麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線車(chē)輛選型研究

陳文海

（廣州有軌電車(chē)有限責(zé)任公司，廣東廣州510220）

0 引言

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線南起游客中心站，北至玉龍雪山站，線路全長(zhǎng)20.465 km，定位為玉龍景區(qū)內(nèi)部的旅游觀光專(zhuān)線。結(jié)合山區(qū)特殊的線路條件和旅游觀光等特點(diǎn)，該線路對(duì)車(chē)輛的要求與常規(guī)的城市通勤有軌電車(chē)有著顯著差異。本文針對(duì)麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線線路特點(diǎn)和需求，對(duì)車(chē)輛型式的選擇進(jìn)行了研究、比選和論證。

1 項(xiàng)目特點(diǎn)分析

1.1 功能定位

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線共設(shè)車(chē)站5座，主要服務(wù)于沿線玉水寨、白沙古鎮(zhèn)、東巴谷等景區(qū)及重要交通客流集散點(diǎn)，乘客以觀光游客為主。車(chē)輛作為旅游觀光的重要載體，需重點(diǎn)打造旅游特色，其功能定位可歸納如下：

（1）提供觀賞美景特色的平臺(tái)，增添游玩樂(lè)趣。

（2）與景區(qū)融為一體，打造靚麗風(fēng)景線。

（3）提升景區(qū)旅游品質(zhì)。

1.2 線路條件

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線大部分處于山區(qū)，線路需避讓玉龍雪山各級(jí)保護(hù)管理區(qū)。因此，線路條件非常惡劣，具體歸納如下：

（1）坡度大，半徑小。線路最大坡度為55‰，最小曲線半徑為50 m。

（2）高海拔，持續(xù)爬坡、下坡。線路為持續(xù)坡道，最低點(diǎn)海拔約2 480 m，最高點(diǎn)海拔約3 080 m，海拔高差600 m。其中，區(qū)間最長(zhǎng)連續(xù)坡道的長(zhǎng)度約11 km，平均坡度約39‰。

（3）站間距長(zhǎng)，車(chē)站長(zhǎng)度受限。全線共設(shè)車(chē)站5座，最大站間距11.68 km，平均站間距5.052 km。車(chē)站站臺(tái)受實(shí)際線路條件限制，有效長(zhǎng)度為70 m。

1.3 客流特點(diǎn)

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線乘客以觀光游客為主，客流具有如下特點(diǎn)：

（1）淡旺季客流特征明顯。每年的11月至次年2月為玉龍雪山旅游淡季，7月至8月為旅游旺季。麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)客流量淡季為2.93萬(wàn)人次，旺季為5.91萬(wàn)人次，旺季客流量約為淡季的2倍，差異性大。

（2）潮汐客流特征明顯。早高峰以從起點(diǎn)站旅游集散中心至終點(diǎn)站玉龍雪山的上山客流為主，晚高峰則以反向的下山客流為主，早高峰小時(shí)系數(shù)約為14%，晚高峰小時(shí)系數(shù)約為9%，早晚高峰存在明顯潮汐特征。

2 車(chē)輛選型分析

綜上所述，麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線線路條件對(duì)車(chē)輛的相關(guān)性能要求非常高，與常規(guī)的城市通勤的有軌電車(chē)線路有著顯著差異。根據(jù)上述特點(diǎn)，本文著重從以下6個(gè)方面對(duì)車(chē)輛選型進(jìn)行研究分析。

2.1 地板高度

有軌電車(chē)車(chē)輛從地板高度上可分為高地板和低地板，其中低地板又可分為70%低地板、100%低地板。高地板車(chē)輛地板面高度為900～1 130 mm，低地板車(chē)輛車(chē)門(mén)入口處地板面高度≤350 mm。從以下幾點(diǎn)分析比較，本項(xiàng)目推薦選用高地板車(chē)輛。

