作者：唐德尧
出版社：中国铁道出版社
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广义共振、共振解调故障诊断与安全工程：城轨交通篇试读：
作者简介
唐德尧，男，汉族。1944年12月出生于湖南省平江县。1968年毕业于西北工业大学，1992年于中央组织部党员专家马克思主义哲学学习班结业。中国共产党党员，党的第十三届全国代表大会代表；自然科学研究员，研究生导师；曾任中国航空动力机械研究所故障诊断总工程师，设备故障诊断研究重主任，前机械工程学会设备维修专业委员会副主任；现任北京唐智科技发展有限公司首席科学家，中南大学、中国人民解放军国防科技大学、北京航空航天大学、北京科技大学、湘潭大学、沈阳工业大学等多所高校的兼职教授、博导。主要从事设备故障诊断的传感器、仪器、诊断理论及其软件实现的研究、开发、工程化和产业化工作。发展了共振解调理论，提出了广义共振、故障机理诊断理论，被誉为我国该领域的学术带头人。
他曾获国家、部、省科技进步奖、发明奖三十多次，荣获省、市劳动模范称号多次。1986年获全国五一劳动奖章，“献身航空、服务四化”奖章，被国务院授予“国家级有突出贡献的中青年专家”、“全国优秀科技工作者”称号，享受政府特殊津贴。1995年荣获“全国劳动模范”称号。1999年光荣出席祖国50周年大庆观礼。近年来撰写专著1部，发表论文30余篇，发明专利申请40余项。
内容简介
本书共分八章。第1章“轨道交通大发展的时代”与第2章“轨道交通车辆的安全问题”与城轨交通的发展历史和当前形势接轨，搜集、调查了国际国内的若干素材。在第3章，介绍了轨道车辆走行部常见故障。第4章“轨道车辆走行部检测技术”。第5章“广义共振故障诊断技术的物理学基础”，是本课题的基础理论介绍。第6章“车载广义共振故障、共振解调诊断系统的结构”介绍了本课题的车载在线故障诊断的硬件系统构成与诊断系统的网络构成。第7章“共振解调波形、频谱与故障诊断及机理分析”是本书的主题之一，介绍了轨道交通走行部转动部件常见故障的现象、诊断方法、诊断效果、故障机理、维修建议，介绍了基于故障机理分析而提出的若干新的诊断理论。第8章“基于广义共振的非转动机械（构架）故障诊断方法论”是本书的主题之二，介绍了用广义共振理论解释轨道交通走行部的不转动部件发生故障的内因、外因，用所提出的“相对积”函数计算处理监测信息，实施裂纹故障的在线诊断等方法和验证、使用效果。
本书与《广义共振、共振解调故障诊断与安全工程——铁路篇》同为广义共振、共振解调故障诊断与安全技术的应用实践总结，将该技术推广到了城市轨道交通领域，是不可多得的宝贵资料，可供广大轨道交通领域的技术人员学习和实践。序
我国城市轨道交通事业正在飞速发展。而令我不安的则是全世界普遍存在的其装备安全问题：不仅涉及到车，还有隧道、桥梁、轨道和路基。因此，我一直高度关注着国际轨道交通安全保障技术的发展进程。
数年前，我高兴地发现，我国故障诊断领域的国家级专家唐德尧研究员领导的技术团队，在轨道交通车辆走行部安全监测领域已经走在世界的前列。我饶有兴趣地关注着他们领受的北京市科委“城轨车辆走行部车载故障在线实时监测与诊断系统”课题的进展。
作为课题任务之一，唐德尧教授的新作“广义共振、共振解调故障诊断与安全工程——城轨交通篇”即将出版。浏览书稿，令我振奋！相对于立项之前，他们在车载走行部故障诊断中，又涌现了更多的技术创新，不仅在铁路，而且在京、上、广、深的地铁安全监测考核和服务中取得了令人惊叹的诊断效果和安全保障成就，足见其技术雄踞于国际领先地位，他们还根据所进行的故障机理诊断，所揭示了众多装备故障内因，提出了诸多的新理论和旨在提高装备水平的“装备保安全”的建议，为我国的装备安全的先进设计、先进维修开启了有益的思路。
我期望本书介绍的先进技术及其载体，即车载检测装置能够加速全面推广，为我国的轨道交通保驾护航。还希望他们“更上一层楼”，将“广义共振、共振解调技术与轨道、路基故障的车对地诊断”方面的研究业已取得的丰硕成果加速产品化，期盼着他们的关于轨道、路基安全监测的专著和监测装置早日面世，为城轨交通安全保障锦上添花。序
我之所以乐意为本书作序，不仅是因为6年前我曾经为唐德尧研究员立著的“广义共振、共振解调故障诊断与安全工程——铁路篇”做过序，并在文末提出了我的期望：“相信正值我国鼓励自主创新、建设创新型国家的征程中，‘广义共振、共振解调故障诊断与安全工程’技术定会在新形势下做出新贡献”，而且更加让我欣慰的是，唐德尧研究员的新作“广义共振、共振解调故障诊断与安全工程——城轨交通篇”，进一步把我的期望变成了现实！
本书所介绍的研究成果和工程应用实践表明，唐德尧研究员的技术团队又攻克了轨道交通领域的若干国际性的故障诊断难题，不仅为干线铁路安全保障提供了更好的服务，而且推进到了城市轨道交通领域，成绩斐然。特别是，他们并不局限于故障诊断研究，而是从故障机理诊断的认识论角度，对装备设计、制造、维修提出了颇有价值的建议，体现了自觉的自然科学工程技术研究者的高度责任感和博大胸怀，也体现了他们在该领域数十年如一日，持之以恒的技术研究所取得的技术创新。我希望相关领域的工程技术人员共同来研究这些建议、论点，或发扬光大，或启迪改进，借力于技术保安全的故障机理诊断认识论，促进我国轨道交通制造业的“装备保安全”的技术升华和创新。序
我国经济建设的高速持续发展，不仅对已有交通运输装备提出了不断挖潜、革新、改造以创造更大的经济效益的要求，也激励着交通运输装备制造业的突飞猛进。这些繁忙运转于全国各地的新老装备，共同装点着祖国繁荣富强的壮丽画卷。
然而，人类对于自然规律的认识、驾驭，总是不可避免地存在缺憾。而这些认识、设计和工艺的欠缺或装备对运行环境变化的不适应，则时常表现为所设计、制造的装备之故障。
紧跟着创新型国家的发展战略，我国尚属年轻的交通运输装备故障诊断与安全工程技术，肩负着为交通运输“保驾护航”重任，经历了数十年的发展，正在不断取得长足的进步。
而在这一领域中，我高兴地看到唐德尧研究员所领导的团队，矢志不渝，数十年如一日地辛勤耕耘，成为了我国故障诊断领域一支不可或缺的、高水平的方面军，成为了我国交通运输装备“技术保安全”的一支坚强的、可以依赖的劲旅。
我曾经为唐德尧研究员此前出版的专著《广义共振、共振解调故障诊断与安全工程——铁道篇》写过序言。作为同行老友，我曾对他说：“广义共振、共振解调”用于其他领域的那些“篇”何时面世？比如风力发电篇、地铁篇、城市轨道交通篇。
