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城市轨道交通

城市轨道交通(Urban Rail Transit),是采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统。按服务层次分类,可分为城区轨道交通和市域或都市圈轨道交通;按运输能力分类,可分为大运能系统、中运能系统和低运能系统;按系统制式分类,可分为地铁系统、轻轨系统、有轨电车系统、市域快速轨道系统、磁浮系统等。

1775年,英国人约翰·乌特兰发明的有轨马车是世界上最早的城市轨道交通工具。1825年9月27日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施在英国斯托克顿至达灵顿的铁路上正式通车。1863年1月10日,世界上第一条长6.5km、采用蒸汽机车牵引的地铁线路在伦敦建成通车。1876年,中国第一条营业铁路-上海吴淞铁路开通运营。1886年,美国亚拉巴马州蒙哥马利市开始出现有轨电车系统。随着汽车的发展,尤其是轿车的涌现,城市道路交通堵塞的状况日益严重,于是各国城市开始拆除有轨电车。1908年,上海市开通的有轨电车是中国最早建设的城市有轨公共交通,全长6.04公里。20世纪60年代初,西方一些人口密集的大城市在考虑修建地下铁道的同时,又重新把注意力转移到有轨交通上,欧洲一些发达国家着手利用现代化技术改造和发展有轨电车系统。1978年3月,国际公共交通联合会(UITP)在比利时首都布鲁塞尔召开会议,将该有轨电车交通统一命名为轻型轨道交通,简称轻轨交通。1994年4月,在新加坡召开的国际市长会议上,提出要把城市轨道交通作为现代化城市的重要交通工具之一。

城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。截至2020年底,全球77个国家和地区的538个城市已成功实施城市轨道交通系统,运营里程达33346.37公里,车站数量超过34220个。2025年8月,中国31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团共有54个城市开通运营城市轨道交通线路331条,运营里程11210.7公里。

历史沿革

1775年,英国人约翰·乌特兰发明的有轨马车是世界上最早的城市轨道交通工具。它是一种用马匹作动力,牵引车辆在钢轨上滚动行驶的交通运输工具。1832年,约翰·斯蒂芬森在美国纽约第四大街建立了第一条市区有轨马车线路,运营达3年之久。

第一个提出将马车轨道嵌人路面的是法国人埃米尔卢巴,根据这项发明,1835年他为巴黎修建了第一条嵌入式凹形马车轨道。1804年,英国人理查德·特雷维塞克设计制造蒸汽机车“新城号”,经过在圆形轨道上试车后,沿着专门铺设的轨道由默尔瑟开到阿伯西昂。这条轨道成为世界第一条成功行驶蒸汽机车的轨道。

1825年9月27日,世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施在英国斯托克顿至达灵顿的铁路上正式通车。由机车、煤水车、32节货车和1节客车组成的藏重质量约901的“旅行号”列车,由设计者斯蒂芬森亲自驾驶运行31.8km。它标志着世界轨道交通运输业的诞生和用轨道交通来解决城市内(间)人们出行问题的开始。

1843年,英国律师查尔斯·皮尔逊针对当时伦敦人口日益膨胀给交通造成的压力,向国会提交了修建地下铁道的建议。经过近20年的准备,英国从1860年开始修建地下铁道。它采用明挖法施工,是单拱砖砌结构。1863年1月10日,世界上第一条长6.5km、采用蒸汽机车牵引的地铁线路在伦敦建成通车。它是世界首条地下铁路。1874年,英国在伦敦首次采用构法施工,于1890年12月18日修建成了一条5.2km的地铁线路,并首次采用电力机车牵引。1876年,中国第一条营业铁路-上海吴淞铁路开通运营。

