地铁理论知识性能特征
地铁理论知识性能特征
地铁车辆是地铁用来运输旅客的运输工具，它属于现代城市快速轨道交通的范畴。那么你对地铁了解多少呢?以下是由学习啦小编整理关于地铁理论知识的内容，希望大家喜欢!
一、地铁理论知识——车辆简介
从构造上：列车采用动力分散布置形式。根据需要由各种非动力车和动力车(或半动力车)组合成相对固定的编组，两头设置操纵台。由于隧道限界、车辆限界、设备限界的限制，车辆和其各种车载设备的设计要求相当紧凑。在方便检修的同时，尽量采用模块化。
从结构上，车体朝轻量化方向发展，主要采用大断面中空挤压铝型材模块化车体结构设计，采用整体承载结构;悬挂系统具有良好的减振系统;采用电气(再生制动和电阻制动)和空气的混合制动;车辆连接采用密贴式车钩进行机械、电气、气路的全自动连接;车辆间采用封闭式全贯通道，通过量大。
从运用性能上：由于地铁的服务对象是城市高密度、大客流人群，并要与公交系统、小汽车形成竞争力，所以对其安全、正点、快捷上有很高的要求。同时要提供给乘客适当的空间、安静的环境及空调，使乘客感到舒适、便利。
在运行方式上，应用列车自动驾驶系统ATO。在主牵引传动上，采用当今世界先进的调频调压交流传动。在辅助系统中，采用先进的IG-BT技术。
车辆是地铁系统中最关键，也是最复杂的设备，它是多专业综合性 的产品，涉及机械、电气、控制、材料等多领域。总之，车辆是通过各个相对独立的子系统有机地结合在一起，共同来实现列车的安全、可靠、高品质运行的。
二、地铁理论知识——机械部分
1、车体
一般车体采用模块化设计。它包括自支撑构架，用螺栓连接的司机室和中间端。车体构架和中间端是由铝合金大型型材和板组成，而司机室是由型钢构成的。焊接的型材与中间端和司机室端通过机械紧固装置相互连接。司机室和中间端都由较大的玻璃钢罩板覆盖。通过车钩系统中的压溃管吸收能量。当发生事故时车前端的防爬装置能够分散碰撞力。
列车通过贯通道连接在一起，贯通道上设计有折棚和位于车钩上的渡板。列车表面喷涂根据城市的特点进行。
2、车门
根据车辆运营环境的不同，选择不同的车门。以广州地铁二号线车辆采用外挂式电控电动门为例。它由双向作用的电机为驱动装置，采用皮带传动及丝杆装置作为传动机构。由EDCU(电子门控单元)来控制车门的开关及锁定。在司机室操作控制按钮，通过EDCU控制电机转动来实现车门的开关，并设有障碍物探测重开门。由行程开关给出车门的状态信号，故障信号由EDCU通过编码硬线传送给VTCU(车辆及列车控制单元)。
从安全可靠性上来讲，移动门一般适用于速度低于100km/h的列车上。特别是外挂门，由于外挂门属于外吊悬挂式结构，下部悬空无支承。当列车在隧道中运行，随着速度的提高，其空气的阻塞比大大增加，对外吊的悬挂门产生较大的压力。如果门的结构及强度不随速度的提高而改进设计的话，车门会产生晃动等不稳定因数，影响车门的安全可靠性。
由于移动门的结构决定车门与车体之间必须保证一定的间隙，因 此，移动门的密封性差。当列车达到一定的行驶速度时(超过100km/h以上)便会产生车厢内窜风，给乘客带来不适;在车辆进出隧道等外界压力变化时，车内压力随着变化，舒适性下降。由于移动门的密封性差，车辆走行部件产生的噪音很容易传入车内;同时由于移动门或凹或凸于车体，列车在行驶中会使附近的空气产生涡流，空气阻力大，也就限制了移动门的使用速度。
塞拉门由于与车体在同一平面内保持列车较好的流线型，所以具有密封性好、空气阻力小等特点，但塞拉门的结构较移动门复杂，且造价较高。
车门的形式种类虽然各不相同，但实现的功能却大同小异，性能参数也差不多。
为了安全起见，逃生装置在前端墙的中部，包括一个在顶部铰接的大窗和位于两个司机台之间的一个梯子，正常情况该梯子折叠并隐藏起来。在列车不能到达下一站时，逃生装置用于疏散乘客。
3、车钩及缓冲装置
车钩缓冲装置由车钩及缓冲器等部件组成，装在底架牵引梁上，是车辆的一个安全部件。其作用是：
