曲線,最大坡度可達100%,較易于走街穿巷,獨軌線路走向允許選在很復雜的地形上,可減少建設線路所必需的拆遷。

(2)線路占地少。因為獨軌鐵路軌道結構窄,且又可架設在道路上方,不需要很大空間。在市區(qū)不需要征用昂貴的土地,可設在市區(qū)道路中間分車帶上方,通過支柱鋪設軌道梁。每根支柱直徑為1-1. 5M,雙線軌道梁的線路斷面總寬約為5-7M,與其它鐵路軌道相比是較窄的。

(3)建設工期較短、施工簡便、造價較低。獨軌鐵路軌道結構簡單,標準軌道可在工廠預制現(xiàn)場拼裝,建造容易,所以工期較短。造價遠低于地鐵,僅相當于地鐵造價的1/30

(4)運輸安全、正點。獨軌鐵路車輛和軌道的特殊型式能保證其安全運行,沒有脫軌的危險。獨軌鐵路采用高架軌道,與其它交通各行其道,互不干擾,特別是不受公路擁擠的影響,不會發(fā)生撞車事故,能保證正點運行。

(5)獨軌車輛采用橡膠輪胎和空氣彈簧轉向架,與一般地鐵或輕軌相比,運行時噪聲較低,振動小。采用電力驅動,無廢氣污染。

(6)對日照和城市景觀影響小。由于獨軌鐵路比一般高架鐵路或其它新交通系統(tǒng)占用空間少,軌道寬度僅0. 85M,沿線不會投下很大的遮光陰影,對城市景觀還能起到點綴、美化的作用。

(7)乘坐舒適。由于橡膠車輪和空氣彈簧轉向架的采用,列車運行平穩(wěn),再加上空調(diào)等現(xiàn)代化設備的裝設,旅客乘坐環(huán)境舒適,視野廣闊,眺望條件好,在城市中運行可兼有游覽觀光的作用。

獨軌鐵路也存在一些不足之處:

(1)造價較高。獨軌車轉向架等重要部件比較復雜,國內(nèi)從未生產(chǎn)過,整車需要進口,維修也有難度。

(2)耗電量大。由于其走行裝置采用橡膠輪,它與混凝土軌面的滾動摩擦阻力比鋼輪鋼軌大。故其能耗比一般軌道交通約大40%,且有輕度的橡膠粉塵污染。

(3)運能較小。當列車以6輛編組時,單向運送能力僅為2萬人次/小時左右。

(4)整個系統(tǒng)不能與常規(guī)的地鐵、輕軌接軌。

(5)道岔結構復雜、笨重,道岔轉換時間較長,從而延長了列車折返時間,車輛走行裝置也較復雜。

(6)列車運行在區(qū)間發(fā)生事故時,疏散和救援工作比較困難。

2.常規(guī)電機輕機車輛

輕軌車輛的選型可根據(jù)國家建設部[1991]785號文件規(guī)定選用全國統(tǒng)一形式的單廂四軸車、雙廂單鉸接6軸車及三廂雙鉸接8軸車。這些車輛既可單組運行,也可聯(lián)掛成列。與地鐵車輛相比,輕軌車體較窄,運能中等,爬坡能力較強,自重為1. 432T/M左右,可通過150M半徑曲線,最高時速70-80KM/H,起動加速度達1. 0-1. 3M/S2,制動減速度達1. 2-1. 5M/S2,能耗比獨軌車低40%。輕軌車輛電傳動系統(tǒng)近年來在技術上進步很快,驅動與調(diào)控系統(tǒng)由最初的變阻調(diào)速發(fā)展到GTO斬波器凋速,以后又采用了先進的調(diào)壓變頻控制(VVVF)技術。目前VVVF技術已成熟,并進人市場,其良好的控制特性、很少的電機維修工作量、減小簧下重量及良好的粘著性能等優(yōu)越性被人們所公認。廣州地鐵1號線、上海地鐵2號線、及北京地鐵復八線都已采用了VVVF技術,隨著VVVF技術成熟和產(chǎn)業(yè)化,其價格已能與直流斬波調(diào)壓控制相匹敵。輕軌車輛還采用彈性車輪、空氣彈簧、徑向轉向架,在技術上已經(jīng)成熟可靠,不足之處就是噪聲較大,當時速達70KM / H時,噪聲為78dB,如在高架上建聲屏障既增加造價又影響景觀,妨礙乘客向窗外眺望。該系統(tǒng)的橋梁工程和軌道工程造價均比獨軌系統(tǒng)高,但輕軌車輛只需引進關鍵部件,組織攻關,較易實現(xiàn)國產(chǎn)化,日常維修費用也較低。目前我國能提供整車的工廠有四家:長春客車廠、青島四方機車車輛廠、南京浦鎮(zhèn)車輛廠、株洲電力機車廠。根據(jù)有關工廠提供的數(shù)據(jù)表明,軌道車輛目前進口價格為120-180萬美元/輛,而長客廠提供給北京復八線的鋼車體交流傳動VVVF調(diào)壓變頻車為68萬美元/輛(國產(chǎn)化率達到54% );我國出口到伊朗的地鐵車輛為54萬美元/輛,就是國外最先進的鋁合金車體的交流傳動車在國內(nèi)生產(chǎn)也僅需100萬美元/輛。可見,國內(nèi)生產(chǎn)的車輛的價格僅為國外車輛價格的1/2-1/4。事實上,北京地鐵車輛安全運行至今34年的歷史,便充分說明了國產(chǎn)車的可靠性。

