日本当代新型城市轨道交通系统简析.docx

日本当代新型城市轨道交通系统简析摘要：介绍了日本当代新型城市轨道交通系统的特点及其适用范围，并对尚未应用的HSST磁悬浮系统的实用性问题进行了简单分析。关键词：城市轨道交通；地铁；轻轨；单轨电车；直线电机电动车组；自动导轨电动车组根据笔者曾在日本研修轨道交通问题和近年来多次赴日考察的体会，主要介绍日本新型城市轨道交通系统的特点及其应用现状，并就HSST常导磁悬浮系统在日本的发展前景及其实用性问题进行简析。1新型城市轨道交通系统的主要特点日本城市轨道交通系统历史悠久，以东京地铁为例，早在1953年就出现了以营团地铁丸之内线用300型电动车组为代表的现代城轨系统的雏型，至今已有50年以上的发展历史。近年来随着城市人口的集中化，旧有的路面电车和地下铁道系统已不能满足需要。因此，既有设备不断更新，并出现了各种新型的城市轨道交通系统。目前已在各大中城市正式投入运用的新系统可分类为单轨电车、自动导轨电动车组(AGT)、轻轨(LRT)和直线电机电动车组。此外，还有计划即将投入实际运用的HSST系统。作为具有大量输送能力的地面轨道系统，与既有的路面电车、地下铁道系统相比，可列举以下主要特征。在技术上的先进性日本的各种新型城市轨道交通系统均为20世纪80年代以后的产品，在设计中采用大量新结构和新技术，其车体结构类似高速车辆，均为不锈钢或空心型材的铝合金材料，轴重一般在10t以下，并具有良好的空气力学和动力学性能。在控制系统方面多采用带有再生电力制动的VVVF逆变器控制，具有节能优点。驱动系统均由动力分散的动车组成，有较强的起停能力。制动控制也多采用电子指令的复合制动方式。此外，还大量应用了列车自动控制(ATC)、车载列车信息技术、无维修化等新技术。对城市交通的适应性根据客流量大、区间距离短、停站多等城市交通的特点，新型城轨系统作为交通网络的重要组成部分，首先应该能满足通勤、通学等短途旅客运输的需要。因此，在日本基本上采用1067mm或1435mm轨距，以便和既有的JR铁路、民营铁路相连接。除单轨电车外，多数可实现无需换乘的直通运行，并多采用和地铁相一致的直流供电方式。在列车运行性能方面不要求速度太高，大部分最高速度为80km/h左右，但要求有较高的起动加速度和制动减速度，以缩短频繁停车的起停附加时分，有利于提高旅行速度。在定员方面，一般除座席外，留有较多的站席空间，从而增加了列车的定员。此外，由于各种城市轨道交通系统有不同的结构特点，其车辆规格和性能也有所不同(表1)。因此，从东京、大阪、名古屋等100万以上人口的大都市到鹿儿岛、富山等中小城市采用了不同型式的新型城市轨道交通系统。2新型城市轨道交通系统的应用分析轻轨交通系统(LRT)日本采用LRT的城市有东京、札幌、名古屋、大阪、广岛、熊本、鹿儿岛、富山、函馆等9个城市，线路合计近200km，分为1067、1372和1435mm3种轨距，均采用DC600V供电。LRT主要特点是使用轻量化和高性能的车辆(LRV)在专设的地下或高架轻型轨道上行驶，并且可以和其他交通系统进行平面或立体交叉。通常在市中心的某些区段上行驶时速度较低，例如札幌8500型电车的最高速度为40km/h；当进入郊区时，再与郊区的专用轨道相连接，可以较高的速度行驶，最高速度为70km/h。由于这种城轨系统的列车编组辆数不多，定员也较少，因此，主要适用于中等规模运量的中小城市和大城市的非繁忙区段，例如富山8000型应用的城市人口在40万人以下，该系统的特点是车辆和轨道轻型化，可降低建设成本，实际上是一种具有新颖设计的现代化路面电车。随着客运量的增加，列车编组数增加，以满足发展需要。高架铁路和新型地铁采用重型轨道的高架铁路和地铁通常容许较高的运行速度和长编组列车，其运输能力高于其他城市交通系统，并具有较长的旅程，因此适用于大、中城市，在日本，如东京、大阪、名古屋、京都、神户等拥有地铁交通系统的城市人口均在100万人以上。例如东京的都营6300型地铁列车为3M3T编组，最高运营速度达到120km/h。但在选择该种方式时需要考虑投资和环境保护的问题，因为地铁的建设成本高昂，城市中心地区的高架铁路可能影响景观并受到环境噪声的限制，而且在城市内小曲线半径和大坡道较多，限制了速度，因此，一般在市区的运行速度不超过80km/h，在市郊才提高为120km/h左右。在新型地铁系统中值得注意的是北海道札幌市地铁的新型动车组。该系统的特点是使用橡胶车轮取代钢制车轮的转向架，列车行驶在具有两侧导轨的混凝土轨道上。始于1998年生产的地铁南北线用5000型动车组，具有减轻噪声和便于维修的特点。最近，在此基础上又开发了用于地铁东西线的8000型电动车组，该动车组为3M4T编组，全列车定员910人(其中座席340人)；采用DC1500V的第3轨供电方式；轨距为