第1章 轨道交通概述
1.1 轨道交通的定义、分类及特征
1.1.1 轨道交通的概念与内涵
1.轨道交通的定义
轨道交通最初源于城市经济的发展和道路拥挤问题的产生。作为城市公共交通系统重要的组成部分，轨道交通在城市公共交通发展过程中扮演着重要的角色。因此，人们习惯将其称为城市轨道交通。我国在GB/T 5655—1985《城市公共交通常用名词术语》中，将其称为快速轨道交通，并定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通的总称。”城市轨道交通一般包括城市地铁、轻轨列车、有轨电车等。在国际上，对轨道交通没有统一的定义。在我国，随着区域经济和城市群的发展，人们又把连接这些地区的城际铁路和铁路客运专线也惯称为轨道交通。因此，从应用角度讲，轨道交通又包括城际铁路和铁路客运专线。另外，由于铁路客运专线既应用于城际铁路之间，又应用于中长干线上，又称为准高速铁路。
2.轨道交通的内涵
轨道交通是一种独立的有轨交通系统，它提供了资源集约利用、环保舒适、安全快捷的大容量运输服务，能够按照设计的能力正常运行，与其他交通工具互不干扰，具有强大的运输能力、较高的服务水平和显著的资源环境效益。因此，轨道交通的应用首先出现在经济发达的城市中，并且在城市中有140多年的应用历史，于是人们也习惯地把轨道交通称为城市轨道交通。其实，根据轨道交通的特性，从广义上讲，车辆运行在导轨上的交通都应称为轨道交通。但是在轨道交通发展的历史进程中，人们又把铁路运输称为大铁路，与轨道交通区别开来。因此，轨道交通不包括大铁路。
任何事物在发展的不同时期都有它不同的内涵与定位，轨道交通也同样遵循此规律。在世界轨道交通发展的今天，各国对轨道交通都有不同的应用和理解，同时也赋予了不同的内涵。在我国，自改革开放以来，经济增长和城市化水平都有了迅速发展，并且向都市圈和城市群方向迈进。要建设都市圈和城市群，必然要以某种科学合理的交通方式将它们连接起来，而轨道交通具有快速、安全、舒适、无污染、运量大的特性，比较符合建设都市圈和城市群的要求。因此，我们把这种城际间的有轨交通系统称为轨道交通。
1.1.2 轨道交通类型划分
轨道交通有多种形式，按应用地理范围划分，可分为城市轨道交通和城际轨道交通。应用在城市内的轨道交通称为城市轨道交通；应用在城际间的轨道交通称为城际轨道交通或客运专线。如果按技术特征划分，轨道交通主要有地铁、轻轨、有轨电车、磁悬浮列车、高速铁路等形式。
1.城市轨道交通
（1）国内外城市轨道交通类型划分 城市轨道交通是以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量城市公共交通的总称。它是一种快捷高效、安全舒适、节能环保的城市公共客运交通方式。城市轨道交通经过一个多世纪的发展，形成了多种多样的城市轨道交通方式。
各国对城市轨道交通的分类各有差异，常用的分类方式有以下几种：
1）按构筑物的形态或轨道的铺设方式划分，城市轨道交通可分为三类：
①地下铁路：位于地下隧道内的那部分铁路称为地下铁路。
②地面铁路：位于地面的铁路称为地面铁路。
③高架铁路：位于地面之上的高架桥的铁路称为高架铁路。
2）根据城市轨道交通系统高峰小时单向运输能力的大小，城市轨道交通系统可分为三类：
①高运量城市轨道交通：高峰小时单向运输能力达到30000人以上，属于该种类型的城市轨道交通系统主要有重型地铁、轻型地铁及中低速磁悬浮系统等。
②中运量城市轨道交通：高峰小时单向运输能力为15000～30000人，属于该种类型的城市轨道交通系统主要有微型地铁、高技术标准的轻轨和独轨铁路。
③低运量城市轨道交通：高峰小时单向运输能力为5000～15000人，属于该种类型的城市轨道交通系统主要有低技术标准的轻轨、自动导向交通系统和有轨电车。
3）以导向方式划分，城市轨道交通可分为两类：
①轮轨导向：一般钢轮钢轨系统，如地铁、轻轨、有轨电车等，均属于轮轨导向方式。
②导向轮导向：单轨和新交通系统的胶轮车辆属于导向轮导向系统。
4）以轮轨的材料划分，城市轨道交通系统可分为钢轮钢轨系统和胶轮钢筋混凝土城市轨道交通系统。地铁、轻轨、有轨电车属前者，单轨和新交通系统属后者。
5）按运能范围及车辆类型划分，城市轨道交通可分为市郊铁路（Suburban Railway）、地下铁道（Metro，the Underground，在德国称为U-Bahn）、轻轨交通（Light Metro，Light Rail Transit）、独轨交通（Monorail）、有轨电车（Tram，Tram-way）、自动导向交通（Automated Guided Transit）、小断面地铁（Mini-Metro）、胶轮地铁（ Rubber Tyred Metro）、索道（Aerial Tramway）等类型。
（2）主要城市轨道交通形式 目前，国内外城市轨道交通常采用的形式主要包括：城市地下铁路（地铁）、轻型轨道（轻轨）、单轨交通、有轨电车、高速磁悬浮列车和市郊（郊区）列车、通勤列车等。
1）地铁。地铁（Metro或Underground Railway或Subway）是地下铁道的简称，是城市快速轨道交通的先驱。地铁是由电气牵引、轮轨导向、车辆编组运行在全封闭的地下隧道内，或根据城市的具体条件，运行在地面或高架线路上的大容量快速轨道交通系统。它是一种独立的有轨交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、准时、舒适地运送乘客。地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。在目前城市地面交通严重拥挤的情况下，有效地减少了道路机动车的流量，从根本上解决了人均道路面积少、路网密度低与过多的机动车出行之间的矛盾，同时地铁可以充分利用地下空间，对于缓解城市用地紧张，带动区域经济发展起到了一定的作用。