根據(jù)《福州市城區(qū)公共交通規(guī)劃—調(diào)查分析報告集》預測,福州市未來的客流量屬于次中量至中運量范圍,因此從軌道交通車輛的基本特性、適用范圍、技術水平和經(jīng)濟條件等具體情況進行分析篩選,適合福州市經(jīng)濟而實用的方案有兩個可供決策時參考(如右上表)。

第7篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

關鍵詞:快速路、立交、互通

中圖分類號: S611文獻標識碼:A 文章編號:

1概述

范公路位于鹽城市開放大道東側,緊鄰新長鐵路布設,路線總體呈南北走向。道路定位為城市快速路,設計時速80km/h,雙向6車道。范公路快速路起點接舊204國道(新興互通附近),終點與南環(huán)相接。范公路快速路作為鹽城市“田”字型快速路網(wǎng)中的“十”字部分,是北部出入鹽城市的門戶,其功能主要是完善市內(nèi)交通與市外交通的有序銜接,發(fā)揮各級路網(wǎng)的功能,支撐和推進城市空間結構的合理調(diào)整,同時擴大城市輻射范圍和吸引力,提升城市區(qū)位優(yōu)勢。

范公路和北環(huán)路分別為鹽城市橫、豎兩條交通命脈,隨著鹽城市的飛速發(fā)展,對交通的需求也越來越大,因此,范公路和北環(huán)路這兩條快速路的修建勢在必行,而作為這兩條快速路之間的交通節(jié)點,該立交交通地位極為重要,該立交的選型直接關系到設計的成功與否。

2路網(wǎng)及設計條件分析

范公路北環(huán)立交是鹽城市快速路網(wǎng)“田”字結構中的第一個重要節(jié)點,地處路網(wǎng)要塞部位,各轉向交通均有需求。根據(jù)相交道路性質、所處路網(wǎng)關系及交通流量分析,該交叉節(jié)點定位為樞紐型互通立交。

本互通為范公路快速路與北環(huán)路快速路相交的樞紐型互通節(jié)點,區(qū)域內(nèi)約束條件較多,東北、東南象限存在西北-東南走向的新長鐵路和通榆河(三級航道),均與范公路基本平行,分別距范公路設計中心線約154m和415m。范公路西南側有現(xiàn)狀的開放大道(為貫徹鹽城城區(qū)的干線性主干道),距離相對較遠,也基本與范公路平行設置。另在該節(jié)點處,現(xiàn)狀有一條與北環(huán)路基本平行的鹽青線,由東北至西南方向跨越通榆河后與開放大道平交。

相交北環(huán)路定位為城市快速路,設計時速80km/h,雙向6車道,與范公路同時修建。為保證順利實施,北環(huán)大道在開放大道至通榆河段需依次跨越開放大道、范公路、新長鐵路、通榆運河等,新長鐵路新建客運雙線規(guī)劃標高約12m,凈空按8.33m控制。從縱斷面上考慮,該段北環(huán)路采用高架方案。且跨越通榆河時為保證通航需要,采用了三孔55*90*55的預應力變截面連續(xù)箱梁橋。

3立交方案

范公路北環(huán)立交是范公路與北環(huán)路兩條快速路的相交點,也是鹽城市快速路網(wǎng)“田”字結構中的第一個重要節(jié)點,地處交通要塞,該節(jié)點各向轉向交通均有需求,該立交勢必要建成樞紐型全互通式立交。在設計中,該節(jié)點通過多層次的討論后,最終形成了兩個方案:

3.1第一方案為全定向式互通立交,兩條快速路之間設置八條直連定向匝道。這種立交形式的優(yōu)點有,各個轉向交通均非常順暢,能很快的疏解轉向交通,同時,各個象限的占地均不是特別大。但是這種立交形式層數(shù)較高,由于范公路自身在該節(jié)點處需跨越地面的鹽青線,采用該立交形式,立交將達5層的高度,部分匝道設置太長,造價相對較高。同時,由于東北側新長鐵路離范公路過僅,縱斷面受到一定限制,不利于匝道展線,且采用該立交形式會在新長鐵路上設置三座跨線橋,且匝道的變速車道會造成跨通榆河大橋采用橋面變寬的結構形式,增加了大橋的設計、建設困難,同時多次跨越鐵路施工對鐵路運營造成不利影響。

