（3）掌握城市轨道交通车辆的特点。
一、城市轨道交通车辆的发展
世界上第一条地下铁道（图1-2）于1863年1月10日在伦敦建成。一开始是采用蒸汽机车牵引，历经27年，在1890年改为电力牵引。第二次世界大战后，伴随着各国城市的快速发展，地铁发展极为迅速。至1969年，又有17个城市新建了地铁，特别是1970年以后，地铁发展更快。根据2005年的统计数据，全世界有142个城市拥有城市轨道交通系统，其中112个城市共有8 227 km的地铁线路，90%以上的线路均在20世纪90年代以前建成。按运营公里统计，排名前10位的城市依次是巴黎、纽约、伦敦、首尔、莫斯科、东京、芝加哥、柏林、波士顿、旧金山。
图1-2 世界上第一条地下铁道线路
20世纪初是有轨电车发展的黄金时代。1881年德国柏林工业博览会期间，一辆只能乘坐6人的有轨电车在400 m长的轨道上展示。1888年，世界上第一个将有轨电车系统投入商业运营的城市是美国弗吉尼亚州的里磁门德市。
20世纪初，有轨电车系统发展很快。在20世纪20年代，美国的有轨电车线路总长达25 000 km。到了20世纪30年代，欧洲、日本、印度和我国的有轨电车有了很大的发展。1908年中国第一条有轨电车在上海建成通车。1909年大连市也建设了有轨电车。在随后的时间里，北京、天津、沈阳、哈尔滨、长春等城市都相继修建了有轨电车，在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。
旧式有轨电车因行驶在道路中间，与其他车辆混合运行，又受路口红绿灯的控制，所以运行速度很慢，正点率低，而且噪声大，加减速性能较差。随着汽车工业的迅速发展，西方国家私人小汽车数量急剧增长，大量的汽车涌上街头，城市道路面积明显不够用。从20世纪50年代开始，世界各国大城市都纷纷拆除有轨电车线路，这阵风也波及中国。至50年代末，我国各大城市的有轨电车线也基本拆完，仅剩下大连、长春的个别线路，并一直保留至今，继续承担着正常的公共客运任务。
20世纪六七十年代在地下铁道建设高峰时期，由于地下铁道造价昂贵，建设进度受财政和其他因素制约，西方大城市在建设地下铁道的同时，又重新把注意力转移到地面轨道上来。利用现代高科技开发了新一代噪声低、速度快，走行部转弯灵活，乘客上下方便，甚至照顾到老人和残疾人的低地板新型有轨电车。在线路结构上，也采用了降噪声技术措施。在速度要求较高的线路上，采用专用车道，与繁忙道路交叉处，进入半地下或高架，互不影响。对速度要求不高的线路，可与道路平齐，与汽车混合运行。
1978年3月国际公共交通联合会（EITP）在比利时首都布鲁塞尔举行的会议上，确定了新型有轨电车交通的统一名称，英文名为Light Rail Transit（LRT），中文名简称为轻轨交通。20世纪八九十年代，环保问题、能源结构问题突出，在经济可持续发展战略方针的指导下，全世界又掀起了新一轮的轻轨交通系统的建设高潮。我国长春、大连、天津等地也相继建成了新型轻轨线路。长春轻轨所使用的车辆，可载员300人，低地板部分离地面只有350mm，极大地方便了乘客上下车。
回顾20世纪城市交通的发展历程，首先是有轨电车从大发展到大拆除；然后是汽车登上历史舞台，逐渐成了城市交通的主角；到20世纪末，以地铁和轻轨为代表的城市轨道交通又恢复了主导地位，这是一个螺旋式上升的过程。
二、城市轨道交通的系统
城市轨道交通经过100多年的发展，已成为一个大系统。我国国家标准《城市轨道交通技术规范》（GB 50490）将城市轨道交通定义为“采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统”。
1.地铁系统
地铁系统是一种大运量的轨道运输系统，采用钢轮钢轨体系，标准轨距为1 435mm，主要在大城市地下空间修筑的隧道中运行，当条件允许时，也可以穿出地面，在地上或高架桥上运行。
2.轻轨系统
按照国际标准，城市轨道交通列车可分为A、B、C三种型号，分别对应3 m、2.8m、2.6m的列车宽度。选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编组列车；选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨，采用2～4节编组列车。
B型车和C型车的造价与技术含量要小于A型车。随着我国城市的发展，一些大中型城市已开通或正在建设地铁和轻轨。关于两者的区别，有人认为城市轨道交通中，在地面以下行驶的叫地铁，在地面或高架上行驶的就是轻轨；还有人认为轻轨的钢轨重量比地铁轻，这两种认识都是错误的。地铁和轻轨都可以建在地下、地面或高架上。为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修的工作量，增大回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都选用轨距为1 435 mm的国际标准双轨作为列车轨道，与国铁列车选用的轨道规格相同，并没有所谓的钢轨重量轻重之分。
3.单轨系统