今天，唐德尧研究员的新作《广义共振、共振解调故障诊断与安全工程——城轨交通篇》正式出版了，他以辛勤的劳动如愿撰写了新的篇章，为我国的故障诊断事业再添丰硕的科技成果，他以不断自主创新的知识充实、完善、提高我国的交通运输装备安全保障技术，奋力赶超国际先进水平，对此我感到欢欣和鼓舞。
本书的可贵之处，在于解决了城轨交通机械装备的故障诊断领域中若干国内外久攻不克的难题，将我国的城轨交通车辆走行部故障诊断技术在某些方面推进到了国际领先水平，为“技术保安全”提供了有效的途径。本书不仅研究诊断方法论和工程实现，更追本溯源探讨故障的机理；不仅从故障机理的研究中卓有成效地获取自动诊断专家系统的技术支柱，而且用故障机理分析揭示机械存在多发性故障的内因，向机械设计、制造、维修工作者提出了诸多实现技术进步的有益建议和思路，例如，所提出的轴承齿轮定点疲劳理论、车轮热分格裂纹论点、大量发生的交流驱动电机轴承烧毁机理及保护技术等等，这些，均是未见报道的。
我们期望本书所提出的故障诊断新技术和新装置加速推广应用，更好地为我国城轨交通安全保驾护航，同时也希望本书的技术成果能供其他行业从事设备诊断工程的同行参考和借鉴。我们还期望广大的装备设计师们共同来研究、借鉴故障诊断工作者在装备运行实际中总结出的真知灼见，当然也可能有“奇谈怪论”，或充实完善，或推陈出新，探讨和应用“基于诊断的设计”思路和方法。利用故障诊断这一技术手段，认知装备复杂系统自身及其与运行环境的关联性，识别装备出现故障的内因和外因，进而通过在设计阶段就克服那些不良内因而创造更优秀的装备。我们也期望从事机械装备故障诊断的广大科技工作者在科研和工程实践中不断创新，认真总结，撰写出更多更好的专著，为促进我国装备制造业的自主创新和繁荣发展做贡献。
引言
我国的城市轨道交通，以令世界瞩目的高速度，迅猛地发展着。
这是继我国铁路交通的高速发展之后，又一支异军突起。
我国经济的高速、持续发展，导演了这一幕幕令人震撼和鼓舞的雄伟、壮丽的剧目，给国人带来了快捷、舒适、清新、雅致的出行环境和高效、准时、广域、有序的工作节律。人们如神话里那些腾云驾雾的仙人一般，欢度着团结、和谐、紧张、高效、严肃、科学、活泼、轻松的美好时日。
然而，轨道交通装备的设计、制造、营运、维修和安保工作者们，却不免紧张有余而轻松不足。因为无论是重载荷、高速度还是高密度，无一不与风险并存。他们一方面以欣慰的心情欣赏着亲手创造的繁荣，另一方面却紧绷着神经关注、维系着安全。
就像发展与环保总是不免发生矛盾一样，轨道交通的繁荣也总有危害安全的隐患随行。而从属的、辅助的安保技术和（特别是）装置的发展总是滞后于主导装备的发展，这也许是社会发展的规律。这是因为，发展之首当其冲的需求是这些主导的轨道交通装备，装备设计师已经使尽浑身解数，力图创造尽善尽美的佳作，来满足社会发展的需要，来维系装备运行的安全，以致设备管理专业人士的常语是：设备保安全。即以先进的装备制造技术来保障装备尽量不出故障。
然而，客观的事实是，人类的认识水平，尚不足以完全把握自然。凭着有限掌握的认知，设计无限安全的装备，几乎是不能实现的。以致尽管新的运载装备不断涌现，却总是不能有效地将隐患拒之车外。故障乃至事故总是如影随形地追逐着装备，以致在先进的监测技术、诊断技术尚未同期诞生和加装到运载装备之前，如前所述，营运、维修和安保工作者们就不得不（如同地铁行语所说）以“死看死守”来保障安全。
同样是因为人类的直接能力和认知所限，死看死守也不能防止全部事故。为人父母者皆知：人人都想优生优育，无人不视爱子为掌上明珠。尽管关爱有加，却谁也不能保障没有三病两灾。因此，需要社会保险来承担不意的责任，更需要医生来消病免灾。而后者则更是明智之选。
需求是发展之母。装备安全保障领域的需求，呼唤着设备安全监测与故障诊断的新军。2006年，在北京召开的“中国铁路与城市轨道交通安全国际研讨会”提出了颇具哲理的主题词：装备保安全、技术保安全。
我们不仅为我们的先生、我们团队的首席科学家——唐德尧教授在该会议上以“机车车辆走行部安全监测的收获与基于广义共振的故障诊断技术”为题所做的超时演说所赢得国际国内的热烈响应而欢欣鼓舞，也更加坚定和加速了我们的诊断技术的产业化进程。
6年来，JK00430铁路机车走行部车载监测装置装备了8000多台机车，也随出口机车到国外服务；随着国内机车的更新换代，和谐系列的电力、内燃机车已经占据了半壁江山。而设计者们的初衷，是奋力促成技术进步，以“优生”来保障新的装备比老一代机车有更好的安全性。以致那些新型车制造之初并没有同步加装在老机车上已经全面加装的监测装置。
然而，如唐老师以我们提出的故障机理诊断理论做的科学计算所预测的，新型机车也相继发生故障，特别是不乏重复老机车缺陷所致的故障。因此，一方面是为了提升已经服役10年的JK00430的功能，另一方面则是为了准备为新型机车的更加复杂多样的和更隐秘的故障诊断服务，我们主动地在王定晓、徐中副总经理和宋辛晖、曾承志副总设计师的直接领导组织下，推出了新一代的JK11430监测装置。当新型机车由于安全形势而要求诊断技术提供服务的时候，我们及时地以新的监测诊断装置提交了答卷。
我们更欣喜的是城市轨道交通领域的领导者们的远见卓识和赶超精神。北京市科委、重大办、交通委、北京地铁等部门，不仅提出了轨道交通的发展战略目标，而且同步提出了“建设六型地铁，安全永无止境”的理念，即围绕建设“平安型地铁”，强化责任意识；围绕建设“人文型地铁”，加强行风建设；围绕建设“高效型地铁”，强化效能监察；围绕建设“节约型地铁”，加大监督检查力度；围绕建设“便捷型地铁”，加强对运营组织的监督；围绕建设“创新型地铁”，强化领导人员创新能力。把科技创新对于轨道交通安全保障的“技术保安全”理念提到了建设的工作日程中。
北京市科委为此设立了北京市重点科技计划项目，开设了“城轨车辆走行部车载故障在线实时监测与诊断系统”课题。
以北京唐智科技发展有限公司为牵头单位，联合了北京市建管公司、市运营公司、北京航空航天大学，在王定晓、张大箭副总经理和黄贵发、曾承志副总设计师的直接领导组织下，在JK00430/JK11430中业已成功应用的成熟技术基础上，针对地铁和城轨交通的特点，继续研究、创新、发展，推出了新一代的“城轨车辆走行部车载故障在线实时监测与诊断系统”，含“JK10450走行部车载故障诊断装置”。
由于铁路和城轨交通车辆的走行部故障诊断有其共性，也有其各自的特点，因此，唐老师主笔著述的本书，没有将“大铁”（城轨交通领域对铁路领域的尊称）和“地铁”的诊断技术刻意分开，而是融为一体，以便能够互相借鉴、互为补充、齐头并进、相得益彰。