3.2第二方案為組合式全互通立交,因考慮到范公路東側用地限制,在方案一的基礎上,考慮交通轉向需求及用地等實際條件,同時受現(xiàn)狀新長鐵路制約,范公路東側無法布設環(huán)形匝道,將北環(huán)路東往范公路南左轉匝道設置為在西北象限的環(huán)形匝道,同時將范公路北往北環(huán)路東的左轉匝道設置為在范公路西南象限的環(huán)形匝道,其余匝道仍然為定向、半定向匝道。

考慮到相鄰象限的兩個環(huán)形匝道如果同時設置在范公路主線上,兩匝道交通流的一入一出將會對范公路主線的直行交通造成不利影響,因此,設置輔助車道與兩匝道相連,以降低對主線車流的影響。另外為避免對新長鐵路及通榆河大橋的影響,將北環(huán)路東往范公路北的右轉匝道以及范公路南往北環(huán)路東的右轉匝道在北環(huán)路上的出入口向范公路方向拉近,確保這兩根匝道的變速車道不進入通榆河大橋的范圍,且新長鐵路上僅只有北環(huán)路主線橋一座跨線橋。這個方案雖然相對于方案一來說,將兩根定向左轉匝道變?yōu)榄h(huán)形匝道,會稍稍降低這兩條匝道的轉向能力,但通過交通量分析,這兩條匝道設置為環(huán)形匝道,仍然能夠滿足轉向交通的需求。并且,將這兩條匝道設置為環(huán)形匝道,降低了整個立交層數(shù),這樣整個立交將降至4層,縮小了立交規(guī)模。

4方案比選

通過方案實用性及經(jīng)濟性的分析比較,方案二不僅能滿通的需求,而且在造價及實施難度上也要低于方案一,因此該立交最后采用方案二作為最終實施方案。

范公路北環(huán)立交選型設計中,經(jīng)現(xiàn)場詳實的調(diào)查研究,充分分析了范公路北環(huán)立交設計的限制條件及注意要點。該立交節(jié)點東北象限及東南象限受新長鐵路及通榆河的限制,且范公路受現(xiàn)狀道路影響,北環(huán)路受到新長鐵路規(guī)劃標高及凈空要求、通榆河通航凈空的影響,在設計難度很大的情況下,在立交設計過程中通過對交通、用地等條件的分析及研究,協(xié)調(diào)相關單位,最終能因地制宜,有效的利用現(xiàn)有空間,很好的協(xié)調(diào)了各方利益,在確保立交功能的前提下,提出了造型美觀、經(jīng)濟適用的可行方案。

5結語

根據(jù)范公路北環(huán)立交的選型過程,可以總結出立交的類型和形式除了影響到相應道路功能的發(fā)揮,還涉及社會環(huán)境、視覺景觀、投資效益 、城市形態(tài)等各方面因素。目前在我國立交設計的標準、規(guī)范尚未完善,而新一輪城市建設已經(jīng)初顯崢嶸的當口,以立交的系統(tǒng)功能定位為準繩,從交通需求出發(fā),圍繞立交功能的發(fā)揮,對交通流運行水平因素等提出的要求進行服務型、樞紐型和疏導型分級、分類方法確定設計標準,同時因地制宜,結合實際情況提出滿通需求,并滿足各方面利益和要求的立交選型設計,對立交工程設計和建設具有一定指導及現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]劉伯瑩,姚祖康.公路設計工程師手冊[M].北京,人民交通出版社,2004.

第8篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

【關鍵詞】鐵路;城市軌道;相同;區(qū)別;展望

中圖分類號:F530文獻標識碼: A

一、前言

鐵路和城市軌道都是軌道交通工具,但是兩者具有一定的區(qū)別和聯(lián)系,本文將進行詳細分析。

二、城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展和應用狀況

二十世紀八十年代末加拿大溫哥華的天車(skytrain)軌道交通信號系統(tǒng)首個通信列車控制系統(tǒng)CBTC(communicationbasedtraincontrolsystem)投入商業(yè)運營,CBTC是基于通信的列車控制系統(tǒng),是一種連續(xù)的列車自動控制系統(tǒng),采用高精度的列車定位,獨立于軌道電路,連續(xù)、大容量、雙向車-地數(shù)據(jù)通信,車載及軌旁處理器能夠實施安全功能的信號控制系統(tǒng)。

CBTC系統(tǒng)已引起城市軌道交通建設的重視,但廣泛采用CBTC信號系統(tǒng)還是在上世紀末開始。因為CBTC信號系統(tǒng)的自動化程度高、軌旁設備少、運營能力大和高安全性及高可靠性已逐步得到認可。因此,自二十世紀末以來,國外軌道交通信號系統(tǒng)的建設和改造項目幾乎都采用了CBTC系統(tǒng),國內(nèi)近幾年建設的項目也都采用了CBTC信號系統(tǒng)。正是由于CBTC系統(tǒng)與基于軌道電路的傳統(tǒng)信號系統(tǒng)相比的諸多優(yōu)點和優(yōu)勢,CBTC系統(tǒng)的開發(fā)、應用正在朝著互聯(lián)互通和兼容性的方向發(fā)展,在軌道交通建設和改造過程中廣泛采用,CBTC系統(tǒng)代表著城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展方向。

