超级电容在城市轨道交通系统中的应用

都市快轨交通?第21卷第3期2008年6月

机电工程

URBAN RAP I D RA I L TRANSI T

超级电容在城市轨道

交通系统中的应用

陈　朗

(广州市地下铁道总公司　广州　510380)

摘　要　针对当前轨道交通面临的节能重大课题,阐述超级电容的工作原理、技术特点、工作模式及其在国外的应用情况;从技术和经济方面分析,探讨依靠国内力量开展城市轨道交通超级电容应用研究的前景。关键词　城市轨道交通　超级电容　能量存储模式　电压稳定模式

近年来,为了充分利用城市轨道交通车辆(特别是轻轨和有轨电车)的制动能量,提出了多种能量管理设备,如飞轮、逆变器、超级电容等。下面就超级电容在城市轨道交通中的应用,进行初步分析和探讨。

1　应用背景

随着城市人口的膨胀,城市轨道交通显得越来越重要。我们在建设城市轨道交通时,必须考虑经济与环境的和谐发展。从经济角度看,城市轨道交通系统的能耗最引人关注,能耗费用占了运营费用的相当大的部分。怎样有效利用能源、减少能耗,是摆在我们面前的一个重要课题。调查显示,在城市轨道车辆的能耗中,牵引能耗占了90%,车辆辅助设备能耗占10%。如果采取适当的措施,如合理安排车辆运行、使用超级电容等能量管理设备,电能消耗量的40%就可以在车辆制动时反馈回供电系统,以供给正在加速的车辆使用,如图1所示。

此外,由于列车启动和制动会引起电压的波动,若采用合适的能量管理设备,就可以减小电网电压的波动,从而提高供电质量。

收稿日期:2007212210　修回日期:2008204201

作者简介:陈朗,男,广州地铁车辆研发中心,从事车辆科研、国产化

技改工作,c he n la ng @g zm tr .c

om

图1　城市轨道车辆的制动能耗比例

2　工作原理及技术特点

2.1　工作原理

超级电容器也属于双电层电容器,是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种,其基本原理和其他种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。在传统物理电容中,储存的电能来源于电荷在两块极板上的分离,极板之间为真空(相对介电常数为

1)或被一层介电物质(相对介电常数为ε)隔离,电容

值为

C =

εA 316

πd ×10-6

(μF )(1)

式中,A 为极板面积,d 为介质厚度;所储存的能量为

E =1/2C (ΔV )2

,其中C 为电容值,ΔV 为极板间的电压

降。可见,若想获得较大的电容量,储存更多的能量,必须增大面积A 或减少介质厚度d 。

在双电层电容器中,采用活性炭材料制成多孔电极,同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液。当在两端施加电压时,相对的多孔电极上分别聚集正负电子,而由于电场作用,电解质溶液中的正负离子将

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超级电容在城市轨道交通系统中的应用

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图2　超级电容的　技术原理

分别聚集到与正负极板相对的界面上,从而形成两个集电层,相当于两个电容器串联,如图2所示。

由于活性碳材料具有大于等于1200m 2

/g 的超高比表面积(即获得了极大的电极面积A ),而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1

nm (即获得了极小的介质厚

度d ),从式(1)可以看出,这种双电层电容器比传统物理

电容器的容值要大很多,比容量可以提高100倍以上,从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能。

2.2　技术特点

(1)纳米碳电极表面积可以做得很大(3000m 2

/g ),而且很轻;

(2)两电极间的距离很小,达1nm;

(3)电解质的分解电压:有机电解质为2.5～3V,

无机电解质为0.7～1V;

(4)能量密度相对小(5～12W ?h /kg ),但功率密

度大(达10k W /kg ),且充电速度快;

(5)充放电是纯物理过程———离子在电解质中的

移动;

(6)内阻非常小,便于实现高功率充放电;(7)充放电效率高,工作温度范围宽,环境适应性

较强。

3　工作模式

在城市轨道系统中采用的超级电容主要有两种工作模式:一种是作为能量储存器,它吸收了车辆制动过程中产生的能量,直到后面有车辆处于加速状态时才将能量释放到供电系统中;一种是作为稳压器,它总是保持在高容量的状态,当供电系统的电压低于规定值时才开始放电。

超级电容系统可以自动地转换这两种运行模式,以便完全适应变化的运行要求。

3.1　能量储存模式

如果没有能量储存系统(如超级电容),如果同一时间内没有任何其他车辆处于加速状态,则制动车辆产生的能量就会通过放热方式消耗在制动电阻上面。然而,在实际运营中,这些同步的加速和制动并

不能完全协调,也就是说,当一列车制动时,不可能总是在同一供电区段内有另外的列车在牵引,因此总是有部分能量以热量的方式消耗掉。但采用超级电容,可以在制动的过程中把能量储存下来,当有车辆加速的时候再释放出去,这就减少了供电所中能量的耗费。

图3是2001年在德国科隆做的一次测试,从中可以看出:在t 1时刻,供电段3处有一列车在加速(I 3为正),超级电容处于放电状态(W SES 减小,I SES 为负);在t 2

时刻,供电段2处有一列车在制动(I 2为负),超级电容处于充电状态(W SES 增大,I SES 为正);在t 3时刻,供电段

1处有一列车在制动(I 1为负),超级电容处于充电状

态(W SES 增大,I SES 为正);在t 4时刻,供电段1处的列车仍在制动,供电段4处的一列车在加速,超级电容立刻从充电状态转成放电状态(W SES 减小,I SES 为负)

。

图3　超级电容储能模式的动态控制响应

3.2　电压稳定模式

如果没有能量储存系统(如超级电容),当有很多车辆在同一时间内加速时,则系统电压会降到一个非常严重的水平,导致车辆频繁地低电压波动,从而在一段时间内影响乘客服务质量。对于这个问题,可以采用超级电容来得到解决。如果系统电压降到规定的限制值,超级电容将会放电,以提高系统电压。

图4是2002年在西班牙首都马德里地铁做的一次测试。可以看出:在t 1时刻,由于多列车同时加速,导致系统电压下降至规定的最小值,此时超绝电容开始放电(I SES 为负),一直到t 2时刻,以保证系统电压稳定在510V 的水平;当多列车同时加速的状态结束时,系统电压回升,超级电容处于充电状态(通过变电站或列车制动产生再生能量来充电);t 3、t 4时刻表明,列车

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制动时充电电流快速上升,超级电容的能量迅速存储起来

。

图4　超级电容电压稳定模式的动态控制响应

超级电容保证了系统电压总是在一个稳定的范围内,牵引供电系统的有效性增加了。图5是2002年在西班牙首都马德里地铁做测试的结果。可以看出,系统电压低于490V 的情况不再出现,低于530V 的情况

