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城市軌道交通
來源:互聯網

城市軌道交通(Urban Rail Transit),是采用軌道結構進行承重和導向的車輛運輸系統。按服務層次分類,可分為城區軌道交通和市域或都市圈軌道交通;按運輸能力分類,可分為大運能系統、中運能系統和低運能系統;按系統制式分類,可分為地鐵系統、輕軌系統、有軌電車系統、市域快速軌道系統、磁浮系統等。

1775年,英國人約翰·烏特蘭發明的有軌馬車是世界上最早的城市軌道交通工具。1825年9月27日,世界上第一條行駛蒸汽機車的永久性公用運輸設施在英國斯托克頓至達靈頓的鐵路上正式通車。1863年1月10日,世界上第一條長6.5km、采用蒸汽機車牽引的地鐵線路在倫敦建成通車。1876年,中國第一條營業鐵路-上海吳淞鐵路開通運營。1886年,美國亞拉巴馬州蒙哥馬利市開始出現有軌電車系統。隨著汽車的發展,尤其是轎車的涌現,城市道路交通堵塞的狀況日益嚴重,于是各國城市開始拆除有軌電車。1908年,上海市開通的有軌電車是中國最早建設的城市有軌公共交通,全長6.04公里。20世紀60年代初,西方一些人口密集的大城市在考慮修建地下鐵道的同時,又重新把注意力轉移到有軌交通上,歐洲一些發達國家著手利用現代化技術改造和發展有軌電車系統。1978年3月,國際公共交通聯合會(UITP)在比利時首都布魯塞爾召開會議,將該有軌電車交通統一命名為輕型軌道交通,簡稱輕軌交通。1994年4月,在新加坡召開的國際市長會議上,提出要把城市軌道交通作為現代化城市的重要交通工具之一。

城市軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點。截至2020年底,全球77個國家和地區的538個城市已成功實施城市軌道交通系統,運營里程達33346.37公里,車站數量超過34220個。2025年8月,中國31個?。ㄗ灾螀^、直轄市)和新疆生產建設兵團共有54個城市開通運營城市軌道交通線路331條,運營里程11210.7公里。

歷史沿革

1775年,英國人約翰·烏特蘭發明的有軌馬車是世界上最早的城市軌道交通工具。它是一種用馬匹作動力,牽引車輛在鋼軌上滾動行駛的交通運輸工具。1832年,約翰·斯蒂芬森在美國紐約第四大街建立了第一條市區有軌馬車線路,運營達3年之久。

第一個提出將馬車軌道嵌人路面的是法國人埃米爾盧巴,根據這項發明,1835年他為巴黎修建了第一條嵌入式凹形馬車軌道。1804年,英國人理查德·特雷維塞克設計制造蒸汽機車“新城號”,經過在圓形軌道上試車后,沿著專門鋪設的軌道由默爾瑟開到阿伯西昂。這條軌道成為世界第一條成功行駛蒸汽機車的軌道。

1825年9月27日,世界上第一條行駛蒸汽機車的永久性公用運輸設施在英國斯托克頓至達靈頓的鐵路上正式通車。由機車、煤水車、32節貨車和1節客車組成的藏重質量約901的“旅行號”列車,由設計者斯蒂芬森親自駕駛運行31.8km。它標志著世界軌道交通運輸業的誕生和用軌道交通來解決城市內(間)人們出行問題的開始。

1843年,英國律師查爾斯·皮爾遜針對當時倫敦人口日益膨脹給交通造成的壓力,向國會提交了修建地下鐵道的建議。經過近20年的準備,英國從1860年開始修建地下鐵道。它采用明挖法施工,是單拱磚砌結構。1863年1月10日,世界上第一條長6.5km、采用蒸汽機車牽引的地鐵線路在倫敦建成通車。它是世界首條地下鐵路。1874年,英國在倫敦首次采用構法施工,于1890年12月18日修建成了一條5.2km的地鐵線路,并首次采用電力機車牽引。1876年,中國第一條營業鐵路-上海吳淞鐵路開通運營。

