現(xiàn)代有軌電車與快速公交BRT的比較 及其在我國的應用

章華金

(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司，上海230001)

0 引言

從運能、造價等角度來看，輕軌、地面常規(guī)公交、現(xiàn)代有軌電車以及快速公交BRT之間具有明顯差別，不在一個層次。例如，在分析是采用輕軌系統(tǒng)還是選用現(xiàn)代有軌電車或快速公交BRT時，后兩者具有明顯不足，即客流運送水平低；同理，常規(guī)的地面公交在運能方面也遠低于現(xiàn)代有軌電車和快速公交BRT。因此輕軌和地面常規(guī)公交與有軌電車、BRT的競爭較少，管理部門在規(guī)劃建設選擇何種公共交通方式時，思路比較明確。

現(xiàn)代有軌電車與快速公交BRT是兩種功能十分接近的公共交通方式。從現(xiàn)有研究來看，在對二者平均旅行速度、運能等方面比較時結(jié)論不一致，部分研究認為BRT系統(tǒng)高于有軌電車，也有部分研究認為有軌電車略高于BRT系統(tǒng)，但是無論二者誰的運行效率更高，比較一致公認的結(jié)論是二者之間性能差異較小，這樣導致二者在功能方面競爭激烈，使得交通規(guī)劃者以及城市管理部門在決策選擇時面臨困難，需要進一步系統(tǒng)對比分析各自功能，并結(jié)合城市自身特點，以科學、系統(tǒng)化的決策理論方法作為指導，選擇確定其中之一作為最適合地區(qū)發(fā)展的公共交通模式。本文將從運能、運行速度、經(jīng)濟性、能耗和環(huán)保美觀等角度系統(tǒng)對比分析現(xiàn)代有軌電車與BRT系統(tǒng)，并就有軌電車模式提出其在我國的應用設想，旨在為后期工程實踐提供參考，為規(guī)劃決策提供依據(jù)[1－4]。

1 現(xiàn)代有軌電車與快速公交BRT比較[5]

1.1 運能及旅行速度比較

表1和表2為現(xiàn)代有軌電車與BRT系統(tǒng)在運能和旅行速度方面的比較。

表1 兩種交通方式最大運能比較

表2 運能及速度比較

從表1看出，現(xiàn)代有軌電車和BRT系統(tǒng)的最大運能分別為10000人／h和12000人／h，快速公交BRT略高于現(xiàn)代有軌電車，但二者均低于輕軌的運能，都可以作為城市中低運量的快速公交系統(tǒng)。表2所示研究結(jié)果表明，現(xiàn)代有軌電車最大運能略大于BRT系統(tǒng)，造成研究結(jié)論一致的主要原因可能有：不同系統(tǒng)的有軌電車在載客量方面存在差異，同時由于路權(quán)形式、交叉口信號是否優(yōu)先、有軌電車編組等差異，也會造成結(jié)論上的差異，但總體上來看，現(xiàn)代有軌電車和BRT系統(tǒng)的最大運能比較接近。

在運行速度方面，現(xiàn)代有軌電車的最高速度達70km／h，快速公交BRT最高速度可達100km／h，但是出于安全考慮，以及道路線形等因素制約，通常會采取限速措施，因而二者最高速度雖然存在差異，但是對平均旅行時間影響不大，通常研究認為在線路相同的路面混行或獨立路權(quán)、與道路平面交叉時，二者的旅行速度較為接近，通常在15～30km／h。因此從運能以及速度方面比較來看，現(xiàn)代有軌道電車與BRT系統(tǒng)比較接近，不存在明顯差異。

