中小城市發(fā)展中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)研究

翟子奇

摘 要：中低運(yùn)量的城市軌道交通具有布設(shè)靈活、運(yùn)量適中、經(jīng)濟(jì)適用及建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)，與中小城市的未來(lái)發(fā)展相契合。首先介紹跨座式單軌、懸掛式單軌、現(xiàn)代有軌電車等幾種中低運(yùn)量城市軌道交通制式，并從優(yōu)化出行結(jié)構(gòu)、促進(jìn)城市發(fā)展、打造城市名片等方面分析中小城市發(fā)展中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)的必要性;然后以廣東省陽(yáng)江市為例，從國(guó)家政策、產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟度、城市適應(yīng)性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等方面分析各系統(tǒng)制式的可行性，并推薦該市采用現(xiàn)代有軌電車的方案。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;中小城市;中低運(yùn)量;可行性分析;現(xiàn)代有軌電車

中圖分類號(hào)：U239.5

1 研究背景

中小城市的發(fā)展近年來(lái)取得了巨大成就，已成為我國(guó)發(fā)展的重要組成部分。隨著中小城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，小汽車的出行比例不斷提高，高峰期交通擁堵現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，城市交通供（道路交通設(shè)施等）與需（人、機(jī)動(dòng)車出行）的矛盾也越來(lái)越尖銳。從國(guó)內(nèi)外城市發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，僅依靠發(fā)展常規(guī)公交的手段很難解決這一問(wèn)題。而以中低運(yùn)量公交方式為骨干，以公共交通體系的多層次發(fā)展為脈絡(luò)，提升服務(wù)水平，滿足客流需求，集約出行，才是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)交通發(fā)展的有效途徑。

地鐵、輕軌在解決城市交通擁堵中有顯著的作用，但其造價(jià)高，建設(shè)周期長(zhǎng)，運(yùn)維成本高，與中小城市的人口規(guī)模、客流強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)實(shí)力等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較難匹配。而跨座式單軌、懸掛式單軌、現(xiàn)代有軌電車、中低速磁浮列車等新型城市軌道交通由于具有運(yùn)量適中、鋪設(shè)靈活、經(jīng)濟(jì)適用、建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)而備受推崇，部分制式已在國(guó)內(nèi)外有運(yùn)營(yíng)先例。合理、有效地運(yùn)用這些中低運(yùn)量的城市軌道交通系統(tǒng)，不僅可以優(yōu)化城市出行結(jié)構(gòu)、完善公交網(wǎng)絡(luò)層次、促進(jìn)城市空間拓展及城市發(fā)展，還能打造城市名片、提升城市形象。

本文將介紹跨座式單軌等幾種新型中低運(yùn)量城市軌道交通制式，并以廣東省陽(yáng)江市為例，研究中小城市對(duì)中低運(yùn)量城市軌道交通制式的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

2 制式介紹

廣義的中低運(yùn)量城市軌道交通是指平均運(yùn)能（0.5～

3萬(wàn)人次/h）介于常規(guī)公交和大運(yùn)量城市軌道交通之間、旅行速度（≥20 km/h）高于常規(guī)公交的交通系統(tǒng)，包括跨座式單軌、懸掛式單軌、自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)、中低速磁浮列車、現(xiàn)代有軌電車、智能軌道快運(yùn)列車和云巴等。

2.1 跨座式單軌

跨座式單軌（圖1）是一種軌道梁承重并導(dǎo)向的型式，車輛采用橡膠車輪跨行于梁軌合一的軌道梁上，除走行輪外，在轉(zhuǎn)向架的兩側(cè)尚有導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪，夾行于軌道梁的兩側(cè)，保證車輛沿軌道安全平穩(wěn)地行駛?？缱絾诬壘哂袖佋O(shè)靈活（轉(zhuǎn)彎半徑?。⒃肼曒^小、造價(jià)適中等優(yōu)點(diǎn)，多用于大城市交通骨干線或加密線、中小城市的骨干線，以及旅游觀光線路等。目前，重慶市軌道交通2號(hào)和3號(hào)線（日本日立技術(shù)）已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，蕪湖市軌道交通1號(hào)和2號(hào)線（龐巴迪技術(shù)）正在建設(shè)中。此外，比亞迪股份有限公司推出了名為“云軌”的中低運(yùn)量跨座式單軌系統(tǒng)，并在銀川花博園建設(shè)了一條試驗(yàn)觀光線路。目前，全國(guó)多個(gè)城市已將修建單軌列入規(guī)劃。

