關于城市軌道交通中小運量系統制式選擇研究

張昆

摘要：針對三四線城市發展狀況，國家相應政策的出臺，為緩解中心城區的交通擁堵狀況，提高公共交通服務水平，帶動沿線經濟發展，軌道交通建設尤為重要。以通遼市軌道交通1號線為例，從城市空間發展、人口、經濟等方面出發，在城市總體規劃和綜合交通規劃的前題下，橫向比選中低運量軌道交通制式，提出適應于通遼市軌道交通的合理制式系統。

關鍵詞：城軌;中小運量;改造設計

1 項目背景

1.1 城市概況

通遼市位于內蒙古自治區的東部，東與吉林省接壤、南與遼寧省毗鄰，西與赤峰市、錫林郭勒盟交界，北與興安盟相連，總面積59535km2。通遼市地處東北工業區、環渤海經濟圈和我國西部地區結合部，是沿海發達地區輻射內蒙古的重要轉接點。自2005年至今，通遼市啟動遼河以北新城區建設工作，確立了城市向北跨河發展態勢，目前已形成沿西遼河南北兩岸發展基本格局。

通遼市2018年全市常住人口313.32萬人，結合第六次人口普查資料，通遼中心城區人口常住人口56.6萬人。根據通遼市城市總體規劃，通遼中心城區遠期2030年城市人口規模將達到110萬人，遠景2050年城市人口為140～150萬人，存在巨大的交通需求。

2018年，全市完成地區生產總值（GDP）1301.6億元，按可比價格計算，比上年增長4.1%。全市一般公共預算收入75.49億元，與上年相比增加5.03億元，增長7.13%。

1.2 通遼市軌道交通發展總體政策

優先發展城市快速軌道交通，逐步建立以南北快線為核心，常規線路為基礎，市郊鐵路、城際快軌為輔助的便捷、高效的都會區軌道交通運輸網，形成支持并引導城市發展的TOD（以公共交通為導向的開發）、SOD（以社會服務設施建設為導向的開發）模式，結合常規公交的發展，促進城市發展向公共交通依賴型轉變，推動城市空間拓展與人口疏散。

1.3 通遼市軌道交通前期工作

根據通遼市規劃局、中國城市建設研究院完成編制的《通遼市城市軌道交通線網規劃》，遠期城市軌道交通線網規劃由5條線組成，線路總長97.1km，線路間換乘車站6處，軌道線網密度為0.58km/km2。

其中通遼市中心城區軌道交通1號線，全線共設站27座，線路全長27.3km，分別為地面站和高架站，其中3座換乘站，平均站間距為1.1km。線路北起于雙泡子，南至機場。線路走向：創業大道～老哈河大街～霍林郭勒路～和平路～南順大街～道德路～民航路，是線網中縱貫南北的一條主干線，其加強西遼河兩岸的客運聯系，串聯了新老城區兩個城市中心，同時聯通通遼市火車站和機場這兩大城市交通樞紐，適應通遼市主城區主要客流方向。

1號線工程的建成，對貫通主城區南北，改善城市交通緊張局面，構建城市結構，促進城市發展，帶動城市經濟，減少汽車尾氣和噪聲對環境的影響，節約能源，保護環境，安全、綠色、便捷、舒適出行，實現城市總體規劃，實現通遼市未來可持續發展戰略是十分必要的。

2 選型原則

2.1 必須符合國家政策法規和相關規范要求。

2.2 必須適應線網的運營條件，運輸能力滿足遠期高峰小時的運量要求，并留有適當儲備和發展余地。

2.3 車輛應適應線網的線路特征，以及通遼市的氣候和環境條件。

2.4 車輛車體材料、空調系統及電氣設備應滿足本地區的氣候和自然條件。

2.5 列車最高運行速度應滿足規劃速度時間目標要求，并考慮經濟運營的需要。

2.6 車輛應符合技術成熟、安全可靠、外形美觀、乘坐舒適的要求。取得技術先進和經濟合理的最佳平衡，并便于使用和維修。

2.7 選型應充分考慮我國的國情，在引進關鍵技術設備的同時逐步提高國產化率，滿足國家對車輛國產化率的要求。

2.8 選型應綜合考慮整個城市線網車輛選型的規劃和協調，實現線網資源的最大共享和利用。

2.9 近遠結合：嚴格控制初、近期投資規模，同時，又要預留將來發展的條件;既考慮基建成本，又考慮運營成本。

3 系統制式選型分析

3.1 系統制式對比

目前，國內外采用的軌道交通系統有地鐵系統、輕軌系統、單軌系統、有軌電車、磁浮系統、自動導向軌道系統和市域快速軌道系統等。具體參見各種軌道交通系統制式主要指標對比如表 3-1：

