《新型城市轨道交通》索轨交通

新型城市轨道交通 主讲 刘景军 2010年3月 上海工程技术大学城市轨道交通学院

新型城市轨道交通

:新型城市轨道交通

第四讲 1、索轨交通概述 2、索轨交通发展简史 3、索轨交通的主要优缺点 4、索轨交通系统的组成 1、索轨交通概述

 索轨交通（Cable Rail Transit）是在普通缆车索道基础上，经过技术改造和创新开发形成的一种悬索式新型城市轨道交通，也称空中轨道交通（Aerometro）或空中客车（Aerobus）。  索轨交通在一般线路上轨道采用柔性复合索轨，每条索轨由两根并列的缆索上部覆盖槽形铝合金轨道板构成，车辆的橡胶走行轮行驶于轨道板面上。在转弯区段、道岔段和车站段，索轨则改用钢型材焊接成的刚性轨道，即硬轨。在曲线段采用硬轨可平衡离心力，增加车辆行驶的平稳度和轨道的耐磨能力。车站区段采用刚性硬轨是保证车辆在站内平稳停靠。 1、索轨交通概述

 索轨交通车辆的转向架置于车体顶部，车辆悬挂于索轨下方行驶。  车辆自身带有牵引动力系统，可采用多节车编组运行，能具有与一般城市轨道交通相近的运行速度及载客量，故被人们纳入了城市轨道交通序列。  索轨交通与普通缆车相比，外形虽相似，但其技术内涵及功能和在城市交通中所能起到的作用，是普通缆车索道远不能与之相比的。 1、索轨交通概述

 索轨交通可用于城市平原和各类地形特殊的地区，但曾采用或准备采用这种交通型式的城市，多用于地形复杂及跨越河、湖、丘陵等地形障碍较大的地方。 2、索轨交通的发展简史

 20世纪60年代索轨交通由瑞士人哈德·缪勒（Gerhard Muller）博士发明。  索轨交通系统的实际研究工作始于1966年，缪勒博士为完善其发明，于1969年又在瑞士斯麦尼康（Smerikon）建了一条0.6km的试验线，

用每辆可载40人的车辆于其上试验运行。  试验线路运行半年结束后，便拆除卖给了加拿大，安装在魁北克市一座公园内。线路由一座小山出发，跨越临近一处湖泊后和一个停车场联接，作为期间短途客运工具。线路长度为950m，由3个门型支架支撑。  索轨交通系统通过研究和试用，至此已基本定型。 2、索轨交通的发展简史

 1975年德国曼海姆市（Mannheim）举办园艺博览会，博览会设有两个展区，分设在纳卡（Neckar）河的两岸相距较远，为此在赫泽根尼公园（Herzogenried park）和路易森公园（Luisen park）之间，建了一条索轨交通（称空中客车系统，Aerobus system），长3km，于1975年4月18日建成通车。  列车由9节车厢联接组成，单向小时最大运量为1440人。这条线路于博览会结束后按计划拆除吗，总共运行6个月，此期间共运送乘客258万人次。

 该系统是在研究开发阶段的索轨交通基础上又经过多次研究改进后的产物，在整个使用期间没有发生过严重故障和停运事故。  该系统对缓解当时高峰时间拥挤的过桥客流起了很大的作用。这时期的索轨交通系统被业内人士称之为第二代索轨交通。 2、索轨交通的发展简史

 第二代索轨交通成功地实际使用，展现了作为新型城市轨道交通的乐观前景。  美国交通部城市交通管理局于1979年首先组织专家对曼海姆的缪勒空中客车系统（Mueller Aerobus system）进行了调查分析，并做了全面技术经济评价。  评价内容包括线路、轨道、车站、车辆、供电、控制系统、安全与救援、工程造价、运营等各个方面。

