跨座式單軌交通在重慶的適應性分析

崔東旭

摘 要：跨座式單軌指通過單根軌道梁來支撐、穩(wěn)定和導向，車輛騎跨在軌道梁上運行的軌道系統(tǒng)。與傳統(tǒng)雙軌軌道車輛相比，跨座式列車具備適應性強、噪聲低、轉彎半徑小、爬坡能力非常強等諸多優(yōu)勢。因此，跨座式單軌在國內(nèi)外得到廣泛的應用。重慶作為山地城市，是我國第一個采用跨座式單軌的城市。本文首先分析國內(nèi)外跨座式單軌應用情況，然后結合重慶已有的成功經(jīng)驗，對跨座式單軌在重慶的適應性進行分析。

關鍵詞：跨座式單軌;發(fā)展歷程;適應性

Abstract： The straddle-type monorail refers to the track system that supports， stabilizes and guides through a single rail beam， and the vehicle rides across the track beam running on it. Compared with traditional two-track vehicles， cross-seat trains have many advantages such as adaptability， low noise， small turning radius and strong climbing ability. Based on this advantage， the straddle-type monorail has a wide range of applications at home and abroad. Chongqing as a mountain city， is the first city in China to adopt the straddle-type monorail. This paper first analyzed the application of straddle-type monorail at home and abroad， and then analyzed the adaptability of straddle-type monorail in Chongqing based on the successful experience of Chongqing.

Keywords： straddle-type monorail;development process;adaptability

1 跨座式單軌的發(fā)展歷程

單軌交通是城市中采用電力牽引、在一條軌道梁上運行的交通模式，屬于中運量軌道交通系統(tǒng)。根據(jù)車輛與軌道梁的相互關系，單軌交通可以分為跨座式單軌和懸掛式單軌。跨座式單軌是車輛跨行于梁軌合一的軌道梁上。車輛除走行輪外，在轉向架的兩側有導向輪和穩(wěn)定輪，夾行于軌道梁的兩側，保證車輛沿軌道安全平穩(wěn)地行駛[1]。

跨座式單軌具有爬坡能力強、轉彎半徑小、載客量大、安全可靠、噪聲低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。

單軌交通的歷史悠久，早在1824年，世界上第一條世界第一條單軌運輸線就已出現(xiàn)，但一直到1888年，真正意義上的世界上第一條跨座式單軌鐵路線才得以建成。在第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著科學技術的進步，跨座式單軌鐵路技術才受到各方重視，逐漸完善和成熟起來。

現(xiàn)代意義的跨座式單軌交通設計直到1958年才于歐洲成型，但隨著該項技術被日本日立收購，跨座式單軌交通技術研發(fā)轉移至日本，日本也成為了最先將單軌交通用作城市軌道交通并進行規(guī)模化修建的國家。

2004年，我國長春軌道客車通過技術轉讓協(xié)議，獲得了日立大型單軌車輛的制造技術，中國首列國產(chǎn)跨座式單軌車在長春軌道客車股份有限公司下線，中國成為繼日本之后世界上第二個擁有大型單軌車輛制造技術的國家。全球跨座式單軌列車發(fā)展歷程如圖1所示。

2 國內(nèi)外應用情況

全球各國跨座式單軌列車應用情況為：全球應用國家12個，線路29條，總里程約389 km。

隨著科技的進步和城市軌道交通的發(fā)展，跨座式單軌交通系統(tǒng)逐漸成熟完善，跨座式單軌在世界各國逐漸盛行，廣泛用于城市骨干線、輔助線、機場連接線和觀光線等。根據(jù)不完全統(tǒng)計，Alweg跨座式單軌系統(tǒng)推出至今，全球設計、在建和在運營跨座式單軌的國家為12個，線路29條（不包含公園、游樂場、購物中心等內(nèi)部的小型跨座式單軌），總里程約389 km[2]。

2.1 美國、日本跨座式單軌線路多，技術發(fā)達

從國家來看，美國、日本跨座式單軌線路最多，分別為6條，線路長度超過132 km，其中有2條已經(jīng)準備拆除或已經(jīng)停運;其次為巴西和中國，跨座式單軌線路分別為4條，總線路長度超過103 km。全球各主要國家跨座式單軌應用情況如表1所示。

從技術角度來看，目前世界上掌握單軌車輛和設備系統(tǒng)技術的國家屈指可數(shù)，而其中技術較為成熟且在城市軌道交通建設中得到廣泛應用的更是寥寥無幾，車輛技術供應商主要包括日本日立、中國長客、加拿大龐巴迪、馬來西亞史格米等。其他單軌車輛供應商還包括在實際工程中應用案例非常有限的德國西門子和生產(chǎn)旅游觀光用小型單軌車的瑞士英特敏。

