隆 冰 李 涵 石小林
(重慶市交通規(guī)劃研究院,401147,重慶∥第一作者,工程師)
智能化軌道快運(yùn)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)為“智軌”)由中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司研制,是一種新型智能化中低運(yùn)量公共交通方式。其列車依靠電力驅(qū)動(dòng),行駛在虛擬軌道上。智軌既具有有軌電車準(zhǔn)時(shí)、運(yùn)量大、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),又具有傳統(tǒng)道路公交運(yùn)營(yíng)靈活、建設(shè)成本低、建設(shè)周期短的優(yōu)勢(shì)。
在城市建成區(qū)內(nèi),受用地條件、交通、客流出行習(xí)慣等影響,智軌等中低運(yùn)量公共交通在道路路權(quán)分配、布設(shè)方式、車站處理等方面仍面臨諸多困難[1]。本文以城市建成區(qū)為背景,討論了智軌線路規(guī)劃的相關(guān)問(wèn)題。
智軌列車編組方式靈活。目前常用的3節(jié)編組列車載客量約為280人,其車輛長(zhǎng)31.6 m,寬2.65 m,為100%低地板車輛。智軌列車最大運(yùn)行速度為70 km/h,最大爬坡能力為10%,最小轉(zhuǎn)彎半徑為15 m。智軌列車可靈活采用儲(chǔ)能電池、接觸網(wǎng)或超級(jí)電容等多種供能方式。國(guó)內(nèi)已建成運(yùn)營(yíng)的智軌線路有株洲智軌A1試驗(yàn)線、宜賓智軌T1示范線等。
1) 虛擬軌道、軌跡跟隨。智軌通過(guò)地面施劃的虛擬軌道線,采用軌跡跟隨技術(shù)沿預(yù)設(shè)的虛擬軌道行駛。智軌技術(shù)擺脫了物理軌道,使建設(shè)成本更低、建設(shè)周期更短、線路靈活性更強(qiáng)。
2) 主動(dòng)安防、智能化駕駛。智軌采用全軸轉(zhuǎn)向控制技術(shù),并通過(guò)主動(dòng)安全控制、車載信號(hào)控制、機(jī)器視覺等技術(shù)進(jìn)行電子約束,實(shí)現(xiàn)在虛擬軌道上的類軌道行駛,避免了行駛過(guò)程中的甩尾和脫軌。
3) 純膠輪驅(qū)動(dòng)。智軌列車完全由膠輪承載驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向,附著力好,爬坡能力更強(qiáng),靜音舒適。按照智軌的設(shè)計(jì)參數(shù),智軌車輛最大爬坡能力為10%,基本能適應(yīng)所有城市道路的縱坡條件。
智軌具備普通道路公交靈活便捷的特點(diǎn),采用城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織方式,交通可靠性更高、體驗(yàn)感更佳。智軌路權(quán)通常為半獨(dú)立路權(quán)模式。智軌主要有5方面優(yōu)勢(shì)。
1) 運(yùn)量較大。3節(jié)編組的智軌列車運(yùn)能約為1.0萬(wàn)~1.2萬(wàn)人次/h,是普通道路公交運(yùn)能的3倍。此外,智軌可根據(jù)客流需求,靈活采用多種編組形式。
2) 運(yùn)行效率高。按照目前相關(guān)資料,智軌列車最高運(yùn)行速度可達(dá)70 km/h,旅行速度約為25 km/h,顯著高于普通地面道路公交。
3) 道路適應(yīng)性好、景觀好。智軌列車爬坡、轉(zhuǎn)彎能力強(qiáng),具有良好的道路適應(yīng)性。智軌可實(shí)現(xiàn)路面無(wú)軌、空中無(wú)網(wǎng),滿足城市景觀的要求。
4) 建設(shè)成本相對(duì)較低、建設(shè)周期短、移植性好。參考已建成線路的經(jīng)驗(yàn)可得:智軌的綜合投資成本約6 000萬(wàn)元/km,涵蓋土地成本以外的所有建設(shè)成本;運(yùn)維費(fèi)用約200萬(wàn)元/(km·年),涵蓋人工費(fèi)、電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用、行車保險(xiǎn)費(fèi)及管理費(fèi)等運(yùn)維成本。