也大大减少。

图5　系统电压值的出现几率

4　应用现状

4.1　国外技术水平及应用情况

由于制作工艺的差异,国外产品的性能相对要好一些,循环充放电可达50万次。国外生产大容量超级电容器的厂家主要有美国Max well 、韩国NESS 、俄罗斯

ES MA 、加拿大庞巴迪、德国西门子等。其中,用在轨道

交通领域的主要有西门子公司的SITRAS SES 系列和庞巴迪公司的M itrac 系列超级电容产品。据了解,目前在轨道交通领域使用的超级电容,其电压等级普遍在1000V 以下。

西门子的产品应用在西班牙的马德里、德国的波鸿和科隆、美国的波特兰等城市,其中在马德里地铁上使用的超级电容是放置在地面上的,由1300个电容组成,占地2.5m 2

,容量为2.3k W 时,功率1MW ,电压

750V 。

2003年,在德国西南部城市曼海姆轻轨交通电气

驱动系统中,做了车载储能系统的测试。轻轨车辆长

29.2m,重35.8t 。超级电容储能系统重477kg,外形

尺寸1900mm ×950mm ×455mm,安装在车顶,由640支超级电容器组成,每支1800F /2.5V,采用空气冷却方式。系统的最大功率300k W ,储能容量1k W ?h,放电深度50%,释放能量75%。

为了对比,设定了列车的测试运行曲线:加速至

50km /h,接着惰行,然后制动。先把超级电容储能系

统关断,测试结果如图6所示。可以看出,从供电系统

获取的最大功率约为85k W ,只有很少的制动能量被回馈到供电系统。接上超级电容储能系统,列车仍然按照设定的测试运行曲线运行,测试结果如图7所示。从供电系统获取的最大功率约50k W ,几乎全部的制

动能量被储存到储能系统。

4.2　国内技术水平及应用情况

在城市轨道交通领域,国内仍处于研究阶段,还没有成熟产品。目前,国内研究生产的超级电容器主要

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用在电动汽车、电力系统等领域。其容量和功率相对较小,例如用在电梯节能器上的超级电容器(见图8),其容量为0.5k W ?h,功率也只有几十k W

。

图8　电梯节能器的超级电容器单体

5　应用前景分析

5.1　技术分析

超级电容装置的关键技术是串联均压技术、充放电控制技术、能量管理技术、储能模块优化技术等。这些关键技术在国内已有一定的基础,只要做进一步的研究,就完全可以开发出适合于城市轨道交通系统应用的超级电容装置。

城轨车辆制动能量的利用与行车密度有很大关系。如果行车密度大,例如地铁车辆的行车间隔普遍可以达到三四分钟,则列车制动时反馈的电能基本上就能提供给其他正在加速的列车使用。因此,作为储能装置的超级电容,更适合于行车密度相对较小的轻轨系统。

5.2　经济分析

目前,国外开发的超级电容装置价格昂贵,一套超级电容装置的价格高达几百万元。国内的产品价格相对便宜,有的科研单位曾针对超级电容器应用于城市轨道交通系统进行了成本分析。

51211　超级电容器安装在供电系统上

采用国产不对称型超级电容器,电压1500V,功率

2MW ,储能系统支撑50%的供电功率,持续时间30s,

所需的总能量为30MJ,选用20000F /1.4V 的电容器

(放电范围1.4～1V ),需要3000支(2串并联,每串1500支),每支电容器400元,共120万元,再加平衡电

路、检测与控制电路,储能单元总成本约150万元。

51212　超级电容器安装在列车上

采用国产不对称型超级电容器,电压1500V,功率600k W ,储能系统支撑50%的供电功率,持续时间

30s,所需的总能量为9MJ,选用12000F /1.4V 的电

容器(放电范围1.4～1V ),需要1500支,1串,每支电容器250元,总计约40万元,再加平衡电路、检测与控制电路,储能单元总成本约50万元。

可见,如果依靠国内技术成功研制适用于城市轨

道交通的超级电容器,可以大大降低设备本身的价格。

6　结语

超级电容用在城市轨道交通系统,既能稳定线网电压,又能回收一定的制动能量,可作为节能方案之一做进一步研究。

随着国内城市轨道交通的迅猛发展,将会有越来越多的轻轨、有轨电车等行车密度相对小的运载系统出现。若能依靠国内技术力量,研制出适用于城市轨道交通的超级电容器,将能够大大降低超级电容器的价格,有利于超级电容在城市轨道交通领域的推广使用,有利于建设节能型的城市轨道交通运载系统。

参考文献

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研究[J ].电气化铁路,2004(2).

App licati on of Super Capacit ors in U rban Rail Transit System

Chen Lang

(Guangzhou Metr o Cor porati on,Guangzhou 510380)

Ab s tra c t:Considering how t o reduce the energy consump ti on of urban rail transit,the paper intr oduces super capacit ors with their p rinci p les,technical characteristics,working modes and app licati on in overseas market,and analyzes the app licati on p r ospect of homemade super capacit ors in urban rail transit system.

Ke y wo rd s:urban rail transit;super capacit or;energy st orage mode;voltage stabilizati on mode

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中国城市轨道交通发展及现状调查报告

中国城市轨道交通发展及现状调查报告 关于《中国城市轨道交通发展及现状调查报告》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。 公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。 二、调查的基本情况 （一）调查目的 1、了解我国城市轨道的历史发展概况 2、了解我国城市轨道的现状及存在问题 3、了解我国城市轨道发展对城市经济发展的，包括对装备制造业、就业、城市空间布局、城市环境等的影响。 （二）调查方法 本报告针对中国城市轨道交通的发展、现状及对社会的影响展开调查。调查采取从网上搜寻大量资料并进行筛选总结的方法进行。 （三）项目执行 调查时间：自2013年11月12日至11月15日。 三、调查结果 （一）中国各大中城市的轨道交通发展历史（即已建成通车的城轨交通）1908年，我国第一条有轨电车在上海建成通车，揭开了中国城市轨道交通建设的序幕。随后，大连、天津、沈阳、北京、哈尔滨等城市相继修建了有轨电车线路，也在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。旧式有轨电车行驶在道路中间，与其他车辆混行，运行速度不高，正点率低，。随着汽车工业的发展，城市道路面积明显地不够用。到了20世纪50年代，中国各大城市开始相继拆除旧式有轨电车，到50年代末，只有大连、长春、鞍山等个别城市保留至今。 由于人口及汽车的猛增，有限的城市道路面积和无限增长的汽车数量产生了尖锐矛盾。城市轨道交通再次进入规划者的视野。 中国的地铁始建于1965年。 1965年北京地铁中国最早的地铁线路 1965年7月1日，北京的第一条地铁开工，1969年10月1日第一条地铁线路建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。目前北京在建地铁有4、5、10、奥运支线、机场特铁，2008年长度达200公里。2007年12月24日是北京地铁1号线和13号线缩短高峰运行间隔的第一天，地铁全网客运量突破300万，达到3018347人次，全线开行列车2306列，其中加开临客82列。至此，北京地铁成为中国大陆第一个日客流超过300万人次的地铁系统。 1984年12月28日建成通车，天津规划地铁系统总长度227公里，预计到2010年将累计实现轨道交通通车总里程130公里。 上海轨道交通建设始于1990年初。截至2008年底，运营线路总长236公里，车站总计162座。覆盖13个行政区域，线网规模位列全国之首;2008年上海轨道交通共运送乘客

