《新型城市轨道交通》自动导轨交通课件

新型城市轨道交通

:新型城市轨道交通

第2章 自动导轨交通

（Automated Guideway Transit）

主要讲述内容：

? 新交通系统的提出

? 国内外自动导轨交通的发展状况 ? 自动导轨交通系统的组成 ? 自动导轨交通的应用情况 ? 自动导轨交通的应用前景

2.1 新交通系统的提出

? 各大城市经济和文化的发展以及人口的集中，对城市交通提出了愈来愈高的要求。改

善城市的交通也变得愈来愈重要，除了地下铁道、轻轨交通(LRT)、单轨交通外，近些年来发展起来的新交通系统已成为城市轨道交通中的一员，并发挥着重要的作用。 ? 20世纪60年代中期，城市的私家车急增，公共电汽车乘客减少，有些线路被废止。其

结果是使不用私家车的人深感不便，人们要步行很久才能到车站。有关部门从减少对私家车依赖的构想出发，产生了新交通系统的想法。

? 为了让人们在任何时候都不用久等，就能乘上车，则必须缩短车站间的距离以及减少

车辆的运行间隔，最好的办法就是实行列车自动控制运行机制。

新交通系统的提出

? 自动导轨交通这种新客运交通制式，于20世纪60年代初在美国研发问世，此后，在世

界很多地方被逐渐推广采用，与此同时其技术条件也不断的在改进和提高，其中以日本和法国的AGT无论技术上还是规模上发展相对都较快。

? 日本起步发展于20世纪70年代初，法国发展于20世纪80年代，在世界一些其他地方

也在效仿采用，但为数不多。

? 例如，法国里尔(Lille)的VAL，高峰期为60秒，白天2分钟，早晨和深夜为5 分钟的

行车间隔；

? 加拿大温哥华(Wancouver)的ALRT成功地实现了高峰期为79秒，早晨和深夜为5

分钟的行车间隔。类似这些的系统就称之为新交通系统。

新交通系统亦称自动导轨电动车AGT

? 新交通系统亦称自动导轨电动车AGT (Automated Guideway Trans)，这是小型车

辆运行在具有侧面或中央导轨的专用混凝土轨道上的系统。

? 典型的AGT系统由计算机进行全自动控制， 因此车辆可以实现无人驾驶和较小的运行间

隔。虽然AGT系统比其他城市轨道交通系统的输送能力小，但建设费用较低，并且由于使用橡胶轮胎，噪声小，所以，在日本，AGT系统已成为深受欢迎的新型交通系统，它填补了铁路与公共电汽车之间的空隙。

? 在AGT发展的早期，在外形、尺寸和运行系统方面有不少类型，但后来随着对大量输送能

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力AGT系统的需求和经济效益的考虑，相应地进行了技术规范和标准的制订，车辆也实行了大型化，并且以列车的方式运行，一般为4～6节编组。

自动导轨交通的定义

? 自动导轨交通（ (Automated Guideway Transit，简称AGT)是一种车辆采用

橡胶车轮，依靠导向轨引导方向，在两条平行的平板轨道上自动控制运行的新型快速客运交通系统。

? 这种交通模式最早出现在美国，当初多为一条穿梭式往返运送乘客的短距离交通工具，

故曾被称为“水平电梯”（Horizontal Elevators），因轨道线路一般采用高架型式，也有的成为“空中巴士”（Sky Bus）或“快速交通”（Transit Expressway）。在逐渐发展成为一种城市客运交通工具后，一般便统称为“客运系统”（People Mover System）。

自动导轨交通的定义

? 全自动无人操作的轨道交通运输系统。

— a fully-automated light rail or system.

