項目一城市軌道交通線路規劃設計項目二城市軌道交通線路項目三城市軌道交通車站項目四城市軌道交通車輛基地項目五站場基礎知識城市軌道交通線路與站場2項目一城市軌道交通線路規劃設計

任務一城市軌道交通定義及分類城市軌道交通的優勢與局限城市軌道交通是一種城市中利用軌道列車進行人員運輸的方式。為采用軌道結構進行承重和導向的車輛運輸系統。1.分類：地鐵系統、輕軌系統、單軌系統、有軌電車、磁浮系統、自動導向軌道系統、市域快速軌道系統。

我國現行的《城市軌道交通工程項目建設標準》（建標104—2008）和《城市公共交通分類標準》（CJJ/T114—2007）把城市軌道交通按系統運輸能力劃分為高運量、大運量、中運量和低運量四個量級。

1）高運量系統：單向運輸能力為4.5—7萬人次/小時。

2）大運量系統：單向運輸能力為2.5—5萬人次/小時。

3）中運量系統：單向運輸能力為1—3萬人次/小時。

4）低運量系統：單向運輸能力小于1萬人次/小時。（1）地鐵系統metrotube

A、B型車3—7萬人次/小時(2)輕軌系統上海地鐵6號線4CC型車設計1—3萬人次/小時長春3C6C(3)單軌系統1—3萬人次/小時(4)（現代）有軌電車（tram）1萬人次/小時以下

上海磁懸浮列車示范線――浦東機場線。89億元，長31.17公里，設計速度505公里/小時；運行速度430公里/小時。是世界第一條商業運營的高架磁懸浮專線。(5)磁浮系統廣州地鐵APM線

AutomatedPeopleMoverSystem2010年11月8日開通廣州第一條使用膠輪路軌系統的路線。兩節編組運行，兩節編組列車長約24米，寬約3米(6)自動導向軌道系統(7)市域快軌交通系統指的是大城市市域范圍內的客運軌道交通線路，服務于城市與郊區、中心城市與衛星城、重點城鎮間等，服務范圍一般在100公里之內。可采用Ａ．Ｂ型車,也可采用專門設計動車組南京地鐵S1機場線1.線網的規劃要與城市客流預測相適應2.線網規劃必須符合城市的總體規劃3.規劃線路要盡量沿城市主干道布設4.線網中線路布置要均勻5.大城市的交通組織一定要構成立體交通體系6.線網中各條規劃線路上的客運負荷量要盡量均勻7.在考慮線路走向時，應考慮沿線地面建筑情況8.盡可能利用城市舊有的鐵路設施9.規劃好車輛段的位置和用地范圍10.規劃好環線的布設11.規劃好各線路的修建順序任務二

城市軌道交通線網規劃一、線網規劃設計原則二、線網結構形式至少3條線成網至2021年9月，北京地鐵運營線路共有24條地鐵線路，均采用地鐵系統，覆蓋北京市11個市轄區，運營里程727公里，開通里程居中國第二任務三

城市軌道交通線路設計線路的設計階段一般可分為四個階段，即可行性研究階段、總體設計階段、初步設計階段和施工設計階段。城市軌道交通線路按空間布置方式，有地下線路、高架線路、地面線路，應根據城市總體規劃和地理環境條件因地制宜地選擇。線路中心線：路基橫斷面上距外軌半個軌距的鉛垂線與路肩水平線的交點o的縱向連線。

線路平面：線路中心線在水平面上的投影。線路縱斷面：線路中心線展直后在縱斷面上的投影。一、線路平面設計平面組成：平面直線曲線圓曲線緩和曲線反映線路的曲直變化1.1圓曲線要素

偏角α

半徑R

切線長

曲線長1.圓曲線曲線半徑宜按標準半徑從大到小合理選用。在實際工作中，最大曲線半徑一般不超過3000米。1.2最小曲線半徑（m）地鐵線路按其在運營中的作用，應分為正線、配線和車場線。配線包括折返線、渡線、聯絡線、停車線、出入線、安全線等。1.3圓曲線長度

圓曲線長度過小，會出現一節車輛同時在兩個緩和曲線上的情況，影響行車穩定性和旅客舒適度。圓曲線最小長度A型車不宜小于25m，B型車不宜小于20m，在困難情況下不得小于一個車輛的全軸距。2.緩和曲線作用行車平順、旅客舒適ρ：

R離心力逐漸增加，利于行車平穩h：0

h向心力逐漸增加，與離心力增加配合軌距：BB+W曲線加寬3.直線直線與曲線相互協調，線路位置合理爭取較長的直線段夾直線我國《地鐵設計規范（GB50157-2013）》規定：正線及配線上相鄰曲線間夾直線長度，一般情況應大于等于0.5V（V為列車通過夾直線速度），困難情況A型車不短于25m,B型車不短于20m。車場線上的夾直線不得小于3m。4.線路平面圖

用一定的比例尺和規定的符號，把線路中心線及兩面的地形、地物，投影到水平面上繪出的圖。在線路平面圖上，應標明線路里程標和百米標以及曲線要素及起、終點里程。二、線路縱斷面設計平道坡道豎曲線縱斷面組成反映線路的坡度變化1.坡度LiHii上坡取正值

+下坡取負值-平坡

0AB

我國《地鐵設計規范（GB50157-2013）》規定：正線上最大坡度宜采用30‰，困難地段可采用35‰。在山地城市的特殊地形地區，經經濟技術比較有充分依據時，可采用40‰。聯絡線、出入線的最大坡度宜采用40‰，但均未包括各種坡度的折減值。地下隧道和路塹地段為便于排水，不設計成平坡，而設計成≮3‰的坡度。坡段長度不小于遠期列車長度2.坡段長度3.豎曲線縱斷面變坡點設置的豎向圓弧原因：1、產生振動、局部加速度、旅客不適2、車鉤錯動、脫鉤△i≥2‰時設置應豎曲線豎曲線半徑4.線路縱斷面圖