从发展上看，地铁已是一个历史名词，如今其内涵与外延均已有相当大的变化，并不局限于运行在地下隧道中这一种形式，而是泛指高峰小时单向运输能力在3万～6万人，地下、地面、高架运行线路三者结合的一种大容量轨道交通系统。纽约、旧金山以及中国香港也称其为“大容量轨道交通系统”（Mass Rail Transit）或“高速交通系统”（Rapid Transit System）。这种轨道交通系统的建设规律是在市中心为地下隧道线，市区以外为地面线或架空线例如汉城（现称首尔）在1978—1984年建造的地铁2号、3号、4号线总长105.8km，其中地下线路长83.5km，高架部分长22.3km，占全长的21%。
资料显示为了降低工程费用，地铁系统中地面和高架线路所占的比重越来越大。在世界范围内，地下铁道地下部分约占70%，地面和高架部分约占30%，甚至有的城市地铁系统全部采用高架形式，只有部分城市地下铁道系统是完全在地下的。地下铁道是历史遗留下来的一个专有名词。地铁系统如图1-1所示。
图1-1 地铁系统（北京地铁10号线）
目前，随着地铁技术的不断发展，地铁车辆主要向“动车组”方向发展。动车组不同于干线铁路车辆，其主要特征在于动车组具有较好的增速、减速性能，起动快、停车制动距离短，平均运行速度高；具有较大的载客容量，车门数多，便于乘客上下车，以缩短停站时间；车型小，适合隧道内运行；车辆采用不易燃材料制成，不容易发生火灾；自动化程度较高。
2011年，中国南车四方车辆有限公司成功研制出A型地铁车辆并出口到新加坡（图1-2），标志着我国地铁车辆正式进入世界地铁技术准入标准最高的国家之一。车辆采用四个动车两个拖车的编组形式，最大载客量2138人，安全防火标准达到世界先进水平。车体采用先进的轻量化铝合金，刚度大，承载性能好。车辆大量采用隔声、隔热、高阻燃、低毒性等新材料，具有优异的环保性能。车辆采用“通用包容”的人性化设计理念，使乘客具有亲和感。
图1-2 中国南车四方车辆有限公司A型地铁车辆
地铁路网的基本形式有：单线式、单环线式、多线式、蛛网式。每一条地铁线路都由区间隧道（地面上为地面线路或高架线路）、车站及附属建筑物组成。
根据地铁主要在地下运行、运量大、造价高的特点，比较适合在大城市的中心区客流密集度高的路段建设。
2）轻轨。轻轨从旧式有轨电车系统发展演变而来。20世纪20年代，美国有轨电车系统总长达25000km,20世纪30年代，欧洲各国、日本、印度和我国的有轨电车有了很大发展。但旧式有轨电车行驶在城市道路中间，行车速度慢、噪声大、舒适度差。随着汽车的迅速发展，私人小汽车大量涌上街道，于是各城市又纷纷拆除有轨电车，到1970年西方只剩下8个城市还保留着有轨电车。20世纪70年代以来，欧洲和北美的许多国家又对20世纪30年代后纷纷拆除的城市旧式有轨电车系统产生了浓厚兴趣，它们通过对旧式有轨电车系统的技术改造，建成了一种全新的轻轨交通系统。
轻轨交通系统（Light Rail Transit或Light Rapid Transit,LRT）是一个范围比较宽的概念，它是在有轨电车的基础上发展起来的电气牵引、轮轨导向、车辆编组运行在专用行车道上的中运量城市轨道交通系统。1978年，国际公共交通联合会（UITP）在比利时布鲁塞尔召开的会议上，把在有轨电车基础上发展而成的中等运量的新型有轨电车交通方式统一名称，定为“轻轨交通”，缩写为LRT。轻轨交通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），用于城市旅客运输的轨道交通系统。
轻轨交通原来的定义是指采用轻型轨道的城市交通系统。当初使用的是轻型钢轨，而如今的轻轨已采用与地铁相同质量的钢轨。所以目前国内外都以客运量或车辆轴重（每根轮轴传给轨道的压力）来区分地铁和轻轨。轻轨现在指的是运量或车辆轴重稍小于地铁的轻型快速轨道交通。
轻轨系统有好几种类型，一种是德国的轻轨系统，基本上是从有轨电车改造过来的，例如斯图加特轻轨；第二种轻轨大部分是新建的，例如码头区轻便铁路；第三种是利用原有城市间铁路或城市市郊铁路线路，如梅株凌克轻轨、洛杉矶轻轨等。新建的轻轨中，越来越多地采用部分或者全部隔离的地面线路来穿过市中心。这些线路在路口拥有先行权，路权形式也有多种。伦敦把轻轨路权分为三种：LRT1，指与其他交通及行人共享路面；LRT2，线路固定于道路上，在紧急情况下其他车辆可驶入其路面，类似公共汽车专用道；LRT3，路权专用，线路与其他交通及行人全部隔离，或是立交化的地面铁路，或是地下或高架铁路。
3）独轨交通。独轨交通系统也称单轨系统（Monorail），是指通过单一轨道梁支撑车厢并提供导引作用而运行的轨道交通系统，其最大特点是车体比承载轨道要宽。独轨交通系统是一种把单轨铺设在高架桥上的新型铁路，以支撑方式的不同，单轨一般包括跨坐式单轨和悬挂式单轨两种类型。
跨坐式是车辆跨坐在轨道梁上行驶，悬挂式是车辆悬挂在轨道梁下方行驶。单轨车的走行轮采用特制的橡胶车轮，以减少振动的噪声。单轨车的两侧还装有导向轮和稳定轮，控制列车转弯，保证列车运行稳定可靠。这种交通工具有占地少、造价低、噪声小等优点。高架独轨因轨道梁仅为85cm宽，不需要很大空间，可以适应复杂地形的要求，适宜在狭窄街道的上空穿行，可减少拆迁，降低造价。高架独轨结构简单，易于建造，建设工期短，它的工程建设费用只有地下铁道建设费用的1/30，国外独轨列车一般由4～6辆组成，列车运输能力为5000～20000人次/h，因此十分适合山区城市与郊区之间的交通使用。
目前，我国重庆市轨道交通采用的就是独轨交通系统，如图1-3所示。1961年日本第一条跨轨式独轨铁路建成，并于当年投入运营，截止目前已建成多条独轨交通线路，其中小仓线是日本独轨铁路的典型代表。此外，德国的乌伯塔在1901年建成了世界上第一条悬挂式独轨线路。
图1-3 重庆市独轨交通系统
4）线性电动机列车系统。线性电动机列车系统（Linear Motor Car）是由线性电动机牵引、轮轨导向、车辆编组运行在小断面隧道、地面和高架专用线路上的中运量轨道交通系统。20世纪80年代，加拿大成功地开发了线性电动机驱动的新型轨道交通车辆。它采用线性电动机牵引、径向转向架和自动控制等高新技术，综合造价节约近20%。它与轮轨系统兼容，便于维护救援，具有较大的爬坡能力。
