城市轨道交通系统的构成—轨道
城市轨道交通系统组成及功能(初稿)
城市轨道交通系统组成及功能城市轨道交通系统是由多个分别完成不同功能的子系统所构成的，包括线路、车辆、车站三大基础设备和电气、运行和信号等控制系统。
城市轨道交通线路是城市轨道列车运行的道路设施，是城市轨道交通系统的基本组成部分。
轨道交通线路按其在运营中的地位和作用分类，可划分为①正线（用于运营线路，即乘客搭乘的线路）、②辅助线（用于辅助正线运营的线路，如渡线、临时停车线、折返线等）和车场线（主要在车辆段和停车库的线路，如检修线、出入库线、试车线、洗车线等）。
城市轨道交通实际上可以按车站的空间位置分为地下车站、地面车站和高架车站。
按运营功能可分为终点站、中间站、换乘站、区间站(或称折返站)和通勤站。
按车站站台形式分为岛式车站、侧式车站和岛侧混合式。
按车站施工方法分为明挖车站和暗挖车站。
按车站断面结构分为矩形车站(又可分为单层、双层、多层)、拱形车站(又可分为单拱、多跨连拱)、圆形车站(又可分为正圆、椭圆)和马蹄形车站。
1)从使用功能角度讲，大型城市轨道交通系统的车站组成包括车站大厅及广场、售票大厅、运营管理场所、技术设备用房和管理用房。
2)从建筑空间位置角度讲，车站一般包括车站主体、出入口及通道、通风道及风亭(地下)和其他附属建筑物。
①车站主体作为列车的停车点，它不仅要供乘客上下车、集散、候车，一般也是办理运营业务和运营设备设置的地方。
车站主体根据功能可分为乘客使用空间和车站用房。
②出入口及通道是乘客进出入站厅的通道。
城市轨道交通车站的设计原则(1)一致性原则车站选址要与城市规划、城市交通规划及轨道交通路网规划的要求相一致，以满足远期规划的要求。
(2)适用性原则车站选址要综合考虑该地区的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑物的拆迁及改造的可能性等情况；设计应能满足远期客流集散量和运营管理的需要，应具有良好的外部环境条件，最大限度地吸引乘客；要满足客流高峰时所需的各种面积及楼梯通道等宽度要求及设备用房和管理用房的要求。
城市轨道交通概论基础
04
能指出世界不同城市的城市轨道交通发展的 特点。
第一章 1.1 城轨交通的基本概念 1.2 城轨交通历史发展概述
1.1 城市轨道交通的基本概念
1、城市轨道交通概念与特点
定义
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。
优点：①运量大；②速度快；
1.2 世界城市轨道交通历史发展概述
（3）世界各国城轨交通发展的现状与特色
1)俄罗斯的莫斯科地铁。
莫斯科地铁
1.2 世界城市轨道交通历史发展概述
（3）世界各国城轨交通发展的现状与特色
1)俄罗斯的莫斯科地铁。
莫斯科--基辅站
1.2 世界城市轨道交通历史发展概述
（3）世界各国城轨交通发展的现状与特色
成本低、 车身矮、 噪声低
1.1 城市轨道交通的基本概念
3、各种城市轨道交通形势的基本概念
（8）自动导向交通系统
系统中利用导轨导向、自动控制运行的新型轨道 交通系统。
自动化 程度高
1.1 城市轨道交通的基本概念 4、各个城市轨道交通形式的技术特征
1.2 世界城市轨道交通历史发展概述
1、世界城市轨道交通的产生与发展
收心！
城市轨道交通系统概论
目
1 城市轨道交通的概念与历史
录
2
城轨交通系统的设计与施工
3
城轨交通系统构成——轨道、 车站与车站设备、 车辆与车辆段、 供电与牵引、 信号与通信系统、 安全防护管理、 客运组织管理、 行车调度
学习目标
01
能复述城轨交通的定义，了解城轨交通特点。
02 03
能描述不同类型城市轨道交通的概念和特征， 并能有效区分。
城市轨道交通第三章-轨道
护轨☞防脱护轨
护轨☞桥梁护轨
护轨☞道岔护轨
轨道结构之一☞钢轨
• 钢轨的损伤与维修养护 （1）钢轨折断 （2）钢轨裂纹 （3）钢轨磨耗 （4）其他损伤
轨道结构之二☞轨枕
• 轨枕的概念 • 轨枕的分类
– 轨枕是轨道的基础部件，它承垫于钢轨之下，将钢轨承受的压力 传递到道床，同时有效地保持钢轨轨距和方向几何形位的轨道部 件。
二 三 轨道结构
独轨铁路轨道结构
轨道结构之一☞钢轨
• 钢轨的概念 • 钢轨的分类 • 钢轨的连接安装
• 钢轨的功用
• 钢轨的损伤与维修养护
– 轨道是指两条直线形呈平行分布的，安装在轨枕或路基只是得由 钢铁材料制成的金属构筑物。
轨道结构之一☞钢轨
• 钢轨的分类
按钢轨的断面形状分，分为槽形钢轨、双头钢轨和平底钢轨.
