城市轨道交通

城市轨道交通(Urban Rail Transit),是采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统。按构筑物的形态或轨道相对于地面的位置,可分为地下铁路、地面铁路、高架铁路;按服务范围和列车运营组织方式,可分为城市轨道交通、区城快速铁路、市域铁路。车辆制式主要有普通轮轨车辆、胶轮导向车辆、单轨车辆、磁浮车辆、自动导轨车辆、直线电机车辆、索轨交通。

1775年,英国人约翰·乌特兰发明的有轨马车是世界上最早的城市轨道交通工具。1825年9月27日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施在英国斯托克顿至达灵顿的铁路上正式通车。1863年1月10日,世界上第一条长6.5km、采用蒸汽机车牵引的地铁线路在伦敦建成通车。1886年,美国阿尔拉巴州的蒙哥马利市开始出现有轨电车系统。随着汽车的发展,尤其是轿车的涌现,城市道路交通堵塞的状况日益严重,于是各国城市开始拆除有轨电车。20世纪60年代初,西方一些人口密集的大城市在考虑修建地下铁道的同时,又重新把注意力转移到有轨交通上,欧洲一些发达国家着手利用现代化技术改造和发展有轨电车系统。1978年3月,国际公共交通联合会(UITP)在比利时首都布鲁塞尔召开会议,将该有轨电车交通统一命名为轻型轨道交通,简称轻轨交通。1994年4月,在新加坡召开的国际市长会议上,提出要把城市轨道交通作为现代化城市的重要交通工具之一。

城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。截至2020年底,全球77个国家和地区的538个城市已成功实施城市轨道交通系统,运营里程达33346.37公里,车站数量超过34220个。

历史沿革

1775年,英国人约翰·乌特兰发明的有轨马车是世界上最早的城市轨道交通工具。它是一种用马匹作动力,牵引车辆在钢轨上滚动行驶的交通运输工具。1832年,约翰·斯蒂芬森在美国纽约第四大街建立了第一条市区有轨马车线路,运营达3年之久。

第一个提出将马车轨道嵌人路面的是法国人埃米尔卢巴,根据这项发明,1835年他为巴黎修建了第一条嵌入式凹形马车轨道。1804年,英国人理查德·特雷维塞克设计制造蒸汽机车“新城号”,经过在圆形轨道上试车后,沿着专门铺设的轨道由默尔瑟开到阿伯西昂。这条轨道成为世界第一条成功行驶蒸汽机车的轨道。

1825年9月27日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施在英国斯托克顿至达灵顿的铁路上正式通车。由机车、煤水车、32节货车和1节客车组成的藏重质量约901的“旅行号”列车,由设计者斯蒂芬森亲自驾驶运行31.8km。它标志着世界轨道交通运输业的诞生和用轨道交通来解决城市内(间)人们出行问题的开始。

1843年,英国律师查尔斯·皮尔逊针对当时伦敦人口日益膨胀给交通造成的压力,向国会提交了修建地下铁道的建议。经过近20年的准备,英国从1860年开始修建地下铁道。它采用明挖法施工,是单拱砖砌结构。1863年1月10日,世界上第一条长6.5km、采用蒸汽机车牵引的地铁线路在伦敦建成通车。它是世界首条地下铁路。1874年,英国在伦敦首次采用构法施工,于1890年12月18日修建成了一条5.2km的地铁线路,并首次采用电力机车牵引。

作为城市轨道交通另一种形式的现代轻轨交通,则是在有轨电车的基础上发展起来的。1879年,柏林工业展览会上展出了第一辆以输电线供电的电动车。1886年,美国阿尔拉巴州的蒙哥马利市开始出现有轨电车系统,而世界上第一个真正投入运行的有轨电车系统是弗克尼的里兹门德有轨电车系统。19世纪末,芝加哥(1892年)、布达佩斯(1896年)、格拉斯哥(1896年)、维也纳(1898年)、巴黎(1900年)等5座城市修建了地铁。

20世纪20年代,美国的有轨电车线路总长达到25000km。20世纪30年代,欧洲各国、日本印度和中国的有轨电车有了较大的发展。20世纪上半叶,柏林纽约东京莫斯科等12座城市修建了地铁。第二次世界大战以后,从1950-1974年,欧洲,尤其是亚洲和美洲,有30余座城市修建了地铁。1975年至2000年,又有30余座城市相继修建了地铁,其中亚洲最多,从而构成了世界轨道交通的基本发展历史。

随着汽车的迅速发展,尤其是轿车的涌现,城市道路交通堵塞的状况日益严重,于是各国城市开始拆除有轨电车,为汽车让道。截至1970年,世界上仅有8个城市还保留着有轨电车。而20世纪后半叶,随着流动人口及汽车的猛增,城市道路的相对有限性与汽车发展的相对无限性之间产生了矛盾,世界各国纷纷探索和思考如何走出这一困境。

20世纪60年代初,西方一些人口密集的大城市在考虑修建地下铁道的同时,又重新把注意力转移到有轨交通上。欧洲一些发达国家着手在旧式有轨电车的基础上,利用现代化技术改造和发展有轨电车系统,开发出噪声低、速度高、走行部件转弯灵活、乘客上下方便,甚至可以照顾到老人和残疾人的低地板有轨电车。1978年3月,国际公共交通联合会(UITP)在比利时首都布鲁塞尔召开会议,将该有轨电车交通统一命名为轻型轨道交通,简称轻轨交通。