用一定的比例尺和規定的符號，把平面圖上的中心線展直后投影到鉛垂面上，并注有線路平面和縱斷面有關資料的圖。5.選擇合理縱斷面示意圖

“高站位，低區間”節能坡型三、線路標志為滿足行車和線路養護維修的需要，在城市軌道線路應設置線路標志。包括百米標、公里標、曲線要素標、圓曲線和緩和曲線始終點標、坡度標、豎曲線始終點標、道岔編號標、水準基點標、橋號標、涵洞標、水位標等。項目二城市軌道交通線路任務一

地下隧道、高架結構及路基

線路有下部基礎和上部建筑兩部分組成。下部基礎常采用整體道床結構，通常包括路基、橋梁和隧道，上部建筑通常指的是軌道。一、地下隧道優點：

1.對地面上的其他交通工具無干擾；

2.其運輸能力不受氣候影響；

3.也避免了噪聲對城市的污染；

4.在戰爭期間還可作為民用防空設施。缺點：造價昂貴1.隧道橫斷面形式矩形圓形馬蹄形（拱形）明挖法（蓋挖法）盾構法

暗挖法礦山法

沉管法

2.隧道施工方法:

明挖法修建矩形區間隧道洞口、郊區空曠地帶埋深較淺；地下車站應優先采用盾構法：一種在盾構機的保護下進行土體開挖和拼裝襯砌的施工方法。斷面形式有：圓形或橢圓形、半圓形、馬蹄形、箱形。大多為圓形

傳統的礦山法指用鉆眼爆破的施工方法，又稱鉆爆法。其工藝落后，安全性差，逐步被現代礦山法取代。沉管法：是將隧道管段分段預制，分段兩端設臨時止水頭部，然后浮運至隧道軸線處，沉放在預先挖好的地槽內，完成管段間的水下連接，移去臨時止水頭部，回填基槽保護沉管，鋪設隧道內部設施，從而形成一個完整的水下通道。優點：沉管隧道對地基要求較低，特別適用于軟土地基、河床或海岸較淺，易于水上疏浚設施進行基槽開外的工程特點。二、高架結構城區高架結構作為城市景觀的一部分，必須與城市的其他建筑相協調；在城區施工，要求建設速度快，對現有的交通干擾小；必要地段應設置聲屏障以減輕車輛運行的噪音。1、梁部結構槽形梁下承式脊梁T梁板梁箱梁2、橋墩臺形式3.高架車站結構按軌道梁與車站結構的布置形式，高架車站結構分為橋—建分離式、橋—建結合式、橋—建合一式三種。三、路基土工建筑物由松散的土石材料組成完全暴露在大自然中軌道的基礎,直接承受軌道傳來的的壓力,并將其傳到地基有足夠的強度、穩定性和耐久性

路基的橫斷面

除路堤、路塹兩種基本形式另有不填不挖式、半堤式、半塹式、半堤半塹式路基體的斷面構成（1）路基面路基頂部的表面稱為路基面。路基面應根據線路數目、線間距、軌道結構尺寸、曲線加寬、路肩寬度、是否有接觸網立柱等計算確定。區間曲線地段的路基面寬度，單線應在曲線外側加寬，雙線應在外股曲線外側加寬。加寬值在緩和曲線范圍內線性遞減。（2）路拱為利于排水，路基面設計為三角形路拱，應由路基中心線向兩側設4‰的人字排水坡，曲線加寬時，路基面仍應保持三角形。（3）路肩路肩為路基面道床坡腳以外的部分，即路基兩側未被道床覆蓋的部分，為專業人員通行而設置。當路肩埋有設備時，路堤及路塹的路肩寬度均不得小于0.6m，無埋設設備時路肩寬度均不得小于0.4m。（4）邊坡路基橫斷面兩側邊線，即線路外側的部分，稱為路基邊坡。路基邊坡主要根據路基的土質、高度或土質的物理力學性質決定。當路堤高度小于等于8m時，路基邊坡坡度不應大于1:1.5。路堤坡腳外應設寬度不小于1.0m的護道。（5）基床路基基床是指路基上部受軌道、列車動力作用，并受水文氣候變化影響較大，須做處理的土層。路基基床分表層和底層，表層厚度應不小于0.5m，底層厚度應不小于1.5m。基床厚度以路肩施工高程為計算起點。任務二軌道結構軌道結構由鋼軌、軌枕、聯結零件、道床、道岔及附屬設施等組成。軌道結構是行車的基礎,其的作用是引導列車運行，直接承受由車輪傳來的荷載，并把荷載傳給路基或橋隧建筑物。軌道結構必須堅固穩定，并具有正確的幾何形位，以確保列車安全、平穩、不間斷運行。軌道結構的性質和狀況決定了列車的運行品質，也決定了乘客乘坐的舒適性。作用：用來引導車輪的行駛，并將所承受荷載傳到軌枕、道床及路基上去，也為車輪滾動提供最小阻力的接觸面。

