城市轨道交通系统分类方法研究

2015-02-13许双牛

都市快轨交通 2015年6期

陈炎王波吴爽许双牛

(中国地铁工程咨询有限责任公司北京100037)

1 研究背景

截至2014年末，我国内地累计有22座城市建成投运城轨线路101条，运营线路长度3 155 km［1］。城市轨道交通系统在我国保持迅猛发展态势，部分特大城市已进入轨道交通网络化运营时代，但对于很多城市而言，城市轨道交通规划与建设仍处于起步阶段，未来的建设热潮将持续多年。

我国目前整体上还处于城镇化快速发展阶段，对于具备发展轨道交通的城市，由于城市的规模、形态、发展阶段各不相同，对轨道交通的需求也不尽一致。如何选择适应不同城市发展需要的轨道交通系统是城市管理者和行业从业者面临的一大问题，而科学、合理的轨道交通分类标准是解决这一问题的重要环节。现行城市轨道交通的分类标准存在指标不统一、归类不清晰等问题，对社会大众及行业人员的认知造成了很大困扰，而且随着新技术的发展，现行标准已不能适应新的变化:因此，有必要对城市轨道交通系统的分类进行梳理和规范，使其方便使用和统计，并能够保持一定的弹性，以适应新技术带来的发展变化。

基于上述背景，中国城市轨道交通协会于2014年设立了“城轨交通分类标准及技术发展方向研究”课题，并委托中国地铁工程咨询有限责任公司协助开展研究工作，课题的研究目的在于提出一套以服务水平为主要依据的城轨交通分类方法，为轨道交通规划、建设、评审工作提供依据。

2 现行分类标准存在的问题

按照我国现行公共交通分类标准［2］所确立的城市轨道交通体系，城市轨道交通系统分为地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁浮、自动导轨、市域轨道等7类。目前我国已具备了成熟的地铁、轻轨技术，并将其进行了最为广泛的应用;单轨、磁浮、自动导轨等相对较为特殊的系统也在个别城市进行了建设;而市域轨道系统目前也颇受一些特大型城市的重视，前期研究论证工作已有效开展。此外，有轨电车成为近期很多城市聚焦的热点，在启动时间较早的部分城市，有轨电车系统已经投入使用，可见有轨电车在近些年的技术更新后有再次复兴的趋势。从整体上看，城市轨道交通在我国呈现蓬勃发展之势。

各个城市在发展轨道交通时，都需要研究符合城市特征和客流需求的轨道交通系统，因此，合理、明确的城市轨道交通系统分类标准是非常重要的。现行城市轨道交通分类标准(见表1)来自CJJ/T 114—2007《城市公共交通分类标准》［2］，客观而言，该分类标准所对应的分类名称符合大众多年来形成的认识，而且该标准对于推动城市轨道交通的产业发展，指导城市轨道交通的规划、设计与建设起到了积极的作用，但在实践中，该标准存在的若干问题也逐渐凸显出来，无法适应轨道交通的发展，迫切需要对其进行修改。

现行轨道交通分类标准存在的主要问题有两方面。

表1 现行城市轨道交通分类标准

1)以车型的差异为主要分类依据，分类指标不统一，造成了系统归类非常不清晰。

7类轨道交通系统的划分依据较为混乱，地铁与轻轨的主要差异是运量，轻轨与有轨电车的主要差异是敷设方式，单轨和磁浮与前几种类型的主要差异是导向和支撑方式，市域快轨与前述类型的主要差异体现在服务区域上:由此可见，现行轨道交通分类标准的分类依据很不统一。

城市轨道交通系统的7个类型各自又可划分为1～3个小类，而小类的类型特征区别主要在于车型，由于上一层次的类型划分较为混乱，以车型为划分依据的小类之间的分类指标也不统一，如A型车与B型车之间的差异在于车长、车宽;B型车与LB型车、C型车与LC型车的差异在于牵引电机的不同;中低速磁浮和高速磁浮车辆的技术指标中，速度值采用最高运行速度，而其他车型技术指标中的速度值普遍采用平均旅行速度。此外，还有许多其他具体的分类指标差异，笔者不一一赘述。

2)相关指标技术要求过时、过死，包容性差。

由于现行CJJ/T 114—2007《城市公共交通分类标准》为2007年颁布实施，其制定编制时间更是早于2007年，因此对于除技术相对成熟的地铁外的其他类型，标准中确定的技术指标要求与近年新颁布的技术标准有较大的差异，如CJJ/T 114—2007《城市公共交通分类标准》中关于中低速磁浮车辆的技术指标要求，与CJ/T 375—2011《中低速磁浮交通车辆通用技术条件》的指标［3］相比，无论是车辆尺寸、定员、最高运行速度，还是线路转弯半径都不相同。

另外，现行分类标准关于不同类型相关技术指标的要求过细、过死，如对A型车、B型车等的车辆长度、宽度、定员、车速、转弯半径、限制坡度等都提出了明确的要求，对于车长、车宽的要求甚至精确到0.1 m，且数值唯一。这对技术的发展十分不利，如重庆已经应用的AS型车［4］、原南车及北车集团已经下线的双制式车型［5-6］(适应直流和交流电牵引的车辆)就无法在现行分类标准中进行归类。与A、B型车的要求类似，现行分类标准对国内尚无应用的悬挂式单轨车辆、LC型车辆也提出了细致、明确的技术指标要求，对于未来可能采用的技术过早设定限制发展的条条框框，同样不利于事物的发展规律和国内可能出现的特殊情况。