5) 受審批程序約束小。按照國(guó)辦發(fā)(2018)52號(hào)文要求:智軌不須納入城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃并履行報(bào)批程序??梢娤噍^于地鐵、跨座式單軌系統(tǒng)、懸掛式單軌系統(tǒng)、APM(自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng))等,智軌受審批程序的約束更小。
由于智軌通常利用既有道路進(jìn)行改造,與既有社會(huì)車輛爭(zhēng)奪路權(quán),因此在城市建成區(qū)內(nèi),在既有道路上增設(shè)智軌往往帶來(lái)短期交通擁堵問(wèn)題。
1) 道路拓寬困難。一方面,建成區(qū)內(nèi)道路兩側(cè)用地多已被占用,道路拓寬空間很有限;另一方面,道路兩側(cè)的管網(wǎng)復(fù)雜,道路改造工程投資高。此外,由于道路沿線均已經(jīng)開發(fā)成熟,沿線居民對(duì)破壞道路綠化、人行道反對(duì)意見強(qiáng)烈,社會(huì)穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)高。
2) 道路交通流量高,增設(shè)智軌后交通影響大。建成區(qū)主要客流走廊上的道路交通流量較高,增設(shè)智軌后,社會(huì)車輛通行空間將受到壓縮,車道折減將可能造成道路交通擁堵。從各個(gè)城市的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,建成區(qū)內(nèi)路網(wǎng)條件相對(duì)較差,平行分流通道較少;近期,在客流出行習(xí)慣未轉(zhuǎn)變的情況下,路網(wǎng)將面臨不同程度的交通擁堵。
3) 與既有公共交通系統(tǒng)銜接配合難度高。智軌作為一種新型中低運(yùn)量公共交通,需處理好與大中運(yùn)量軌道、低運(yùn)量公交之間的功能互補(bǔ)關(guān)系,承接高、中、低運(yùn)量交通制式之間的銜接和轉(zhuǎn)換。智軌車站應(yīng)與軌道車站出入口便捷銜接,在運(yùn)營(yíng)和票制上應(yīng)一體化管理;引入智軌后,道路公交線路應(yīng)同步進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,減少與智軌共走廊的公交線路,避免客流爭(zhēng)奪,同時(shí),可通過(guò)增加接駁巴士等方式拓展智軌的客流腹地,延伸智軌交通服務(wù)。
智軌的路權(quán)形式主要有獨(dú)立路權(quán)、半獨(dú)立路權(quán)、混合路權(quán)。
1) 獨(dú)立路權(quán)。采用獨(dú)立路權(quán)時(shí),智軌運(yùn)行環(huán)境獨(dú)立,效率高、安全性好。在獨(dú)立路權(quán)下,智軌與城市道路相交時(shí)需通過(guò)上跨或下穿等方式與既有道路分離,但建設(shè)成本較高,常應(yīng)用于濱江路、沿山路等單側(cè)服務(wù)的客流走廊。
2) 半獨(dú)立路權(quán)。在大部分路段為獨(dú)立路權(quán)模式,在平交路口采用信號(hào)優(yōu)先措施,保障智軌列車的優(yōu)先通行。半獨(dú)立路權(quán)的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)獨(dú)立,效率較高,安全性好;在平交路口智軌列車有優(yōu)先通行權(quán)。該路權(quán)模式建設(shè)成本相對(duì)較低,通行效率較高,是國(guó)內(nèi)各城市廣泛采用的路權(quán)形式。
3) 混合路權(quán)。采用混合路權(quán)時(shí),智軌列車與其他交通形式混行?;旌下窓?quán)模式的土建成本相對(duì)最低,但智軌列車的運(yùn)行受社會(huì)車輛干擾大,運(yùn)行效率低,交通運(yùn)行秩序難以保障。在混合路權(quán)下,智軌將喪失軌道交通高效、準(zhǔn)時(shí)、安全等優(yōu)勢(shì)。此外,由于智軌列車尺寸大,智軌與社會(huì)車輛交織影響大,運(yùn)行靈活性較普通道路公交更差,運(yùn)營(yíng)速度將更低,低性價(jià)比缺點(diǎn)將凸顯。
