現代有軌電車優缺點及適用性評價指標分析

段妍

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津市 300381）

0 引言

近年來，國內城市規模不斷擴大，城市空間結構也隨之發生變化，市民對城市公共交通的服務水平的要求也越來越高?，F代有軌電車在歐美的成功建設、運營迅速引起了國內很多城市的關注和研究，如上海、天津、北京、廣州、武漢、蘇州等，都在積極規劃和建設現代有軌電車系統。掌握現代有軌電車相比其他公共交通方式的優勢和不足，建立適用性評價指標，為評價現代有軌電車在一個城市是否適用提供依據。

1 與其他交通方式的比較

1.1 運能比較

運能體現了公交方式運輸旅客的系統能力，它對應的是線路高峰小時斷面的最大客流量，只有系統的運能大于客流量時，該系統才適用于這條線路。

運能計算公式為

式中：C為系統單方向最大運能，人/h；P為單列車載客量，人；L為線路的列車通過能力，對/h（或單方向列車通過能力，輛/h）。

單列列車的載客量取決于列車的編組數量和列車每平方米的載客人數；列車的通過能力通常以最小發車間隔來表示，顯然列車的通過能力與最小發車間隔呈反比關系。

1.1.1 現代有軌電車

現代有軌電車的主流產品都采用了模塊化設計，可以靈活編組（3～7個車廂模塊）且高峰時刻可以采用兩組列車聯運，因此能夠滿足不同的需求。列車每平方米的載客人數：定員時一般為6人，超員時一般為8人，單列載客量在200～400人。對于現代有軌電車而言，影響其最小發車間隔的因素很多，包括車輛控制與信號方式、交叉口的信號處理方式、列車的加速制動性能、車站的停車時間等，實際中一般采用3～5min的最小發車間隔。因此現代有軌電車每小時的客運量在5000～15000人。

1.1.2 BRT

BRT是一種介于快速軌道交通和常規公交之間的新型公共交通系統。根據客流需求和道路通行條件的要求，BRT的車輛通常采用的標準車包括單節車（80～110人）、單鉸接車（200人左右）和雙鉸接車（270人左右）三種類型。由于采用專用車道、專用車站和公交智能系統（ITS），其最小發車間隔可以達到1.5min。BRT系統的每小時單方向客運量在3000～10000人。

1.1.3 地鐵與輕軌

我國的地鐵和輕軌在軌道結構、運行車輛和運行管理系統方面基本相同，而且都有獨立的路權。輕軌客運量較小于地鐵，因而列車編組車輛少、運營線路短、發車間隔略長。在相關規范中規定，地鐵的運能為3萬～8萬人/h，屬大運量交通系統。輕軌的運能為1萬～3萬人/h，屬中運量交通系統。

1.1.4 常規公交

常規公交沒有專有路權，車輛也相對落后，運能較低，為 0.2萬～0.5萬人/h，屬低運量交通系統。

通過以上的分析可以看出，現代有軌電車的運能介于地鐵輕軌和常規公交之間，屬于中低運量城市公交系統，適用于近期客流量大于常規公交客運量而遠期又達不到地鐵輕軌客運量的地區。

1.2 速度比較

1.2.1 現代有軌電車

由于采用新型的高科技車輛，現代有軌電車的最高速度可以達到70km/h。但在實際運營中遠達不到這個速度，對于不同城市的現代有軌電車，由于線路站間距、客流量、車門數量、交叉口的優先方式不同，平均運行速度也不同。

1.2.2 BRT

BRT的運營速度取決于車道類型和服務模式。公共汽車在一站不停式或專用車道上行駛的話，每小時的速度能達到60～80km，如果服務模式中包括專用的停靠站點，每小時的速度為30～50km。平均運營速度亦取決于車站間隔和車輛停留的時間。

1.2.3 地鐵與輕軌

地鐵和輕軌都采用專用路權且站間距較大，平均運營速度較高。

1.2.4 常規公交

常規公交沒有專用路權及交叉口優先措施且車站較為密集，其平均運行速度較低。

根據有關數據統計，從城市周邊到市中心的出行時間一般控制在30～40min，各個公共交通方式的運行速度及服務范圍見表1。

表1 不同交通方式的運行速度及服務范圍

可以看出，對于城市半徑2.5～25km的城市而言，采用現代有軌電車或BRT的服務性較好；對于城市半徑在1～8km的城市而言，常規公交即可滿足出行需求；對于城市半徑在4～35km甚至更大的城市，就需要輕軌或者地鐵來滿足出行需求，此時現代有軌電車可以作為接駁線或外圍加密線。