2.2 懸掛式單軌

懸掛式單軌（圖2）是列車懸掛在半空中運(yùn)行的一種中運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)，其運(yùn)行軌道位于列車上方。車輛除走行輪外，在轉(zhuǎn)向架的兩側(cè)尚有導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪，它們始終在箱形軌道內(nèi)部，保證車輛沿軌道安全平穩(wěn)地行駛。該制式在歐洲、日本已有所應(yīng)用，國(guó)內(nèi)則有中車青島四方試驗(yàn)線、成都試驗(yàn)線及處于建設(shè)階段的韓城線。

2.3 自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)

自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)（APM）采用膠輪導(dǎo)向，車型有西門子VAL、日本AGT、龐巴迪APM等，敷設(shè)方式可采用地下、地面或高架，主要用于城市機(jī)場(chǎng)專用線或客流相對(duì)集中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)線路（圖3）。自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)主要分布在美國(guó)、法國(guó)、新加坡等機(jī)場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)如北京、廣州、上海、臺(tái)北等也有該運(yùn)營(yíng)線路。

2.4 中低速磁浮列車

中低速磁浮列車（圖4）是一種輕量化的城市軌道交通，它利用電磁力實(shí)現(xiàn)列車與軌道之間無(wú)接觸的懸浮和導(dǎo)向，再利用直線電機(jī)牽引列車運(yùn)行，多用于重大客流集散區(qū)域或城市群之間。經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)掌握了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中低速磁浮技術(shù)，并建成了北京磁浮S1線和長(zhǎng)沙機(jī)場(chǎng)磁浮線。

2.5 現(xiàn)代有軌電車

現(xiàn)代有軌電車（圖5）是介于輕軌與常規(guī)公交之間的中低運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)，主要采用混合路權(quán)形式，即區(qū)間采用獨(dú)立路權(quán)、交叉口采用共享路權(quán)。車輛采用模塊化編組，靈活性大，可滿足不同的需求，主要承擔(dān)中小城市公交骨干和大城市軌道交通銜接、補(bǔ)充的功能。由于造價(jià)低、審批相對(duì)容易等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)代有軌電車在我國(guó)中小城市和大城市的郊區(qū)得到迅速發(fā)展，目前在沈陽(yáng)、廣州、北京以及淮安等城市先后建成并運(yùn)營(yíng)。

2.6 智能軌道快運(yùn)列車

智能軌道快運(yùn)列車（圖6）簡(jiǎn)稱“智軌列車”（ART），是由中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司研制的全新交通工具，不依賴鋼軌行駛，單運(yùn)行線的建設(shè)周期僅1年，能快速投入使用。智軌列車具有零排放、無(wú)污染、可根據(jù)客流靈活調(diào)整、支持多種供電方式的特性。2018年5 月8日，株洲示范線開通運(yùn)營(yíng)。2019年6月10日，宜賓智軌T1線開通試運(yùn)營(yíng)。

2.7 云巴

比亞迪“云巴”（圖7）定位為膠輪有軌電車，具有導(dǎo)軌式膠輪有軌電車的基本屬性，是現(xiàn)代有軌電車中的一種新系統(tǒng)。它通過(guò)軌道支撐電動(dòng)大巴在空中行駛，采用電池+儲(chǔ)能式供電，適用于小區(qū)內(nèi)部或商業(yè)街區(qū)內(nèi)的短距離運(yùn)輸。

我國(guó)城市數(shù)量大，人口眾多，不同城市以及城市不同區(qū)域的交通需求存在差異性，規(guī)劃者應(yīng)充分了解各種中低運(yùn)量城市軌道交通制式的特點(diǎn)（表1），使其能與個(gè)性化的需求相適應(yīng)。