1.2 工程經(jīng)濟性比較

工程造價主要分為兩部分：基礎(chǔ)設施建設費和車輛采購費。從基礎(chǔ)設施建設來看，現(xiàn)代有軌電車與快速公交BRT相比，增加了供電工程和軌道工程，因此增加了工程造價。同時在車輛采購方面，由于現(xiàn)代有軌電車目前基本以進口為主，車輛在采購以及今后的運營維護等方面成本較高，目前在國內(nèi)天津市濱海新區(qū)采用勞爾公司的TEANSLOHR系列技術(shù)“膠輪＋導軌”式現(xiàn)代有軌電車，上海市浦東張江也采用“膠輪＋導軌”式的現(xiàn)代有軌電車。從這兩個已建成的項目來看，目前我國現(xiàn)代有軌電車造價約為8000～9000萬元／km（不含征地拆遷等前期費用且初期列車發(fā)車間隔為6～8min），其中車輛購置費約占30%～35%，每列車購買單價為2500～3000萬元，一般的BRT鉸接車價格在300萬左右，因此從單列車輛的價格來看，現(xiàn)代有軌電車價格是BRT車輛的10倍，但是由于現(xiàn)代有軌電車的使用壽命通常可達30年，而一般BRT車輛使用壽命只有10年，同時在相同的線路情況下，達到相同的運能時，所需要的現(xiàn)代有軌道電車數(shù)量比BRT車輛數(shù)少，因此以30年為計算年限，有軌道電車的總購置費用僅比BRT系統(tǒng)車輛貴1.5～2倍。今后隨著現(xiàn)代有軌電車國產(chǎn)化進程深入，其購置費將會大大降低。因此從工程經(jīng)濟性方面比較來看，現(xiàn)代有軌電車的造價要高于BRT系統(tǒng)，但是這種差異會隨著今后有軌電車在我國發(fā)展而逐步減小。

1.3 單位能耗比較

鼓勵公交出行，大力發(fā)展公共交通是降低人均出行耗能的主要方法，也是促進交通可持續(xù)發(fā)展的主要方式，因此在比較現(xiàn)代有軌電車和快速公交BRT時，單位能耗也是一重要指標。加拿大埃德蒙頓市將當?shù)氐默F(xiàn)代有軌電車與公交車比較，由于公交車與BRT系統(tǒng)的能耗原理基本相同，因此將公交車的單位能耗近似代替BRT系統(tǒng)的實際能耗，按照車輛的平均座位數(shù)得出單位運距的耗能，在額定滿座的前提下，公交車的單位能耗是現(xiàn)代有軌道電車的3.4倍。德國曼海姆市實際統(tǒng)計表明公交車的單位耗能值為現(xiàn)代有軌電車的2.8倍左右。大多數(shù)結(jié)論都認為在單位能耗方面，現(xiàn)代有軌電車與大運量的地鐵系統(tǒng)較為接近，比BRT系統(tǒng)低得多，僅為1／4～1／2。因此大力發(fā)展現(xiàn)代有軌電車更符合交通可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和建設節(jié)約型社會的需求。

1.4 環(huán)境保護比較

快速公交BRT主要以燃油為主，部分也采用了天然氣、乙醇等清潔燃料，但是仍會排放CO2等溫室氣體?，F(xiàn)代有軌電車采用電力驅(qū)動，在運行過程中各種大氣污染物的排放幾乎為零，但是繼續(xù)深入追究下去，現(xiàn)代有軌電車驅(qū)動能源采用電力，在我國大部分電力依靠火力發(fā)電，這意味著現(xiàn)代有軌電車雖然沒有直接排放，但是其也會間接排放污染物。因此需綜合考慮兩種公共交通方式各自的直接和間接排放。國內(nèi)外很多學者對比研究了現(xiàn)代有軌電車和快速公交BRT在運送每名乘客每公里直接和間接排放的NHMC（非甲烷碳氫化合物）、NOx和CO2值。結(jié)果表明，現(xiàn)代有軌道電車的直接排放幾乎為零，而間接排放也遠低于BRT系統(tǒng)，總的溫室氣體和大氣污染物排放相比于BRT系統(tǒng)很少。因此從環(huán)保角度來看，現(xiàn)代有軌電車具有BRT不可比擬優(yōu)勢。

