跨坐式單軌交通系統發展研究

霍旭挺 HUO Xu-ting；宗雪梅 ZONG Xue-mei

（中聯西北工程設計研究院有限公司，西安 710077）

0 引言

跨坐式單軌交通系統是新型軌道交通的一種典型形式，屬于中小運能軌道交通。截止2012年底，全球前20 國家，城市軌道交通總里程23394km，其中，地鐵運營里程為8739km，占比37%，新型軌道交通（輕軌、有軌電車、單軌系統等）運營里程為14655km，占比63%。跨坐式單軌交通系統具有爬坡能力強、轉彎半徑小、噪聲低、投資少、建設工期短、適應能力強、征地拆遷少、對環境影響小等特點，如圖1 所示。

圖1 跨坐式單軌交通示意圖

目前我國城市軌道交通以地鐵為主，地鐵屬于大運能軌道交通，投資多且建設工期長，無法在較短時間內解決交通擁堵問題，隨著經濟的快速發展和城鎮化建設步伐的不斷加快，采用單一的建設地鐵的方式無異于揚湯止沸，同時，越來越多的城市面臨著環境、資源、交通等多重壓力，對軌道交通的需求日益增強，交通擁堵問題已成為我國亟需解決的重大難題。因此，建設互為補充、多元化協調發展的軌道交通系統是未來城市軌道交通系統發展的必然趨勢。

針對以上問題，跨坐式單軌交通系統作為中小運能軌道交通，以其性能好、投資低、工期短等優點，可以作為緩解甚至解決交通擁堵問題的重要手段。因此，開展跨坐式單軌交通系統方面的研究是十分必要的。

1 跨坐式單軌交通系統研究

1.1 跨坐式軌道交通系統發展

單軌交通發展歷史悠久，單軌設計于1821年獲得英國專利。1824年在倫敦船塢為運送貨物建設了世界上第一條單軌交通。1961年日本引進了單軌交通技術，并利用1964年東京奧運會的契機，建設了羽田機場到浜松町間的單軌線路。從此，單軌交通由觀光旅游交通工具，第一次成為城市公共客運交通的一種新的交通方式，單軌交通也作為城市公共交通系統得以不斷完善。表1 為部分國家城市軌道交通系統占比。

表1 部分國家城市軌道交通系統占比

2004年6月，我國重慶成功開通了中國第一條跨座式單軌交通線-重慶軌道交通2 號線。隨著社會經濟進一步發展，城市化速度將越來越快，越來越多的城市已進行跨坐式單軌交通系統的規劃。跨座式單軌交通系統也將迎來發展的黃金時代。

1.2 跨坐式單軌交通系統研究

目前，國內運營的跨坐式單軌線路有重慶2 號線和重慶3 號線，多個城市啟動跨坐式單軌交通系統的規劃工作，如：廣州、西安等。針對跨坐式單軌交通系統，學者們開展了大量的研究工作。

金晨等[1]闡述了我國城市軌道交通需求現狀和輕型跨坐式軌道交通系統的技術特點、適用范圍，對輕型單軌的市場前景進行分析并提出有關建議。

尤佳杰[2]參見跨坐式單軌交通pc 軌道梁的靜載試驗，計算分析軌道梁在車輛荷載下的力學行為。

韓軍等[3]對韓國大邱跨坐式單軌交通預應力混凝土軌道梁設計進行了介紹，通過與重慶預應力混凝土軌道梁的各項設計進行詳細對比后，對韓國大邱預應力混凝土軌道梁的設計進行了評價，并給出了改進建議。

林濤等[4]采用閃電定位（ADTD）系統監測資料，對重慶輕軌采取防雷保護措施前后人員生命損失風險和經濟價值損失風險進行了評估計算。結果表明，跨坐式單軌采取雷電防護措施后，有效的降低了人員生命損失風險和經濟損失風險。

王菲菲[5]采用模糊層次分析法對跨坐式單軌交通系統的安全性進行評估研究，結果顯示，跨坐式單軌交通系統綜合安全狀況登記為“良好”。

為了能夠盡量減少施工對交通的影響并保證支架體系的安全穩定，田秀海[6]等通過研究發現采用柱梁式支架支撐體系代替傳統的滿堂式支架支撐體系，能夠較好的解決這個問題。

蒲建錦[7]論證了融合城市設計理念的跨坐式單軌選線的必要性和可行性，將傳統線路設計中的線、站位設計轉變為與城市空間結構協調、提升市民幸福感和增加企業受益的綜合設計。

