交通运输工程学教学课件

交通运输工程学2010.10第四篇铁路运输系统（第一章－第三章）叶霞飞主要内容第一章铁路运输概述第二章铁路固定运输设备第三章铁路运输移动设备第一章铁路运输概述铁路运输技术经济特征当前世界铁路发展方向当前我国铁路的发展趋势第二章铁路固定运输设备铁路线路与轨道铁路车站与枢纽铁路信号与通信第三章铁路运输移动设备普通铁路机车及车辆高速列车磁浮列车第一章铁路运输概述铁路运输技术经济特征当前世界铁路发展方向当前我国铁路的发展趋势第一节铁路运输技术经济特征铁路运输特点定义由专用的列车依次沿固定的导轨（轨道）行进，交通运输对象（客、货）需在固定的站场进出线路系统铁路运输特点固定导轨固定的站场列车不灵活大容量、有序第一节铁路运输技术经济特征铁路运输优点：第一节铁路运输技术经济特征铁路运输优点：运量大：多辆编组，客车10-20节，货车50-100节，5000t-10000t，大秦线2亿吨/年速度快：速度80，120，160，200，300，350km／h可靠、安全：列车很少出故障，伤亡率较低全天候：较少受气候等环境影响，全天候准时节能环保：行车阻力小，能源消耗较低，运输成本低第一节铁路运输技术经济特征缺点：不灵活/自由度差：不能离开导轨，其普遍性(Accessibility)受到限制,不能体现个人特殊需要标准高/造价高：线路半径不能太小，纵坡度不能太大，建设成本较高；高速列车造价高维修成本高：线、站和控制管理的维护费用较高，且固定成本比例很高，小运量时亏本运营服务水平较差：在我国，铁路比公路、民航的服务水平低，一定程度上削弱了铁路的吸引力铁路运输的适应性轨道交通运输的这些性能，使之适宜于：货运：长距离（途中少装卸）、大运量，即大宗物资，如煤炭、石油、原材料、粮食等客运：城市间:大运量中长途（普速50-500km，高速100-1500km）城市郊区：短途通勤客运（10-80km)我国铁路、公路的平均运距中、长途客运；长途大宗货运年份铁路公路客运货运客运货运1950135395551119601094124519197013952539241980151526333419902757254556199534578653532000431781495920055247705565我国铁路、公路的分担率年份旅客运输量（％）旅客周转量（％）铁路公路铁路公路195077.011.388.55.3196057.930.576.316.5197040.347.569.723.3198027.065.260.632.0199012.483.946.446.619958.888.839.451.120007.191.136.954.320056.391.934.753.2第二节当前世界铁路发展方向1、国有铁路公司化国有企业的弊端：产权关系不明，政企不分，对市场反应慢，缺乏动力和活力。公司化运作的形式：（1）路网及设备由一家公司统一管理，根据义务性质划分为若干子公司。德国DB、意大利铁路。（2）基础设施和运营管理分开。网运分离，瑞典。第二节当前世界铁路发展方向2、国有铁路民营化（1）采取民营化经营方式，形式有：全部路网及设施民营化，按地区或业务性质分割，成立各股份公司，公开发行股票。EJR，WJR。局部路网或设施民营化。铁路养护维修、车站的餐饮服务、车辆厂等转给民间企业。（2）国有铁路私有化，形式有：铁路产权全部卖给民间财团，如新西兰铁路；转让部分产权，如阿根廷铁路两种方式均涉及政府由经营者向监督者的职能转变。第二节当前世界铁路发展方向3、多种经营运输：客货运业务细分，旅游列车、快速货运，多式联运－铁路与公路、铁路与公交；车站的多种经营，餐饮业、仓储业；铁路沿线的开发：站点周围的房地产。瑞典铁路部门设不动产部，专门负责铁路车站等不动产的管理和开发。第二节当前世界铁路发展方向4、铁路客运重新受到重视铁路在19世纪末～20世纪初在发达国家快速发展。