三、鐵路與城市軌道交通列車速度自動控制系統(tǒng)的主要相同點

鐵路與城市軌道交通ATP系統(tǒng),盡管因列車運行速度和行車間隔的要求不同而存在一些差異,但在很多方面還是相同的。

1、停車點防護

安全停車點是基于危險點定義的,危險點是列車超越后可能發(fā)生危險的點。停車點有時即是危險點,通常在停車點前方設置一段防護段,ATP系統(tǒng)計算得出的緊急制動曲線即以該防護段為基礎,保證列車不超越防護段。有時也可在防護段設置一列車滑行速度值,如5km/h。根據(jù)需要,列車可在此基礎上加速,或者停在危險點前方。

2、列車間隔控制

列車間隔控制是一種保證行車安全(防止兩列車發(fā)生尾追事故)、提高運行效率(使兩列車的時間間隔最短)的信號技術。目前,由于鐵路線路條件、列車種類、行車組織方式和對通過能力要求的差別,列控系統(tǒng)也各不一樣。一般列車運行控制系統(tǒng)可分為2個檔次:第1檔次是以一般軌道電路為基礎,按固定閉塞方式實現(xiàn)列車速度分級控制,即以當前閉塞分區(qū)出口為目標點,按速度等級生成速度防護曲線;第2檔次則是以數(shù)字編碼軌道電路為基礎,按一次制動模式控制列車。城市軌道交通列控系統(tǒng)一般采用的都是一次模式曲線。

3、速度監(jiān)督與超速防護

ATP的速度限制分為2種:一種是固定速度限制,如區(qū)間最大允許速度(取決于線路參數(shù)),列車最大允許速度(取決于列車的物理特性);另一種是臨時性的速度限制,例如線路維修、施工時臨時設置的速度限制。ATP系統(tǒng)始終嚴密監(jiān)視這類速度限制不被超越,一旦超過,先做告警,后啟動緊急制動,并做記錄。

4、測速與測距

高速鐵路和城市軌道交通的列車速度自動控制系統(tǒng),都具有測速與測距功能。ATP系統(tǒng)利用裝在輪軸上的測速傳感器測量列車的即時速度,并在駕駛室內(nèi)顯示。ATP系統(tǒng)的列車定位是以軌道電路為基礎的,而對軌道電路內(nèi)的運行距離測量,則可依賴于所記錄的車輪轉數(shù)及預知的車輪直徑加以轉換。

四、鐵路信號系統(tǒng)與城市軌道交通信號系統(tǒng)的區(qū)別

城市軌道交通信號系統(tǒng)和鐵路信號系統(tǒng)在基本控制原理、信息傳輸方式等方面都有相同或相似的地方,但兩者的終極控制理念還是有很大差異:城市軌道交通更注重行車密度,把握列車的追蹤間隔是控制的核心,而鐵路信號系統(tǒng)不僅要縮短列車追蹤間隔(這個間隔遠比城軌的大),更關鍵的是提高運行速度,增大運營能力。所以兩種信號系統(tǒng)的區(qū)別遠遠多于共同點。以下作簡要分析。

1、鐵路信號系統(tǒng)和城軌信號系統(tǒng)的發(fā)展淵源不同

鐵路信號系統(tǒng)其起始技術大多來源于自主發(fā)展,基本設備均國產(chǎn)化有自己的知識產(chǎn)權,就是目前的高鐵技術也已經(jīng)通過引進―――消化―――改進―――自主創(chuàng)新達到了很大程度的國產(chǎn)化,基本上達到了制式統(tǒng)一、體系完整,產(chǎn)品配套已經(jīng)有自己獨立的科研、教育、設計、生產(chǎn)制造、施工維護隊伍,這就是具有中國特色的一整套完備的鐵路信號系統(tǒng)。而城軌信號系統(tǒng)基本上都是全套引進國外先進技術,還沒有完全從引進消化發(fā)展到自主創(chuàng)新的階段,城市軌道交通信號系統(tǒng)的自主研發(fā)才蹣跚起步,目前還沒有一套具有自主產(chǎn)權的信號系統(tǒng),也沒有形成行業(yè)完備的技術規(guī)范和標準。

2、信號系統(tǒng)的構成方式不同

城市軌道信號系統(tǒng)主要是ATC系統(tǒng)和車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成,ATC(ATS\ATO\ATP三個系統(tǒng)組成)系統(tǒng)主要保證正線列車的運行控制,完成系統(tǒng)信息檢測、運行防護和列車運行方式的控制,而城軌車輛段類似于鐵路的區(qū)段站,其行車組織工作主要包括編解、接發(fā)及調(diào)車,因而,城軌交通車輛段的信號設備遠多于其他車站,通常獨立采用一套聯(lián)鎖裝置。除車輛段外,其他車站的行車組織作業(yè)既單純又簡單,所以在聯(lián)鎖車站上的信號燈也僅有3種顏色、4種含義。