2.1.1 成本

高地板車(chē)輛的地板和車(chē)體底架是單一層次的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)；低地板（無(wú)論是70%低地板，還是100%低地板）車(chē)輛的車(chē)內(nèi)地板面和車(chē)體底架位于多個(gè)水平面，車(chē)輛的地板和車(chē)體底架為多層次的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。高地板車(chē)輛采用常規(guī)轉(zhuǎn)向架；70%低地板車(chē)輛高地板區(qū)域一般采用常規(guī)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，低地板區(qū)域一般采用獨(dú)立輪的非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架；100%低地板車(chē)輛采用獨(dú)立輪（或小輪徑非獨(dú)立輪對(duì)）轉(zhuǎn)向架。因此，從車(chē)體、轉(zhuǎn)向架來(lái)看，高地板車(chē)輛結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，普通高地板車(chē)輛的采購(gòu)價(jià)格不到100%低地板有軌電車(chē)采購(gòu)價(jià)格的50%，僅為70%低地板有軌電車(chē)采購(gòu)價(jià)格的60%～70%。

2.1.2 項(xiàng)目匹配情況

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線線路坡度大，持續(xù)爬坡、下坡，對(duì)車(chē)輛牽引制動(dòng)性能要求極高。高地板車(chē)輛采用常規(guī)轉(zhuǎn)向架，輪徑大，可安裝大功率牽引電機(jī)和大直徑制動(dòng)盤(pán)，能夠滿足牽引功率和制動(dòng)熱容量需求。低地板車(chē)輛采用獨(dú)立輪（或小輪徑非獨(dú)立輪對(duì)）轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架空間小，無(wú)法安裝大功率牽引電機(jī)和大直徑制動(dòng)盤(pán)，牽引計(jì)算和制動(dòng)熱容量計(jì)算結(jié)果難以滿足本項(xiàng)目極限工況需求。與此同時(shí)，麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線定位為旅游觀光專(zhuān)線，設(shè)置了專(zhuān)用站臺(tái)，基本采用獨(dú)立路權(quán)，故沒(méi)有必要苛求采用低地板車(chē)輛，采用調(diào)節(jié)站臺(tái)高度適應(yīng)高地板車(chē)輛的方案更經(jīng)濟(jì)、更可靠。

2.1.3 乘客舒適度

高地板車(chē)輛的全部地板面都處于同一水平面，座椅布置靈活；乘客在車(chē)內(nèi)行走時(shí)，遇到的障礙少，流動(dòng)速度快，乘坐體驗(yàn)愉悅。70%低地板車(chē)輛內(nèi)部存在臺(tái)階，部分座椅設(shè)置在高地板區(qū)域；100%低地板車(chē)輛轉(zhuǎn)向架區(qū)域過(guò)道窄，且地板存在6%左右的小斜坡，且大部分座椅設(shè)置在轉(zhuǎn)向架包上方。因此，對(duì)于低地板車(chē)輛而言，乘客在車(chē)內(nèi)行走時(shí)，遇到的障礙要多一些，流動(dòng)速度慢，乘坐體驗(yàn)相對(duì)要差一些。

2.1.4 旅游觀光需求

高地板車(chē)輛主要設(shè)備安裝于車(chē)底，車(chē)頂承重小，可創(chuàng)新設(shè)置超大車(chē)窗用于旅游觀光；方便布置內(nèi)飾，座椅下方懸空布置，可放置旅游乘客物品，客室空間利用率高。而低地板車(chē)輛主要設(shè)備安裝在車(chē)頂，車(chē)頂承重大，車(chē)窗設(shè)置受限，客室空間利用率低。

2.2 輪軌材料

有軌電車(chē)按輪軌型式，可分為鋼輪鋼軌車(chē)輛和膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛。從以下幾點(diǎn)分析，本項(xiàng)目推薦采用鋼輪鋼軌車(chē)輛。

