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1、懸掛式空中列車系統(tǒng)介紹,H-Bahn System Presentation,新型空中巴士快速交通系統(tǒng),Shanghai 2012,,,目 錄,,上篇:發(fā)展沿革/history & development,1,“行”之有效,讓“行”更自由,懸掛式空中列車,,1821,1893,英國,德國,Langen 是一位具有超人想像力與創(chuàng)意性的發(fā)明家、企業(yè)家。,19世紀(jì)末期構(gòu)思Schwebebahn時(shí)繪制草圖 親自試驗(yàn),18
2、98,德國 烏帕塔爾,1900.10.24,革命導(dǎo)師恩格斯的故鄉(xiāng),當(dāng)?shù)禄史驄D雙雙登上距河面12米的紫紅色單軌列車作首次運(yùn)行時(shí),更成為轟動(dòng)世界的新聞焦點(diǎn)。當(dāng)時(shí)啟用的這個(gè)懸掛式公交系統(tǒng)營運(yùn)至今,百年而無任一運(yùn)營故障,并且成為今天最安全可靠的都市捷運(yùn)系統(tǒng)之一。,,1903年6月27日全線通車,線路長13.3公里,共設(shè)18個(gè)車站(16個(gè)中途站)。旅程中約需35分鐘的時(shí)間,班次間距約3分鐘~4分鐘,平均運(yùn)行速度為27公里/小時(shí),最高可達(dá)60公
3、里/小時(shí)。約占該市大眾運(yùn)輸旅次的45%,至今仍然是該市最具運(yùn)輸效率的運(yùn)輸系統(tǒng)。,1972年后,德國,左起:德國聯(lián)邦研究部長Matthöfer,西門子董事會(huì)成員威廉博士,聯(lián)邦部長哈克,Hahlweg博士,1984,德國 多特蒙德,1993,2003,2007,德國 杜塞爾多夫,2002,德國,以其勤奮研究的民族特質(zhì)及政府鼓勵(lì)創(chuàng)新發(fā)展的政策,始終立于科技與工業(yè)大國地位,尤其在運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展方面,更處于世界的頂尖地位。不
4、但突破傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸模式,而且開創(chuàng)了現(xiàn)代懸掛式公共交通系統(tǒng)。,德國,上篇:概況及設(shè)計(jì)理念/summary & design ideas,2,“行”之有效,讓“行”更自由,懸掛式空中列車,懸掛式空中列車系統(tǒng),軌道在列車上方,由鋼鐵或水泥立柱支撐在空中。它將地面交通移至空中,在無需擴(kuò)展城市現(xiàn)有公路設(shè)施的基礎(chǔ)上解決了城市交通問題。 獨(dú)特的設(shè)計(jì),體現(xiàn)了以下理念:,概況及設(shè)計(jì)理念:H-Bahn,讓“行”更自由,一、環(huán)保
5、。無廢氣排放,行駛時(shí)幾乎無噪音污染,對建筑及環(huán)境影響小。,設(shè)計(jì)理念:H-Bahn,讓“行”更自由,二、集成化。 改變傳統(tǒng)的地鐵、輕軌設(shè)計(jì)理念,把路面、軌道、信號、通信、隔音屏等設(shè)備全部集中在一條軌道梁內(nèi),體現(xiàn)其現(xiàn)代化、智能化和科技化設(shè)計(jì)。,設(shè)計(jì)理念:H-Bahn,讓“行”更自由,三、兼容性好。 能夠融入已有的公共交通系統(tǒng)中,成為其延伸與補(bǔ)充,可與地鐵連接到達(dá)市中心的商業(yè)圈及辦公區(qū),為區(qū)域性交通節(jié)點(diǎn)或功能
