现代有轨电车系统规划设计的技术要点

苟 波

(中铁二院工程集团有限责任公司,610031,成都∥高级工程师)

现代有轨电车系统规划设计的技术要点

苟 波

(中铁二院工程集团有限责任公司,610031,成都∥高级工程师)

根据现代有轨电车系统半封闭、地面敷设为主的特点,提出应处理好现代有轨电车与道路交通及市政设施的关系,认为合理分配道路资源和重视沿线的景观设计是该系统研究中的两大技术要点。以佛山市高明区现代有轨电车示范线项目为例,对上述关键技术问题及其解决方案进行阐述,供后续相关项目参考借鉴。

现代有轨电车; 佛山市; 选线设计; 景观设计

Author′s address China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,610031,Chengdu,China

现代有轨电车系统在传统有轨电车的基础上,进行了车辆技术和路权形式的改进,但仍存在一定的局限性。本文根据现代有轨电车系统半封闭、地面敷设为主的特点，以佛山市高明区现代有轨电车示范线项目为例，阐述现代有轨电车规划设计中的技术要点：处理好与道路交通及市政设施的关系、合理分配道路资源，以及沿线的景观设计。

1 现代有轨电车的改进

1.1 车辆方面的改进

现代有轨电车车辆在保留了传统有轨电车车辆基本特征(如适应地面行驶要求、轴重轻、通过曲线半径小、爬坡大等)的基础上,对车辆的其它特征进行了较大改进。

(1) 舒适新颖:改进了车辆外观形象和内部装饰，多数车辆采用流线型车身、大窗、对开门、低地板(约350 mm)等新颖设计,旅客上下车方便,乘坐舒适，且更加人性化和符合现代化都市的气质。

(2) 性能提升:最高运行速度一般能达到70～80 km/h,车辆的各项性能得到提升,车辆模块化更便于维修保养。

(3) 更加环保:采用小轮径、弹性车轮和盘形制动,以及金属-橡胶复合减震器等措施,降低噪声和振动,运行更加平稳环保。

(4) 运能提升:车辆铰接化、模块化,多模块组合,车辆长度调节灵活,也可连挂运行,运能可达到0.8万～1.2万人次/h。

(5) 受流方式:多样化,主要有接触网、接触轨、感应式、车载储能(蓄电池/超级电容)等方式,对城市环境景观的适应性更强。

1.2 路权形式方面的改进

相比传统的有轨电车,现代有轨电车争取了更多的专用路权和享有公交优先的发展战略优势,运行效率得到了较大提高。

(1) 专用路权:争取了道路区段的专用路权,对既有道路按照“占一还一”的原则进行拓宽恢复,可采用建立物理隔离或划分专用车道的方式。在初期行车密度较小时,也可采取共用路权的形式,合理高效地利用道路资源。

(2) 路口优先[5]:提高平交路口的通过能力,对有条件的路口设置优先通过信号。

(3) 局部立交:在交通量大、难以实现有轨电车信号优先并制约系统能力的重要路口,设置局部地下或高架线路通过路口,以确保路口的通行能力,但车站应设在地面。

2 技术要点

现代有轨电车虽然比传统的有轨电车有明显突破,但其采用半封闭、地面敷设为主的特点,使其仍有别于大运量的轨道交通系统。对于现代有轨电车而言,处理好与道路交通和市政设施的关系、合理分配道路资源和沿线的景观设计,是其系统研究中的两大技术要点。

2.1 道路交通和市政设施的关系

处理好现代有轨电车与道路交通和市政设施的关系,与以下几方面的问题密切相关。

2.1.1 线路经由路径的选择

现代有轨电车作为中运量的轨道交通系统,一方面应充分发挥其公共交通的功能,重视对城市客流的覆盖和吸引,为沿线客流提供准点、舒适、快速、便捷的出行服务;另一方面由于其需占用沿线道路资源,对地面交通存在干扰,不适合敷设于交通量较大、道路资源已经饱和的城市通道上。

