單向行駛有軌電車特點(diǎn)及適用性分析

梁帥文 覃正寬

【摘要：】在中國(guó)大陸已開通運(yùn)營(yíng)的有軌電車線路上，投入正線運(yùn)營(yíng)的車輛均為雙向行駛車輛，車身兩側(cè)均設(shè)置車門，而在其他國(guó)家和地區(qū)亦有部分城市的有軌電車采用單向行駛車輛，僅在車身一側(cè)設(shè)置車門，車輛構(gòu)造的不同會(huì)產(chǎn)生規(guī)劃設(shè)計(jì)方法上的差異。文章為填補(bǔ)現(xiàn)階段對(duì)單向行駛有軌電車系統(tǒng)的研究空白，通過(guò)對(duì)德國(guó)布倫瑞克、中國(guó)香港和荷蘭阿姆斯特丹有軌電車車輛和線路的分析，總結(jié)單向行駛有軌電車系統(tǒng)在車站形式、折返形式和車輛結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上，從車站設(shè)計(jì)、折返線設(shè)計(jì)、渡線設(shè)計(jì)和應(yīng)用場(chǎng)景等方面探討其適用性。

【關(guān)鍵詞：】有軌電車;單向行駛;應(yīng)用案例;特點(diǎn);適用性

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0 引言

有軌電車是一種以地面敷設(shè)為主的中低運(yùn)量軌道交通制式，相比于地鐵和輕軌，具有投資低、審批層級(jí)低[1]、建設(shè)周期短等特點(diǎn)，適用范圍更廣，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020-12-3 中國(guó)大陸已有18座城市開通運(yùn)營(yíng)線路，運(yùn)營(yíng)里程為464.6 km[2]。已開通運(yùn)營(yíng)的線路均采用可雙向行駛的有軌電車車輛，其設(shè)計(jì)理念與方法已比較成熟。而世界其他國(guó)家和地區(qū)中亦有部分城市采用單向行駛有軌電車車輛，國(guó)內(nèi)學(xué)者尚未對(duì)此展開針對(duì)性的研究，對(duì)該模式認(rèn)識(shí)不足。本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外案例分析單向行駛有軌電車的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上探討其適應(yīng)性，以填補(bǔ)該方向上的研究空白。

1 單向行駛有軌電車定義

單向行駛有軌電車指的是僅在車輛一端設(shè)置司機(jī)室的有軌電車，通常僅在車身一側(cè)設(shè)置車門，車輛在起終點(diǎn)站需要調(diào)頭以改變行車方向，折返形式與普通機(jī)動(dòng)車輛相同;而雙向行駛有軌電車車輛兩端均設(shè)有司機(jī)室，可通過(guò)渡線和司機(jī)換端完成折返。在單向行駛有軌電車線路上，通常全線所有乘客僅在車輛固定一側(cè)上下車，上下車流線簡(jiǎn)單;而雙向行駛有軌電車內(nèi)的乘客需通過(guò)車內(nèi)廣播或目視觀察站臺(tái)位置確定車輛停站時(shí)啟用的車門。

2 單向行駛有軌電車應(yīng)用案例

目前世界范圍內(nèi)的有軌電車多采用雙向行駛車輛，但亦有部分城市使用單向行駛車輛，且這些線路上的運(yùn)營(yíng)車輛仍在持續(xù)地更新?lián)Q代。有的城市全部采用單向行駛車輛，如德國(guó)布倫瑞克和中國(guó)香港屯門，有的城市則是單向、雙向行駛車輛混跑，如荷蘭阿姆斯特丹。

2.1 德國(guó)布倫瑞克

布倫瑞克位于德國(guó)北部，是下薩克森州第二大城市，市區(qū)總面積為192.18 km2，人口25萬(wàn)。市內(nèi)公共交通系統(tǒng)由有軌電車和公交車組成，其中有軌電車線網(wǎng)規(guī)模為39.62 km，運(yùn)營(yíng)里程為51.3 km，共設(shè)站81座，線路采用獨(dú)一無(wú)二的1 100 mm軌距。投入正線運(yùn)營(yíng)的車輛均為單向行駛車輛，車門設(shè)置于車身右側(cè)，以最新的Tramino系列100%低地板車輛為例，該型車采用四模塊編組，其中一、三模塊有兩組車門，二、四模塊僅有一組。車輛全長(zhǎng)35.74 m，車寬2.3 m，載客量為205人，其中座席數(shù)80個(gè)，最高運(yùn)行速度為70 km/h。

2.2 中國(guó)香港屯門

香港屯門輕鐵服務(wù)于新界西的屯門和元朗地區(qū)，于1988-09-18開通運(yùn)營(yíng)，目前線網(wǎng)規(guī)模為36.15 km，設(shè)站68座，共開通11條線路。線路路權(quán)形式為半獨(dú)立路權(quán)，除交叉口與機(jī)動(dòng)車混行外，區(qū)間均為專有路權(quán)，符合有軌電車的制式特點(diǎn)。全線采用高地板單向行駛車輛，僅在車輛左側(cè)設(shè)置車門。以中車浦鎮(zhèn)公司設(shè)計(jì)制造、于2009年正式投入運(yùn)營(yíng)的第四代列車為例，該型車為單廂車，車輛全長(zhǎng)20 m，車寬2.6 m，車輛左側(cè)設(shè)置三組雙開門，最高運(yùn)行速度為80 km/h，車內(nèi)按“2+1”模式布置正向座椅，擁有座席數(shù)37個(gè)，定員173人。

