[科普中国]-轨道交通

概念定义广义轨交

广义上的轨道交通是指各种由火车、铁路、车站和调度系统（包括调度设备和调度人员）所共同组成的路面交通运输工具，包括一切传统铁路系统和新型轨道系统。广义轨道交通的主体就是传统铁路，包括高速铁路。1

狭义轨交狭义上的轨道交通一般特指城轨、即城际轨道交通和城市轨道交通两大类型，如珠三角城际快速轨道交通、东莞轨道交通等。一般来说，轨道交通比较多用于称呼在经济发达地区中新建的各种中短距离客运铁路系统。

早期的一些地方政府或大众媒体不知道很多城际轨道交通采用国铁制式建设，即城际铁路、简称城铁，所以很多事实型城际铁路都被大家习惯性地称为城际轨道、简称城轨，如广珠城轨、莞惠城轨等。实际上准确地说，它们属于城际轨道交通中的城际铁路范畴，是国家铁路中支线路网的组成部分。2

轨道交通最常被用于简称现代城市轨道交通。随着中国城市化进程加快，很多城市开始兴建服务于城市境内的各种轻型化铁路系统，比如地下铁路、轻轨铁路、单轨铁路、磁悬浮铁路等。由于轨道形式多种多样，所以当地的市内铁路公司会将这一系列的铁路系统都以“轨道交通”概况，成立城市轨道交通公司，比如重庆轨道交通公司。3

地铁系统是城市轨道交通中运用最广泛的铁路系统种类，绝大多数城市的轨道交通主体也是地铁系统。因此部分城市的轨道交通以“地铁”概况，成立某市地铁公司，如广州地铁。不过这里的“地铁”已经不局限于地铁系统，还包括市内其它类别的轨道交通，如“广州地铁”就包括了不同于地铁系统的自动旅客捷运系统（简称APM）。4

铁路简介轨道交通主要有三大类。

传统铁路传统铁路是最原始的轨道交通，分普速铁路和高速铁路两大类。它主要负责大规模兼远距离的客货运输，通常由大型机车牵引多节车厢或车皮进行运载。传统铁路是轨道交通的核心成员，事关国家的经济和军事命脉。5

传统铁路在中短距离市域铁路中的运用同样很广泛，如北京和温州的市域铁路，都采用了传统铁路技术。

城际轨道城际轨道交通是一种综合属性介于传统铁路和城市轨道交通之间的新兴轨道交通类型。它主要负责高速度兼中距离的旅客运输，通常由大型动车组运载乘客以实现相邻城市间的快速联络，满足城市群间的沟通交流。5

城际轨道一般采用传统铁路技术，所以又称城际铁路，部分城际轨道采用地铁系统技术，如广佛地铁。

城市轨道城市轨道交通是以电能为主要动力能源，采用轮轨运转体系的大运量快速公共交通系统。它主要负责无障碍兼短距离的旅客运输，通常由轻型动车组或有轨电车作为运送载体，有效缓解城市内部密集客流的交通压力。6

城市内部的轨道交通，其系统技术和外观形式繁多复杂，很多城市将境内所有非国铁性质的各种公共轨道交通统称为“轨道交通”，成立当地的轨道交通公司，如重庆轨道交通（集团）公司。因地铁系统在多数城市的公共轨道交通中占的比例最大，所以有的城市全部市内的轨道交通系统都被以“地铁一词”概括，成立当地的地铁公司，如广州地下铁道总公司。广州地铁不仅包括地铁系统，也涵盖了旅客自动输送系统和有轨电车系统。74

铁路系统轨道交通是属于集多专业、多工种于一身的复杂系统，通常由轨道路线、车站、车辆、维护检修基地、供变电、通信信号、指挥控制中心等组成。城市轨道交通的运输组织、功能实现、安全保证均应遵循有轨道交通的客观规律。在运输组织上要实行集中调度、统一指挥、按运行图组织行车。在功能实现方面，各种有关于专业如线路、车站、隧道、车辆、供电、通信、信号、机电设备及消防系统均应保证状态良好，运行正常。在安全保证方面，主要依靠行车组织和设备正常运行，来保证必要的行车间隔和正确的行车线路。

为了保证列车运行安全、正点，在集中调度、统一指挥的原则下，行车组织、设备、车辆检修、设备运行管理、安全保证等均由一系列规章制度来规范。列车运行是一个多专业、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、时效性极强的系统。轨道交通系统中，采用了以电子计算机处理技术为核心的各种自动化设备，从而代替人工的、机械的、电气的行车组织、设备运行和安全保证系统。如ATC（列车自动控制）系统可以实现列车自动驾驶、自动跟踪、自动调度；SCADA（供电系统管理自动化）系统可以实现主变电所、牵引变电所、降压变电所设备系统的遥控、遥信、遥测和遥调；BAS（环境监控系统）和FAS（火灾报警系统）可以实现车站环境控制的自动化和消防、报警系统的自动化；AFC（自动售检票系统）可以实现自动售票、检票、分类等功能。这些系统全线各自形成网络，均在OCC（控制中心）设中心计算机，实现统一指挥，分级控制。因此，仅仅是单一的火车或者轨道并不属于铁路系统，铁路系统在概念定义上不等同于轨道或列车。例如，高速铁路、高速列车和高铁系统，三者概念不同，勿混淆。

城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。

城市轨道交通是指具有固定线路，铺设固定轨道，配备运输车辆及服务设施等的公共交通设施。“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念，在国际上没有统一的定义。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。6