中国城市轨道交通机电设备系统发展历程及趋势XXXX0317

中国城市轨道交通机电设备系统发展历程及趋势 要点： ●发展历程 ●技术状况 ●系统安全的沿革 ●前沿技术与最新研究进展 ●机电设备国产化动向 ●市场空间及前景 1．中国城市轨道交通机电设备系统的发展历程 中国国内的城市轨道交通机电设备系统的发展，大致经历了三个阶段。 2．中国城市轨道交通机电设备系统的技术状况 2.1 车辆（RS）： 中国城市轨道交通大部分采用轮轨式车辆，主要技术如下： 列车编组：4节、6节、8节。 车型：根据载客量大小分：A型、B型、C型三种类型。 车体材料：采用铝合金挤压型材焊接结构或不锈钢车体材料。 最高运行速度：80-100 km/h。 列车制动：电气制动、空气制动和停放制动。 转向架：钢板压型焊接结构、无摇枕转向架。 牵引控制：采用VVVF主逆变器技术。 列车自动监测及故障诊断：设置微机控制列车自动监测及故障诊断装置。其它型式的车辆：XX－高速磁浮列车系统,和XX－直线电机列车系统，XX－跨座式单轨列车系统。 2.2 信号（SIG）： 信号系统的核心是列车自动控制系统ATC（automatic train control system），ATC系统，包括三个子系统： 列车自动监控子系统ATS（automatic train supervision subsystem）；

列车自动防护子系统ATP（automatic train protection subsystem）； 列车自动运行子系统ATO（automatic train operation subsystem）。 国内城市轨道交通的信号系统的制式，最早为固定闭塞信号系统，后来发展到准移动闭塞信号系统，近些年新建的项目大多为移动闭塞信号系统。CBTC 系统已成为大多数城市轨道交通信号系统的发展趋势。 今后，信号系统将逐步走向综合监控列的发展方向，纳入综合监控系统，实现城市轨道交通机电系统资源共享。 1990年代，信号系统设备完全由国外厂商提供，目前部分产品可由国内厂商提供。 典型的CBTC信号系统的结构框图 2.3 供电（PS）： 供电系统组成：外部电源、主变电所及中压环网、牵引供电系统（牵引变电所及牵引网）、低压配电及照明供电系统（降压变电所及动力照明配电系统）、电力监控系统（SCADA）、杂散电流防护及接地系统。 外部供电电压等级：500kV、220kV、110kV、35kV。 内部供电电压等级：35kV、0.4kV。110kV和35kV断路器采用GIS设备。 牵引供电电压等级：直流750V、1500V。 车辆供电方式：接触网或接触轨 接触轨主体材质：主要有低碳钢和钢铝复合两种。 电力监控系统（SCADA）的电力调度系统由ISCS集成。 供电系统的绝大部分设备都由国内生产厂商供货。 2.4 通信（）： 通信系统一般设置专用通信、公安通信、公共通信三大通信系统。 专用通信系统由传输系统、专用系统、无线通信系统、公务通信系统、时钟系统、信息网络系统、通信电源系统、集中网络管理等子系统和通信线路共同组

中国城市轨道交通建设现状(正式版)

文件编号：TP-AR-L2380 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 中国城市轨道交通建设 现状(正式版)

中国城市轨道交通建设现状(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 （1）城市轨道交通建设规模大，同时建设的城市多。目前，中国城市轨道交通正处在快速发展时期，从1995年-20xx年6月，12年间共有10个城市20多条线路投入运营，运营里程达到730km，到奥运会开幕，北京、上海两城市运营线路分别达到220 km和236 km。 与此同时，全国共有15个城市、800 km的城轨线路正在施工建设。据不完全统计，北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、南京、重庆、长春、哈尔滨、沈阳、杭州、西安、成都、苏州等15个城市，城轨交通线网规划总长度达1700 km，总投资6000

亿元。这15个城市线网规划已于20xx年-20xx年得到国家的批准。 近年来，随着经济的快速发展，城市化和机动化进一步加快，城市人口继续增加，城市范围不断扩大，为了支撑城市的发展和建设，很多城市的轨道交通线网规划开始修编，城市轨道交通线网规划有进一步扩大的趋势。除上述15个城市之外，宁波、无锡、长沙、郑州、大连、东莞、贵阳、合肥、昆明、南宁、福州等10多个城市，也在筹建城轨交通，编制城轨交通线网规划，初步估计线网规划总长度为1000～1500公里。总之，无论从城市轨道交通规划城市数量、规划城市轨道交通总体规模，还是已经运营里程、在建里程，中国城市轨道交通总体规模都非常庞大，建设轨道交通的城市数量，在世界上都是首屈一指的。