兼作軌道電路或供電接觸網的導線一、鋼軌

斷面形狀為工字形，由軌頭、軌腰和軌底三部分組成

鋼軌要求有足夠的剛度、硬度、斷裂韌度、粗糙度、穩定性及耐腐蝕性

60軌50軌

鋼軌分類kg/m

正線及配線宜采用60軌，車場線宜采用50軌60軌比50軌重量增加不多，而通過鋼軌的總重量可增加50%，抗彎強度增加34%，使用壽命1.5~3倍，維修工作量減少40%標準鋼軌長度與鋼軌類型有關。我國50kg/m的鋼軌有12.5m及25m兩種標準長度，60kg/m鋼軌標準長度有25m、50m和100m三種。在曲線軌道中，曲線內股使用廠制標準縮短軌。如25.0m鋼軌的縮短軌有24.96m、24.92m、24.84m；2.5m鋼軌的縮短軌有12.46m、12.42m、12.38m。普通鋼軌有熱脹冷縮的性能，為適應鋼軌伸縮鋪軌時在兩根鋼軌的接頭處，應留有適當的軌縫。鋼軌在使用過程中不可避免地產生各種傷損，如折斷，裂紋及磨耗等，為保證行車安全，出現鋼軌傷損應及時更換。

作用：把鋼軌連接起來，使鋼軌接頭部分具有和鋼軌一樣的整體性，以抵抗彎曲和移位，并滿足熱脹冷縮的要求

1.普通接頭二、鋼軌聯結2.異型接頭3.導電接頭4.絕緣接頭5.膠接接頭

作用：承受鋼軌傳來的作用力，將其傳給道床，并有效地保持鋼軌的位置和軌距

鋪設：1440-1840根/公里三、軌枕

木枕

混凝土枕四、扣件作用：將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距和阻止鋼軌相對于軌枕的縱、橫向移動分類扣板式彈片式彈條式

混凝土枕扣件木枕扣件保持軌距有足夠的強度和壓力有適當的彈性和一定的耐久性有良好的減震性能零部件和維修量少

軌距及水平調整性能五、道床

整體道床結構有砟道床

(道碴層

)

作用：均勻地傳布軌枕壓力于路基上，并保持軌枕的位置，且使軌道有足夠的彈性，以減緩列車的沖擊震動，利于排水。材料：碎石、篩選卵石、天然級配卵石、熔爐礦渣、粗砂中砂等七、軌道附屬設施

1.軌道加強設備

防爬設備軌距桿

3.車檔

2.護軌

任務三

道岔

道岔是線路相連接或交叉設備的總稱，它用來使車輛從一股道轉向或越過另一股道。由于道岔構造復雜，限制行車速度、養護維修投入大，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環節，因此應使道岔具有良好的技術性能，確保列車能在規定的速度下安全、可靠地通過道岔和延長道岔的使用壽命。

單開道岔線路連接對稱道岔三開道岔線路連接與交叉交分道岔交叉渡線

線路交叉直角交叉菱形交叉一、單開道岔右開1.轉轍器部分單開道岔的轉轍器由兩根基本軌、兩根尖軌、各種聯結零件和道岔轉轍機構組成。2.轍叉及護軌轍叉是使車輪從—股鋼軌越過另一股鋼軌的設備，它設置于道岔側線鋼軌與道岔主線鋼軌相交處。轍叉由心軌、翼軌、護軌及聯結零件組成。3.連接部分連接轉轍器和轍叉的軌道稱為道岔的連接部分，它包括直股連接線和曲股連接線。1.轉轍器

1.1基本軌基本軌是用一根12.5m或25m標準斷面的普通鋼軌制成，主股為直線，側股按轉轍器各部分的軌距在工廠事先彎折成規定的折線或采用曲線形。1.2尖軌尖軌是轉轍器中的重要部件，依靠尖軌的扳動，將列車引入正線或側線方向。1.3轉轍器上的零、配件1.滑床板2.軌撐3.頂鐵4.各種特殊

形式的墊板5.道岔拉桿和連接桿

6.轉轍機械

712.轍叉及護軌固定轍叉分為兩種，即整鑄轍叉和鋼軌組合式轍叉。可動心軌道岔號數轍叉角的余切值N=cotα

9：6°20′25″7：8°07′48′743.連接部分連接部分是轉轍器和轍叉之間的連接線路，包括直股連接線和曲股連接線（又稱為導曲線）。1.對稱道岔二、其它類型的道岔

2.三開道岔

3.菱形交叉

4.交分道岔三、列車過岔速度

道岔是線路提高速度的主要控制因素之一。列車通過道岔的速度包括直向通過速度和側向通過速度。道岔的過岔速度是控制線路行車速度的重要因素之一。道岔容許通過速度取決于道岔構件的強度及平面型式兩個方面，這些是保證列車安全平穩運行和旅行舒適度所必不可少的條件。四、道岔中心線表示法及其幾何要素

按比例的中心線表示

單開道岔主要幾何要素

9：a=13839mmb=15009mmL全=28848mmR=180m7：a=10897mmb=12070mmL全=22967mmR=150m五、道岔結構病害原因分析道岔結構比較復雜，零件較多，在列車荷載作用下，加之維修保養不及時極易發生病害。1.轉轍器2.導曲線3.轍叉及護軌為保證列車運行安全，當發現不正常情況應立即采取措施消除。六、獨軌交通的道岔

任務四

軌道結構的幾何形位

軌

距

水

平

高低(前后高低)方向

軌底坡

一、軌

距直線地段標準軌距為1435mm軌距應在鋼軌頭部內側面下16mm處置取

δ=S0

–q

當輪對的一個車輪輪緣與鋼軌作用邊貼緊時，另一車輪輪緣與鋼軌作用邊之間留出的空隙,此空隙稱為游間δ。

曲線軌距

二、水

平：兩股鋼軌的頂面，在直線地段應保持在同一水平面上。水平也用道尺或軌檢車進行測量。與軌距同時檢查。直線部分按公里前進方向，以左股鋼軌為基準，右股鋼軌頂面高時誤差用“+”號，低時用“-”號；曲線部分以里股鋼軌為基準。三角坑