轨道结构之六☞其他附属设备
1.防爬设备
防爬设备主要由防爬器和防爬支撑组成。
轨道结构之六☞其他附属设备
轨道结构之六☞其他附属设备
2.轨距杆和轨撑
本章内容
一 城市轨道交通轨道的概念及构成
二 三 轨道结构
独轨铁路轨道结构
轨道结构之六☞其他附属设备
• 独轨铁道是指车辆在一根轨道上运行的一种城市轨道交通 系统。通常分为跨座式和悬挂式两种。
轨道结构之四☞道床
• 整体道床优缺点 优点： 纵向、横向稳定性好，具有较高的可靠性； 旅客乘坐舒适性更佳； 整体道床坚固稳定，使用寿命长； 较少的维修工作量和维修成本； 建筑高度较小，节省投资； 无缝线路不会发生胀轨跑道； 高速行车不会有石碴飞溅。
轨道结构之四☞道床
缺点： 造价高昂； 要求较高的施工精度和特殊的施工方法； 在运营过程中一旦出现病害，整治非常困难。
城市轨道交通系统的构成
第五章城市轨道交通系统的构成轨道交通系统由一系列相关设施组成，这些设施包括车站、线路、列车、控制以及通信信号系统等；它们的协同工作是为用户提供满意服务的保证。
下面分别介绍这些设备。
第一节线路一、基本概念（一）正线正线是指供载客列车运行的线路，包括区间正线、支线、车站正线及站线。
城市轨道交通正线是独立远行的线路，一般按双线设计，采用右侧行车制。
大多数线路为全封闭．与其他交通线路相交处，一般采用立体交叉。
在特殊条件下（如运营初期），两条线路或交通方式的运量均较小时，经过计算．通过能力满足要求，也可考虑采用平面交叉。
城市轨道交通车站是旅客乘降的场所，一般应设置在客流量大的集散点以及与其他线路交会的地方，车站间的距离要根据实际需要确定。
一般地，在市区车站间距应在1k m左右，在郊区不宜大2k m。
（二）辅助线辅助线为空载列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业所需的线路。
它包括折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。
（1）折返线城市轨道交通线路一般都比较长，全线的客流分布可能会不太均匀，这时可组织区段运行。
区段运营是指列车根据运行交路的要求，在端点站与中间车站或中间站与中间站之间进行列车折返。
因此，在这些提供折返作业的中间站上，需要为列车设置折返线。
折返线的型式匝能满足折返能力的要求。
（2）临时停车线及渡线城市轨道交通线路由十运输量大，列车远行间隔一般较密。
在运营过程中，在线运营列车可能会发生故障。
为不影响后续列车运行，设计上应能使故障列车及时退出运营正线。
一般说来，在轨道交通线路沿线每隔 3～5 个车站的站瑞应加设渡线或车辆停放线。
渡线的作用是使离开车辆段的故障列车能及时调头返回车辆段，停车线的作用则是临时停放事故列车。
（3）车辆段出入线为保证运行列车的停放和检修，在轨道交通沿线适当的位置应设置车辆段，车辆段与正线连接的线路为车辆段出入线，出入线可以设计为双线或单线，与城市道路或其他方式的交叉处可采用平交或立交，具体方案要根据远期线路通过能力需要量来确定。
城市轨道交通系统构成
城市轨道交通运营管理
1）信号系统 信号系统一般指信号、联锁和闭塞设备的总称，目
前城市轨道交通常用的信号系统为列车自动控制系统。 该系统是在传统的信联闭设备、调度集中系统的基
础上，应用信息、通信、计算机、自动控制等先进技术， 以列车速度自动控制为核心的一种新型信号系统。
（1）信号设备。 信号设备主要是指视觉信号设备，包括车载信号设备、色灯 信号机、信号灯和信号旗等。 （2）联锁设备。 联锁设备设置在有道岔的车站和车辆段范围内，在道岔、信 号机、进路之间建立起一种相互制约的联锁关系，保证列车 运行与调车作业的安全。 （3）闭塞设备。 为防止同向列车追尾或对向列车冲撞，正常情况下，在线路 上运行的列车会通过行车闭塞来实现按空间间隔法行车。
2）通信系统 通信系统由光纤通信、专用通信、公务
