有關(guān)城市軌道交通的名詞
進(jìn)入新世紀(jì)以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 改革開放的深入,我國又掀起了新一輪地鐵建設(shè)的高潮。在我國人口過百萬的34 個(gè)大城市中,有20 個(gè)特大城市正在建設(shè)和籌建軌道交通,以解決城市發(fā)展過程中交通阻塞、行車?yán)щy、汽車廢氣污染的問題。從今后的發(fā)展勢頭來看,隨著地方財(cái)力的持續(xù)增長,地鐵建設(shè)在今后較長時(shí)間內(nèi),會成為中國基礎(chǔ)建設(shè)投資的重點(diǎn)之一。然而,伴隨城市軌道交通的發(fā)展出現(xiàn)了不少新名詞,使不少人混淆不清,頗為困惑。本文試將有關(guān)專業(yè)名詞術(shù)語作一簡單解釋和說明。現(xiàn)代城市軌道交通可分為地鐵、輕軌、市郊鐵路、磁懸浮列車與其他交通系統(tǒng)。
地鐵 metro , underground railway , subway
地下鐵道1863 年產(chǎn)生于英國倫敦,最初由蒸汽機(jī)驅(qū)動,運(yùn)營幾年后電氣化。第一條電力驅(qū)動的地下鐵道是1890 年在倫敦開通的。時(shí)至今日,地下鐵道已遍及世界各大城市。我國從1969 年北京地鐵建成以來,目前北京、上海、廣州等城市已有約250 公里地鐵在運(yùn)營。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大與延伸,地鐵線路延伸到市郊時(shí),為了降低工程造價(jià),一般都爬出地面,采用高架或地面行駛。因此,編制中的國標(biāo)《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制型條文》對地鐵定義為:
“ 城市中修建的在全封閉線路上, 采用專用軌道、專用信號、獨(dú)立經(jīng)營的大運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng),單向高峰小時(shí)客運(yùn)能力一般在30 000 人次以上,線路通常設(shè)在地下的隧道內(nèi),有時(shí)也延伸到地面或設(shè)在高架橋上。”所以, “地鐵”的概念就不僅僅是“地下鐵道”的簡稱,而是原“地下鐵道”概念的延伸或擴(kuò)展。譯為metro 還比較合適,有些城市干脆稱為mass transit railway 。
地鐵均采用直流供電,我國供電電壓標(biāo)準(zhǔn)為直流750V 和直流1 500V 兩種。接觸網(wǎng)分接觸軌(又稱第三軌) 和架空接觸網(wǎng)兩種類型,接觸軌供電一般為直流750V , 架空接觸網(wǎng)采用直流1 500V 或直流750V 。同樣,地鐵車輛的概念也不僅僅局限于地下鐵道,運(yùn)行在地面封閉線路或高架橋的電動車輛,單向高峰小時(shí)運(yùn)力3 萬人次以上的都可稱為地鐵車輛(metro vehicle) 。
地鐵車輛的類型分為帶牽引電機(jī)的動車(motor car) 和無動力的拖車(trailer) 。必須編在一起運(yùn)行的動車與拖車的最小獨(dú)立組合稱為列車單元(train unit) ; 連掛成列的可以正常運(yùn)行的若干單元或車輛的完整組合稱為列車(train) 或電動列車(motor train) 。
輕軌交通 light rail transit
輕軌交通起源于有軌電車。20 世紀(jì)60 年代,歐洲一些發(fā)達(dá)國家,為滿足城市公共交通運(yùn)量增長的需要,在改造舊式有軌電車的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)代技術(shù)改造并發(fā)展了有軌電車系統(tǒng),提高其技術(shù)水平和運(yùn)行質(zhì)量,這就成為所謂輕軌系統(tǒng)。輕軌交通(light rail transit , L R T) 是一個(gè)范圍比較寬的概念。國際公共交通聯(lián)合會(U ITP) 為輕軌下的定義認(rèn)為,輕軌交通車輛施加在軌道上的載荷重量,相對于鐵路和地鐵的載荷來說比較輕,因而稱之為輕軌。