2.3 荷蘭阿姆斯特丹

阿姆斯特丹有軌電車線網(wǎng)規(guī)模為95 km，共開通14條線路，是阿姆斯特丹市內(nèi)公共交通系統(tǒng)的重要組成部分。目前投入正線運(yùn)營(yíng)的車輛共有200輛，其中單向行駛車輛為176輛，占其車隊(duì)規(guī)模的88%。最新型號(hào)為西門子公司設(shè)計(jì)制造的Combino13G系列，其為五模塊編組100%低地板車輛，車長(zhǎng)29.2 m，車寬2.4 m，定員167人，其中座席數(shù)60個(gè)，僅在車輛行駛方向右側(cè)設(shè)置車門，包括首尾兩模塊各一組單開門、第二模塊兩組雙開門和第四模塊一組雙開門，車門對(duì)側(cè)可設(shè)置人工售票窗口，車輛最高行駛速度為70 km/h。

2.4 案例小結(jié)

早期的單向行駛有軌電車將車門設(shè)置于靠近人行道一側(cè)以方便乘客通過(guò)人行道上下車，車站則相應(yīng)地采用側(cè)式站臺(tái)的形式，這一設(shè)計(jì)思路也延續(xù)至今。有軌電車線路以地面敷設(shè)方式為主，與機(jī)動(dòng)車道存在平面交叉口，具有軌道交通和道路交通的特點(diǎn)，因此，單向行駛有軌電車車輛車門設(shè)置的位置又與當(dāng)?shù)匾?guī)定的道路通行方向有關(guān)。在上述案例中，德國(guó)和荷蘭境內(nèi)機(jī)動(dòng)車靠道路右側(cè)行駛，在有軌電車雙線線路上車輛沿右側(cè)線路行駛，因此布倫瑞克和阿姆斯特丹有軌電車車門即設(shè)置在車輛行駛方向的右側(cè)，而中國(guó)香港延續(xù)英國(guó)的道路通行習(xí)慣，機(jī)動(dòng)車靠道路左側(cè)行駛，因此屯門有軌電車車門設(shè)置在車輛行駛方向的左側(cè)。布倫瑞克、香港屯門、阿姆斯特丹單向行駛有軌電車車輛特點(diǎn)如表1所示。

我國(guó)大陸地區(qū)采用與德國(guó)和荷蘭相同的道路右側(cè)行車制，為方便理解，下文中若未作特別說(shuō)明，均以德國(guó)和荷蘭單向行駛有軌電車為參考。

3 單向行駛有軌電車特點(diǎn)分析

3.1 車站形式

島式車站的上下行站臺(tái)合建于上下行線之間，車輛?？繒r(shí)為左側(cè)開門，側(cè)式車站的上下行站臺(tái)分別建于上下行線的外側(cè)，車輛停靠時(shí)為右側(cè)開門，因此島式、側(cè)式車站分別適用于僅在左側(cè)或右側(cè)設(shè)置車門的車輛。若需要在局部站點(diǎn)采用不同于沿線其他車站的站臺(tái)形式，例如左側(cè)開門的車輛?？總?cè)式站臺(tái)或右側(cè)開門的車輛?？繊u式站臺(tái)，上下行線路需在車站兩端交叉換位。此時(shí)需在站臺(tái)兩端設(shè)置兩組“X”形交叉軌道，增加工程投資以及運(yùn)營(yíng)期的維護(hù)檢修量，同時(shí)在道岔處將存在敵對(duì)進(jìn)路，易導(dǎo)致上下行車輛之間相互干擾，不利于高峰時(shí)段的運(yùn)營(yíng)組織。因此，單向行駛有軌電車線路上應(yīng)統(tǒng)一全線的車站形式。

3.2 折返形式

單向行駛有軌電車需通過(guò)環(huán)形折返線完成折返作業(yè)。由于無(wú)須司機(jī)換端操作，折返作業(yè)程序更簡(jiǎn)單，可縮短折返時(shí)間。張會(huì)等[3]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，列車通過(guò)環(huán)形折返線折返時(shí)，車輛單側(cè)車輪磨損的情況將有所緩解，兩邊車輪的磨損程度比較平衡，更有利于車輛維護(hù)作業(yè)的安排。此外，參考阿姆斯特丹和布倫瑞克，環(huán)形折返線上宜設(shè)置兩股軌道，其中一股兼作停車線用。與我國(guó)采用同一軌距的阿姆斯特丹有軌電車線路起終點(diǎn)站的環(huán)形折返線采用最小25 m的曲線半徑，最大限度地減少了占地面積。

3.3 車輛結(jié)構(gòu)

