现代有轨电车优缺点及适用性评价指标分析

段妍

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市 300381）

0 引言

近年来，国内城市规模不断扩大，城市空间结构也随之发生变化，市民对城市公共交通的服务水平的要求也越来越高。现代有轨电车在欧美的成功建设、运营迅速引起了国内很多城市的关注和研究，如上海、天津、北京、广州、武汉、苏州等，都在积极规划和建设现代有轨电车系统。掌握现代有轨电车相比其他公共交通方式的优势和不足，建立适用性评价指标，为评价现代有轨电车在一个城市是否适用提供依据。

1 与其他交通方式的比较

1.1 运能比较

运能体现了公交方式运输旅客的系统能力，它对应的是线路高峰小时断面的最大客流量，只有系统的运能大于客流量时，该系统才适用于这条线路。

运能计算公式为

式中：C为系统单方向最大运能，人/h；P为单列车载客量，人；L为线路的列车通过能力，对/h（或单方向列车通过能力，辆/h）。

单列列车的载客量取决于列车的编组数量和列车每平方米的载客人数；列车的通过能力通常以最小发车间隔来表示，显然列车的通过能力与最小发车间隔呈反比关系。

1.1.1 现代有轨电车

现代有轨电车的主流产品都采用了模块化设计，可以灵活编组（3～7个车厢模块）且高峰时刻可以采用两组列车联运，因此能够满足不同的需求。列车每平方米的载客人数：定员时一般为6人，超员时一般为8人，单列载客量在200～400人。对于现代有轨电车而言，影响其最小发车间隔的因素很多，包括车辆控制与信号方式、交叉口的信号处理方式、列车的加速制动性能、车站的停车时间等，实际中一般采用3～5min的最小发车间隔。因此现代有轨电车每小时的客运量在5000～15000人。

1.1.2 BRT

BRT是一种介于快速轨道交通和常规公交之间的新型公共交通系统。根据客流需求和道路通行条件的要求，BRT的车辆通常采用的标准车包括单节车（80～110人）、单铰接车（200人左右）和双铰接车（270人左右）三种类型。由于采用专用车道、专用车站和公交智能系统（ITS），其最小发车间隔可以达到1.5min。BRT系统的每小时单方向客运量在3000～10000人。

1.1.3 地铁与轻轨

我国的地铁和轻轨在轨道结构、运行车辆和运行管理系统方面基本相同，而且都有独立的路权。轻轨客运量较小于地铁，因而列车编组车辆少、运营线路短、发车间隔略长。在相关规范中规定，地铁的运能为3万～8万人/h，属大运量交通系统。轻轨的运能为1万～3万人/h，属中运量交通系统。

1.1.4 常规公交

常规公交没有专有路权，车辆也相对落后，运能较低，为 0.2万～0.5万人/h，属低运量交通系统。

通过以上的分析可以看出，现代有轨电车的运能介于地铁轻轨和常规公交之间，属于中低运量城市公交系统，适用于近期客流量大于常规公交客运量而远期又达不到地铁轻轨客运量的地区。

1.2 速度比较

1.2.1 现代有轨电车

由于采用新型的高科技车辆，现代有轨电车的最高速度可以达到70km/h。但在实际运营中远达不到这个速度，对于不同城市的现代有轨电车，由于线路站间距、客流量、车门数量、交叉口的优先方式不同，平均运行速度也不同。

1.2.2 BRT

BRT的运营速度取决于车道类型和服务模式。公共汽车在一站不停式或专用车道上行驶的话，每小时的速度能达到60～80km，如果服务模式中包括专用的停靠站点，每小时的速度为30～50km。平均运营速度亦取决于车站间隔和车辆停留的时间。

