任务一　城市轨道交通认知

城市轨道交通属绿色环保交通体系，符合可持续发展的原则，特别适用于大、中城市，是大、中城市公共交通的骨干。城市轨道交通具有运能大、能耗低、污染小、安全舒适、方便、准点等优点，深受人们的欢迎。随着改革开放的深入和国民经济的发展，城市轨道交通建设进入了快速发展期。

观察与思考

城市轨道交通的特点有哪些？城市轨道交通有哪些基本类型？如何进行分类？地铁交通的优点是什么？地铁和轻轨交通的共同点和不同点有哪些？城市轨道交通的组成包括哪些内容？接下来就对此内容进行学习。

1.1.1　城市轨道交通的基本类型

城市轨道交通种类繁多，技术指标差异较大，世界各国评价标准不一，并无严格的分类。由于城市轨道交通在世界范围内发展较快，在不同国家、地区、城市及服务对象的不同等因素，使得城市轨道交通发展有多种类型。

按容量（运送能力）：可分为高容量、大容量、中容量和小容量。

按导向方式：可分为轮轨导向和导向轨导向。

按线路架设方式：可分为地下、高架和地面。

按线路隔离程度：可分为全隔离、半隔离和不隔离。

按轨道材料：可分为钢轮钢轨系统和橡胶轮混凝土轨道梁系统。

按牵引方式：可分为旋转式直流、交流电动机牵引和直线电动机牵引。

按运营组织方式：可分为传统城市轨道交通、区域快速轨道交通和城市（市郊）铁路。

目前，在国内外最成熟、最熟悉的分类是按照城市轨道交通的运能范围、车辆类型及主要技术特征分类。按此分类，可分为有轨电车、地下铁道、轻轨交通、城市铁路、单轨交通、新交通系统、磁悬浮交通七类。现分述如下：

1.有轨电车

有轨电车是使用电车牵引、轻轨导向、1～3辆编组运行在城市路面线路上的低运量轨道交通系统。

有轨电车的历史比较久远，其前身是19世纪初期的有轨马车。世界上第一条有轨电车线于1888年5月在美国弗吉尼亚州里士满市开通。中国第一条有轨电车线于1906年由天津北大关至老龙头车站（今天津站）建成通车。有轨电车一般设在城市中心，穿街走巷运行，具有上下车方便的特点。旧式有轨电车由于运能低、挤占道路、噪声大、舒适性差等问题，许多国家都对其进行了拆除和改造，我国的有轨电车在世纪年代末已拆得所剩无几，仅沈阳、威海、佛山等保留改造后的现代有轨电车。

2.地下铁道

地下铁道简称地铁，是城市快速轨道交通的先驱，地铁是由电力牵引、轮轨导向、轴重相对较重、具有一定规模运量、按运行图行车、车辆编组运行在地下隧道内，或根据城市的具体条件，运行在地面或高架线路上的快速轨道交通系统。地铁的运能，单向在3万人次/h以上，最高可达8万人次/h。最高速度可达120km/h，运行速度可达40km/h以上，可4～10辆编组，车辆运行最小间隔可低于1.5min。

地铁存在建设成本高、建设周期长的弊端，但同时又具有运量大、速度快、安全、准时、节省能源、环保、节省城市用地的优点。地铁适用于出行距离较长、客运量需求大的城市中心区域。一般认为，人口超过百万的大城市就应该考虑修建地铁。

3.轻轨交通

轻轨交通是在有轨电车的基础上改造发展起来的城市轨道交通系统，是指作用在轨道上的荷载相对于铁路和地铁的荷载较小的一种交通系统。轻轨是个比较广泛的概念、公共交通国际联会关于轻轨运营系统的解释文件中提到：轻轨是种使用电力牵引、介于标准有轨电车和快运交通系统（包括地铁和城市铁路），用于城市旅客运输的轨道交通系统。目前国内外都以客运量或车辆轴重的大小来区分地铁和轻轨。在我国《城市轨道交通工程项目建设标准》（试行本）中，把每小时单向客流量为（0.6～3）万人次的轨道交通定义为中运量轨道交通，即轻轨。