3 可行性分析 —— 以陽(yáng)江市為例

中小城市對(duì)中低運(yùn)量城市軌道交通制式的選擇必須考慮許多因素?？茖W(xué)可行的城市軌道交通制式系統(tǒng)選型應(yīng)當(dāng)以線路功能定位為出發(fā)點(diǎn)，從國(guó)家政策、與城市適應(yīng)性（客流適應(yīng)性、工程條件等）、產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟度、對(duì)環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)性等角度進(jìn)行分析。

3.1 國(guó)家政策

根據(jù)國(guó)辦發(fā)[2018] 52號(hào)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)管理的意見》中建設(shè)申報(bào)條件、規(guī)范項(xiàng)目審批的要求，城市軌道交通系統(tǒng)除現(xiàn)代有軌電車外，均應(yīng)納入城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃并履行報(bào)批程序，由國(guó)家審批;現(xiàn)代有軌電車項(xiàng)目由省級(jí)發(fā)展改革部門負(fù)責(zé)審批（核準(zhǔn)），并做好與相關(guān)規(guī)劃的統(tǒng)籌銜接。

根據(jù)陽(yáng)江市狀況和國(guó)辦發(fā)[2018] 52號(hào)文基本要求指標(biāo)對(duì)比（表2），得出陽(yáng)江市可建設(shè)的城市軌道交通制式僅為有軌電車，可選項(xiàng)為鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車（以下簡(jiǎn)稱“現(xiàn)代有軌電車”）和膠輪有軌電車（云巴）。

3.2 與城市適應(yīng)性

3.2.1 客流適應(yīng)性

根據(jù)客流預(yù)測(cè)，陽(yáng)江市遠(yuǎn)景年主要公交廊道的客流量將超過(guò)1萬(wàn)人次/h，而現(xiàn)代有軌電車的運(yùn)量為0.5～1.8 萬(wàn)人次/h，可滿足客流需求，具有一定運(yùn)能余量，旅游旺季的抗客流波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)。云巴的運(yùn)量為0.2～1.0 萬(wàn)人次/h，與客流適應(yīng)性較弱。

3.2.2 速度目標(biāo)值與旅行時(shí)間

根據(jù)陽(yáng)江市城市綜合交通規(guī)劃要求及相關(guān)部門意見，陽(yáng)江站—海陵島的時(shí)間應(yīng)控制在30 min內(nèi)。陽(yáng)江站—海陵島全線長(zhǎng)28.2 km，設(shè)站5座，平均站間距為7.0 km。

現(xiàn)代有軌電車一般最高運(yùn)行速度為70 km/h，根據(jù)與車輛廠商溝通可達(dá)100 km/h，以此計(jì)算，運(yùn)行時(shí)間約為28 min，可滿足時(shí)間目標(biāo)值。

云巴最高運(yùn)行速度為80 km/h，但實(shí)際運(yùn)行是否可以達(dá)到該速度還有待驗(yàn)證，云巴與APM屬于相同技術(shù)體系，高速運(yùn)行時(shí)存在水平晃動(dòng)、膠輪磨耗嚴(yán)重、運(yùn)維成本增加等問(wèn)題，一般情況下，APM實(shí)際運(yùn)營(yíng)速度為40～60 km/h。經(jīng)理論計(jì)算，運(yùn)行時(shí)間約為41 min，未滿足30 min的要求。

3.2.3 工程適應(yīng)性

分析沿線現(xiàn)有以及規(guī)劃的道路可知，沿線多為雙向6車道的城市主干道及快速路，兩側(cè)分布有綠化帶，且道路紅線寬度分布在40～60 m之間， 因此以地面為主的現(xiàn)代有軌電車和以高架為主的云巴均可較好地適應(yīng)?，F(xiàn)代有軌電車造價(jià)較低，接駁方便，且成網(wǎng)后可跨線運(yùn)營(yíng)，運(yùn)營(yíng)靈活，可達(dá)性強(qiáng);而云巴由于采用高架敷設(shè)，換乘不便，可達(dá)性較現(xiàn)代有軌電車差。

綜上分析，現(xiàn)代有軌電車與陽(yáng)江市的適應(yīng)性更好。

3.3 產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟度

3.3.1 規(guī)劃及運(yùn)營(yíng)情況

據(jù)中國(guó)軌道交通網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，截止2019年9月30日，國(guó)內(nèi)已有15座城市（如沈陽(yáng)、武漢等）開通運(yùn)營(yíng)了27 條（段）現(xiàn)代有軌電車線路，運(yùn)營(yíng)里程達(dá)369.59 km;有18座城市26條線路在建（含2019新增開工），里程達(dá)405.42 km，車站409座，計(jì)劃投資達(dá)615.80億元。

