中小城市发展中低运量轨道交通系统研究

2020-11-06翟子奇

现代城市轨道交通 2020年10期

翟子奇

摘要：中低运量的城市轨道交通具有布设灵活、运量适中、经济适用及建设周期短等优势，与中小城市的未来发展相契合。首先介绍跨座式单轨、悬挂式单轨、现代有轨电车等几种中低运量城市轨道交通制式，并从优化出行结构、促进城市发展、打造城市名片等方面分析中小城市发展中低运量轨道交通系统的必要性;然后以广东省阳江市为例，从国家政策、产业技术成熟度、城市适应性、环保性、经济性等方面分析各系统制式的可行性，并推荐该市采用现代有轨电车的方案。

关键词：城市轨道交通;中小城市;中低运量;可行性分析;现代有轨电车

中图分类号：U239.5

1 研究背景

中小城市的发展近年来取得了巨大成就，已成为我国发展的重要组成部分。随着中小城市经济的发展，小汽车的出行比例不断提高，高峰期交通拥堵现象越来越严重，城市交通供（道路交通设施等）与需（人、机动车出行）的矛盾也越来越尖锐。从国内外城市发展的经验来看，仅依靠发展常规公交的手段很难解决这一问题。而以中低运量公交方式为骨干，以公共交通体系的多层次发展为脉络，提升服务水平，满足客流需求，集约出行，才是实现可持续交通发展的有效途径。

地铁、轻轨在解决城市交通拥堵中有显著的作用，但其造价高，建设周期长，运维成本高，与中小城市的人口规模、客流强度、经济实力等社会经济指标较难匹配。而跨座式单轨、悬挂式单轨、现代有轨电车、中低速磁浮列车等新型城市轨道交通由于具有运量适中、铺设灵活、经济适用、建设周期短等优势而备受推崇，部分制式已在国内外有运营先例。合理、有效地运用这些中低运量的城市轨道交通系统，不仅可以优化城市出行结构、完善公交网络层次、促进城市空间拓展及城市发展，还能打造城市名片、提升城市形象。

本文将介绍跨座式单轨等几种新型中低运量城市轨道交通制式，并以广东省阳江市为例，研究中小城市对中低运量城市轨道交通制式的选择标准。

2 制式介绍

广义的中低运量城市轨道交通是指平均运能（0.5～

3万人次/h）介于常规公交和大运量城市轨道交通之间、旅行速度（≥20 km/h）高于常规公交的交通系统，包括跨座式单轨、悬挂式单轨、自动旅客捷运系统、中低速磁浮列车、现代有轨电车、智能轨道快运列车和云巴等。

2.1 跨座式单轨

跨座式单轨（图1）是一种轨道梁承重并导向的型式，车辆采用橡胶车轮跨行于梁轨合一的轨道梁上，除走行轮外，在转向架的两侧尚有导向轮和稳定轮，夹行于轨道梁的两侧，保证车辆沿轨道安全平稳地行驶。跨座式单轨具有铺设灵活（转弯半径小）、噪声较小、造价适中等优点，多用于大城市交通骨干线或加密线、中小城市的骨干线，以及旅游观光线路等。目前，重庆市轨道交通2号和3号线（日本日立技术）已经投入运营，芜湖市轨道交通1号和2号线（庞巴迪技术）正在建设中。此外，比亚迪股份有限公司推出了名为“云轨”的中低运量跨座式单轨系统，并在银川花博园建设了一条试验观光线路。目前，全国多个城市已将修建单轨列入规划。

2.2 悬挂式单轨

悬挂式单轨（图2）是列车悬挂在半空中运行的一种中运量城市轨道交通系统，其运行轨道位于列车上方。车辆除走行轮外，在转向架的两侧尚有导向轮和稳定轮，它们始终在箱形轨道内部，保证车辆沿轨道安全平稳地行驶。该制式在欧洲、日本已有所应用，国内则有中车青岛四方试验线、成都试验线及处于建设阶段的韩城线。

2.3 自动旅客捷运系统

自动旅客捷运系统（APM）采用胶轮导向，车型有西门子VAL、日本AGT、庞巴迪APM等，敷设方式可采用地下、地面或高架，主要用于城市机场专用线或客流相对集中的点对点运营线路（图3）。自动导向系统主要分布在美国、法国、新加坡等机场，目前国内如北京、广州、上海、台北等也有该运营线路。

2.4 中低速磁浮列车

中低速磁浮列车（图4）是一种轻量化的城市轨道交通，它利用电磁力实现列车与轨道之间无接触的悬浮和导向，再利用直线电机牵引列车运行，多用于重大客流集散区域或城市群之间。经过10余年的发展，中国已经掌握了自主知识产权的中低速磁浮技术，并建成了北京磁浮S1线和长沙机场磁浮线。