(1)将车辆互相联挂，联结成为一组列车;
(2)传递纵向牵引力和冲击力;
(3)缓和车辆之间的动力作用;
(4)实现电路和气路的连接。
车钩缓冲装置共分三种类型：自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆。三种车钩均设有可复原能量吸收功能，采用橡胶缓冲器。在自动车钩和半永久牵引杆上还设有超载保护装置，不可复原的可压溃变形管。其结构均采用先进的密贴式车钩，它是依靠相邻车辆钩头上的凸锥和凹锥口互相插接，起紧密连接作用。其优点是：节省人力，保证安全方便。缺点是：构造较复杂，强度较低。所以适用于地铁、轻轨等轻型轨道车辆上。
4、转向架
转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或转轴，转向架可以绕一中心轴相对车体转动。为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧装置和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵引电机和减速机构，以驱动车辆运行。转向架主要由以下部分组成:轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架、制动装置、牵引电机和齿轮变速传动装置、转向架支承车体装置。另外，在拖车转向架上还安装了ATC的通讯天线。
车辆在轨道上运行时，由于线路的不平顺、轨隙、道岔、轨面的缺陷和磨耗以及车轮踏面的斜度、擦伤和轮轴偏心等原因，常会伴随产生复杂的振动和冲击。为了提高运行的平稳性必须设有弹簧减振装置，空气弹簧在改善车辆的动力性能和运行品质上具有显著优点，被地铁和轻轨广泛应用。为了改善车辆的振动性能，地铁上大多采用液压减振器。
由于地铁承担运送乘客的任务，并且运行于地下隧道或高架线路上，要求转向架有较低的噪声和良好的减振性能，并且能适应重载和空载变化的能力。一般广泛采用空气弹簧和橡胶弹簧作为弹性悬挂元件，弹簧减振装置包括一系悬挂——人字形多层橡胶弹簧或者圆锥弹簧、二系悬挂——空气弹簧、垂向液压减振器、横向液压减振器、抗侧滚扭杆和横向橡胶缓冲挡。
牵引传动装置在电动客车中占有十分重要的地位，是驱动列车运行的核心装置。包括一个牵引电机，齿式联轴节和齿轮。其作用是将牵引电机输出的功率传给轮对。车辆的驱动机构是一种减速装置，用来使高转速、小扭矩的牵引电动机驱动阻力矩较大的动轴，对驱动机构的要求：能使牵引电动机功率得到发挥;电动机电枢轴应与联轴节保证同心度，以降低线路不平对齿轮的动作用力。用方框图来简述传动线路：
牵引电机采用三相交流感应电机，由于采用这一电传动方式，牵引性能良好，运行可靠，使车辆具有良好的牵引制动性能。
5、制动装置
据成熟地铁经验，摩擦制动采用闸瓦制动。为了改善摩擦性能和增加耐磨性，大多数地铁车辆采用合成闸瓦。但合成闸瓦的导热性能较差，又选择了导热性能良好的产品——粉末冶金闸瓦。既具有较好的摩擦性能，又有良好的耐磨性。在闸瓦制动方式中，动能转化为热能的能力大，但热能散于大气的能力相对较小。当要求的制动功率较大时，有可能发生产生的热能不能散失到大气中，而在闸瓦与车轮踏面积聚集，使他们的温度升高，严重的会导致闸瓦熔化或车轮踏面产生裂纹。因此，在采用闸瓦制动时，对制动功率要有限制，即在车辆上安装一定的防滑系统。
动力制动在制动时，将牵引电机变为发电机，使列车动能转化为电能，对这些电能的不同处理方式形成了不同方式的动力制动，主要有电阻制动和再生制动。其中的再生制动是把电动车组的动能通过电机转化为电能后，再使电能反馈回电网给别的列车使用。显然这种方式既能节约能源，又减少了制动时对环境的污染，并且基本上无磨耗，是当前地铁行业首选的制动方式。在制动控制系统方面，目前的制动系统主要有空气制动系统和电气制动控制系统，在比较两者后，发现电气制动更具有优越性，电气制动的主要优点是全列车制动和缓解的一致性好，在制动和缓解时纵向冲击小，制动距离短，便于做到动力制动和空气制动的协调。