鐵路信號系統(tǒng)包括車站聯(lián)鎖設備、區(qū)間閉塞設備及編組站駝峰控制系統(tǒng)及列車運行自動控制系統(tǒng)等組成,其設備的復雜性和控制的各自為政導致技術的更新達不到步調(diào)一致,使整個系統(tǒng)不容易整合。

3、信號設備的布局及應用的差異,導致聯(lián)鎖關系的難易程度不同

(1)信號機的布局及顯示

在城軌中信號機一般設置在線路右側,大都采用LED信號機,列車信號基本上有紅綠黃三色顯示,城軌中大多數(shù)信號機均設置在車輛段。不同于鐵路信號的左向行車制,大都采用色燈信號機,信號顯示組合多樣,含義復雜,時速200km/h高速鐵路,均取消了區(qū)間地面信號機,車載速度顯示成為列車運行的憑證。這點和城軌到有相似之處。列車自動運行控制系統(tǒng)對于提高運輸效率、保障高速鐵路列車運行安全將具有非常重要的意義。

(2)道岔控制

目前高速鐵路在正線上采用大號碼可動心軌道岔,需要多點多臺轉轍機牽引,并采用復合鎖閉(內(nèi)鎖閉和外鎖閉)技術。聯(lián)鎖中需設有特殊電路控制,并要求列車速度控制系統(tǒng)應具有防止列車超速通過道岔的功能,從這一點上說,高速鐵路應較城市軌道交通復雜。城市軌道交通因為對速度要求較低另外有地域范圍限制,正線一般采用9號道岔,車輛段(停車場)一般采用7號道岔,如果正線上采用的是9號AT道岔(彈性可彎道岔)時才需要兩個牽引點,即一組道岔需要兩臺轉轍機牽引。

(3)聯(lián)鎖方式

鐵路與城市軌道交通信號系統(tǒng)相比,有一個顯著的不同,那就是城市軌道交通一般車站沒有分支(折返站除外),不設道岔,從而也不設地面信號機,僅在少數(shù)的有岔聯(lián)鎖站和車輛段才布局道岔和地面信號機,所以聯(lián)鎖設備的監(jiān)控對象遠遠少于鐵路車站的監(jiān)控對象,城軌車站(折返站除外)全部的作業(yè)就是旅客的乘降,作業(yè)形式單調(diào),聯(lián)鎖關系簡單。

5、中斷站

高速鐵路由于站間距較長,無法滿足信息傳輸?shù)囊?,往往需在區(qū)間增加設置區(qū)間信號無人值守中繼站,一個中繼站一般只可以管理區(qū)域內(nèi)的256個環(huán)線。而城市軌道交通則不需設置。

五、鐵路與城市軌道交通信號控制系統(tǒng)展望

目前,我國高速鐵路的發(fā)展尚處在起步階段,若將城市軌道交通的一些成熟的信號技術移植到高速鐵路中,將大大促進高速鐵路信號技術的發(fā)展。通過前面的比較不難看出,高速鐵路具有閉塞分區(qū)長,行車速度快、聯(lián)鎖及道岔控制復雜等特點,所以高速鐵路應針對自己的特點在城市軌道交通列車運行控制系統(tǒng)的基礎上進行改造和創(chuàng)新。

可喜的是,近幾年來,三大干線相繼開行了最高時速達140~160km/h的旅客列車,繁忙干線全面提速取得了歷史性進展。我國正在建設時速200km/h的秦沈客運專線以及即將建設時速300km/h以上的京滬高速鐵路,均取消了區(qū)間地面信號機,車載速度顯示成為列車運行的憑證。列車自動運行控制系統(tǒng)對于提高運輸效率、保障高速鐵路列車運行安全將具有非常重要的意義。

六、結束語

綜合兩者的比較分析我們不難發(fā)現(xiàn),城市軌道交通和鐵路共軌運行是當前城市交通發(fā)展的趨勢,鐵路和城市軌道交通的合并統(tǒng)一將成為大的趨勢。

參考文獻:

[1]傅世善.青藏鐵路信號系統(tǒng)方案的研究[J].中國鐵路,2002(3):47-49.

第9篇:鐵路交通的優(yōu)點范文

關鍵詞:直線電機;磁懸??;城市軌道交通;適用范圍

Abstract: Linear motor has been successfully used in Meglev transit system and rapid rail transit system for years. The transit systems driven by linear motor are classified as Maglev system and wheel-rail system. The typical Maglev system includes Japanese MLX system, German TransRapid system and Japanese HSST system. The technical and economic features of these systems are compared and the suitable application fields of these systems are summarized in the paper.