作為城市軌道交通另一種形式的現代輕軌交通,則是在有軌電車的基礎上發展起來的。1879年,柏林工業展覽會上展出了第一輛以輸電線供電的電動車。1886年,美國亞拉巴馬州蒙哥馬利市開始出現有軌電車系統,而世界上第一個真正投入運行的有軌電車系統是弗克尼的里茲門德有軌電車系統。19世紀末,芝加哥(1892年)、布達佩斯(1896年)、格拉斯哥(1896年)、維也納(1898年)、巴黎(1900年)等5座城市修建了地鐵。1908年,上海市開通的有軌電車是中國最早建設的城市有軌公共交通,全長6.04公里。

20世紀20年代,美國的有軌電車線路總長達到25000km。20世紀30年代,歐洲各國、日本印度和中國的有軌電車有了較大的發展。20世紀上半葉,柏林、紐約、東京、莫斯科等12座城市修建了地鐵。第二次世界大戰以后,從1950-1974年,歐洲,尤其是亞洲和美洲,有30余座城市修建了地鐵。1975年至2000年,又有30余座城市相繼修建了地鐵,其中亞洲最多,從而構成了世界軌道交通的基本發展歷史。

隨著汽車的迅速發展,尤其是轎車的涌現,城市道路交通堵塞的狀況日益嚴重,于是各國城市開始拆除有軌電車,為汽車讓道。截至1970年,世界上僅有8個城市還保留著有軌電車。而20世紀后半葉,隨著流動人口及汽車的猛增,城市道路的相對有限性與汽車發展的相對無限性之間產生了矛盾,世界各國紛紛探索和思考如何走出這一困境。

20世紀60年代初,西方一些人口密集的大城市在考慮修建地下鐵道的同時,又重新把注意力轉移到有軌交通上。歐洲一些發達國家著手在舊式有軌電車的基礎上,利用現代化技術改造和發展有軌電車系統,開發出噪聲低、速度高、走行部件轉彎靈活、乘客上下方便,甚至可以照顧到老人和殘疾人的低地板有軌電車。1978年3月,國際公共交通聯合會(UITP)在比利時首都布魯塞爾召開會議,將該有軌電車交通統一命名為輕型軌道交通,簡稱輕軌交通。

20世紀80年代,國際上一些大城市相繼建成現代化輕軌交通系統。例如,美國的薩克拉門托于1987年3月建成一條穿越市中心的輕軌線路,全長29.4km,共設立27座車站,行車間隔1.5min,自建成到1987年9月,運送乘客達百萬人次。20世紀八九十年代,由于環境保護和能源結構問題的顯現,在經濟可持續發展戰略方針的指導下,全世界掀起了輕軌交通系統的建設高潮。1994年4月,人們在新加坡召開的國際市長會議上提出要把城市軌道交通作為現代化城市的重要交通工具之一。

截至2014年12月,中國北京、天津市、上海市廣州市、大連市、長春市、武漢、深圳市、重慶市、南京等22個城市開始或已經初步建成了城市軌道交通系統,有約95條線路在運營,總里程達2933.26公里。截至2020年底,全球77個國家和地區的538個城市已成功實施城市軌道交通系統,運營里程達33346.37公里,車站數量超過34220個。

2024年年末,城市軌道交通運營線路326條、增加18條,擁有城市軌道交通配屬車輛7.23萬輛,增加0.56萬輛,運營里程10923.8公里、增加765.2公里,城市軌道交通客運量322.09億人次、增長9.6%。

2025年8月,中國31個?。ㄗ灾螀^、直轄市)和新疆生產建設兵團共有54個城市開通運營城市軌道交通線路331條,運營里程11210.7公里,實際開行列車372萬列次,完成客運量28.8億人次,進站量17.1億人次。

分類準則

服務層次

按服務層次分類,城市軌道交通可分為城區軌道交通和市域或都市圈軌道交通。

運輸能力

按運輸能力分類,城市軌道交通可分為大運能系統、中運能系統和低運能系統。

行走方式

按走行方式分類,城市軌道交通可分為鋼輪鋼軌系統、膠輪導軌系統和磁浮系統。鋼輪鋼軌系統為通過鋼制車輪踏面與鋼軌軌面相互作用實現車輛與軌道的接觸支承和導向的城市軌道交通。膠輪導軌系統為通過膠輪與軌道梁面或道路路面接觸支承和導向輪導向的城市軌道交通。磁浮系統為通過磁力實現車輛與軌道的非接觸支承、導向和驅動的城市軌道交通。