JK10450走行部车载故障诊断装置不仅在北京，也在上海、广州、深圳的城市轨道交通安全监测中初露锋芒，赢得了营运部门的热烈欢迎。由于来不及实现大量加装，但营运部门却热烈要求将有限的装置用来对他们的正在营运的数千车辆进行普查，以便利用本装置的、以主动诊断理论为指导的“即装即用”功能，发现已运行多年、故障频发、致使他们日忧夜虑的车辆的隐患，以期防范于未然，以保障行车安全和人民生命财产无虞。
JK10450走行部车载故障诊断装置不负众望！在上、广、深的应急监测诊断中，仅进口电机的轴承故障，就发现了数百例之多，分解核查的结果均是令人触目惊心的。诊断装置不仅为我国轨道交通营运部门赢得了在装备发生事故而不知其原因时所不可避免地遭受的沉重经济损失，也防止了可能发生的事故对社会安宁和人民生命财产的威胁。因为已有的事例证明了这种必然的趋势：某些在应急检测时发现轴承故障的电机，由于制造商缺乏足够的备件而没有及时更换，却在不久之后发生“放炮”事故而导致中途停车、乘客遭受烟雾侵害、列车不得不中途清客、实施紧急救援、地铁公司被市民投诉，政府因此出面向民众道歉者亦有多起。
我国的具有全面自主知识产权的诊断技术和装置的非凡成功，赢得了国际瞩目，正在我国出口国际市场的轨道交通列车上整列加装。
唐老师崇尚哲学辩证法，总是孜孜不倦地追究故障的内因和外因，所提出并致力推行的若干“故障机理诊断”成果，不仅为我们的“主动诊断”技术预测故障部件和故障的形式及故障特征提供了“先见之明”的理论指南，从而保障了我们的有关轨道交通走行部故障诊断的技术、装置“永葆领先”，而且，其中的“广义共振”、“定点疲劳”、“外孤谱”、“二孤谱”、“热分格裂纹”等理论或论点，及以此指导故障防范技术研究所获得的专利技术，还提出了揭示某些装备故障多发的内因，可望促进装备先进设计和维修的认识方法和解决方案。而我们则期望，不仅要做一个能准确地为轨道交通车辆走行部“看病”的“医生”，还能给广大的为机器“治病”的维修工作者提供“处方”建议，甚至能为装备设计师们“优生优育”当好参谋，实现以故障机理诊断为导向的创新设计、先进设计。
为此，本书在分析故障案例的过程中，时常提出了“对策”和“建议”供维修、设计部门参考。同样是因为认识条件和验证条件所限，若干的论点，也许是“奇谈怪论”，甚至是“异端邪说”，诚恳地欢迎学术争论和批评指导。
借此机会，我们要感谢北京市科委等政府部门的鼎力支持和鼓励，感谢北京市建管公司、市运营公司、北京航空航天大学等兄弟单位的精诚合作和奉献，感谢北京、上海、广州、深圳和其他城市的轨道交通营运、管理部门为JK10450系统提供的试验和考核、使用条件，感谢中国铁路总公司、各铁路局和机务段的管理、维修工作者们对JK00430/JK11430系统在上万台车上加装、使用、海量数据积累、分解验证和不断提出新的需求。
诊断工程是一项社会化的安保工程。它服务于社会，也依赖社会合作和政府、社会支持。我们为能得到这些珍贵的支持，使我们能在祖国的新的四个现代化的进程中，得以将所研究的科学技术转化为生产力，为实现强国之梦贡献力量而陶醉。
在人类以千千万万的科学和技术织造的壮丽画卷中，诊断技术是一朵小花！
为我们的国家万紫千红总是春，我们精心培育这朵科技小花，一定让她永远鲜艳、灿烂。
致谢
按照北京市科委的北京市重点科技计划项目“城轨车辆走行部车载故障在线实时监测与诊断系统”课题之任务要求，我主笔著写了本书，以对项目的部分科技成果做一总结，也期望能为应用我们研究成果和科技产品的轨道交通领域的广大朋友们提供帮助。
这本书所涉猎的科技成果，实际上是在北京唐智科技发展有限公司谭维克总经理、王定晓、徐中、张大箭副总经理，张鹏、宋辛晖技术总监，黄贵发、曾承志、李辉副总设计师在组织JK10450、JK11430研究、设计、工程化、产品化的过程中，在有关轨道交通走行部故障诊断技术攻关、验证、使用服务中所获部分成果的总结。
在本书的撰写过程中，经理部门组织了许多同志在百忙中参与工作：
首先，聘请我的大学同窗文明岐先生（副研究员）构建本书的构架；并为了使本书能够较好地与城轨交通的发展历史和当前形势接轨，搜集、调查了国际国内的若干素材，编写了本书的第1章“轨道交通大发展的时代”、第2章“轨道交通车辆的安全问题”，并由负责城轨交通项目的副总设计师黄贵发博士校对。
在第3章，介绍了“轨道车辆走行部常见故障”，目的是作为一个了解这些常见故障的索引，以便工作繁忙的读者根据需要和兴趣，去查阅在第7、8章的详细分析。廖云同志为本章做了校对。
第4章“轨道车辆走行部检测技术”，由黄贵发、王定晓同志负责，在于简要介绍原有技术，分析其局限性，引出本课题的研究思路。
第5章“广义共振故障诊断技术的物理学基础”，是本课题的基础理论介绍，浅显地说明了我们所发展的广义共振、共振解调故障诊断技术的物理学内涵。张鹏同志参与了上述基础研究。由廖云同志负责校对。
第6章“车载广义共振故障、共振解调诊断系统的结构”，由王定晓、黄贵发、宋辛晖同志负责，介绍了本课题的车载在线故障诊断的硬件系统构成与诊断系统的网络构成。
第7章“共振解调波形、频谱与故障诊断及机理分析”是本书的主题之一，介绍了轨道交通走行部转动部件常见故障的现象、诊断方法、诊断效果、故障机理、维修建议，介绍了基于故障机理分析而提出的若干新的诊断理论，提出了“外孤谱”、“二孤谱”、“定点疲劳”、“六连杆故障寄生识别”、“空心轴及轴承齿轮预警”、“热分格裂纹”、“识别构架裂纹的相对积函数”、“防止驱动电机轴电压损坏绝缘轴承的方法”等理论、观点、方法及旨在帮助装备设计和维修之创新的建议。王智、李辉、刘旷、廖云、黄贵发、曾承志、张鹏、王定晓等同志参与了上述研究，并由王智同志对本章作了校对。
第8章“基于广义共振的非转动机械（构架）故障诊断方法论”是本书的主题之二，介绍了用广义共振理论解释轨道交通走行部的不转动部件发生故障的内因、外因，用所提出的“相对积”函数计算处理监测信息，实施裂纹故障的在线诊断等方法和验证、使用效果。王智等同志参与了理论研究和软件实现研究，并由王智同志对本章作了校对。
王定晓研究员组织张鹏、宋辛晖、李辉、曾承志、黄贵发等同志对全书作了审查、修改。
限于时间和篇幅等原因，本书并未能收集我们的全部研究成果。对于一些特别的专题，例如“广义共振的危害与应用”、“轴承、齿轮不良匹配的定点疲劳与系统工程设计”、“广义共振、共振解调技术与轨道、路基故障的车对地诊断”、“广义共振与保持架故障及其诊断”等，我们将以新的专著的形式奉献给国家。