1.5 美觀、舒適性比較

現(xiàn)代有軌電車多數(shù)采用低地板設計，旅客水平上下車非常便捷，同時軌道減震技術(shù)的應用、車輛懸掛系統(tǒng)的改善，無縫鋼軌鋪設等，使得乘客乘坐時顛簸感大幅度降低，行駛平穩(wěn)。寬大的玻璃車窗，車廂采光好，給人以通透寬敞之感，乘客可以欣賞沿線城市景觀。車輛還采用了大量隔音材料、消音器等設施，行駛時噪音比道路上機動車交通要低5～10dB。

在美化城市、增添景觀方面，現(xiàn)代有軌電車具有流線型車身、漂亮的涂裝以及獨特的造型，同時由于采用地面軌道模式，可以在地面實施草坪軌道，創(chuàng)造出獨有的、直觀的“綠色空間”感覺，成為穿梭于城市內(nèi)部的一條靚麗的動態(tài)風景線，是城市環(huán)保與交通相互融合的典范，這是其他公交方式所不具備的。現(xiàn)代有軌電車景觀如圖1所示。

圖1 現(xiàn)代有軌電車景觀

2 現(xiàn)代有軌電車在我國的應用設想

現(xiàn)代有軌電車在歐洲、美國等國家發(fā)展已久，近年來在建或者規(guī)劃現(xiàn)代有軌電車的城市更是不勝枚舉，從十幾萬的小城到百萬人口的國際大都市都能見到有軌電車的身影。發(fā)達國家普通應用足以證明現(xiàn)代有軌電車具有其他公交無可比擬的優(yōu)越性和集中體現(xiàn)在現(xiàn)代、環(huán)保、人性化、美化城市環(huán)境、提升城市形象等方面。在我國，北京、上海、天津、廣州和南京等大城市相繼開展了現(xiàn)代有軌道電車對各自城市的適用性研究，普遍認為有軌電車能夠適應越來越高的公共交通需求，外觀時尚，能夠很好地符合TOD城市發(fā)展模式的需要，而相比軌道交通又具有可實施性強，項目過程和周期相對較短的優(yōu)勢。本文在此簡要分析現(xiàn)代有軌電車在我國應用設想，根據(jù)不同城市規(guī)模、特點，提出其發(fā)展有軌電車應用模式[6－8]，具體如下：

a）中小城市由于城市規(guī)模比較小，人口密度比較低，同時經(jīng)濟實力有限，難以承擔快速軌道交通建設所帶來的財政壓力，可以在主城區(qū)內(nèi)建設現(xiàn)代有軌電車，形成一定網(wǎng)絡規(guī)模，成為城市快速公交骨干模式，以一般的常規(guī)公交作為補充，線路在市中心區(qū)密集布置，并向郊區(qū)放射，串聯(lián)城內(nèi)大型客流集散點，如火車站、大型社區(qū)等；

b）大城市主城外圍的新城及工業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)部，隨著城市化的發(fā)展，外圍新城及工業(yè)開發(fā)區(qū)快速發(fā)展，類似于中小城市有軌電車發(fā)展模式，可以在城區(qū)內(nèi)部發(fā)展現(xiàn)代有軌電車，作為骨干快速公交系統(tǒng)，發(fā)展“有軌電車＋常規(guī)公交”模式，形成多層次、智能化公共交通體系，不但可以滿足相應服務等級的交通需求，同時還有力提升新城的城市形象，帶動區(qū)域發(fā)展；

c）大城市主城與外圍新城之間，城市規(guī)模的不斷擴大，使得原有空間組織模式發(fā)生改變，空間布局由單點中心向多中心組團發(fā)展，可以構(gòu)建現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)來加強主城和新城之間的聯(lián)系，作為主城內(nèi)地鐵、輕軌等大、中運量快速軌道交通線路在郊區(qū)的延伸、接駁線路，促進沿線經(jīng)濟的發(fā)展；

d）在有地鐵系統(tǒng)的大城市區(qū)域內(nèi)，有軌電車可以在具有服務功能等級劃分的軌道交通線網(wǎng)中承擔補充級的交通服務，作為地鐵網(wǎng)的加密線，如在近郊，將多條地鐵線串聯(lián)，典型案例是法國巴黎呈環(huán)形走向的T3線沿著城市南部敷設，與7條地鐵線路相銜接；