2.5 现代有轨电车

现代有轨电车（图5）是介于轻轨与常规公交之间的中低运量城市轨道交通系统，主要采用混合路权形式，即区间采用独立路权、交叉口采用共享路权。车辆采用模块化编组，灵活性大，可满足不同的需求，主要承担中小城市公交骨干和大城市轨道交通衔接、补充的功能。由于造价低、审批相对容易等优势，现代有轨电车在我国中小城市和大城市的郊区得到迅速发展，目前在沈阳、广州、北京以及淮安等城市先后建成并运营。

2.6 智能轨道快运列车

智能轨道快运列车（图6）简称“智轨列车”（ART），是由中车株洲电力机车研究所有限公司研制的全新交通工具，不依赖钢轨行驶，单运行线的建设周期仅1年，能快速投入使用。智轨列车具有零排放、无污染、可根据客流灵活调整、支持多种供电方式的特性。2018年5 月8日，株洲示范线开通运营。2019年6月10日，宜宾智轨T1线开通试运营。

2.7 云巴

比亚迪“云巴”（图7）定位为胶轮有轨电车，具有导轨式膠轮有轨电车的基本属性，是现代有轨电车中的一种新系统。它通过轨道支撑电动大巴在空中行驶，采用电池+储能式供电，适用于小区内部或商业街区内的短距离运输。

我国城市数量大，人口众多，不同城市以及城市不同区域的交通需求存在差异性，规划者应充分了解各种中低运量城市轨道交通制式的特点（表1），使其能与个性化的需求相适应。

3 可行性分析 —— 以阳江市为例

中小城市对中低运量城市轨道交通制式的选择必须考虑许多因素。科学可行的城市轨道交通制式系统选型应当以线路功能定位为出发点，从国家政策、与城市适应性（客流适应性、工程条件等）、产业技术成熟度、对环境影响、经济性等角度进行分析。

3.1 国家政策

根据国办发[2018] 52号《国务院办公厅关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》中建设申报条件、规范项目审批的要求，城市轨道交通系统除现代有轨电车外，均应纳入城市轨道交通建设规划并履行报批程序，由国家审批;现代有轨电车项目由省级发展改革部门负责审批（核准），并做好与相关规划的统筹衔接。

根据阳江市状况和国办发[2018] 52号文基本要求指标对比（表2），得出阳江市可建设的城市轨道交通制式仅为有轨电车，可选项为钢轮钢轨现代有轨电车（以下简称“现代有轨电车”）和胶轮有轨电车（云巴）。

3.2 与城市适应性

3.2.1 客流适应性

根据客流预测，阳江市远景年主要公交廊道的客流量将超过1万人次/h，而现代有轨电车的运量为0.5～1.8 万人次/h，可满足客流需求，具有一定运能余量，旅游旺季的抗客流波动风险能力强。云巴的运量为0.2～1.0 万人次/h，与客流适应性较弱。

3.2.2 速度目标值与旅行时间

根据阳江市城市综合交通规划要求及相关部门意见，阳江站—海陵岛的时间应控制在30 min内。阳江站—海陵岛全线长28.2 km，设站5座，平均站间距为7.0 km。

现代有轨电车一般最高运行速度为70 km/h，根据与车辆厂商沟通可达100 km/h，以此计算，运行时间约为28 min，可满足时间目标值。

云巴最高运行速度为80 km/h，但实际运行是否可以达到该速度还有待验证，云巴与APM属于相同技术体系，高速运行时存在水平晃动、胶轮磨耗严重、运维成本增加等问题，一般情况下，APM实际运营速度为40～60 km/h。经理论计算，运行时间约为41 min，未满足30 min的要求。

3.2.3 工程适应性

分析沿线现有以及规划的道路可知，沿线多为双向6车道的城市主干道及快速路，两侧分布有绿化带，且道路红线宽度分布在40～60 m之间，因此以地面为主的现代有轨电车和以高架为主的云巴均可较好地适应。现代有轨电车造价较低，接驳方便，且成网后可跨线运营，运营灵活，可达性强;而云巴由于采用高架敷设，换乘不便，可达性较现代有轨电车差。

综上分析，现代有轨电车与阳江市的适应性更好。

3.3 产业技术成熟度

3.3.1 规划及运营情况

据中国轨道交通网统计，截止2019年9月30日，国内已有15座城市（如沈阳、武汉等）开通运营了27 条（段）现代有轨电车线路，运营里程达369.59 km;有18座城市26条线路在建（含2019新增开工），里程达405.42 km，车站409座，计划投资达615.80亿元。

规划审批阶段，据统计，2019年包括广州、黄石、青岛、张掖等14座城市启动了有轨电车项目的前期招标工作，其中涉及可行性研究、线网规划等相关的标，合计中标金额超过7600万元。

云巴仅在深圳比亞迪园区内建有1条1.45 km试验线，缺乏实际运营经验。

3.3.2 车辆厂商

国内中国通号、中国中车等众多厂商均可生产现代有轨电车，云巴仅比亚迪一家可生产。

3.3.3 标准规范

设计规范中，中华人民共和国住房和城乡建设部、中国土木工程学会等均发布了现代有轨电车行业规范，北京、上海等根据地方情况也发布了地方规范。

针对运营管理规范，2016年中华人民共和国交通运输部发布了国家标准JT/T 1091-2016《有轨电车试运营基本条件》;北京、上海、广州、深圳等十几个现代有轨电车运营城市均发布了相关运营管理办法。