故障诊断技术，是检测技术的延伸和发展，是人类探索自己所制造的装备的缺陷、故障及其内因和外因以防范事故的手段。当今的主要应用，就是对装备实施“技术保安全”。
在此领域，笔者已经耕耘40多年。老骥伏枥，志在千里。国务院（1986年）授予我以“有突出贡献的中青年科技专家”称号，我当不辱使命，努力为国家的繁荣富强而奋斗。
但是，一个人的能力是渺小的，有限的。记得在1992年，中央组织部知识分子办公室组织党员专家学习马克思主义哲学的时候，若干中央机关的领导、社会科学院的学者在讲座中传递给我们一个重要的理念是：改革开放。
这是一个普通却又深邃的词汇。
我逐步体会到：学者，特别是应用科学的学者，不应当闭门造车，而应顺应、融入社会发展的浩浩潮流。思社会需求所想，为社会进步服务；珍惜社会提供的资源，报以科技创新之心意。
于是，在将要退休的时候，为了完成我的未竟事业，在原航空部第608研究所和我的学生谭维克先生（公司董事长、总经理）的支持下，我们组建了北京唐智科技发展有限公司。
我们招聘、培养人才，通过艰苦的奋斗，建立了一支能打硬仗的科技队伍。
如鱼得水，我的若干奇谈怪论，从早年的深谷幽径，发展为乡村公路，接入了国家经济发展的高速公路。
今天，我之所以能在古稀之年写成这本涉及面较广、较深的著作，得益于北京市科委的鼎力支持，得益于中国铁道总公司及各铁路局、机务段和北京、上海、广州、深圳等城市的轨道交通部门的支持、配合，更得益于北京唐智科技发展有限公司建立的一支优秀的科技团队。“一往情深深几许？深山夕照深秋雨！”我深深地感谢政府和社会的支持、关爱，感谢我的年轻战友们、助手们、学生们的精诚协作和帮助。
我的兴趣主要在于故障诊断的理论与实现方法论的研究等方面。在关注运载装备运行的故障监测信息和用户需求，在提供远程支持的过程中，不时提出这样或那样的以数学物理方程、机电仿真模型或人文哲理表达的解决方案。这当然是学科“领头羊”应当做的，也是我们团队要求于我的三件事“当教头、挑毛病、拓未来”之一。但这些“奇思妙想”或“奇谈怪论”需要经过更严谨的推理证明，需要进行方法论的软件实现，更需要用海量数据或/和现场试验进行实验验证，需要将经过严密论证的研究成果以硬件和软件方式实现工程化和产品化。
我欣喜有这样一支得心应手的研究、试验、研发、制造、推广团队，他们如同我的感官和意志的放大和延伸！使我得以“秀才不出门，能知天下事”，能“运筹于帷幄之中，决胜于千里之外”。我衷心地感谢他们！
我们团队有着繁忙的日常任务，铁路、城轨、风电等领域的故障诊断与安全监测装置和技术服务遍及全国各地，不断增长的用户需求催动着生产制造、质量保证、技术服务部门夜以继日地运行着。
基于对“创新是发展的源泉”的高度自觉的认识，负责研发工程中心的副总经理王定晓研究员领导的经理部门，始终为创新活动开绿灯，及时地将我所提出的上述计划外任务分解落实到研发工程中心的各职能部门，鼎力推动各项研究计划按节点执行；还为各项具体专业任务的快捷界入、推进，从各专业部门调配了一批年轻有为的以博士、硕士为主的骨干，组成围绕我的活动服务的“首席科学家办公室”。
李辉（博士、副总设计师）、王智（硕士）、廖云（硕士）等同志领导的诊断理论研究团队，负责组织将数学物理方程、机电仿真模型或人文哲理表达的解决方案，实施数学分析、论证，编制为可以嵌入已有诊断系统的诊断软件模块；宋辛晖（技术总监）、李云松（硕士）、蒲金飞（硕士）、姚志恒等同志领导的软件技术团队，则为新的诊断模块嵌入及实现更高系统功能目标而不断改进系统软件；张鹏（技术总监）、曾承志（博士、副总设计师）、黄贵发（博士、副总设计师）、施文钦（硕士）、汪传文、湛金辉（硕士）等同志则率领仪器仪表团队、传感器团队、机械结构团队实施硬件及工程化的攻关、改进、试验、考核。
当工作进程需要现场考核支持时，徐中副总经理领导的“大铁”技术服务部和张大箭副总经理领导的“城轨”技术服务部便与研发部门精心合作，由黄贵发（副总设计师，北京科委项目负责人）、王俊智（项目经理）、陈湘（项目经理）带领的现场工程化应用团队，与北京、上海、深圳、广州等城市地铁领域的管理、技术、应用部门的领导和一线工程技术人员做了认真细致的沟通，并在地铁公司的领导下，做了大量的实验验证工作，他们还和南车株洲电力机车公司，南车青岛四方，北车长春客车厂等国内大型城轨车辆设计及制造企业的管理和工程技术人员做了大量的技术探索和研究。也借此机会，向所有关心支持该项技术进步的城轨应用单位、城轨车辆设计制造单位及其他领域的朋友们致谢！
这样，我们攻克了若干国际难题，推出了许多新的诊断技术，提出了数项基于故障机理诊断的、旨在帮助机械设计、维修创新的方法，申请了数十项发明、实用新型和外观专利，登记了十多项软件著作权。
我们的创新活动和科技产品正在紧锣密鼓地融入祖国经济建设的快车道。
瞧，我的晚年过得多么充实！
胜利的攻关给我带来无尽的欢乐；
成功的服务使我倍感甜美的幸福。
年轻的伙伴们笑谈我是“老顽童”，我恍惚又重返青春年华。
这是创新型祖国新的四个现代化赋予我的新生！“老骥伏枥，志在千里”！伙伴们，让我们一路前进一路歌！“啊，那前边，多好的一片春光！”
第1章轨道交通大发展的时代
自古以来，我国都市规划建设都非常重视道路交通。我们去博物馆参观，考察古北京、古长安、古洛阳、古开封……可以看到：历朝历代都十分重视都市道路交通。
在21世纪的今天，交通更如同一座城市的动脉。有人这样提出：你要考察一座城市的发展水平，你就去看这个城市的交通状况，它绝对可以代表这个城市最主要的幸福指数。
进入21世纪以来，随着我国经济建设的持续高速发展，城市规模逐年扩大。同时，伴随着城市化进程的加快，城市人口迅速地增加。大量流动人口涌进城市，使城市每天面临着巨大的人流和物流的压力。
一个几百万人口的城市，如果仍然只依靠传统的城市道路和地面公路的发展，即使高速公路、立交桥建设得再多，单纯依靠地面道路交通作为唯一的交通方式，就会形成广义的“千军万马过独木桥”的问题。这就是近几年来，我国大中城市普遍存在着的制约城市发展的“瓶颈”：道路拥挤、车辆堵塞、秩序混乱、物流不畅、车祸多发。
开发、利用新型的高效、安全、节能、环保的公共交通方式，改变单一的地面公路运输的局面，就成为城市规模达到人口300万以上、经济规模1000亿元以上、高峰小时人口流动量3万人以上的大中型城市在寻求进一步发展所必然面临的选择。
带普遍性的中国城市特点是：地大物博的国家所拥有的人均土地资源却很少，城市化水平进展到一定程度以后，十几亿人口越来越集中地拥挤在地区核心城市，地区核心城市的日均人流量经常性地超过一个小国家的人口总量，一个经常性的小规模的活动，就会形成区域性人口的巨流和大面积、长时间的车辆拥堵。
