现代有轨电车系统特征及适用性分析

李志成，吴 芳，徐 琛

（1.安徽交通职业技术学院城市轨道交通与信息工程系，安徽合肥230001；2.兰州交通大学交通运输学院，甘肃兰州730070；3.同济大学建筑与城市规划学院,上海200092）

现代有轨电车系统特征及适用性分析

李志成1，吴 芳2，徐 琛3

（1.安徽交通职业技术学院城市轨道交通与信息工程系，安徽合肥230001；2.兰州交通大学交通运输学院，甘肃兰州730070；3.同济大学建筑与城市规划学院,上海200092）

针对当前我国城市大运量的城市轨道交通与小运量的公交系统之间运能不匹配问题，引入中运量的现代有轨电车系统，对其系统特征进行分析及与其他交通方式特性比较研究，并从城市的经济条件、空间格局、整体公共交通系统结构3个方面对现代有轨电车的适应性进行分析，给出了适宜发展现代有轨电车系统的地区。

现代有轨电车；中运量；系统特征；适应性分析

随着我国城市化进程的加快，国内各大、中城市纷纷盲目加快对大运量的轨道交通规划与建设，缺乏根据其自身具体情况选择适合的城市公共交通工具［1］，造成资源浪费及城市公共交通系统间发展不均衡。特别是大运量快速轨交通与低运量之间出现不匹配的情况，需要一种新的交通方式加以协调。

本文引入中运量现代有轨电车系统，对现代有轨电车系统特征进行剖析，并与其他公共交通系统特性进行比较，在此基础上对现代有轨电车在我国的适应性进行分析。

1 现代有轨电车系统特征

现代有轨电车是以城市道路为基础，主要在地面敷设轨道，采用电力牵引的低地板轮轨车辆，以部分独立或完全共享路权形式、人工驾驶、信号优先控制方式运行，运输能力介于传统公共汽车和轻轨之间的中等运量城市地面快速公交系统［2］，与传统有轨电车及其他轨道交通系统相比，其特征主要体现在以下几个方面。

1.1 线路与轨道技术特征

（1）线路。现代有轨电车线形与走向基本与常规公交一致，可分为双线单向和单线双向运行两种线路形式，为了降低轮轨间的冲击以及减少列车运行产生的振动和噪音，线路按无缝线路铺设，其平面曲线半径一般≥50m，困难地段可减至20～30m，竖曲线坡度一般≤60‰。

（2）轨道。轨道是列车行驶的基础，其轨距采用国家通用标准1 435 mm，考虑安全性、绿化效果和铺面面积以及与常规公交路面的衔接，正线一般采用槽型轨，板式或梯形整体道床，而停车场宜采用50 kg/m工字轨，碎石道床。道岔是车辆过轨与折返的重要设备，正线多数采用6#道岔，车场线常采用3号道岔。站台是列车停靠时供乘客上下作业的场所，侧式站台宽度一般≥2.5m，岛式站台宽度一般≥5m。

1.2 车辆技术特征

与传统有轨电车相比，现代有轨电车车辆采取低地板、轻量化与双模块化设计，不仅具备更高的安全性、舒适性，而且易维修保养、增加列车长度，外观更时尚。列车采用1～8节铰接模块车体组成，长约8～72m，如图1所示。图1中，M1、M2为带司机室的动车模块，TC1、TC2为悬浮模块，MP为带受电弓的动车模块。为适应不同的客流需求，车厢宽度主要有2.3、2.4及2.65m共3种尺寸。现代有轨电车具有较强的动力和可靠的制动系统，可以在60‰以上坡度上启动和制动，同时具有较高运行速度。

图1 车辆5模块化编组

1.3 牵引供电技术特征

现代有轨电车的供电制式分为接触网供电、接触轨供电、地面嵌入式供电及车载储能式供电4种。1）接触网与接触轨两种供电方式都是沿着地线路铺设供电设施，电压皆为DC 750 V，其中接触网架设在列车上部，列车通过升起车顶的受电弓与触网接触进行取电，而接触轨敷设在线路的一侧，车辆伸出一侧的集电靴与触轨接触进行取电。2）地面嵌入式供电是通过在地面两轨之间的地面上嵌入电源设备，列车运行经过该设备时为车辆供电以及给车载储能装置充电，其主要有电磁感应、APS和创威3种典型系统。3）车载储能式供电包括电池包供电及超级电容供电两种形式。两者原理相似，超级电容较电池包容量大，可维持供电时间长，且具有快充的优点，一次充电续航约2.5 km。

1.4 信号系统技术特征

现代有轨电车信号系统主要由路口信号优先控制子系统、正线岔区控制子系统、车辆段联锁系统及车载子系统组成［3］。1）路口信号优先控制子系统可有效地解决其他交通方式与有轨电车在路口争抢通行权问题，有绝对优先、相对优先和不优先3种控制方式。2）岔区控制子系统实现道岔位置控制、工作状态检测，为列车提供正确的运行进路，包括调度员中央级、司机车载级就地级3级控制方式。3）车辆段联锁系统为列车在车场内安全运行提供技术保障，如调车、列车出入场进路的办理等。4）车载子系统实现列车地面信号设备之间实时通信，调度员远程控制列车、司机通过车载信号控制道岔等。

1.5 运输能力

运输能力主要取决于车辆的定员数、列车的编组数及行车密度3个要素，运输能力=列车定员数×载客列车数。列车一般采用双铰接铰编组形式，发车间隔1.5～2min［4］，单向运能为0.6～1.44万人次/h，其运输能力是常规公交的3倍以上，如表1所示。