单轨系统的特点是使用的轨道只有一条，而非传统铁路的两条平衡路轨。单轨系统通常都是采用高架的方式，而列车多数都是采用橡胶轮胎。单轨系统主要应用在城市人口密集的地方。也有在游乐场内建设的单轨系统，专门运载游人。按照走行模式和结构，单轨系统主要分成两类：悬挂式单轨和跨座式单轨。悬挂式单轨系统（也称空中轨道列车）的列车悬挂在轨道之下（图1-3）。另一种较为常见的是跨座式单轨系统（图1-4），列车跨坐在路轨之上，两旁盖过路轨。
图1-3 日本千叶悬挂式单轨车
图1-4 重庆跨座式单轨车
4.有轨电车
有轨电车（图1-5）是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆，亦称路面电车，简称电车。通常全部在街道上行走，列车一般只有单节，最多不超过三节。另外，某些在市区的轨道上运行的缆车亦可算作路面电车的一种。由于电车以电力驱动，车辆不会排放废气，因而是一种无污染的环保交通工具。
5.磁浮系统
磁浮系统是利用电磁力抵消地球引力，通过自动控制手段使车体与轨道之间保持一定的间隙（悬浮间隙约为1 cm），使列车悬浮在轨道上运行。
高速磁浮系统的最高速度可以达到500 km／h以上，中低速磁浮系统的最高速度与地铁相当。城市轨道交通系统中的磁浮系统是中低速磁浮，时速在120 km／h以下。磁浮是一种中量运输系统，在高峰时段每小时的单向运输量在1.5万～3万人次。磁浮系统虽属于轨道交通，但具备与传统轮轨轨道交通不同的特点和优势。它具有速度快、爬坡能力强、能耗低和低噪声无碳等众多优点，是未来城市交通发展的重要方向之一。
图1-5 有轨电车
上海有中德合作开发的世界第一条磁浮商运线。2016年5月6日，中国首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮铁路——长沙磁浮快线（图1-6）正式通车。其开通标志着长沙成为中国第二个开通磁浮线路的城市。(www.zuozong.com)
6.自动导向轨道系统
自动导向轨道系统（图1-7）是一种中小运量的输送系统。列车沿着特制的导向装置行驶，车辆运行和车站可以采用计算机进行控制，能够实现全自动化和无人驾驶。自动导向轨道系统适用于城市机场线和城市客流量相对集中的点对点运输线路，在必要时可以采取中间少停靠站的方式运营。在欧美国家，常采用1～2节编组，每小时单向运输能力为5 000～10 000人次。
图1-6 长沙磁浮快线
图1-7 自动导向轨道
7.市域快速轨道系统
市域快速轨道交通系统是一种大运量的轨道运输系统，每小时单向客运量可以达到20万～50万人次。它适用于城市区域内重大经济区之间中长距离的运输，由于线路长，站间距离较大，平均站距比一般市内地铁要长得多，一般在2～5 km，而一般市内地铁仅为1 km左右。一般采用120 km／h以上的快速列车。我国首列市域快速轨道车辆在2014年诞生于中国北车长客股份有限公司，最高运行时速可达160 km／h，介于地铁车辆和城际动车组之间，它可以实现与地铁线路共轨运行或者“零距离”换乘。
三、城市轨道交通车辆的特点
车辆是城市轨道交通系统中完成乘客运输任务的直接工具，它具有以下特点：
（1）载客能力强。地铁A型车额定乘客数为310人／辆，超载乘客为432人／辆。
（2）动力性能好。速度快，加速能力强，制动效果好。
（3）安全可靠性强。设备先进，故障率低，稳定性好，可靠性强，突发情况下适应性强。
（4）车内布置独特。座位少，车门多且宽大，内部设备少等。
（5）灵活的牵引特征。根据不同的线路特征，可采用不同的牵引方式，即动力集中牵引和动力分散牵引。
（6）节能环保。车辆牵引动力常用电力。
（7）防火性能要求高。特别是在地下隧道运行时，对防火性能的要求更高。
不同城市、不同类型的城市轨道交通车辆虽然各不相同，但车辆的总体技术都是向着轻量化、节能化、少维修、低噪声、舒适型、高可靠性及低寿命周期成本的方向发展。
2012年5月11日，国家发展改革委发文批准江苏省常州市城市轨道交通近期建设规划（2011—2018年），常州市成为全国第29个、江苏省第4个获批建设城市轨道交通的城市，也是2011年全国城市轨道交通安全大检查以来第一个获批建设的城市。常州轨道交通1号线一期工程于2013年开工，2019年年底运营。
常州市轨道交通共规划设置了6条城市轨道交通线路（图1-8），还预留了与周边城市、外围组团（片区）相衔接的市郊线。
一、填空题
1.世界上第一条地下铁道于1863年1月10日在________建成。2.1908年中国第一条有轨电车在________建成通车。
3.新型有轨电车交通的统一名称，英文名为Light Rail Transit（LRT），中文名简称为________。
4.地铁系统是一种大运量的轨道运输系统，采用________体系，标准轨距为1 435mm，主要在大城市地下空间修筑的隧道中运行。
5.单轨系统的特点是使用的轨道只有一条，通常采用高架的方式，多数采用________轮胎。
二、简答题
简述城市轨道交通车辆的特点。
三、查一查
简要介绍我国的第一条地铁。
图1-8 常州市轨道交通线网规划
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