作为城市轨道交通另一种形式的现代轻轨交通,则是在有轨电车的基础上发展起来的。1879年,柏林工业展览会上展出了第一辆以输电线供电的电动车。1886年,美国亚拉巴马州蒙哥马利市开始出现有轨电车系统,而世界上第一个真正投入运行的有轨电车系统是弗克尼的里兹门德有轨电车系统。19世纪末,芝加哥(1892年)、布达佩斯(1896年)、格拉斯哥(1896年)、维也纳(1898年)、巴黎(1900年)等5座城市修建了地铁。1908年,上海市开通的有轨电车是中国最早建设的城市有轨公共交通,全长6.04公里。

20世纪20年代,美国的有轨电车线路总长达到25000km。20世纪30年代,欧洲各国、日本印度和中国的有轨电车有了较大的发展。20世纪上半叶,柏林纽约东京莫斯科等12座城市修建了地铁。第二次世界大战以后,从1950-1974年,欧洲,尤其是亚洲和美洲,有30余座城市修建了地铁。1975年至2000年,又有30余座城市相继修建了地铁,其中亚洲最多,从而构成了世界轨道交通的基本发展历史。

随着汽车的迅速发展,尤其是轿车的涌现,城市道路交通堵塞的状况日益严重,于是各国城市开始拆除有轨电车,为汽车让道。截至1970年,世界上仅有8个城市还保留着有轨电车。而20世纪后半叶,随着流动人口及汽车的猛增,城市道路的相对有限性与汽车发展的相对无限性之间产生了矛盾,世界各国纷纷探索和思考如何走出这一困境。

20世纪60年代初,西方一些人口密集的大城市在考虑修建地下铁道的同时,又重新把注意力转移到有轨交通上。欧洲一些发达国家着手在旧式有轨电车的基础上,利用现代化技术改造和发展有轨电车系统,开发出噪声低、速度高、走行部件转弯灵活、乘客上下方便,甚至可以照顾到老人和残疾人的低地板有轨电车。1978年3月,国际公共交通联合会(UITP)在比利时首都布鲁塞尔召开会议,将该有轨电车交通统一命名为轻型轨道交通,简称轻轨交通。

20世纪80年代,国际上一些大城市相继建成现代化轻轨交通系统。例如,美国的萨克拉门托于1987年3月建成一条穿越市中心的轻轨线路,全长29.4km,共设立27座车站,行车间隔1.5min,自建成到1987年9月,运送乘客达百万人次。20世纪八九十年代,由于环境保护和能源结构问题的显现,在经济可持续发展战略方针的指导下,全世界掀起了轻轨交通系统的建设高潮。1994年4月,人们在新加坡召开的国际市长会议上提出要把城市轨道交通作为现代化城市的重要交通工具之一。

截至2014年12月,中国北京、天津市上海市广州市大连市长春市、武汉、深圳市重庆市、南京等22个城市开始或已经初步建成了城市轨道交通系统,有约95条线路在运营,总里程达2933.26公里。截至2020年底,全球77个国家和地区的538个城市已成功实施城市轨道交通系统,运营里程达33346.37公里,车站数量超过34220个。

2024年年末,城市轨道交通运营线路326条、增加18条,拥有城市轨道交通配属车辆7.23万辆,增加0.56万辆,运营里程10923.8公里、增加765.2公里,城市轨道交通客运量322.09亿人次、增长9.6%。

2025年8月,中国31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团共有54个城市开通运营城市轨道交通线路331条,运营里程11210.7公里,实际开行列车372万列次,完成客运量28.8亿人次,进站量17.1亿人次。

分类准则

服务层次

按服务层次分类,城市轨道交通可分为城区轨道交通和市域或都市圈轨道交通。

运输能力

按运输能力分类,城市轨道交通可分为大运能系统、中运能系统和低运能系统。

行走方式

按走行方式分类,城市轨道交通可分为钢轮钢轨系统、胶轮导轨系统和磁浮系统。钢轮钢轨系统为通过钢制车轮踏面与钢轨轨面相互作用实现车辆与轨道的接触支承和导向的城市轨道交通。胶轮导轨系统为通过胶轮与轨道梁面或道路路面接触支承和导向轮导向的城市轨道交通。磁浮系统为通过磁力实现车辆与轨道的非接触支承、导向和驱动的城市轨道交通。

