中小城市发展中低运量城市轨道交通系统制式选择研究

2016-02-13闵国水曾琼

铁路技术创新 2016年6期

■ 闵国水曾琼

■ 闵国水曾琼

中低运量轨道交通具有运量适中、布设灵活、经济合理、建设周期短等优势，符合中小城市发展实际。从丰富公交线网层次、促进城镇化发展、提升城市发展形象3方面，分析中小城市发展中低运量轨道交通系统的必要性；介绍跨座式单轨、现代有轨电车、中低速磁浮3种中低运量轨道交通制式，并对其技术特点进行对比分析；以丽水市为例，从技术应用状况、城市总体规划和综合交通规划、客流水平、功能定位、建设条件、城市经济状况、车辆基地大架修资源共享等方面，分析中低运量轨道交通系统制式的适应性，提出推荐丽水市轨道交通线网采用现代有轨电车的结论。

中小城市；轨道交通；中低运量；制式选择

0 引言

中小城市的发展是我国城镇化的重要组成部分，是推动工业化、城镇化和农业现代化的重要载体，可以说，中小城市的发展事关我国现代化建设全局。改革开放以来，我国中小城市发展取得了巨大成就，中小城市数量快速增加，城市规模不断扩大。截至2009年底，我国地级城市287个，其中162个属于中小城市，占比超过56%[1]。随着中小城市经济水平和居民收入水平的提高，中小城市已进入小汽车快速家庭化时期，小汽车出行比例较高，城市交通供需矛盾日益加大。城区高峰期道路交通拥堵现象开始出现，停车矛盾不断加剧，城市道路设施的建设始终无法满足私人机动化的发展需求。因此，必须从交通发展模式上转换思路，大力提倡公交优先发展，提升公交服务水平，引导和控制私人小汽车的无限制使用，保证城市交通系统的健康可持续发展。然而，中小城市公交体系模式单一，服务水平相对较低，公交出行分担率也较低，亟待加快发展多层次的公共交通体系。

地铁、轻轨在解决城市交通拥堵中的作用越来越受到重视，但由于其造价高、建设周期长、后期运营成本高，中小城市的经济实力及客流水平还不适应大规模修建。近期兴起的跨座式单轨、现代有轨电车及中低速磁浮等新型轨道交通具有中低运量、布设灵活、经济合理、建设周期短等优势，且在国外已发展应用多年，可为我国中小城市轨道交通的发展及大城市轨道交通多元化、层次化发展提供支撑和选择[2]。

1 发展中低运量轨道交通系统的必要性

1.1 丰富公交线网层次

目前，我国城市轨道交通采用大运量、低线网密度的发展模式，覆盖范围有限，在大运量轨道交通和低运量常规公交之间缺乏中低运量轨道交通系统的层级。我国大多数大城市普遍意识到公共交通系统结构性缺失的问题，正在积极发展中低运量等级的轨道交通系统，如广州、上海等均规划了里程约1 000 km的现代有轨电车系统，在中心城市作为轨道交通的加密线和接驳线，加快形成覆盖全面、层次分明、功能互补的一体化公共交通网络体系。

在中小城市，中低运量轨道交通系统相对低运量常规公交具有运量大、速度快的优势，因此，可作为中小城市公共交通骨干，承担主要的公共交通客流运输任务。

1.2 促进城镇化发展

随着我国城市的不断发展，城市郊区化现象日趋显著，卫星城及组团不断发展，中低运量轨道交通系统可作为中心城市的加密线和接驳线、可作为外围组团的骨干公共交通，也可作为中心城市与外围组团的快速联系通道，有利于加强城市郊区与中心城区的联系。

在中小城市发展中低运量轨道交通系统，能够有效提升城市内部交通基础设施水平，带动沿线土地开发，改善投资环境，从而引导城市发展，支撑城市空间布局的拓展及外围组团的联动发展，促进中小城市的城镇化发展。