? 一般指小范围、小区域、沿一定轨迹、单一方向的运输。

? 水平电梯 ? 机场AGT系统

? 后来，日本和法国在这种自动导轨交通技术基础上又做了进一步的改进和发展，并使

其成为城市中的一种中运量客运交通系统。在日本称为新交通系统，意思是指含有高度自动化新技术的交通系统，以区别于其他各种客运交通工具。

? 在法国称为VAL系统，名称来源于轻型自动化车辆（Vehicle Automatique

Leger）的法文字母字头的拼写。还有一种说法VAL一词的来历是由于自动导轨交通的线路是法国里尔（Lille）市以南的Villeneuve d?Aseg城镇连接里尔市区交通取地名字头缩写而得名。

2.2 国内外自动导轨交通的发展状况

? 美国的自动导轨交通 ? 日本的自动导轨交通 ? 法国的自动导轨交通 ? 我国的自动导轨交通

AGT系统的发展

? ? ? ? ? ?

复杂的全自动AGT系统也有用在城市轨道交通中。 美国Miami的metromover

日本则以 “新交通系统”统称AGT技术类型的中、小运量捷运系统。 在法国称Vehicule Automatique Leger，简称VAL； 新加坡则把这种系统称之为“轻轨”。 上海外滩的观光隧道也是属于AGT范畴。

美国的自动导轨交通

? 在美国，1963年西屋电气公司（Westing Electric Corporation）首先在匹斯堡

附近的南方公园（South Park）建造了世界上第一条自动导轨交通，名为空中巴士（Sky Bus）

? 1968年时任美国总统约翰逊向议会提出报告推荐发展新交通系统，推进了这一交通制

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式的发展。

? 1979年在华盛顿举行的交通博览会上，展示了4种新交通系统，引起世界普遍关注。 ? 作为机场地区的中运量客运交通工具，现已得到普遍采用，仅以西屋公司在美国建造

的机场自动导轨交通就有坦帕（Tampa）、西雅图（Seattle）、迈阿密（Miami）、亚特兰大（Atlanta）、奥兰多（Orlando）、Catwick、Mccarran等国际机场，此外，芝加哥、匹斯堡、拉斯维加斯等城市的机场也都建有自动导轨交通。

机场的AGT系统

? 1971年美国的Florida的Tampa国际机场首先使用了AGT系统。

? 有的机场把机场内部的AGT系统和公共交通的站点联系起来，如旧金山机场、纽约肯

尼迪机场。

? 一般机场有几个Terminals—候机楼，候机楼之间的联系使用了AGT系统。

日本的自动导轨交通

? 20世纪60年代后期，日本也开始研究这种新的交通制式，称之为新交通系统。 ? 日本新交通系统大体应用在以下几个方面：

日本新交通的特点:

? (1)由于使用橡胶轮胎，运行噪声小， 有利于环境保护。

? (2)为了沿导轨运行，前后车轮的运行轨迹必须完全一样， 如果象汽车那样，只是一

个方向运行，转向机构仅需前轴即可，但是，几乎所有的新交通系统都是双向运行，所以，前后轴必须都能转向。

? (3)橡胶车轮粘着系数高，爬坡能力强，但比铁车轮运行阻力大，不利于节能。 ? (4)与汽车一样，可以过小曲线。 ? (5)橡胶车轮的寿命，汽车一般约为3万千米，新交通系统最大可延长到10万千米左右。 ? (6)混凝土轨道有时会发生波浪磨耗，使舒适度恶化，补修困难，作为对策，有时会铺

上钢板。

日本新交通的特点:

? (7)最高运行速度60千米每小时左右。加速度和减速度高，所以必须考虑站立乘客的

舒适度。

? (8)有载荷限制。异常时，输送能力的灵活性小。

? (9)混凝上轨道不能用于信号回路和回流回路，必须另外设置。 ? (10)由于是无人驾驶服务类型，异常时，相应会引起疑问。

? 此外，平均站间距离为800-1200 米，平均速度20～30千米每小时，列车间隔为

150秒。

日本新交通系统车辆结构的特点:

