低运量城市轨道交通发展适用性分析及建议.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：徐辉（1990），男，汉族，吉林德惠人，本科，中铁第一勘察设计院集团有限公司，工程师，研究方向为轨道交通规划设计。-191-低运量城市轨道交通发展适用性分析及建议 徐 辉 中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043 摘要：摘要：随着国办发201852 号文的发布，传统大运量城市轨道交通（地铁、轻轨）的建设门槛进一步提高，为了有效解决城市外围组团、工业园区、旅游景区出行问题，迫切需要建立多元化的公共交通体系，低运量城市轨道交通在中小城市得到了广泛发展。为了保证我国低运量城市轨道交通的可持续健康发展，本文以系统制式分析为前提，然后结合不同情景探讨低运量轨道交通的适用性并提出合理的发展建议。关键词：关键词：低运量；轨道交通；适用性 中图分类号：中图分类号：U23 0 引言 据城市轨道交通协会统计，截止 2023 年 9 月底，我国开通城市轨道交通的城市有 58 座，总里程10841.59km，其中大运能系统（地铁）8246.47km；中运能系统（含轻轨、跨坐式单轨、市域快轨、磁浮交通）1823.87km;低运能系统（含有轨电车、导轨式胶轮系统、悬挂式单轨系统、自动导向系统、电子导向胶轮系统）771.25km。从以上数据可以看出，目前国内城市轨道交通建设仍以大运量轨道交通为主。2023年 8 月，陆续多地中低运量规划相关消息频出，如 兰州市城市轨道交通新一轮线网规划增加中低运量轨道交通线路；长三角生态绿色一体化发展示范区综合交通专项规划提出将在青浦、吴江等内部规划多条中低运量轨道线路；成都市低运量轨道交通线网规划（20222035 年）规划低运量轨道交通线路共 12 条，其中包括现状已建、将既有部分规划城市轨道交通线网远景市域铁路和西部区域二级轨道线路共计 8 条调整为低运量轨道交通线路。贵阳贵安低运量轨道交通线网规划（2023-2035）规划若干条低运量轨道交通线路，构建贵阳贵安“1+5+N”骨架轨道交通网络。由此可见，低运量轨道交通越来越受各城市的青睐。多地谋划中低运量轨道交通的背后，亦离不开相关政策的加持。近年来，国家陆续颁布了关于印发“十四五”城市轨道交通规划建设实施方案的通知和“十四五”全国城市基础设施建设规划，通知中明确指出支持超大、特大城市及部分大城市根据区域客流需求，适度发展低运量轨道交通系统。鼓励在既有线网客流强度和人口密度较低的地区以中小运量轨道交通系统为主；规划中提出，“十四五”期间，根据城市规模分类推进城市轨道交通建设。按照规划，I 型大城市应结合实际推进轨道交通主骨架网络建设，并研究利用中低运量轨道交通系统适度加强网络覆盖，尽快形成网络化运营效益；符合条件的 II 型大城市结合城市交通需求，因地制宜推动中低运量轨道交通系统规划建设。由此可见，在不久的将来低运量轨道交通发展将迎来建设高潮。1 低运量轨道交通制式介绍 单向客运能力在 3.0 万人次/h 以上的轨道交通主要是指大运量轨道交通，单向客运能力在 1.0 至 3.0万人次/h 之间的轨道交通主要是指中运量轨道交通，广义的低运量轨道交通主要是介于城市公交和中运量轨道交通之间，单向客运能力在 0.5 至 1.0 万人次/h的交通系统。低运量轨道交通服务于城市外围组团、工业园区、旅游景区，结合城市轨道交通分类标准，主要有 5 种制式，分别为有轨电车系统、导轨式胶轮系统、悬挂式单轨系统、自动导向系统、电子导向胶轮系统，国内技术较为成熟的主要是有轨电车系统和导轨式胶轮系统。2 低运量轨道交通适用性分析及建议 2.1 制式分析 2.1.1 有轨电车系统 有轨电车是低运量系统中发展最成熟的系统制式，具有设计新颖，环境友好、资源节约等特点，分为低中国科技期刊数据库 工业 A-192-地板有轨电车和高地板有轨电车。图 1 有轨电车系统 优势：路权形式灵活，可混合路权，可独立路权，目前主要采用混合路权，即区间独立路权，交叉口采用与市政车辆混合路权；地形适应能力强，最大爬坡能力 60，最小曲线半径 50m;工程造价较低，约为地铁的 1/5，每公里造价约 1.5-2.0 亿元;建设周期短，一般约 1-2 年；安全环保舒适；审批相对容易。劣势：路基面宽度及桥梁结构较大；旅行速度不高，安全性低；车辆运营噪音较大；城市景观效果较差。实现难度：独立路权下实现难度较大。2.1.2 导轨式胶轮系统 导轨式胶轮系统采用橡胶车轮，采用电池+储能式供电，利用走行轮和导向轮实现在轨道梁上行进和转向。