这些问题都令人不约而同地思考：必须想办法拓展人类活动的空间。
而与现有城市最靠近的，理所当然的是地下空间和近地空间。因此，开发利用与现有城市等面积的地下空间，或辅以必要的近地高架空间，就自然成为绝大多数城市的首选。
实际上，早在1982年，联合国就正式将地下空间列为“潜在而丰富的自然资源”。在地下空间利用开发方面，西方发达国家的一些城市成绩卓著，早有地下空间利用率达到50％左右者。如英国首都伦敦，早在150年前的1863年就建成了公共交通地铁系统；加拿大蒙特利尔的地下城市也有40多年历史，也是世界上最大的地下城之一。很多国际化大城市都有十分成功的经验。我国的香港，也是寸土寸金的国际大都市，土地资源非常珍贵，他们的经验，也是成功地开拓地下空间。地铁系统现在已经成为香港客运能力最大、正点准时不堵车、环境污染最小、安全舒适的、理想的公共交通工具。
地铁和地面轻轨交通的出现，实现了土地及地下资源的多层次利用。不仅缓解了地面土地不足的矛盾，减少城市的建设成本，而且，随着土地集约化利用程度的提高，无论在缓解交通压力方面，还是在节约能源方面，都发挥了很好的作用。城市地下空间作为新型的国土资源，其开发利用是当前和未来城市发展的必然趋势。其中，包括地铁和轻轨的城市轨道交通，已经成为当代国际大都市交通现代化的显著标志，不仅展现一个国家和地方的经济和科技实力，而且被证实是目前大都市最理想的公共交通方式。北京就提出了“50％的出行使用公共交通，而其中50％则使用轨道交通”的战略目标。
1.1
国家轨道交通发展历程
我国内地第一条地铁线路于1969年10月1日在北京建成通车。之后有一段时间，轨道交通工具并没有得到迅速广泛的采用，其中一个重要的制约因素，是因为初期中国轨道交通的重要设施、装备还不能自主生产。地球人都知道，只能依靠进口的设备必然价格昂贵，财力难以承受。
改变这种被动局面的关键，是国家推进城市轨道交通设备国产化的政策。现在，城轨车辆和轨道交通设备的国产化，各种城轨车辆设备，轨道交通设施，安全保障设备和自主创新的相关产品，大都形成稳定的批量生产能力，特别是坑道掘进技术的进步，成为我国内地城市轨道交通建设的快速发展必不可少的物质基础保障。
随着城市化建设步伐的加快，区域中心城市不断向周边拓展，巨大的交通压力更加突现了城市轨道交通建设的紧迫性。这就形成了我国进入21世纪以来，大中城市大面积地开展轨道交通建设，且发展态势异常迅猛的一种局面。截至2010年底，我国地铁里程超过百km的城市已经有北京、上海、香港和广州4个城市，开通地铁或轻轨运营或试运营的城市，已经有深圳、南京、天津、台北、高雄、成都、沈阳、武汉、长春、西安、大连、重庆、苏州、杭州、昆明等近20个，还有郑州、长沙、哈尔滨、合肥、南昌、东莞、宁波、无锡、青岛等一批在建或者规划中的城市。同时，已经开通运营的城市还在继续扩大线路建设，以北京市为例，2012年，北京轨道交通线网全部覆盖中心城，运营里程达到442km，到2015年将规划形成700km运营里程的城市轨道交通网络，运营车辆将超过6000辆，城中心区最小运营间隔时间将压缩到2min。上海轨道交通将形成13条线路、300多座车站的轨道交通基本网络，运营总里程到2015年将达到660km。预计到2015年，全国地铁运营总里程将达3000km，按每km平均6辆车计算，投入运营的车辆总数将达到约18000辆。至2020年，我国城市轨道交通累计营业里程将达到7395km，是目前总里程的4.3倍，投入运营的车辆总数将达到约44000辆。至2050年规划的线路将增加到289条，总里程数将达到11700km，投入运营的车辆总数将达到约70000辆。
1.2
琳琅满目的轨道交通新概念
目前，我国内地正在筹建或规划轨道交通、获得国家批准的城市有27个。
有人以为轨道交通是新概念，其实不然。人类发明的首项公共交通工具就是火车，这就是最早的轨道交通工具。早在1804年，一名英国矿山技师，用瓦特发明的蒸汽机就造出了世界上第一台轨道交通工具——蒸汽机车，当时时速为5km左右，可牵引5节车厢。由于最初是采用煤炭或木柴烧火，用锅炉产生蒸汽作为动力来驱动车辆，所以人们从一开始就都叫它为“火车”。在世界人类的交通运输史上，直至20世纪初发明汽车之前，“火车”一直是陆上运输的主力。
在我国，“火车”也是最重要的交通工具。即使到今天，尽管大量的“火车”都早已被内燃机车、电力机车所取代，我们仍然习惯于“坐火车”、“买火车票”的说法。在我国，火车归属中国铁路总公司（原铁道部）管理。铁路，就是轨道交通概念中的轨道。
但是今天出现在人们视线中的轨道交通，已经不是人们常识中的“火车”那么单纯，在互联网十分发达的今天，如果有兴趣在网上去搜索、查看某城市的轨道交通规划，就会看到诸如“由地铁、轻轨、高铁、普铁、有轨电车组成”的语句，充满了琳琅满目的交通新概念，还有诸如快轨、城际列车、城际轻轨、动车组……令人应接不暇。这里，有必要将一些主要的概念先简单了解、区分一下。“城市轨道交通”：是指在不同型式的轨道上运行的大、中运量的城市公共交通工具，是当代城市中地铁、轻轨、单轨、磁悬浮等轨道交通的总称。其中，目前最常采用的形式是地铁和轻轨。“地铁”：最初的概念即地下铁路的传统称呼，多为一个城市的本地轨道交通工具。只是发展到今天，“地铁”最初包含的“地下”的概念已经变得不严格，地铁已经不局限于运行线路集中在地下隧道中的这种形式，有的地铁路段会出现在地面之上。现在的“地铁”泛指的是采用高规格电动客车组，高峰小时单向运输能力在3万～7万人的大容量城市轨道交通系统。“地铁”运行线路已经多样化，已经是地下、地面和高架轨道三者的有机结合。国内、外很多城市已用“轨道交通”代替“地铁”这一传统称呼，例如上海就将城市轨道交通系统统一命名为“轨道交通××号线”。“轻轨”：也已经不是简单按字面理解、或者最初的设计动机为采用了材质轻的轨道的意思。在今天，“轻轨”与“快轨——城市快速轨道交通”是相同概念的不同称谓。一般来说，现代的城市轨道交通目前一般分为地铁和轻轨两种制式，而地铁和轻轨都可以建在地下，也可建在地面或地面之上的高架上。虽然我国一些大中型城市已经开通或正在建设地铁和轻轨，由于城市轨道交通系统的发展在国内是近年来的新事物，出现时间较晚，因此造成人们了解的概念上有些误区。两者的区别，有人简单地认为城市轨道交通中，在地面以下行驶的叫地铁，在地面或高架上行驶的就是轻轨；还有人认为轻轨的钢轨重量比地铁轻，这两种认识都不准确。