6、場館等提供連接線。,四、靈活。 可以隨著城市發(fā)展而擴(kuò)充,即系統(tǒng)可加長、可拆卸、可移動(dòng)。,中篇:特點(diǎn)和優(yōu)勢/advantages,3,“行”之有效,讓“行”更自由,懸掛式空中列車,懸掛式空中列車10個(gè)特點(diǎn)優(yōu)勢,懸掛式空中列車獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),具有以下10個(gè)方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢:,走行原理:車輛轉(zhuǎn)向架上裝有走行輪和導(dǎo)向輪,走行機(jī)理與鋼輪鋼軌系統(tǒng)完全不同,在列車運(yùn)行過程中,走行輪和導(dǎo)向輪始終在箱形軌道梁內(nèi)部,因此充分保障了系統(tǒng)的運(yùn)營安
7、全。,另外,在空中運(yùn)行,不會(huì)發(fā)生與其它物體相撞行為。它是當(dāng)世界上最為安全的交通工具之一,在多年運(yùn)行中運(yùn)行率幾乎高達(dá)100%,沒發(fā)生過一起交通事故。,【影片示例】,系統(tǒng)采用電力驅(qū)動(dòng),沒有廢氣排放,耗電量為2.3千瓦時(shí)/車公里,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它軌道交通的耗電量。,車輪是封閉在軌道梁中,輪子采用橡膠包裹,噪音小,距離車體6.5米處的噪音測量為65分貝,基本做到了無聲息運(yùn)行。,和其他軌道交通系統(tǒng)相比,造價(jià)較低,為:1.2-1.5億元人民幣/km(含
8、車輛),運(yùn)營費(fèi)用:1.4歐元每車公里(德國實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)),懸掛式空中列車把地鐵、輕軌制式中的軌道、路面、通信信號設(shè)備、隔音屏等全部集成到軌道梁中,在工廠中預(yù)先批量生產(chǎn),再到現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)試,所以大大節(jié)省了現(xiàn)場施工的時(shí)間,全部工程在1-2年便可投入運(yùn)行。,施工過程中,主要進(jìn)行地面打孔。挖掘量非常少,施工對交通影響小、周期短。,空中列車占地面積很少,拆遷工程量小。線路和車站可以沿道路一側(cè)或中間綠化帶設(shè)計(jì),或利用既有的過街天橋設(shè)站,極大程度上
9、減少用地。,形象地說,只要將馬路上的照明桿加粗,即可支撐整個(gè)系統(tǒng)?!居捌纠?空中列車為全程自動(dòng)無人駕駛系統(tǒng)。它采用西門子列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(ATC)、列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(ATO),以及列車自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng)(ATP),可以確保列車安全準(zhǔn)時(shí)的運(yùn)行,避免人為操作的失誤,以及超時(shí)、冒進(jìn)、追尾等事故。,其定位系統(tǒng)能夠保證在任何時(shí)候、任何情況下3厘米的列車定位精度。,空中列車屬輕型、中速、中等運(yùn)量公共交通工具,不受地面交通影響。列車最高運(yùn)行速度:
10、50公里/小時(shí),每節(jié)車廂定員75人,一列四節(jié)編組列車可乘300人左右。采用90秒發(fā)車間隔,其單向運(yùn)輸能力約為:12000人次/小時(shí);采用72秒發(fā)車間隔,其單向運(yùn)輸能力約為:15000人次/小時(shí)。,根據(jù)城市發(fā)展需要,隨時(shí)延長或改變路線或拆卸,可以移至其他需要的地方,不會(huì)造成資源上的浪費(fèi)。,爬坡和跨越能力強(qiáng),轉(zhuǎn)彎半徑小。能夠融入已有的公共交通系統(tǒng)中,可與公交、地鐵、輕軌基本實(shí)現(xiàn)零距離換乘。,空中列車的車輪在封閉環(huán)境下運(yùn)行,所以不受惡劣天