根據市軌道交通1號線客流預測結果，主要線路遠期高峰時間單向客流超過1萬人次/h，屬中運量和中低運量范疇，輕軌、跨座式單軌、APM、磁懸浮和現代有軌電車均能夠滿足遠期預測客流的運輸需求。

4 普通輪軌系統

普通輪軌系統是城市中大容量的快速軌道交通系統，是解決城市中心區道路擁堵問題最有效的交通工具，是目前世界上應用最為廣泛和最成熟的城市軌道交通模式。普通輪軌系統具有如下特點：

4.1 技術成熟、可靠，國內擁有40年的運營經驗。

4.2 線路鋪設方式靈活，根據地形條件，既可以全部建于地下，也可以采用地下、地面及高架相結合的方式，以節約工程投資。

4.3 對客運量的適應范圍廣，通過選取不同的車輛編組型式，既可以滿足4.5～7萬人次/小時的高運量要求，也可以適應2.5～5萬人次/小時的大運量及1～3萬人次/小時中低運量的要求。

4.4 車輛價格較低，國產化率高，經濟實用。

4.5 電機及傳動裝置噪聲、振動較大。隨著人們生活水平的提高，這個問題將越來越受到重視。

5 跨座式單軌

跨座式單軌交通系統（實例重慶跨座式單軌3號線），采用膠輪和混凝土梁作支撐和軌道，屬于膠輪地鐵系統的一種。與傳統的鋼輪鋼軌系統相比，一般情況下單軌交通具有以下優缺點：

5.1 建設工期短，建設費用較低，僅為地鐵（地下敷設方式）的1/3—1/2。

5.2 爬坡能力強、轉彎半徑小，對復雜地形的適應能力強，有利于在城區布設。

5.3 噪聲振動較?。ǖ桶l車間隔條件下），遮擋日光較少（不布設疏散通道條件下），有利于保持安靜美觀的城市環境。

5.4 墩柱占地面積少，空間體形小，結構體型較輕巧。

5.5 單軌交通由于其特殊的結構，同時具有無法避免的不足之處：

5.6 牽引能耗大，日本單軌能耗較軌道交通平均值高出12%，重慶2號線單軌能耗較1號線地鐵系統高出39%。

5.7 橡膠輪胎較鋼輪鋼軌承載能力低，致使膠輪使用壽命低、換輪頻繁，并增加了粉塵污染。

5.8 易落物危及安全，應急救援和冬季抗冰雪困難。

5.9 車輛、軌道梁和道岔結構復雜，運營維護難度高。

6 APM旅客捷運系統

APM旅客捷運系統（廣州軌道交通APM線），該系統也稱為自動導軌快捷運輸系統（AGTS），是一種無人自動駕駛、立體交叉的大眾運輸系統。具有以下優缺點：

6.1 全自動無人駕駛，全自動信號系統，乘客出行主導自助化服務。

6.2 膠輪單軌設計，電力牽引，爬坡能力強、加減速度大、轉彎半徑小。

6.3 走形系統采用膠輪結構，振動小，乘坐安靜;導向系統經特殊處理.有效降低了噪音。

6.4 系統設計更加人性化，行駛安全性高。

6.5 外形美觀，運營時間長，運營經濟、快捷。

6.6 走行面精度要求苛刻，調高困難，地面線軌道不能綠化，主要用于短途接駁，長大線路乘坐舒適性（車內振動及噪聲）較差，均為成套專利技術。國產化率一般，造價高。輪胎受冰雪天氣影響較大，需設置軌道加熱裝置。橡膠輪胎磨耗大，維護費用較高。橡膠磨損污染環境。

7 現代有軌電車

城市有軌電車作為實現線網規劃的一種制式，分為傳統有軌電車和現代有軌電車，傳統有軌電車運量無法滿足通遼市遠期客流需求，下面僅對現代有軌電車進行分析：

7.1 適合0.6～1.5萬人/h，彌補軌道交通與傳統有軌電車、常規公交之間中低運量需求。作為特大城市、大城市大運量軌道交通的補充，實例：蘇州高新區有軌電車1號線，全線長25.76km，采用有軌電車系統，共設車站14座，其中2座車站為地下站，其余為地面站，大致呈東西走向，東起西洋山站，南止于獅子山站，是國內單線運營最長的有軌電車線路。