1.3 經濟性比較

1.3.1 現代有軌電車

現代有軌電車作為城市軌道交通的一種，其成本不僅包括車輛、土建工程與機電設備等建設成本，還包括運營管理、養護維修等運營成本。由于線路鋪設方式、車型、供電方式等的不同，造價有所不同，每正線千米的造價在0.8億～1.8億元，其中工程費用約占總投資的66%左右。運營成本包括設備材料、燃料的消耗，從事生產的人員工資、績效、津貼，設備的養護維修等?，F代有軌電車的運營費用一般比地鐵運營費用要低。

1.3.2 BRT

根據快速公交系統配置（車道、車輛等）、線路位置、類型、結構等不同，其造價差異比較大。使用公交專用道的BRT系統，每千米造價3000萬～1億元。如果使用混合交通車道，造價會低一些。運營成本受工資基數、勞務法、油費和電費、運營速度、乘客的數量等因素的影響而變化，一般是低于地鐵和輕軌交通的，但會略高于現代有軌電車。

1.3.3 地鐵與輕軌

地鐵和輕軌不僅建設周期長，而且投資昂貴。地鐵的工程造價為5億～8億元/km。輕軌的造價相對低一點，為3億～5億元/km。

1.3.4 常規公交

常規公交基本不需要線路改造，只需要建設幾個公交站，土建費用幾乎沒有。需要投入車輛購置費，運營費用不高。

綜合比較，現代有軌電車的造價約為地鐵的1/6，輕軌的1/3，既避免了地鐵輕軌的高造價，又具有軌道交通的種種優點。與BRT系統相比，造價略高，但現代有軌電車的車輛使用年限是30年而BRT的車輛只有10年，因此運營成本比BRT略低。實際比較還要看具體線路的客運量情況。

1.4 其他方面比較

1.4.1 環保性

采用電力牽引的交通方式（有軌交通和無軌電車）在運營的過程中幾乎沒有氣體排放，而BRT和常規公交等采用汽油做燃料的車輛，會釋放大量溫室氣體和污染氣體。現代有軌電車在驅動能源電力產生的過程中會有污染氣體排放，但是國內外相關研究顯示，其排放量明顯低于BRT系統?，F代有軌電車的牽引、電機、制動系統等皆采用世界先進技術，在運行過程中震動小且幾乎無噪聲。由此可見，現代有軌電車在環保性方面明顯優于BRT系統。

1.4.2 舒適性

軌道交通在運行過程中的平穩性要優于無軌交通，加上現代有軌電車采用了最先進的軌道技術和車輛技術，在運行過程中旅客幾乎感受不到顛簸，舒適性很好。現代有軌電車站臺設置在地面上，方便乘客集散；與BRT系統相比，車門可以與站臺較好地連接，方便乘客上下車。

1.4.3 美觀性

軌道中間可以種植草坪，在兩側與其他交通方式的隔離帶中種植樹木，使其成為城市的一道綠色風景帶。車輛還采用較大的玻璃車窗，采光性好，便于乘客欣賞兩側的城市風光，這是地鐵線路所不具備的。

不同公共交通系統的比較見表2。

表2 不同公共交通系統的比較

2 現代有軌電車的優缺點

現代有軌電車這種由傳統有軌電車發展而來的中低運量的新型軌道交通方式由于其線路主要在路面上，更像在軌道上行駛的公交車。采用了現代化的車輛技術、軌道技術、運營系統等，具有以下優缺點。

2.1 編組靈活，運能彈性范圍大，具有較廣的適用范圍

新型的現代有軌電車由于采用模塊化設計，可以定制不同編組的列車（3～7個車廂模塊）且車輛維修養護容易，高峰時段還可以兩輛列車聯運，客運能力具有較大的彈性范圍，可以滿足單向5000～15000人/h的客流走廊。

2.2 運行速度高，舒適性好；占用道路資源

現代有軌電車采用先進的車輛和專有的路權，其運行速度高于常規公交，可節約出行時間。同時，列車在運行過程中更加平穩且噪聲更低，提高了乘客的舒適性。與地鐵、輕軌相比，現代有軌電車的車站設置在地面上，便于乘客的集散；低地板車輛的使用以及車輛與站臺的無縫連接，方便乘客上下車。

但是因為現代有軌電車行駛在路面上，需要占用一定的道路資源，并且交叉口處的信號優先會造成其他車輛的延誤。

2.3 運行安全，準點率高；靈活性較差

現代有軌電車由于沿軌道運營，比常規公交發生運營意外的概率低，即便發生意外，也比地鐵和輕軌易于救援。大部分線路擁有專用路權，沒有其他交通車輛的混行干擾，交叉口大多也有信號優先處理，所以準時性高。