二战后，欧美等国小汽车和高速公路的发展使得铁路的运输地位大大下降。美国拆除了近20万公里铁路，客运主要靠汽车和民航。汽车的废气污染、能源消耗大使一些发达国家和发展中国家的交通发展政策偏向发展铁路。第二节当前世界铁路发展方向5、旅客列车提速许多国家的铁路都在致力于列车提速：1987年有15个国家的特快、直快列车达到或超过120km/h;欧洲大陆普通铁路客车普遍达到160km/h，德、法、英个别线路可达200～225km/h；日本窄轨铁路客车普遍达130km/h，计划向200km/h发展。我国广深线在1994年12月通车，后来主要干线5次提速。广深线用摆式列车可达200km/h。第二节当前世界铁路发展方向6、发展高速铁路成为世界潮流1964年，日本率先建成210km/h的东海道高速新干线；法、德、英、意、俄、瑞典、西班牙等也相继建成超过200km/h的高速铁路；目前高速铁路总里程超过10000km；高速铁路最高速度提高到300km/h，向350km/h进军。第二节当前世界铁路发展方向7、重载货运铁路重载始于20世纪20年度的美国。一般单列质量超过5000t的称为重载列车8、新型大功率机车：增加轮轴牵引力、制动系统、车钩强度、减轻自重、提高轴重9、先进的信息控制技术和指挥系统：运营管理自动化、货物装卸机械化、行车调度指挥系统、ATC(ATO,ATP,ATS)第三节我国铁路的现状及发展趋势我国铁路发展现状及问题我国铁路发展趋势年份营业里程(km)合计复线电气化内燃化1980499408119(16.3%)1667(3.3%)7401(14.8%)19905337813024(24.4%)6941(13.0%)16097(30.2%)19955461616909(31.0%)9703(17.8%)24749(45.3%)20005865621408(36.5%)14864(25.3%)39440(67.3%)20056220025566(41.1%)20151(32.4%)42049(67.6%)我国铁路发展状况2009年8.5万km20世纪发展客货共线的铁路我国铁路发展的成就综合交通的骨干：目前，铁路/公路（其中高速公路）8.5/230（5.5）万km，客运周转量比例为34.7%/53.2%，货运周转量比例为25.8%/10.8%运输效率高：与公路比，里程1/27，但运输周转量差异不大，单位吨（人）公里的土地、能源等消耗具有数倍的优势大面积提速、双层客车、高速列车、重载运输、青藏铁路、电气化等，有数不清的重大成就。是否有问题呢？我国铁路存在的问题垄断：建设方单一，投资来源单一，总体上供不应求，大部分运能用于保障国家大宗物资及长途客运的要求管理体制较落后：垄断行业，服务水平下降、效率不高、效益降低，人才吸聚能力减弱与地方各级政府的协调互动机制弱：铁路在地方政府与市民心目中的形象较差，没有充分发挥其短途客运、为地方经济服务的功能，等等客运能力非常紧张。北京西站2009.1.19春运客流为22.2万人，最高日为28万人/日北京站我国铁路客运的平均运距铁路客运平均运距逐年增大，越来越大的短途客运市场由公路占有，其中相当一部分是“被迫”的转移，且带来环保、能源、交通安全等社会问题铁路客运平均乘距010020030040050060019401950196019701980199020002010年份平均乘距我国铁路的发展趋势货运：重载化、电气化；我国京沪宁线、京广线、京哈线等超过5000t；大秦线超过10000t及20000t组合列车客运：高速化、客运（专线）化我国秦沈客运专线250km/h（2003年7月通车）武广高速铁路350km/h（2009年12月26日通车）第三节当前我国铁路发展趋势2004年通过了《中长期铁路网规划》，计划到2020年建成：--客运专线1万km,“四纵四横”客运专线骨架--城际铁路网约2000km（环渤海圈、长三角、珠三角）全国干线铁路：2010年9万km，2020年10万公里，2050年12万公里“十一五”铁路建设目标“十一五”期间建设铁路新线目标将达到19800公里，其中客运专线9800（高速5457）公里。