中國分類及屬性

城市軌道交通分類屬性及技術特征應符合下表規定。

國際分類

日本在鐵道事業法實施規則中將鐵道種類分為普通鐵道(在兩條鋼軌上行駛的車輛包括新干線、輕便鐵道)、懸掛式鐵道(懸掛式單軌)、跨座式鐵道(跨座式單軌)、案內軌條式鐵道(導軌巴士、自動導軌車輛)、無軌條鐵道(無軌電車)、鋼索鐵道(纜車)浮上式鐵道(磁浮列車)和其他共8類。

法國的軌道交通制式主要分為:TGV、Inter City-Corail、RER/TER、Metro(包括VAL系統、膠輪系統)和Tramway(包括Guided Trolley)。

交通系統

地鐵系統

地鐵是一種大運量的軌道運輸系統,采用鋼輪鋼軌體系,標準軌距為1435mm,主要在大城市地下空間修筑的隧道中運行,當條件允許時,也可穿出地面,在地上或高架橋上運行。按照選用車型的不同,又可分為常規地鐵和小斷面地鐵,根據線路客運規模的不同,又可分為高運量地鐵和大運量地鐵。城市鐵道簡稱地鐵(Metro 或 Undergroundrailway 或 Subway 或 Tube),是城市快速 軌道交通的先驅。地鐵是由電力牽引、輪軌導向、軸重相對較重、具有一定規模運 量、按運行圖行車、車輛編組運行在地下隧道內,或根據城市的具體條件,運行在地 面或高架線路上的快速軌道交通系統。地鐵的運能,單向在 3 萬人次 / 小時,最高可達 6~8 萬人次 / 小時。設計時速 120km,最高行車速度不應小于 80km/h,由 4~8 輛編 組。地鐵的起、制動距離和時間都很短,車輛運行最小間隔可低于 1.5 分鐘,說明其效 率很高。驅動方式有直流電機、交流電機、直線電機等。地鐵造價昂貴,每千米投資 在 3~6 億元人民幣。地鐵有建設成本高,建設周期長的弊端,但同時又具有運量大、 安全、準時、節省能源、不污染環境、節省城市用地的優點。地鐵適用于出行距離較 長、客運量需求大的城市中心區域。一般認為,人口超過百萬的大城市就應該考慮修 建地鐵。

輕軌系統

輕軌系統是一種中運量的軌道運輸系統,采用鋼輪鋼軌體系,標準軌距為1435mm,主要在城市地面或高架橋上運行,線路采用地面專用軌道或高架軌道,遇繁華街區,也可進人地下或與地鐵接軌。輕軌(Light Rail Transit,簡稱 LRT)是在有軌電車的基礎上改造發展起來的城市軌 道交通系統。輕軌是個比較廣泛的概念,公共交通國際聯會(UITP)關于輕軌運營系統 的解釋文件中提到:輕軌是一種使用電力牽引、介于標準有軌電車和快運交通系統(包 括地鐵和城市鐵路)之間,用于城市旅客運輸的軌道交通系統。 現在人們一般以客運量或車輛軸重的大小來區分地鐵和輕軌。輕軌是指運量或車 輛軸重稍小于地鐵的快速軌道交通。在我國《城市軌道交通工程項目建設標準》(試行 本)中,把每小時單向客流量為 0.6~3 萬人次的軌道交通定義為輕軌。 輕軌建設方面一般采用地面和高架相結合的方法,路線可以從市區通往近郊。列 車編組采用 2~6 輛,鉸接式車體。由于輕軌采用了線路隔離、自動化信號、調度指揮系統和高新技術車輛等措施,最高速度可達 60km/h,從而克服了有軌電車運能低、噪 聲大等問題。 由于輕軌具有投資少(每千米造價在 0.6~1.8 億元人民幣)、建設周期短、運能高、 靈活等優點,因此發展很快??v觀各國情況,大致有以下三種發展模式:一是改造舊 式有軌電車為現代化的輕軌。二是利用廢棄鐵路線路改建成輕軌路線。我國上海軌道 交通 5 號線、武漢軌道交通 1 號線一期工程屬于這種方式。三是建設輕軌新線路的方 式。對有些城市而言,修建輕軌比修建地鐵更經濟實惠,因此,諸如馬尼拉、鹿特丹、 中國香港等城市都相繼新修了輕軌線路。

