一、概述
地鐵是地下鐵道的簡稱。它是一種獨立的有軌交通系統，不受地面道路情況的影響，能夠按照設計的能力正常運行，從而快速、安全、舒適地運送乘客。地鐵效率高，無汙染，能夠實現大運量的要求，具有良好的社會效益。
地鐵是有軌交通，其運輸組織、功能實現、安全保證均應遵循有軌交通的客觀規律。在運輸組織上要實行集中調度、統一指揮、按運行圖組織行車；在功能實現方面，各有關專業如隧道、線路、供電、車輛、通信、信號、車站機電設備及消防系統均應保證狀態良好，運行正常；在安全保證方面，主要依靠行車組織和設備正常運行來保證必要的行車間隔和正確的行車經路。
為了保證地鐵列車運行安全、正點，在集中調度、統一指揮的原則下，行車組織、設備、車輛檢修、設備運行管理、安全保證等均由一系列規章制度來規範。地鐵是一個多專業多工種配合工作、圍繞安全行車這一中心而組成的有序聯動、時效性極強的系統。
地鐵中採用了以電子計算機處理技術為核心的各種自動化設備，從而代替人工的、機械的、電氣的行車組織、設備運行和安全保證系統。如ATC（列車自動控制）系統可以實現列車自動駕駛、自動跟蹤、自動調度；SCADA（供電系統管理自動化）系統可以實現主變電所、牽引變電所、降壓變電所設備系統的遙控、遙信、遙測；BAS（環境監控系統）和FAS（火災報警系統）可以實現車站環境控制的自動化和消防、報警系統的自動化；AFC（自動售檢票系統）可以實現自動售票、檢票、分類等功能。這些系統全線各自形成網絡，均在OCC（控制中心）設中心計算機，實行統一指揮，分級控制。
地鐵路網的基本型式有：單線式、單環線式、多線式、蛛網式。每一條地鐵線路都是由區間隧道（地面上為地面線路或高架線路）、車站及附屬建築物組成。車站按其功能分為四種：
1、中間站：只供乘客乘降用，此類車站數量最多。
2、折返站：在中間站設有折返線路設備即稱為折返站，一般在市區客流量大的區段設立，可以滿足乘客需要，同時節省運營開支。
3、換乘站：既用於乘客乘降又為乘客提供換乘的車站。
4、終點站：地鐵線路兩端的車站，除了供乘客上下或換乘外，通常還供列車停留、折返、臨修及檢修使用。
二、地鐵車輛
地鐵車輛是城市軌道交通系統的重要組成部分，也是技術含量較高的機電設備。地鐵車輛應具有先進性、可靠性和實用性，應滿足容量大、安全、快速、美觀和節能的要求。地鐵車輛有動車（M，Motor）和拖車（T，Trailer）、帶司機室車和不帶司機室車等多種形式。動車本身帶有動力牽引裝置，拖車本身無動力牽引裝置；動車又分為帶有受電弓的動車和不帶受電弓的動車。
地鐵車輛在運營時一般採用動拖結合、固定編組，形成電動列車組。由於它本身帶有動力牽引裝置，兼有牽引和載客兩大功能，因此和鐵路列車不同，不需要再連掛單獨的機車。
一般地鐵車輛由以下七部分組成：
（1）車體
車體是容納乘客和司機駕駛（對於有司機室的車輛）的地方，又是安裝與連接其他設備和部件的基礎。一般有底架、端牆、側牆及車頂等。
（2）動力轉向架和非動力轉向架
動力轉向架和非動力轉向架裝置位於車體和軌道之間，用來牽引和引導車輛沿著軌道行駛，承受與傳遞來自車體及線路的各種載荷並緩衝其動力作用，是保證車輛運行品質的關鍵部位。一般由構架、彈簧懸掛裝置、輪對軸箱裝置和制動裝置等組成。
（3）牽引緩衝連接裝置
車輛編組成列安全運行必須藉助於連接裝置。為了改善列車縱向平穩性，一般在車鉤的後部裝設緩衝裝置，以緩和列車的衝動。
（4）制動裝置
制動裝置是保證列車安全運行所不可少的裝置。城市軌道車輛制動裝置除常規的空氣制動裝置外，還有再生制動、電阻制動和磁軌制動等。
（5）受流裝置
從接觸導線（接觸網）或導電軌（第三軌）將電流引入動車的裝置稱為受流裝置或受流器。受流裝置按其受流方式可分為以下幾種形式：a、杆形受流器；b、弓形受流器；c、側面受流器；d、軌道式受流器；e、受電弓受流器。
（6）車輛內部設備
