跨座式單軌交通在重慶的適應(yīng)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(dǎo)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(yīng)性強、噪聲低、轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)用情況，然后結(jié)合重慶已有的成功經(jīng)驗，對跨座式單軌在重慶的適應(yīng)性進行分析。

關(guān)鍵詞：跨座式單軌;發(fā)展歷程;適應(yīng)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(guān)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(zhuǎn)向架的兩側(cè)有導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪，夾行于軌道梁的兩側(cè)，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(zhuǎn)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(xué)技術(shù)的進步，跨座式單軌鐵路技術(shù)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(shè)計直到1958年才于歐洲成型，但隨著該項技術(shù)被日本日立收購，跨座式單軌交通技術(shù)研發(fā)轉(zhuǎn)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(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，獲得了日立大型單軌車輛的制造技術(shù)，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(shù)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(yīng)用情況

全球各國跨座式單軌列車應(yīng)用情況為：全球應(yīng)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(shè)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(shù)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(zhǔn)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(yīng)用情況如表1所示。

從技術(shù)角度來看，目前世界上掌握單軌車輛和設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)的國家屈指可數(shù)，而其中技術(shù)較為成熟且在城市軌道交通建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用的更是寥寥無幾，車輛技術(shù)供應(yīng)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(yīng)商還包括在實際工程中應(yīng)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(shè)積極性不高等問題

分析目前全球跨座式單軌的應(yīng)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(shè)有1條，而正處于設(shè)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(dāng)。全球跨座式單軌呈現(xiàn)出建成規(guī)模小、拆除案例多、建設(shè)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(shè)的原因在于其適應(yīng)性和技術(shù)性。一方面，跨座式單軌技術(shù)難度大，成型晚，當(dāng)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(shè)。

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(yīng)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(yīng)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?dāng)?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(shè)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(chǔ)設(shè)施項目，也是國家西部開發(fā)十大重點工程之一。全線設(shè)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(shè)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。跨座式單軌具有爬坡能力強，轉(zhuǎn)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(shù)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(shù)、車輛、道岔及PC軌道梁技術(shù)。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(shè)計與制造技術(shù)、PC軌道梁的預(yù)制生產(chǎn)和線型調(diào)整技術(shù);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(shè)和運輸需要，提高了軌道梁的架設(shè)效率和作業(yè)人員的安全系數(shù)，是世界單軌交通建設(shè)領(lǐng)域能夠采用架橋機方式架設(shè)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(shù);在跨座式單軌交通領(lǐng)域具備供電設(shè)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(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、給排水及消防、車場設(shè)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(shè)計、建設(shè)、運營全周期的成熟經(jīng)驗，可為后續(xù)單軌線路提供技術(shù)支撐。

4.4 建設(shè)周期短，投資較低

跨座式單軌系統(tǒng)造價較低，經(jīng)濟指標(biāo)約為3.5億元/km，建設(shè)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(biāo)為6.5億元/km，建設(shè)周期約為5～8年。對比發(fā)現(xiàn)，跨座式單軌建設(shè)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(qū)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(jié)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(shù)優(yōu)勢。因此，應(yīng)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(wù)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(yīng)各選擇1～2條線路采用單軌系統(tǒng)服務(wù)于槽谷內(nèi)部。

重慶跨座式單軌在開辟國內(nèi)應(yīng)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(shù)，推廣單軌系統(tǒng)在我國的應(yīng)用。

參考文獻：

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