H=11.8VP2/RH——曲線外軌超高（mm）；

VP——列車通過速度（km/h）；

R——曲線半徑（m）外軌超高計算后，取5mm的整倍數一般地，城市軌道交通線路超高最大值不超過120mm。欠超高過超高或余超高未被平衡的欠超高不宜大于61mm,困難情況下不應大于75mm；過超高不超過30mmHq=11.8vmax2/R-h三、高低：一股鋼軌頂面縱向的高低差，反映平順情況

吊板（暗坑）：軌底與墊板、墊板與軌枕、與道床頂面之間出現間隙，此間隙超過2mm四、方向（軌向）：軌道中線位置應與它的設計位置一致，在直線是否順直，在曲線是否圓順相對軌距來說，軌向更為主要測量時，用10m弦繩五、軌底坡：鋼軌向軌道中心傾斜，1:30或1：40

任務五

限界

限界：為保證列車在線路上運行安全，防止車輛與沿線建筑物(設備)發生互相碰撞，而規定的輪廓尺寸線

車輛限界設備限界建筑限界車輛在正常運行狀態下形成的最大動態包絡線車輛在故障運行狀態下形成的最大動態包絡線，用以限制設備安裝的控制線

在設備限界基礎上，考慮了設備和管線尺寸后的最小有效斷面

1.車輛限界

直線地段設備限界是在直線地段車輛限界外擴大一定安裝間隙后形成；車體肩部橫向向外擴大100mm，邊梁下端橫向向外擴大30mm，接觸軌橫向向外擴大185mm，車體豎向加高60mm，受電弓豎向加高50mm，車下懸掛物下降50mm。

曲線地段設備限界應在直線地段設備限界基礎上，經計算加寬和加高。2.設備限界

相鄰的雙線，當兩線間無墻、柱及其它設備時，兩設備限界之間的安全間隙不得小于100mm。區間直線區段矩形、圓形、馬蹄形隧道限界圖3.建筑限界

建筑限界在寬度方向上設備和設備限界之間應留出20～50mm的安全間隙。當建筑限界側面和頂面沒有設備或管道時，建筑限界和設備限界之間的間隙不宜小于200mm；困難條件下不得小于100mm。區間直線區段地面、高架限界圖

任務六

線路維修與無縫線路城市軌道交通線路維修工作的基本任務是經常保持線路設備完整和質量均衡，使列車能以規定速度安全、平穩和不間斷地運行，并盡量延長設備使用壽命。“預防為主，防治結合，休養并重”一、線路維修城市軌道交通線路維修工作的基本任務是經常保持線路設備完整和質量均衡，使列車能以規定速度安全、平穩和不間斷地運行，并盡量延長設備使用壽命。預防為主，防治結合，休養并重根據作業的內容、技術難度和規模，線路維修可以劃分為日常維修和養護、專項維修、大修三個修程。1.日常維修和養護日常維修和養護的工作范圍主要包括經常性或預防性的養護和失效零部件部分的維修等內容，避免損壞擴大而造成更大的損失，使設施保持完好均衡的技術狀態。2.專項維修專項維修是巡檢、定期檢查或申請保修過程中發現的異常的嚴重的病害經過鑒定應進行的單項的維修或幾個單項維修的聯合作業。3.大修市軌道交通線路大修的主要任務是根據運輸需要及線路設備損耗規律，周期性地、有計劃地對損耗部分進行更新和修理，恢復和提高設備強度，延長設備使用壽命，增強軌道承載能力。二、無縫線路為減少接頭，把許多根普通長度的鋼軌焊接起來形成長鋼軌線路，稱為無縫線路。未經鉆眼與淬火的標準軌，先在工廠焊接成長軌條，然后運抵線路鋪設用地，焊接成1000～2000m或設計要求長度。1.普通無縫線路的組成2.基本原理鋼軌伸縮量其中α—鋼軌的線性膨脹系數11.8×10-6/°C

L--鋼軌長度m△t—軌溫變化幅度°C鋼軌鋪設到線路上被鎖定后,不能隨軌溫變化自由伸縮,則在鋼軌內將產生溫度應力。

3.鎖定軌溫：

無縫線路用強力扣件和防爬設備將鋼軌扣緊在軌枕上，稱為鎖定線路。鎖定線路時的軌溫稱為鎖定軌溫。此時鋼軌內的縱向應力應為零。（零應力軌溫）鎖定軌溫稍高于當地歷年最高軌溫與最低軌溫的中間值。

4.分類溫度應力式放散溫度應力式自動放散式定期放散式項目三

城市軌道交通車站

車站是城市軌道交通必不可少的基礎綜合設施，除承擔行車技術作業外，還是為乘客服務的重要窗口。車站建設不僅要滿足運營及為乘客提供高質量服務的要求，而且在工程造價要求合理的前提下還要與城市建設相協調。

任務一

車站概述一、城市軌道交通車站設計原則1.最大程度吸引客流。2．按遠期運量需求設計。3．預留適當的能力余地。4．最小程度占用地面面積。5．需采用多方案比選后，確定較優方案。一般宜設在直線上二、車站分類

2.按規模分一等站二等站三等站1.按位置分地下車站地面車站高架車站終點站、中間站、折返站（區域站）換乘站、分岐站、越行站4.按是否具有站控功能分：集中站；非集中站3.按運營特點分三、影響車站分布的因素城市規模大型客流集散點地區人口密度線路長度城市地貌和建筑物布局軌道交通路網及城市道路網狀況車站分布對市民出行時間的影響站間距：一般1-2km，市區0.8-1.6km任務二