? 新交通系统车辆与其他城市轨道交通车辆最基本的区别就是其走行装置。如前所述，

这种被称之为导轨式电动车是运行在混凝土专用轨道上、使用橡胶车轮的自动运行公共交通工具。电动车由走行车轮和导向车轮承担载荷，沿导轨运行，导向系统有设置在轨道侧面的，也有设置在轨道中央的。

? (1)侧面导向式电动车是将导轨设置在轨道侧面方式的电动车。用于侧面导向式电动车

的转向架，由车轮、驱动装置、基础制动装置、弹簧装置、导向转向装置等构成，为

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可转向的单轴转向。

? (2)中央导向式电动车是将导轨设置在轨道中央方式的电动车。用于中央导向式电动车

的转向架， 由车轮、驱动装置、基础制动装置、弹簧装置、导向转向装置、回转座轴承等构成，其中回转座轴承在转向架和车体间，为转向架的回转中心，转向架相对于车体可以回转，并传递垂向力和水平力，这里的转向架也是可转向的单轴转向架。

日本新交通系统导向转向装置简介

? 导向转向装置为转向架的构成部件，由导向车轮、导向梁、导向转向杆装置、前进或

后退切换装置、转向稳定装置等构成，沿导向轨条或道岔轨条，使走行车轮转向的装置。导向梁：连接左右导向车轮，承受导轨传来的力，并传递给导向转向杆的装置。 ? 导向梁支承装置：安装在转向架或车体上的装置，容许导向梁左右移动。

? 导向转向杆装置：由转向杆、横拉杆等构成，将导向梁传来的横向力经前进或后退切

换装置传递给走行车轮，使左右走行车轮沿轨道平面曲线切线方向运行的杆件装置。 ? 前进或后退切换装置：为车辆前进或后退时，将前后走行车轮的转向放大并切换转向

方向到相反相位的装置。

? 转向稳定装置：为稳定导轨式电动车蛇行运动和异常横向摇动的装置。有缓冲器方式、

连接杆方式、弹簧减振器方式等。

? 连接杆装置：连接车辆前后端导向转向装置的杆件装置。

东京临海线 (东京临海新交通)

? 百合鸥号（日语：ゆりかもめ；又常译为“百合海鸥号”），正式全名东京临海新交通

临海线“百合鸥号”（東京臨海新交通臨海線「ゆりかもめ」，Tokyo Waterfront New Transit “Yurikamome”）；

? 是日本东京的一条轻轨运输系统。连接东京市区内的新桥地区至台场及丰洲一带，采用电脑控制的无人驾驶方式行走，全线高架化，搭配胶轮路轨系统，是由百合鸥株式会社（株式会社ゆりかもめ）经营拥有。

东京临海线 (东京临海新交通)