通信、无线通信、闭路电视监控和有线广播 等子系统组成，它是城市轨道交通实现安全、 高效的调动指挥与运营管理，以及向乘客提 供信息、提高服务水平的必备手段。
3）控制中心 控制中心是行车组织、电力监控、车站
设备监控和防灾报警监控的调度指挥中枢， 同时也是通信枢纽与信息交换处理中心。
2）车辆基地 车辆基地是车辆段和停车场的总称。
车辆段：是车辆运用、停放、检修，以及进行车 辆技术检查、清扫洗刷等日常保养维修作业的场所。
停车场：与车辆段的功能相似，但是停车场不能 承担车辆定期检修作业。
车辆基地有贯通式和尽端式两种。
4．控制系统
控制系统的作用是保障列车运行安全、提高线路通过能力、保证作业协调 与提高运营效率。控制系统主要由信号系统、通信系统和控制中心构成。
按站台形式的不同，车站可分为岛式站台车 站、侧式站台车站和岛侧混合式车站。
3．车辆及车辆基地
城市轨道交通概念5 第5章 城市轨道交通系统的构成——车辆与车辆段
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
2.车门 (1)车门的基本要求 世界各国轨道交通车辆的车门结构和类型多种多 样，但根据城市轨道交通的特点，车门应满足以下设计要求：①具有 足够的数量和有效宽度;②车门要均匀分布，方便乘客上、下车;③车门 附近有足够的空间;④具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。 (2)车门的结构形式 按照驱动系统动力来源的不同，地铁车辆的客室 车门分为电动式车门和气动式车门。 1)内藏嵌入式移门。 2)外挂式移门。 3)塞拉门。
图5-12 弹性悬挂装置示意图
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
3)抗侧滚扭杆。
图5-13 空气弹簧悬挂系统原理
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
4)减振器。
图5-14 扭杆弹簧简图
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
(4)中央牵引装置 1)基本作用。
2)结构特点。
【理论知识】 5.2 城市轨道交通车辆的构成
6. 空调通风系统 空调通风系统是城市轨道交通车辆中用来对车内空间进行通风换气、 温度控制的装置。 空调通风系统包括通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加 湿系统、调节控制系统。 7. 风源系统
风源系统是指城市轨道交通车辆上的，为空气弹簧、机械制动、车 门的开闭等提供压缩空气的设备装置。 风源系统包括电动空气压缩机，除油、除湿装置，散热装置，压力控 制装置，管路等组成。
【理论知识】 5.3 城市轨道交通车辆的维修
(2)驾驶员室的日检检查 检查驾驶员室遮阳帘、两侧刮雨器、左右 滑动门及紧固件、通客室门及观察孔，要求功能正常、无损坏、无 松动。 (3)地铁车辆车载灭火器 要求每日检查各灭火器是否在原位，外观 是否完好，是否有效。 (4)车钩的日检检查要求 检查内容包括：检查全自动车钩钩头、橡 胶托架、电缆和电缆夹、气管密封环、缓冲器标志环和各紧固件等， 要求各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落；检查半自动车 钩、橡胶托架、电缆和电缆夹、缓冲器标志环和各紧固件等，要求 各项目正常、无明显损坏、无明显松动及遗落；检查半永久车钩抱 箍、橡胶托架、电缆和电缆夹和各紧固件等，要求各项目正常、无 明显损坏、无明显松动及遗落。
城市轨道交通概论
1.城市轨道交通系统构成（线路、轨道、车站、车辆、供电、通讯、信号、环控与给排水）2.城市：人口集中、工商业发达、居民以非农业人口为主的地区，通常是周围地区的政治、经济、文化中心。