中国分类及属性

城市轨道交通分类属性及技术特征应符合下表规定。

国际分类

日本在铁道事业法实施规则中将铁道种类分为普通铁道(在两条钢轨上行驶的车辆包括新干线、轻便铁道)、悬挂式铁道(悬挂式单轨)、跨座式铁道(跨座式单轨)、案内轨条式铁道(导轨巴士、自动导轨车辆)、无轨条铁道(无轨电车)、钢索铁道(缆车)浮上式铁道(磁浮列车)和其他共8类。

法国的轨道交通制式主要分为:TGV、Inter City-Corail、RER/TER、Metro(包括VAL系统、胶轮系统)和Tramway(包括Guided Trolley)。

交通系统

地铁系统

地铁是一种大运量的轨道运输系统,采用钢轮钢轨体系,标准轨距为1435mm,主要在大城市地下空间修筑的隧道中运行,当条件允许时,也可穿出地面,在地上或高架桥上运行。按照选用车型的不同,又可分为常规地铁和小断面地铁,根据线路客运规模的不同,又可分为高运量地铁和大运量地铁。城市铁道简称地铁(Metro 或 Undergroundrailway 或 Subway 或 Tube),是城市快速 轨道交通的先驱。地铁是由电力牵引、轮轨导向、轴重相对较重、具有一定规模运 量、按运行图行车、车辆编组运行在地下隧道内,或根据城市的具体条件,运行在地 面或高架线路上的快速轨道交通系统。地铁的运能,单向在 3 万人次 / 小时,最高可达 6~8 万人次 / 小时。设计时速 120km,最高行车速度不应小于 80km/h,由 4~8 辆编 组。地铁的起、制动距离和时间都很短,车辆运行最小间隔可低于 1.5 分钟,说明其效 率很高。驱动方式有直流电机、交流电机、直线电机等。地铁造价昂贵,每千米投资 在 3~6 亿元人民币。地铁有建设成本高,建设周期长的弊端,但同时又具有运量大、 安全、准时、节省能源、不污染环境、节省城市用地的优点。地铁适用于出行距离较 长、客运量需求大的城市中心区域。一般认为,人口超过百万的大城市就应该考虑修 建地铁。

轻轨系统

轻轨系统是一种中运量的轨道运输系统,采用钢轮钢轨体系,标准轨距为1435mm,主要在城市地面或高架桥上运行,线路采用地面专用轨道或高架轨道,遇繁华街区,也可进人地下或与地铁接轨。轻轨(Light Rail Transit,简称 LRT)是在有轨电车的基础上改造发展起来的城市轨 道交通系统。轻轨是个比较广泛的概念,公共交通国际联会(UITP)关于轻轨运营系统 的解释文件中提到:轻轨是一种使用电力牵引、介于标准有轨电车和快运交通系统(包 括地铁和城市铁路)之间,用于城市旅客运输的轨道交通系统。 现在人们一般以客运量或车辆轴重的大小来区分地铁和轻轨。轻轨是指运量或车 辆轴重稍小于地铁的快速轨道交通。在我国《城市轨道交通工程项目建设标准》(试行 本)中,把每小时单向客流量为 0.6~3 万人次的轨道交通定义为轻轨。 轻轨建设方面一般采用地面和高架相结合的方法,路线可以从市区通往近郊。列 车编组采用 2~6 辆,铰接式车体。由于轻轨采用了线路隔离、自动化信号、调度指挥系统和高新技术车辆等措施,最高速度可达 60km/h,从而克服了有轨电车运能低、噪 声大等问题。 由于轻轨具有投资少(每千米造价在 0.6~1.8 亿元人民币)、建设周期短、运能高、 灵活等优点,因此发展很快。纵观各国情况,大致有以下三种发展模式:一是改造旧 式有轨电车为现代化的轻轨。二是利用废弃铁路线路改建成轻轨路线。我国上海轨道 交通 5 号线、武汉轨道交通 1 号线一期工程属于这种方式。三是建设轻轨新线路的方 式。对有些城市而言,修建轻轨比修建地铁更经济实惠,因此,诸如马尼拉鹿特丹、 中国香港等城市都相继新修了轻轨线路。