Keywords: linear motor; Maglev; urban rapid rail transit; suitable application fields

1、引言

從1825年世界第一條鐵路出現(xiàn)算起,軌道交通已有近180年的歷史。特別是上個世紀中葉以來,隨著科技的進步,軌道交通運輸方式不僅在諸如速度、密度、重量等性能方面有了很大提高,而且軌道交通方式本身也發(fā)生了巨大的變革。快速軌道交通有地鐵、輕軌、單軌等多種方式。牽引方式歷經(jīng)蒸汽牽引、內(nèi)燃牽引、電力牽引等階段,目前在世界范圍內(nèi)又發(fā)展出直線電機牽引的交通方式,包括磁懸浮鐵路、直線電機輪軌交通、磁懸浮飛機等。該交通方式目前正在迅速發(fā)展,將來會成為本世紀的主要交通方式之一。

本文介紹以直線電機作為牽引方式的新型客運交通方式,主要包括技術原理和技術經(jīng)濟分析,最后對我國發(fā)展軌道交通系統(tǒng)提出發(fā)展建議。

2. 直線電機及分類

2.1 直線電機原理

傳統(tǒng)的輪軌接觸式鐵路,車輛所獲得的牽引力(或稱驅動力)、導向力和支承力均依靠輪軌相互作用獲得,電傳動內(nèi)燃機車或電力機車的牽引動力來自于傳統(tǒng)的旋轉電機。直線電機交通系統(tǒng)不使用傳統(tǒng)的旋轉電機而使用直線電機(liner motor)來獲得牽引動力??梢韵胂髮鹘y(tǒng)的旋轉電機從轉子中心向一側切開并且展直,這樣旋轉電機則變?yōu)橹本€電機?;蛘哒J為直線電機是半徑無限大的旋轉電機。這時定子中的旋轉磁場將變?yōu)橹本€移動磁場,車輛將隨著直線電機磁場的移動而向前運動。

2.2直線電機分類

直線電機可以根據(jù)磁場是否同步、定子長度及驅動方式等因素進行分類。

2.2.1 按直線電機定子長度劃分

根據(jù)定子長度的不同,直線電機可以劃分為長定子直線電機和短定子直線電機。

長定子直線電機的定子(初級線圈)設置在導軌上,其定子繞組可以在導軌上無限長地鋪設,故稱為“長定子”。長定子直線電機通常用在高速及超高速磁懸浮鐵路中,應用在長大干線及城際鐵路領域。

短定子直線電機的定子設置在車輛上。由于其長度受列車長度的限制,故稱為“短定子”。短定子直線電機通常用在中低速磁懸浮鐵路及直線電機輪軌交通中,用在城市軌道交通領域。

2.2.2 按直線電機的磁場是否同步劃分

導軌磁場與車輛磁場可以同步運行,也可以不同步運行。據(jù)此可以將直線電機劃分為直線同步電機和直線感應電機兩大類型。

直線同步電機LSM(Liner Synchronous Motor)一般采用長定子技術,定子線圈(初級線圈)安裝在導軌上,而轉子線圈(次級線圈)安裝在車輛上。導軌上的轉子磁場與車輛上的定子磁場同步運行,控制定子磁場的移動速度就可以準確控制列車的運行速度。高速、超高速磁懸浮鐵路一般使用該種長定子直線同步電機。德國的運捷TR和日本的MLX系統(tǒng)均使用這種直線同步電機。其原理見圖1。

圖1 長定子直線同步電機原理圖

直線感應電機LIM(Liner Induction Motor) 一般采用短定子技術,與LSM正好相反,定子線圈(初級線圈)安裝在車輛上,而轉子部分則安裝在導軌上。轉子磁場與定子磁場不同步運行,故也稱為直線異步電機。中低速磁懸浮鐵路(如HSST)及直線電機輪軌交通一般使用該種電機。其原理見圖2。

圖2. 短定子直線感應電機原理圖

2.2.3 按驅動方式劃分

列車的運行工況(牽引、惰行、制動)及運行速度完全由定子繞組中的移動磁場控制。按照直線電機的初級線圈(定子線圈)的安設位置不同,直線電機牽引的軌道交通可以劃分為導軌驅動和車輛驅動兩種類型。

導軌驅動也稱為路軌驅動或地面驅動,采用長定子直線同步電機LSM。直線電機的初級線圈(定子線圈)設置在導軌上,采用長定子同步驅動技術。其列車的運行工況及運行速度由地面控制中心控制,列車司機不能直接控制。導軌驅動技術一般用于長大干線鐵路或城際軌道交通。德國的運捷TR和日本的MLX系統(tǒng)均使用這種驅動技術。

列車驅動技術采用短定子直線感應電機LIM。直線電機的初級線圈(定子線圈)設置在車輛上,其列車的運行工況及運行速度由列車司機控制,故稱為列車驅動。列車驅動技術一般用于城市軌道交通,用于中低速磁懸浮鐵路(如HSST)及輪軌直線電機鐵路。

3.直線電機交通模式

直線電機交通主要包括磁懸浮鐵路和直線電機牽引的輪軌交通兩種類型。磁懸浮鐵路的典型模式包括日本的超導超高速磁懸浮MLX、德國的常導超高速磁懸浮“運捷”TR和日本中低速磁懸浮HSST。

3.1 德國常導磁懸浮TR系統(tǒng)

