陳 義 志

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600)

1 概述

為引導(dǎo)地鐵的有序發(fā)展，國(guó)務(wù)院辦公廳申報(bào)建設(shè)地鐵、輕軌的條件如表1所示。

表1 國(guó)辦發(fā)[2018]52號(hào)文對(duì)申報(bào)地鐵輕軌的條件

從當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，大運(yùn)量地鐵“苛刻”的5個(gè)建設(shè)條件和巨大的建設(shè)成本將很多城市“擋”在了“門外”。

2 城市軌道交通分類

根據(jù)CJJ/T 114—2007城市公共交通分類標(biāo)準(zhǔn)，將城市軌道交通分為地鐵、輕軌、單軌、有軌電車、磁浮、自動(dòng)導(dǎo)向軌道、市域快速軌道。而中低運(yùn)量的新型城市軌道交通系統(tǒng)主要有輕軌、中低速磁懸浮、單軌、現(xiàn)代有軌電車、直線電機(jī)輪軌交通等類型。

3 中低運(yùn)量的新型城市軌道交通系統(tǒng)特點(diǎn)

中低運(yùn)量的新型城市軌道交通的特點(diǎn)主要從客流等級(jí)和特征、環(huán)境條件、系統(tǒng)技術(shù)成熟度、運(yùn)營(yíng)可靠度、工程投資以及建設(shè)工期等方面綜合分析，其制式的選擇受國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、城市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、價(jià)值取向和文化傳統(tǒng)等因素的影響。

3.1 輕軌系統(tǒng)

“輕軌”與“地鐵”相對(duì)應(yīng)，是一個(gè)相對(duì)概念，運(yùn)量比地鐵要小。

輕軌系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1)工程造價(jià)相對(duì)較高。根據(jù)地形地貌，敷設(shè)方式可地下、高架和地面；采用地下的造價(jià)約為6億元/km～8億元/km，采用高架的造價(jià)約為2.5億元/km～4億元/km。

2)對(duì)客運(yùn)量的應(yīng)用范圍廣。可以適應(yīng)2.5萬人次/h～5萬人次/h的大運(yùn)量及1.5萬人次/h～3萬人次/h中運(yùn)量的要求。

3)運(yùn)行速度相對(duì)較高。平均旅行速度約為35 km/h～50 km/h；行車密度高。

4)有景觀影響和噪聲大的缺點(diǎn)。架空接觸網(wǎng)對(duì)景觀有影響；運(yùn)行噪聲較大，目前正研究通過多種措施減少噪聲。

3.2 中低速磁浮系統(tǒng)

中低速磁浮交通是一種依靠磁懸浮列車轉(zhuǎn)向架懸浮系統(tǒng)及直線電機(jī)牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無接觸和非粘著牽引抱軌運(yùn)行的交通方式。

中低速磁浮系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1)工程造價(jià)相對(duì)較低。造價(jià)約為1.5億元/km～3億元/km。

2)爬坡能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)彎半徑小，選線靈活。最小半徑可達(dá)100 m、最大坡度可達(dá)65‰。

3)運(yùn)營(yíng)與維修成本低。據(jù)統(tǒng)計(jì)輪軌交通的年運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本是總投資的4.4%左右，而中低速磁浮年運(yùn)營(yíng)維修成本僅約總投資的1.2%。

4)性能安全可靠。因采用“抱軌運(yùn)行”，不易發(fā)生脫軌事故，安全保障好。

5)低碳節(jié)能、噪聲低、無污染、綠色環(huán)保。

6)最適合的中運(yùn)量、中速的城軌交通之一。最高速度可達(dá)到或超過120 km/h，最大運(yùn)送能力單向可達(dá)3萬人/h。

7)具備全產(chǎn)業(yè)鏈完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

3.3 單軌系統(tǒng)

單軌系統(tǒng)是一種車輛與特制軌道梁組合成一體運(yùn)行的運(yùn)輸系統(tǒng)，分為跨座式和懸掛式兩種。

單軌系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1)工程造價(jià)相對(duì)較低。造價(jià)一般約為1.5億元/km～3億元/km，懸掛式單軌造價(jià)比跨座式更低。

2)爬坡能力強(qiáng)，曲線半徑小。最大坡度可達(dá)60‰，最小半徑可達(dá)100 m。

3)中低運(yùn)量城市軌道交通的典型。最高運(yùn)行速度80 km/h，單向客運(yùn)量跨座式單軌約為1萬人/h～3萬人/h，懸掛式單軌約為0.3萬人/h～1萬人/h。

4)運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本較高。由于采用橡膠輪胎，摩擦阻力大，牽引能耗較大，從而增加運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