2.2.1 爬坡性能

膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛由于采用橡膠輪胎，所以爬坡能力強(qiáng)，最大爬坡能力達(dá)130‰；鋼輪鋼軌車(chē)輛最大爬坡能力為60‰。本項(xiàng)目線路最大坡度55‰，采用膠輪導(dǎo)軌和鋼輪鋼軌均可滿足需求。

2.2.2 安全性和穩(wěn)定性

膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛目前應(yīng)用不太成熟，國(guó)內(nèi)僅有上海張江和天津?yàn)I海新區(qū)使用；而鋼輪鋼軌車(chē)輛技術(shù)成熟，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛。本項(xiàng)目線路有長(zhǎng)大坡道，膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛有輪胎破損和爆胎風(fēng)險(xiǎn)，直接影響車(chē)輛安全性；同時(shí)，山區(qū)路面有冰雪、塵土、樹(shù)枝、樹(shù)葉等雜物，而膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛對(duì)行駛路面的平整度和清潔度要求較高，不適應(yīng)冰雪天氣，因此難以滿足需求。故從安全性和穩(wěn)定性方面考量，本項(xiàng)目宜采用鋼輪鋼軌型式車(chē)輛。

2.2.3 載客量

膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛寬度較窄，一般為2.2 m；鋼輪鋼軌車(chē)輛寬度一般為2.4 m或2.65 m。鋼輪鋼軌車(chē)輛乘坐空間寬敞，且承重能力高于膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛，因此定員比相同長(zhǎng)度的膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛多約20%。鋼輪鋼軌車(chē)輛由于采用彈性車(chē)輪，乘坐舒適性與膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛基本相當(dāng)。綜合考慮本項(xiàng)目客流和舒適性需求，推薦采用鋼輪鋼軌車(chē)輛。

2.2.4 成本和環(huán)保節(jié)能

膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛輪胎易磨損、老化，整車(chē)國(guó)產(chǎn)化率較低，維護(hù)維修量大，整車(chē)和備件成本昂貴；鋼輪鋼軌車(chē)輛輪對(duì)使用壽命長(zhǎng)，整車(chē)國(guó)產(chǎn)化率高，維護(hù)維修成熟，整車(chē)和備件成本較低。膠輪導(dǎo)軌車(chē)輛輪胎磨損后將產(chǎn)生橡膠粉塵，對(duì)景區(qū)環(huán)境造成污染。故從成本和環(huán)保節(jié)能角度而言，本項(xiàng)目推薦采用鋼輪鋼軌車(chē)輛。

2.3 供電制式

2.3.1 供電形式

有軌電車(chē)供電方式主要分為接觸網(wǎng)供電、車(chē)載儲(chǔ)能供電和接觸網(wǎng)+局部（路口）車(chē)載儲(chǔ)能供電兩者相結(jié)合的方式。由于本項(xiàng)目線路站間距大、持續(xù)陡坡，經(jīng)估算采用車(chē)載儲(chǔ)能供電，其車(chē)載儲(chǔ)能容量難以滿足用電需求。本項(xiàng)目線路沿線無(wú)大型的十字交叉路口，多數(shù)為景區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村便道的交叉口，區(qū)間路口架設(shè)接觸網(wǎng)并不影響社會(huì)交通，因此采用接觸網(wǎng)+局部（路口）車(chē)載儲(chǔ)能供電兩者相結(jié)合的方式?jīng)]有太大必要，可直接采用全線接觸網(wǎng)供電方式。

2.3.2 供電電壓

有軌電車(chē)供電電壓有DC750 V和DC1 500 V兩個(gè)等級(jí)。本項(xiàng)目線路不同于常規(guī)的城市通勤有軌電車(chē)線路，其站間距大，平均站間距5.052 km。采用DC1 500 V牽引供電制式，可較大地節(jié)省供電系統(tǒng)投資及電能損失，而且DC750 V與DC1 500 V電壓等級(jí)的車(chē)輛造價(jià)也基本一致，所以供電電壓采用DC1 500 V顯然更優(yōu)。因此，本項(xiàng)目推薦采用供電電壓為DC1 500 V的全線架空接觸網(wǎng)供電方式。