運行在軌道上有眾多優點，但相較于常規公交，其靈活性較差。

2.4 比地鐵建設成本低，建設周期短；比常規公交建設略復雜

現代有軌電車的建設成本比較低，僅為地鐵的1/6左右，建設周期也短，約為地鐵的1/3。但與常規公交相比，現代有軌電車的建設工程略顯復雜。常規公交只需要購買車輛，改造幾個車站，對道路并不需要改造，而現代有軌電車系統則需要鋪設軌道、架空電線，還需要建設車輛段、改造線路等。

2.5 節能環保并且美觀；接觸網供電需架空線路，可能對城市景觀產生影響

現代有軌電車跟地鐵、輕軌相比，由于運能小、設備簡單，其主要的電能消耗為牽引負荷，占總用電量的60%以上，而輕軌地鐵的主要能耗為運營設備的使用，牽引負荷在運營初期僅占總耗能的25%～30%，遠期有所提高。常規公交使用汽油，會排放大量的污染氣體，而現代有軌電車在電力生產時間接產生微量有害氣體，遠低于常規公交。同時有數據表明，軌道交通的噪聲污染為地面交通的1/2，人均CO2的排放量是地面交通的1/5?，F代有軌電車的流線型車體美觀，軌道中間可以種植草皮，兩側可以種植樹木，使軌道交通線路成為城市一道亮麗的風景。

然而采用接觸網供電的現代有軌電車如果處理不當，架空線路有可能對城市美觀產生一定的不利影響。

圖1 評價指標體系

3 適用性評價指標的建立

要評價現代有軌電車在一個城市是否適用，適用于哪些區域，應分別從宏觀、中觀及微觀三個層面進行評價。評價指標選取的基本原則既要使評價指標盡可能全面反映某地區采用現代有軌電車建設適用性的實際情況，又要考慮獲取方便、計算簡單。確定了4個準則20個指標的綜合線網選擇評價指標體系。

3.1 區域適用性評價

從宏觀角度，通過對該城市人口規模、城市用地及經濟水平進行分析，確定是否適用。在組團滿足適用模式的情況下，應進一步分析該城市相關數據并結合現代有軌電車的運能、速度以及城市的客流需求，來判斷現代有軌電車的區域適用性。

所以在該準則層選取了組團匹配性、運能匹配性、速度匹配性以及線網需求匹配性4個指標。

3.2 系統適用性評價

從中觀角度，對現代有軌電車的系統適用性進行評價。評判該系統的適用性主要考慮有軌電車的綜合造價情況是否在該城市的投資城市承受能力之內、有軌電車的運營效益是否符合城市要求、有軌電車系統所需要的其他運營條件能否得到滿足以及現代有軌電車與其他交通設施的協調性。

所以該準則層選取了系統造價、投資效益、土地占用、其他交通設施協調性、運營組織以及工程實施6個指標。

3.3 技術可行性評價

從微觀角度，對現代有軌電車的具體實施方式進行評價。城市道路千差萬別，現代有軌電車的具體實施方案也會因此各有不同，所以需要對具體道路的轉彎半徑、限界、平縱斷面以及道路擁擠情況進行分析評價，確定有軌電車工程實施時是否需要對道路進行改造，車道布置方式、車站布設以及路權信號的選擇等技術問題。

所以準則層從技術角度選取了線路平縱面、車站布設、車輛技術、線路軌道、供電以及技術通用6個指標。

3.4 社會效益評價

系統的社會效益主要是對現代有軌電車修建帶來的節能環保效益、景觀效益以及舒適性、安全性等服務水平的提升進行評價，選取了服務水平、環境影響、景觀影響以及城市發展4個指標。

綜上，建立了如圖1所示的評價指標體系。

4 結語

本文將現代有軌電車與幾種常用的公共交通方式在運能、運行速度、經濟等方面進行了比較，得出現代有軌電車在這幾方面的特征，根據這些特征，歸納其在公共交通系統中的定位，分析總結出現代有軌電車的優缺點，建立適用性評價指標，為評價現代有軌電車在一個城市是否適用提供依據。

參考文獻：

[1]丁強.現代有軌電車交通概述[J].都市快軌交通，2013，20(6):107-111.

[2]張建芳，康直.現代有軌電車制式特點及造價分析[J].城市公共交通，2015(10):27-30.

[3]章華金.現代有軌電車與快速公交BRT的比較及其在我國的應用[J].軌道交通，2013，6(11):84-87.