3.2.1 線路布線方式
智軌線路布線方式主要有單線雙向、單線單向及雙線雙向。
1) 單線雙向布線。即僅設(shè)置1條車道供列車雙向行駛。該方式通過(guò)增設(shè)停車港的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)列車越行。單線雙向布線方式占用道路資源少,對(duì)現(xiàn)狀交通影響較小,但其需采用越線的組織方式,使得發(fā)車間隔長(zhǎng)(約15 min),嚴(yán)重限制了運(yùn)能,故常用于旅游觀光線路。對(duì)于橋梁或立交橋等局部短距離的瓶頸路段,可采用單線雙向敷設(shè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)列車越行,必要時(shí)還可增設(shè)信號(hào)燈。
2) 單線單向布線。該布線方式分設(shè)2條單向的平行線路,形成“單向二分路”的環(huán)線組織形式。單線單向布線占用道路資源少,對(duì)現(xiàn)狀交通影響較小,拓展了線路服務(wù)范圍。單向運(yùn)營(yíng)方式與乘客的出行習(xí)慣有差異,兩條平行線路之間的間距不宜過(guò)長(zhǎng),建議平行線路間距不宜大于300 m(按步行5 min計(jì)算)。此外,平行線路之間需有便捷的步行通道,以便客流出行。單線單向布線常用于步行街或商業(yè)街區(qū)等路網(wǎng)密度較高區(qū)域,并配合道路單向交通組織使用。
3) 雙線雙向布線。該布線方式設(shè)置雙向2 條智軌車道,上、下行方向列車各行其道。這是最為常見的線路布設(shè)方式,其運(yùn)行效率高、便捷性好,在具備條件的路段宜優(yōu)先選用。
3.2.2 智軌車道設(shè)置形式
智軌車道設(shè)置形式主要有路中式、兩側(cè)式及單側(cè)式。
1) 路中式。智軌車道設(shè)置于道路中央的2條車道,并設(shè)置天橋、地下通道或人行橫道線,以便乘客上下站臺(tái)。路中式的列車運(yùn)行環(huán)境相對(duì)獨(dú)立,運(yùn)行效率高,與社會(huì)車輛交織少,對(duì)沿線立交的交通影響小。在平交路口處,可在原有信號(hào)相位的基礎(chǔ)上開展優(yōu)先控制策略,保障智軌列車的優(yōu)先通過(guò)權(quán)。通常,路中式智軌線路的車站需要配合立體人行過(guò)街設(shè)施一體化設(shè)計(jì)。
2) 兩側(cè)式。2條智軌車道分別布設(shè)于道路兩側(cè)最外緣車道,結(jié)合既有道路公交站設(shè)置一體化車站。兩側(cè)式設(shè)置對(duì)原有城市道路的改造較少,與軌道交通及普通道路公交等其他交通方式換乘便捷。但由于道路兩側(cè)用地開口的進(jìn)出車輛較多,智軌運(yùn)行受出入地塊車輛臨時(shí)停車或進(jìn)出的干擾較大。在與道路立交處,布局在道路兩側(cè)的智軌線路與立交左右轉(zhuǎn)車流有交叉,需要增設(shè)信號(hào)燈,故影響了立交交通的效率和安全。
3) 單側(cè)式。智軌車道布設(shè)于道路一側(cè),可結(jié)合用地條件設(shè)置獨(dú)立的運(yùn)行空間,通常采用獨(dú)立路權(quán),應(yīng)用于濱江路、沿山路等單側(cè)服務(wù)的道路。單側(cè)式車道運(yùn)行環(huán)境相對(duì)獨(dú)立,運(yùn)行效率高。對(duì)于利用現(xiàn)狀道路改造的單側(cè)式智軌車道,需對(duì)原有車道進(jìn)行重新劃分,當(dāng)智軌與相鄰社會(huì)車道為對(duì)向行駛時(shí),需設(shè)置分隔設(shè)施以保障安全。
3.3.1 車站布局
智軌車站布局有路中式和路端式。
1) 路中式車站。車站設(shè)置于路段中部,需增設(shè)人行過(guò)街橫道或立體人行過(guò)街設(shè)施以便于乘客進(jìn)出車站。
2) 路端式車站。車站位于路段端頭,毗鄰平交路口設(shè)置,包括平交路口上游、下游兩種方式,乘客可結(jié)合人行過(guò)街橫道(斑馬線)進(jìn)、出站,是最為常見的設(shè)站方式。
3.3.2 站臺(tái)形式
智軌的車站站臺(tái)主要有島式站臺(tái)和側(cè)式站臺(tái)。