單軌系統

單軌系統是一種車輛與特制軌道梁組合成一體運行的中運量軌道運輸系統,軌道梁不僅是車輛的承重結構,同時是車輛運行的導向軌道。單軌系統的類型主要有兩種,一種是車輛跨騎在單片梁上運行的方式,稱之為跨座式單軌系統GJ,另一種是車輛懸掛在單根梁上運行的方式,稱之為懸掛式單軌系統 GJ。單軌系統適用于單向高峰小時最大斷面客流量1.0~3.0萬人次的交通走廊。因其占地面積很少,與其他交通方式完全隔離,運行安全可靠,建設適應性較強。單軌系統是一種車輛與特制軌道梁組合成一體運行的中運量軌道運輸系統,軌道 梁不僅是車輛的承重結構,同時是車輛運行的導向軌道。單軌系統的類型主要有兩種, 一種是車輛跨騎在單片梁上運行的方式,稱之為跨座式單軌系統,另一種是車輛懸掛 在單根梁上運行的方式,稱之為懸掛式單軌系統。 單軌系統適用于單向高峰小時最大斷面客流量 1~3 萬人次的交通走廊。因其占地 面積很少,與其他交通方式完全隔離,運行安全可靠,建設適應性較強。主要適用范 圍如下: (1)城市道路高差較大,道路半徑小,線路地形條件較差的地區; (2)舊城改造已基本完成,而該地區的城市道路又比較窄; (3)大量客流集散點的接駁線路; (4)市郊居民區與市區之間的聯絡線; (5)旅游區域內景點之間的聯絡線,旅游觀光線路等。 線路的站間距離視城市具體情況而定,通常站間距離為 0.6~1.5km。車站布置, 要與周圍地形和環境密切配合,形式靈活多樣,站臺應考慮設置自動屏蔽門或安全門, 高架車站應設自動扶梯和垂直升降電梯。單軌系統的列車,通常為 4~6 輛編組,相應列車長度在 60~85m 之間,線路半徑 不小于 50m、線路坡度不大于 60‰、站臺最大長度不應大于 100m;最高運行速度不應 小于 80km/h,平均運行速度一般為 20~35km/h。

有軌電車系統

單車或鉸鏈式有軌電車是一種低運量的城市軌道交通,電車軌道主要鋪設在城市道路路面上,車輛與其他地面交通混合運行,根據街道條件,又可分為混合車道、半封閉專用車道和全封閉專用車道。有軌電車(Tram 或 Streetcar)是使用電車牽引、輕軌導向、1~3 輛編組運行在城市 路面線路上的低運量軌道交通系統。有軌電車是最早發展的城市軌道交通之一,一般設 在城市中心穿街走巷運行,具有上下車方便的特點。 舊式的有軌電車單向運輸能力在 1 萬人次 / 小時以下,通常采用地面路線,與其他 車輛混合運行,運行速度一般在 10~20km/h 之間。舊式有軌電車由于運能低、擠占道 路、噪聲等問題,在 20 世紀五六十年代世界上各大城市紛紛拆除有軌電車線路,改建 運量大的地鐵或輕軌。我國的有軌電車在 20 世紀 50 年代末已拆得所剩無幾,僅大連市、 長春市兩城市保留。大連還對有軌電車進行了改造,使其成為城市的一張名片。 舊式的有軌電車已停止了發展,基本上完成了它的歷史使命。經改造后的現代有軌 電車的性能與城市輕軌交通已很接近,只是車輛尺寸稍小一些,運營速度接近 20km/h, 單向運能可達 2 萬人次 / 小時。

