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轨道交通论文范文 轨道交通类研究生毕业论文范文8000字

《保山市快速轨道交通车辆选型》

本文是轨道交通类毕业论文怎么写跟保山市和快速和轨道和交通和车辆和选型方面研究生毕业论文范文.

摘要:以云南省加快桥头堡战略建设,将“保山市建成中国走向南亚的第一市”为背景,保山市轨道交通的建设应先行.根据保山市线网规划、线路条件及客流预测等相关资料,本文对适合保山市轨道交通的中低运量车型进行了分析比较.再根据保山市的人文地理,环境条件,线路条件等综合分析完成本工程的车辆选型研究.

关键词:保山市;轨道交通;中低运量;车辆选型

Abstract: In order to speed up the strategic construction of the bridgehead in Yunnan Province, and to set up Boashan City as the first city in China to connect with South Asia, the construction of Baoshan Rail Transit should take the lead.According to the line and network planning, line conditions, passenger flow forecast and other relevant information of the Baoshan City,this paper analyzes and compares the medium and low volume models suitable for Baoshan Rail Transit. Thenthe vehicle selection research is completed based on the comprehensive analysis of Baoshan's human geography, environmental conditions and line conditions.

Key words: Baoshan City;Rail transit;Medium and low traffic volume;Vehicle type selection

1 引言

根据《城市轨道交通建设标准》(建标104-2008),有轨电车属于中运量交通系统,列车总长度不超过60m,适用于单向运能在1~2万人次/h之间的城市轨道交通系统.随着《国务院关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》(国办发[2018]52号)文的发布,在地铁、轻轨审批门槛大幅提高的前提下,有轨电车、胶轮式捷运系统(APM)和快速公交系统(BRT)等将在我国广大三、四线城市作为主干线路迎来重大发展机遇.

保山是中国面向南亚、东南亚的门户枢纽;是滇西城市群核心城市;是生态优美、宜居宜业、休闲宜游的历史文化名城.以云南省加快桥头堡战略建设,将“保山建成中国走向南亚的第一市”为背景.保山城市交通的发展进入了一个新时期,面临着新的挑战与机遇.因此保山市轨道交通建设必要性有以下几点:

(1)打造保山南北向客流集散通道,疏解交通,缓解老城区交通拥堵的需要.

(2)以交通引导城市发展,拉开城市发展框架,支撑保山空间结构向“一带、两区、五组团”的转变.

(3)促进保山绿色交通体系建设、提升城市形象的需要.

(4)结合田园观光带的建设,打造保山旅游新名片,促进保山田园旅游开发和发展的需要.

以整个项目投资计算,车辆购置费约占项目总投资的10%左右,因此车辆选型是尤为关键的一步.不仅关系着规模、运量、建设成本等问题,同时适应于保山的车辆也是保山市一张崭新的名片.

2 车辆选型原则

(1)车辆应适应保山中心城市的人文地理及自然环境、适合示范线的线路条件状况,尽量与城市环境和景观相协调.

(2)车辆的内外表面应给人以时代感,车辆造型要独具风格.

(3)车辆的制造必须采用耐腐蚀、阻燃的材料,以实现防火、保证旅客安全的要求.车辆外表面应便于清洁.

(4)车辆结构和构造应具有较高的舒适性和安全性能.

(5)车辆的使用年限不小于30年,其技术性能应保证一定的先进性,做到安全可靠、经济实用、维护方便、乘坐舒适.

3 车辆系统制式分析

系统制式是影响工程规模和运送能力的重要因素.车辆的载客能力必须满足客流预测提出的客运量要求.

3.1 城市快速轨道交通建设规模按运量大小

(1) 高运量线路,即单向高峰小时的运量为4.5~7万人次,由于單向高峰小时运量过大,且编组辆数不宜再扩大,因此,一般采用A型车.

(2)大运量线路,即单向高峰小时的运量为2.5~5万人次,单向高峰小时运量比较大,一般采用B型车.