图 2 导轨式胶轮系统 优势：车辆小型化、桥梁及车站轻量化、系统智能化；转弯半径小，最小转弯半径 15m；爬坡能力强，最大坡度 8%；每公里造价约 1.0-2.0 亿元;建设周期短，一般约 1-2 年；对道路交通影响较小；审批相对容易。劣势：车辆高速运行条件下舒适性较差；高架车站与地面公交和地铁换乘高差较大。实现难度：实现难度稍小，独立路权应在需求较大走廊上，充分发挥运输能力。2.1.3 悬挂式单轨系统 悬挂式单轨系统是悬挂在空中行走，车辆位于轨道下方，利用轨道进行行进和转向。为了保证车辆沿轨道安全平稳地行驶，在转向架的两侧设置了导向轮和稳定轮。图 3 悬挂式单轨系统 优势：悬挂式单轨采用高架敷设方式，对地面交通影响较小，同时适用于任何地形，无论是地势起伏较大的丘陵地区，还是地势平坦的平原地区，车辆性能均能满足运营要求；桥梁及车站轻量化；转弯半径小，最小转弯半径 50m；爬坡能力强，最大坡度 6%；每公里造价约 1.5-3.0 亿元;建设周期短，一般约1.5-2 年；对道路交通影响较小；审批相对容易。劣势：车辆高速运行条件下舒适性较差；高架车站与地面公交和地铁换乘高差较大；如果列车出现故障，乘客疏散难度较大。实现难度：目前过内应用较小，技术成熟度及运营经济性有待考证；市区内宜布设沿线道路应宽度较大，不宜布设在道路宽度较小、有环境敏感点段。2.1.4 自动导向系统 自动导向系统是采用胶轮行走，车型有西门子 VAL、日本 AGT、庞巴迪 APM 等。优势：车辆小型化、桥梁及车站轻量化、系统智能化；转弯半径小，最小转弯半径 50m；爬坡能力强，最大坡度 6%；每公里造价约 1.5-3.0 亿元;建设周期短，一般约 2-4 年；对道路交通影响较小；审批相对容易。劣势：车辆高速运行条件下舒适性较差；高架车站与地面公交和地铁换乘高差较大。实现难度：自动导向轨道系统实用性有限，可以用于大型机场内部中转线，难以通过发改委审批的中低运量的城市轨道交通线网、大城市政商金融核心区域补充加密线网、密集居住区风景区医院大学城等环境敏感区域的线网等。2.1.5 电子导向胶轮系统 自动导向系统是通过路径感知在虚拟轨道上运营的一种系统，沿着地面画线虚形轨道行驶，是一种具备安全、高效、绿色的低运量交通系统。中国科技期刊数据库 工业 A-193-图 4 自动导向系统 图 5 电子导向胶轮系统 优势：智轨列车具有零排放、无污染的特性，并支持多种供电方式；车身采用高强钢、铝合金、碳纤维等轻量化材料，车体设计的结构设计寿命大于30年；系统智能化；转弯半径小，最小转弯半径 15m；爬坡能力强，最大坡度 10%；每公里造价约 0.3-0.8 亿元;建设周期短，一般约 1-2 年；审批相对容易。劣势：对道路交通影响较大。实现难度：独立路权下实现难度较大。2.2 低运量轨道交通应用场景分析 低运量轨道运量为常规公交的 2-3 倍，运行快速准点，适合布局于客流较集中的廊道和对时效、品质有较高需求的客流出行地区。适应场景主要有大中运量轨道交通末梢的衔接补充或延伸线、大城市外围新城或开发区内部通勤骨干线和特色旅游交通线路等。2.2.1 大中运量轨道交通末梢的衔接补充或延伸线 随着城市经济的发展，人口的增加，城市的范围也在不断地扩张，新扩张的区域建设相对较高端，配备大量新兴产业，吸引了大量居民的迁入，城市的组团形式也由单中心向多中心组团发展。在大中运量轨道交通尚未覆盖城市外围区域时，低运量轨道交通可作为大中运量轨道的末梢的衔接补充或延伸线，如北京地铁 S1 线（地铁 1 号线延伸线）、武汉车都有轨电车 T1 线（地铁 3 号线延伸线），一般不独立成网，通过独立路权实现与大中运量轨道交通的高度衔接，服务外围组团快速进城需求，并兼顾组团内部出行需求。主要特点为初近期客流强度不大、里程较长、站间距较大、中远期高峰小时客流断面较大，旅行速度45km/h。若已具备条件较好的建成道路、路权资源充分、能保证独立路权，建议优先选用高地板有轨电车，最高设计速度可提升至 70km/h，可充分发挥速度优势。若无完善的既有道路资源、沿线建筑密集、路口较多、路权争夺激烈，建议优先选用导轨式胶轮系统，可有效减少对既有交通影响。图 6 北京地铁 S1 线走向示意图 2.2.2 开发区内部通勤骨干线 目前，城市结合城市发展建设需要，需加强对开发区的轨道交通规划建设，解决开发区大量人口出行需求。低运量轨道交通可作为经济实力、客流水平等难以修建大中运量轨道交通开发区内部通勤骨干线，如上海松江有轨电车 T1 与 T2 线、武汉光谷有轨电车T1 与 T2 线，可局部独立成网，充分发挥资源共享。主要特点为线路里程较短、站间距较小、中远期高峰小时断面较大，旅行速度35km/h。