轻轨原来的定义是指采用轻型轨道的城市交通系统，当初使用的是轻型钢轨，现在轻轨已采用与地铁相同质量的钢轨。

轻轨一般采用地面线和高架线相结合的方法建设，路线可以从市区通往近郊；列车编组采用3～6辆，铰接式车体。由于轻轨采用了线路隔离、自动化信号、调度指挥系统和高新技术车辆等措施，最高速度可达60km/h，克服了有轨电车运能低、噪声大等问题。由于轻轨具有投资少、建设周期短、运能高、灵活（相对地铁来说）等优点，因此发展很快。目前，无论是发达国家，还是发展中国家，轻轨建设方兴未艾。各国纷纷根据自己的国情，制定相应的轻轨发展战略和模式。

4.城市铁路

所谓城市铁路，指的是建在城市内部或内外接合部，线路设施与干线铁路基本相同，服务对象以城市公共交通客流，即短途、通勤旅客为主的铁路。而不是如干线铁路一样承担城际或省际的客货交通任务的铁路。

城市铁路通常分为城市快速铁路和市郊铁路两部分。城市快速铁路是指运营在城市中心，包括近郊城市化地区的轨道系统，其线路采用电气化形式，与地面交通大多采用立体交叉。市郊铁路是指建在城市郊区，把市区与郊区，尤其是与远郊联系起来的铁路。市郊铁路一般和干线铁路没有联络线，设备与干线铁路相同，线路大多建在地面，部分建在地下或高架上。其运行特点接近于干线铁路，只是服务对象不同。

市郊铁路是城市铁路的主要形式，市郊铁路是伴随着城市规模的扩大、卫星城的建设而发展起来的，通常使用电力牵引和内燃牵引，列车编组多为4～10辆，速度为100～120km/h。市郊铁路运能与地铁相同，但由于站间距较地铁长，运行速度超过地铁，可达80km/h以上。

5.单轨交通

单轨交通又称独轨交通，是指通过单一轨道梁支撑车厢并提供导引作用而运行的轨道交通系统，其最大特点是车体比承载轨道要宽。按支撑方式的不同，单轨交通通常分为跨座式和悬挂式两种。跨座式是车辆跨座在轨道梁上行驶，悬挂式是车辆挂在轨道梁下方行驶。

单轨是采用一条大断面轨道并全部为高架线路的轨道交通。跨座式轨道由预应力混凝土制作，车辆运行时走行轮在轨道上平面滚动，导向轮在轨道侧面滚动导向。悬挂式轨道大多由箱形断面钢梁制作，车辆运行时走行轮沿轨道走行面滚动，导向轮沿轨道导向面滚动导向。

单轨的车辆采用橡胶轮，电气牵引，最高速度可达80km/h，运行速度30～35km/h；列车可4～6辆编组，单向运送能力为（1～2.5）万人次/h。与轮轨相比单轨有很多突出的优点。由于单轨客车的走行轮采用特制的橡胶车轮，所以振动和噪声大为减少；两侧装有导向轮和稳定轮，控制列车转弯，运行稳定可靠。高架单轨因轨道梁仅为85cm宽，不需要很大空间，可适应复杂地形的要求，同时对日照和城市景观影响小。单轨交通占地少、造价低、建设工期短，它的工程建筑费用仅为地铁的1/3。当然，单轨也存在橡胶轮与轨道梁摩擦产生橡胶粉尘的现象，对环境有轻度污染，列车运行在此区间发生事故时救援比较困难。我国首条跨座式单轨线路是在有“山城”之称的重庆修建的。重庆地铁2号线一期工程于2004年建成，全线于2006年开通。跨座式单轨交通十分适合重庆市道路坡陡、弯急、路窄的地形特点，同时因其结构轻巧、简洁，易融于山城景色而取得较好的景观效果。

6.新交通系统

新交通系统（简称AGT）是一个模糊的概念，不同国家和城市对此都有不同的理解，目前还没有统一和严格的定义。广义上认为，AGT是那些所有现代化新型公共交通方式的总称。狭义上AGT则定义为：由电气牵引，具有特殊导向、操作和转向方式的胶轮车辆，单车或数辆编组运行在专用轨道梁上的中小运量轨道运输系统。