德國常導磁懸浮TR系統(tǒng)采用了長定子直線同步電機(LSM)驅動,懸浮和導向采用電磁懸浮EMS原理,利用在車體底部的可控懸浮電磁鐵和安裝在導軌底面的鐵磁反應軌(定子部件)之間的吸引力使列車浮起,導向磁鐵從側面使車輛與軌道保持一定的側向距離,保持運行軌跡(圖3)。高度可靠的電磁控制系統(tǒng)保證列車與軌道之間的平均懸浮間隙保持在10mm,兩邊橫向氣隙均為8~10mm。

3.2 日本超導磁懸浮MLX系統(tǒng)

日本超導磁懸浮MLX系統(tǒng)采用了長定子直線同步電機(LSM)驅動,見圖4。在導軌側壁安裝有懸浮及導向繞組。當車輛高速通過時,車輛上的超導磁場會在導軌側壁的懸浮繞組中產(chǎn)生感應電流和感應磁場,控制每組懸浮繞組上側的磁場極性與車輛超導磁場的極性相反從而產(chǎn)生引力、下側極性與超導磁場極性相同產(chǎn)生斥力,使得車輛懸浮起來,懸浮高度為100mm。如果車輛在平面上遠離了導軌的中心位置,系統(tǒng)會自動在導軌每側的懸浮繞組中產(chǎn)生磁場,并且使得偏離側的地面磁場與車體的超導磁場產(chǎn)生吸引力,靠近側的地面磁場與車體磁場產(chǎn)生排斥力,從而保持車體不偏離導軌的中心位置(如圖5所示)。2002年6月在山梨試驗線新投入試驗運行的MLX01-901試驗車見圖6,該試驗車最近創(chuàng)造了580km/h的列車最高試驗速度。

3.3 日本中低速磁懸浮HSST系統(tǒng)

中低速磁懸浮系統(tǒng)以日本的HSST為代表,主要應用于速度較低的城市軌道交通和機場鐵路。日本HSST為地面交通系統(tǒng),采用列車驅動方式,電機為短定子直線感應電機(LIM)。電機的初級線圈(定子)安裝在車輛上,轉子(或稱次級線圈)沿列車前進方向展開設置在軌道上,見圖2。在懸浮原理方面,HSST系統(tǒng)與德國TR相似,不同之處在于HSST系統(tǒng)將導向力與懸浮力合二為一。我國的磁懸浮鐵路研究目前大都側重于中低速范圍,并且大都參照HSST技術研制。將來用于名古屋東部丘陵線的車輛及軌道見圖7。

圖7. HSST車輛及軌道

3.4 直線電機輪軌交通系統(tǒng)

如前所述,磁懸浮鐵路與傳統(tǒng)輪軌鐵路在驅動、支承(懸浮)和導向三方面的原理和所采用技術完全不同。在軌道交通體系中,直線電機輪軌交通系統(tǒng)是一種新型的介于上述二者之間的軌道交通形式。

該種軌道交通利用車輪起支承、導向作用,這與傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)相似。但在牽引方面卻采用了短定子列車驅動直線感應電機(LIM)驅動,工作原理與HSST系統(tǒng)直線電機原理基本相同(見圖2)。當初級線圈通以三相交流電時,由于感應而產(chǎn)生電磁力,直接驅動車輛前進,改變磁場移動方向,車輛運動的方向也隨之改變。車輛平穩(wěn)運行時,定子與感應軌之間的間隙一般保持在10mm左右。該系統(tǒng)原理見圖8,車輛見圖9。

迄今為止,該系統(tǒng)已經(jīng)在4個國家的9個城市建成,總里程已超過180km。見表1。

表1 直線電機輪軌交通系統(tǒng)應用情況統(tǒng)計表

另外日本福岡地鐵3號線將于2006建成,韓國、美國華盛頓、法國巴黎等國家和城市有可能建設,我國廣州地鐵4、5號線已決定采用該系統(tǒng),首都機場線也在研究采用該系統(tǒng)。

4. 技術經(jīng)濟比較

4.1 德、日高速磁浮鐵路比較

德國常導超高速磁懸浮鐵路TR與日本超導超高速磁懸浮鐵路MLX系統(tǒng)的主要技術性能方面的比較見表2。

表2 德日磁浮系統(tǒng)主要技術特點比較

綜合對比分析日本電動懸浮MLX與德國電磁懸浮TR系統(tǒng)在技術、經(jīng)濟、環(huán)境三方面的性能,可以得出如下結論。

1、MLX系統(tǒng)造價高、超導技術難度大;TR系統(tǒng)造價相對較低,雖然控制系統(tǒng)復雜、精確,但技術相對成熟,大部分零部件具有通用性,市場供應方便。

2、MLX系統(tǒng)車輛懸浮氣隙較大,對軌面平整度要求較低、抗震性能好、速度快并且還有進一步提高速度的可能性,它還具有低速時不能懸浮的特點,因此更適合于大運量、長距離、更高速度的客運。

3、從經(jīng)濟和效率來看,在450km/h以上速度運行時,日本MLX系統(tǒng)優(yōu)于德國TR系統(tǒng);在300—450km/h的速度范圍內(nèi)運行時,TR系統(tǒng)比較優(yōu)越;300km/h以下速度時,采用輪軌高速可能更好。