若已具备条件较好的建成道路、路权资源争夺不激烈、能保证独立路权，建议优先选用低地板有轨电车，可有效降低建设成本。若无完善的既有道路资源、沿线路口较多、路权资源紧张，建议优先选用导轨式胶轮系统，可有效减少对既有交通影响。2.2.3 特色旅游交通线路 随着居民出行交通体系的不断完善，居民收入水平的不断提升，新时代群众高质量旅游需求旺盛，游客更加注重新兴科技创造的全新服务及全新业务模式。低运量轨道交通适用于需提高通达品质、提升旅游体验的景区的旅游观光线，不仅解决了景区内交通出行问题，而且乘客乘坐轨道交通可以更好的观赏景区风景，如都江堰至四姑娘山旅游轨道交通项目，一般不独立成网。主要特点为运量要求不高、里程长短不一、站间距相对较大，乘坐舒适性及观光性要求较高，旅行速度与运能可灵活调整。若用地资源较为紧张，建中国科技期刊数据库 工业 A-194-议优先选用导轨式胶轮系统，可集约利用资源；若用地资源相对丰富、线路又较长，建议优先选用高地板有轨电车，可提高乘坐舒适度。2.3 低运量城市轨道交通发展建议 为了保证低运量城市轨道交通的良性发展，提出以下几点合理化建议：一是结合客流数据，确定运量等级，不能把低运量轨道交通做成中运量轨道交通，造成运营超负荷。同时也不能把中运量轨道交通做成低运量轨道交通，造成资源浪费。二是要做好前期规划，要依据结合城市国土空间规划所确定的功能定位，合理确定运输能力、旅行速度等服务水平目标。尤其是在已经发展轨道交通的城市，低运量轨道交通应该作为大中运量轨道交通的补充或延伸，在走廊选择和衔接换乘方面做好工作。三是选择合理路由，对重点段落路由进行多方案比选研究，从客流吸引、工程建设条件等角度进行对比，沿线的道路客流需求必须与低运量轨道交通相匹配，采用地面道路敷设的线路要能满足建设条件，沿线拆迁量小；采用高架敷设线路应充分考虑景观影响与道路两旁建筑的协调，有条件时尽量跟建筑结合，提高乘客出行便捷性。四是合理选择系统制式，每种系统制式都有适合的条件，前期研究过程中要分析客流数据、建设条件及经济性，尽量发挥各种制式的优势，规避其劣势。选择适用性较高的系统制式。五是做好交通影响分析。低运量轨道交通一般采用地面敷设，与其他交通方式共享路权，目前各城市道路交通均比较拥堵，轨道交通的引入可能会导致道路交通恶化，所以要做好交通影响评价，方案阶段要提出合理解决措施。六是审慎确定敷设方式。低运量轨道交通运能较低，优先选择造价较低的地面敷设方式是合理的；高架敷设方式虽然具有安全、准点等优势，但投资相对较高、环境影响也较大，需要系统论证无法地面敷设的理由，对高架和地面敷设方式的进行比选研究，并阐明高架敷设方式的合理性和可行性。七是要做好法规建设，大中运量轨道交通系统建设时间较早，法规建设比较完善。低运量轨道交通近几年刚起步，法规制度还未完善，现有的法律体系还不能完全覆盖。低运量轨道交通线路主要以地面敷设为主，与城市其他交通工具（汽车、客车、非机动车）难免发生碰撞，发生事故后责任的划分，事故的解决方案和认定依据都需要法治建设来予以保障。3 结语 我国超大、特大城市轨道交通发展正在逐渐从单一系统制式向多系统制式转变，并将多制式轨道交通进行融合，同时小城市也迫切需求通过城市交通基础设施建设，改善城市形象和投资环境，实施发展低运量轨道交通将是大势所趋。低运量轨道交通系统以布设灵活、工期短、造价低、节能环保、审批难度小等特点将成为城市轨道交通的必然需求和发展方向。总体来说，低运量轨道交通系统发展潜力较大，可实现城市交通绿色、低碳、品质发展，践行新时代下城市“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念意义重大。参考文献 1刘永平,陈胜波,张宁.城市小运量轨道交通发展适用性及思路探讨J.交通与运输,2019,32(01):124-127.2闵国水,曾琼.中小城市发展中低运量城市轨道交通系统制式选择研究J.铁路技术创新,2016(06):40-45.3廖略伶,吴煜博.中小城市中低运量轨道交通规划建议J.智能城市,2022,8(02):38-40.4韩宝明,金天凤,方恒堃等.中国城市轨道交通系统多制式发展综述J.都市快轨交通,2018,31(01):45-50.5翟子奇.中小城市发展中低运量轨道交通系统研究J.现代城市轨道交通,2020(10):13-19.6彭飞,杨柳燕.我国中低运量城市轨道交通发展现状分析及可持续发展建议J.现代城市轨道交通,2023(05):14-17.7沈增涛.地面轨道交通方式在旅游景区的适用性分析J.铁道标准设计,2020,64(09):33-37.