3.城市的出现是人类走向成熟和文明的标志，也是人类群居生活的高级形式。
4.城市病：由于城市人口、工业、交通运输过度集中而造成的种种弊病。
表现：人口膨胀、交通拥堵、环境污染、资源短缺、城市贫困5.交通：从事旅客和货物运输及语言和图文传递的行业。
6.城市交通分为城市内部交通与对外交通。
7.8.交通拥堵：指交通需求超过道路的交通容量时，超过部分的交通量滞留在道路上的交通现象。
原因：迅速推进的城市化以及大城市人口的急剧膨胀使得城市交通需求与交通供给的矛盾日益突出。
影响：最直接的影响是增加了居民的出行时间和成本；导致了事故的增多；破坏了城市环境。
分类：常发性交通拥挤、偶发性交通拥挤9.城市轨道交通：服务于城市公共客运、电力驱动的轮轨运行方式。
特征：必须具备以下五个条件：1 大众运输系统2 位于城市之内3 以电力驱动4 独立于其他交通体系以外(如马路和其他铁路) 5 班次频密10.地铁为土地紧张的城市中心区提供的一种交通形式。
特点：运量大、安全、快速、准时11.轻轨：中等运量，多采用全封闭或半封闭方式。
12.特殊形式的轨道交通：单轨系统——跨座式和悬挂式；自动导向系统（AGT）；美国旧金山有轨电车13.世界上最早的地铁是1863年1月10日在伦敦开通的一段6km长的线路。
我国最早的地铁是1969年建设的北京地铁14.轨道结构是城市轨道交通系统的重要组成部分，一般由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔及其他附属设备组成。
轨道交通在土质路基上一般宜采用混凝土枕碎石道床，并尽可能敷设无缝线路。
15.钢轨的功能：引导轨道交通列车的车轮，为车轮的滚动提供小阻力的表面；承受来自车轮和其他方面的力并传至于轨；供电电路和轨道电路的回路。
钢轨形式：槽形钢轨、双头钢轨、平底钢轨。
简述城市轨道交通的定义
城市轨道交通的定义介绍城市轨道交通是指以高铁、城市轨道交通和有轨电车为代表的城市公共交通系统。
它是一种基于轨道铺设的交通方式，通过电力驱动列车运行，为城市居民提供快速、便捷、高效、环保的出行方式。
城市轨道交通系统通常包括轨道、车辆、车站和信号系统等基础设施。
发展历程城市轨道交通的发展始于19世纪末和20世纪初的欧洲和北美。
当时，城市人口大规模增长，传统的交通方式已经无法满足人们日益增长的出行需求。
于是，人们开始探索新的交通解决方案，城市轨道交通应运而生。
起初，城市轨道交通主要是由有轨电车组成的，这种交通方式在城市中广泛应用。
有轨电车是一种以电力为动力的车辆，通过轨道铺设在地面上行驶。
它的优点是运行成本低、适应性强、对环境友好，但是速度较慢，容量有限。
随着城市人口的进一步增长和城市规模的扩大，有轨电车已经无法满足城市出行的需求。
于是，在20世纪中叶，高铁和地铁开始兴起。
高铁是一种由电力驱动的铁路交通系统，能够以较高的速度运行，并且具有较大的运输能力。
地铁是一种位于地下或高架的城市轨道交通系统，对城市的减少交通拥堵、缓解环境污染、提高出行效率具有重要意义。
基础设施与要素1. 轨道城市轨道交通的基础设施之一是轨道，它是构成整个交通系统的基础。
轨道由铁轨和轨枕组成，铺设在地面上、地下或高架。
在传统的有轨电车中，轨道一般是在地面上铺设的。
随着城市交通的发展，地铁和高铁的轨道被放置在地下或高架上，以减少对城市道路的占用。
2. 车辆城市轨道交通的车辆是指用于载客运输的列车。
车辆主要分为动力车和拖车两种类型。
动力车是指具有自身动力装置的车辆，它可以独立运行，也可以牵引拖车。
拖车则是没有动力装置的车辆，需要靠动力车进行牵引。
车辆的设计与制造涉及到多个方面，包括车身、座位布局、门控制系统等。
为了提高乘客的出行舒适度，车辆通常会配备空调、座椅、紧急疏散设备等设施。