铁路分类轨道交通可以参照多种依据进行分类。

钢轨重量重型轨道、轻型轨道。传统铁路、现代地铁和高级轻轨采用的都是重型轨道（因为载重要求较高）。8

轨道形式双轨铁路、单轨铁路和凹槽铁路。传统铁路、现代地铁轻轨和有轨电车系统都采用双轨铁路；除了传统单轨铁路，常导型磁悬浮轨道和永磁体悬浮轨道也属于单轨铁路；气悬浮轨道和超导型磁悬浮轨道属于凹槽铁路。9

营运速度高速轨道和中低速轨道。高快速轨道系统一般能允许列车在该区间路段的最高运行速度达到200km/h以上。

地位作用

⑴城市轨道交通是城市公共交通的主干线，客流运送的大动脉，是城市的生命线工程。建成运营后，将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。

⑵城市轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”，是解决“城市病”的一把金钥匙，对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。

⑶城市轨道交通是城市建设史上最大的公益性基础设施，对城市的全局和发展模式将产生深远的影响。为了建设生态城市，应把摊大饼式的城市发展模式改变为伸开的手掌形模式，而手掌状城市发展的骨架就是城市轨道交通。城市轨道交通的建设可以带动城市沿轨道交通廊道的发展，促进城市繁荣，形成郊区卫星城和多个副部中心，从而缓解城市中心人口密集、住房紧张、绿化面积小、空气污染严重等城市通病。

⑷城市轨道交通的建设与发展有利于提高市民出行的效率，节省时间，改善生活质量。国际知名的大都市由于轨道交通事业十分发达方便，人们出行很少乘私人车辆，主要依靠地铁轻轨等轨道交通，故城市交通秩序井然，市民出行方便、省时。

技术发展德国的动车技术系列、加拿大的动车技术系列、法国的动车技术系列等轨道交通技术代表着世界先进水平，我国轨道交通技术通过近几年的引进和开发，也基本达到世界先进水平，但关键的牵引控制技术仍以国外产品为主。
从20世纪90年代建设的上海1号线和广州1号线地铁开始，我国城市轨道交通建设广泛采用各国最新技术装备，已经建成了具有世界一流技术水平的城轨交通系统，但轨道交通技术仍处于引进、消化、吸收和创新阶段。

20世纪90年代前，世界各国均采用切换电阻的有级调速直流电机系统或采用电力电子控制的无级斩波调压调速直流电机系统。1990年，可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅晶体管（IGBT）元件出现后，发达国家地铁开始采用直-交变频、变压调速交流电机的交流传动系统。我国从20世纪90年代开始，除上海1号线地铁外，所有新建地铁线、单轨线、轻轨线均采用IGBT模块的交流传动系统。交流传动车与直流传动车相比，用电量能降低40%；由于采用再生制动，闸瓦用量减少一半以上；车轮磨耗小，车轮更换周期延长；交流电机维修工作量很小。

地铁A型车（车宽3米/3.2米）和B型车（车宽2.8米）均全面采用国际上普遍应用的无摇枕转向架。这种转向架具有结构简单、零部件少、重量轻、维修工作量少等优点。转向架采用两系悬挂减振结构，一系采用金属橡胶叠层结构，二系采用空气弹簧，并设有高度自动调整阀，通过排气和供气，自动调整车辆地板面高度，使之与站台面相匹配。地铁A型车、B型车、线性电机车、单轨车、低地板轻轨车等所有不同类型车辆的转向架均在我国国内生产。

技术特点运输能力城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编组辆数多而具有较大的运输能力。单向高峰每小时的运输能力最大可达到6万～8万人次（市郊铁道）；地铁达到3万～6万人次，甚至达到8万人次；轻轨1万～3万人次，有轨电车能达到1万人次，城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。据文献统计，地下铁道每公里线路年客运量可达100万人次以上，最高达到1200万人次，如莫斯科地铁、东京地铁、北京地铁等。城市轨道交通能在短时间内输送较大的客流，据统计，地铁在早高峰时1h能通过全日客流的17%～20%，3h能通过全日客流的31%。

准时性城市轨道交通由于在专用行车道上运行，不受其他交通工具干扰，不产生线路堵塞现象并且不受气候影响，是全天候的交通工具，列车能按运行图运行，具有可信赖的准时性。

速达性与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在专用行车道上，不受其他交通工具干扰，车辆有较高的运行速度，有较高的启、制动加速度，多数采用高站台，列车停站时间短，上下车迅速方便，而且换乘方便，从而可以使乘客较快地到达目的地，缩短了出行时间。

舒适性与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在不受其他交通工具干扰的线路上，城市轨道车辆具有较好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备，城市轨道交通具有较好的乘车条件，其舒适性优于公共电车、公共汽车。

安全性城市轨道交通由于运行在专用轨道上，没有平交道口，不受其他交通工具干扰，并且有先进的通讯信号设备，极少发生交通事故。

空间利用大城市地面拥挤、土地费用昂贵。城市轨道交通由于充分利用了地下和地上空间的开发，不占用地面街道，能有效缓解由于汽车大量发展而造成道路拥挤、堵塞，有利于城市空间合理利用，特别有利于缓解大城市中心区过于拥挤的状态，提高了土地利用价值，并能改善城市景观。

费用低廉城市轨道交通由于主要采用电气牵引，而且轮轨摩擦阻力较小，与公共电车、公共汽车相比节省能源，运营费用较低。

污染较低城市轨道交通由于采用电气牵引，与公共汽车相比不产生废气污染。由于城市轨道交通的发展，还能减少公共汽车的数量，进一步减少了汽车的废气污染。由于在线路和车辆上采用了各种降噪措施，一般不会对城市环境产生严重的噪声污染。10

技术等级

|| || 表1.1城市轨道交通技术等级表