7.2 可作為中小城市的骨干公共交通線路，實例：淮安有軌電車一期工程線路，全長20.07千米，全部為地面線，共設置14座車站，全部為地面車站;采用4節編組列車。起于體育館站，串聯了清河區、經濟技術開發區、生態新城和淮安區四個組團，止于南門站。

7.3 作為特色公共交通的一種新形式，如：鷹潭龍虎山旅游線路。

7.4 國內外已經成功運營多年，技術成熟，國產化率較高。

7.5 工程建設成本低，工期短，建設條件靈活：最小轉彎半徑30m，爬坡60‰，適應各種工程條件;車輛編組靈活：根據不同階段的客流需求，可增加車輛編組。

7.6 節能環保、形象美觀，無排放，噪音低。流線車型，定制樣式，提升城市品質，是引導城市發展（TOD）的重要途徑，有效推進土地開發和集約化的發展。

7.7 占用地面空間資源，速度慢，運能較低。

7.8 運行環境的限制：

7.8.1 道路資源的限制：既有道路寬度不能拓寬，道路交通負荷已接近飽滿，敷設有軌電車對現有交通方式結構轉變較大。

7.8.2 道路交通的限制：道路交叉口是道路通過能力控制點，信號優先通過是限制條件。

7.9 運行能力的限制：

7.9.1 列車長度的限制：列車長度是提高運能措施之一，但對路口影響通過的時間，一般限制在兩輛連掛，不能隨意加長。

7.9.2 運營速度的限制：即使在區間線路獲得專用道路權，但在路口均為平交道口，仍然需要限速通過，或行車與信號的不“配合”而延誤。

7.10 發展趨勢：

國務院關于城市優先發展公共交通的指導意見（國發[2012]64號），科學研究確定城市公共交通模式，根據城市實際發展需要合理規劃建設以公共汽（電）車為主體的地面公共交通系統，包括快速公共汽車、現代有軌電車等大容量地面公共交通系統，有條件的特大城市、大城市有序推進軌道交通系統建設。

目前國內發展現狀，運營（截止2019年9月）：15個城市，28條線路，總運營380.5km，工程長度330.6km。在建（截止2019年9月）：17個城市，20條線路，總里程357.2km，實際推進情況不一。

8 國家軌道交通項目的審批分類制度

2018年7月13日，國務院官方網站正式發布了《國務院辦公廳關于進一步加強城市軌道交通規劃建設管理的意見》國辦發[2018]52號文，其基本原則是，“量力而行，有序推進。因地制宜，經濟適用。銜接協調，集約高效。嚴控風險，持續發展等?！蓖瑫r嚴格建設申報條件，地鐵主要服務于城市中心城區和城市總體規劃確定的重點地區，“申報建設地鐵的城市一般公共財政預算收入應在300億元以上，地區生產總值在3000億元以上，市區常住人口在300萬人以上。引導輕軌有序發展，申報建設輕軌的城市一般公共財政預算收入應在150億元以上，地區生產總值在1500億元以上，市區常住人口在150萬人以上。報建地鐵、輕軌線路初期客運強度分別不低于每日每公里0.7萬人次、0.4萬人次，遠期客流規模分別達到單向高峰小時3萬人次以上、1萬人次以上。”

9 通遼市軌道交通車輛選型

根據初步分析比較，輕軌、跨座式單軌、APM、磁懸浮和現代有軌電車均能夠滿足遠期預測客流的運輸需求。

根據通遼市城市特點、人口規模和經濟發展水平，結合國辦發[2018]52號文，為提升城市公共交通供給質量和效率、緩解城市交通擁堵、引導優化城市空間結構布局、改善城市環境，可選擇現代有軌電車系統。

現代有軌電車具有技術成熟，建設工期短，建設費用低，爬坡能力強，轉彎半徑小，車輛編組靈活，噪音振動較小，環境污染小，造型美觀等優勢，可適應通勤、游覽的客流需要。同時，也能夠滿足本線環境景觀及線路功能定位對系統的要求。

參考文獻：

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