 通过调查分析，在肯定这一系统的同时还归纳整理出曼海姆空中客车在整个建设和运营中存在的许多问题，诸如运营速度不高、索轨存在“搓板”效应等，并准备在此基础上进一步研究改进，创建出新的索轨交通。  随后，瑞士索轨交通界方面又按改进建议重新设计，并建设了一条0.84km的试验线路，对改进效果进行检验，试验达到了预期的目的。

 瑞士苏黎士附近的Schmerikon第一代空中客车 这是一条建立在环保要求极高的旅游胜地内1.36公里长的试验线路。线路部分跨过一条在苏黎士附近的湖，线路在经过湖时，湖中央设置了一条浮动的支架，试验运行了两年（1970-1972）。 试验成功后，第一代空中客车系统被送移到加拿大魁北克的一个滑雪旅游胜地，该系统安全运营了多年。后因雪崩事故的发生，加拿大政府暂时关闭了滑雪场，同时第一代空中客车停止运行。  瑞士苏黎士附近的Dietlikon第二代空中客车这是一条0.6公里长的试验线路。线路试验是为了确认即将在德国曼海姆投入商业使用的概念设计（1974），试验一次成功。

 德国曼海姆的第三代空中客车 这是一条3.2公里长的正式商业运营线路。线路设计为复轨，是为了服务于在德国曼海姆投入商业使用的设计线路。（1975）。因为需要跨过尼卡河并有严格的环保与安全要求，在激烈的夺标过程中，空中客车一举中标。线路连接世界园艺博览会的两端，在6个月的运营期间成功地运送了2500万乘客。

 瑞士苏黎士附近的Dietlikon第四代空中客车这是一条0.8公里长的试验线路。线路试验是为了确认即将在马来西亚吉隆坡工程投入商业使用的概念设计。（1980-1983）。试验成功  目前最新设计的系统为第五代空中客车的主要改进与完善为：  对空中客车的车辆车体的改进，使之具有更加美观、现代化的外观；  以航天航空的复合材料成果用于空中客车的车辆车体上，使之更轻、更可靠和美观；  完善车辆的顶部车架系统，使其运行更加平滑舒适；  修改了驾驶员位置设计，使车辆更长；  完善并增加了容许从车辆内紧急逃生的设施；  完善了悬挂的缆索线路系统和运行轨道系统，使车辆可以更高的速度满足世界水准的乘客舒适性要求；  采用了最先进的计算机控制系统、电力控制系统与信号控制系统；  全面完善了安全、可靠、环境保护体系，以高科技实现高速度与高度舒适性的现代化要求 .

2、索轨交通的发展简史  美国新奥尔良市（New Orleans）在1980年考虑到1984年在该市将举办世界博览会，因此当时准备建一条索轨交通。  该市市政当局于1980年12月委托凯撒工程咨询公司（Kaiser Engineers，Inc.）编制可行性研究报告，报告于1982年1月份完成。  拟建的新奥尔良市索轨交通由阿姆斯创公园站（Armstrong Park Station）至前街站（Front Street Station），除首末站外，尚有三

座中间站，线路全长1.75英里（2.815km）。

 轨道线路为全高架式，纵向基本无坡道，仅在车辆去维修基地一段，采用了8%的较大纵向坡度。  车辆最高速度为40km/h，平均速度为19km/h。单向小时运力为3000人次。  设计还计划采用2min的行车间隔，使单向小时运力达3800人次，此后未见有进一步工作。

 1985年马来西亚首都吉隆坡市，曾完成一条13.7km的索轨交通的设计，单项小时运力为5600人次，后因经费问题而未能付诸实施。  美国休斯顿（Houston）空中客车公司，在1986年从瑞士购进全部专利技术，并在瑞士、加拿大和德国试验和实用的经验的基础上，又对索轨系统和车辆进行了重大改进，使系统进一步完善。  主要改进的部分有弱化索轨结构的“搓板”效应，提高行车速度和安全性。  在车辆方面改进了传动方式和悬挂结构，以及采用新材料减少车辆重量和提高车辆性能及可靠性等。  香港为了配合香港地铁解决不能直接搭乘地铁地区的交通问题，曾于20世纪80年代，准备采用索轨交通连接地铁，以接驳运输方式解决这些地区交通，当时曾考虑的线路有5条。  但以上只是计划，至今未见实施。