我国城市轨道交通发展史

国内外轨道交通发展概况 ——《轨道交通信号与控制专业概论》课程论文 专业：轨道交通信号与控制 年级： 姓名： 学号： 2013.11 世界轨道交通的起源 在16世纪前，城市交通的发展只是表现为城市道路网的不断修建与完善，其交通形式则一直是步行、骑马和马车出行，直到16世纪中期的罗马时代才出现了公共交通。随着城市规模的逐渐扩大，对公共交通运输能力的要求也在不断提高，轨道马车应运而生。1832年，在美国纽约市的曼哈顿街道上铺设了轨道并开始运行有轨公共马车，这就是城市轨道交通的雏形。到1861年，伦敦的街道上也有了有轨马车。 自1765年英国人瓦特发明了蒸汽机，带领人类进入了“蒸汽机时代”。人们为了追求高效率的交通运输工具，把蒸汽机发明应用到车辆设计中制造出了蒸汽汽车。就在第一辆蒸汽汽车出现不久，英国人理查德·特里维西克根据蒸汽汽车工作原理，经过探索、研究和改进，终于在1804年制造了一台单气缸和大飞轮的蒸汽机车，能够牵引5辆车厢以在轨道上行驶，这就是在轨道上形式的最早的机车，因为用煤炭木柴作为燃料，人们就把它叫做“火车”。之后的几年，人们逐渐识到火车是一种很有前途的交通运输工具，并于1825在英国的斯托克顿与达林顿之间开设了世界上第一条营业铁路。从此以后，火车就以速度快、运载能力强逐渐在世界范围得到了广泛应用与快速发展。随着牵引动力的改革，铁路发展速度加快，到一战爆发前夕，全世界就已经修建铁路达上百万公里。 随着城市人口及车辆的增加，在平交道口出现了交通的阻塞，这种情况在较大城市非常严重。交通的拥堵使人们想到了将交通铁路线往地下发展，以便很好地解决客流膨胀与土地紧张的问题。19世纪中叶的英国伦敦交通十分拥堵。1843年，有“地铁之父”之称的英国律师查尔斯·皮尔逊建议修建地铁。进过了20年的酝酿和建设，世界上第一条快速轨道交通地下线（地铁）与1863年1月10日在轮动正式运营。它标志着城市轨道交通在世界上诞生。用明挖法施工的伦敦地铁，通车时采用蒸汽机车牵引，线路全场6.5km。由于列车在地下隧道内运行，尽管隧道里烟雾熏人，但当时的伦敦市民甚至是皇亲显贵们都乐于乘坐这种地下列车，因为在拥挤不堪的伦敦地面街道上乘坐公共马车，其条件和速度还不如地铁列车。世界第一条地下铁道的诞生，为人口密集的大都市发展公共交通取得了宝贵经验。从1893年到1900年期间，修建地铁的就有5个国家7个城市，，英国伦敦，美国格拉斯哥、纽约和波士顿、匈牙利布达佩斯、奥地利维也纳和法国巴黎。20世纪初的欧美地区，包括德国柏林和汉堡、美国费城、西班牙马德里等9座大城市又像机修了地铁。从此，城市交通步入了轨道交通时代。 1831年英国物理学家法拉第在试验中发现电磁感应现象，并制造出第一台发电机，把人类社会带入了电的世界，当时最成功地利用电能最为动力的交通工具要算是有轨电车了。而1881年，德国研制出架空接触导线供电系统，使电动车辆的供电线路由地面转向空中，电动车辆的电压和功率都大大提高。1890年，英国首次用电力机车牵引车辆。地下铁道也改用电力牵引，地铁的环境条件得到了大大改善。 世界轨道交通的发展和现状 从1863年第一条地铁线路在英国伦敦建成投入运营以来，轨道交通的诞生和发展已经有了

城市轨道交通各种制式系统

城市轨道交通的基本技术类别和优缺点 城市轨道交通模式种类繁多，分类方法也较多。目前，世界上城市轨道交通 分类大体如下：按构筑物的形态或轨道相对于地面的位置划分为地下铁路、地面 铁路和高架铁路；按列车服务范围划分为传统的城市轨道交通、区域快速铁路和 市郊铁路；按运能等级（大运量、中运量、小运量）及车辆类型可分为地下铁道、 轻轨交通、单轨交通、有轨电车、胶轮地铁、直线电机车辆、中低速磁悬浮（HSST）、磁悬浮；按照列车驱动力可以大致分为轮轨系统和磁悬浮系统两大类，城市铁路、 地铁、轻轨、单轨属于轮轨系统，而直线电机车辆介乎两者之间，原理上属于磁 悬浮系统。 目前，城市铁路、地铁、轻轨、单轨、胶轮地铁、磁悬浮交通等等形式在中 国均有应用，北京13号线被称为国内第一条城市铁路，上海建成了世界上第一 条投入商业运营的磁悬浮线路（其原理图如图2.2.1-1所示），重庆单轨，广州四 号线采用直线电机驱动的车辆，各城市轨道交通模式的选择正在趋于多样化。由 于分类方法很多，而且分类的界限越来越不清晰，下面暂按列车驱动方式分类方 法（即磁悬浮系统和轮轨系统）简要地对各种制式进行比较论述。 1.磁悬浮模式 （1）磁悬浮（TR） 磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高 速常导磁浮列车Transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将 列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速 度可达每小时400-500公里，适合于城市间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮 列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬 浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两种磁悬 浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标。磁悬浮系统的突出特点是速度高，造 价昂贵，而且应用经验不足。突出的缺点是： 1）由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬 浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速 稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。

城市轨道交通发展现状及未来趋势

城市轨道交通发展现状及未来趋势 国向外城市轨道交通的现状与发展趋势 随着我国城市化和机动化进程的加快，交通: 摘要拥堵问题已成为当前我国各大城市发展 的“瓶

颈”。如不能有效地解决城市交通问题。将严重影响大城市的可持续发展。但是，解决大城市交通问题要有前瞻性，要结合我国国情以及各大城市自身特点来确定大城市交通的发展战略。通过近几年对轨道交通的亲自参与和了解认识，现分析一下我国轨道交通的发展现状、特点、问题和发展趋势。关键词：轨道交通，发展现状，未来趋势，问题及原因，建设历程 1、前言 21世纪以来，具有节能、快捷和大运量特征

的城市轨道交通建设愈趋受到众多城市的 关注。城市轨道交通是采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统、有轨电车、单轨系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统和磁浮系统。由于畅通、高效、可靠的交通出行不仅是出行者选择出行方式的基础，更是城市交通管理者追求的目标，所以，城市轨道交通凭借快速、便捷、安全、运量大和运输效率高等特性，成为城市公共交． 通的重要组成部分。在中国已经运营轨道交通的城市中，越来越多的居民选择乘坐轨道交通出行。[1]

2、国内轨道交通建设历程 起步——２０世纪５０年代，我国开始筹备北京地铁网络地铁建设，在１９６５－１９７６年建设了北京地铁一期工程（５４Ｋｍ）。随后建设了天津地铁（７．１Ｋｍ，现已拆除重建）、哈尔滨人防隧道等工程。该阶段地铁建设以人防功能为指导思想。 发展——１９８０年代末至９０年代初，我国仅有上海、北京、广州等几个大城市规划建设轨道交通。该阶段地铁建设开始真正