我国的轨道交通系统发展相对较晚，因此可以借鉴的国外经验、教训较多，充分认识到通用性和互换性是轨道交通规划中必须考虑的前提，稳定性、养护量、电力牵引的回流断面和杂散电流，也是规划中必须选择的因素。因此，我国目前在地铁和轻轨建设中都选用轨距为1435mm的国际标准双轨作为轨道，与国内铁路列车选用的轨道规格相同，并没有钢轨重量轻重之分。目前在专业规范中，轻重是针对轴重提出的，轴重较轻、单方向输送能力在1万～3万人次的轨道交通系统，称为轻轨；每小时客运量3万～8万人次的轨道交通系统，称为地铁。也可以比较通俗地用熟悉的公路概念来理解地铁和轻轨：类似于大巴和中巴的关系。参照国际标准，城市轨道交通列车分为A、B、C三种型号，列车宽度分别对应的是3m以上、2.8m、2.6m。凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，即车身宽的“大巴”，通常为5～8节编组列车，也就是运力相对大的轨道车；而将选用车身小些的C型列车的轨道交通线路称为轻轨，也就是运力相对小的“中巴”轨道车，通常为2～4节编组列车。例如，上海轨道交通3号线采用A型列车，是目前最高端的城市轨道交通列车，虽然有90％的线路都是建在高架轨道上，但是按照车型分类标准属于“地铁”线路；而上海轨道交通6号线采用C型列车，虽然有70％的线路都是在隧道内，按照车型分类标准属于“轻轨”线路。上海轨道交通10号线采用的阿尔斯通etroplis地铁列车，列车宽度达到3.2m，6节编组A型地铁列车最大载客量为2460人，8节编组A型地铁列车最大载客量达到3280人。“城际列车”：一般指两座相距不远的城市之间开行的多班次、公交化的中小编组的短途旅客列车，中途不停站或停很少的站，只配置座位车厢而不配置卧铺车厢。目前开行的有京津、广深、沈大、沪杭、沪宁、成渝、昌九等城际列车。2005年12月动工建设的广珠城际铁路，规划形成珠三角轨道交通网的主轴线之一，从新会站出发，10多分钟就可到中山，30多分钟就可到珠海、广州，不用1小时就能到深圳，融入“珠三角1小时城市圈”，利于珠三角区域之间资源的整合利用，增强城市之间的配套能力，提高经济质量，节约成本，促进整个区域的产业升级和转型。长沙城际铁路在长沙、株洲、湘潭一体化的城市发展规划中，也有十分重要的意义。“普铁”：是为了区别城市轨道交通系统，对国内原来的普通铁路列车的称谓。传统的普通铁路列车，动力牵引集中于车头，称为动力集中式。在国内乘坐火车也有这样的区分：时速80km或以下为“普客列车”，时速120km以下的为“普快”，时速120～160km的为“快车”或“特快”。随着6次提速，对时速160～200km的列车称为“准高速”，对时速高达200km以上，并使用CRH和谐号列车的称为“动车组”、“高铁”。“动车组”：在“动车组”这个词流行之前，也被称为“列车组”、“机车组”等。有一种说法，这个名称是由国人创造出来的词，英文中没有明确的对应。其实，所谓的动车组，就是指把带动力的动力车（即“动车”）与不带动力的非动力车（即“拖车”）按照预定编组方式的组合。区别于普铁动力集中式，动车组多数为动力分散式列车。如果要准确描述的话，动车组就是由分散带动力的、固定编组的、可在两端分别设司机室进行驾驶操作的、配备现代化服务设施的旅客列车。但动力集中式也可编组成动车组，如蓝箭、中华之星等。动车组技术源于地铁。把动力装置分散安装在多节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车；不带动力的客车车辆叫拖车。可以将几节自带动力的车辆再加几节不带动力的车辆编成组使用，形成动车组。动车组最早只用于支线，由于它机动灵活、根据调度命令可以原地改变行驶方向的特点，在地下铁道客运、城市市郊快速客运，城际特快客运中得到广泛采用。轻轨、地铁、高铁采用电力动车组。中国铁路第六次大提速上线运行的动车组名称为“和谐号”。原名CRH系列，CRH是China Railway High-speed（中国铁路高15速）的缩写，目前已经有CRH ～CRH 型等多种型号。“高铁”：高速铁路的简称，是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200km以上；或者专门修建的新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250km以上的铁路运输系统。高速铁路除了列车速度高外，车辆、路轨、操作、安全都需要配合提升。广义的高速铁路还包括使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统，理想时速可高达1000km。无论国外还是国内，高铁都首先服务于人口密集的大城市：例如日本的东京至京都，法国的巴黎至里昂，美国的波士顿至纽约、华盛顿，中国的北京至上海、北京至天津、台北至高雄、武汉至广州、上海至杭州、广州至深圳、南京至上海、郑州至西安。高铁的发展历程可以追溯到20世纪50年代，1959年4月5日，第一条真正意义上的高速铁路东海道新干线在日本破土动工，经过5年建设，于1964年3月全线完成铺轨，同年7月竣工，1964年10月1日正式通车。东海道新干线从东京起始，途经名古屋，京都等地终至大阪，全长515.4km，运营速度210km/h，它的建成通车标志着世界高速铁路新纪元的到来。70年代前后欧洲高速铁路大发展，法国修建了东南TGV线、大西洋TGV线；意大利修建了罗马至佛罗伦萨高速铁路；德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国等大部分发达国家，都大规模修建国内或跨国界的高速铁路，逐步形成了欧洲高速铁路网络。而从90年代中期开始，在亚洲的中国、中国台湾、韩国，以及北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚）等地，也可以说是在世界范围内，掀起了建设高速铁路的热潮。中国用6年左右的时间跨越了世界铁路发达国家一般用30年的历程，形成了具有完整自主知识产权的高速铁路技术体系。2020年，这是中国共产党十八大提出的建党100周年前实现小康的宏伟目标的指定时间，在达到这个时间点的规划中，中国新建高速铁路将达1.6万km以上，快速客运网将达到5万km以上，连接所有省会城市和50万人口以上城市，覆盖全国90％以上人口。
1.3
中国的城市轨道交通规划