劉俊[8]基于跨坐式單軌特性，結合某城市跨坐式單軌車輛基地掉頭線設計，總結歸納掉頭線設計為三角形、燈泡性和八字形接軌的3 種形式、16 種方案。綜合城市規劃、正線線位、車站設置、出入線設置、地形地質等約束條件，分析研究得出車輛基地掉頭線的設計，同時對優化地鐵、輕軌等車輛基地掉頭線設計也具有現實指導意義。

沈曉陽[9]論述了重慶市采用跨坐式單軌交通系統的優點并提出了未來發展的建議。彭湃[10]針對輕型跨坐式單軌信號系統設計時應考慮的設計要點，給出合理建議以供相應建設項目作參考。

孫東[11]基于跨坐式單軌的系統構成、主要技術指標以及運營特征等方面的研究，提出了其在軌道交通領域的定位，并功能定位、建設條件、敷設方式和建設環境等方面，研究了跨坐式單軌在城市軌道交通中的適應性。研究表明：跨坐式單軌交通具有投資少、體量輕、爬坡能力強、建設周期短等特點，可以承擔綜合體系中的中運量層次，是構建完善的城市綜合交通體系不可或缺的部分。

宮文平[12]通過跨坐式單軌與倉柜城軌進行對比分析，主要從路線和車輛系統兩個方面，闡述了跨坐式單軌的技術特點，分析了其優缺點，并介紹了其在國內外的應用情況，為后續研究起到了一定的鋪墊作用。

由于跨坐式單軌車輛通常運行在高架橋上或隧道內，其安全性，特別是緊急情況下乘客的疏散和救援問題，一直是制約其大范圍推廣的主要因素之一，同時也是運營商及乘客質疑的焦點，基于上述問題，沙奪林[13]對跨坐式單軌交通系統的安全性進行全面分析，梳理和識別了系統運營過程中的危險因素。針對故障模式、乘客救援、疏散與車輛救援等工況進行了仿真計算及系統性論證分析。

田方友等[14]結合國內工程實際應用，通過對國內不同制式及線路敷設方式的城市軌 道交通工程造價分析，對地鐵、輕軌及跨坐式單軌的工程造價進行剖析，對比其投資構成，總結出工程造價的主要影響因素。研究結果可為決策者選取合理方案、造價人員控制工程造價提供參考。

賀觀[15]結合重慶跨坐式獨軌交通2 號線運營經驗, 論述了跨坐式獨軌交通系統的特點。從運能、道岔技術及成本、車輛國產化、運營成本及耗電量等方面對跨坐式獨軌交通系統在我國的發展和局限進行了分析。

針對不少筆者認為跨座式單軌存在運營成本高、高架線路影響景觀等缺點的問題，郭鍇[16]對跨座式單軌的缺點及認識誤區進行分析，并進一步說明未獲廣泛推廣的原因，并針對我國城市軌道交通存在問題、發展階段的轉變及國家政策導向，提出了消除對跨座式單軌的認識誤區，在其適應范圍內大力發展的建議。

以上研究從跨坐式單軌交通系統的選線、適用性、經濟性、安全性及單軌特性等方面對其進行了研究，通過分析研究發現，目前針對跨坐式單軌交通的理論研究成果較少，試驗研究成果嚴重不足，這也是未來跨坐式單軌交通研究發展的方向。

2 跨坐式軌道交通系統技術創新

針對跨坐式軌道交通系統，眾多學者不僅采用各種計算方法、分析方法及計算軟件對其安全性、經濟效益、穩定性進行了模擬分析，同時，提出了一系列的技術措施，從而提高其安全性、適應性等。

跨坐式單軌交通軌道道岔[17]，包括與軌道的直分股活動連接的直梁和與軌道的側分股活動連接的曲梁，直梁和曲梁均為整段式梁體結構且可以被同時驅動分別轉動的方式與軌道的主股交替對位實現轉轍；道岔梁采用一根曲梁和一根直梁配合，直梁和曲梁均為整體式梁體，直梁和曲梁可交替與軌道的單一主股對位接合從而實現轉轍，相比現有的關節型道岔，在滿足爬坡能力強的基礎上，不僅結構簡單、噪音小，降低了道岔的復雜性，而且曲梁和直梁被同時驅動進行與主股的交替接合，保證車輛換向轉轍的快速進行，同時，采用整體式梁體結構，提高了列車轉彎的平暢性。