現(xiàn)代化的輕軌交通,是一種集中了多種專業(yè)先進(jìn)技術(shù)的系統(tǒng)工程,在信號自動控制下,能安全快速地完成中等客運(yùn)量的客運(yùn)任務(wù)。輕軌交通與地鐵的一個(gè)顯著區(qū)別是可行駛于地面與其他車輛混行,由此產(chǎn)生在技術(shù)上小轉(zhuǎn)彎半徑、低地板(低站臺) 、信號優(yōu)先等特點(diǎn)。輕軌系統(tǒng)車輛輕,乘降方便;車站設(shè)施簡單,線路工程量小,造價(jià)較低,通常建于擁有10～ 100 萬人口的城市。對于更大的城市,則較多運(yùn)用在郊區(qū)或邊緣城市區(qū)域。
輕軌系統(tǒng)有幾種類型,一種基本上是由有軌電車改造而成,較多地保留了原有軌電車線路,在平交路口設(shè)智能信號, 擁有先行權(quán)。即在交叉路口前一定距離有車輛檢測器,車輛經(jīng)過檢測器時(shí)即通知信號燈清理路口的車輛,給輕軌車通過信號。另一種輕軌大部分是新建的或利用原市郊鐵路改建的, 為提高運(yùn)行效率,一般要求至少有40 % 的封閉線路(隔離線或高架橋等),并有與地鐵系統(tǒng)相同的信號控制和集中調(diào)度系統(tǒng)。輕軌交通的輸電電壓制式一般為架空線形式,直流750V , 也有沿用舊式有軌電車的直流600V 。
輕軌車輛(light rail vehicle) 有單節(jié)4 軸車、雙節(jié)單鉸6 軸車和三節(jié)雙鉸8 軸車,可多車連掛。用鉸接使車輛節(jié)間貫通,由于鉸接車體較短,便于車輛轉(zhuǎn)彎。為了方便乘客上下車,又出現(xiàn)了低地板型輕軌車輛,即地板最低處只有300～450mm , 低地板車又有50 % 低地板、70 % 低地板與全低地板之分。這類車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高,只應(yīng)用于街道行駛,如用于封閉線路,則應(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡單的高地板車。
市郊鐵路 suburban railway
市郊鐵路起源于二戰(zhàn)前城市間的鐵路運(yùn)輸,主要為通勤者服務(wù), 故也稱通勤鐵路(commuter rail) 。市郊鐵路是溝通城市邊緣與遠(yuǎn)郊區(qū)的交通方式,與城間鐵路(inter2city rail) 類同。由于市郊鐵路服務(wù)于人口密度相對稀疏的郊區(qū),站間距離比市區(qū)大,使得列車的運(yùn)行速度可以提高很多,其最高速度可達(dá)100km/ h 以上。倫敦、巴黎以及美國一些城市如紐約、芝加哥、費(fèi)城都有較大規(guī)模大市郊鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。
市郊運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是裝備重型化,最高速度較大,加、減速度較低,通常由電力或內(nèi)燃機(jī)車牽引一列通勤客車,目前則逐漸為電動車組所取代。線路長度一般在40～80km , 雖然市郊鐵路的終點(diǎn)站可引入市中心,但大多數(shù)車站仍在郊區(qū)。市郊鐵路一般是在過去只能跑貨運(yùn)的舊線上開展新的客運(yùn)服務(wù),其關(guān)鍵是建立一體化的快速旅客運(yùn)輸系統(tǒng),保證市內(nèi)出行旅客迅速抵達(dá)目的地。市郊鐵路由于速度快、線路長、客運(yùn)成本比較低。我國北京、天津、上海等城市都有通勤線,但由于管理體制問題,線路走向與城市發(fā)展不相適應(yīng), 一直沒有形成現(xiàn)代意義的市郊鐵路。