投资12500亿元，其中近10000亿元用于客运专线建设。高速客运专线基础工程按时速350公里设计（运营速度300km/h），普通客运专线（含城际铁路）按200～250公里/h以上的速度设计。环渤海湾铁路网京津城际2008.8.1开通,开行列车47对/日2008.8.14日开行列车57对/日，日上下车客流高达6.6万人次2009.1.23开行列车74对/日,最短间隔5min北京南站长三角洲区域城际轨道交通网长三角轨道交通网总里程6700公里，其中：客运专线-830公里；城际客运铁路1800公里；普通铁路-2170公里；其它是各城市的轻轨、地铁等基本形成以南京、上海、杭州为中心的1-2小时交通圈。珠三角城际轨道体系主要城市间1小时互通珠三角拟建2000公里城铁连接所有县以上城市研讨：铁路在我国大都市市郊客运中的发展我国铁路客运的平均运距铁路客运平均乘距010020030040050060019401950196019701980199020002010年份平均乘距我国交通界曾有一种观点：铁路仅可作为中长途运输，弱化或取消短途客运（包括市郊列车）在大城市市郊，铁路具有广阔的发展前景铁路客运除了电气化、客运化、高速化之外，还要城市化：（1）大力发展大城市的市郊铁路；（2）大力改善铁路车站与城市各种交通方式的衔接。理由：钢轮钢轨间摩擦力远小于橡胶轮胎与道路路面间的滚动摩擦力；城市人口的大量增长；市郊铁路造价远低于地铁与轻轨系统；可持续发展的要求：环保、节能、节地胶轮钢轨间滚动摩擦阻力是钢轮钢轨的5～10倍在规模化条件下，铁路比道路交通节能中国大城市数量多1952年58个，100万人以上的城市9个1979年193个，100万人以上13个，50-100万人27个2000年663个，100万人以上40个，50-100万人53个，20-50万人218个，20万人以下小城市352个2007年655个，100万以上119个（其中200万以上36个）预计到2010年，100万人以上125个左右，其中200万以上特大城市50个左右2007年我国城市人口约为6亿人，如果在2050年要达到70－75％，我国城市人口将在2007年基础上增加5亿人以合肥为例，今天的近郊就是未来的城区，市郊铁路将成为未来城市交通的骨干time1980年1995年2005年2020年中心城（市区）建成区人口（10thousands)68125224360（525）建成区面积(km2)60112225360（596）合肥2007年城镇化水平47%，规划2020年70%-74%，人口与面积加速增长东京田园都市线市郊20-35km1960年代初一体化建设东京市郊铁路尽早发展市郊铁路，有许多效益：节省建设成本节省运营成本引导城市发展10-20年20-30年城市发展轴高建设成本：地下5~8亿元/km（拆迁、地下建筑、环控、防灾设备等费用高）高运营成本：通风、空凋、排水、防灾、照明等费用高接驳交通矛盾突出常规的交通升级模式柏林S-Bahn（城铁）与U-Bahn（地铁）比较城市铁路最大速度Vmax80-120km/h平均旅速VL40-50km/h平均站距1-2km路权专用运能：3-5万人/h供电电压1500或25000V城市铁路与地铁在市郊的客运功能基本相同地铁80km/h35-40km/h0.7~1km专用3-5万人/h750或1500V铁路人均乘次的比较我国目前铁路客运量14亿人次/年,平均1.1乘次/人年德国：铁路年运量17亿人次/年，平均21乘次/人年日本：JR+私铁：160亿人次，平均128乘次/人年联邦铁路网德国路网密度1113km/万km25.6km/万人中国路网密度80km/万km20.6km/万