超级电容器研究综述

一、超级电容器的发展与进步 （一）概述 在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。 电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。 超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。 超级电容器有着非常高的功率密度，但是其能量密度却比较低，它有着极好的循环充放电稳定性但是电压窗口却比较窄。但是人们也在对其进行着不断的研究来改善超级电容器的这些弊端。 （二）超级电容器的原理 超级电容器又称为电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的新型电化学储能器件，它的出现填补了Ragone图中传统电容器的高比功率和电池的高比能量之间的空白。一方面，与传统电容器相比，超级电容器的电极材料往往选用高比表面积材料，如活性碳，通过静电作用在固/液界面形成对峙的双电层存储电荷，因此超级电容器拥有比传统电容器高的能量密度，静电容量能够达到千法拉至万法拉级；另一方面，与电池能量存储机理类似，超级电容器可以通过法拉第氧化还原反应完成电荷存储和释放，由于主要依靠电极表面或近表面的活性材料存储电荷，超级电容器与电池相比，能量密度较低，但是具有高的功率密度和循环稳定性。 1 传统电容器 传统的平行板电容器是所有静电电容器储能的基础，传统电容器电能的储存来源于电荷在两极板上聚集而产生电场。平行板电容器的静电电容的计算公式为： r是两极板材料的相对介电常数，0是真空介电常数，A是电极板的正对面积，d 是两极板的距离。 2 双电层超级电容器 双电层电容器是通过静电电荷分离，依靠固/液界面的双电层效应完成能量的存储和转化。电解液离子分布可为两个区域——紧密层和扩散层。其双电层电容可视为由紧密层电容和扩散层电容串联而成。双电层电容器正是基于上述理论发展起来的。充电时，电子经外电

中国城市轨道交通发展及现状调查报告

中国城市轨道交通发展及现状调查报 告

中国城市轨道交通发展及现状调查报告 篇一：城市轨道交通发展及现状调查报告 一、调查背景 当前，中国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象，已成为城市发展的“瓶颈”问题。随着中国城市规模和经济建设飞速的发展，城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，交通需求急剧增长，城市交通供需矛盾日趋紧张。发展以轨道交通为骨干，以常规公交为主体的公共交通体系，为城市居民提供安全、快速、舒适的交通环境，引导城市居民使用公共交通系统是国外大城市解决城市交通问题的成功经验，也是中国大城市解决交通问题的惟一途径。城市轨道交通定义：城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。在国家标准《城市公共交一般见名词术语》中，将城市轨道交通定义为“一般以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。 二、调查的基本情况

（一）调查目的 1、了解中国城市轨道的历史发展概况 2、了解中国城市轨道的现状及存在问题 3、了解中国城市轨道发展对城市经济发展的，包括对装备制造业、就业、城市空间布局、城市环境等的影响。 （二）调查方法本报告针对城市轨道交通的发展、现状及对社会的影响展开调查。调查采取从上搜寻大量资料并进行筛选总结的方法进行。 （三）项目执行调查时间：自XX年11月12日至11月15日。 三、调查结果 （一）各大中城市的轨道交通发展历史（即已建成通车的城轨交通） 19 ，中国第一条有轨电车在上海建成通车，揭开了城市轨道交通建设的序幕。随后，大连、天津、沈阳、北京、哈尔滨等城市相继修建了有轨电车线路，也在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。旧式有轨电车行驶在道路中间，与其它车辆混行，运行速度不高，正点率低，。随着汽车工业的发展，城市道路面积明显地不够用。到了20世纪50年代，各大城市开始相继拆除旧式有轨电车，到50年代末，只有大连、长春、鞍山等个别城市保留至今。 由于人口及汽车的猛增，有限的城市道路面积和无限增长的汽车数量产生了尖锐矛盾。城市轨道交通再次进入规划者的视

2021中国城市轨道交通建设现状

2021中国城市轨道交通建设现 状 Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0890

2021中国城市轨道交通建设现状 （1）城市轨道交通建设规模大，同时建设的城市多。目前，中国城市轨道交通正处在快速发展时期，从1995年-2008年6月，12年间共有10个城市20多条线路投入运营，运营里程达到730km，到奥运会开幕，北京、上海两城市运营线路分别达到220km和236km。 与此同时，全国共有15个城市、800km的城轨线路正在施工建设。据不完全统计，北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、南京、重庆、长春、哈尔滨、沈阳、杭州、西安、成都、苏州等15个城市，城轨交通线网规划总长度达1700km，总投资6000亿元。这15个城市线网规划已于2003年-2006年得到国家的批准。 近年来，随着经济的快速发展，城市化和机动化进一步加快，城市人口继续增加，城市范围不断扩大，为了支撑城市的发展和建

设，很多城市的轨道交通线网规划开始修编，城市轨道交通线网规划有进一步扩大的趋势。除上述15个城市之外，宁波、无锡、长沙、郑州、大连、东莞、贵阳、合肥、昆明、南宁、福州等10多个城市，也在筹建城轨交通，编制城轨交通线网规划，初步估计线网规划总长度为1000～1500公里。总之，无论从城市轨道交通规划城市数量、规划城市轨道交通总体规模，还是已经运营里程、在建里程，中国城市轨道交通总体规模都非常庞大，建设轨道交通的城市数量，在世界上都是首屈一指的。 （2）城市轨道交通建设速度快，同时开工建设的线路多。从城市轨道交通建设速度分析，1995年-2008年12年间，中国建设轨道交通的城市，从1个城市增加到10个，运营里程从43km增加到790km。日本东京地铁，50年间建设286km，在经济高速发展时期1960年 -1969年，10年间建设100.5km。按年平均建设里程比较，北京、上海比东京快3倍多。上海、北京两市政府都提出每年建设40～50km 的承诺，上海、北京、广州三大城市打破常规，4条线或6条线在同时开工建设，投资以每年100多亿速度在推进，中国城轨交通建设