以佛山市高明区现代有轨电车示范线为例,项目研究过程中,对高明老城区内的线路提出了三个通道方案(见图1)进行比较。

图1 通道方案示意图

方案一：线路沿高明大道—中山路走行,长3.6 km。沿线道路红线宽度达80 m,条件良好,道路改造工程少。但高明大道为城市快速路走廊,周边多为厂房,人流量小,同时南侧毗邻沧江,存在单边客流情况。

方案二:线路沿明理路—荷香路—沧江路走行,长4.0 km。沿线大部分地段的地面建筑对道路红线都有10 m的退让,具备拓宽恢复改造的条件。但在荷香路上,有约400 m的现状道路相当狭窄,有轨电车线路介入后,如恢复原道路路幅,将引起大量房屋拆迁；若改成单行道,则对片区的交通影响极大。

方案三：线路沿明理路-泰和路-沧江路敷设,长3.6 km。沿线道路两侧建筑均退让红线10 m,条件较好。同时,泰和路沿线是该片主要的生活走廊,客流成熟。

经综合分析比较,方案三虽然因道路改造工程量的增加比方案一多了约4 700万元的投资,但沿线道路满足有轨电车的敷设要求,且客流成熟,故最终推荐采用方案三。

2.1.2 线路在道路上的敷设位置选择

有轨电车线路在道路断面上的敷设位置选择与区段、路口的地面交通组织、区段市政公用设施的现状和规划分布情况密切相关。

线路敷设形式主要有集中路中、分开两侧和单侧布置三种[6]，如图2～4所示。应对沿线道路的路幅、路口的交通、周边物业的人车进出、地下管线分布等情况进行梳理,研究确定线路在区段道路上的敷设位置。

图2 线路集中路中布置

图3 线路分开两侧布置

图4 线路单侧布置

以佛山市高明区现代有轨电车示范线为例,项目研究过程中,对高明老城区段的线路在道路上的敷设位置进行了比较。老城区内沿线道路均为城市次干道,双向4车道,建筑红线宽为56～70 m,道路两侧建筑物密集,线路采用单侧敷设空间紧张,故重点对“路中”和“分开两侧”布置进行了比较。

(1) 对地下管线的影响。沿线道路地下管线(雨水管、给水管、电力管、污水管、通信管道等)主要分布于道路两侧,路中布置可减少对地下管线的改迁并降低杂散电流对地下管线的影响。

(2) 对沿线交通的影响。沿线周边地块进出道路和通道道路联系紧密,出入口众多,路中布置对沿线交通影响小:区段不影响两侧车辆右进右出功能,左转功能可在邻近交叉口掉头实现;路口段仅与左转交通冲突,可增设左转专用相位解决。

(3) 对沿线环境景观影响。线路敷设于路中,距离道路两侧的建筑物较远,对沿线周边城市景观环境影响小。同时,考虑到人群行为的随意性较大,线路位于车行道之间更有利于运营和周边人流的安全。

(4) 对道路改造工程的影响。采用两侧布置方式，道路改造不影响主车道,道路改造工程量相对较小,道路改造(含市政设置、管线改迁)可节省投资约3 070万元。

根据以上分析,虽然路中布设方案的道路改造投资会增加约3 070万元,但从后期运营阶段对道路交通、杂散电流腐蚀管线、城市景观、安全等长期的影响考虑,最终推荐采用路中敷设方案。

2.1.3 道路交通组织方案

有轨电车建成后,各类交通均能保证安全、有序、高效运行,是评判项目成功的重要因素之一。因此,开展沿线道路交通组织方案研究[6]是现代有轨电车项目重要的、必备的课题。其主要工作内容为:通过沿线交通现状的调查和交通量预测,对现状道路交通服务水平进行评价;在此基础上,结合有轨电车占用道路的情况和道路改造方案,进行沿线道路交通组织方案设计,提出路段交通管制建议措施、路口的信号优先方案[7]、渠化方案和信号控制方案[8](相位分配、信号配时)等;同时根据预测交通量,对有轨电车建成后的沿线各路段、各路口的服务水平进行评价,提出未来合理化的道路改造建议,确保沿线道路的服务水平。