規(guī)劃審批階段，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年包括廣州、黃石、青島、張掖等14座城市啟動(dòng)了有軌電車項(xiàng)目的前期招標(biāo)工作，其中涉及可行性研究、線網(wǎng)規(guī)劃等相關(guān)的標(biāo)，合計(jì)中標(biāo)金額超過(guò)7600萬(wàn)元。

云巴僅在深圳比亞迪園區(qū)內(nèi)建有1條1.45 km試驗(yàn)線，缺乏實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。

3.3.2 車輛廠商

國(guó)內(nèi)中國(guó)通號(hào)、中國(guó)中車等眾多廠商均可生產(chǎn)現(xiàn)代有軌電車，云巴僅比亞迪一家可生產(chǎn)。

3.3.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

設(shè)計(jì)規(guī)范中，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)等均發(fā)布了現(xiàn)代有軌電車行業(yè)規(guī)范，北京、上海等根據(jù)地方情況也發(fā)布了地方規(guī)范。

針對(duì)運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范，2016年中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JT/T 1091-2016《有軌電車試運(yùn)營(yíng)基本條件》;北京、上海、廣州、深圳等十幾個(gè)現(xiàn)代有軌電車運(yùn)營(yíng)城市均發(fā)布了相關(guān)運(yùn)營(yíng)管理辦法。

2017年云巴于西安發(fā)布首個(gè)地方設(shè)計(jì)規(guī)范，但未經(jīng)實(shí)際設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn)，無(wú)實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路，因此暫無(wú)運(yùn)營(yíng)管理辦法。

3.3.4 技術(shù)可靠度

現(xiàn)代有軌電車車輛、供電等各項(xiàng)技術(shù)成熟，安全性、可靠性高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)成熟，技術(shù)不斷進(jìn)步。而云巴缺乏運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)安全性、可靠性未知。

3.4 對(duì)環(huán)境影響

3.4.1 噪聲影響

現(xiàn)代有軌電車受限于鋼輪鋼軌摩擦碰撞，噪聲較大（圖8）。根據(jù)常州市現(xiàn)代有軌電車環(huán)評(píng)報(bào)告，其距離外軌中心線10 m以外基本可以達(dá)到二類標(biāo)準(zhǔn)（白天60 dB（A），夜間50 dB（A））的要求;10 m內(nèi)白天可達(dá)到二類標(biāo)準(zhǔn)，夜間有一定超標(biāo)，但仍在可接受范圍，可通過(guò)在線路或車輛上增加減振設(shè)施、兩側(cè)增加綠化帶等方式減少噪聲對(duì)居民的影響。云巴則采用膠輪導(dǎo)向，運(yùn)行對(duì)外界產(chǎn)生的噪聲較?。▓D9）。

3.4.2 景觀影響

現(xiàn)代有軌電車可根據(jù)周邊環(huán)境靈活采用高架線與地面線（圖10），對(duì)沿線景觀影響較小。其車體與橋梁造型經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)后，可與沿線的濱海風(fēng)情相輔相成。

云巴以高架敷設(shè)為主，對(duì)景觀存在“雙刃劍”影響：①可根據(jù)沿線規(guī)劃與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，形成風(fēng)景線;②高架線在一定程度上也將影響城市的天際線，并造成壓迫感（圖11）。

3.4.3 環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代有軌電車的車輛、供電技術(shù)成熟，采用電力驅(qū)動(dòng)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

云巴也采用電力驅(qū)動(dòng)，無(wú)污染;但采用的膠輪系統(tǒng)易產(chǎn)生橡膠粉塵污染，此點(diǎn)存在部分爭(zhēng)議;根據(jù)重慶運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，廢棄的膠輪未找到較好的處理方式。

3.5 用戶體驗(yàn)