在新交通系统中车辆在线路上可无人驾驶自动运行。车站无人管理，完全由中央控制室的计算机集中控制，自动化水平高。新交通系统与单轨交通有许多相同之处，其最大区别在于该系统除有走行轨外，还设有导向轨，故新交通系统又称自动导向轨道交通。新交通系统的导向系统可分为中央导向方式和侧面导向方式，每种方式又可分为单用型和两用型。所谓单用型是指车辆只能在导轨上运行；两用型则指车辆既可在导轨上运行，又可以在一般道路上行驶。

新交通系统自1963年美国西尼电气公司研发面世后，在世界许多地方被逐渐推广采用，尤其日本和法国，无论是技术还是规模都处于世界领先的地位。目前，我国内地的新交通系统正处在起步阶段，天津市于2007年在滨海新区开通了全长7.6km的亚洲首条胶轮导轨线路。北京市于2008年奥运会前开通了服务于首都机场T3航站楼的新交通系统。上海市也于2009年开通了胶轮导轨电车。我国台湾地区的台北市1994年建成、1996年3月投入运营的木栅线（中山中学至木栅动物园），线路全长10.8km，其中高架线10km、地下线0.8km，采用VAL制式（胶轮路轨系统），属中运量新交通系统。我国香港特别行政区20世纪90年代后期建设的新机场从登机厅到机场主楼，为接运旅客建成了一条长约1km的VAL制式新交通系统。

7.磁悬浮交通

磁悬浮交通是一种非轮轨黏着传动，悬浮于地面的交通运输系统。它是介于高速铁路和航空运输之间的一种独特的运输方式。它克服了传统列车机械噪声和磨损问题，不受轮轨黏着速度理论极限的限制，速度可达500km/h，当磁悬浮列车低速运行时，车轮会放下来，以车轮行驶，因此磁悬浮保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂等许多传统机车车辆的特点。磁悬浮列车是利用常导磁铁或超导磁铁产生的吸力或斥力使车辆浮起，用以上的复合技术产生导向力，用直线电动机产生牵引动力，使其成为高速、安全、舒适、节能、环保、维护简单、占地少的新代交通运输工具。

2003年1月4日，我国上海正式开通运营了世界上第一条商业运营的磁悬浮专线。上海磁悬浮列车专线西起上海地铁2号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长29.863km，设计速度430km/h，实际运行速度约380km/h，现已降速至最高301km/h，由中德两国合作开发。2016年5月6日，中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线——长沙磁浮快线开通试运营。该线路也是世界上最长的中低速磁浮运营线。

1.1.2　城市轨道交通的组成

城市轨道交通是一个多专业多工种配合工作、围绕安全行车这一中心而组成的有序联动、实时性极强的复杂系统。

城市轨道交通系统包括线路、车辆、供电、通信、运营调度、自动售检票、客运服务、安全保障等诸多专业，各专业中又分别包含机械、电气、控制、自动化、计算机等多项工种。所有这些专业和工种必须有效联动，才能确保城市轨道系统的正常运营。而各专业在城市轨道交通中，又发挥着不可替代的作用。例如，列车是运送乘客的载具，但必须在已铺设完成的轨道线路上才能行驶；列车行驶依靠的是供电专业提供的电源；为保证列车行驶安全，必须有畅通及时的通信系统和准确无误的信号系统作为保障；乘客进出站、购票、上下列车都需要客运人员提供车站服务等。

由此可见，只有城市轨道交通系统涉及的各专业都能确保各自工作正常，才能使城市轨道交通发挥作用。按照城市轨道交通工作目标和服务对象的不同，可以将城市轨道交通涉及的专业分为设备保障和运营管理两大类。

1.设备保障类

设备保障类的最大特点是为运营管理提供设备和技术保障，一般不直接与乘客见面。各专业利用技术先进、性能可靠、操作简便的专业设备，为城市轨道交通实现安全运送乘客的既定目标提供可靠的物质保障。设备保障主要包括以下内容。

1）线路工程

城市轨道交通采用的是电力驱动的轮轨系统，所以线路既是列车运行的支撑，同时也是电动列车驱动电路的组成部分，所以线路工程可以称为整个乘客运送系统的基础。在城市轨道交通系统中，一般将隧道、桥梁、车站建筑、监护等纳入线路工程的子系统。