自動導向軌道系統

自動導向軌道系統,是一種車輛采用橡膠輪胎在專用軌道上運行的中運量旅客運輸系統,其列車沿著特制的導向裝置行駛,車輛運行和車站管理采用計算機控制,可實現全自動化和無人駕駛技術,通常在繁華市區線路可采用地下隧道,市區邊緣或郊外官采用高架結構。自動導向軌道系統適用于城市機場專用線或城市中客流相對集中的點對點運營線路,必要時,中間可設少量停靠站。

磁浮系統

磁浮是一種運用“同性相斥、異性相吸”的電磁原理、依靠電磁力使車廂懸浮并行走的軌道運輸方式。磁浮交通分為常導和超導兩種類型常導式磁浮線路能使車輛浮起10毫米~15毫米的高度,運行速度較低,用感應線性電機來驅動。超導式磁浮線路能使車輛浮起100毫米以上,速度較高,用同步線性電機來驅動,技術難度較大。磁浮系統在常溫條件下,利用電導磁力懸浮技術使列車上浮,因此,車廂不需要車輪、車軸、齒輪傳動機構和架空輸電線網,列車運行方式為懸浮狀態,采用直線電機驅動行駛,現行標準軌距為2800mm,主要在高架橋上運行,特殊地段也可在地面或地下隧道中運行。磁浮列車適用于城市人口超過200萬的特大城市,是重大客流集散區城或城市群市際之間較理想的直達客運交通,也是中運量軌道運輸系統的一種先進技術客運方式,對客運能力1.5~3.0萬人次/h的中、遠程交通走廊較為適用。

市域快軌系統

市域快速軌道交通系統是一種大運量的軌道運輸系統,客運量可達20~45萬人次/日(一般不采用高峰小時客流量的概念)。是依據“一張網、多模式、廣覆蓋、高集約”的規劃理念,由市域線、市區線、局域線三個層次構成的軌道交通網絡重要組成部分。市域快速軌道交通系統適用于城市區域內重大經濟區之間中長距離的客運系統。市域快速軌道列車主要在地面或高架橋上運行,必要時也可采用隧道。當采用鋼輪鋼軌體系時,標準軌距亦為1435mm,由于線路較長,站間距相應較大,必要時可不設中間車站,因而可選用最高運行速度在120km/h以上的快速專用車輛(市域A型車、市域B型車、市域D型車),也可選用中低速磁懸浮列車進行技術經濟比較。

城市鐵路

凡是為城市交通服務的所有形式的軌道交通都可看作城市鐵路。這里特指作為干線鐵路中的鐵路樞紐,利用現有的運輸資源,能在市區內開行的公交化(站距短、停站多、密度大)的旅客列車線路。

市域鐵路

利用干線鐵路或修建專用線路,開行于城市中心區到衛星城、衛星城到衛星城間(站距較大、停車次數較少、行車密度不太大)的旅客列車,叫做市郊鐵路。它主要用于通勤、通學旅游、趕集等加強城郊聯系的社會、經濟活動。

機場聯絡鐵路

最早出現的機場聯絡鐵路是從英國倫敦的倫敦蓋特威克機場到市區維多利亞站之間的鐵路,1958年開始營業。英國倫敦帕丁頓希思羅機場也修建了快速鐵路。從機場到市區的里程一般不超過 30千米。它的修建不僅方便了旅客及接送人員,也方便了民航職工。中國北京東直門至北京首都國際機場之間建設的快速軌道交通工程將采用直線電機車輛制式,起點為東直門,終點分別至首都機場2號和3號航站樓,全長27.3千米,全線共設4座車站和1座車輛基地,車輛最高運行速度每小時100千米,從東直門至機場3號航站樓,只需16分鐘。

技術制式

城市軌道交通的制式主要包括車輛制式、最高運行速度、列車編組與運輸能力、供電制式等。

車輛制式

車輛制式主要有:普通輪軌車輛、膠輪導向車輛、單軌車輛、磁浮車輛、自動導軌車輛、直線電機車輛、索軌交通。

列車編組

城市軌道交通車輛都可以采用編組運行的方式,不同的軌道交通系統編組輛數不同一般為3~8輛編組,最高編組可達10輛(非城際軌道交通),而有軌電車通常采用單車運行或最多2輛編組。按不同設計年限可以采用不同的編組形式,車輛編組形式通常有全動車編組、動拖車混合編組和單元車組3種方式。