3.5.1 座椅布置

現(xiàn)代有軌電車車體的寬度為2.65 m，3模塊列車的長(zhǎng)度為28.88 m（各車型有所不同）;云巴車體的寬度為2.4m，3輛編組的長(zhǎng)度為23.6 m。座椅布置示意圖如圖 12所示。由圖可知，現(xiàn)代有軌電車車體寬敞、坐席比高、座椅布置靈活，可結(jié)合線路特點(diǎn)采用橫向或縱向座椅布置型式，車內(nèi)空間較大。

3.5.2 舒適度分析

現(xiàn)代有軌電車車輛技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、乘坐舒適。云巴則屬于膠輪導(dǎo)向系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)存在水平晃動(dòng)問(wèn)題，舒適性稍差。

3.5.3 觀光體驗(yàn)

現(xiàn)代有軌電車可根據(jù)周邊環(huán)境靈活采用高架線與地面線，讓游客在不同高度（0～10 m）視角下舒適、便捷、快速地感受陽(yáng)江城市的魅力。而云巴可在10 m高度飽覽城市景觀。

3.5.4 市民體驗(yàn)

鋼輪鋼軌系統(tǒng)可在惡劣的雨雪天氣（如陽(yáng)江暴雨大風(fēng)、莫斯科大雪）下提供安全可靠、快速便捷的交通，可有效提高市民的幸福度和歸屬感。

云巴以高架敷設(shè)為主，乘客豎向走行距離及時(shí)間較長(zhǎng);膠輪系統(tǒng)受惡劣天氣的影響較大。

3.6 經(jīng)濟(jì)性分析

3.6.1 工程投資

現(xiàn)代有軌電車工程造價(jià)指標(biāo)為1.0～2.0億元/正線公里，云巴工程造價(jià)指標(biāo)為1.0～1.5億元/正線公里?，F(xiàn)代有軌電車工程造價(jià)較云巴高，但其運(yùn)能大，同時(shí)鋼輪鋼軌系統(tǒng)成熟，運(yùn)營(yíng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)豐富，后期運(yùn)維費(fèi)用易于控制。

3.6.2 車輛購(gòu)置費(fèi)

根據(jù)客流預(yù)測(cè)，結(jié)合列車編組及定員、旅行速度計(jì)算配屬車輛。經(jīng)綜合計(jì)算，首期工程采用現(xiàn)代有軌電車初、近、遠(yuǎn)期較云巴節(jié)省車輛購(gòu)置費(fèi)分別為1 500萬(wàn)元、5 000萬(wàn)元和5 000萬(wàn)元。

綜合以上各評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建議陽(yáng)江市應(yīng)采用現(xiàn)代有軌電車這一城市軌道交通制式。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）中低運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)有利于優(yōu)化城市出行結(jié)構(gòu)，完善多層次的公共交通網(wǎng)絡(luò)，推行以公共交通為導(dǎo)向的發(fā)展模式。

（2）中小城市由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受限，無(wú)法采用造價(jià)高、周期長(zhǎng)、運(yùn)維成本高的大運(yùn)量系統(tǒng)。而單軌系統(tǒng)、現(xiàn)代有軌電車等中低運(yùn)量城市軌道交通具有運(yùn)量適中、經(jīng)濟(jì)合理、敷設(shè)靈活、工期短等諸多優(yōu)勢(shì)，與之相適應(yīng)。

（3）中小城市發(fā)展中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)需考慮多種因素。在分析不同的系統(tǒng)制式與城市的適應(yīng)性時(shí)，可參考相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并可著手從國(guó)家政策、與城市適應(yīng)性（客流需求、速度目標(biāo)值、惡劣天氣影響、工程條件）、產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性（工程投資、運(yùn)維成本）、對(duì)環(huán)境影響（噪聲、振動(dòng)、景觀等）、環(huán)保、用戶體驗(yàn)等多方面綜合分析，進(jìn)行系統(tǒng)比選。

（4）通過(guò)對(duì)陽(yáng)江市進(jìn)行分析，由于現(xiàn)代有軌電車運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)豐富，在工程條件、客流適應(yīng)性、服務(wù)水平、景觀等多方面適應(yīng)性較好，因此，暫推薦其采用此制式。

（5）在實(shí)際選擇城市軌道交通系統(tǒng)時(shí)，同時(shí)會(huì)受相關(guān)部門意見、產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向等因素的影響。

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收稿日期 2019-11-05

責(zé)任編輯 黨選麗