11、氣影響,當(dāng)遇到雨雪、下霧、冰凍、大水等惡劣天氣時(shí),可以照常運(yùn)營。,【影片示例】跨越高架,【影片示例】雨雪天氣,空中列車沿古城河道,隨山城起伏,伴海灣風(fēng)景,使城市交通與自然景觀相得益彰。采用大玻璃車窗設(shè)計(jì),乘坐環(huán)境變得敞亮舒適,憑高欣賞城市景色。成為城市中一道美麗的風(fēng)景線。,眺望窗外風(fēng)景,中篇:功能定位和適用范圍/market segmentation & application,4,“行”之有效,讓“行”更自由,懸掛式空中
12、列車,懸掛式空中列車系統(tǒng)作為一種輕型、中速、中運(yùn)量的新型公共交通方式,是一體化、多模式、立體公交體系的必要組成部分,與常規(guī)公交、軌道交通等其它公交方式錯(cuò)位發(fā)展、互為補(bǔ)充,是其他公共交通方式的有益補(bǔ)充和完善。,輕軌(LRT)地鐵(MRT) 3萬人/小時(shí)以上,中運(yùn)量公交(含空列) 0.8-2萬人/小時(shí)以上,常規(guī)公交 0.5-0.8萬人/小時(shí)以上,,,靈活性,運(yùn)量、速度,機(jī)場航站樓間的接駁線,高鐵,城際鐵路,長途汽車站,機(jī)場,碼頭聯(lián)絡(luò)線,適應(yīng)
13、特殊地質(zhì)條件、特殊周邊環(huán)境的交通線,下篇:主要技術(shù)指標(biāo)/technological Parameters,5,“行”之有效,讓“行”更自由,懸掛式空中列車,1.線路平面(1)雙線間距:5.0m(2)最小轉(zhuǎn)彎半徑:30m2.線路縱斷面區(qū)間最大坡度(1)正線:6°(10.47%)(2)輔助線:6°(10.47%),,3.高架線路橋下凈高跨越城市主干道為5.0m;跨越城市次干道為4.5m。,4.道岔轉(zhuǎn)
14、轍角不固定,可曲線出岔,轉(zhuǎn)換長度4-5m,最大設(shè)置坡度為6°。5.最高行車速度本線最高行車速度設(shè)計(jì)為50km/h(車輛構(gòu)造速度65km/h),,高架結(jié)構(gòu)主要由軌道梁、墩柱及基礎(chǔ)組成,軌道梁及墩柱均采用鋼結(jié)構(gòu)形式,基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁形式。 區(qū)間軌道梁常用跨度為30m簡支鋼箱梁結(jié)構(gòu),軌道梁截面全部采用底部開口的箱形截面,箱梁的下翼緣兼做軌道,車輛懸掛于橋梁(軌道梁)下面,車輪支撐于開口的鋼箱內(nèi);電力、通信系
15、統(tǒng)安裝在鋼箱內(nèi)部。在需要出岔的地段,根據(jù)軌道需要設(shè)置道岔梁。,一般情況下,標(biāo)準(zhǔn)橋梁(軌道梁)的下部結(jié)構(gòu),單線采用倒L形墩柱,雙線采用Y形墩柱。道岔梁的下部結(jié)構(gòu)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式,即門式墩柱和倒L形墩柱。墩柱全部采用矩形鋼箱截面,用來懸掛或支撐軌道梁。 在橋梁需要較大跨度,例如跨越較寬的河流、城市道路或橋梁的情況下,標(biāo)準(zhǔn)的橋梁結(jié)構(gòu)自身的承載能力不能滿足需求,可采用其他橋梁結(jié)構(gòu)支撐標(biāo)準(zhǔn)的橋梁結(jié)構(gòu),軌道梁懸掛于其他橋梁的梁底。,軌
16、道梁形式 一般情況下,城市道路凈高為5m,車輛高度2.6m,為了保證行車安全和滿足行人視覺兩個(gè)方面的要求,橋梁高度宜稍大,因此推薦一般地段橋梁下面的凈高為9.5m。橋墩形式 一般情況下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)均可以滿足需求,鋼結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)快速施工并且外形輕巧美觀,因此建議采用鋼結(jié)構(gòu),根據(jù)線路情況,單線可采用倒L形,雙線采用Y形。,,車輛基本情況: 車輛總體性能先進(jìn),經(jīng)濟(jì)實(shí)用,安全可靠,維護(hù)方便,外型美觀,乘座舒