(3)中运量线路,即单向高峰小时的运量为1.5~3万人次,可采用C型车、直线电机车、单轨车.

(4)低运量线路,即单向高峰小时的运量为1.5万人次以下,可选用有轨电车、胶轮式便捷电车(APM)和快速公交系统(BRT).

3.2 运量要求

根据保山初步客流预测,本线路客流约0.6万人次.根据《城市轨道交通工程项目建设标准》(建标104—2008)关于各级线路相关技术特征的规定,本规划建议选用低运量的城市轨道交通系统.

3.3 本线特点

本工程功能定位为保山中心城市轨道交通首期工程,在系统选择时要考虑乘客的服务水平,尽量提高乘客的舒适度.

本工程处于保山市老城区与工业园区相连的主要干道上,在系统制式选择时要考虑对环境的影响最小,车辆的噪声和环保性能最佳且兼顾美观.

本工程大部分线路沿地面和高架敷设,有长约1km的连续爬坡段,与既有道路交通衔接采用主要路口立交的方式,需要选择能够满足与城市道路立交运营的车型,为了便于选线和减少拆改,需要选择曲线通过能力强、爬坡能力强的车辆.

3.4 比选范围选择

根据以上中低运量的公共交通系统、建设成本低和建设工期短的原则,本线适合在有轨电车系统、胶轮式捷运系统(APM)和快速公交系统(BRT)三种制式中选择.有轨电车系统、BRT系统以及胶轮式捷运系统的综合比较详见表1.

3.5 比选结论

有轨电车系统从客流适应性、环保、敷设方式、通过能力、安全舒适等各方面均可满足要求,既可照顾保山老城区和新开发工业园区之间的出行客流,还可兼顾沿线城市客流,同时地面环境影响较小,在技术适应性和经济性上具有优越性.有轨电车系统还可以作为保山市的的一张新名片,进一步提升城市形象,有利于改变市民出行方式,提高市民的生活质量,提升区域发展活力.相对于BRT系统和胶轮式捷运系统而言,有轨电车系统具有技术成熟先进,平稳性、可靠性和可维修性好,对节能环保、零排放,客运量较大、现代感强等优点,相比更具有优势.因此,推荐本项目采用有轨电车系统.

4 基本车型选择

4.1 有轨电车车辆简介

低地板有轨电车指地板面距轨面高度一般在350mm以下的城市轨道交通车辆.一般有70%和100%低地板两种.

低地板有轨电车系统自20世纪80年代以来在欧美取得了飞速发展.据不完全统计,世界上20多个国家的150多个城市已拥有超过6000辆低地板现代车辆.

低地板有轨电车的地板面与公交站台基本平齐,上下车十分方便,尤其是对老人、儿童以及残疾人等行动不便的群体;能够通过半径很小的曲线,能够适应于绝大多数城市路况,显著降低线路的改造难度及造价.

4.2 有轨电车现状分析比选

为了全面考虑,除了70%和100%低地板有轨电车外,引入高地板有轨电车一起进行比选,高地板有轨电车技术为在轻轨车辆技术基础上采用小轮径、铰接转向架、降低地板面等措施后形成的有轨电车,三种有轨电车各自特点比较见表2.

4.3 结论

着眼目前国外有轨电车的发展趋势,鉴于100%低地板有轨电车更符合有轨电车未来的发展方向,能为乘客提供更大的便利,车内地板面无高差可以确保乘客安全,所以本工程建议优先选用100%低地板有轨电车.

5 轨道制式的选择

从世界范围的应用来看,有轨电车主要分为两类,一类是单导向轨式胶轮有轨电车(以法国Translohr公司的单导向轨胶轮车辆为代表),一类是双走行轨式钢轮有轨电车.