城市軌道交通車站組成

1.出入口

設計原則：吸引和疏解客流。個數：每個公共區不少于2個，一般4個出入口寬度：

客流量*1.1~1.25，一般不少于2.5m地下出入口通道力求短直，通道的彎折不宜超過三處，彎折角度宜大于90°。地下出入口通道長度不宜超過100m。布置方式:2.（中間）站廳主要功能：集疏客流、檢售票、服務、設置部分管理與設備用房。

位于站臺一端（終點站）或兩側應考慮付費區與非付費區的功能區別客服中心設置在付費區和非付費區之間布置方式：3、站臺供列車停靠、乘客乘降的功能層。站臺類型：優缺點比較站臺尺寸的確定長度寬度高度站臺計算長度：列車最大編組數的有效長度與停車誤差之和，有效長度：無站臺門為列車首末兩節車輛司機室門外側之間的長度，有站臺門為列車首末兩節車輛盡端客室門外側之間的長度停車誤差(m):無站臺門1-2m，有站臺門+0.3m

一般地：一等站14m-15m，二等站l0-12m，三等站8-10m

站臺高度：站臺高度指站臺到軌頂面的高度，與車型有關。高站臺:站臺平面與車輛車廂內地板盡量保持同一水平面;

低站臺:站臺比車廂地板面低。車門與站臺邊緣距離：該值由車輛的限界決定，還應考慮站臺的施工誤差，一般100mm。當車站設在曲線上時，應適當加寬。

四、車站乘降設備

保證車站地面出入口、中間站廳、地下站臺之間乘客垂直移動的便捷舒適，安全可靠。樓梯坡道自動扶梯電梯1.樓梯

最簡單易建的乘降設備。投資低、施工簡單、管理方便．但易造成人流交叉干擾，乘客不方便。我國樓梯踏步的寬度×高度常采用：

300～320mm×145～150mm。

傾角26°34′

每個梯段不應超過18級。不少于3級。休息平臺1.2~1.8m一般在站臺寬度允許的條件下，盡量放寬樓梯寬度。2.坡道高差較小，施工條件良好,用坡道替代樓梯坡道長度應以乘客走行時間能夠承受為限，一般不應超過200m防滑措施及坡道照明

3.自動扶梯設置在建筑物層間連續運載人員的輸送機。

在城市軌道交通車站中，自動扶梯的用途主要是解決乘客的快速疏解，滿足乘客對乘降舒適度的要求。

4、電梯與輪椅升降臺電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。垂直電梯是車站應設置的無障礙設施，不能設置垂直電梯時，應在人行樓梯掛設輪椅升降臺。任務三

換乘站

換乘是指乘客在不同路線之間，在不離開車站付費區及不另行購買車票的情況下，進行跨線乘坐列車的行為。一、換乘站設計原則盡量縮短換乘距離，換乘路線要明確、簡捷，盡量方便乘客；盡量減少換乘高差，降低換乘難度；換乘客流宜與進出站客流分開，避免相互交叉干擾；換乘設施的設置應滿足換乘客流量的需要，且有擴、改建余地；應周密考慮換乘方式和換乘形式，合理確定換乘通道及預留口位置；換乘通道不宜超過100m，超過100m宜設置自動步行道；應盡可能降低造價。1.站臺換乘2.站廳換乘3.通道換乘4.組合換乘二、換乘方式1.站臺換乘（1）同站臺換乘

同站臺換乘是最便捷的換乘方式（2）垂直換乘（節點換乘）站廳換乘是指乘客由一個車站的站臺通過樓梯或自動扶梯到達另一個車站的站廳或兩站共用的站廳，再由這一站廳通到另一個車站的站臺的換乘方式。2.站廳換乘3.通道換乘通道換乘常見于兩站臺間相距較遠的車站。乘客下車后需經過專用通道，步行一段距離，到達另一條路線的站臺轉車，通常都需要在中途轉換樓層。4組合換乘幾種換乘形式站外換乘站外換乘常見于因某種原因無法在付費區換乘，而進行的有條件換乘，就是使用用一張公交卡在轉乘站之間兩條或多條線出站后在規定時間內換乘，而使用單程票卡則無法換乘。“工”字形換乘站“一”字形換乘站“L

T十”字形換乘站三、換乘站形式項目四

車輛基地對車輛的運用、維護保養、檢修,使運行車輛保持良好的技術狀態，確保行車安全，提高車輛的運行效益一般每條城市軌道交通線設一個車輛段，若線路較長則增設一個停車場。分類:盡頭式和通過式一、選址要求用地符合城市總體規劃有良好的接軌條件避開工程地質和水溫抵制不良的地段有良好的自然排水條件便于城市電力線路、給排水等市政管道的引入和道路的連接有足夠的有效用地面積和遠期發展余地任務一

車輛基地概述二、車輛基地組成車輛段綜合維修中心物資總庫培訓中心救援設施平面設置立體設置

三、車輛基地的規模

四、與鐵路聯系五、車輛段設置地鐵的車輛檢修修程分為大、架修、定修、三月檢和雙周檢。任務二

車輛段設置1.停車庫主要用于夜間收車后停車作業，以及停放備用車輛，可以進行簡單維護保養作業。設計規模線路車輛保有量一般一條停車線停放2~3列車

一、車輛段必備設施停車庫（棚）計算長度Ltk=(L+1)×Nt+(Nt—1)×8+9

式中：Ltk—停車（棚）計算長度（m）；(L+1)—列車長度加停車誤差1m（m）；Nt

—每條線停車列位數；8—停車列位之間通道寬度（m）；9—停車庫兩端橫向通道總寬度。2.檢修庫專門用于車輛檢修作業的車庫，配有檢修設備。（1）列檢庫：完成列車列檢作業，可以在停車庫列檢線完成；（2）三月檢庫：完成列車三月檢作業；（3）定修庫：完成列車定修作業；（4）架修庫：完成列車架修作業；（5）大修庫：完成列車大修作業。列檢庫（棚）計算長度Ljk=Lj×Nj+(Nj—1)×8+9式中：Ljk—列檢庫（棚）計算長度（m）；

