城市轨道交通综述
内容提要： 本文介绍了各种形式的城市轨道交通及各自的特点。
关键词： 轨道交通，地铁，内燃动车组，电车，磁悬浮列车
城市轨道交通，顾名思义是依托固定轨道运行的城市客运交通方式，它是区别于橡胶轮胎式城市公交客运的一种交通方式，它的最大特点是磨擦系数小、运行平稳。实际上，城市轨道交通并非完全是新生事物，过去的有轨电车多少可以说是目前轨道交通的雏形，目前仍有少数城市保留了有轨电车这一交通方式。
城市轨道交通的类型按照运行速度，一般可以分为城市有轨电车、城市轻轨（包括单轨）、地下铁道
（内燃动车组）等，一个城市可以根据需要发展其中一种轨道交通，或者几种轨道交通相互配合，主要是根据城市的规模、对运量的需求、环境特点以及城市布局来选定。城市高峰运量为8～5万人次 可选用城市有轨电车； 运量在1～4万人次 可选用城市轻轨； 运量在4万人次 以上则可选用地铁。在大型或者特大型城市中心地区主要发展地下铁道，在客流量不大时，使用地铁不经济； 在联系大型城市中心与郊区时宜采用市郊铁路（内燃动车组）或地方铁路。城市有轨电车一般在地面运行，不设封闭系统。地铁和城市轻轨的界限就不明显：地铁大部分在地下运行，也有采用地面或高架运行的； 而城市轻轨一般在地下或高架运行，且大多为全封闭运行。
城市轨道交通具有客运量大、舒适性高、对环境污染小、能源利用好的特点，并以其快速、安全、便捷成为解决城市交通的首选方案。随着我国城市化进程的不断加快，交通阻塞、乘车难、行路难已成为制约城市发展的重要因素。因此，轨道交通正日益受到世人的普遍关注。磁悬浮列车的出现，更是城市交通向高科技发展的体现。城市地铁常建于大城市中心地区，其特点是运行速度快，运量大，能迅速疏散乘客，不易阻塞，运行速度在～ 之间。地铁多以电力为驱动动力，第三轨供电。采用全封闭信号控制运行，运行间隔可达2～ 。地铁的安全、快速、准时是其它轨道交通无法比拟的。但由于造价高，达4～6亿元/， 因此制约了其发展。图1所示为北京地铁。除北京、上海、广州和深圳地铁以外，国内南京、沈阳、青岛、武汉、大连等城市即将或者已经开始兴建地铁。
图北京地铁
内燃动车组
内燃动车组是固定编组的旅客列车。一般由4节车厢组成，其两端为动力车，准轨铁路运行（ 轨距）， 用于输送近郊旅客和城际中、短途旅客，目前是航空和高速公路客运市场的强有力竞争者。尤其对于短途客运，完全可以做到让旅客“朝发夕至”。
由于内燃动车组的运量大，单向最大运量可达8万人次， 最大运行速度高，一般为0～h。加上投资省、见效快、速度快、效率高、技术上容易实现、服务范围广，可用其连接市中心与郊区的交通，因此在国外得到了广泛的运用，并与地铁、轻轨共同构成城市轨道交通网络。
值得指出的是内燃动车组动力车功率较大，起动加速较快，对动力性、安全性和稳定性有较高要求。在结构上，牵引头部要流线型化，车辆连接的密封性要求较高。图2为铁道部青岛四方机车车辆厂在 年为哈尔滨铁路局制造的极富现代特色的“子弹头”动车组。 年 月 日正式在沪宁杭地区投入运行的“新曙光号”则是由上海铁路局、铁道部戚墅堰机车车辆厂、南京浦镇车辆厂联合开发的2动9拖内燃动车组，其设计最高速度达h。
图 子弹头动车组
城市轨道公交电车
城市轨道公交电车，又称有轨电车，是一种运输量介于城市公共汽车和地铁、轻轨之间的路面客运工具。城市轨道公交电车依靠城市道路的有轨线路运行，它的前身是旧式的有轨电车。但比旧式的有轨电车有较大的先进性，并赋予了许多现代科技的内涵。其最佳运行线路为～，客运量在5万人次/h， 有很好的经济性。
相对于地铁、轻轨来说，城市轨道公交电车投资小、建设周期短，其轨道可分为地面、高架和地下3种，线路可分为全隔离、半隔离、通过公路平交道等多种形式。与城市公共客车相比，有通行优先权的优势，公路运输更趋方便。它具有磨擦系数小、耗能经济、客运量较大，控制方便、速度较快的特点，其最显著的特点是运行平稳。
城市轨道公交电车是零污染产品，对改善城市环境有相当大的作用，具有“绿色交通”的美称。现代城市轨道电车一般设计成流线型的面包车外
图 城市轨道电车
观，采用2～3节客车铰接成整辆电车的转向架结构，双向驾驶。其动力来源于架线电力。由 或者V的直流高压供电，由直流牵引电动机驱动。现代新技术则采用脉宽调制逆变器三相交流电输出驱动技术； 用 元件 变压变频控制，使机车具有调速性能好、辅助重量轻、运行可靠的性能； 转向架辅以盘式制动及磁轨制动； 悬挂系统采用空气悬挂器支承车身； 并采用符合现代乘客要求的低地板踏步设计； 外观设计豪华气派、内部装饰舒适典雅，可以成为点缀城市风景的一道流动景观，如图3所示。