? 此路线由新桥到丰洲，全长14.7公里。到1995年11月1日通车初期，百合鸥号的服

务范围是由新桥车站至有明车站，但在2002年11月2日时配合汐留地区的新市镇开发，在新桥和竹芝之间插入了汐留车站。

? 2006年3月27日全线建设完成，百合鸥号的服务范围也自原本的有明延长至丰洲地

区才开通全线。东京临海新交通只使用百合鸥7000系电联车（日：ゆりかもめ7000系電車）

法国的自动导轨交通

? 法国在20世纪80年代推出一种具有中、大运量和高自动化水平的自动导轨交通，法国

称之为VAL系统。

? 法国诸城市发展VAL系统简况：

法国的VAL轨道系统简介

? VAL系法文Vehicule Automatique Leger 的缩写，字义为轻型自动化运行车辆，

为法国中运量轨道交通系统的代名词，通常采用胶轮，在法国和我国台湾的木栅线得以应用。以下为系统概念解析及车辆视图。

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里尔VAL系统

? 法国最早采用VAL系统是北方城市里尔，VAL系统使用的车辆，是一种无人驾驶全自动

化运作、厢体较小并采用单轴转向架和橡胶车轮的车辆。

? 1974年里尔市政决定建设由东郊的Villeneuve d?Ascq镇通向市中心区折向市南

的1号线。线路全长13.2km，其中高架线路4.2km，地下线路9km，全线设18座车站。工程于1978年9月动工兴建，1983年5月自线路东端起点至市中心区

Republique站长9km的区段首先建成通车。1984年5月全部建成，并同时投入运营， 1984年至1989年，里尔市2号线建成通车，线路全长12km，其中高架线路3.3km，地下线路8.7km，设有18座车站里尔市正在按规划的4条线网完成VAL系统的建设。

? 特点：服务水平高，候车时间短、旅行速度快。要求高峰小时的行车间隔达到1min，

平均运行速度要高于常规地面公共交通，同时必须超过30km/h。高峰小时单项客运量初期为6000人次，远期为15000人次。工程造价和运营成本低廉。 法国北部小城里尔Lille —人口22万

图卢兹VAL系统

? 图卢兹（Toulouse）是法国南部的一座中等城市，人口有40万，是法国第二座采用

VAL系统作为城市主要公共交通的城市。

? 1989年1月开工，线路由图卢兹市西南部的Mirail出发，斜穿市区通向东北部的

Jolimont，全长10km，设15座车站。

? 设计高峰单向小时运量为5300人，远期15000人。

巴黎的VAL系统

? 巴黎奥利（Orly）机场至巴黎地铁快车B线终点站之间的一条7.2km的VAL线路，于

1991年10月建成，全线设3座车站。

? 这条线路的建成大大方便了巴黎南部的奥利机场与北部戴高乐机场之间的联系，

法国计划发展的VAL系统的城市

? 由于VAL系统能够解决中运量客运的需求，又具有先进的自动化技术和有利环境保护

等优点，法国的一些中等城市也计划采用这种交通制式作为城市主要公共交通工具，如：雷恩（Rennes），博尔多（Bordeaux），斯特拉斯堡（Strasbourg）等。

上海外滩观光隧道概况

? 上海外滩观光隧道总长646.7米、内径6.76米，投资5.2亿元，工期两年。

? 从法国进口的SK系统，是目前世界上最先进的一种无人驾驶自动控制系统，单程过江

时间为2分30秒至5分钟，每小时最大的输送量为5000人次。

? 隧道两头的地下建筑为地下三层、局部四层结构，分别由售检票大厅、设备管理层和

站台厅组成，总建筑面积达17498平方米。

我国台北市自动导轨交通

? 台北都会区大众捷运系统（简称台北捷运），是台湾第一个捷运系统。目前于台北市

与台北县提供服务。

? 木栅线于1996年首先通车后，台北捷运目前共有红线、蓝线、棕线和北投支线、小碧

潭支线、小南门支线营运，营运长度75.8km，路线长度78.1km，营运车站共68站，每日平均旅客量约120万人次，周五可达130万人次。

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? 预计2014年路网长度将增为156.3km，运量可达230万人次。