之所以将线性电动机牵引的城市轨道交通系统列为独立的系统，是因为该系统与地下铁道、市郊快速铁道、轻轨有明显的区别。它是利用线性电动机在磁场相互作用下，直接产生牵引力，属于非黏着驱动，车轮只起到支撑和导向作用。从运输能力上分析，因采用小型车辆，属于中运量系统，使用在地铁中可以称为小断面地铁，也可以用在高架线路上。线性电动机车辆轮径小，可以明显降低车辆台面高度和缩小车辆尺寸而不减小内部空间，如图1-4所示。
图1-4 地铁列车与线性电动机地铁列车的断面尺寸比较
（圆形隧道，尺寸单位：m）
线性电动机技术在加拿大、日本、美国都取得了较大的成功，由此研制的线性电动机列车也投入了使用。线性电动机列车在我国的广州和北京也有应用。由于线性电动机列车具有车身矮、重量轻、噪声小、通过半径曲线小和爬坡能力强等优点，可以轻便地钻入地下，爬上高架，是地下与高架接轨的理想车型。以线性电动机作为动力，其意义还在于它引起了轨道车辆牵引动力的变革。
5）自动导向交通系统（橡胶轮胎铁路）。自动导向交通系统在一些文献中被称为新交通系统。这种交通系统的主要技术特征是轨道采用混凝土道床，车辆采用橡胶轮胎，有一组导向轮引导车辆运行，列车运行自动控制，可实现无人驾驶等，如图1-5所示。
图1-5 自动导向交通系统列车
自动导向交通系统采用全高架运行，不占用地面道路，具有振动小、噪声小、爬坡能力强、转弯半径小、投资较少等优点。当前的独轨、新交通系统和VAL系统均属自动导向交通系统。
一般说来，凡是适应地区多样化的交通需求，使线路和车辆提供最高的运输效率和良好的服务质量的公共运输系统和设备都是自动导向交通系统。狭义的自动导向交通系统则是指由电气牵引，具有特殊导向、操纵和转折方式的胶轮车辆，以及单车或数辆编组运行在专用轨道梁上的中运量轨道运输系统。自动导向交通系统的研究起源于1968年美国一个名为“Tomorrow's Transportation”（未来的运输）的报告。这种轨道运输是20世纪70年代先后建成投入运营的自动导向交通系统，有美国达拉斯沃斯堡机场的People Movers系统和摩根城的Personal Rapid Transit系统等。经过20世纪70年代的研制，进入20世纪80年代后，日本、法国和德国等国家也建成了自动导向交通系统，其中尤以日本发展最快，在神户、大阪等城市先后建成7个自动导向交通系统，线路总长达到48km。
6）有轨电车。有轨电车（Tram或Streetcar）是使用电力牵引、轮轨导向、1辆或2辆编组运行在城市路面线路上的低运量轨道交通系统。
有轨电车起源于公共马车，为了多载客，人们把马车放在铁轨上，这样做是为了减少旅客人均牵引力。随着电动机的发展和牵引电力网的出现，电动机取代了马匹。在20世纪20年代，美国的有轨电车线总长达2.5万km。至20世纪30年代，欧洲的一些国家、日本、印度和我国的有轨电车有了很大发展。1908年，我国第一条有轨电车交通线在上海建成通车，如图1-6所示，之后，我国的北京、天津、武汉、沈阳、哈尔滨、长春、鞍山等城市都相继修建了有轨电车，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城市道路中间，与其他车辆混合运行，又受到路口红绿灯的控制，运行速度很慢，正点率低而且噪声大，加、减速度性能较差，但仍不失为居民出行的便捷交通工具。
图1-6 我国第一条有轨电车交通线
有轨电车单向运输能力一般在1万人次/h以下，这很难满足急剧增长的城市客流。另外，随着汽车工业的迅速发展，大量的汽车涌上街头，城市道路明显出现拥挤，于是世界上各大城市都纷纷拆除有轨电车线路，改修运量大的地铁或轻轨交通。我国在20世纪50年代末，有轨电车拆除得所剩无几，仅剩下长春、大连和鞍山3座城市的有轨电车没有拆除，并一直保留至今，继续分担着正常的公共客运任务，如图1-7所示。
图1-7 有轨电车（大连市）
7）磁悬浮列车。磁悬浮列车是根据电磁学原理，利用电磁铁产生的电磁力将列车浮起，并推动列车前进的高速交通工具。由于它运行时“悬浮”于轨道上面或下面，因而没有轮轨的摩擦，突破了轮轨粘着极限速度的限制，并且具有起动快、停车快和爬坡能力强等优点,成为人们理想的现代化高速交通工具。
磁悬浮列车分为常导型和超导型与永磁悬浮三大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁悬浮列车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10mm左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达400～500km/h，适合于城市间的中长距离快速运输。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100mm左右，速度可达500km/h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，德国集中精力研制常导型磁悬浮技术；而日本则全力投入研制高速超导型磁悬浮技术。永磁悬浮技术是以我国为代表。
①德国的常导型磁悬浮列车。常导型磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于1922年提出，其工作原理与电动机的工作原理完全相同。常导型磁悬浮列车工作时，首先要调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10mm左右，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外，由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。
常导型磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用，它就像同步直线电动机的长定子线圈。从电动机的工作原理可以知道，当作为定子的电枢线圈通电时，由于电磁感应而推动电动机的转子转动。同样，当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电动机的转子一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下，列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