2）车辆

作为运送乘客的载具，车辆的性能直接决定了运送乘客目标的实现质量。在乘坐城市轨道交通时，乘客除了在车站就是在列车上，乘客在途中的安全有赖于列车的安全运行；列车行进速度则直接决定了乘客到达的快捷和准点；车厢载客量、车厢硬件设备则决定了乘客出行过程的舒适度。

3）通信系统

通信系统的任务是建立一个能实现系统内指挥调度及公务业务联系的通道。例如，为乘客提供运营信息，为公安部门提供视频和无线资源，为消防管理部门提供无线资源等。有线通信和无线通信是通信系统的两个子系统。

4）信号系统

信号是信息的表现形式，信息是信号的具体内容，可以认为信号是信息传递的一种手段，城市轨道交通通过信号实现行车指挥和列车运行现代化，保证列车运行的安全，提高运输效率。此外，信号系统还需要利用信号将运营信息告知乘客，实现客流组织和完成运送乘客的任务。

5）供电系统

电力是城市轨道交通正常运行的能源，由国家电网供电。供电系统不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电，还为照明、通风、空调、电梯、防灾报警、通信、信号等运营服务设施提供电能。安全可靠又经济合理的供电系统是城市轨道交通正常运营的重要保障和前提，因此必须保证城市轨道交通供电系统正常运行，以免危及相关人员生命安全或造成重大财产损失。

6）车站机电设备

车站机电设备包括车站自身的硬件设备系统和为乘客服务的设备系统两大类。属于前者的有车站火灾自动报警系统、车站环境与设备监控系统、车站给排水系统、车站低压配电及照明系统等；属于后者的有车站通风系统、车站空调系统、自动售检票系统、自动扶梯系统、站台屏蔽门系统等。车站机电设备的完好率将直接决定车站的安全和乘客所直接感受到的舒适、方便、安全程度。因此，车站机电设备系统虽然不直接决定城市轨道交通的运营质量，但能充分体现城市轨道交通的服务质量，应给予充分重视。

2.运营管理类

运营管理类的工作目标是为乘客提供安全、快捷、准点、方便和尽可能舒适的出行工具，所以，凡是直接涉及乘客出行的专业和工种，均应纳入运营管理范围。

1）行车管理

行车管理主要负责对系统内所有列车的运行管理。城市轨道交通列车的运行是按运行图进行调度的，所以编制运行图、下达行车命令、突发事件时的行车调整、有关行车组织的即时命令发布等均是行车管理系统的工作职责。

2）客运管理

客运管理是对“乘客运送全过程的管理”，是直接面向乘客的重要服务系统。系统服务对象是广大的乘客群，专业宗旨是为乘客提供优质服务，专业评价标准是“乘客满意度”。客运管理又包含两个重要子系统，即客流组织和客运服务。前者主要是组织乘客有序流动，后者是为乘客提供优质服务，车站服务员（简称站务员）是服务提供者，其岗位在车站。理论上，车站服务员是乘客出行过程中唯一能接触到的城市轨道交通工作人员，因此乘客通过服务人员的言行举止对轨道交通运营企业的工作质量进行评判。随着城市轨道交通各系统自动化技术的不断提高，目前已实现了乘客“自助式出行”的目标，也就是乘客可以依靠车站提供的各类信息指示，在“无人服务”的情况下自主完成出行。

3）乘务管理

城市轨道交通列车乘务员指的是电动列车驾驶人，其处于城市轨道交通运营的第一线，肩负着行年安全的主要责任。因此，如何合理安排乘务员作息时间、制定值乘方案、分配人员、教育培训及安全监督显得尤为重要。这些管理制度和措施的制定不仅要与实际运营相结合，而且要有一定的科学依据作保障，做到在人员精简高效的同时还要确保运营的安全。

4）票务管理

制定票价等运营政策，对车票制作、车票出售、入站检票、出站检票、补票、罚款等营运信息进行有效的管理是票务管理的主要内容。只有通过安全、可靠和完备的自动售检票系统才能有效地实施票务的清分和结算，所以票务管理也是票务收入和结算的基础。