5)對(duì)環(huán)保有一定影響。橡膠輪在運(yùn)行中產(chǎn)生的橡膠粉塵對(duì)空氣環(huán)境有污染，膠輪回收利用存在一定問題。

6)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

3.4 現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)

現(xiàn)代與傳統(tǒng)的有軌電車區(qū)別主要是車輛性能的提升改善。

現(xiàn)代有軌電車具有以下特點(diǎn)：

1)工程造價(jià)相對(duì)較低。純地面鋪設(shè)、信號(hào)優(yōu)先(無專屬路權(quán))的方式約為0.6億元/km～0.8億元/km；專屬路權(quán)的方式約1.5億元/km。

2)運(yùn)輸能力一般。單向運(yùn)能為0.3萬人次/h～0.6萬人次/h；采用專屬路權(quán)運(yùn)能可達(dá)0.7萬人次/h～1萬人次/h。

3)車站布設(shè)形式及車輛編組靈活?？蔀橹醒胧?，兩側(cè)對(duì)稱式，單側(cè)布設(shè)式等三種形式。

4)多采用地面敷設(shè)方式，對(duì)地面交通有一定的影響，尤其是對(duì)道路資源緊缺和交通量較大的路段。

5)采用新技術(shù)和新材料，車體可實(shí)現(xiàn)100%低地板。

3.5 直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)

直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)是依靠電動(dòng)機(jī)的定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使得其中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來，再依靠傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞到車輪從而使列車獲得牽引動(dòng)力。

直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)特點(diǎn)如下：

1)工程造價(jià)相對(duì)較高。車輛造價(jià)較傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)車輛高出50%～60%。

2)運(yùn)輸適應(yīng)性強(qiáng)，編組靈活。單向高峰小時(shí)輸送能力最大可達(dá)3萬人次。

3)轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)。最小半徑可達(dá)60 m，爬坡能力可達(dá)60‰～80‰。

4)能耗較高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高。直線電機(jī)的功率因數(shù)及效率較低，電能消耗較傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)高出約20%。

5)噪聲較地鐵、輕軌小。因無傳統(tǒng)的齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)有利降低振動(dòng)和噪聲。

6)核心部件技術(shù)需進(jìn)口。

4 新型城市軌道交通的主要指標(biāo)與應(yīng)用

以上五種新型城市軌道交通均為中低運(yùn)量系統(tǒng)，各系統(tǒng)的主要指標(biāo)如表2所示。

表2 各種新型城市軌道交通系統(tǒng)主要指標(biāo)表

從表2可以看出，輕軌與直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)工程造價(jià)較高，有軌電車運(yùn)輸能力存在一定的劣勢(shì)，性價(jià)比均較中低速磁浮、跨座式單軌要低。

以上中低運(yùn)量的新型城市軌道交通系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)均有應(yīng)用，如表3所示。

表3 中低運(yùn)量的新型城市軌道交通在國(guó)內(nèi)應(yīng)用表

5 中低速磁浮與跨座式單軌主要指標(biāo)分析

對(duì)中低速磁浮和跨座式單軌兩種軌道交通系統(tǒng)從主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上進(jìn)行對(duì)比，從表3可以看出中低速磁浮與跨座式單軌在工程造價(jià)、運(yùn)輸能力、建設(shè)工期、爬坡能力、最小半徑等5項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上基本相同。

兩種軌道交通系統(tǒng)都適用于城市復(fù)雜的地形地貌環(huán)境，具有因地制宜的特點(diǎn)，從而有利的減少征地拆遷量，縮短建設(shè)工期與節(jié)省工程投資；另外結(jié)合重慶、蕪湖跨座式單軌和長(zhǎng)沙、清遠(yuǎn)中低速磁浮的實(shí)際造價(jià)指標(biāo)，從總體上跨座式單軌與中低速磁浮造價(jià)相當(dāng)。

6 結(jié)語

當(dāng)前國(guó)家及各省市政府均大力支持城市公共交通的發(fā)展，鼓勵(lì)社會(huì)及民間資本采用多種模式參與城市公共交通設(shè)施建設(shè)，目前全國(guó)約140個(gè)城市人口在100萬人以上，而具備滿足申報(bào)地鐵建設(shè)條件的城市僅約30個(gè)，剩余的中小城市具備發(fā)展新型城市軌道交通的潛力，另外全國(guó)約有170多個(gè)5A級(jí)的旅游景區(qū)，中低運(yùn)量的新型城市軌道交通系統(tǒng)是中小城市公共交通系統(tǒng)運(yùn)輸與發(fā)展旅游的首選，是解決中小規(guī)模城市交通發(fā)展瓶頸的有效措施，在軌道交通市場(chǎng)中有很大的適用價(jià)值。