2.4 車(chē)輛結(jié)構(gòu)形式

本項(xiàng)目考慮線路最小轉(zhuǎn)彎半徑為50 m等極端工況，對(duì)車(chē)輛通過(guò)能力進(jìn)行校核，采用車(chē)體鉸接或轉(zhuǎn)向架鉸接的鉸接式車(chē)輛能夠滿足要求，車(chē)輛貫通道變形量和曲線線路內(nèi)外側(cè)需要的加寬量也較小。同時(shí)，考慮淡旺季和潮汐客流特征，從運(yùn)營(yíng)角度考慮，本項(xiàng)目推薦在淡季采用單列車(chē)運(yùn)行，旺季采用雙列車(chē)重聯(lián)運(yùn)行方式。因此，本項(xiàng)目推薦采用可重聯(lián)運(yùn)行的鉸接式車(chē)輛。

2.5 車(chē)輛寬度和長(zhǎng)度

通過(guò)2.2輪軌材料分析，本項(xiàng)目車(chē)輛推薦采用鋼輪鋼軌車(chē)輛，其車(chē)輛寬度一般分為2.4 m和2.65 m兩種?？紤]載客量和客室空間，本項(xiàng)目車(chē)寬選擇為2.65 m。

受制于線路設(shè)計(jì)原因，本項(xiàng)目車(chē)站站臺(tái)有效長(zhǎng)度最大只能設(shè)計(jì)為70 m。而車(chē)站站臺(tái)有效長(zhǎng)度應(yīng)滿足全列車(chē)長(zhǎng)度的?？啃枨螅ㄍ＼?chē)誤差距離?？紤]列車(chē)重聯(lián)運(yùn)行，停車(chē)誤差距離1 m，則單列車(chē)最大長(zhǎng)度為34.5 m。

2.6 最高速度

考慮本項(xiàng)目的旅游觀光和客流需求，旅行時(shí)間約30 min，平均旅行速度取40 km/h。有軌電車(chē)最高速度通常為70 km/h，根據(jù)牽引仿真計(jì)算，該速度能夠滿足旅行時(shí)間要求，經(jīng)濟(jì)性較好。因此，本項(xiàng)目車(chē)輛最高運(yùn)行速度推薦為70 km/h。

3 結(jié)語(yǔ)

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線定位為旅游觀光專(zhuān)線，線路條件非常特殊，長(zhǎng)大坡道在國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)，與常規(guī)的城市有軌電車(chē)線路有著顯著差異。因此，車(chē)輛選型既要滿足線路條件要求，又要凸顯旅游觀光特色，國(guó)內(nèi)常用的100%低地板有軌電車(chē)無(wú)法滿足要求。本文根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，對(duì)車(chē)輛的地板高度、輪軌材料、供電制式、車(chē)輛結(jié)構(gòu)、車(chē)輛長(zhǎng)寬尺寸、最高速度等6個(gè)方面進(jìn)行了研究分析，推薦車(chē)輛選型如下：

（1）車(chē)輛制式：鋼輪鋼軌、鉸接式高地板有軌電車(chē)，可重聯(lián)運(yùn)營(yíng)。

（2）車(chē)輛尺寸：車(chē)寬2.65 m，車(chē)長(zhǎng)≤34.5 m。

（3）最高速度：70 km/h。

（4）供電制式：全線架空接觸網(wǎng)，供電電壓DC1 500 V。

麗江市有軌電車(chē)1號(hào)線推薦的車(chē)輛選型在國(guó)內(nèi)尚屬首次，目前項(xiàng)目正在建設(shè)中，估計(jì)項(xiàng)目建成運(yùn)營(yíng)后將對(duì)其他地區(qū)開(kāi)展旅游觀光線路建設(shè)具有積極的示范效應(yīng)。