1.2.3 地铁与轻轨

地铁和轻轨都采用专用路权且站间距较大，平均运营速度较高。

1.2.4 常规公交

常规公交没有专用路权及交叉口优先措施且车站较为密集，其平均运行速度较低。

根据有关数据统计，从城市周边到市中心的出行时间一般控制在30～40min，各个公共交通方式的运行速度及服务范围见表1。

表1 不同交通方式的运行速度及服务范围

可以看出，对于城市半径2.5～25km的城市而言，采用现代有轨电车或BRT的服务性较好；对于城市半径在1～8km的城市而言，常规公交即可满足出行需求；对于城市半径在4～35km甚至更大的城市，就需要轻轨或者地铁来满足出行需求，此时现代有轨电车可以作为接驳线或外围加密线。

1.3 经济性比较

1.3.1 现代有轨电车

现代有轨电车作为城市轨道交通的一种，其成本不仅包括车辆、土建工程与机电设备等建设成本，还包括运营管理、养护维修等运营成本。由于线路铺设方式、车型、供电方式等的不同，造价有所不同，每正线千米的造价在0.8亿～1.8亿元，其中工程费用约占总投资的66%左右。运营成本包括设备材料、燃料的消耗，从事生产的人员工资、绩效、津贴，设备的养护维修等。现代有轨电车的运营费用一般比地铁运营费用要低。

1.3.2 BRT

根据快速公交系统配置（车道、车辆等）、线路位置、类型、结构等不同，其造价差异比较大。使用公交专用道的BRT系统，每千米造价3000万～1亿元。如果使用混合交通车道，造价会低一些。运营成本受工资基数、劳务法、油费和电费、运营速度、乘客的数量等因素的影响而变化，一般是低于地铁和轻轨交通的，但会略高于现代有轨电车。

1.3.3 地铁与轻轨

地铁和轻轨不仅建设周期长，而且投资昂贵。地铁的工程造价为5亿～8亿元/km。轻轨的造价相对低一点，为3亿～5亿元/km。

1.3.4 常规公交

常规公交基本不需要线路改造，只需要建设几个公交站，土建费用几乎没有。需要投入车辆购置费，运营费用不高。

综合比较，现代有轨电车的造价约为地铁的1/6，轻轨的1/3，既避免了地铁轻轨的高造价，又具有轨道交通的种种优点。与BRT系统相比，造价略高，但现代有轨电车的车辆使用年限是30年而BRT的车辆只有10年，因此运营成本比BRT略低。实际比较还要看具体线路的客运量情况。

1.4 其他方面比较

1.4.1 环保性

采用电力牵引的交通方式（有轨交通和无轨电车）在运营的过程中几乎没有气体排放，而BRT和常规公交等采用汽油做燃料的车辆，会释放大量温室气体和污染气体。现代有轨电车在驱动能源电力产生的过程中会有污染气体排放，但是国内外相关研究显示，其排放量明显低于BRT系统。现代有轨电车的牵引、电机、制动系统等皆采用世界先进技术，在运行过程中震动小且几乎无噪声。由此可见，现代有轨电车在环保性方面明显优于BRT系统。

1.4.2 舒适性

轨道交通在运行过程中的平稳性要优于无轨交通，加上现代有轨电车采用了最先进的轨道技术和车辆技术，在运行过程中旅客几乎感受不到颠簸，舒适性很好。现代有轨电车站台设置在地面上，方便乘客集散；与BRT系统相比，车门可以与站台较好地连接，方便乘客上下车。

1.4.3 美观性

轨道中间可以种植草坪，在两侧与其他交通方式的隔离带中种植树木，使其成为城市的一道绿色风景带。车辆还采用较大的玻璃车窗，采光性好，便于乘客欣赏两侧的城市风光，这是地铁线路所不具备的。

不同公共交通系统的比较见表2。

表2 不同公共交通系统的比较

2 现代有轨电车的优缺点

现代有轨电车这种由传统有轨电车发展而来的中低运量的新型轨道交通方式由于其线路主要在路面上，更像在轨道上行驶的公交车。采用了现代化的车辆技术、轨道技术、运营系统等，具有以下优缺点。