由于常导型磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较高。
上海市磁悬浮列车示范运营线是采用德国常导型高速磁悬浮技术在世界上第一条投入示范商业运营的磁悬浮交通线路。该线全长约30km（为双行线，上行线长29.908km，下行线长29.873km），西起地铁2号线龙阳路站，东至浦东国际机场，双线上下行折返循环运行，设2个车站、2个牵引变电站、1个运行控制中心和1个维修基地，初期配车3列，各5辆编组。磁悬浮列车设计最高运行速度43Okm/h，单向运行时间为7min2Os左右，最小发车间隔10min。如图1-8所示。
图1-8 上海磁悬浮列车
②日本的超导型磁悬浮列车。超导型磁悬浮列车的最主要特征，就是其超导元件在相当低的温度下，所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小、功率强大的电磁铁。
超导型磁悬浮列车的车辆上，装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备，而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧，车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时，就会产生一个移动的电磁场，因而在列车导轨上产生电磁波，这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力，正是这种推力推动列车前进。其原理就像冲浪运动一样，冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的。与冲浪者所面对的难题相同，超导型磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地在移动电磁波的顶峰运动的问题。为此，在地面导轨上安装探测车辆位置的高精度仪器，根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式，精确地控制电磁波的波形以使列车能良好地运行。
超导型磁悬浮列车也是由沿线分布的变电所向地面导轨两侧的驱动绕组提供三相交流电，并与列车下面的动力集成绕组产生电感应而驱动，实现非接触性牵引和制动。但地面导轨两侧的悬浮导向绕组与外部动力电源无关，当列车接近该绕组时，列车超导磁铁的强电磁感应作用将自动地在地面绕组中感应电流，因此在其感应电流和超导磁铁之间产生了电磁力，从而将列车悬起，并经精密传感器检测轨道与列车之间的间隙，使其始终保持100mm的悬浮间隙。同时，与悬浮绕组呈电气连接的导向绕组也将产生电磁导向力，保证了列车在任何速度下都能稳定地处于轨道中心行驶。
超导型磁悬浮技术由于涡流效应，悬浮能耗较常导型磁悬浮技术更大，冷却系统较重，强磁场对人体与环境都有影响，这个问题还有待解决。
日本从1962年开始着手研究超导型磁悬浮铁路。1972年，日本铁道研究所在日本国内首次试验成功了磁悬浮运行，并于1977年在九州的宫崎县建成了日本第一条磁悬浮试验铁路线，但宫崎县的试验线仅能够进行超导型磁悬浮铁路的最基本的性能试验，既无隧道和上下坡路，也无弯路运行，而且是单线行驶。因此，尽管其速度在无人乘坐时能够达到517km/h的世界最高速度，却基本上停留在勾勒未来前景阶段。
1989年，日本决定在山梨县建设磁悬浮铁路试验线，如图1-9所示。1990年11月，日本开始着手建设这段试验线。1997年3月，日本完成一条长18.4km的先行试验线（试验线全程长42.8km）。1997年12月，该试验线上磁悬浮车辆行驶速度最高达到了550km/h。1999年2月，磁悬浮列车由原来的3辆编组扩大为5辆编组，并于1999年4月再创载人速度552km/h的新纪录。
图1-9 日本磁悬浮铁路试验线
③永磁悬浮列车。永磁悬浮技术是采用永磁补偿式悬浮技术研制出的磁悬浮交通系统，在我国和美国等国家均有研究。永磁悬浮技术是利用轨磁与翼磁形成斥悬浮工作机构，补磁与导磁板轨形成吸悬浮工作机构，两者协同工作，提供悬浮力，实现永磁悬浮列车的运行。永磁悬浮具有悬浮能力大，耗能少，控制简捷，运行安全、可靠，成本低的特点。
2004年12月26日，我国永磁悬浮技术验证车“中华06号”轻型吊轨列车在大连运行成功，如图1-10所示。大连永磁悬浮课题组研究成果表明，与传统技术相比，永磁悬浮列车具有六大优势：一是节能、环保，悬浮耗能少，列车在运行过程中噪声小，与同步直线电动机驱动技术相比，磁动机驱动技术可节能50%左右；二是超强的运载能力，永磁悬浮的净悬浮能力可达4t/m，运输能力相当于现行火车；三是安全，由于永磁悬浮采用车、路一体化结构与控制设计，杜绝追尾、撞车、脱轨和翻车事故的发生，安全系数大于传统轮轨列车的250倍；四是路、车综合造价最低，综合造价远低于国外，与国外磁悬浮技术相比，沿路不铺设定子线圈及铁心，可节省建设投资2000万～4000万元/km；五是运行成本最低，国外磁悬浮列车的运行成本略低于飞机，而永磁悬浮列车的运行成本低于现行火车，是运行成本最低的磁悬浮列车；六是节约土地资源，永磁悬浮列车线路占用的土地量少于高速公路和火车，效能资源比是国外磁悬浮列车的16倍。
图1-10 “中华06号”轻型吊轨列车
8）市郊铁路。现代城市发展呈现聚散双向运动的特征，造成大量人口在郊区或卫星城居住而在市中心工作，从而产生流向集中且时间性差异明显的大量客流。运能大、速度快、污染轻的市郊铁路应运而生，它以市中心为核心，覆盖周围地区，承担市中心与郊区及郊区间长距离、大运量的运输。市郊铁路编组灵活，可适应通勤出行的时间集中性和方向性，实现高效运输；另外，它还具有大站高速的特点，因而可显著缩短中远途出行时间。城市市郊快速铁道是由电气或内燃牵引、轮轨导向、车辆编组运行在城市中心与市郊、市郊与市郊、市郊与新建城镇间，以地面专用线路为主的大运量快速城市轨道交通系统。通常其所有权不属于所在的城市政府，而由铁路部门经营。