1.3 提升城市发展形象

从城市景观角度，独具匠心的线路设计可以给城市增添一道亮丽的风景线，成为城市的形象代表。目前，全世界范围的城市轨道交通线路中，高架线路约占一半以上。采用高架方式敷设的中低运量城市轨道交通，可成为立体、动态的城市景观，与整个地面交通网络及其他城市景观有机结合在一起，可增加城市的动感和美感。对于乘客而言，可以以全新的高度、速度及角度观察城市，欣赏沿线独特视角下的城市景观序列。因此发展中低运量城市轨道交通，既能提升城市形象，也能给出行者提供独特的欣赏视角。

2 中低运量轨道交通系统制式特征分析

根据《城市公共交通分类标准》，城市轨道交通系统选型大致分为6类，包括地铁、轻轨、单轨、磁浮、自动导向轨道和有轨电车。此外，目前还有市域铁路系统。城市轨道交通系统制式主要分类和适用情况对比见表1。

其中有轨电车、单轨、中低速磁浮车辆等属于中低运量系统，在国内外应用较多。

表1 城市轨道交通系统制式主要分类和适用情况对比

2.1 中低运量轨道交通系统制式

（1）现代有轨电车。有轨电车是一种低运量的城市轨道交通系统，采用钢轮钢轨，轨道主要铺设在城市道路路面上，车辆与其他地面交通混合运行，根据街道条件，又可区分为混合车道、半封闭专用车道、全封闭专用车道3种。苏州高新区现代有轨电车见图1。

（2）跨座式单轨。单轨系统是一种车辆与特制轨道梁组合成一体运行的中运量轨道运输系统，轨道梁不仅是车辆的承重结构，同时也是车辆运行的导向轨道。单轨系统的车站布置与周围地形和环境密切配合，形式灵活多样。重庆单轨系统见图2。

（3）中低速磁浮。磁浮系统是一种非轮轨黏着传动、车辆悬浮于线路上的交通运输系统，利用常导磁铁产生的吸力使车辆浮起，用直线电机产生牵引动力，因此车辆不需要车轮、车轴、齿轮传动机构和架空输电线网。现行标准轨距为2 800 mm，主要在高架桥上运行，特殊地段也可在地面或地下隧道中运行。长沙机场磁浮系统见图3。

2.2 3种制式的特点及对比分析

图1 苏州高新区现代有轨电车

图2 重庆单轨系统

从车辆特性、车辆国产化、主要技术标准、平纵线位指标、供电方式、接触网设置、信号系统、通信系统、建设周期、建设投资等方面对中低运量轨道交通系统3种制式进行综合比较（见表2）。

图3 长沙机场磁浮系统

综上分析，在舒适性、美观性、节能环保等方面，3种制式的优势相当，另外，有轨电车主要在综合造价、供电制式方面具有优势，中低速磁浮主要在安全性、运行速度、空间节省方面更具优势，而跨座式单轨在运能、空间节省方面具有优势。

3 中低运量轨道交通系统制式的适应性分析

中低运量轨道交通系统制式选择的主要影响因素有技术应用状况、城市总体规划和综合交通规划、客流水平、功能定位、建设条件、城市经济状况、车辆基地大架修资源共享等。结合丽水市城市现状，对不同制式中低运量轨道交通系统的适应性进行分析。

3.1 技术应用方面

中低运量轨道交通系统的3种制式在国内外城市均有应用，其中跨座式单轨和现代有轨电车应用较为广泛。跨座式单轨系统在美国、日本、澳大利亚、新加坡等均有成熟运营线路，沙特、巴西等国家也在新建线路；目前，国内重庆开通数条运营线路。现代有轨电车在西欧国家30多座城市及北美10多座城市均已开通运营；国内近百座城市提出了建设规划，超过40座城市已经开始实施。中低速磁浮的应用实例相对较少，主要有日本名古屋、韩国仁川市已开通运营，国内长沙市中低速磁浮线路于2016年5月开通试运营，该线路车辆平均国产化率可达95%，技术相对成熟。