磁浮列車 maglev train
磁(懸) 浮列車的基本原理是:利用電磁力克服重力,使列車在軌道上懸浮,并利用線性電機(jī)推動其前進(jìn)。根據(jù)磁浮列車的懸浮原理和結(jié)構(gòu),主要分為常導(dǎo)型和超導(dǎo)型。
常導(dǎo)型磁浮列車(normal conductive ma2 glev train) 屬于電磁型。常溫狀態(tài)下通過置于車體下電磁鐵繞組的電流,使車體與導(dǎo)磁軌道之間產(chǎn)生磁力(磁吸力或磁斥力),平衡車體重量,使車體與軌道之間保持一定距離而懸浮起來。懸浮間距約8～10mm 。列車牽引則采用線性電機(jī)。
常導(dǎo)型又可分為常導(dǎo)短定子型和常導(dǎo)長定子型。常導(dǎo)短定子型磁浮列車適合于中低速運(yùn)行;常導(dǎo)長定子型磁浮列車適合于高速運(yùn)行,上海浦東機(jī)場磁懸浮線(maglev traffic line) 就是這種類型,已達(dá)到430km/ h 的設(shè)計(jì)速度。
超導(dǎo)型磁浮列車(super conductive ma2 glev train) 屬于電動型,車上載有低溫超導(dǎo)線圈,通電后產(chǎn)生強(qiáng)大磁場。列車運(yùn)行的軌道中安裝有導(dǎo)電環(huán),當(dāng)列車運(yùn)行時(shí),導(dǎo)電環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,對車體產(chǎn)生使車體上浮的磁斥力,斥力隨車速增高而增大,當(dāng)車速達(dá)到一定時(shí)速(150km/ h) 以上時(shí),磁斥力與重力平衡而使車浮起。超導(dǎo)磁浮列車懸浮間距約100 ～150mm , 線性同步電機(jī)牽引運(yùn)行。超導(dǎo)型磁懸浮列車適用于高速運(yùn)行,試驗(yàn)線運(yùn)行記錄為550km/ h 。
磁浮列車安全、舒適、快捷、噪音小、無污染,特別適合作為城市軌道交通的運(yùn)輸工具, 具有美好的發(fā)展前景。
其他軌道交通系統(tǒng)
城市軌道交通的形式還有許多,如單軌鐵路(monorail) 又稱獨(dú)軌鐵路,單軌鐵路一般使用道路上部空間,故土地占用少; 視野開闊,利于城市觀光。大多數(shù)單軌鐵路采用橡膠輪胎,可適應(yīng)小彎道及大坡度,對復(fù)雜地形適應(yīng)性強(qiáng)。單軌系統(tǒng)分跨座型與懸掛型兩種,重慶目前正建造一條跨座型單軌線路。此外還有一種采用輪胎車輛(tire vehicle) 的軌道系統(tǒng),線路更可以采用鋼軌,也可采用混凝土路面,具有導(dǎo)向輪裝置,其類型可以是地鐵或高架線路。優(yōu)點(diǎn)是爬坡能力強(qiáng),噪音低。缺點(diǎn)是車輛結(jié)構(gòu)及道岔系統(tǒng)都很復(fù)雜;輪胎承重不如鋼軌,不適合大運(yùn)量系統(tǒng);由于高速運(yùn)行時(shí)輪胎可能過熱,實(shí)際速度不能過高。
日本等國家近幾年還搞了所謂“ 新交通系統(tǒng)(new traffic system) ”,即無人駕駛的小型軌道列車,自動化程度很高,用于區(qū)域交通和旅游觀光。
軌道交通系統(tǒng)大都采用單獨(dú)的線路設(shè)備,往往導(dǎo)致較大的建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用。各種不同的軌道交通類型有不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn),但都具有交通容量大,運(yùn)行快捷、準(zhǔn)確、安全、舒適的優(yōu)越性,因此在人口密集的城市得到青睞和發(fā)展,成為不可或缺的交通工具。至于采用哪種類型的軌道交通系統(tǒng)更好,則應(yīng)根據(jù)各城市的具體情況而定。
原作者：馬沂文