Lj—檢查坑長度（m），為列車長度加4m；Nj—每條線列檢列位數；

8—列檢車列位之間通道寬度（m）；

9—列檢庫兩端橫向通道總寬度。3.車輛清洗設備4.設備維修車間車輛段必須配備車輛清洗設備，并設專用的車輛清掃線。車輛段內還應由設備維修車間，負責段內的動力設施及通用設備維修。二、車輛段內的線路1.停車（列檢）線2.洗車線3.檢修線4.吹掃線5.解鉤線6.靜調線7.鏇輪線8.試車線廣州地鐵芳村車輛廠線路布置圖東教站安全線牽出線D44L-37646062L-35D40D22材料庫線走行線說明:1.L2/L8為交分道岔。2.L4、L6為單開道岔。3.L33、L60、L62、定位，L-35作為試車線一部分。大架修庫線試車線L-14L-30L-31L-25L-26L-27調機庫線L-23L-22L-246道5道4道定檢線靜調庫線檢修線L-33L-32D20D36D34D32D30存車線L-29L-2856545248D184438404246D16L-21牽出線L-12S1234X11X10L-11AL-10AL-11BL-10BL-9L-8BL-7BL-6BL-5BL-4BL-3BL-2BL-1BD70X8X7X6X5X4X2X3X1D8L-8AL-1AL-3AL-2AL-5AL-4AL-7AL-6AG-1三月檢線雙周檢線不落輪旋修線L-8CL-7CL-6CL-5CL-4CL-3CL-2CL-1CS11S10D9S8S7S6S5S4S3S2S1D73133D25J12816141218D22846SXSRSCD42010242236X12D14D8AD8B1D7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD7B1D6B1D5B1D4B1D3B1D2B1D1B1D8B2D8CD6B2D5B2D4B2D3B2D2B2D1B2D7B2D7CD6CD5CD4CD3CD2CD1CD1329271311251523211719G-19D53517D1S210L-16L-15XK353739D15D21D19D17L-17L-18L-19L-20安全線牽出線工程車及特種車存放線存車線維修中心線三.車輛段設計原則：（1）收發車順暢；（2）停車檢修分區合理；（3）用地緊湊。

車輛段的用地規模一般為0.2～0.45km2車輛段設計主要分為三部分：咽喉部分線路部分車庫部分1.注意保證行車安全、滿足輸送能力的需要2.保證必要的平行作業3.努力縮短咽喉長度，盡量節省用地任務一城市軌道交通線路按其在運營中的作用，分為正線、配線（輔助線）和車場線。正線貫穿所有車站、區間,供列車日常運行。（右側行車制）輔助線包括折返線、聯絡線、停車線、出入線、安全線等。車場線指牽出線、車底（空車）停留線及車輛段內各種作業線和試車線。項目五

站場基礎知識1.環形折返線:俗稱燈泡線

環形線折返設備可保證最大的通過能力，但施工量大，鋼軌在曲線上的磨耗也大。一般只適用于線路較短、線路延伸可能較小且該端點站又往往在地面的情況。二、折返線：專供列車折返調頭的線路。

2.盡端折返線一般說來，站后盡端折返線折返是最常見的方式。折返線的有效長度，宜為遠期列車長度加50m(不含車擋長度)。

3.渡線折返存在一定的進路交叉三、聯絡線：軌道交通線路之間為調動列車等作業而設置的連接線路。

同種制式列車過軌運行1.聯絡線與正線的接軌點宜靠近車站2.可設置單線或雙線

四、

停車線

城市軌道交通系統復雜、設備多，且線路密度較大，列車運行間隔較小，列車在運營過程中難免發生故障。為不影響后續列車運行，設計上應能使故障列車及時退出運營正線，停放到停車線上，盡量減少對后續列車的干擾。

正線應每隔5-6座車站或8-10km設置停車線，其間每隔2-3座車站或3-5km加設渡線停車線應具備故障待避和臨時折返功能。出入線宜在車站端部接軌應按雙線雙向設計五、車輛基地出入線

1．車輛基地位于線路端部線路起（終）點站站后接車輛基地，這種布置方式較好，車輛基地出入線與正線干擾少，有利于運營管理。2．車輛基地位于線路中部

六、安全線：為防止在車輛段（場）出入線、折返線和岔線（支線）上行駛的列車未經允許進入正線與正線列車發生沖突事故，在無其它列車運行隔開設備的下列情況，應設安全線，以保證列車安全、正常的運行。安全線的長度一般不小于50m一、道岔和線路編號為便于車站或車輛段生產指揮作業的聯系和對設備的維修管理，應對道岔和線路進行編號。同一車站或車輛段內的道岔和線路不得有相同的編號。道岔一般用阿拉伯數字依次編號。線路編號一般正線用羅馬數字，其它線用阿拉伯數字。任務二