20世纪80年代,国际上一些大城市相继建成现代化轻轨交通系统。例如,美国的萨克拉门托于1987年3月建成一条穿越市中心的轻轨线路,全长29.4km,共设立27座车站,行车间隔1.5min,自建成到1987年9月,运送乘客达百万人次。20世纪八九十年代,由于环境保护和能源结构问题的显现,在经济可持续发展战略方针的指导下,全世界掀起了轻轨交通系统的建设高潮。1994年4月,人们在新加坡召开的国际市长会议上提出要把城市轨道交通作为现代化城市的重要交通工具之一。

截至2020年底,全球77个国家和地区的538个城市已成功实施城市轨道交通系统,运营里程达33346.37公里,车站数量超过34220个。

分类准则

构筑物形态/轨道位置

按构筑物的形态或轨道相对于地面的位置,城市轨道交通可分为3类:

(1)地下铁路:位于地下隧道内的那部分铁路称为地下铁路;

(2)地面铁路:位于地面的铁路称为地面铁路;

(3)高架铁路:位于地面之上高架桥的铁路称为高架铁路。

服务范围和列车运营组织方式

按服务范围和列车运营组织方式,城市轨道交通可分为3类:

(1)传统的城市轨道交通:服务范围以中心城区为主,包括城市与郊区、机场之间的传统的城市轨道交通,通常站间距在5km以内;

(2)区城快速铁路:服务范围包括城市郊区的轨道交通系统,通常站间距较大,含有地面线路或高架线路;

(3)市域铁路:位于城市范围内、部分或全部服务于城市客运的那些城市间铁路,通常其所有权不属于所在的城市政府,而由铁路部门经营,主要运送往返于城市郊区与市区的乘客,故也称通勤铁路。这种铁路通常在郊区采用平交道口形式,在市区采用高架或地下铁路的立交形式。其站距长,运营组织方式与城市间铁路相近,可开行不停靠全部或部分中间站的直达列车;为减少环境污染,多采用电气化牵引方式。纽约、东京等国际大都市的市郊铁路较为发达,营业里程达到2000km以上。

交通制式

国际

日本在铁道事业法实施规则中将铁道种类分为普通铁道(在两条钢轨上行驶的车辆包括新干线、轻便铁道)、悬挂式铁道(悬挂式单轨)、跨座式铁道(跨座式单轨)、案内轨条式铁道(导轨巴士、自动导轨车辆)、无轨条铁道(无轨电车)、钢索铁道(缆车)浮上式铁道(磁浮列车)和其他共8类。

法国的轨道交通制式主要分为:TGV、Inter City-Corail、RER/TER、Metro(包括VAL系统、胶轮系统)和Tramway(包括Guided Trolley)。

中国

按照中国现行公共交通分类标准所确立的城市轨道交通体系,城市轨道交通系统分为地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁浮、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统等7类。

技术制式

城市轨道交通的制式主要包括车辆制式、最高运行速度、列车编组与运输能力、供电制式等。

车辆制式

车辆制式主要有:普通轮轨车辆、胶轮导向车辆、单轨车辆、磁浮车辆、自动导轨车辆、直线电机车辆、索轨交通。

列车编组

城市轨道交通车辆都可以采用编组运行的方式,不同的轨道交通系统编组辆数不同一般为3~8辆编组,最高编组可达10辆(非城际轨道交通),而有轨电车通常采用单车运行或最多2辆编组。按不同设计年限可以采用不同的编组形式,车辆编组形式通常有全动车编组、动拖车混合编组和单元车组3种方式。

最高运行速度

最高运行速度现状:线路长度、线路条件、站间距以及乘客旅行时间需求是选择车辆最高运行速度的主要依据。

车辆制式选择原则

(1)车辆的选择应以满足客运量为前提,并以设计远期单向高峰小时最大断面客流为依据;

(2)车辆的选择应该满足该线所处的自然环境和线路条件;

(3)技术先进成熟也能实质性地影响国家对轨道交通电机设备国产化率的量化要求方便运营管理和设备的维护保养,同时综合考虑国家的技术水平和当地城市的实力;

(4)有益于降低工程投资,经济实用性强;

(5)具有技术的兼容性,有利于将来城市轨道交通网络的形成,有利于资源共享(6)对城市环境的负面影响小,噪声、振动小。

优势

世界上大城市通常都建有发达的轨道交通,尤其是地铁被认为是现代化大城市解决交通问题的根本性手段。城市轨道交通相较其他公共交通有如下优势:

(1)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,行车速度快列车编组辆数多而具有较大的运输能力;

(2)安全性:地铁和轻轨或深埋地下,或高架空中,即便行驶于地面也是全封闭的每条轨道交通线路都采用双线独立运营,与地面交通之间完全是立交关系,因此其运营十分安全,比道路交通的安全性高,而且可全天候运行;

(3)正点率:正因为采取独立运营和立交方式,最大限度地避免了交通事故和交通阳塞,因此能确保行车的正点率在98%以上;

(4)舒适性:无论是在地铁车站,还是在车厢里,都比地面公共交通舒适;

(5)节能性:城市轨道交通车辆都采用电动车组,以电为牵引动力;而通常的城市地面车辆除电车外都是以柴油或汽油为能源;

(6)环保性:城市轨道交通采用电气牵引,不产生废气污染。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。

Urban Rail Transit Station Type Identification Based on “Passenger Flow—Land Use—Job-Housing”.mdpi.2025-10-20

城市公共交通分类标准.ysjianzhan.2025-10-20