e）國內(nèi)旅游城市在完善城市功能、構(gòu)建便捷的公共交通體系時，可以優(yōu)先考慮具有集交通和觀光功能一體的現(xiàn)代有軌道電車，規(guī)劃設計時重點進行線路的景觀設計，重點打造城市移動的觀光風景帶，將城市中等強度客運走廊與城市形象展示帶結(jié)合起來，實現(xiàn)城市旅游功能與交通功能的統(tǒng)一，提高公共交通對國內(nèi)外旅客的吸引力。

3 結(jié)論

本文分別從運能、旅行速度、工程造價、能耗、環(huán)境保護以及美觀舒適性等方面系統(tǒng)對比現(xiàn)代有軌電車和快速公交BRT。從運能和旅行速度來看，現(xiàn)代有軌電車和快速公交BRT存在的差異不大，都可以作為城市中低運量的快速公交系統(tǒng)，發(fā)揮相同的功能。從工程造價角度看，在初期一次投入建設時，由于現(xiàn)代有軌電依賴進口，車輛采購費用高，同時相比BRT系統(tǒng)，需要修建軌道和供電系統(tǒng)，因此造價較高；但從長遠角度，計算整個使用周期工程費用（以30年），由于現(xiàn)代有軌電車使用年限長，以及今后國產(chǎn)化進程的深入，在相同線路，達到相同運能目標下，現(xiàn)代有軌電車與BRT系統(tǒng)在造價上的差異將越來越小。從單位能耗和環(huán)境保護來看，現(xiàn)代有軌電車直接排放溫室氣體和空氣污染物幾乎為零，單位運行能耗低，具有BRT系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)勢。

綜合分析，這兩種公共交通方式之間競爭激勵，都有各自的優(yōu)勢和不足，比較難以定論到底哪一種方式更好。當決策以從初期一次投入的工程造價為出發(fā)點時，對比快速公交BRT系統(tǒng)，現(xiàn)代有軌電車較難獲得競爭力，同時特別是在初、近期客流培育尚未成熟的情況下，年虧損可能較大，對于公交財政壓力較大，這是制約我國現(xiàn)代有軌電車發(fā)展的一個重要因素；當決策是基于提升城市品質(zhì)、美化城市景觀、展示城市形象、提高公共交通出行質(zhì)量、增強出行舒適性、強調(diào)交通功能與觀光功能并重時，現(xiàn)代有軌電車將更具有競爭力。因此，在決策采用何種公共交通模式時，需要科學、系統(tǒng)的指導依據(jù)，也很大程度取決城市管理部門的決策偏好和出發(fā)點，同時也與城市自身的發(fā)展特點相關(guān)。以及以蘇州高新區(qū)為例，整個高新區(qū)發(fā)展主題為“科技、人文、生態(tài)、高效”，而現(xiàn)代有軌電車其智能化、綠色環(huán)保、科技化和現(xiàn)代化形象更符合高新區(qū)的發(fā)展主題，在與其他公共交通模式比選時就具有更強的競爭力。

從長遠發(fā)展角度來看，為在今后推進現(xiàn)代有軌電車在我國的發(fā)展，除了需要解決工程造價的劣勢問題之外，同時還需解決如何通過合理的路權(quán)設置和優(yōu)先信號控制等手段，進一步提高現(xiàn)代有軌電車的旅行速度，使其相比于私人小汽車等工更具有明顯的優(yōu)勢，增強其吸引客流的能力。

另外，城市公共交通的發(fā)展應堅持“以人為本”、多方式和多層次的“一體化出行服務體系”，現(xiàn)代有軌電車作為城市公共交通運輸方式之一，可以與地鐵、快速公交BRT等方式互補、共存，而不是相互排斥，通過合理的規(guī)劃，讓不同交通方式在其適應的范圍內(nèi)發(fā)揮特有的優(yōu)勢，實現(xiàn)資源的最有效利用和交通系統(tǒng)的整體服務水平提高。

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