6、车辆内部设备
车辆内设包括服务于乘客的车体内的固定装置如车电、通风、取暖、空调、座椅、拉手等和服务于车辆运行的设备装置大多吊挂于车底架，如蓄电池箱、继电器箱、主控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各种电器开关和接触器箱等。故障率较高的空调需要经常清洗，大多采用车顶修和拆卸修。此设备中，控制器的故障率较高，主要是影响客室环境，不对行车造成影响，需要使用大量的备件进行替换。
三、地铁的性能特点
优点
节省土地：由於一般大都市的市区地皮价值高昂，将铁路建於地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途。
减少噪音：铁路建於地底，可以减少地面的噪音。
减少干扰：由於地铁的行驶路线不与其他运输系统(如地面道路)重叠、交叉，因此行车受到的 交通干扰较少，可节省大量通勤时间。
节约能源：在全球暖化问题下，地铁是最佳大众交通运输工具。由於地铁行车速度稳定，大量节省通勤时间，使民众乐於搭乘，也取代了许多开车所消耗的能源。
减少污染：一般的汽车使用汽油或石油作为能源，而地铁使用电能，没有尾气的排放，不会污染环境。
其他优点
地铁与城市中其他交通工具相比，除了能避免城市地面拥挤和充分利用空间外，还有很多优点。
1、 运量大。地铁的运输能力要比地面公共汽车大7~10倍，是任何城市交通工具所不能比拟的。
2、 准时，正点率一般比公交高。
3、 速度快，地铁列车在地下隧道内风驰电掣地行进，行驶的最高时速普遍80公里，可超过100公里甚至有的达到了120公里。
缺点
建造成本高：地铁工程路线长，影响范围广，通常需要对路线沿线的建构筑物、管线、道路进行拆迁、改造、保护等措施，工程以外的费用比较大。地铁工程多为地底，由於要钻挖地底，地底建造成本比建於地面高。
前期时间长：兴建地铁的前期时间较长，由於需要规划和政府审批，甚至还需要试验。从开始酝酿到付诸行动破土动工需要非常长的时间，短则几年，长则十几年也是有可能的。
部分灾害抵御能力弱：虽然地铁对於雪灾和冰雹的抵御能力较强。但是对地震、水灾、火灾和恐怖主义等抵御能力很弱。由於地铁的构造，而导致极易因为这些因素发生悲剧。为此自地铁出现以来，工程师们就不断持续研究如何提高地铁的安全性。
具体缺点如下：
1、地震
可以导致行进中的车辆出轨，因此地铁都设计有遇到地震立即停驶的功能。为防止地铁地道坍塌，处於地震地带的地铁结构必须特别坚固。
2、水灾
由於地铁内的系统低於地平线，而导致地上的雨水容易灌入地铁内的设施。因此地铁在设计时不得不规划充分的防水排水设施，即使如此也可能发生地铁站淹水事件。为此在发生暴雨之时，地铁车站入口的防潮板和路线上的防水闸门都要关闭。一个知名的例子是台北捷运在纳莉台风侵袭时曾经发生淹水事件。还有北京地铁一号线因暴雨积水关闭了数小时。
3、火灾
在以前，人们不太重视地铁站内的防火设施，车站内一旦发生火灾，瞬间就会充满烟雾，而引发严重的灾祸1987年11月18日，英国伦敦地铁King's Cross站发生火灾，导致31人死亡。产生火灾的原因之一是因为伦敦地铁内采用了大量木质建筑。因此，日本地铁部门规定在地铁站内禁烟来避免火灾。
2003年2月28日，韩国大邱广域市的地铁车站因为人为纵火而产生火灾，13辆车卡被烧毁，192人死亡，148人受伤。这次火灾产生如此严重死伤的原因除了车卡内部装潢采用可燃材料之外，车站区域内排烟设施不完善也是重要因素，加上车辆材质燃烧时产生了大量的一氧化碳等有害物质，而导致不少人中毒死亡。
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