膠輪有軌電車(chē)與鋼輪有軌電車(chē)交通制式比較

■ 蔣亞男 王彥利 何濤 商文博

0 引言

目前，多數(shù)大、中城市已經(jīng)建成軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)，但是整體交通情況仍然繼續(xù)惡化，缺少骨干軌道交通的喂給、疏散功能是主要原因之一。城市居民短距離出行需求未能得到很好的解決，表現(xiàn)為骨干軌道交通網(wǎng)空閑、地面汽車(chē)數(shù)量不減，亟需加快小運(yùn)量軌道交通建設(shè)[1]。

有軌電車(chē)交通是小運(yùn)量軌道交通的主要形式之一，鋼輪有軌電車(chē)和膠輪有軌電車(chē)是當(dāng)前主流的有軌電車(chē)交通制式[2]。這2種有軌電車(chē)交通制式的乘客運(yùn)送能力相當(dāng)，但在技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性上各具特點(diǎn)，業(yè)內(nèi)的認(rèn)知也各有不同。因此，有必要從居民出行需求、政府建設(shè)管理、工程技術(shù)投資、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面，對(duì)這2種有軌電車(chē)交通制式進(jìn)行深入地對(duì)比和分析。

1 主要技術(shù)參數(shù)

考慮城市的景觀要求，膠輪有軌電車(chē)交通的高架橋梁體量較小，對(duì)景觀影響不大，便于城區(qū)敷設(shè)；而鋼輪有軌電車(chē)交通的高架橋梁體量較大，嚴(yán)重影響城市景觀，一般難于在城市中廣泛應(yīng)用。因此，分析均基于高架敷設(shè)的膠輪有軌電車(chē)交通（簡(jiǎn)稱(chēng)膠輪電車(chē)）和地面敷設(shè)的鋼輪有軌電車(chē)交通（簡(jiǎn)稱(chēng)鋼輪電車(chē)）。

鋼輪電車(chē)一般為地面敷設(shè)，在路口范圍采用混合路權(quán)，在非路口范圍采用獨(dú)立路權(quán)，系統(tǒng)為鋼輪電車(chē)行駛在鋼軌上。膠輪電車(chē)一般為高架敷設(shè)，全線(xiàn)采用獨(dú)立路權(quán)，系統(tǒng)為膠輪電車(chē)行駛在鋼梁或混凝土梁上[3]。膠輪電車(chē)與鋼輪電車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2 膠輪電車(chē)與鋼輪電車(chē)交通制式比較

2.1 居民出行需求

城市居民出行選擇交通方式時(shí)，主要考慮交通工具的方便性、準(zhǔn)時(shí)性、快速性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性和安全性，在這幾個(gè)方面對(duì)膠輪電車(chē)和鋼輪電車(chē)進(jìn)行比較（見(jiàn)表2）。

從市民出行需求的角度比較膠輪電車(chē)與鋼輪電車(chē)，兩者在經(jīng)濟(jì)性方面相當(dāng)；膠輪電車(chē)在方便性、準(zhǔn)時(shí)性、快速性、舒適性和安全性方面均占優(yōu)。

表1 膠輪電車(chē)與鋼輪電車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)

表2 市民出行需求方面的比較

2.2 政府行政管理

從政府行政管理的角度選擇交通方式時(shí)，主要考慮交通項(xiàng)目建設(shè)的合法合規(guī)情況、交通改善預(yù)期效果、項(xiàng)目總投資、建設(shè)周期、拆遷量及拆遷難度、城市景觀影響和維穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約能源等，在這幾個(gè)方面對(duì)膠輪電車(chē)和鋼輪電車(chē)進(jìn)行比較（見(jiàn)表3）。

從政府行政管理的角度比較膠輪電車(chē)與鋼輪電車(chē)，兩者在項(xiàng)目建設(shè)合法合規(guī)情況、項(xiàng)目總投資和建設(shè)周期方面相當(dāng)；膠輪電車(chē)在交通改善預(yù)期效果、拆遷量及拆遷難度和維穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)方面均占優(yōu)，鋼輪電車(chē)在節(jié)約能源效果和城市景觀影響方面占優(yōu)。

2.3 工程建設(shè)

從工程建設(shè)角度選擇交通方式時(shí)，主要考慮工程技術(shù)、施工周期和投資規(guī)模等，在這幾個(gè)方面對(duì)膠輪電車(chē)和鋼輪電車(chē)進(jìn)行比較（見(jiàn)表4）。

從工程建設(shè)技術(shù)投資的角度比較膠輪電車(chē)與鋼輪電車(chē)，兩者在客運(yùn)能力、行車(chē)密度、牽引供電方式和車(chē)站規(guī)模方面相當(dāng)；膠輪有軌電車(chē)交通在路權(quán)形式[4]、旅行速度、轉(zhuǎn)彎半徑、爬坡能力、噪聲水平、信號(hào)方式、占用道路寬度[5]、工程內(nèi)容、施工難度和工程投資等多個(gè)方面均占優(yōu)。

2.4 運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理

2.4.1 運(yùn)營(yíng)維護(hù)模式

在膠輪電車(chē)和鋼輪電車(chē)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作中，主要工作項(xiàng)目相近，其中土建工程、供電系統(tǒng)、通號(hào)系統(tǒng)相差不多，但車(chē)輛的維護(hù)工作相差較大。