兩相鄰道岔中心間的距離二、線間距

相鄰線路中心線間的距離。線路間距應保證行車和各項作業的安全，滿足設置各項設備的需要。曲線地段應直線地段基礎上按規定加寬。三、兩相鄰道岔中心間的距離

道岔配列形式L=a1+f+a2+△L=b1+f+a2+△L=b1+f‘+b2+△L=S/sinα任務三

線路連接形式

線路終端連接渡線連接梯線連接線路平行錯移1.線路終端連接

把相鄰兩條平行線路合成一條，這種連接形式叫線路終端連接

由一副單開道岔、一條連接曲線及道岔與曲線間的直線段組成

1.R一般不小于導曲線半徑2.g=S/sinα-(b+T)

g不宜小于5m,車場可減少到3m3.全部連接長度在水平方向的投影為：

X=a+x+T2.渡線連接

（1）普通渡線

（2）交叉渡線

設于兩條平行線路間，由兩副轍叉號數相同的單開道岔及兩道岔間的直線段組成

由四副轍叉號數相同的單開道岔和一副菱形交叉及連接軌道組成

全部連接長度在水平方向的投影長度為

X=2a+x=2a+SN（3）縮短渡線

由兩副單開道岔、反向曲線、曲線間直線段及曲線間的直線段組成

當兩條平行線路間的距離較大時，為了縮短連接長度

3.線路平行錯移的連接

變更線路間距

4.梯線連接

（1）直線梯線

各道岔依次排列在一條直線上

（2）縮短梯線

當平行線路間的距離較大時，為了縮短梯線長度

將幾條與基線成不同傾斜角的梯線組合起來，連接較多的平行線路

（3）復式梯線

車輛段內線路數較多，常用復式梯線連接任務四

線路有效長

指股道上能停放列車而不影響信號顯示、道岔轉換及相鄰線路列車作業的長度。線路有效長的起止范圍主要由下列因素確定：

警沖標；道岔始端基本軌接縫處絕緣；調車信號機；車擋（為盡頭式線路時）

警沖標是防止停留在一線上的機車車輛與鄰線行駛的機車車輛發生側面沖撞而設在兩條線路交叉處適當位置的一種信號標志，學習目標

知識目標

1.了解超聲波雷達工作原理。

2.掌握超聲波雷達特點、參數。

技能目標

1.掌握超聲波雷達的調試技能。

2.掌握超聲波雷達探測障礙物的技術特點。建議課時

8課時模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定

一、超聲波雷達的特點

超聲波雷達在汽車上的應用如圖2-1所示。超聲波雷達外形如圖2-2所示，其在應用中具有如下特點：模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-1超聲波雷達在汽車上的應用

圖2-2超聲波雷達外形

（1）汽車上用的超聲波雷達，頻率為40kHz，相對固定。

（2）超聲波的傳播速度低，并且指向性強，靈敏度高，能量消耗緩慢。一般測量距離小于10m。

（3）超聲波對色彩、光照度不敏感，適用于識別透明、半透明及漫反射差的物體。

（4）超聲波抗環境干擾能力強，可全天候工作，可在室內、黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強、有毒等惡劣環境中使用。

（5）超聲波雷達結構簡單，體積小，成本低，信息處理簡單可靠，易于小型化與集成化，并且可以進行實時控制。

（6）超聲波雷達適用于汽車低速行駛時，因為在不同的天氣情況下，超聲波的傳輸速度不同，當汽車高速行駛時，超聲波測距無法跟上車距的實時變化，誤差較大。

（7）超聲波有一定的擴散角，只能測量距離，不能測量方位，因此停車時必須在汽車前、后保險杠不同方位上安裝多個超聲波雷達。

（8）對于低矮、圓錐、過細的障礙物或者溝坎，超聲波雷達不容易探測到。

（9）超聲波的發射信號和余振的信號都會對回波信號造成覆蓋或者干擾，形成探測盲區，可安裝攝像頭解決盲區問題。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定

二、超聲波雷達的結構

超聲波雷達的主要材料是一種具有壓電效應、能夠實現電能與機械能相互轉換的晶體材料——壓電晶片。超聲波雷達有一個發射頭，一個接收頭，通過超聲波發射頭發出超聲波脈沖，經介質（空氣）傳到障礙物表面，被障礙物反射后再通過介質（空氣）傳回到接收頭，計算出超聲波脈沖從發射到接收往返的時間，根據介質中的聲速，就可以得到從探頭到障礙物表面的距離。超聲波雷達典型結構如圖2-3、圖2-4所示。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-3超聲波雷達典型結構

圖2-4超聲波雷達結構圖

三、超聲波雷達測距原理

1.超聲波雷達定義

超聲波雷達是一款極其常見的傳感器。如果覺得超聲波雷達有些陌生，那么它還有一個更通俗的名字——倒車雷達。它是汽車駐車或者倒車時的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示器告知駕駛員周圍障礙物的情況，消除了駕駛員駐車、倒車和起動車輛時前后左右探視所引起的不便，并幫助駕駛員解決了視野盲區和視線模糊的問題（圖2-5所示為停車輔助，圖2-6所示為博視寶數碼倒車雷達）。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-5停車輔助

圖2-6博視寶數碼倒車雷達

2.工作原理

超聲波雷達的工作原理是通過超聲波發射裝置向外發出超聲波，通過接收器接收到發送過來超聲波時的時間差來測算距離，如圖2-7所示。目前，常用探頭的工作頻率有40kHz、48kHz和58kHz三種。一般來說，頻率越高，靈敏度越高，但水平與垂直方向的探測角度就越小，故一般采用40kHz工作頻率的探頭。超聲波雷達防水、防塵，即使有少量的泥沙遮擋也不影響，探測范圍在0.1～3m之間，且精度較高，因此非常適用于停車。