17、適;設(shè)計(jì)使用壽命:30年;舒適度水平:運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)W小于等于2.5; 常用制動(dòng)沖擊率:0.75m/s3;車輛應(yīng)能承受風(fēng)、砂、雨、雪的侵襲,并可在不同自然條件下運(yùn)行。實(shí)心橡膠輪胎使用壽命大約8~10萬公里,導(dǎo)向輪大約15萬公里。,1、車輛主要結(jié)構(gòu)尺寸車輛長度: 8232mm車鉤中心距: 9200mm車輛寬度: 2244mm車輛高度:
18、 2623mm車輛定距: 5890mm車輪直徑:(實(shí)心橡膠輪) 540mm 每側(cè)設(shè)2對對開車門:寬1350mm高2000mm 車門中心距: 4600mm司機(jī)室前端設(shè)緊急疏散門:寬860mm車體之間設(shè)有貫通式通道:寬1500mm 高1800mm,,2、車輛定員:按4人/平方米計(jì)算,按目前車輛構(gòu)
19、造,每車定員75人。3、列車重量轉(zhuǎn)向架 1750 KG車體凈重 4955 KG車輛凈重 8455 KG最大載荷 4923 KG最大重量 13378 KG,,4、運(yùn)行參數(shù)車輛運(yùn)行速度:50km/h車輛啟動(dòng)加速度:1.0m/s2車輛常用制動(dòng)平均減速度:1.0m/s2車輛緊急制動(dòng)平均減速度:6.5m/s25、轉(zhuǎn)向架: 每輛車有兩個(gè)轉(zhuǎn)向架,每個(gè)轉(zhuǎn)向架有兩個(gè)直
20、流電動(dòng)機(jī),電機(jī)功率31/38KW。6、制動(dòng)方式:采用電空聯(lián)合制動(dòng),,故障牽引動(dòng)力條件,當(dāng)列車的動(dòng)力系統(tǒng)損失1/2時(shí),列車能在6度的坡道上起動(dòng),并能運(yùn)行至最近車站,且能空車返回車輛段。 列車故障診斷系統(tǒng)采用微機(jī)控制,收集各子系統(tǒng)的信息,包括對輔助供電、車門、牽引制動(dòng)控制、空調(diào)、照明、公共廣播、高壓設(shè)備、受電弓的檢測、故障診斷、故障顯示和故障儲(chǔ)存,簡化了顯示查詢功能,把故障查詢功能放到故障儲(chǔ)存中,供檢修人員使用。顯示信息足以滿足
21、司機(jī)采用故障應(yīng)急運(yùn)行措施的需要。,,,安全及逃生措施可分安全設(shè)計(jì)、留車逃生、落地逃生三方面。1、安全設(shè)計(jì)方面 安全設(shè)計(jì)考慮以下幾點(diǎn): (1)以非燃性材料建造車體以防失火; (2)裝置多套供電系統(tǒng)以防斷電; (3)驅(qū)動(dòng)輪及導(dǎo)輪均附備用; (4)車內(nèi)與控制中心間設(shè)有電話聯(lián)絡(luò); (5)車門無法由乘客隨意打開以保證安全。,,2、留車逃生(Stay-in-Car Evacuation) 如果參照公交的
22、線路設(shè)計(jì),空列的站距一般在800米到1公里左右。列車若于站間路段行駛發(fā)生異常狀況,則由隨車人員手動(dòng)操作以使列車?yán)^續(xù)運(yùn)行,在1~2分鐘內(nèi)到達(dá)下一車站,讓旅客下車疏散。 若車輛于站間路段發(fā)生故障而無法開動(dòng),則可使用下列方式之一逃生:,(1)派遣救援車輛前往故障地點(diǎn),兩列車輛(故障與救援)前后相連接后,故障車乘客經(jīng)由端門疏散到救援車,并由救援車載至車站;(2)在雙線路段,救援車可開往故障車旁,對齊車門后平行停放,再于兩列車車門之間置