5.1 单导向轨式胶轮有轨电车

单导向轨式胶轮有轨电车系统由类似道路的行车道和一条引导车辆运行的特殊导轨组成,车辆走行系统与汽车一样为橡胶轮胎,导向轮在导轨的限制下引导车辆运行,如下图所示.导向系统由导向轨、导向单元(V形导轮)等组成.导向轨采用特殊断面形状钢轨固定在混凝土道床内.导向单元由两个倾斜的导轮组成,与导轨成45°角接触.由于导轮的倾斜和导轮轮缘的特殊形状,能够保证车辆在行驶过程中不会脱轨.如图1所示.

法国劳尔公司的Translohr系列单导向轨胶轮有轨电车第l条线路于2006年在法国投入运营,目前已有法国克莱蒙费朗、圣德尼-撒塞雷,意大利帕多瓦、威尼斯-美斯特、拉蒂纳,我国天津、上海等数个城市投入或即将投入使用.

5.2 双走行轨式钢轮有轨电车

双走行轨式钢轮有轨电车采用独立旋转车轮转向架作为走行部分,导向靠走形钢轨导向,类似地铁.如图2所示.双走行轨式钢轮有轨电车在世界范围内广泛应用.

5.3 制式比选

目前,两种制式有轨电车均在国内外得到应用,两种制式的主要指标分析详见表3.

通过比较两种制式有轨电车,可知双走行轨式钢轮有轨电车车内空间、载客量比单导向轨式胶轮有轨电车大,双走行轨式钢轮有轨电车受转向架、钢轮钢轨摩擦性能限制,在爬坡、转弯、加速、减速方面的性能不如单导向轨式胶轮有轨电车,两种制式有轨电车车内、外噪声比较接近.

对于单导向轨式胶轮有轨电车,胶轮承担整个车辆的重量,中间导轨为车辆运行时提供导向,其对运行道路的路面厚度仅要求30cm.对于双走行轨式钢轮有轨电车需铺设两条重轨,其道床厚度一般为70cm~100cm.由于单导向轨式胶轮有轨电车对道路路面厚度要求較低,若利用城市道路改建有轨电车线路时,采用单导向轨式胶轮有轨电车对城市地下管线的影响相对较小.

但是在技术成熟度方面,双走行轨式钢轮有轨电车已经有100年的历史,市场上有众多的生产厂商,而单导向轨式胶轮有轨电车系统的导轨是法国劳尔公司的内部标准,受专利保护.目前国内能够提供车辆的厂家有限,没有经过市场的充分检验.双走行轨式钢轮有轨电车技术比较成熟.单列列车成本比单导向轨式胶轮有轨电车低.

从市场占有率上看,双走行轨式钢轮有轨电车的占有率更高,在国内外均有广泛的应用,国内目前在红河州、南京、苏州、武汉、淮安、长春、沈阳、大连、青岛等城市均已建成采用双走行轨式钢轮有轨电车运营的线路,而单导向轨式胶轮有轨电车仅在上海张江和天津开发区有建成线路,双走行轨式钢轮有轨电车市场占有率更高.

5.4 比选结论

双走行轨式钢轮有轨电车在爬坡、转弯、加速、减速方面的性能够满足保山市中心城有轨电车线网的线路条件,结合首期工程线路的实际情况和车型的技术成熟度及市场占有率情况,推荐采用双走行轨式钢轮有轨电车.

6 车辆供电制式的选择

钢轮钢轨现代有轨电车按供电方式可分为:接触网供电和无触网供电,其中无触网供电包含:磁性吸附式供电(Tramwe)、第三轨供电(APS)、电磁感应供电(Primove)、超级电容供电和蓄电池组供电.

6.1 接触网供电

接触网供电的方式与传统的铁路和大部分地铁所采取的供电方式基本相同.列车通过车顶受电弓从架空接触网取得电能,通常采用的供电电压为直流750V.目前国内有轨电车多采用该种供电方式.

6.2 磁性吸附式供电(Tramwe)

Tramwe 供电技术采用独特的自然磁力相吸技术,安装在车辆转向架上的受电靴与地面模块内的柔性导电排都装有永磁材料,当受电靴经过模块供电节表面时,模块内的柔性导电排受磁力吸引上升,导通供电电源正极,模块表面带电,受电靴与模块表面接触将高压电引入车内.当受电靴离开模块供电节表面后,柔性导电排受重力作用,回落到与安全负极相接触的位置,模块表面失电并保证模块供电节表面与安全负极相连,以确保乘客人身安全.