2.城际轨道交通
城际轨道交通（Urban Railway）是由电气或内燃牵引、轮轨导向、车辆编组运行在城市内部和城市群之间，线路技术、设施与干线铁路基本相同，以提高市民旅行速度为目的的公交型轨道交通。城际轨道交通属于轨道交通的一个新兴类别，介于铁路和城市轨道交通之间，主要用于解决城市与城市之间的交通问题。
城市的发展离不开区域的支撑，区域、城市一体化进程，能更好地促进中心城市与城市次中心、周边主要城镇之间的协调发展。城际轨道交通主要服务于城市之间的快、高速交通，以加强城镇一体化的进程，促进区域经济的发展。
城际轨道交通的特点是大能力、高密度、公交化。它主要服务于城际间的旅客，为公务出行、假日旅游、休闲旅游、探亲访友等客流提供快速的旅行。
城际轨道交通的作用是促进本地区社会经济全面快速的发展，加快区域融合，促进区域经济一体化，促进现代工业、旅游事业快速发展。
目前，我国已经建成北京至天津、南京至上海、广州至珠海等城际轨道交通。京津地区、长江三角洲、珠江三角洲等城市群都规划了城际轨道交通，城际轨道交通的发展将成为改变我国区域发展格局的重要方式。
京津城际铁路是我国最早开工建设并最先建成的第一条高标准铁路客运专线，全长约120km，连接首都北京和天津两大直辖市。该线路采用高新技术的系统集成。于2005年7月4日开工建设，2007年12月15日全线铺通，如图1-11所示。
图1-11 京津城际铁路
1.1.3 轨道交通的社会经济属性
1.轨道交通具有排他性和非竞争性
从经济学角度看，轨道交通项目兼具公共产品（Public goods）和私人产品（Private goods）的特性，即轨道交通运输服务具有消费的非竞争性和有一定排他性的基本特征，属于准公共产品。这种特征决定了轨道交通服务既可以由政府部门提供，也可以由企业（私人部门）提供，还可以由政府部门和企业合作进行提供，从而决定了轨道交通融资问题的复杂性，既可能通过公共财政的方式解决，也可能通过市场化融资的方式解决，以及各种融资渠道和方式的搭配和协调。
轨道交通是城市公共交通的一个重要组成部分，它所提供的产品（即客运服务）可以通过设置收费口轻易地排除不付费的消费者，而在特定运能以内增加一个消费者的边际成本为零，显然轨道交通具有排他性和非竞争性。因此，从社会生产消费物品的性质角度划分，轨道交通可以视作准公共产品。此外，它还具有三个主要特点：第一，轨道交通是可经营的产品，因为它有收入来源；第二，轨道交通是可替代的产品，它面临着来自地面其他公交方式和个体交通的替代；第三，轨道交通所带来的利益由直接使用者和间接使用者共同分享，即轨道交通运营在使乘客享受高质量公共交通服务的同时，更能够带来沿线区域的级差地租、物业和商业收益的提高、其他生产活动的成本下降等巨大收益。
2.轨道交通具有规模经济特征
轨道交通发挥作用以网络规模为前提，覆盖面越大，运输密度越高，轨道交通服务质量越高，则竞争力越强。通常在一个结构良好的传输网络上，节点和连接的增多意味着线路数或者网络的交易量将以几何级数递增。因此，相对于极高的固定成本，网络传输的边际成本极低，随着载客量（运量）的持续上升，网络全寿命周期的平均成本将持续下降。所以，轨道交通业的规模经济和网络化经营的关联度极强，这就决定了轨道交通建设通常都要经历“单线—多线—网络”这样一个产业成熟过程。这种特征同时也决定了其资金动员机制的复杂性，即初期投资资金需求量大，财务效益低，商业吸引能力差，需要政府介入的幅度大。当发展到一定规模后，商业价值得以体现，同时又面临资本集中、垄断和监管等复杂问题。
3.高沉淀成本和资产保值增值能力
由于轨道交通的规模经济特性，其资产专用性极强，沉淀成本大。同时，极高的固定成本和巨额运营成本，使得单线生产的平均成本居高不下，平均成本和边际成本相差悬殊。加之较强的社会公益性，要求低票价，导致主营业务的内部收益率差，拉长了项目的静态和动态投资回收期，形成轨道交通行业的进入壁垒。这就决定了商业资本投资于轨道交通往往面临巨大风险，不能按照一般商业性项目的运作模式来考虑轨道交通的投融资模式，更多地要依靠政府背景，通过政府信用支撑庞大的资金需求，完全纯粹商业化融资往往难度很大。轨道交通的网络资产价值具有放大性，保值增值能力相对较强。随着社会发展、人口流动增大、路网增加，以及服务水平的提高，轨道交通将吸引更多的客流，票款收入，从长期看，具有一定的增长趋势。而且轨道交通的洞体使用年限长达百年，随着时间的推移，其资产的升值潜力很大。因此从长期看，轨道交通网络资产的权益可以不断放大，资产具有较强的保值增值能力。这就说明轨道交通行业具有明显的自然垄断性特征，一般企业难以进入该领域进行投资建设，而且网络的初期建设代价很大，一般企业难以承载如此巨大的财务压力。但从长远看，轨道交通投资的期权价值明显，如果处理好巨额投资所形成的期权价值及外部效益内部化的问题，解决好基础设施投资的补偿机制问题，轨道交通投资具备商业化融资运作的条件。
4.轨道交通具有较强的正外部性
作为低能耗、低污染、低交通事故率的新型交通方式，轨道交通的正外部性主要表现为对交通压力的缓解、对消费的刺激和对投资需求的拉动，同时也可以拉动相关产业发展，增加就业机会，带动整个国家经济的发展。
轨道交通可以显著改善区域交通条件，诱发沿线土地升值，促进沿线房地产、商业等行业的加速发展。从这一意义上讲，轨道交通能增加城市的社会经济福利，包括城市轨道交通到达地区房地产升值的部分，轨道交通的畅通给人民群众带来时间成本的节约，轨道交通的建成对城市交通及环保的贡献等，带来巨大的正效应。尽管轨道交通也会引起噪声等污染问题，但通过隔声设施基本能得到控制。正外部性表明轨道交通项目所带来的经济价值大部分流向了其他主体，从而使得项目效益的内部化面临困难。轨道交通投资本身的补偿机制如何建立，成为轨道交通融资必须解决的问题。
1.1.4 轨道交通的技术经济特征
1.轨道交通技术经济特征整体性描述