佛山市高明区现代有轨电车示范线项目对沿线道路交通组织方案进行了专题研究,结果表明,未来沿线道路满足交通量需求,并保证了一定的服务水平。

2.2 景观设计

现代有轨电车穿梭于城市中,且以地面敷设方式为主,处理好与沿线景观的关系,打造一条亮丽的交通风景线,也是项目建设的关键问题之一[4]。

2.2.1 受流方式的选择

目前,有轨电车主要有接触网、接触轨(封闭系统)、感应式、车载储能(蓄电池/超级电容)[2]等受流方式(见图5)。其中,架空接触网受流方式具有技术成熟、安全可靠、运营维护经验丰富、使用寿命长等优点，运用最为广泛。

图5 有轨电车主要受流方式

对于以地面敷设的有轨电车系统来说,接触网对沿线的城市景观存在一定的影响。特别是在路口段，由于受小转弯半径和道路条件控制,其对景观的影响更甚(见图6)。

图6 架空接触网路口段布网

其它的受流方式目前也逐步得到运用，如广州海珠区环岛新型有轨电车试验段线路,采用储能式车辆,区间无接触网,车站设有充电受流系统;珠海有轨电车1号线,采用地面供电系统,全线无接触网。

因此,随着车辆技术和新型能源的不断发展,未来有轨电车系统必将迎来“无辫子”的时代。(目前佛山市有意向通过南车四方引入加拿大巴拉德公司的氢能源技术,打算将氢能源车辆运用于高明区示范线项目上,实现全线无接触网。)

2.2.2 雨棚造型和轨道绿化

现代有轨电车系统的景观设计具体体现在车站雨棚造型设计和独立路权段的轨道绿化上。 以佛山市高明区现代有轨电车示范线为例,车站的顶棚采用流线型的设计,结构支撑骨架采用大弧线构造(见图7);共路权地段道床表面采用与原路面一致的铺装，独立路权段道床表面进行全绿化铺装。

图7 车站雨棚效果图

3 结语

现代有轨电车系统具有投资少、建设周期短、审批立项易等特点,将成为大城市区域和中小城市交通发展的极佳选择。在现代有轨电车建设中,应准确把握其特性,处理好与沿线道路交通和市政设施之间的关系,合理利用、分配道路资源;同时要重视自身的景观设计,使其与沿线城市环境相适宜,力求打造出亮丽的交通风景线。

[1] 秦国栋,苗彦英,张素燕.有轨电车的发展历程与思考[J].城市交通,2013,11(4):6.

[2] 杨锐,陈德胜,张剑涛.现代有轨电车储能式供电能耗与配套供电[J].都市快轨交通,2013,26(6):148.

[3] 曾超,刘唐志,陈振武.现代有轨电车在重庆两江新区的适用性分析[J].城市轨道交通研究,2013(3):12.

[4] 段俊萍,彭梅.现代有轨电车工程的景观要求[J].都市快轨交通,2013,26(6):180.

[5] 王舒祺.现代有轨电车交叉路口优先控制管理方法研究综述[J].城市轨道交通研究,2013(6):17.

[6] 李际胜,姜传治.有轨电车线站布置及交通组织设计[J].城市轨道交通研究,2007(5):38.

[7] 李盛,杨晓光.现代有轨电车与道路交通的协调控制方法[J].城市轨道交通研究,2005(4):57.

[8] 刘新平.新型有轨电车信号系统方案研究[J].城市轨道交通研究,2012(5):50

[9] 陈志雄.现代有轨电车无接触网技术应用分析[J].城市轨道交通研究,2014(4):117.

Key Technical Points in the Design of Modern Tramcar System

GOU Bo

Based on the features of modern tramcar system,such as the semi-closed type and ground laying priority,the dealing of the relationship between road transportation, municipal facilities and modern tramcar is firstly emphasized. The rational allocation of road resources and good landscape design along the road is considered as two key technical points.The modern tramcar demonstration line in Gaoming District of Foshan City is taken as the research target,and the above-mentioned key technical points and related solutions are described to provide a reference for the subsequent projects.

modern tramcar; Foshan city; location and design of tram line; landscape design

U 482.1

10.16037/j.1007-869x.2016.07.022

2014-10-28)