我国城市轨道交通发展趋势分析

我国城市轨道交通发展趋势分析 [摘要]城市不断地发展和壮大，使得区域间人员流动日益增多，城市交通流量迅速扩大。有限的城市土地资源无法满足持续增长的地面交通道路需求，于是城市轨道交通营运而生。本文将在回顾梳理城市轨道交通精彩的发展历程的基础上，对我国城市轨道交通中存在的问题进行分析，对其发展趋势进行展望。 [关键词]城市轨道交通；问题；发展趋势；分析 [DOI]10.13939/https://www.wendangku.net/doc/5c10739542.html,ki.zgsc.2015.04.053 城市轨道交通已成为现代化城市的重要标志，“地铁上的城市”已成为城市现代化的基石。随着我国城镇化进程的加快，更是为轨道交通插上了飞速发展的翅膀，成为真正的朝阳产业。伴随着政府适时提出并且制定了一系列国产化政策城市轨道交通建设，将不断促进相关产业的技术创新发展。 1我国城市轨道交通发展历程 城市轨道交通是以电能为动力，通过铺设固定轨道线路，采取轮轨运转方式，配备专用运输车辆以及专业服务设施，主要用于城市区域内客运服务的快速大运量公共交通设施。其具有运量小、速度慢、污染大等多方面的缺点也不能有效解决城市交通的可持续发展问题。因此，具有运量大、速度快、舒适性好、安全性高、节能环保等优势按照车辆类型、技术参数以及运送范围等不同特征，城市轨道交通可以分为轻轨、地铁、有轨电车、单轨以及磁悬浮列车等。 我国城市轨道交通发展用16年时间历程。起步阶段，于1965年北京地铁1号线，目前已有50多年的发展历史，经历了不同的发展阶段，呈现出不同的发展趋势。开始建设阶段，20世纪80年代末至90年代初，北京、上海、广州等特大城市，真正以城市交通为目的的地铁项目开始建设。建设高潮开始阶段，20世纪90年代，沈阳、天津、南京、重庆开始计划建设轨道交通项。调整阶段，1997年年底，提出以深圳地铁1号线（19.5km）、上海轨道交通3号线（24.5km）和广州地铁2号线（23km）开始启动。建设高潮阶段，1999年之后，全国已建和在建轨道交通项目的城市有10个，超过前30年建设度和规模。 2城市轨道交通发展问题 2.1规划不合理 轨道交通因为交通设施的不同，存在着不可移植性等特点。这种特点就导致了在规划阶段如果规划不合理，就不能发挥规划引导作用。部分规划不合理的城市轨道交通，因为布局不尽合理，丧失了对于城市交通压力缓解的作用，不能起到应有的作用，有的时候甚至造成交通堵塞。

中国城市轨道交通建设现状(新编版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 中国城市轨道交通建设现状(新 编版)

中国城市轨道交通建设现状(新编版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 （1）城市轨道交通建设规模大，同时建设的城市多。目前，中国城市轨道交通正处在快速发展时期，从1995年-2008年6月，12年间共有10个城市20多条线路投入运营，运营里程达到730km，到奥运会开幕，北京、上海两城市运营线路分别达到220km和236km。 与此同时，全国共有15个城市、800km的城轨线路正在施工建设。据不完全统计，北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、南京、重庆、长春、哈尔滨、沈阳、杭州、西安、成都、苏州等15个城市，城轨交通线网规划总长度达1700km，总投资6000亿元。这15个城市线网规划已于2003年-2006年得到国家的批准。 近年来，随着经济的快速发展，城市化和机动化进一步加快，城市人口继续增加，城市范围不断扩大，为了支撑城市的发展和建设，很多城市的轨道交通线网规划开始修编，城市轨道交通线网规划有进一步扩大的趋势。除上述15个城市之外，宁波、无锡、长沙、郑州、大连、东莞、贵阳、合肥、昆明、南宁、福州等10多个城市，也在筹

1 城市轨道交通练习题

城市轨道交通练习题 一、填空题 1.我国第一个拥有地铁的城市是北京。 2. 列车折返方式根据折返线位置布置情况分为站前折返和站后折返。 3. 城市轨道交通车站按站台型式分为岛式站台、侧试站台和岛侧混合站台。 4. 城市轨道交通车站按运营性质可分为：中间站、换乘站、中间折返站和尽端折返站。 5.城市轨道交通的站间距在市内繁华区一般可控制在1公里左右。 6. 列车自动控制系统包括列车自动防护系统、列车自动操纵系统和列车自动监督系统。 7.世界上拥有地铁运营里程最长的城市是纽约。 8.城市轨道交通地下线一般选择在市中心繁华地区。 9.城市轨道交通敷设方式可分为地上、高架和地上。 10、城市轨道交通信号的基本色为红、黄、绿三种，再辅以月白色、蓝色，构成城轨交通信号的基本显示系统。 11、道岔是机车车辆从一股道转入另一股道的线路设备，由岔心部分、翼轨部分、护轨部分三部分组成。 12、由于城市轨道交通运行间隔小、车流密度大，列车运行安全由ATP系统防护，因此一条进路中允许多个列车运行，此种进路为多列车进路。 13、列车运行自动控制系统(ATC)包括列车自动防护系统、列车自动驾驶系统及列车自动监控系统三个子系统，简称“3A”。 14、列车自动监控系统的列车追踪间隔调整功能的两种调整方式：模拟方式、离散方式。 15、根据信源所产生的信号的性质不同可分为组呼信源和全呼信源。 二、名词解释 1.轨道电路：有两根钢轨组成，用来反映轨道上是否有车与是否完整的电气回路。 2.岛式站台：位于两条线路中间的站台。 3．技术速度：指不包含停站时间在内的列车在站间平均运行速度。 4．旅行速度：指列车从始发站发出到达折返站时的平均运行速度。 三、问答题 1.城市轨道交通的轨道由哪几个部分组成？ 一般有钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其附属设备组成。 2. 城市轨道交通的构成包括哪几个部分？ 轨道交通系统由一系列相关设施组成，这些设施包括车站、线路、列车、控制以及通信信号系统等。 3. 简述现代城市轨道交通的种类,与城市道路交通相比的优势。 现代化城市轨道交通种类主要有地铁、轻轨铁路、市郊铁路、AGT自动导向系统、独轨铁路和磁悬浮铁路等。 优势：1、有较大的运输能力2、有较高的准时性3、有较高的安全性4、有较高的舒适性5、有较高的速达性6、能有效地节省土地7、对坏境保护作用好8、有较低的社会成本。