? 台北捷运大多为地下段。棕线全线为高架路线；绿线小碧潭站为高架车站；红线从圆

山站到北投站为高架路线，复兴岗站到红树林站为地面路线，淡水站则为高架车站。

我国台北木栅线

? 20世纪80年代我国台北市由于交通流量激增、交通阻塞，维奇和噪声污染日益严重，在这样

背景下决定建设捷运系统，即大、中运量的城市轨道交通。

? 木栅线：根据台北市轨道交通线网规划，于建设地铁的同时，在市区的东部由北向南，建设了

一条以松山机场附近的中山国中为起点，穿过市区，至市东南的木栅动物园的VAL制式的中运量自动导轨交通。

? 线路全长10.8km，其中高架10km，地下线0.8km，共设10座车站。全线于1994年建成，

1996年3月投入运营。

? 木栅线采用的VAL系统车辆是里尔市采用的VAL206的改进型，型号为VAL156,车体宽度

2.56m。列车采用4节编组，共有96个坐席，每列车可载456人。高峰时行车间隔为2min，平均时间为4-10min。单项小时最大运量13680人次。

? 列车运行为全自动化无人驾驶，最高时速80km，平均时速为33km，最大爬坡能力6%，车

站站台设屏蔽门。

我国台北捷运VAL256型电联车

? VAL256型电联车是法国马拉特生产的VAL系统之衍生车种之一（该部门已被德国西门子购

并），采用中运量系统常见的胶轮设计，专用于台北捷运木栅线（今文山线）。

? VAL256配备有自动列车运行装置（ATO）并采无人驾驶方式运行，于1996年3月28日首度

启用。

香港的自动导轨交通

? 香港在20世纪90年代后期建设的新机场从登机厅到机场主楼，为接运旅客也建成了一

条长约1km采用VAL系统的自动导轨交通。

天津导轨交通——现代轨道电车

? 现代导轨电车项目于2006年２月开工建设，总投资1.9亿元。全线长7.86公里，均为地

面线，。正式运营后，拥有30余个座位的列车，最大载客量可达163人。共设14个车站，平均站间距约583米，南起津滨轻轨洞庭路站，北至大学城北部的学院区北站，是一条纵贯天津开发区西部南北方向的轨道交通线。

? 整车长度为25米，宽2.2米，分别由三节车厢组成，每趟最高载客量210人。电车超低底

盘方便了乘客的上下车，最高时速70公里，平均时速20公里，比公交汽车快30%。 ? 橡胶制成的电车动力轮将大大降低对路面的损坏，它的轨道由类似公路的行车道和一条用

于引导车辆的铁轨（称为“导轨”）组成。

2.3 自动导轨交通系统的组成

? 车辆——美国、日本、法国AGT车辆，车体材料、走行机构 ? 轨道结构——导向方式与导轨 ——行车轨道

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——道岔 ? 供电系统

? 控制系统

导向方式与导轨

? 两侧导向方式——是沿走行轨道的两侧，在车辆导向轮同一水平面上个设置一条通常

为H形断面的钢轨，即导轨，车辆的水平轮紧压导轨面行驶实现导向。H形导轨一般安装在轨道两侧的支架或侧墙上，因导轨通常同时兼作自动导轨交通的正负极导电轨使用，故需以绝缘材料隔垫与支架或侧墙绝缘。