4.2 磁懸浮鐵路與輪軌高速鐵路比較

近年來,高速鐵路發(fā)展迅猛,高速列車試驗速度已經(jīng)達到515.3km/h,實際運營速度也達到250~300km/h。表3列出了磁浮鐵路和輪軌高速鐵路的主要技術指標。

表3 磁浮鐵路和輪軌高速鐵路主要技術指標

通過上表分析可以認為:磁浮高速鐵路和輪軌高速鐵路各自有突出的優(yōu)點和適用范圍,任何非此即彼的看法都是不科學的。在高速的速度范圍內(nèi)(200~350km/h),地面軌道交通應以高速鐵路為主體;在需要350~600km/h超高速特定條件下,磁浮高速鐵路優(yōu)于輪軌高速鐵路。

長大干線、復雜地形條件下修建磁浮鐵路具有一定優(yōu)勢,在短途客運方面、地形平坦條件下高速磁浮系統(tǒng)并無太大優(yōu)越性。

4.3 城市軌道交通不同模式比較

在城市軌道交通中比較成熟的直線電機交通系統(tǒng)包括中低速磁浮系統(tǒng)(HSST)和直線電機輪軌交通系統(tǒng),為了便于比較,表4中也列出了傳統(tǒng)軌道交通(地鐵、輕軌)的綜合技術經(jīng)濟指標。

表4 城市軌道交通系統(tǒng)綜合技術指標

通過上表分析可以認為:城市軌道交通(包括市中心到機場之間的鐵路)距離較短,一般為十幾千米至幾十千米,沿途需要??康能囌颈容^密集。目前國內(nèi)城市(包括機場內(nèi))軌道交通主要以地鐵為主,但是由于工程造價、環(huán)境等諸多原因,延緩了地鐵的發(fā)展速度;中低速磁懸浮技術先進,但工程費用和運營費用較高,且目前尚無商業(yè)運營經(jīng)驗,存在風險;直線電機輪軌交通技術先進,系統(tǒng)成熟、安全可靠、工程造價低、運營費用低、環(huán)保性能好,適合市內(nèi)和市郊的中等運量運輸,值得大力發(fā)展。

4. 結論和建議

通過如上分析,對我國發(fā)展軌道交通系統(tǒng)提出如下建議:

1、在超高速鐵路速度范圍內(nèi)(350~550km/h)應重點發(fā)展磁懸浮鐵路。但選用MLX系統(tǒng)還是選用TR系統(tǒng)主要看對速度的要求,德國TR技術的應用速度范圍比較寬,從300km/h到450km/h,日本的ML技術在更高的速度范圍(400k/h到550km/h)內(nèi)更具有優(yōu)勢。

2、在高速鐵路(200~350km/h)范圍內(nèi)應重點發(fā)展輪軌高速鐵路。我國即將構建快速客運專線網(wǎng),高速輪軌技術具有廣闊的發(fā)展前景。在此速度范圍內(nèi)也可考慮發(fā)展高速磁懸浮鐵路(MLX或TR系統(tǒng))。

3、高速鐵路在未來的一段時間內(nèi)仍然是高速軌道交通的主要方式,但超高速磁懸浮的發(fā)展也是不可阻擋的。他們的應用速度范圍各不相同,無法相互替代,應該共同發(fā)展、共同繁榮。

4、在中速(120~200km/h)范圍內(nèi)應重點發(fā)展傳統(tǒng)輪軌鐵路。在該速度范圍內(nèi),目前還沒有其他的軌道交通方式與中速鐵路形成競爭力。

5、在低速(

6、我國的磁懸浮技術及研究大都屬于中低速磁懸浮技術的范疇,但目前還達不到實用化程度。故在未來的一段時間內(nèi),我國在中低速磁浮系統(tǒng)方面應重點進行研究開發(fā)工作,以便將來發(fā)展為城市軌道交通的補充方式。

7、直線電機輪軌交通系統(tǒng)具有技術先進、安全可靠、經(jīng)濟合理、綠色環(huán)保、易于實現(xiàn)等優(yōu)勢,故今后我國城市軌道交通領域應大力發(fā)展該種制式。

8、磁懸浮鐵路、輪軌鐵路、直線電機輪軌交通技術特點不同,應用領域也不同,他們各有優(yōu)勢,無法相互替代。應鼓勵發(fā)展多種交通方式,構筑配置合理、豐富多彩的軌道交通體系。而采用何種交通方式主要根據(jù)速度目標值確定,當然也要結合線路長度、地形條件、社會經(jīng)濟條件等多種因素選擇。

9、在直線電機牽引的超高速磁懸浮鐵路、中低速磁懸浮鐵路和直線電機輪軌交通系統(tǒng)中,發(fā)展原則應該是發(fā)展兩頭、帶動中間。目前應重點發(fā)展直線電機輪軌交通系統(tǒng)。

參考文獻

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