2017年云巴于西安发布首个地方设计规范，但未经实际设计、建设、运营检验，无实际运营线路，因此暂无运营管理办法。

3.3.4 技术可靠度

现代有轨电车车辆、供电等各项技术成熟，安全性、可靠性高，运营维护经验成熟，技术不断进步。而云巴缺乏运维经验，系统安全性、可靠性未知。

3.4 对环境影响

3.4.1 噪声影响

现代有轨电车受限于钢轮钢轨摩擦碰撞，噪声较大（图8）。根据常州市现代有轨电车环评报告，其距离外轨中心线10 m以外基本可以达到二类标准（白天60 dB（A），夜间50 dB（A））的要求;10 m内白天可达到二类标准，夜间有一定超标，但仍在可接受范围，可通过在线路或车辆上增加减振设施、两侧增加绿化带等方式减少噪声对居民的影响。云巴则采用胶轮导向，运行对外界产生的噪声较小（图9）。

3.4.2 景观影响

现代有轨电车可根据周边环境灵活采用高架线与地面线（图10），对沿线景观影响较小。其车体与桥梁造型经过合理设计后，可与沿线的滨海风情相辅相成。

云巴以高架敷设为主，对景观存在“双刃剑”影响：①可根据沿线规划与周边环境协调，形成风景线;②高架线在一定程度上也将影响城市的天际线，并造成压迫感（图11）。

3.4.3 环境保护

现代有轨电车的车辆、供电技术成熟，采用电力驱动，对环境无污染。

云巴也采用电力驱动，无污染;但采用的胶轮系统易产生橡胶粉尘污染，此点存在部分争议;根据重庆运营经验，废弃的胶轮未找到较好的处理方式。

3.5 用户体验

3.5.1 座椅布置

现代有轨电车车体的宽度为2.65 m，3模块列车的长度为28.88 m（各车型有所不同）;云巴车体的宽度为2.4m，3辆编组的长度为23.6 m。座椅布置示意图如图 12所示。由图可知，现代有轨电车车体宽敞、坐席比高、座椅布置灵活，可结合线路特点采用横向或纵向座椅布置型式，车内空间较大。

3.5.2 舒适度分析

现代有轨电车车辆技术成熟、运行稳定、乘坐舒适。云巴则属于胶轮导向系统，运行时存在水平晃动问题，舒适性稍差。

3.5.3 观光体验

现代有轨电车可根据周边环境灵活采用高架线与地面线，让游客在不同高度（0～10 m）视角下舒适、便捷、快速地感受阳江城市的魅力。而云巴可在10 m高度饱览城市景观。

3.5.4 市民体验

钢轮钢轨系统可在恶劣的雨雪天气（如阳江暴雨大风、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归属感。

云巴以高架敷设为主，乘客竖向走行距离及时间较长;胶轮系统受恶劣天气的影响较大。

3.6 经济性分析

3.6.1 工程投资

现代有轨电车工程造价指标为1.0～2.0亿元/正线公里，云巴工程造价指标为1.0～1.5億元/正线公里。现代有轨电车工程造价较云巴高，但其运能大，同时钢轮钢轨系统成熟，运营维护经验丰富，后期运维费用易于控制。

3.6.2 车辆购置费

根据客流预测，结合列车编组及定员、旅行速度计算配属车辆。经综合计算，首期工程采用现代有轨电车初、近、远期较云巴节省车辆购置费分别为1 500万元、5 000万元和5 000万元。

综合以上各评价标准，建议阳江市应采用现代有轨电车这一城市轨道交通制式。

4 结语

（1）中低运量城市轨道交通系统有利于优化城市出行结构，完善多层次的公共交通网络，推行以公共交通为导向的发展模式。

（2）中小城市由于社会经济指标受限，无法采用造价高、周期长、运维成本高的大运量系统。而单轨系统、现代有轨电车等中低运量城市轨道交通具有运量适中、经济合理、敷设灵活、工期短等诸多优势，与之相适应。

（3）中小城市发展中低运量轨道交通系统需考虑多种因素。在分析不同的系统制式与城市的适应性时，可参考相关评价指标体系，并可着手从国家政策、与城市适应性（客流需求、速度目标值、恶劣天气影响、工程条件）、产业技术成熟度、经济性（工程投资、运维成本）、对环境影响（噪声、振动、景观等）、环保、用户体验等多方面综合分析，进行系统比选。

（4）通过对阳江市进行分析，由于现代有轨电车运营经验丰富，在工程条件、客流适应性、服务水平、景观等多方面适应性较好，因此，暂推荐其采用此制式。

（5）在实际选择城市轨道交通系统时，同时会受相关部门意见、产业导向等因素的影响。

参考文献

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