上述问题的存在，给社会大众及行业人员的认知，以及不同城市的轨道交通系统选型造成了很大困扰，而且由于现行标准限制较多，也非常不利于城市轨道交通产业的创新和发展:因此，现行标准已经无法满足新时期的发展要求。

3 基于服务水平的城市轨道交通分类方法

现行城市轨道交通分类标准的问题，主要在于技术指标不统一造成的分类不明晰:因此，笔者从服务水平的角度，统一轨道交通的评价指标，从而对城市轨道交通进行更为合理的分类。轨道交通的服务水平指标较多，要解决的首要问题是如何选取合适的指标，使其最能体现各类轨道交通服务水平的差异。

能够体现城市轨道交通服务水平以及与其他交通方式之间的竞争优势的指标包括:运输能力指标(定员、编组、发车间隔、单向高峰小时运量等)、便捷性指标(速度、发车间隔等)、舒适度指标、安全性指标等［7］。上述评价指标中有些是难以量化的，而且对于不同类型的轨道交通也很难进行区分，如安全性与舒适性指标;而运输能力和便捷性是最方便量化和对比的指标，也是体现城市轨道交通服务水平的最重要指标。

运量是轨道交通区别于其他城市内部交通方式的最关键特征，体现了轨道交通集约化、高效率的特点，笔者选用单向高峰小时运量作为评价运量的指标，该指标受到车辆定员、编组以及发车间隔的影响，是一个综合性的指标。轨道交通在大运量的前提下，也应尽可能实现快速可达的目标，因此，第二个指标是速度，速度采用平均旅行速度，而非最高运行速度，该指标是运量的辅助指标，同样体现轨道交通高效率的特点。

基于运量和速度上的差异，按照运量和速度两个维度对城市轨道交通进行分类，其中运量参考相关标准［7］及业内的经验值，分为高运量(单向客运能力＞4.5万人次/h)、大运量(单向客运能力介于2.5万～5万人次/h)、中运量(单向客运能力介于1万～3万人次/h)、低运量(单向客运能力小于1万人次/h)等4个运量等级;速度按照不同规模城市不同圈层时间可达的要求，分为高速(平均旅行速度大于60 km/h)、快速(平均旅行速度介于40～60 km/h)、普速(平均旅行速度介于30～40 km/h)、中低速(平均旅行速度介于20～30 km/h)等4个速度等级。

通过不同运量等级和不同速度等级的相互组合，可以形成不同类型的城市轨道交通系统，但组合类型的数量过多，不便使用，而且部分组合类型的存在也并不合理。因此，充分考虑行业已形成的既有认识，沿用部分常用的概念，将现行标准中部分在运量、速度等级上重叠的类型进行归并，同时排除高运量+高速度、中低速+高运量/大运量/中运量等不合理组合类型，最终形成5种类型的城市轨道交通系统，分别为地铁、轻轨、有轨电车、市域快轨、特殊功能专线。由于笔者采用的分类方法不以车型作为分类依据，因此，各类型的具体技术指标与现行分类标准并不一致。5种城市轨道交通类型的运量、速度等级如图1所示，对应于现行分类标准，各类型轨道交通系统可采用的车型如表2所示。

图1 基于服务水平的城市轨道交通分类方法

表2 城市轨道交通分类标准

与现行城市轨道交通分类标准相比，笔者提出的分类方法的主要优点在于:1)分类基于的数量指标清晰，解决了现行标准划分依据混乱的问题。该分类采用二维矩阵表示方法，使分类的可视性更强，更方便使用;2)归纳性强，目前已有的各类交通系统均包含在本分类系统中;3)包容性强，未来可能出现的其他轨道交通新系统也基本不会超出该分类。

4 通用技术标准及适用范围

结合现行各类城市轨道交通系统的主要技术特征，并考虑不同运量、不同速度等级的城市轨道交通的发展需要，将上述5类城市轨道交通系统的主要技术指标(包含运量范围、平均旅行速度、最高运行速度、加减速度)进行如表3所示的界定，以此作为各类型城市轨道交通系统的通用技术标准。该标准中的技术指标值基本采用范围值，突出标准的弹性，以符合技术发展的需要。

表3 基于服务水平的城市轨道交通分类标准技术要求

按照城市轨道交通的技术特征，对各类型轨道交通系统适宜发展的城市、区域做出如表4所示的推荐。有建设城市轨道交通系统需要的城市，可以参考本表进行初步的系统选型。

5 结语

城市轨道交通在我国仍处于快速发展阶段，新技术、新车型陆续得到应用，现行分类标准已不能适应发展的需要:因此，笔者针对现行轨道交通分类标准存在的问题，提出了基于运量、速度等体现服务水平的分类方法，并明确了各类轨道交通的通用技术标准。该分类标准具有包容性强、类型划分清晰明确等特点，在一定程度上起到指导国内各城市轨道交通系统选择、轨道交通产业发展的目的。