3. 车站城市轨道交通的车站是乘客上下车、换乘的地点，它是连接城市轨道交通网络的重要节点。
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【理论知识】 3.1 城市轨道交通轨道的概念及构成
3、轨道结构与性能要求 （1）轨道是城市轨道交通运营设备的 基础，它直接承受列车荷载，并引导列车运行，在列车运行的动 力作用下，它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，承 受来自于列车的纵向和横向的位移推力，保证列车按照规定的速 度、方向及不间断地运行。 （2）同时轨道还需具有耐久性及适量的弹性，以确保列车安全、 平稳、快速运行和乘客舒适。 （3）城市轨道交通均采用电力牵引，故要求轨道结构具有良好 的绝缘性以减少杂散电流。 （4）根据环境保护对沿线不同地段的减振、降噪要求，轨道应 采用相应的减振轨道结构。 （5）从形式上看，全线轨道结构宜统一形式，采用统一的零部 件，并要求外观整齐、维修工作量少且方便。
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
图３-4 钢轨接头图
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
(2)较新的连接安装法 该法是持续焊接钢轨，使原本一节一节的钢 轨经焊接后成为无缝钢轨或长钢轨。
图３-5 伸缩接头
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
4.钢轨的功用 (1)防脱护轨 当列车以高速转弯时，外弯一面的轮缘受着极大的压力， 为防止轮缘负荷过重，在内弯的轨条处会装设一段钢轨，使另一边的 轮缘分担列车转向时所产生的离心力，而通常这附加的轨条会比正常 的轨条高些，以加强保护(见图３-6)。
2.钢轨的分类 (1)从钢轨的断面形状上分 1)槽形钢轨。 2)双头钢轨。 3)平底钢轨。
图３-3 钢轨断面形状图
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
(2)从钢轨的质量和强度上分 按钢轨的质量和强度不同，城市轨道交 通所使用的钢轨有如下四种(钢轨的强度以kg/m表示，数值越大表明 其所能承受的重量亦越大)：43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m共四 种。 3.钢轨的连接安装 (1)传统的连接安装法 传统的连接安装法是把20m左右一节的钢轨固 定在轨枕之上，各节钢轨之间的接头(称为钢轨接头，亦称接缝)，通 常使用鱼尾板和螺栓接合(见图３-4)。
【理论知识】 3.1 城市轨道交通轨道的概念及构成
（6）从技术角度出发，轨道结构应采用成熟、先进的技术和施工 工艺。 （7）轨距设计要求：直线地段轨距采用标准轨距1435厘米，曲线 地段轨距应按规定加宽。 （8）水平位置设计要求：直线地段两股钢轨的顶面应保持同一水 平，其误差按《铁路技术管理规程》规定正线不得大于4厘米；曲 线地段为保证行车安全和乘客舒适，曲线外轨须按规定设置超高。 （9）平面曲线设计要求：为使列车能平稳地由直线进入圆曲线或 由圆曲线转入直线，应在直线和圆曲线之间按规定设置缓和曲线， 以适应逐步加宽轨距和设置超高的需要。
图３-10 钢筋混凝土轨枕
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
(2)轨枕按构造的种类分为三类 1)横向与纵向轨枕。2)短轨与长轨枕。 3)宽轨枕。
图３-11 横向与纵向轨枕
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
图３-12 短轨枕与长轨枕
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