表2 中低运量轨道交通系统3种制式综合比较

3.2 城市总体规划和综合交通规划方面

3.2.1 与城市总体规划的适应性

丽水市是浙西南中心城市、生态制造业基地、浙江省历史文化名城、国际生态休闲养生旅游名城。城市总体规划提出，2020年人口总量达60万人，2030年人口总量70万人。市区总体规划提出“打造中轴、强化中闲、一江双城、一体发展”的总体发展框架，形成“一江双城、三大功能片区”的总体结构。丽水市规划城市空间结构见图4。市域规划提出，打造“一心、二轴、四区、四级”的城镇体系空间结构，丽水市域规划结构见图5。

现代有轨电车、中低速磁浮、跨座式单轨等中低运量轨道交通对于城市总体规划的支持主要表现在优化城市空间布局，促进土地开发利用，引导城市发展等方面。针对丽水市，第一，中低运量轨道交通的建设对丽水市土地利用形态具有导向作用，可充分发挥轨道交通TOD+SOD开发建设模式，促进轨道交通沿线及周边区域的开发建设，进一步增强丽水市综合实力，提升丽水在长三角与海西两大经济区的综合竞争力，将丽水极力打造成浙西南中心城市。第二，丽水城市规划2030年人口约为目前的1．5倍，中低运量轨道交通的建设能够为产业和城市生活功能进驻做好环境铺垫。第三，中低运量轨道交通一方面可增强丽水中心城区的集聚和辐射能力，另一方面可增强丽水中心城区与缙云、松阳-遂昌、青田、龙泉-庆元等组团的联系，引导城市有序外延拓展，实现“一心、二轴、四区、四级”的市域城镇体系布局结构。第四，中低运量轨道交通一般采用高架方式敷设（现代有轨电车一般采用地面敷设），可与地面交通网络及其他城市景观有机结合，增添城市的动感和美感，进而提升城市形象，且结合其节能环保的特性，共同助力将丽水打造为浙西南的旅游集散中心。

图4 丽水市规划城市空间结构

图5 丽水市域规划结构

从支撑城市总体规划中城市功能定位与职能、人口发展目标、空间布局结构等方面，3种中低运量轨道交通制式均能适应。

3.2.2 与城市综合交通规划的适应性

《丽水市综合交通运输发展研究》提出要打造集海陆空与信息化一体的现代综合交通运输体系，提供安全、便捷、经济、舒适的交通运输服务，实现出行无忧、运输无阻、人便于行、货畅其流。《丽水市公共交通发展规划》提出将丽水打造成为一个“集约型”公交都市，即构建层次清晰、用地集约、功能明确、服务到位的公交客运体系，保障“公交都市”创建，引导丽水“一江双城”城市空间拓展，支撑“丽水秀山”建设。

发展中低运量轨道交通对丽水交通发展具有促进作用。第一，可以与丽水较为发达的对外交通体系相连，促进轨道交通与综合交通枢纽的无缝衔接，构建安全高效、互联互通的一体化综合交通枢纽，打造丽水一体化综合交通体系。第二，可作为丽水公共交通体系的骨干，迅速提升丽水公共交通的出行比例，有效缓解丽水交通供需矛盾，提升居民出行质量，支撑丽水“公交都市”的创建。第三，中低运量轨道交通属绿色环保交通体系，符合可持续发展原则，可支撑“丽水秀山”的建设。

此外，在《丽水城市轨道交通线网规划》中，丽水中心城区已规划了6条现代有轨电车线路。

3.3 客流水平方面

2003年，《国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知》（国务院81号文件）中，明确提出了申报城市轨道交通建设的城市应满足的基本条件（见表3）。