与城市道路和区际公路相比，轨道交通具有运量大、准时、安全、占地面积小、节能、污染少、运营成本和社会总成本低、造价水平高、沉淀成本大等特点；与传统铁路相比,轨道交通具有速度快、发车密度高、单位运量成本低等特点。轨道交通能大幅度地缩短旅行时间，为旅客提供方便、快捷的旅行。
（1）轨道交通在城市公共客运系统中优势突出 轨道交通的显著特征之一是其运量大。按运输需求规模或高峰小时单向断面通过的客运量分类，轨道交通可分为高运量、大运量、中运量、小运量等基本类型。高运量通常大于或等于5万人次，主要适用于城际轨道交通系统、城市快速轨道交通系统、磁悬浮交通系统等；大运量一般大于或等于3万人次，主要适用于地铁系统；中运量一般为1万～3万人次，主要适用于各种轻轨、单轨、新交通系统、线性电动机列车等；小运量一般小于或等于1万人次，适用于有轨电车等。
轨道交通的另一个显著特征是其速度快。城市内地铁和轻轨比公共汽车的速度要快，并且相对准时；城际轨道交通比传统铁路速度要快，方便且快捷。与其他公共交通相比，轨道交通更加准时、快速、安全、舒适、占地面积小、节能、污染少，单位运量营运成本低。城市内各类交通工具的技术经济特征比较见表1-1。
表1-1 城市内各类交通工具的技术经济特征比较
注：1cal=4.1868J。
（2）轨道交通初始投资大，建设周期长，投资回收期长 轨道交通一般工程造价较高，项目的初始投资大。目前，全国百万人口以上的中心城市已经超过了30个，根据其客流量以及交通拥挤状况早已具备兴建铁路的客观条件，但绝大部分城市只能望“规划”而兴叹，最主要的原因是地铁3亿～6亿元/km的巨额投资，已超出国内城市的承受能力。根据原建设部的测算，地铁的综合造价大约在5.5亿元人民币/km，铁路线路长度经济规模为15km，造价约为83亿元人民币。
此外，轨道交通建设周期长，投资回收期长。目前，国内一条地铁线的平均建设时间为5年，相对于其他交通设施建设，地铁的建设周期长。建设周期长将导致资金利息积累多，资金成本高。对轨道交通项目，还本付息问题将是项目融资方案研究中需要考虑的重要因素之一。轨道交通投入运营后，不会立即产生显著的经营效益。因为人们出行习惯需要慢慢地改变，运营票务收益只能是逐年提高。而且轨道交通经营的一个特点是规模效益，当轨道网络还不成规模时，乘坐轨道交通并不一定很方便，也会影响票务收入，导致资金回收慢。
（3）不同类型的轨道交通技术经济特征差别较大 按交通工具考虑，不同形式的交通系统，其运输能力、性能指标有较大的区别。表1-2总结了城际列车、轻轨和地铁等的基本技术经济特征比较。
表1-2 城际列车、轻轨和地铁等的基本技术经济特征比较
目前，世界上拥有轨道交通的城市有320多个，其中有地铁和轻轨的占60%，它们在城市中发挥着骨干客运交通作用。世界各主要城市地铁的技术经济特征见表1-3。
表1-3 世界各主要城市地铁的技术经济特征
2.不同城市轨道交通技术特征比较分析
城市公共交通是由地铁、轻轨、有轨电车、市郊铁路、常规公共交通系统等共同组成的一个功能多样化和结构合理的现代化城市客运体系。不同类型的城市轨道交通系统综合技术指标及比较见表1-4。
表1-4 不同类型的城市轨道交通系统综合技术指标及比较
不同城市在城市轨道交通系统选型时，应因地制宜，根据不同类型城市轨道交通系统的技术经济特征，综合考虑城市的经济、地理及发展、建设的实际情况，最终确定城市轨道交通的类型。
（1）地铁 地下铁道通常采用专用线路，没有平面交叉。线路除修建在地下隧道外，部分修建在地面或高架桥上。一般采用双线，个别城市也有四线地铁的情况。正线的最大坡度一般为3%，最小曲线半径一般为300～400m。轨道较多采用焊接长钢轨，混凝土整体道床。
地铁车站按其运营功能划分有终点站、中间站和换乘站。由出入口、站厅、通道、楼梯、自动扶梯、站台、售票房、行车作业用房和机电设备用房等组成。车站设备的通过能力根据远期高峰客流量以及考虑留有余量进行确定。车站的站台设计为高站台，有侧式、岛式和混合式等形式。早期地铁多为侧式站台，现在较多选择的是岛式站台，但高架中间站的站台宜采用侧式站台。站台长度应满足远期列车编组长度的需要。
地铁车辆宽度为2.8～3m。车辆设计除具有大容量的特点外，在牵引控制、调速制动以及故障诊断等方面广泛采用了各种先进技术，具有自动化程度较高的特点。车辆坐席有纵向和横向两种布置。车辆定员为200～320人。车辆的最高速度可达80～100km/h，运营速度为35～40km/h。单向小时最大运输能力在30000～60000人之间。
地铁列车在信号系统控制下运行。控制方式主要有采用色灯信号、自动闭塞设备、调度集中控制和采用列车自动控制系统、计算机集中控制两种类型。列车自动控制系统（ATC）由列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）和列车自动监督（ATS）三个子系统组成。列车编组辆数通常为4～8辆，但也有10～12辆编组的情况。列车运行的最小间隔时间可达到75s。
各国地铁系统的建设标准并不完全一致。根据日本的统计资料，地铁系统的技术经济参数主要有：
（续）
1）最小运行时间间隔，2min。
2）每节车厢的乘客人数，280人（按0.14m2/人计算）。
3）每列车编组车厢节数，6～10。
4）每小时单向最大运送能力，50000～80000人。
5）时刻表速度，30～60km/h。
6）建设投资（包括车厢），250～300亿日元/km。
7）运营费用，6.66亿日元/（km·年）。
8）最低经济运输量，12200人/（km·d）（假定平均票价为150日元/人）。
地铁领域还有一种技术称为线性地铁（小断面地铁）。根据传统的电动机原理，它将转子、定子的半径设计成无限大，转子、定子即相对为平行的平面，将转子和定子平面相对安装在车辆底部和轨道中间，通电之后即可如电动机原理一样驱动车辆在线路上运行。与传统电动车辆相比，线性电动机驱动方式具有车辆自重轻、爬坡能力强（60%～80%）、线路曲线半径小（最小尺寸50m）等优点。这种地铁的特点是断面较一般地铁断面小，从而降低了建设成本；它还采用了较小的曲线半径和较大的坡道，可以高架，维护容易。其主要参数有：