磁悬浮列车
磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行，如图4所示。虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输系统，并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂系统等
图 磁悬浮列车
许多传统机车车辆的部件，但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，因此从根本上克服了传统列车车轮粘轨限制、机械噪声和磨损等问题，所以就成为高级的城市轨道交通工具。
磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁悬浮列车 为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为 左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达0～ n， 适合于城市间的长距离快速客运。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本V为代表，它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为m左右，速度可达h以上。
磁悬浮列车的稳定、安全、节能、环保等优点十分明显。
（1） 磁悬浮列车没有任何机械振动，旅客乘座感觉十分舒服。
（2） 磁悬浮列车多为半封闭运行，因此安全性极高。据有关专家评估，其安全系数是飞机的 倍，是普通列车的0倍，是高速公路汽车的0倍。
（3） 耗能低是其又一具有吸引力的特征。所消耗的能源仅为飞机的3， 高速列车的3， 这对于能源日趋紧张的人类社会无疑具有重要意义。
（4） 磁悬浮列车在运行中对周围环境没有不良影响，没有机械噪声产生。
（5） 由于磁悬浮列车没有任何磨损，所以无须经常更换零部件，使日常维护变得方便简单。最近，国内各种新闻媒体竞相报道了中国第一条磁悬浮列车线即将在上海浦东安家落户的消息。这条全长 多 、设计时速为h的磁悬浮列车线不仅将是国内第一条而且也是世界上兴建的首条将投入商业运营的高速磁悬浮列车线。由江苏常州长江客车集团工矿车辆有限公司与北京控股公司、中国国防科技大学、上海飞机制造厂四家联合为北京八达岭游览区设计开发的磁悬浮列车，虽然运行速度不高，运距也不长，但确实是第一条由中国人自已设计制造且用于商业运营的游览观光磁悬浮列车线。
实事求是地说，尽管磁悬浮列车具有前面所述的种种优点，并且在一些国家也取得了较大的发展，有的甚至已基本解决了技术方面的问题而开始进入使用研究乃至商业运营阶段，但它的发展同样受到许多方面的制约。
（1）造价十分昂贵，由于无法利用既有的线路，必须全部重新建设，所需的投入较大，利润回收期长，投资的风险系数也高，从而也在一定程度上影响了投资者的信心，制约了磁悬浮列车的发展。
（2） 常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。
（3） 由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的难题，其高速稳定性和可靠性还需很长时间的考验。
（4） 超导磁悬浮技术由于涡流效应，悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。
中国地源辽阔，各地区的发展情况相去甚远，由于受历史的影响，目前在一此地方仍然还存在着各种各样的地方铁路交通。它们的轨距大小不一，但以窄轨居多，有m或 。功率不大是地方铁路的另一个特点。由于与国家准轨的互通性差，因此地方铁路最终会退出历史舞台。但无论如何，它还将继续存在一段时间。例如我国河南辉县地方铁路、江西景德镇地方铁路等。
特种轨道交通
随着人们对生活质量不断提高的要求和市场经济的发展，一些特殊要求的轨道交通正逐渐进入人们的生活，特别是近郊旅游业的发展需要。这类轨道交通
图轨道仿古式蒸汽机车