单轨系统

单轨系统是一种车辆与特制轨道梁组合成一体运行的中运量轨道运输系统,轨道梁不仅是车辆的承重结构,同时是车辆运行的导向轨道。单轨系统的类型主要有两种,一种是车辆跨骑在单片梁上运行的方式,称之为跨座式单轨系统GJ,另一种是车辆悬挂在单根梁上运行的方式,称之为悬挂式单轨系统 GJ。单轨系统适用于单向高峰小时最大断面客流量1.0~3.0万人次的交通走廊。因其占地面积很少,与其他交通方式完全隔离,运行安全可靠,建设适应性较强。单轨系统是一种车辆与特制轨道梁组合成一体运行的中运量轨道运输系统,轨道 梁不仅是车辆的承重结构,同时是车辆运行的导向轨道。单轨系统的类型主要有两种, 一种是车辆跨骑在单片梁上运行的方式,称之为跨座式单轨系统,另一种是车辆悬挂 在单根梁上运行的方式,称之为悬挂式单轨系统。 单轨系统适用于单向高峰小时最大断面客流量 1~3 万人次的交通走廊。因其占地 面积很少,与其他交通方式完全隔离,运行安全可靠,建设适应性较强。主要适用范 围如下: (1)城市道路高差较大,道路半径小,线路地形条件较差的地区; (2)旧城改造已基本完成,而该地区的城市道路又比较窄; (3)大量客流集散点的接驳线路; (4)市郊居民区与市区之间的联络线; (5)旅游区域内景点之间的联络线,旅游观光线路等。 线路的站间距离视城市具体情况而定,通常站间距离为 0.6~1.5km。车站布置, 要与周围地形和环境密切配合,形式灵活多样,站台应考虑设置自动屏蔽门或安全门, 高架车站应设自动扶梯和垂直升降电梯。单轨系统的列车,通常为 4~6 辆编组,相应列车长度在 60~85m 之间,线路半径 不小于 50m、线路坡度不大于 60‰、站台最大长度不应大于 100m;最高运行速度不应 小于 80km/h,平均运行速度一般为 20~35km/h。

有轨电车系统

单车或铰链式有轨电车是一种低运量的城市轨道交通,电车轨道主要铺设在城市道路路面上,车辆与其他地面交通混合运行,根据街道条件,又可分为混合车道、半封闭专用车道和全封闭专用车道。有轨电车(Tram 或 Streetcar)是使用电车牵引、轻轨导向、1~3 辆编组运行在城市 路面线路上的低运量轨道交通系统。有轨电车是最早发展的城市轨道交通之一,一般设 在城市中心穿街走巷运行,具有上下车方便的特点。 旧式的有轨电车单向运输能力在 1 万人次 / 小时以下,通常采用地面路线,与其他 车辆混合运行,运行速度一般在 10~20km/h 之间。旧式有轨电车由于运能低、挤占道 路、噪声等问题,在 20 世纪五六十年代世界上各大城市纷纷拆除有轨电车线路,改建 运量大的地铁或轻轨。我国的有轨电车在 20 世纪 50 年代末已拆得所剩无几,仅大连市长春市两城市保留。大连还对有轨电车进行了改造,使其成为城市的一张名片。 旧式的有轨电车已停止了发展,基本上完成了它的历史使命。经改造后的现代有轨 电车的性能与城市轻轨交通已很接近,只是车辆尺寸稍小一些,运营速度接近 20km/h, 单向运能可达 2 万人次 / 小时。