为了防止城市快速轨道交通开发建设的盲目性，2003年10月，国务院办公厅发布了《关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知》，对计划进行快速轨道交通建设的城市提出了一些硬性规定：地方财政预算收入在100亿元以上，国内生产总值达到1000亿元，城区人口在300万人以上，规划线路的客流规模达到单向高峰小时3万人以上。而改革开放后，中国经济规模的高速发展，在经济总量、人口规模、客流量和财政实力等方面，一大批城市均达到了现阶段申报发展城市快速轨道交通的基本条件。
2008年1月，国家发改委上报国务院的文件，已将福州和宁波、郑州、长沙等9个城市列入第二批审批建设城市快速轨道交通项目城市名单。
2009年1月，福州市城市铁路快速轨道交通《福州市城市快速轨道交通建设规划》，拟在近期至2018年间建设1号线和2号线。
根据2006年发表的《东莞市轨道交通建设规划》，东莞轨道交通将设有4条市域线（R1至R4线）和1条市郊铁路（广深市郊铁路），总长264.2km。东莞轨道交通第一期（R2线）预计于2015年通车。届时每小时客运量将超过50万人次，2018年每小时客运量将上升至接近100万人次，2030年将超过300万人次引。在保增长扩内需的“主旋律”下，国内的城市轨道交通建设在沉寂7年之后再次呈现火爆局面。2009年08月21日，在住房和城乡建设部（下称“住房部”）一场内部通气会上，该部城市建设司司长陆克华透露，目前国务院已经批复了22个城市的地铁建设规划，总投资8820.03亿元。
目前全国已经开通轨道交通的19个城市有：
01.北京，1969年通车，目前运营里程336km。
02.香港，1979年通车，目前运营里程168km。
03.天津，1984年通车，目前运营里程71.6km。
04.上海，1995年通车，目前运营里程410km。
05.台北，1996年通车，目前运营里程75.8km。
06.广州，1997年通车，目前运营里程222km。
07.深圳，2004年通车，目前运营里程59.2km。
08.南京，2005年通车，目前运营里程85km。
09.高雄，2008年通车，目前运营里程42.7km。
10.成都，2010年通车，目前运营里程31.6km。
11.沈阳，2010年通车，目前运营里程27.9km。
12.长春，2000年5月27日，长春轻轨一期工程试验段开工建设。2001年12月28日，长春轻轨一期工程试车成功。至此，长春率先建成中国大陆第一条轻轨线路。
13.大连，大连快轨3号线（站前-金石滩）于2000年9月开工建设，2002年10月1日试通车；11月8日试运营；2003年5月1日正式运营。
14.武汉，位于汉口地区的1号线一期线路已经于2004年9月28日开始通车，1号线二期工程也已经于2010年7月29日开始通车。
15.西安，首条开通线路，2号线于2011年9月16日正式通车试运营。
16.重庆：1号线16.5km，2011年7月28日开通，2号线2005运营。3号线21.16km，2011年9月29日试运营。
17.苏州，2007年12月26日正式动工，地铁1号线于2012年4月28日正式通车。
18.杭州，目前已经试运营。
19.昆明，目前已经试运营。
北京地铁（Beijing Subway），是服务于中国首都北京市及周边地区的城市轨道交通系统。北京地铁系统拥有14条线路，拥有车站191座，线路总长339.5km。北京地铁日平均客流量510万人次，是中国第二、世界第五繁忙的地铁系统。北京市是中国第一座拥有地铁线路的城市。早在20世纪50年代末期我国就开始规划在北京、沈阳、上海三座重要城市修建地铁，以作为平战结合的战备防御手段。1965年2月4日，毛泽东主席亲自确定了北京地铁“适应军事上的需要，兼顾城市交通”的建设方针，成立了以杨勇同志为首的国务院北京地铁领导小组，根据最初的规划，北京地铁在战时可以每天运送5个陆军整编师的兵力自西山至北京市区。北京地铁在1969年1月15日开通了由公主坟到北京火车站的第一条线路。由于属于战备工程，北京地铁在通车后很长时间内不对公众开放，需凭介绍信参观及乘坐。1971年1月15日，公主坟至北京站段开始试运行，1971年8月5日延长为玉泉路至北京站，1971年11月7日延长为古城路至北京站，1973年4月23日延长为苹果园至北京站。1981年9月15日，北京地铁正式对外运营。北京地铁的列车采用第三轨供电方式，常规地铁线路均采用第三轨上部DC750V受流方式，机场线采用第三轨下部DC1500V受流方式。
天津轨道交通，由地铁、轻轨、高铁、普铁、有轨电车组成。天津地铁1号线工程，暨天津地铁既有线改造工程于2001年启动。天津地铁于2001年10月9日起停运，改造工程于2002年11月21日正式开工，并于2005年12月28日建成通车；天津津滨轻轨，又称天津地铁9号线，始建于2001年1月18日，一期工程东段于2003年9月30日建成通车，2004年3月28日开始试运营。京津高速铁路是中国铁路总公司（原铁道部）的新高速铁路网络示范项目，因此被视为中国客运专线的关键性工程。京津线从北京南站到天津站全程约118km，最高设计时速为350km。该项目也是中国2008年奥运会重点工程之一，一期工程于2006年7月开工，2007年12月建成，2008年6月投入运营。京津城际轨道交通设5座车站，分别是北京南站、亦庄站、永乐站、武清站、天津站。从天津站到北京南站仅需30min。京沪高速铁路，天津-上海提速近一倍；正在建设的滨海新区首条有轨电车线路，未来的滨海新区中央大道上，将通行目前世界上最新型的城市公共交通系统——胶轮有轨电车。
上海地铁，1995年通车，目前运营里程410km，将形成13条线路、300多座车站的基本网络，2015年运营总长度将达到660km。
广州地铁，1号线于1993年12月28日正式动工，全线于1998年12月28日竣工，1999年6月28日正式通车，标志着中国大陆继北京、天津及上海后，第4座城市建有轨道交通系统。现有1号线、2号线、3号线、4号线、5号线、8号线、广佛线及APM线，广州地铁总里程236km（包括广佛线广州段），是中国第三大城市轨道交通系统。广州地铁已经成为广州市民最主要的交通工具之一，日均客流约为480万人次，并在亚运会免费期以784.4万人次的峰值打破全国纪录。广州市规划在2040年左右建成500km左右的地铁，地铁轨网由20条城市线、1条旅客自动输送系统、1条联络快线和11条城际线组成，轨网总里程为1041km，其中城市线里程为761km。