表1 高峰最大断面运输能力能力

2 与其他公交方式经济技术特性对比分析

从建设周期、建设综合造价、运营成本、车辆使用寿命、占用面积、沿线土地增值、低碳环保及带动相关行业等方面入手，与常规公交、BRT、单轨和轻轨等公共交通方式进行对比分析，结果如表2所示［5-6］。

由表2可知，现代有轨电车建设周期、综合造价及旅行速度等都介于BRT与单轨、轻轨和地铁之间，其车辆的使用寿命、占用面积及噪音等与单轨、轻轨及地铁处于同一水平上。

3 现代有轨电车适应性分析

借鉴国外的应用经验，从城市的经济条件、城市空间格局、城市整体公共交通系统结构3个方面出发，对现代有轨电车适应性分析，如表3所示。

表2 城市公共交通系统相关特性比较

结合表3及我国有轨电车应用现状，一般适合以下3种情形的地区发展有轨电车。

表3 现代有轨电车交通适应性分析

3.1 适合大、中城市建设

首先，大城市非农人口为50～100万人，其高峰小时单向客流量可达1～2.5万人次/h，中等城市非农人口为20～50万人，其高峰小时单向客流量为0.6～1.5万人次/h，20万以下为小城市，其高峰小时单向客流量小于0.6万人次/h。大、中城市客流量均能满足现代有轨电车客流量的需求，可考虑发展现代有轨电车，而小城市客流量相对较小，则不太适宜建设现代有轨电车。其次，现代有轨电车建设综合成本0.8-3.5亿元/km，运营成本为2.7美元/人，一般大、中城市的经济水平较高具备建设现代有轨电车的能力。

3.2 适合城市中废旧铁路线路改造

随着城市规模扩大，早期穿城的铁路专用线及线路调整后遗留的线路处于废弃状态，同时废弃铁路线路周围有大量居住用地，存在一定的客流量且原有的线路条件适合实施有轨电车改造条件。有轨电车投资少、建设快、节能、环保及美观，废弃铁路经造可有效提升城市形象，完善城市公共交通系统结构，如合肥市18 km的铁路专用线改造为有轨电车线S1，全长20 km，共设21个站点。

3.3 适合新城区规划建设

新城区建设可利用交通的先导作用，特别是公共交通系统的指向作用，拉伸城市架构［7］。对远期客流预测可达0.7～1.2万人次/h新城区，有轨电车可与新建道路同步规划建设，以免远期额外的工程拆迁和改造费用。对于初期客流较小情况列车可按3模块编组运行，后期可扩展至5或7模块，如果客流更大，可选择在高峰期铰接运行，如宁波杭州湾新区规划建设的现代有轨电车系统。

4 小结

现代有轨电车系统以审批简单、建设周期短、安全可靠、费用低、无污染、低噪声、快捷舒适及运营组织灵活等优点倍受大、中城市的青睐，一些经济实力强的小城市为了提高城市公共交通服务品质也着手建设现代有轨电车。本文从其系统特性入手进行深入分析，将其与其他公共交通方式相关特性经比较，并结合我国有轨电车应用现状分析，得出现代有轨电车的适应性条件。

［1］龙倩倩,任海滨,马喜成,等.现代有轨电车与快速公交BRT的比较分析［J］.电力机车与城轨车辆,2014（5）:74-77.

［2］郭涛.现代有轨电车车辆选型初步研究［J］.中国新技术新产品,2016（17）:94-95.

［3］马作泽.现代有轨电车信号系统研究［J］.铁道通信信号,2014,50（2）:15-17.

［4］沈景炎.我国现代有轨电车的发展、标准与规划探讨［J］.都市快轨交通,2015,28（6）:6-11.

［5］王晓佳,游婷,王薇.武汉市现代有轨电车发展适应性研究［J］.交通与运输（学术版）,2012（2）:111-114.

［6］王远回,宗传苓,刘永平.深圳市现代有轨电车发展策略［J］.城市轨道交通研究,2014,17（6）:11-16.

［7］贺方会,张杰.现代有轨电车新区发展适用性研究［J］.都市快轨交通,2016,29（1）:97-101.

【责任编辑：任小平 renxp90@163.com】

Analysison the characteristicsand applicability ofmodern tram system

LI Zhi-cheng1,WU Fang2,XU Chen3
（1.Department of Urban Rail Transitand Information Engineering,AnhuiCommunications Vocationaland Technical College,Hefei 230001,China;2.Schoolof Traffic and Transportation Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China; 3.College of Architecture&Urban Planning,TongjiUniversity,Shanghai 200092,China）

Aiming at the problem of capacitymismatch between urbanmass transit and small volume of public transport system in china,introducing modern tram system with medium capacity,the characteristics of the system are analyzed and compared with other traffic modes.And the adaptability ofmodern tram system is analyzed from three aspects,the city’s economic conditions,urban spatial pattern and the overall urban public transportsystem structure,which gives the area suitable for the developmentofmodern tram system.

modern tram;medium volume;system characteristics;adaptiveanalysis

U482.1

A

2017-02-03

安徽省高校自然科学研究重点资助项目（KJ2015A442）；安徽省质量工程资助项目（2015gkk030）

李志成(1982-)，男，安徽巢湖人，安微交通职业技术学院讲师。

1008-0171（2017）04-0071-04