跨坐式單軌交通系統雙層疏散平臺裝置[18]，以有效縮短疏散時間，大幅提高疏散效率，并避免發生乘客疏散過程中出現跌落、摔倒等安全事故。該雙層疏散平臺裝置設置于軌道梁一側或區間軌道梁之間，包括構成框架式結構的一層疏散平臺、二層疏散平臺，以及縱向間隔設置于一層疏散平臺、二層疏散平臺之間的過渡樓梯，所述一層疏散平臺設置在蓋梁上且與之固定連接。

本實用新型公開了一種跨坐式軌道交通系統的道岔和跨坐式軌道交通系統[19]，所述跨坐式軌道交通系統的道岔包括：基座；多個前固定梁和多個后固定梁，所述多個前固定梁與所述多個后固定梁沿所述跨坐式軌道交通系統的延伸方向間隔設置；道岔梁，所述道岔梁的兩端分別一端可選擇地連接多個所述前固定梁中的一個。根據本實用新型實施例的跨坐式軌道交通系統的道岔，通過將一個道岔梁可活動地設在基座上，使道岔梁的兩端可以連接多組固定梁，簡化了道岔結構，降低了成本，縮短了生產周期。

在云軌修建過程中，經常存在云軌修建位置距離居民樓較近的情況，本發明提供一種云軌的噪音處理方法、裝置、設備及存儲介質[20]，該噪音處理方法包括：獲取云軌的噪音信號和云軌運行的地點，并對噪音信號進行分析以獲取噪音信號的頻率；當檢測到云軌處于站間運行過程時并且噪音信號包括頻率大于第一預設頻率的高頻噪音信號時，根據高頻噪音信號的頻率生成并輸出分諧波聲音信號；當檢測到云軌處于進站過程或者離站過程時輸出相應的掩蔽聲音信號，根據云軌處于不同的地點采用不同的消除噪音的方式，營造了良好的聲音環境，進而提高乘客乘車的舒適度。

本發明公開了一種跨坐式軌道交通系統的轉向系統和具有其的跨坐式軌道交通系統[21]，所述跨坐式軌道交通系統的轉向系統包括：軌道梁，轉向架，走向輪，導向輪，安全輪。根據本發明實例的跨坐式軌道交通系統的轉向系統具有結構穩定、安全性高等優點。

胡義鋒[22]對跨坐式單軌線路不同區段的超高值的確定進行初步的探討，推導出超高率的計算公式，并對線路一般區段、道岔區、曲線車站及出入線等各種地段的超高率進行了分析，給出了取值的建議，為跨坐式單軌的超高設計提供了較好的借鑒意義。

以上研究對跨坐式單軌交通系統的道岔等進行了優化，提高了列車運行的平暢性，同時，提出了一種降低甚至消除云軌運行噪音的裝置，提高了列車的舒適度。目前針對跨坐式單軌交通系統，學者們發明創造了一系列的實用新型、專利，但是目前仍存在研究不足、推廣力度過小的情況。據新聞報道，有的城市出現了由于跨坐式單軌交通穿越小區或距居民小區較近，居民以噪音污染、電磁污染等原因抵制臨近小區修建跨坐式單軌交通系統的事件。這說明我國跨坐式單軌交通系統的研究力度及推廣力度較小，大眾對跨坐式單軌交通系統的了解較為淺顯。因此，不斷深化跨坐式單軌交通系統研究、技術創新和推廣是目前城市軌道交通發展亟需解決的問題。

3 結論

跨坐式單軌交通系統作為中小運能軌道交通，以其性能好、投資低、工期短等優點，可以作為緩解甚至解決交通擁堵問題的重要手段。但目前仍存在理論研究不夠深入、科技創新需深化、跨坐式單軌交通系統推廣力度較小的問題。從建立城市互為補充、多元化協調發展綜合交通體系建立方面來看，開展跨坐式單軌交通系統方面的研究十分必要且亟需開展。