23、放踏板,以使乘客橫跨到救援車后載離。,,3、落地逃生 主要是運(yùn)用類似大樓失火逃生方法,在列車值乘人員的指揮和協(xié)助下,由乘客利用繩索或帆布滑道由車廂直接降到地面,或運(yùn)用救火車的云梯將乘客轉(zhuǎn)載到地面。,,牽引供電電源采用AC400伏交流電源,受流方式側(cè)面劃觸,三相四線。(*用電應(yīng)由城市電網(wǎng)供電。一般自城市電網(wǎng)接引,設(shè)一條10Kv線路及10/0.4變配電裝置,變配電裝置按供電臂長度及相應(yīng)位置設(shè)置。線路較短,同時(shí)外部電源條件允許,也可直
24、接從AC400V系統(tǒng)接引。電源必須按一類負(fù)荷考慮,兩路獨(dú)立電源供電。),,路側(cè)設(shè)站 路中設(shè)站 車站的設(shè)置與商業(yè)相結(jié)合,到發(fā)線有效長度、站臺寬度根據(jù)客流量大小確定,設(shè)置屏蔽門系統(tǒng)。可利用既有建筑物和過街天橋或統(tǒng)籌考慮設(shè)計(jì)與建設(shè)。 車站長度是根據(jù)列車編組及車輛長度計(jì)算確定的,德國現(xiàn)行營業(yè)車輛長度(含車鉤)9200mm,列車由一節(jié)車編組時(shí)
25、站臺有效長度為10m,列車由兩節(jié)車編組時(shí)站臺有效長度為20m,由三節(jié)車組成則需30m,列車由四節(jié)車編組時(shí)站臺有效長度為40m,設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)預(yù)留。車站總長度可根據(jù)站臺有效長度及車站建筑總體布置方案確定。,下篇:進(jìn)入中國/ENTRING CHINA,6,“行”之有效,讓“行”更自由,懸掛式空中列車,中國,隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市交通問題日益嚴(yán)峻。經(jīng)過專家團(tuán)隊(duì)的考察、調(diào)研、論證,由國際空列集團(tuán)把德國H-Bahn技術(shù)引進(jìn)中國。
26、隨后,與鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)南車株洲特種裝備技術(shù)有限公司中鐵寶橋集團(tuán)組成聯(lián)合體,致力于懸掛式空中列車技術(shù)國產(chǎn)化,形成研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)、運(yùn)營等一體化發(fā)展。,懸掛式空中列車引入中國后,以其環(huán)保、安全、快捷、經(jīng)濟(jì)、美觀等特點(diǎn)很快引起交通行業(yè)專家和社會(huì)各界的積極反響和媒體廣泛關(guān)注?!吨袊請?bào)》《北京日報(bào)》《環(huán)球時(shí)報(bào)》《科技日報(bào)》《21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道》、人民網(wǎng)、新浪網(wǎng)、網(wǎng)易、中國網(wǎng)…,2012.3,中國,全國人大代表王夢恕院士提
27、案建議把空中列車列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),大力推動(dòng)。,全國政協(xié)委員馮幸耘聯(lián)名23名政協(xié)委員提交第0760號議案《關(guān)于采用空中軌道交通系統(tǒng)緩解城市交通困難的建議》,2012,中國,自此,懸掛式空中列車在國內(nèi)發(fā)展不斷推進(jìn)…,結(jié)束語,懸掛式空中列車系統(tǒng)作為一種輕型、中等速度、中等運(yùn)量的公共交通方式發(fā)展并運(yùn)營于德國,技術(shù)已相當(dāng)成熟。按照交通引導(dǎo)發(fā)展(TOD)理念,通過引進(jìn)消化與國產(chǎn)化,在我國大中小城市有廣泛應(yīng)用與發(fā)展空間,并形成研發(fā)、生產(chǎn)、建設(shè)、
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