(完整版)全固态锂电池技术的研究进展与展望

全固态锂电池技术的研究进展与展望 周俊飞 （衢州学院化学与材料工程学院浙江衢州324000） 摘要：现有电化学储能锂离子电池系统采用液体电解质，易泄露、易腐蚀、服役寿命短，具有安全隐患。薄膜型 全固态锂电池、大容量聚合物全固态锂电池和大容量无机全固态锂电池是一类以非可燃性固体电解质取代传统锂离 子电池中液态电解质，锂离子通过在正负极间嵌入-脱出并与电子发生电荷交换后实现电能与化学能转换的新型高 安全性锂二次电池。作者综述了各种全固态锂电池的研究和开发现状，包括固态锂电池的构造、工作原理和性能特 征，锂离子固体电解质材料与电极/电解质界面调控，固态整电池技术等方面，提出并详细分析了该技术面临的主要 科学与技术问题，最后指出了全固态锂电池技术未来的发展趋势。 关键词：储能；全固态锂离子电池；固体电解质；界面调控 1 全固态锂电池概述 全固态锂二次电池，简称为全固态锂电池，即电池各单元，包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池，是从20 世纪50 年代开始发展起来的[10-12]。全固态锂电池在构造上比传统锂离子电池要简单，固体电解质除了传导锂离子，也充当了隔膜的角色，如图 2 所示，所以，在全固态锂电池中，电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用，大大简化了电池的构建步骤。全固态锂电池的工作原理与液态电解质锂离子电池的原理是相通的，充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌，通过固体电解质向负极迁移，电子通过外电路向负极迁移，两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。放电过程与充电过程恰好相反，此时电子通过外电路驱动电子器件。目前，对于全固态锂二次电池的研究，按电解区分主要包括两大类[13]：一类是以有机聚合物电解质组成的锂离子电池，也称为聚合物全固态锂电池；另一类是以无机固体电解质组成的锂离子电池，又称为无机全固态锂电池，其比较见表1。通过表1 的比较可以清楚地看到，聚合物全固态锂电池的优点是安全性高、能够制备成各种形状、通过卷对卷的方式制备相对容易，但是，该类电池作为大容量化学电源进入储能领域仍有一段距离，主要存在的问题包括电解质和电极的界面不稳定、高分子固体电解质容易结晶、适用温度范围窄以及力学性能有提升空间；以上问题将导致大容量电池在使用过程中因为局部温度升高、界面处化学反应面使聚合物电解质开貌发生变化，进而增大界面电阻甚至导致断路。同时，具有隔膜作用的电解质层的力学性能的下降将引起电池内部发生短路，从面使电池失效[14-15]。无机固体电解质材料具有机械强度高，不含易燃、易挥发成分，不存在漏夜，抗温度性能好等特点；同时，无机材料处理容易实现大规模制备以满足大尺寸电池的需要，还可以制备成薄膜，易于将锂电池小型化，而且由无机材料组装的薄膜无机固体电解质锂电池具有超长的储存寿命和循环性能，是各类微型电子产品电源的最佳选择[10]。采用有机电解液的传统锂离子电池，因过度充电、内部短路等异常时电解液发热，有自燃甚至爆炸的危险（图3）。从图 3 可以清楚地看到，当电池因为受热或短路情况下导致温度升高后，传统的锰酸锂或钴酸锂液体电解质锂离子电池存在膨胀起火的危险，而基于纯无机材料的全固态锂电池未发生此类事故。这体现了无机全固态锂电池在安全性方面的独特优势。以固体电解质替代有机液体电解液的全固态锂电池，在解决传统锂离子电池能量密度偏低和使用寿命偏短这两个关键问题的同时，有望彻底解决电池的安全性问题，符合未来大容量新型化学储能技术发展的方向。正是被全固态锂电池作为电源所表现出来的优点所吸引，近年来国际上对全固态锂电池的开发和研究逐渐开始活跃[10-12] 2 全固态锂电池储能应用研究进展 在社会发展需求和潜在市场需求的推动下，基于新概念、新材料和新技术的化学储能新体系不断涌现，化学储能技术正向安全可靠、长寿命、大规模、低成本、无污染的方向发展。目前已开发的化学储能装置，包括各种二次电池（如镍氢电池、锂离子电池等）、超级电容器、可再生燃料电池（RFC：电解水制氢-储氢-燃料电池发电）、钠硫电池、液流储能电池等。综合各种因素，考虑用于大规模化学储能的主要是锂二次电池、钠硫电池及液流电池，而其中大容量储能用锂二次电池更具推广前景。。 全固态锂电池、锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等后锂离子充电电池的先导性研究在世界各地积极地进行着，计划在2020 年前后开始商业推广。在众多后锂离子充电电池中，包括日本丰田汽车、韩国三星电子和德国KOLIBRI 电池公司对全固态锂电池都表现出特别的兴趣。图 4 为未来二十年大容量锂电池的发展路径，从图 4 可以看出，全固态电

超级电容器研究进展

超级电容器研究进展 XXX 摘要：超级电容器是一种介于化学电池与普通电容器之间的新型储能装置。本文主要介绍了超级电容器的原理、电极材料和电解质研究进展。 关键词：超级电容器电极材料电解质 Research Progress of Super Capacitor Abstract：Super capacitor is a new energy storage device between battery and conventional capacitor. In this paper, super capacitor’s principle,research progress on electrode materials and electrolytes were introduced. Key Word: super capacitor electrode materials electrolytes 1 引言 超级电容器是最近几十年来，国内外发展起来的一种新型储能装置，又被称为电化学电容器。超级电容器兼具有静电电容器和蓄电池二者优点。它既具有普通静电电容器那样出色的放电功率，又具备蓄电池那样优良的储备电荷能力。与普通静电电容器相比较，超级电容器具有法拉级别的超大电容、非常高的能量密度和较宽的工作温度区间[1-3]。此外由于超级电容器材料无毒[4]、无需维护，有极长的循环充放电寿命,可作为一种绿色环保、性能优异的的储能装备在便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源等[5]方面有着广泛的应用前景。超级电容器从出现到成熟，经历漫长的发展过程。当今世界，越来越多的科研机构和商业公司致力于超级电容器的研制与开发工作。美国、日本、俄罗斯超级电容器界的三大巨头，其产品几乎占据了超级电容器市场的绝大部分。与这些超级电容强国相比，我国超级电容器研发工作起步晚，发展快，如今已初具规模，并渐趋成熟，但仍存在一定差距。 2 超级电容器工作原理 当前得到大家广泛认可的超级电容器的工作原理主要是双电层电容理论和

中国城市轨道交通发展及现状调查报告

铁道运营管理专业 培养目标：随着城乡居民不断增加，百姓出行需求更加强烈，预计2018年铁路旅客发送量达40亿人，旅客周转量将达到16000亿人，货物发送量将达42900亿吨，现在人首选 铁道轨道供电专业培养目标:预计2020年全国铁路营业里程达到12万公里以上，其中客运专线1.6万公里以上，电化率为60%，规划建设新线4.1万公里。铁路的大发展需要更多的青年学子投入

铁道通信信号专业 培养目标:铁道信号的首要作用是保证列车运行正安全：铁路信号装备是组织指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递行车信息，改善行车人员劳动条件的关键设备， 铁道线路工程专业