? 中央导向方式——是将工型钢导轨设置于两条行车轨道的中央，即线路中心线处，车

辆底部成对配置的水平轮夹工型导轨的腹板导向行驶。

? 中央导向还有另一种型式是中央沟内导向，即在两条行车轨道间的中间沟槽内，导向

轮沿行车轨道侧壁导向行驶。

? 无论是采用中央或两侧导向，导向装置也同时能起到防止车辆越出轨道保证行车安全

的作用。

行车轨道及供电控制

? 自动导轨交通的线路通常采用高架型式，也有因城市地形、地貌和现状建筑等关系部

分走行于地面或地下隧道内，其支撑或围护结构，如高架桥、隧道、挡墙等与常规的城市轨道交通采用的结构没有原则区别。

? 自动导轨交通的轨道，一般采用两条平行的钢筋混凝土长条形板带，供车辆橡胶走行

轮在其上行驶。

? 自动导轨交通改变行驶路线走向采用的道岔，有水平移动式道岔和竖向沉浮式道岔，

现已普遍采用水平移动式道岔。

? 车辆走行轮和导向轮均采用橡胶车轮。 ? 车辆行驶通常采用直流750V电源，自动控制无人驾驶，也有采用自动控制运行设一名

司机监护。

自动导轨交通道岔

? 自动导轨交通用以转换行车方向的道岔，在日本新交通系统中采用的型式有垂直沉浮

式和平面移动式，平面道岔又由于水平移转的方式和构造不同又可分为几种不同的型式。

? 法国的VAL系统在道岔区则采用在线路中心另设置专用 的第二导向系统，使车辆实现

行车方向的转换。

? 1981年日本第一条投入运营的新交通系统神户港岛线，其转换行车方向的道岔采用的

是垂直沉浮式。

? 当车辆需要转行至另一条轨道线路上去，道岔区的直线导轨沉落入地，曲线导轨由地

下浮出衔接另一线路，反之直线导轨浮出地面直接岔区外导轨，曲线导轨落入地下。 ? 由于沉浮式立体型道岔比水平转换的平面道岔构造相对复杂，后期建设自动导轨交通

很少使用。

自动导轨交通道岔

? 平面道岔型式——以水平移动或水平回转导轨的方式实现车辆转换走行方向。

? 水平移动导向板式的导向方法是车辆驶行至道岔区前，拨岔机根据控制指令拨动导向

板，使车辆导向轮沿拨动后的导向板直行或弯转至另一条轨道线路运行。

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? 平面道岔还有走行轨和导轨整体回转式，以及平行移动式等。

? 整体回转式——拨岔时导轨与轨道一端整体原地转动，另一端整体移动接至列车要驶

入的线路。

2.4 自动导轨交通的应用情况

? 当前作为客运交通工具的自动导轨交通大体可分为两类： ? 穿梭式或环形式短途交通

用于大型机场的登机厅与机场主楼之间的交通运输

用于游乐场所、博览会和一些新开发的社区内部，作为场区范围内客运运输 ? 中运量城市客运交通

? 其运营模式与运营规模与一般中运量城市轨道交通相似，如 ? 法国里尔市VAL系统 ? 我国台北的木栅线

? 日本横滨市金泽海岸线等

导轨式升降货梯

? 用于货物升降的液压升降机械设备，采用液压油缸作为主要动力，通过重型链条和钢

丝绳传动，保证机器运行的绝对安全。无需地坑和机房，特别适合于有地下室、仓库改造、新建货架等，具有安装维修方便、美观、安全、操作方便。

气垫导轨

? 气垫导轨按其直线度是否可调分为普通式（不可调式）和可调式两种型式。该产品以

轨面长度为主参数。主参数系列有800毫米、1200毫米、1500毫米和2000毫米四种，前两种规格适合中学物理实验使用。气垫导轨还可以按照其所需的工作压强和滑行器质量分为高气压、重滑行器及低气压、轻滑行器两类。前者性能好，但价格略高，后者性能稍差，价格较低。

? 气垫导轨实验中的运动物体为滑行器（又称滑块），测量需要光电门和电脑计数器。

滑行器上部有五条“T”形槽，可用螺钉和螺帽方便地在槽上固定光电门。下面的两条“T”形槽的中心正好通过滑行器的质心，在这两条槽的两端安装碰撞器或挂钩，可使滑行器在运动过程中所受外力通过质心。在这两条槽的中部加装配重块后滑行器的质心不会改变高度。

气垫导轨

? 气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。

空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。配用数字计时器或高压电火花计时器记录滑行器在气轨上运动的时间，可以对多种力学物理量进行测定，对力学定律进行验证。

2.5 自动导轨交通的应用前景

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? 自动导轨交通是一种自动化程度很高的中小运量交通工具，可完全由电子计算机集中

控制，行车密度调节范围大，能以高密度运行，所以适用范围比较广。

? 由于其采用橡胶车轮，轮轨粘着系数高，爬坡能力强；又因为它可以通过小半径曲线，

因此对复杂地形有良好的适应能力。

? 但橡胶车轮同样使用寿命较短，并限制了轴重，制约了进一步扩大运量。 ? 自动导轨交通具有成本低、运行灵活可靠等优势。

? 除可作为城市中等运量的干线交通外，其在机场专用线和景区观光等接驳运输中也具

有良好的发展前景。

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