（1）膠輪電車(chē)車(chē)輛上設(shè)有大量傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛各部件的運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)，利用專(zhuān)業(yè)軟件分析評(píng)價(jià)車(chē)輛健康狀態(tài)，能夠不采用傳統(tǒng)的周期修模式，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修模式。膠輪電車(chē)的橡膠輪胎更容易磨損，需要設(shè)置換輪修程。在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，膠輪電車(chē)根據(jù)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，只設(shè)置周檢和大修，不設(shè)置日檢、月檢，檢修周期見(jiàn)表5。

表3 政府行政管理方面的比較

表4 工程建設(shè)方面的比較

（2）鋼輪電車(chē)車(chē)輛采用傳統(tǒng)的周期修模式，主要修程包括列檢、雙周檢、三月檢、定修、架修和大修，檢修周期見(jiàn)表6。

相比鋼輪電車(chē)，膠輪電車(chē)簡(jiǎn)化了檢修流程，壓縮了檢修時(shí)間，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作內(nèi)容較少。

表5 膠輪電車(chē)檢修周期

表6 鋼輪電車(chē)檢修周期

2.4.2 工作定員

膠輪電車(chē)采用全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，配合智能信息化系統(tǒng)，車(chē)站無(wú)人值守，僅保留日常維護(hù)人員及巡線(xiàn)人員，在控制中心設(shè)置調(diào)度班組。目前，我國(guó)鋼輪電車(chē)的運(yùn)營(yíng)單位一般設(shè)置日檢班組、維修班組、司機(jī)班組、乘務(wù)班組和調(diào)度班組。線(xiàn)路長(zhǎng)度按10 km考慮，膠輪電車(chē)和鋼輪電車(chē)的主要定員見(jiàn)表7。

相比鋼輪電車(chē)，膠輪電車(chē)?yán)脿顟B(tài)修、全自動(dòng)運(yùn)行和智能化信息技術(shù)，大幅減少了運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員數(shù)量。

表7 運(yùn)營(yíng)工作定員比較

2.4.3 運(yùn)營(yíng)安全

（1）膠輪電車(chē)全程高架敷設(shè)，全線(xiàn)采用獨(dú)立路權(quán)、全自動(dòng)運(yùn)行，地面社會(huì)車(chē)輛和行人不影響車(chē)輛行駛。正常運(yùn)營(yíng)情況下，膠輪電車(chē)的運(yùn)營(yíng)安全性較高。當(dāng)運(yùn)營(yíng)中需要疏散車(chē)上人員時(shí)，膠輪電車(chē)能夠利用車(chē)載動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)列車(chē)到站疏散乘客，或利用導(dǎo)軌梁中間的緊急疏散通道實(shí)現(xiàn)疏散。

（2）鋼輪電車(chē)一般全程地面敷設(shè)，區(qū)間采用獨(dú)立路權(quán)、路口采用共享路權(quán)，地面社會(huì)車(chē)輛和行人直接影響車(chē)輛行駛。正常運(yùn)營(yíng)情況下，鋼輪電車(chē)的運(yùn)營(yíng)安全性較差。當(dāng)運(yùn)營(yíng)中需要疏散車(chē)上人員時(shí)，鋼輪電車(chē)能夠行駛到站疏散乘客，或在區(qū)間直接停車(chē)實(shí)現(xiàn)疏散。

相比鋼輪電車(chē)，膠輪電車(chē)通過(guò)高架敷設(shè)實(shí)現(xiàn)全程獨(dú)立路權(quán)，排除外部干擾，而且能夠保障乘客的安全疏散，其運(yùn)營(yíng)安全性較好。

2.4.4 運(yùn)營(yíng)成本

有軌電車(chē)交通的運(yùn)營(yíng)成本主要包括人員工資、用電費(fèi)用和維修費(fèi)用等，線(xiàn)路長(zhǎng)度按10 km考慮。膠輪電車(chē)和鋼輪電車(chē)運(yùn)營(yíng)的主要費(fèi)用測(cè)算見(jiàn)表8。

表8 運(yùn)營(yíng)成本測(cè)算比較 萬(wàn)元/年

對(duì)于膠輪電車(chē)而言，較少的運(yùn)營(yíng)人員定額大幅降低人力成本，但是膠輪鋼梁較大的阻力增加了牽引能耗，輪胎和電池的更換也提高了維護(hù)維修費(fèi)用。對(duì)于鋼輪電車(chē)而言，較多的運(yùn)營(yíng)人員定額大幅提高了人力成本，但是鋼輪鋼軌較小的阻力減少了牽引能耗，鋼輪鋼軌的長(zhǎng)壽命也降低了維護(hù)維修費(fèi)用。綜合測(cè)算，膠輪電車(chē)的運(yùn)營(yíng)成本明顯低于鋼輪電車(chē)。多數(shù)情況下，基于市民出行需求、工程建設(shè)投資、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)和政府行政管理等方面的分析研究，膠輪有軌電車(chē)交通制式的整體優(yōu)勢(shì)明顯，建議優(yōu)先考慮。

3 結(jié)論

膠輪有軌電車(chē)和鋼輪有軌電車(chē)交通制式均能夠有效改善城市的交通效率，易于提高城市運(yùn)行效率和提升城市形象?？紤]軌道交通項(xiàng)目是民生工程，且軌道交通項(xiàng)目是百年工程，建成后難于改造更新，交通制式的選擇必須慎重。對(duì)于地面道路資源豐富、運(yùn)行速度要求不高、高架橋梁景觀影響敏感地區(qū)，可以選擇鋼輪有軌電車(chē)交通制式。