最高運行速度

最高運行速度現狀:線路長度、線路條件、站間距以及乘客旅行時間需求是選擇車輛最高運行速度的主要依據。

車輛制式選擇原則

(1)車輛的選擇應以滿足客運量為前提,并以設計遠期單向高峰小時最大斷面客流為依據;

(2)車輛的選擇應該滿足該線所處的自然環境和線路條件;

(3)技術先進成熟也能實質性地影響國家對軌道交通電機設備國產化率的量化要求方便運營管理和設備的維護保養,同時綜合考慮國家的技術水平和當地城市的實力;

(4)有益于降低工程投資,經濟實用性強;

(5)具有技術的兼容性,有利于將來城市軌道交通網絡的形成,有利于資源共享(6)對城市環境的負面影響小,噪聲、振動小。

優勢

世界上大城市通常都建有發達的軌道交通,尤其是地鐵被認為是現代化大城市解決交通問題的根本性手段。城市軌道交通相較其他公共交通有如下優勢:

(1)運輸能力:城市軌道交通由于高密度運轉,列車行車時間間隔短,行車速度快列車編組輛數多而具有較大的運輸能力;

(2)安全性:地鐵和輕軌或深埋地下,或高架空中,即便行駛于地面也是全封閉的每條軌道交通線路都采用雙線獨立運營,與地面交通之間完全是立交關系,因此其運營十分安全,比道路交通的安全性高,而且可全天候運行;

(3)正點率:正因為采取獨立運營和立交方式,最大限度地避免了交通事故和交通陽塞,因此能確保行車的正點率在98%以上;

(4)舒適性:無論是在地鐵車站,還是在車廂里,都比地面公共交通舒適;

(5)節能性:城市軌道交通車輛都采用電動車組,以電為牽引動力;而通常的城市地面車輛除電車外都是以柴油或汽油為能源;

(6)環保性:城市軌道交通采用電氣牽引,不產生廢氣污染。城市軌道交通的發展,還能減少公共汽車的數量,進一步減少了汽車的廢氣污染。

相關政策

2016年3月28日,國家發展改革委、交通運輸部聯合印發《交通基礎設施重大工程建設三年行動計劃》(簡稱《行動計劃》)。《行動計劃》指出,在2016年至2018年的三年間,將重點推進鐵路、公路、水路、機場、城市軌道交通項目303項,涉及項目總投資約4.7萬億元,以完善快速交通網、基礎交通網、城際城市交通網為重點,推動形成國內國際通道聯通、區域城鄉覆蓋廣泛、樞紐節點功能完善、一體銜接便捷高效的綜合交通網絡,更好發揮組合優勢和網絡效益。其中,鐵路和城市軌道交通項目是建設“重頭戲”,重點推進103個城市軌道交通前期工作,新建城市軌道交通2000公里以上,涉及投資約1.6萬億元。

2019年9月24日,在《交通強國建設綱要》新聞發布會上,國家鐵路局表示,到2050年,將最終形成運輸保障能力強大、戰略支撐有力、運輸服務高效、資源環境友好的功能完善、服務一流、綠色環保的現代化鐵路網。在基礎設施布局方面,推進干線鐵路、京雄城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道交通融合發展,構建高質量發展的鐵路網絡和綜合交通樞紐建設。

參考資料 >

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標準號:GB/T 44413-2024.國家標準全文公開系統.2025-11-03

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交通運輸部:8月城市軌道交通客運量環比減少0.4億人次,降低1.4%.界面新聞.2025-11-03

《2024年交通運輸行業發展統計公報》發布.百家號.2025-11-03

城市軌道交通法律法規導論.北京出版社大中專教材中心.2025-11-04

專業揭秘|城市軌道交通運營管理專業.微信公眾平臺.2025-11-04

城市軌道交通建設門檻或下調 城區人口要求降一半.新華網.2025-11-03

國家鐵路局:2050年實現3萬噸級重載列車、時速250公里級輪軌高速貨運列車突破.央視網.2025-11-03

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