2.2 存在著拆除案例多、建設積極性不高等問題

分析目前全球跨座式單軌的應用情況可以發(fā)現(xiàn)，目前跨座式單軌在運路線僅有23條，已拆除或暫停建設有1條，而正處于設計或在建階段的只有6條。除此以外，運營單軌的總運營里程只有293 km，和目前廣州市軌道交通的運營規(guī)模相當。全球跨座式單軌呈現(xiàn)出建成規(guī)模小、拆除案例多、建設積極性不高的尷尬局面。

通過分析發(fā)現(xiàn)，跨座式單軌未能取得規(guī)模性建設的原因在于其適應性和技術性。一方面，跨座式單軌技術難度大，成型晚，當它興起時，已經(jīng)錯過了大多數(shù)發(fā)達國家軌道交通最佳的發(fā)展窗口期;另一方面，在規(guī)劃和定位上，許多國家僅僅將其作為已趨于成熟的城市軌道交通線網(wǎng)的補充和完善而建設。

重慶作為我國最早采用跨座式單軌的城市，具有較好的發(fā)展勢頭，為國內(nèi)單軌的應用開辟了先河，同時也對其他城市具有參考及借鑒意義。

3 重慶跨座式單軌應用情況

重慶軌道交通自2004年開通第一條觀光線路以來，經(jīng)過十數(shù)年的發(fā)展，截至2018年底，重慶軌道交通運營線路共有10條，包括1、2、3、4、5、6、10號線、環(huán)線、國博線和空港線，線網(wǎng)覆蓋重慶主城區(qū)全域，共設車站178座、換乘站20個;運營里程達313.62 km，里程總長度位居中國第六位、西部第一位（截至2019年2月）。其中，1、4、5、6、10號線、環(huán)線、國博線為地鐵系統(tǒng)，共計215.17 km;2、3號線、空港線為單軌系統(tǒng)（跨座式單軌），共計98.45 km，跨座式單軌占比31.39%[3]。

重慶軌道交通2號線線路全長31.36 km，起于重慶市渝中區(qū)較場口，止于重慶市巴南區(qū)魚洞，跨越4個行政區(qū)，輻射9個片區(qū)，銜接6大行政區(qū)，是重慶市城市基礎設施項目，也是國家西部開發(fā)十大重點工程之一。全線設車站25座。

2004年11月6日，重慶軌道交通2號線一期工程較場口—動物園段開始觀光運行，這是中國西部地區(qū)第一條開通的城市軌道交通線路，同時也是中國第一條建成通車的跨座式單軌線路。2005年6月18日，重慶軌道交通2號線一期工程開通運營。2006年7月1日，重慶軌道交通2號線二期工程建成通車試運營。2014年12月30日，重慶軌道交通2號線延伸段新山村（不含）—魚洞段建成通車試運營。2號線如圖2所示。

重慶軌道交通3號線是重慶軌道交通線網(wǎng)中客流量最大的線路，南起重慶市巴南區(qū)魚洞，北至重慶市渝北區(qū)江北國際機場，是西部第一條開通到機場的軌道交通線路，2007年4月6日動工，2011年9月29日兩路口—鴛鴦段建成通車試運營。全線運營里程56.1 km，共設車站39座。

2011年12月30日，重慶軌道交通3號線一、二期工程二塘—江北機場段全線建成通車試運營;2012年12月28日，重慶軌道交通3號線南延伸段建成通車試運營。至此，重慶軌道交通3號線運營里程達到56.1 km，超越日本大阪高速鐵道，成為世界上最長的跨座式單軌交通線路。

重慶軌道交通3號線日均客流量69.85萬乘次，高峰小時最大斷面客流量為33 398人次，日均客運收入為154.39萬元。3號線如圖3所示。

4 跨座式單軌在重慶的適用性分析

4.1 得天獨厚的地理優(yōu)勢

重慶市作為山地城市，地形起伏較大?？缱絾诬壘哂信榔履芰姡D彎半徑小的優(yōu)勢，適合重慶獨特的地理特點。線路平、縱參數(shù)表2和表3所示。

一般地鐵車輛的最大爬坡能力為40‰，重慶山地城市最大縱坡為45‰，而跨座式單軌最大爬坡能力可以達到60‰，相較地鐵車輛，爬坡能力較強;地鐵車輛最小曲線半徑為350 m，單軌車輛最小曲線半徑可以達到100 m。重慶道路曲折，坡度較大，采用跨座式單軌可爬大坡，過急彎，非常適用于重慶地勢高差大、道路曲折的現(xiàn)狀。