與雙向行駛有軌電車相比，單向行駛有軌電車車輛減少了一半的車門裝置及相關(guān)的設(shè)備，包括一套司機(jī)室設(shè)備，設(shè)備的減少意味著車輛造價(jià)和空重的降低。此外，在車尾和車門對(duì)側(cè)可布置座椅，增加座席數(shù)量（見表2），或作為輪椅停放區(qū)域，為殘疾人士乘車提供便利。當(dāng)采用高地板車輛時(shí)，車內(nèi)地板面可保持同一高度，所有座椅還可統(tǒng)一布置為面對(duì)列車前進(jìn)方向，以提高乘坐舒適度。

4 單向行駛有軌電車適用性分析

4.1 車站設(shè)計(jì)要點(diǎn)

島式車站上下行乘客可共用站臺(tái)，較大的站臺(tái)面積有助于調(diào)劑高峰客流，站臺(tái)利用率高，適用于潮汐客流明顯的車站或大客流站點(diǎn)，例如換乘站、交通樞紐、大型商場(chǎng)站點(diǎn)等。因此，僅在左側(cè)開門的有軌電車適用于沿線潮汐客流明顯、串聯(lián)眾多客流集散點(diǎn)、與多條線路換乘的線路。

側(cè)式車站的上下行客流分別使用單側(cè)站臺(tái)，避免了相互之間的干擾。上下行線路在車站兩端可保持與區(qū)間相同的線間距，區(qū)間占地面積較島式車站少，但在車站位置處占地寬度較大。國(guó)內(nèi)開通運(yùn)營(yíng)的線路常采用錯(cuò)位側(cè)式車站，上下行站臺(tái)可結(jié)合道路交叉口渠化分別設(shè)置于交叉口兩端。因此，右側(cè)開門的有軌電車適用于沿線道路資源緊張、路口設(shè)站條件較好的線路。從國(guó)內(nèi)外案例來(lái)看，單向行駛的有軌電車大多采用側(cè)式車站，可見側(cè)式車站更適合于這一系統(tǒng)。

4.2 折返線設(shè)計(jì)要點(diǎn)

環(huán)形折返線占地面積較大，在土地資源緊張的城市設(shè)置將帶來(lái)較高的工程投資?？紤]到車輛折返時(shí)行駛速度較慢，因此應(yīng)盡可能采用小半徑曲線設(shè)置環(huán)形折返線，以減小占地規(guī)模。利用有軌電車軌道結(jié)構(gòu)可進(jìn)行綠化處理的特點(diǎn)，可將折返線與規(guī)劃綠地結(jié)合設(shè)置，將其所在區(qū)域打造成小型的綠化公園，避免線路侵占其他建設(shè)用地，亦可提升城市景觀效果。此外，也可結(jié)合道路條件設(shè)置正線單環(huán)線，列車通過(guò)正線完成折返，如香港屯門輕鐵751線，南部起、終點(diǎn)站線路沿友愛(ài)路和屯門鄉(xiāng)事會(huì)路敷設(shè)，形成單線閉環(huán)。

4.3 渡線設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于環(huán)形折返線占地較大，在線路中段設(shè)置臨時(shí)折返的可行性不高，此時(shí)線路在故障工況下將無(wú)法采用小交路運(yùn)行。因此，應(yīng)每隔一定距離設(shè)置單渡線或交叉渡線，相鄰兩組單渡線應(yīng)按相反方向布置，當(dāng)某一區(qū)段上行線或下行線發(fā)生故障時(shí)，在故障區(qū)間可臨時(shí)采用單線運(yùn)營(yíng)模式，全線仍可貫通運(yùn)營(yíng)（見圖1）。若某一區(qū)段兩股軌道皆因故障無(wú)法通行，全線將中斷運(yùn)營(yíng)，此時(shí)應(yīng)通過(guò)地面公交或其他交通工具及時(shí)疏散乘客，并為其他乘客提供臨時(shí)接駁方案。

4.4 應(yīng)用場(chǎng)景展望

相比于雙向行駛有軌電車，單向行駛有軌電車車輛內(nèi)可用于布置座椅的空間更大，可增加座席數(shù)量，適用于對(duì)乘車舒適性要求較高的線路，例如以服務(wù)旅游客流為主的旅游線路，以服務(wù)航空乘客為主的機(jī)場(chǎng)線，或運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、服務(wù)于城市不同組團(tuán)間長(zhǎng)距離出行的線路。增加車內(nèi)座椅數(shù)量將有助于提升長(zhǎng)大線路的乘坐舒適性，進(jìn)而提高線路的吸引力。

5 結(jié)語(yǔ)

單向行駛有軌電車在中國(guó)大陸之外的區(qū)域已有不少應(yīng)用案例，其車門布置方向與當(dāng)?shù)亟煌ǚㄒ?guī)規(guī)定的道路通行方向有關(guān)。單向行駛有軌電車在車站形式、折返形式、車輛結(jié)構(gòu)上具有鮮明的特點(diǎn)，亦有其適用條件，具備一定的建設(shè)可行性。

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