图３-13 宽轨枕
【理论知识】 3.1 城市轨道交通轨道的概念及构成
1.轨道的概念 轨道是城市轨道交通系统的重要组成部分。轨道是作 为一个整体结构，铺设在路基之上，直接承受列车车辆及其荷载的巨 大压力，对列车运行起着导向作用的一组设备。 2.轨道的构成 轨道是由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔及其他附属 设备等组成的构筑物（如图3－1）。
图３-6 防脱护轨
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
(2)桥上护轨 在钢轨两侧分别装设两段钢轨，以防止列车在桥上或 高地出轨时继续向外冲(见图３-7)。
图３-7 桥上护轨
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
(3)道岔护轨 在道岔区防止车轮在岔心处进错路护轨
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
5.钢轨的损伤与维修养护 (1)钢轨折断 钢轨折断是指钢轨全截面至少断成两部分，或裂缝已经 贯通整个轨头截面或轨底截面，或钢轨顶面上有较大的掉块。 (2)钢轨裂纹 钢轨裂纹是指除钢轨折断之外，钢轨部分材料发生分离， 形成裂纹。 (3)钢轨磨耗 钢轨磨耗是指小半径曲线上钢轨的侧面磨耗和波浪磨耗。 (4)其他损伤 其他损伤如钢轨接触疲劳伤损、钢轨纵向疲劳裂纹而导 致剥离及轨头因内部存在微小裂纹或缺陷而导致的内部损伤、轨腰螺 栓孔裂纹等。
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
1.轨枕的概念 轨枕是轨道的基础部件，它是承垫于钢轨之下，将钢 轨所承受的重量压力，平均传递到道床上，同时又能有效地保持钢轨 轨距和方向几何形位的轨道部件（如图3－9）。
图３-9 轨枕
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
2.轨枕的种类 (1)轨枕按制造材料分为四种 1)木枕。2)钢筋混凝土轨枕。3)钢枕。4)塑料轨枕。
（1）弹性扣件：用来把钢轨紧扣在枕木上。（2）承托物：作用是把 扣件固定于枕木上。（3）弹性垫板：使钢轨与枕木之间互相绝缘 , 避 免钢轨漏电, 并且能够增加轨道弹性（如图3－16）。 2.扣件的作用 扣件的主要作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距并 阻止钢轨的横纵向移动，并能提供适当的弹性。
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
1.钢轨的概念 钢轨是指两条直线形呈平行分布，安装在轨枕或路基 之上的由钢铁材料制成的金属构筑物。
钢轨断面形状为“工”字形，由轨头、轨腰、轨底三大部份组成 （如图3－2）。这个形状，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。
图３-2 钢轨断面结构图
【理论知识】 3.2 轨道结构之一：钢轨
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
(3)轨枕按铺设位置分为三种 轨枕按铺设位置不同分为普通轨枕、道 岔区岔枕和桥枕三种。 1)普通轨枕。2)道岔区的岔枕。3)桥枕。
图３-14 岔枕
【理论知识】 3.3 轨道结构之二：轨枕
图３-15 桥枕
【理论知识】 3.4 轨道结构之三：扣件
1.扣件的概念与构成 扣件是用于联结钢轨与轨枕的零件。 扣件的构成：扣件由钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成。主要包括：