1）最小运行时间间隔，2min。
2）每节车厢的乘客人数，142人（按0.14m2/人计算）。
3）每列车编组车厢节数，4～8。
4）每小时单向最大运送能力，17000～34000人。
5）时刻表速度，35km/h。
6）建设投资（包括车厢），200亿～210亿日元/km。
7）运营费用，6.66亿日元/（km·年）。
8）最低经济运输量，12200人/（km·d）（假定平均票价为150日元/人）。
日本东京都12号线就是小断面地铁，可实现小时输送能力达29000人次。该线路的最小曲线半径为正线100m，侧线80m，最大坡度5.5%，采用机车多相位信号，综合了ATC、ATO和CTC（调度集中系统），车厢定员90～100人，每列车编组6节，直流1500V供电，刚体吊架方式。列车的最高速度可达70km/h。地下铁道其他的技术经济特点还包括安全准点、节约土地、节省能源、环境污染小、对城市景观影响小以及综合造价高、修建周期长等。
（2）轻轨 轻轨系统是传统的有轨电车的现代化形式，一般用于中等城市或交通状况较好的大城市内高密度地区间的交通出行或特大城市市区外围卫星城、旅游景区、经济开发区等与市区联系的交通干线。多采用电气牵引方式，不会产生直接的废气污染，同时又吸引了大量的机动车客流，减少了机动车废气排放，且轻巧美观，影响城市景观程度小。与地铁相比，轻轨造价低、工期短，适应城市发展的迫切需要，适于城市人口介于50万～200万的中小型城市，因地制宜，可适应平面曲线半径小及坡度大的狭窄道路区，环境污染小，能源使用率高。
轻轨线路的设计方案较多，没有固定的模式。线路修建往往是因地制宜，既可修建在市区街道上，也可修建在地下隧道或高架桥上。地面轻轨线路可分为：无平面交叉的专用行车线路、有平面交叉的专用行车线路和与其他机动车辆共用行车线路三种类型。轻轨线路大多是双线，但支线、短程区间或道路用地较为紧张的地段也有设计为单线的情况。线路最大坡度可达8%，最小曲线半径可达30m。
轻轨铁路车站按其运营功能划分有终点站、中间站和换乘站。终点站和位于中心商业区的中间站应具备集散较大客流的能力。车站的站台大多设计为低站台，有侧式、岛式和混合式等布置。侧式站台又有横列式、纵列式和单列式几种形式。
轻轨车辆是由老式有轨电车发展而来的，旧式轻轨车辆宽度为2.2～2.4m，新式轻轨车辆为适应客运量增加的需求，有向长和向宽发展的趋势，宽度为2.5～2.6m。车辆设计除采用大容量外，还有轻型化、铰接式、低地板和宽敞舒适等特点。车辆坐席有纵向和横向两种布置。横向又分两边双人座、两边单人座和一边双人座、一边单人座等布置形式。近年来各国制造的新型轻轨车辆有4轴车、6轴单铰接车和8轴双铰接车三种车型，车辆定员在130～270人之间，而旧型轻轨车辆定员一般在100人左右。轻轨车辆的最高速度可达60～80km/h。
轻轨列车的运行控制有人工/视觉控制、列车自动防护系统（ ATP）控制和列车自动控制系统（ ATC）控制三种类型。
一般LRT的主要技术特征指标大致如下：
1）最小运行时间间隔，2min。
2）每节车厢的乘客人数，225人（按0.14m2/人计算）。
3）每列车编组车厢节数，2～4。
4）每小时单向最大运送能力，6000～13000人。
5）时刻表速度，20～25km/h。
6）建设投资（包括车厢），33亿日元/km及以下。
7）运营费用，1.13亿日元/（km·年）。
8）最低经济运输量，2100人/（km·d）（假定平均票价为150日元/人）。
德国在轻轨交通的技术标准研究方面处于领先水平，先后颁布了《德国联邦轻轨运输系统建设和运行规范》等技术标准。德国轻轨交通系统的等级及其主要特征见表1-5。
表1-5 德国轻轨交通系统的等级及其主要特征
资料来源：中国城市规划设计研究院，等.2003.大连城市轨道交通发展研讨会论文集[C]，北京：中国铁道出版社，2003.
轻轨铁路其他的技术经济特点还包括修建周期短，工程投资少，运营成本低，运行噪声小，能适应陡坡急弯，旅客乘坐舒适等。
（3）独轨铁路 独轨交通系统的发展有近百年历史，现存最早的独轨铁路是德国乌帕塔尔市在1901—1903年间修建的一条约13km的悬挂式独轨铁路，牵引动力为电力驱动，该条轨道现仍在运营中。当时主要用于游乐，作为城市交通，由于其本身局限，发展缓慢。20世纪60年代以来，由于地面交通十分拥挤，一些城市将目光转向对空间的利用。目前，日本是独轨铁路最多的国家，此外，德国、美国、意大利、澳大利亚和乌克兰等国家也建有独轨铁路。
国外已建成的城市交通独轨铁路的长度通常为10km左右，单、双线均有，但以单线为主。最大坡度可达6%，最小曲线半径可达60m。
轨道由轨道梁、支柱与道岔三部分组成。轨道梁为预应力钢筋混凝土结构，起承载、运行、导向与稳定车辆的作用。跨坐式独轨的轨道梁顶面是列车的运行轨道，两侧面的上、下部分分别是导向轮与稳定轮轨道。支柱的主要形式有“T”形、倒“L”形和“门”形等。道岔的基本原理是轨道梁的一部分为可活动部分，通过活动部分的移动使一条线路与其他线路连接，达到车辆过岔的目的。
车站为高架设计，常见结构由下至上，一层为道路面、二层为集散厅、三层为站台，乘客由自动扶梯和电梯上下。站台为岛式，长约100m，站台两侧安装栅栏或屏蔽门，站台顶棚与边墙连在一起。
跨坐式与悬挂式两种类型独轨的车辆形式是不同的，但两种形式的独轨车辆都是在走行轨道上采用胶轮行驶的电动客车。车体的宽度，跨坐式独轨车辆较宽，约为3m，悬挂式独轨车辆在2.6m左右。受橡胶轮胎载重的限制，车辆采取轻型化设计。车辆定员，跨坐式独轨车辆为140～190人，其中坐席为30～40人；悬挂式独轨车辆为100～160人，其中坐席为40～50人，有驾驶室车辆的定员为下限值。车内坐席可以根据客流量情况设计成纵向、横向和混合排列等不同布置。车辆的最高速度可达80km/h，运营速度约为30km/h。列车运行、供电、车站设施、防灾报警装置、站台监视及对乘客广播均由控制中心的计算机系统集中控制。
独轨列车通常为4辆编组，由于受站台长度限制，最多为6辆编组。独轨铁路的道岔转换时间较长，从而延长了列车的折返时间。
在日本，一般独轨系统的主要技术特征指标如下：