4.2 組團式發(fā)展的區(qū)域優(yōu)勢

重慶作為山地城市，空間格局受四山兩江阻隔，國土空間格局形成“三谷四脈”的山水格局，城市空間格局呈現(xiàn)組團式發(fā)展，主城區(qū)分為21個組團，8個功能區(qū)，其中中心城區(qū)有12個組團、2個功能區(qū)。受山水阻隔，跨組團出行較為不便，且槽谷之間交通需求較大，適宜采用地鐵車輛;而三大槽谷內(nèi)部出行在日常出行占有一定比例，槽谷內(nèi)部出行需求較小，客流量不大，適合采用中低運量的軌道交通系統(tǒng)，跨座式單軌作為中運量軌道系統(tǒng)，非常適用于東西兩大槽谷內(nèi)部出行。

4.3 豐富經(jīng)驗的技術優(yōu)勢

重慶單軌系統(tǒng)已經(jīng)過十幾年的發(fā)展，擁有全套的單軌系統(tǒng)技術、車輛、道岔及PC軌道梁技術。重慶單軌系統(tǒng)已形成產(chǎn)業(yè)鏈，并于2005年成立重慶單軌公司。目前，該公司是國內(nèi)唯一跨座式單軌交通工程施工總承包企業(yè)，擁有市政公用工程施工總承包一級資質(zhì)及對外承包工程經(jīng)營資質(zhì)。其成功研制出24 m長的PC軌道梁模板，全面掌握了模板的設計與制造技術、PC軌道梁的預制生產(chǎn)和線型調(diào)整技術;擁有世界上唯一的一套單軌專用JQ60型架橋機和YL60型自行式運梁車，滿足多地形軌道梁的架設和運輸需要，提高了軌道梁的架設效率和作業(yè)人員的安全系數(shù)，是世界單軌交通建設領域能夠采用架橋機方式架設PC軌道梁的唯一掌握者。同時，其還全面掌握鑄鋼拉力支座、指型板、檢修通道的制作、安裝及錨箱基座板定位安裝技術;在跨座式單軌交通領域具備供電設備、供電線路、綜合接地系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、道岔系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、屏蔽門/安全門、自動售檢票、自動扶梯與電梯系統(tǒng)、綜合監(jiān)控、通風空調(diào)系統(tǒng)、給排水及消防、車場設備、工作車、綜合聯(lián)調(diào)等單軌交通專有產(chǎn)業(yè)鏈的集成整合能力[4]。

根據(jù)已經(jīng)成熟的2號線、3號線，具備規(guī)劃、設計、建設、運營全周期的成熟經(jīng)驗，可為后續(xù)單軌線路提供技術支撐。

4.4 建設周期短，投資較低

跨座式單軌系統(tǒng)造價較低，經(jīng)濟指標約為3.5億元/km，建設周期平均為3～5年;鋼輪鋼軌地鐵系統(tǒng)造價較高，經(jīng)濟指標為6.5億元/km，建設周期約為5～8年。對比發(fā)現(xiàn)，跨座式單軌建設周期短，造價低，綜合經(jīng)濟效益較高，適宜在中低運量地區(qū)推行[5]。

4.5 綠色環(huán)保優(yōu)勢

跨座式單軌系統(tǒng)采用電力驅動，相較常規(guī)公交綠色無污染，支撐“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保理念。同時，可有效緩解交通擁堵，提高市民的幸福感。

5 結論

通過上述分析可知，單軌系統(tǒng)在重慶具有自然條件優(yōu)勢，且有2號線、3號線成功的經(jīng)驗，具有技術優(yōu)勢。因此，應在新一輪線網(wǎng)規(guī)劃中考慮部分線路采用單軌系統(tǒng)。經(jīng)研究，槽谷內(nèi)部線路適宜采用單軌制式，線網(wǎng)中7號線、8號線采用單軌制式，服務于槽谷內(nèi)部。新一輪線網(wǎng)可統(tǒng)籌考慮槽谷內(nèi)部線路系統(tǒng)制式，東西部槽谷應各選擇1～2條線路采用單軌系統(tǒng)服務于槽谷內(nèi)部。

重慶跨座式單軌在開辟國內(nèi)應用的首例，在后續(xù)線網(wǎng)規(guī)劃東西部槽谷內(nèi)部線路需重點考慮單軌制式，同時國內(nèi)其他山地城市可借鑒重慶單軌技術，推廣單軌系統(tǒng)在我國的應用。

參考文獻：

[1]王坤.重慶市軌道交通3號線對沿線住宅地價的影響研究[D].重慶：重慶大學，2016.

[2]錢惠靜.山區(qū)跨座式單軌交通運營安全評價研究[D].重慶：重慶交通大學，2009.

[3]涂浩.重慶軌道交通設施建設和運營中的PPP投融資模式研究[D].重慶：重慶交通大學，2016.

[4]余翀.成網(wǎng)條件下重慶市軌道交通運營模式研究[D].重慶：重慶交通大學，2014.

[5]彭蓮.山區(qū)城市軌道交通沿線地下空間綜合利用理論與方法研究[D].重慶：重慶交通大學，2012.