自动导向轨道系统

自动导向轨道系统,是一种车辆采用橡胶轮胎在专用轨道上运行的中运量旅客运输系统,其列车沿着特制的导向装置行驶,车辆运行和车站管理采用计算机控制,可实现全自动化和无人驾驶技术,通常在繁华市区线路可采用地下隧道,市区边缘或郊外官采用高架结构。自动导向轨道系统适用于城市机场专用线或城市中客流相对集中的点对点运营线路,必要时,中间可设少量停靠站。

磁浮系统

磁浮是一种运用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理、依靠电磁力使车厢悬浮并行走的轨道运输方式。磁浮交通分为常导和超导两种类型常导式磁浮线路能使车辆浮起10毫米~15毫米的高度,运行速度较低,用感应线性电机来驱动。超导式磁浮线路能使车辆浮起100毫米以上,速度较高,用同步线性电机来驱动,技术难度较大。磁浮系统在常温条件下,利用电导磁力悬浮技术使列车上浮,因此,车厢不需要车轮、车轴、齿轮传动机构和架空输电线网,列车运行方式为悬浮状态,采用直线电机驱动行驶,现行标准轨距为2800mm,主要在高架桥上运行,特殊地段也可在地面或地下隧道中运行。磁浮列车适用于城市人口超过200万的特大城市,是重大客流集散区城或城市群市际之间较理想的直达客运交通,也是中运量轨道运输系统的一种先进技术客运方式,对客运能力1.5~3.0万人次/h的中、远程交通走廊较为适用。

市域快轨系统

市域快速轨道交通系统是一种大运量的轨道运输系统,客运量可达20~45万人次/日(一般不采用高峰小时客流量的概念)。市域快速轨道交通系统适用于城市区域内重大经济区之间中长距离的客运系统。市域快速轨道列车主要在地面或高架桥上运行,必要时也可采用隧道。当采用钢轮钢轨体系时,标准轨距亦为1435mm,由于线路较长,站间距相应较大,必要时可不设中间车站,因而可选用最高运行速度在120km/h以上的快速专用车辆(市域A型车、市域B型车、市域D型车),也可选用中低速磁悬浮列车进行技术经济比较。

城市铁路

凡是为城市交通服务的所有形式的轨道交通都可看作城市铁路。这里特指作为干线铁路中的铁路枢纽,利用现有的运输资源,能在市区内开行的公交化(站距短、停站多、密度大)的旅客列车线路。

市域铁路

利用干线铁路或修建专用线路,开行于城市中心区到卫星城、卫星城到卫星城间(站距较大、停车次数较少、行车密度不太大)的旅客列车,叫做市郊铁路。它主要用于通勤、通学旅游、赶集等加强城郊联系的社会、经济活动。

机场联络铁路

最早出现的机场联络铁路是从英国伦敦的伦敦盖特威克机场到市区维多利亚站之间的铁路,1958年开始营业。英国伦敦帕丁顿希思罗机场也修建了快速铁路。从机场到市区的里程一般不超过 30千米。它的修建不仅方便了旅客及接送人员,也方便了民航职工。中国北京东直门至北京首都国际机场之间建设的快速轨道交通工程将采用直线电机车辆制式,起点为东直门,终点分别至首都机场2号和3号航站楼,全长27.3千米,全线共设4座车站和1座车辆基地,车辆最高运行速度每小时100千米,从东直门至机场3号航站楼,只需16分钟。

技术制式

城市轨道交通的制式主要包括车辆制式、最高运行速度、列车编组与运输能力、供电制式等。

车辆制式

车辆制式主要有:普通轮轨车辆、胶轮导向车辆、单轨车辆、磁浮车辆、自动导轨车辆、直线电机车辆、索轨交通。

列车编组

城市轨道交通车辆都可以采用编组运行的方式,不同的轨道交通系统编组辆数不同一般为3~8辆编组,最高编组可达10辆(非城际轨道交通),而有轨电车通常采用单车运行或最多2辆编组。按不同设计年限可以采用不同的编组形式,车辆编组形式通常有全动车编组、动拖车混合编组和单元车组3种方式。