1）最小运行时间间隔，2min。
2）每节车厢的乘客人数，140人（按0.14m2/人计算）。
3）每列车编组车厢节数，2～6。
4）每小时单向最大运送能力，8000～25000人。
5）时刻表速度，30 km/h。
6）建设投资（包括车厢），65～145亿日元/km。
7）运营费用，2.21亿日元/（km·年）。
8）最低经济运输量，4000人/（km·d）（假定平均票价为150日元/人）。
独轨交通有噪声小、振动小、对城市的景观及日照等影响小、通过小半径曲线能力和爬坡能力强等优点。但是，独轨车还有运能小、速度慢、能耗大、粉尘污染等缺点。由于橡胶轮与混凝土轨面的滚动摩擦阻力比钢轨大，所以其能耗要比普通钢轮钢轨的城市轨道交通约大40%；橡胶轮与轨道间的摩擦会形成橡胶粉尘，对环境有轻度污染；列车运行在区间发生事故时，面积狭小的轨道梁难以安设救援设施，疏散和救援工作都比较困难。该系统适宜于在市区较窄的街道上建造高架线路，目前一般多用于运动会、体育场、机场和大型展览会等场所与市区的短途联系。
（4）自动导向交通系统（橡胶轮胎铁路）在走行方式上，将传统的钢轮-钢轨系统改变为橡胶-混凝土（或钢板）系统的交通系统称为自动导向交通系统（Automatic Guide Way Transit，AGT）。线路与街道的交叉可通过地下或高架方式。一般情况下，车辆都是电力驱动的。1964年，日本建成了一条橡胶轮胎铁路；1981年，日本神户首先建成了一条自动导向系统。目前,日本已有10余条线路在运行。1983年，法国里昂也建成AGT系统，法国人称之为VAL系统。上述两个系统的改变，最大的优点是减少列车运行的噪声，进一步优化了城市环境。
自动导向交通系统的线路长度通常在5～15km之间，以双线为主，但也有环形单线和网状线路。最大坡度可达7%～10%，最小曲线半径可达10～30m。轨道多为混凝土高架结构，车辆在导轨上行驶，导向方式有中央凸型导向、中央内侧导向和两侧侧面导向三种。线路分岔以混凝土轨道侧面分岔道岔的沉浮方式进行。自动导向交通系统（橡胶轮胎铁路系统）如图1-12所示。
图1-12 橡胶轮胎铁路系统示意图
自动导向交通系统的车站分为终点站、中间站和管理站，站间距较短。有的中间站也铺设侧线。管理站有停留备用车、空车以及紧急待避等设施。
自动导向交通系统车辆为轻小型，车体宽度在2m左右，长度多为4～8m。电力驱动，动力从侧面供给，交、直流电均可以。车轮采用橡胶轮胎。车辆定员在20～80人。最高速度在60km/h左右。
自动导向交通系统的列车运行采用自动控制，ATC系统按列车运行图集中调度，自动控制列车上的限速装置和驾驶装置，兼管车站作业。列车通常采用短编组，大多为2辆编组，但也可以单车运行或6辆编组运行，以适应运输需求。此外，列车在按列车运行图运行的同时，也可按乘客要求的方式运行。
根据日本已有系统情况，一般条件下，AGT的技术经济指标如下：
1）最小运行时间间隔，2min。
2）每节车厢的乘客人数，70人（按0.14m2/人计算）。
3）每列车编组车厢节数，4～12。
4）每小时单向最大运送能力，8000～25000人。
5）时刻表速度，30km/h。
6）建设投资（包括车厢），65亿～145亿日元/km。
7）运营费用，2.33亿日元/（km·年）。
8）最低经济运输量，4300人/（km·d）（假定平均票价为150日元/人）。
自动导向交通系统其他的技术经济特点还有工程造价低，运行噪声小，占地面积少，旅客乘坐舒适，能适应陡坡急弯等。但同时存在以下缺点：
1）轮胎承重不如钢轨，故不适合运量太大的客运系统。
2）高速运营时会导致轮胎过热，说明实际速度不能太高，目前最大速度一般在60～70km/h。
3）轮胎运行阻力大于钢轨系统，故其能耗较钢轨系统要大。
4）轨道干燥时，轮胎的摩擦系数将3倍于钢轨；但潮湿时，与钢轨相差不多。
5）由于轮胎车辆由导轨引导，其技术较钢轨铁路更复杂。
6）轨道交叉与折返较钢轨系统更复杂，所需时间也更多。
7）轮胎车辆由于需要1个导向轨，这使得车辆结构更为复杂。
轮胎铁路系统的输送能力可以通过增加列车编组来提高。不过，由于其车辆承重有限，折返能力难以提高，其最终能力一般小于钢轨铁路系统。一般说来，橡胶轮胎铁路的输送能力为钢轨铁路的1/2～1/3，单向小时输送能力最大为20000～30000人。
（5）市郊铁路系统 市郊铁路一般利用国家铁路干线进行市郊运输，主要承担城市功能的扩展，沟通城市中心边缘与市郊地区之间的联系。它与城市轨道交通系统均为公交化客运的轨道系统；但也有根本差别，如运营模式和管理体制不同，对乘客服务的地域和运距目标不同，产权归属和制式不同，列车运行密度的服务水平不同。
市郊铁路主要为通勤者提供运输服务，有时也称为通勤铁路（Commuter Rail）或地区铁路（Regional Rail）。伦敦、巴黎都有较大规模的市郊铁路运输网络。在加拿大、澳大利亚和一些欧洲国家、亚洲国家也都有一些市郊铁路。市郊铁路的线路和轨道形式与常规的铁路形式相同。线路长度一般在40～80km，虽然市郊铁路的终点站可引入市中心区，但大多数车站仍在郊区。市郊运输的特点是装备重型化，其最高运行速度比干线铁路低，一般在120km/h左右，但起、制动加速度高于干线列车，略低于地下铁道列车，站间距离为1000～4000m。平均运行速度可达40km/h以上。市郊列车通常由机车牵引，也可以采用动车组（电力或内燃）。有些列车还采用双层客车来增加座位数量。
市郊铁路分两种类型：一种是市中心连接城市边缘和20km左右的居民区（近郊区），站间距离小（1000～1500m）；另一种是连接市中心与卫星城市，距离可达40～50km，甚至更长，其站间距离较长（3000～4000m）。单向小时最大运输能力在40000～80000人。
市郊铁路的其他技术经济特点还包括投资少，见效快，工程费只相当于高架的1/2、地铁的1/5，环境污染少，能耗低等。由于速度快、线路长，市郊铁路每客公里成本相当低。研究市郊铁路服务于城市的重点在于建立一体化的快速旅客运输系统，保证乘客能够迅速到达目的地。在过去只能跑货运列车的既有线路开展新的服务已经成为发展的方向。