1) 島式站臺(tái)。島式站臺(tái)設(shè)于對(duì)向2條車道之間,可集約利用道路空間,便于不同方向的乘客換乘。島式站臺(tái)需通過(guò)過(guò)街設(shè)施同兩側(cè)人行道及建筑物聯(lián)系,常配合路中式智軌車道使用。
2) 側(cè)式站臺(tái)。站臺(tái)分設(shè)對(duì)向車道兩側(cè),便于站臺(tái)同兩側(cè)人行道及建筑物的銜接,與道路公交換乘較為便捷,通常不需單獨(dú)設(shè)置人行過(guò)街設(shè)施,常配合兩側(cè)式智軌車道使用。
已審批的重慶南濱路智軌示范線(以下簡(jiǎn)為“南濱路線”)規(guī)劃方案如圖1所示。該線北起國(guó)際馬戲城站,南至蘇家壩站,全長(zhǎng)約11.7 km,共設(shè)12座車站,可與重慶軌道交通3號(hào)線、6號(hào)線、10號(hào)線及環(huán)線換乘(共設(shè)置4座換乘車站)。
按照南濱路線工程可行性研究報(bào)告,近期(2025年)日客運(yùn)量為5.25萬(wàn)人次,客流強(qiáng)度為0.45萬(wàn)人次/(km·d);遠(yuǎn)期(2035年)日客運(yùn)量為7.78萬(wàn)人次,客流強(qiáng)度為0.66人次/(km·d)。規(guī)劃建議:近期采用3模塊編組,發(fā)車間隔為5 min;遠(yuǎn)期采用5模塊編組,發(fā)車間隔為3 min。采用公交一體化票制,兼容公交一卡通,使乘客享有相同折扣及換乘等票價(jià)優(yōu)惠;參考國(guó)內(nèi)有軌電車的票價(jià),推薦采用2元的通票價(jià)格。
考慮南濱路道路交通條件和景觀需要,南濱路線采用濱江單側(cè)車道雙線雙向布設(shè),通過(guò)車道瘦身+局部拓寬的方式,整體上形成2條智軌車道+3條社會(huì)車道的道路斷面形式,其中設(shè)置了1條潮汐車道。
在拓寬難度大、代價(jià)高的橋梁路段,采用動(dòng)態(tài)混合路權(quán)方式(見圖2),對(duì)車道進(jìn)行匯入管控。在道路增設(shè)動(dòng)態(tài)的信號(hào)標(biāo)識(shí),并結(jié)合智軌運(yùn)行調(diào)度工作,在智軌列車運(yùn)行的安全區(qū)間(方案中取社會(huì)車輛3 s行程距離,約50 m)以外,通過(guò)路段動(dòng)態(tài)感應(yīng)信號(hào)控制,準(zhǔn)許社會(huì)車輛駛?cè)胫擒壾嚨?,在保障智軌運(yùn)營(yíng)安全和效率的同時(shí),提升道路利用效率。
圖2 智軌動(dòng)態(tài)混合路權(quán)方案示意圖
智軌車站、普通道路公交車站及出租車??空静捎靡惑w化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)普通道路公交與智軌的共線、共站臺(tái)換乘。一體化布局出租車及社會(huì)車輛停車港,滿足濱江外側(cè)的臨時(shí)停車需求。典型的智軌車站一體化設(shè)計(jì)如圖3所示。
圖3 典型的智軌車站一體化設(shè)計(jì)方案示意圖
采用“備案登記+預(yù)約”的方式對(duì)進(jìn)出南濱路的車輛進(jìn)行管控。結(jié)合南濱路停車位供給,對(duì)利用濱江路開口進(jìn)出的住宅、辦公項(xiàng)目,采用“備案登記”的方式,不對(duì)其進(jìn)出南濱路進(jìn)行限制。對(duì)進(jìn)出南濱路消費(fèi)、旅游休閑的車輛,結(jié)合南濱路沿線的停車位供給狀態(tài),采用“預(yù)約”的方式。僅允許已預(yù)約車輛進(jìn)出管控區(qū)域,以控制南濱路車流量。
隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,居民對(duì)高品質(zhì)的交通出行充滿期待,投資更省、建設(shè)周期更快、審批約束更小、體驗(yàn)感更佳的中低運(yùn)量軌道交通將成為居民交通出行的一種新的選擇方式。本文探討了在空間受限、交通敏感性較大的建成區(qū)內(nèi)結(jié)合既有道路規(guī)劃智軌交通的相關(guān)問(wèn)題,對(duì)智軌路權(quán)方式、線路設(shè)置、車站設(shè)置等提出了規(guī)劃思考建議,為其他城市在開展中低運(yùn)量軌道交通規(guī)劃中提供參考。