車輛內部設備包括服務於乘客的車體內的固定附屬裝置和服務於車輛運行的設備裝置。屬於前者的有車電、通風、取暖、空調、座椅、拉手等。服務於車輛運行的設備裝置大多吊掛於車底架，如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電氣開關和接觸器箱等。
（7） 車輛電氣系統
車輛電氣包括車輛上的各種電氣設備及其控制電路。按其作用和功能可分為主電路系統、輔助電路系統和控制電路系統三個部分。
三、地鐵信號
信號設備的主要作用是保證行車的安全和提高線路的通過能力，包括信號裝置、聯鎖裝置、閉塞裝置等。信號裝置是指示列車運行條件的信號及附屬設備；聯鎖裝置是保證在車站範圍內，行車和調車安全及提高通過能力的設備；閉塞裝置是保證在區間內行車安全及提高通過能力的設備。
在車站上，鋪設有許多條線路，線路之間用道岔聯結。列車在車站內運行的路徑，叫做進路。進路由道岔位置決定。進路要有信號機防護，道岔位置不對，或者進路上有車，防護此條進路的信號機就不能開放，從而保證列車的運行安全。道岔、進路和信號三者之間相互制約、相互依存的關係稱為聯鎖。實現聯鎖的設備叫做聯鎖設備。把許多道岔、進路和信號機用電氣方法集中控制和監督，並實現它們聯鎖的設備，叫做電氣集中設備。由車站向區間發車時必須確定區間內無車，還要防止兩個車站在同一線路上向同區間發車。這種按照一定的方法組織列車在區間內的運行，一般稱為行車閉塞，用來聯絡的設備稱為閉塞設備。常用的閉塞設備有自動閉塞、半自動閉塞及電氣路籤閉塞等。地鐵採用自動閉塞設備。
四、地鐵通信
地鐵通信是構成地鐵各部門之間有機聯繫、實現運輸集中統一指揮、行車調度自動化、列車運行自動化、提高運輸效率的必備工具與手段。
地鐵通信按其用途來分，可分為地區自動通信、地鐵專用通信、有限廣播、閉路電視、無線通信以及子母鐘報時系統、會議系統、傳真及計算機通信系統；按信息傳輸的媒介可分為有線通信和無線通信，有線通信又可分為光纜和電纜通信。地鐵通信是既能傳輸語言，又能傳輸文字、數據、圖像等各種信息的綜合數字通信網。
五、地鐵供電
地鐵的供電系統是為地鐵運營提供電能的。地鐵列車是電力牽引的電動列車，其動力是電能；此外，地鐵中的輔助設施包括照明、通風、空調、排水、通信、信號、防災報警、自動扶梯等，也都依賴電能。
地鐵供電電源一般取自城市電網，通過城市電網一次電力系統和地鐵供電系統實現輸送或變換，然後以適當的電壓等級供給地鐵各類設備。
電系統和以降壓變電所為主組成的動力照明供電系統。
六、地鐵環境控制與車站設備
為了保證地鐵安全正常運行，應在地鐵內設置環境控制設備和各類必需的車站輔助設備，包括：通風、空調、給排水、消防、自動扶梯、直升電梯、動力、照明、旅客引導等系統設備。現代化程度較高的地鐵還配置了自動售檢票系統、車站設備自控系統、屏蔽門等。
給排水系統用來提供地鐵運營中生產、生活和消防用水，收集並排除地下滲透水和生產、生活產生的廢水、汙水。地鐵給水系統的水源一般取自城市自來水。
地鐵消防系統分中央和車站兩級。中央級的主要功能是：監視全線消防設備狀態；火災時，指揮全線消防搶險活動；控制全線有關消防設備的運行。車站級的主要功能是：監視車站消防設備運行情況，接受各類報警信息；控制車站及相鄰區間內消防設備的動作，實施滅火活動；與中央級間進行必要的信息傳輸。
地鐵車站裡的輔助設備包括：自動扶梯、直升電梯、捲簾門、防洪門、旅客引導、照明、售檢系統、車站設備自控系統等。根據需要還可設置屏蔽門和防核輻射門等。
七、地鐵運輸組織
地鐵運輸組織主要是列車運行組織和接發列車組織。在列車運行組織工作中，根據地鐵吸引的城市人員上下班（學）等客運流量、流向的實際情況，在基本列車運行圖中編劃出早、晚客流高峰時段密集開行列車的階段運行計劃；同時，還編制出各種節假日、春運等形式列車運行圖，以便最大限度地滿足城市人民對地鐵運輸的各種需要。
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