培养目标:我国铁路系统经过今年来的技术引进和自主研发，铁路技术的开发应用呈现吃加速的趋势，当前的工作重点是提升高速铁路系统技术开发及建设；铁路行车安全技 中国城市轨道交通发展及现状调查报告 2013年11月15日 一、调查背景

当前，我国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象，已成为城市发展的“瓶颈”问题。随着我国城市规模和经济建设飞速的发展，城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，交通需求急剧增长，城市交通供需矛盾日趋紧张。发展以轨道交通为骨干，以常规公交为主体的公共交通体系，为城市居民提供安全、快速、舒适的交通环境，引导城市居民使用公共交通系统是国外大城市解决城市交通问题的成功经验，也是我国大城市解决交通问题的惟一途径。 城市轨道交通定义：城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。 二、调查的基本情况 （一）调查目的 1、了解我国城市轨道的历史发展概况 2、了解我国城市轨道的现状及存在问题 3、了解我国城市轨道发展对城市经济发展的，包括对装备制造业、就业、城市空间布局、城市环境等的影响。 （二）调查方法 本报告针对中国城市轨道交通的发展、现状及对社会的影响展开调查。调查采取从网上搜寻大量资料并进行筛选总结的方法进行。 （三）项目执行 调查时间：自2013年11月12日至11月15日。 三、调查结果 （一）中国各大中城市的轨道交通发展历史（即已建成通车的城轨交通）1908年，我国第一条有轨电车在上海建成通车，揭开了中国城市轨道交通建设的序幕。随后，大连、天津、沈阳、北京、哈尔滨等城市相继修建了有轨电车线路，也在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。旧式有轨电车行驶在道路中间，与其他车辆混行，运行速度不高，正点率低，。随着汽车工业的发展，城市道路面积明显地不够用。到了20世纪50年代，中国各大城市开始相继拆除旧式有轨电车，到50年代末，只有大连、长春、鞍山等个别城市保留至今。 由于人口及汽车的猛增，有限的城市道路面积和无限增长的汽车数量产生了尖锐矛盾。城市轨道交通再次进入规划者的视野。 中国的地铁始建于1965年。 1965年北京地铁中国最早的地铁线路 1965年7月1日，北京的第一条地铁开工，1969年10月1日第一条地铁线路建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。目前北京在建地铁有4、5、10、奥运支线、机场特铁，2008年长度达200公里。2007年12月24日是北京地铁1号线和13号线缩短高峰运行间隔的第一天，地铁全网客运量突破300万，达到3018347人次，全线开行列车2306列，其中加开临客82列。至此，北京地铁成为中国大陆第一个日客流超过300万人次的地铁系统。 1970年天津地铁 1984年12月28日建成通车，天津规划地铁系统总长度227公里，预计到2010年将累计实现轨道交通通车总里程130公里。 1990年上海地铁 上海轨道交通建设始于1990年初。截至2008年底，运营线路总长236公里，车站总计162座。覆盖13个行政区域，线网规模位列全国之首;2008年上海轨道交通共运送乘客

城市轨道交通系统各种模式的车辆

专业知识分享版 使命：加速中国职业化进程 摘 要 介绍城市轨道交通系统各种模式的车辆，涉及轮轨制式地铁系统( 包括直线电机系统) 、轻轨系统、单轨系统、自动导向系统、磁悬浮系统和无人驾驶系统的车辆。分析我国城市轨道交通的现状，指出国内城市轨道交通领域中的车辆以钢轮为主，并已基本实现国产化。最后对城市轨道交通车辆技术的未来进行展望。 关键词 城市轨道交通 车辆 技术特点 展望 美国的科学家曾对城市居民出行可容忍的时间进行研究，结论是 45 min 。这就是说，一个城市需要有与之规模相适应的、具有最高运行速度的交通工具。 目前，世界上居住人口超过 1 000 万的城市约 20个，超过 100 万的城市约 300 余个，不少城市圈的直径超过 50 km 。因此，最高运行速度为 80 km/h 的交通工具基本可以适应，而目前能承担如此重任的只有城市轨道交通。无论是供给型还是导向型的城市轨道交通，运送出行居民是一致的; 无论是什么制式的城市轨道交通，载客的工具都是车辆。 自世界上首条地铁线路建成以来，车辆在设计制造技术、性能、功能上都经历了不断发展的过程，出现了不同制式的车辆，以适应不同城市轨道交通模式的需求。 1 城市轨道交通车辆的制武 1． 1 轮轨制式车辆 轮轨制式车辆有钢轮与橡胶轮两种，传统的城轨车辆采用钢轮。橡胶轮车辆在转向架上安装了驱动和导向橡胶轮，驱动橡胶轮运行在混凝土或钢制轨道梁上。橡胶轮具有较高的黏着系数，能发挥较大的启动牵引力和制动力，噪声相对较低，爬坡能力高于常规的钢轮钢轨制式。但是，由于橡胶轮污染环境、使用寿命短，使得技术成熟、适应性强的钢轮钢轨制式仍然在应用上占绝对优势。各种地铁车辆见图 1。 现代城市轨道交通车辆集机械、电器、计算机、制冷、光学及噪声学等技术于一体，交流异步传动是当前电力牵引的主流模式。 国际电工委员会规定的供电电压标准为直流 600、750 和 1 500 V ，我国国标规定为直流 750 和 1 500 V 两种，多数采用 A 型车的线路和近年来采用 B 型车的线路都用 DC 1500V 作为供电电压。电气绝缘材料的发展，为地铁车辆采用 DC 1500V 工作电压提供了有利条件。 作为轮轨制式特例的直线电机车辆( 见图 2) 于20 世纪 80 年代问世，在技术上采取非黏着驱动，有利于提高车辆的启动加速度和制动减速度，爬坡能力强，电机结构简单; 采用径向转向架后，能适应曲线半径为 50 m 的弯道; 采用小直径车轮，降低了车辆高度，可用于较小直径的隧道; 自重轻，对线路冲击小，车辆运行时噪声相对较小。不过，直线电机车辆受电机功率的限制，车辆较小，载客量少; 由于电机气隙较大，损耗也较大，功率因数和效率相对较低。 直线电机模式是轮轨制式的特例，只有在特殊的线路条件下应用，才能显示出它的优越性。 1． 2 轻轨系统车辆 1879 年，在德国西门子公司展示了一列 3 辆编组的小功率有轨电车后，美国于 1888 年造出了世界上第一列用于商业运营的有轨电车。在此之后，有轨电车在世界上得到了飞速发展。 有轨电车系统是轻轨系统的前身。从 20 世纪 70年代开始，一些国家对城市的旧式有轨电车系统