 我国山城重庆，地处长江、嘉陵江汇合处，两江穿行于城市之间，将重庆主城区和江北区及南岸区分隔成三块，山城各区之间地形起伏大、高差悬殊，相互间通行需要横跨宽阔的江面，上坡、下坝交通极为不便。  为此重庆市拟在朝天门地区建设索轨交通跨越江面连接三岸，并于1997年完成可行性研究报告。

 山城重庆的索轨交通线路以主城区朝天门为起点，设朝天门站，跨越嘉陵江与江北区的觐阳新站联接，再转向，跨长江到南岸通向线路终点弹子石站。线路全长2.6km。  线路最大坡度5.6%，最小平面曲线半径40m。支架间的最大跨度528m。列车采用7节车辆编组，每列车载280人，高峰小时单向可运送5400人次。该项工程现仍处于继续研究中。

 我国山东省威海市，由市区跨海至相邻的刘公岛，目前也在进行索轨交通的前期规划研究工作。

3、索轨交通的主要优缺点  由缆车索道技术基础发展起来的索轨交通，完全摆脱了普通缆车索道的运行速度低，车辆无动力不能自动运行，索道的缆索垂度大，以及难以通过弯道等低技术水平状态。  索轨交通是普通索道的在技术上的一种突破性飞跃，技术上的改进和创新使其具备了纳入城市轨道交通序列的基本条件。 1)工程结构简单，施工速度快  车辆走行的索轨及悬吊索轨的缆索，其主件和配件均可在工厂生产，在现场快速组装。支架一般都采用箱形截面的钢结构组成，构造比较简单，架设技术也不复杂，支立很快。又由于支架间距大，数量少，所以索轨交通建设速度很快。  据国外资料介绍，一般支立一处支架不超过4天，10 km的素轨交通的轨道系统可以在10个月内建成，而且施工时对地面交通和城市居民生活的干扰也非常小。 2)能适应各种复杂的地形

 索轨交通由于轨道悬吊于承重素下，承重索又具有高承拉力，因此索轨交通支架间可以采用较大的跨度，两支架间的一般距离，标准的经济跨度为300 m，需要时也可以增至450 m，最大跨度可达800 m。因此，索轨交通可以从空中跨过江河、湖泊、丘陵、山谷以及地面低层结构和其他障碍物，建设时不会受到这些自然和人工地形及建筑物的阻隔。 3)工程造价低

 索轨交通工程结构是一种构造简单的悬索系统，不像其他城市轨道交通，在地面要建设庞大而笨重的钢筋混凝土桥梁，在地下要建造费用很高的隧道。同时，索轨交通工程在建造时，极少会引起地面建筑和地下管网的拆迁，而且占地极少，因此建造费用比后两者低得多。  据美国20世纪80年代的统计资料，每一公里索轨交通的综合造价为0．1亿～0．2亿美元，相似的条件同期建设的轻轨交通，包括地面和高架线路，每公里的综合造价为0．48亿美元，处于地下的地铁工程为1．53亿美元，即索轨交通的造价约分别为后两者的1／3和1／10。 4)对城市环境影响很小

 索轨交通采用电力驱动，不会产生废气污染大气。索轨交通的驱动和走行系统产生的噪声者 艮小，其驱动的动力为采用分散在各节车厢顶部的小型电动机，比集中采用大型电动机噪声低得多，也就是驱动系统没有大的噪声源此外，走行系统采用充气橡胶车轮，在金属板轨面上行驶也非常安静。  根据对曼海姆空中客车线路的噪声实测，常速运行时为60dB(A)，最大速度为74 dB(A)。同时，车辆又是行驶在柔性轨道上，几乎对周围环境不会产生振动影响。因此，索轨交通实为一种“环保型”城市轨道交通。 5)优化城市景观