最高运行速度

最高运行速度现状:线路长度、线路条件、站间距以及乘客旅行时间需求是选择车辆最高运行速度的主要依据。

车辆制式选择原则

(1)车辆的选择应以满足客运量为前提,并以设计远期单向高峰小时最大断面客流为依据;

(2)车辆的选择应该满足该线所处的自然环境和线路条件;

(3)技术先进成熟也能实质性地影响国家对轨道交通电机设备国产化率的量化要求方便运营管理和设备的维护保养,同时综合考虑国家的技术水平和当地城市的实力;

(4)有益于降低工程投资,经济实用性强;

(5)具有技术的兼容性,有利于将来城市轨道交通网络的形成,有利于资源共享(6)对城市环境的负面影响小,噪声、振动小。

优势

世界上大城市通常都建有发达的轨道交通,尤其是地铁被认为是现代化大城市解决交通问题的根本性手段。城市轨道交通相较其他公共交通有如下优势:

(1)运输能力:城市轨道交通由于高密度运转,列车行车时间间隔短,行车速度快列车编组辆数多而具有较大的运输能力;

(2)安全性:地铁和轻轨或深埋地下,或高架空中,即便行驶于地面也是全封闭的每条轨道交通线路都采用双线独立运营,与地面交通之间完全是立交关系,因此其运营十分安全,比道路交通的安全性高,而且可全天候运行;

(3)正点率:正因为采取独立运营和立交方式,最大限度地避免了交通事故和交通阳塞,因此能确保行车的正点率在98%以上;

(4)舒适性:无论是在地铁车站,还是在车厢里,都比地面公共交通舒适;

(5)节能性:城市轨道交通车辆都采用电动车组,以电为牵引动力;而通常的城市地面车辆除电车外都是以柴油或汽油为能源;

(6)环保性:城市轨道交通采用电气牵引,不产生废气污染。城市轨道交通的发展,还能减少公共汽车的数量,进一步减少了汽车的废气污染。

相关政策

2016年3月28日,国家发展改革委、交通运输部联合印发《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》(简称《行动计划》)。《行动计划》指出,在2016年至2018年的三年间,将重点推进铁路、公路、水路、机场、城市轨道交通项目303项,涉及项目总投资约4.7万亿元,以完善快速交通网、基础交通网、城际城市交通网为重点,推动形成国内国际通道联通、区域城乡覆盖广泛、枢纽节点功能完善、一体衔接便捷高效的综合交通网络,更好发挥组合优势和网络效益。其中,铁路和城市轨道交通项目是建设“重头戏”,重点推进103个城市轨道交通前期工作,新建城市轨道交通2000公里以上,涉及投资约1.6万亿元。

2019年9月24日,在《交通强国建设纲要》新闻发布会上,国家铁路局表示,到2050年,将最终形成运输保障能力强大、战略支撑有力、运输服务高效、资源环境友好的功能完善、服务一流、绿色环保的现代化铁路网。在基础设施布局方面,推进干线铁路、京雄城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通融合发展,构建高质量发展的铁路网络和综合交通枢纽建设。

参考资料

城市轨道交通分类.全国标准信息公共服务平台.2025-11-03

标准号:GB/T 44413-2024.国家标准全文公开系统.2025-11-03

城市公共交通分类标准.ysjianzhan.2025-10-20

Urban Rail Transit Station Type Identification Based on “Passenger Flow—Land Use—Job-Housing”.mdpi.2025-10-20

交通运输部:8月城市轨道交通客运量环比减少0.4亿人次,降低1.4%.界面新闻.2025-11-03

《2024年交通运输行业发展统计公报》发布.百家号.2025-11-03

城市轨道交通法律法规导论.北京出版社大中专教材中心.2025-11-04

专业揭秘|城市轨道交通运营管理专业.微信公众平台.2025-11-04

城市轨道交通建设门槛或下调 城区人口要求降一半.新华网.2025-11-03

国家铁路局:2050年实现3万吨级重载列车、时速250公里级轮轨高速货运列车突破.央视网.2025-11-03