工作時，超聲波發射器不斷發射出一系列連續脈沖，給測量邏輯電路提供一個短脈沖。由信號處理裝置對接收的信號依據時間差進行處理，自動計算出車與障礙物之間的距離。超聲波測距原理簡單，成本低，制作方便，但其傳輸速度受天氣影響較大；另外，超聲波能量與距離的平方成正比衰減，因此，距離越遠，靈敏度越低，從而使超聲波測距方式只適用于較短距離。目前，國內外一般的超聲波測距儀，其理想的測量距離為4～5m，因此大多用于汽車倒車雷達等近距離測距中。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-7倒車雷達系統原理

如圖2-8所示，該倒車雷達系統采用單片機控制，利用超聲波實現無接觸測距，并考慮測量環境溫度對超聲波波速的影響，而且通過溫度補償法對速度進行校正。使用由集成數字傳感器DS18B20構成的溫度測量電路，可直接讀取溫度值，再根據溫度補償得出超聲波在某一溫度下的波速，由單片機計數脈沖個數獲得傳播時間，根據超聲波測距原理測得并顯示距離，再根據顯示的距離控制蜂鳴器的發聲頻率。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-8整體設計框圖

如圖2-9所示，超聲波雷達在空氣中工作，設探頭到障礙物表面的距離為L，超聲波在空氣中的傳播速度為v（約為340m/s），超聲波從發出到接收所需的傳播時間為t，當發射頭和接收頭之間的距離遠小于探頭到障礙物之間的距離時，則超聲波雷達至障礙物表面之間的距離L=vt/2。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-9超聲波雷達測距原理

四、超聲波雷達的主要參數

1.測量范圍

超聲波雷達的波長越長，頻率越小，檢測距離越大。

2.測量精度

被測物體體積過小、表面形狀凹凸不平、物體材料吸收聲波等情況都會降低超聲雷達測量精度。

3.波束角

以超聲波雷達中軸線的延長線為軸線，到一側能量強度減小一半處的角度稱為波束角。波束角越小，超聲波雷達指向性越好。

4.工作頻率

一般選擇40kHz工作頻率，這樣傳感器方向性靈敏，且避開了噪聲，提高了信噪比。

5.抗干擾性能

環境中的噪聲會干擾超聲波雷達接收物體反射回來的超聲波，超聲波雷達應具有一定的抗干擾性能。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定

五、超聲波雷達安裝標定

（一）超聲波雷達的安裝

超聲波雷達安裝在汽車前、后保險杠上，一般前部安裝4個超聲波雷達，后部安裝4～6個超聲波雷達。UPA和APA的探測范圍和探測區域如圖2-10所示，圖中的汽車配備了前后方向各4個UPA，左右兩側各2個APA。APA的探測距離優勢讓它不僅能夠檢測左右側的障礙物，而且還能根據超聲波雷達返回的數據判斷停車位是否存在，因此，可用于自動停車時的停車位檢測。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-10超聲波傳感器應用

（二）超聲波雷達的安裝調試

超聲波雷達的具體安裝步驟如下。

1.接通超聲波考核系統實驗箱電源

（1）通過連接考核系統配套的12V直流電源適配器對考核系統主機進行供電，如圖2-11所示為超聲波考核系統實驗箱。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-11超聲波考核系統實驗箱

（2）連接好電源適配器上的交流220V延長線（圖2-12右側的電源延長線）。電源適配器如圖2-12所示（不同時期可能會有不同的適配器）。

（3）將電源適配器一端通過220V電源線插到交流插座上，另外一端的圓形端子插接到考核系統主機右側的12V圓形黑色電源插孔，如圖2-13所示。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-12電源適配器

圖2-1312V電源接口

2.連接總線通信工具并進行設置

連接總線通信工具（PFAutoCANTest），并打開計算機配套軟件進行相應連接設置。

（1）將PFAutoCANTest總線工具和配套的線纜進行連接，注意DB9插頭的插入方向，連接好后，如圖2-14所示。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-14已經連接好DB9接口的PFAutoCANTest總線工具

（2）將PFAutoCANTest總線工具的CAN總線延長線接入考核系統主機上側面板的右下方CAN接口（航空插座；注意接口方向，方向不正確將不能接入；接入時插頭的凹槽對應于插座的凸起），連接情況如圖2-15所示。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-15已經與PFAutoCANTest總線工具連接好的考核系統CAN接口

（3）將USB延長線與計算機USB接口進行連接，如果計算機端USB驅動安裝正確，則PFAutoCANTest總線工具上“SYS”指示燈將會由紅色變成綠色；若USB驅動安裝不正確，則一直顯示紅色。連接成功后的指示燈如圖2-16所示。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-16總線工具指示燈

（4）雙擊“PFAutoCANTest”軟件圖標如圖2-17所示，打開“PFAutoCANTest”軟件（該軟件為綠色免安裝軟件，可以直接打開），打開軟件后的界面如圖2-18所示。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-17軟件圖標

圖2-18軟件界面

（5）點擊軟件最上面的“打開設備”菜單，并選擇“PFAutoCAN-2”→“Dev0”，如圖2-19所示。

（6）點擊“Dev0”后，軟件界面如圖2-20所示。

備注：部分顯示器因分辨率、操作系統原因，軟件界面下方的“控制面板”窗口可能會出現顯示不全的現象，此時可以拖動該窗口上方與數據窗口的邊界，進行窗口大小調整。模塊二

超聲波雷達的原理、安裝與標定圖2-19PFAutoCANTest總線工具選擇

圖2-20選擇“硬件”后的界面

（7）在圖2-20所示的軟件界面中，“PFAutoCAN-2Dev0-0”是PFAutoCANTest總線工具的高速CAN總線通道“數據窗口”，CAN總線物理