2014年，丽水市完成生产总值1 051亿元，人均生产总值为4．94万元，财政总收入135．02亿元，总人口265．65万人，其中市区人口45万人。预测2030年国内生产总值将达到2 000亿元，中心城区人口达到70万左右。从经济实力来讲，丽水市具有修建轻轨甚至地铁的能力，但从市区人口指标来看，相差较大，运能与需求不相适应。因此，根据未来城市人口、城市定位及客流预测情况，丽水市适合发展中低运量的城市轨道交通模式。

据客流预测，丽水市客流远景单向高峰小时断面运量均在0．6万人次以下，客流量级较小。从满足客流需求来看，现代有轨电车可以满足客流需求，而中低速磁浮、跨座式单轨运能偏大。

3.4 线路功能定位方面

目前丽水市轨道交通远景推荐线网方案示意见图6，规划的6条轨道交通线路功能定位见表4。

1、2、3号线均为中心城区骨干线，中低速磁浮、跨座式单轨均可适应线路功能，但由于丽水中心城区范围小，规划线路均较短，现代有轨电车也能满足线路功能。4、5、6号线作为远景预留线，主要为加密中心城区轨道交通覆盖范围，适宜采用现代有轨电车。

表3 申报建设轨道交通城市主要指标

图6 丽水市轨道交通远景推荐线网方案示意图

表4 线路功能定位适应性

3.5 建设条件适应性方面

跨座式单轨和中低速磁浮交通制式，主要以高架形式敷设，结合城市道路，设置高架桥梁，轨道交通线路架空走行。

丽水城区以瓯江为界，分为南北两城，南北走向的主要道路为绿谷大道，是联系南北城的主要道路枢纽，现状路宽为45～50 m，道路条件良好。东西走向道路有凤岭街、惠民街，惠民街现状均为双向4车道，道路宽度约35 m，道路条件良好。北城区是丽水市城市居民主要居住区，城区内主干道有括苍路、大洋路、紫金北路、开发路、环城北路、城北街、人民街、丽阳街、卢镗街，道路宽为40～45 m。次干道有中山街、宇雷路、和平路，道路宽度为30～35 m，道路现状良好。综合考虑丽水市发展现状和道路限界条件，丽水市道路满足跨座式单轨及中低速磁浮系统敷设要求。

现代有轨电车主要结合城市道路沿地面敷设线路，所需限界宽度一般为8．1 m，若条件所限，有轨电车也可高架或地下敷设线路，敷设方式灵活。当前丽水市道路条件良好，道路限界宽裕，丽水市城区道路满足有轨电车敷设要求。

因此，丽水市道路条件满足跨坐式单轨、中低速磁浮、现代有轨电车3种制式敷设要求。

3.6 经济适应性方面

有轨电车由于以地面线路为主，而且车站建筑、系统设备等比较简单，在既有道路上建设也不会引起大规模的城市房屋拆迁，因此造价较低。

中低速磁浮、单轨以高架线路为主，经过城市中心区的地段由于景观需要甚至会采用地下线敷设方式，车站建筑结构也相对复杂，而且线路标准较有轨电车高，个别地段还会引起房屋拆迁，因此造价较地面线高，投资规模较大。从丽水经济实力来看，有轨电车比较适合（见表5）。

表5 建设成本分析对比

另外，从后期运营补贴情况来看，中低速磁浮、单轨系统大致在0．7～0．9元/（人·km），有轨电车基本在0．2～0．4元/（人·km）。相比中低速磁浮、单轨系统而言，有轨电车后期运营成本更低，对城市所造成的补贴压力也相对较小。

3.7 车辆基地大架修资源共享方面

从车辆基地大架修资源共享方面考虑，同一城市的轨道交通系统应尽可能统一车辆制式。丽水市规划线网中的1、2、3号线客流均低于1万人次/h，为最大限度实现车辆基地大架修资源共享，建议1、2、3号线统一采用现代有轨电车。可根据线网建设时序及用地条件，在首条建设线路设1个大架修基地，并适时落实联络线设置条件，实现同一车辆制式检修资源的共享。