广珠轻轨：广珠城际铁路是珠三角轨道交通网的主轴线之一，于2005年12月18日正式动工，工程全线总长143km，其中广州至珠海主线长117km。广珠城际铁路建成后，从新会站出发，10多分钟就可到中山，30多分钟就可到珠海、广州，不用1小时就能到深圳。新会、江门将融入“珠三角1小时城市圈”。广州地铁使用西门子—安达模块化列车，庞巴迪摩域亚456型列车，南车株机列车，南车株机—西门子列车，南车四方—川崎直线电机列车，南车四方列车，北车长客列车。
深圳地铁：是中国广东省深圳市的城市轨道交通系统。始建于1999年，于2004年12月28日正式通车。随着深圳地铁的开通，深圳已成为大中华地区继北京、香港、天津、上海、广州及台北后第七个拥有地铁系统的城市。截止到2011年6月，深圳地铁2期工程已全线开通，5条线路，全长共计178km。目前深圳地铁已开通5条线路共178km，远期方案规划了至2030年的16条地铁线路，总长585.3km，深圳地铁一期工程的实验站点市民中心在1998年12月28日初步开工建，深圳地铁部分站点在翌年12月开始建造，而其他站点则到2001年3月方动工兴建。其土木、轨道工程在2003年夏建成，并在翌年进行调试及试运营。一期工程21.866km长，19个车站。二期工程的线路包括罗宝线续建段、蛇口线、龙岗线首期及西延段、龙华线二期以及环中线，于2011年6月底全部开通。《深圳市城市轨道交通建设规划（2011～2020）》提出了深圳市轨道交通的近期建设方案及远期线网方案。在地铁部分，近期方案的重点8条新建的地铁线路，总长约245.4km。远期方案规划了至2030年的16条地铁线路，总长585.3km，设站357座。
南京地铁：2000年12月12日正式开工，2005年10月18日南京地铁一号线正式投入运营，成为内地第六个拥有地铁的城市，全长为21.72km的，沿线设有地下车站11座，地面及高架车站5座，南京地铁一号线具有国产化率高、科技含量高以及造价低、正式开通后票价低、用工人数低等“两高三低”的特点。据了解，一号线每km造价为3.9亿多元，国产化率超过70％。
沈阳地铁：2006年5月正式开工，2010年9月27日10时58分，沈阳地铁一号线全线通车试运营，沈阳地铁成为暨北京、天津、上海、广州、深圳、南京之后中国大陆第七个地铁开通城市。成为东北首座拥有地铁的城市，截止2012年元旦共有两条线路，41座车站运营中。
长春轨道交通：2000年5月27日，长春轻轨Changchun LightRail一期工程试验段开工建设，2001年12月28日，长春轻轨一期工程试车成功，长春率先建成中国大陆第一条轻轨线路。2011年5月，国家发改委批复了长春市地铁Changchun Metro1号线一期工程可行性研究报告。
成都地铁：于2005年12月正式开工建设，是中国西部第1座开工建设地铁的城市。1号线一期已于2010年9月27日试运营。《成都市城市快速轨道交通线网规划》，2020年线网规划方案由10条线路组成，（2012～2017）8条线路共计227.8km，其中地下线166.4km，浅埋线9.6km，高架线51.2km。
武汉地铁：即“武汉轨道交通”，于2004年9月建成轻轨1号线一期工程——轻轨1号线（U1）（黄浦路-宗关），2010年6月，轻轨二期铺轨完毕，7月日投入全程试运营，武汉轨道交通1号线正式成为国内最长城中轻轨；2017年前，将建成7条轨道交通（含轻轨、地铁）线，总规模将达到215.3km，基本覆盖全市。按规划，武汉轨道交通将由3条市域快线和9条市区线路构成，共设站309座。主城区线网规模将达到333km，共有7条长江通道，其中6条位于主城区。今后，武汉市66％的人口在600m的步行范围内，就能找到地铁站。
西安地铁：2004年2月，在重新编制的《西安市城市快速轨道交通线网规划》中，轨道交通线网的远期规划6条线路，总长251.8km。首条开通线路，2号线于2011年9月16日正式通车试运营。
重庆地铁：在重庆目前运营和动工的4条轨道交通线路中1号线（重庆地铁1号线）和6号线（重庆地铁6号线）是地铁，2号线和3号线是单轨（俗称轻轨），2号线一期工程2004年11月开始试运行，2号线二期工程，于2006年7月1日开始运行。3号线一期工程于2007年开工建设，于2011年9月28日开通。
大连快轨，是“大连城市快速轨道交通”的简称，3号线于2000年9月开工建设，2002年10月1日试通车；11月8日试运营；2003年5月1日正式运营。大连快轨采用由“大连机车”自主研发的地铁4B型列车。
杭州地铁：目前已经试运营。规划规模总计为10条线路，总计长为375.6km，8条路线，一期工程由地铁1号线、地铁2号线和地铁4号线部分线路组成，总长68.79km，2010年将建成包括1号线和2号线累计长度达到82km；至2020年将建成包括1号线、2号线、3号线、4号线和5号线，累计171km。
昆明轨道交通：2012年6月28日，昆明地铁6号线（机场线）正式通车，标志着昆明成为自苏州后第二个拥有城市轨道交通的地级市，同时成为中国大陆第一个拥有城市轨道交通的地级省会。
哈尔滨地铁：是中国黑龙江省哈尔滨市的城市轨道交通系统。始建于2008年，历史可追溯至1973年，规划有5条线和2条支线，总里程143km，远期规划采取地上地下相结合、城区城郊相结合、平时战时相结合方式，规划为“九线一环”和两条支线，总里程340km。
宁波市轨道交通：宁波市轨道交通网络规划以主城区为核心，以跨三江（姚江、甬江、奉化江）、连三片（三江片、镇海片、北仑片）、沿三轴（商业轴、水轴、公建轴）为指导思想构成骨架，由6条线组成放射式线网，辐射范围覆盖全宁波市区和余慈地区以及奉化组团，规划线网全长247.5km（主城区内全长177.4km）。
苏州地铁：近期规划线网规划中心城区265km。规划区线网规模为380km，其中中心城区为286km。以满足2015年苏州市机械出行人数总量600万人次的需求。
郑州地铁：已经动工建设的一期地铁线网总规模95.61km，2020年以后，形成“三横两纵一环”全部地铁线网，地铁线网总规模达到202.35km。
无锡地铁：获批开建的总长56.11km，规划线网总长157.77km。
南宁市轨道交通：南宁的轨道交通，规划由骨干线2条和辅助线4条组成，线网全长178km，对于南宁实现其西南出口大通道与中国-
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]