6.3 APS 第三轨供电

APS 第三轨供电采用在地面上铺设的供电轨取代了架空接触网.供电轨由3m 长的绝缘体和8m 长的导电体相间敷设而成.车辆底部安装有受电靴.在车辆运行过程中,感应装置感应到有车辆通过时,相应的导电段(必须被车体完全覆盖)接通电源而带电,车辆通过受电靴从接触轨上取电,没有车辆通过的区域接触轨不会带电,以保证其他车辆和行人的安全.车辆前进过程中,不断切换导电体的工作状态以满足车辆连续受电的需求.

6.4 电磁感应供电

电磁感应(Primove)供电技术利用电磁感应现象,将电缆回路预先埋设在轨道结构下方,车体底部安装有耦合线圈.车辆启动时通过车载储能装置启动,运行过程中,电缆回路通电形成电磁场,车辆上的耦合线圈不断切割磁力线,产生电磁感应,形成电流,为车辆供电的同时给车载储能装置充电.

6.5 超级电容供电

超级电容为储能式供电,其具有快速充放电的特性,因此若利用车站设置充电站,能够较好的解决储能车辆连续储能的问题.超级电容技术非专利技术,各家车辆供应商均可生产,不影响车辆选型和招标.该制式充电一次后最大行驶距离与超级电容容量有关,目前最大能够达到3~5km,超级电容充电时间为20~30s,可实现停站快速充电.但是考虑到保山线网中线路中有约1公里长的连续爬坡区间、并采取“隔站充电”的方式以及考虑一个车站充电装置故障的特殊情况,要求车辆具备较大的续航能力,因此可使用超级电容加电池组合供电的模式,超级电容发挥快充快放的优势,作为正常工况下发挥快速充电优势为车辆提供动力.电池则发挥能量密度高的优势,在车辆段充满电量后,在特殊故障情况下,作为补充能源,提高车辆续航能力.

经过调研,国内外有轨电车的供电制式主要有接触网、超级电容、地面式供电三种.其中地面式供电主要是以阿尔斯通的APS供电、庞巴迪的primove供电和安萨尔多的tramwe供电技术为代表.上述三种受流方式的对比详见表4.

综上分析,虽然现代有轨电车采用接触网供电技术最为成熟可靠,但城市景观效果较差,考虑本线线路定位及景观要求,可采用无触网供电技术,但上文介绍的Primove、APS 和Tramwe 供电技术均为专利技术,造价昂贵且限制车辆选型和招标,现阶段不建议采用.超级电容供电技术非专利技术,相对其它无触网供电技术造价较低,是较适合的无触网供电方案,按照保山中心城区有轨电车线网走向大都经过老城区,接触网对城区景观影响较大,且超级电容技术在不断发展,目前最大续航能力能够达到3~5km,超级电容与增程电池组合使用也在德令哈有轨电车、弥勒有轨电车等项目上得到各家车辆厂的确切响应,并考虑到保山线网中线路中有约1公里长的连续爬坡区间且间隔设置充电装置带来的續航需求,结合保山实际情况,本阶段建议采用的供电方案为:采用超级电容带车载储能装置供电.

7 结论

根据保山市线网规划,客流分析,以及相关规定,综合上述的比较分析,拟定本次保山市轨道交通建设车辆选择超级电容带车载储能装置供电的100%低地板双走行轨式钢轮有轨电车.

参考文献:

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[4] 乔志军,阮殿波.超级电容在城市轨道交通车辆中的应用进展[J].铁道机车车辆,2019(2):83~86+90.

回顾述说:此文为关于保山市和快速和轨道和交通和车辆和选型方面的轨道交通论文题目、论文提纲、轨道交通论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.

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