2.1 编组灵活，运能弹性范围大，具有较广的适用范围

新型的现代有轨电车由于采用模块化设计，可以定制不同编组的列车（3～7个车厢模块）且车辆维修养护容易，高峰时段还可以两辆列车联运，客运能力具有较大的弹性范围，可以满足单向5000～15000人/h的客流走廊。

2.2 运行速度高，舒适性好；占用道路资源

现代有轨电车采用先进的车辆和专有的路权，其运行速度高于常规公交，可节约出行时间。同时，列车在运行过程中更加平稳且噪声更低，提高了乘客的舒适性。与地铁、轻轨相比，现代有轨电车的车站设置在地面上，便于乘客的集散；低地板车辆的使用以及车辆与站台的无缝连接，方便乘客上下车。

但是因为现代有轨电车行驶在路面上，需要占用一定的道路资源，并且交叉口处的信号优先会造成其他车辆的延误。

2.3 运行安全，准点率高；灵活性较差

现代有轨电车由于沿轨道运营，比常规公交发生运营意外的概率低，即便发生意外，也比地铁和轻轨易于救援。大部分线路拥有专用路权，没有其他交通车辆的混行干扰，交叉口大多也有信号优先处理，所以准时性高。

运行在轨道上有众多优点，但相较于常规公交，其灵活性较差。

2.4 比地铁建设成本低，建设周期短；比常规公交建设略复杂

现代有轨电车的建设成本比较低，仅为地铁的1/6左右，建设周期也短，约为地铁的1/3。但与常规公交相比，现代有轨电车的建设工程略显复杂。常规公交只需要购买车辆，改造几个车站，对道路并不需要改造，而现代有轨电车系统则需要铺设轨道、架空电线，还需要建设车辆段、改造线路等。

2.5 节能环保并且美观；接触网供电需架空线路，可能对城市景观产生影响

现代有轨电车跟地铁、轻轨相比，由于运能小、设备简单，其主要的电能消耗为牵引负荷，占总用电量的60%以上，而轻轨地铁的主要能耗为运营设备的使用，牵引负荷在运营初期仅占总耗能的25%～30%，远期有所提高。常规公交使用汽油，会排放大量的污染气体，而现代有轨电车在电力生产时间接产生微量有害气体，远低于常规公交。同时有数据表明，轨道交通的噪声污染为地面交通的1/2，人均CO2的排放量是地面交通的1/5。现代有轨电车的流线型车体美观，轨道中间可以种植草皮，两侧可以种植树木，使轨道交通线路成为城市一道亮丽的风景。

然而采用接触网供电的现代有轨电车如果处理不当，架空线路有可能对城市美观产生一定的不利影响。

图1 评价指标体系

3 适用性评价指标的建立

要评价现代有轨电车在一个城市是否适用，适用于哪些区域，应分别从宏观、中观及微观三个层面进行评价。评价指标选取的基本原则既要使评价指标尽可能全面反映某地区采用现代有轨电车建设适用性的实际情况，又要考虑获取方便、计算简单。确定了4个准则20个指标的综合线网选择评价指标体系。

3.1 区域适用性评价

从宏观角度，通过对该城市人口规模、城市用地及经济水平进行分析，确定是否适用。在组团满足适用模式的情况下，应进一步分析该城市相关数据并结合现代有轨电车的运能、速度以及城市的客流需求，来判断现代有轨电车的区域适用性。

所以在该准则层选取了组团匹配性、运能匹配性、速度匹配性以及线网需求匹配性4个指标。

3.2 系统适用性评价

从中观角度，对现代有轨电车的系统适用性进行评价。评判该系统的适用性主要考虑有轨电车的综合造价情况是否在该城市的投资城市承受能力之内、有轨电车的运营效益是否符合城市要求、有轨电车系统所需要的其他运营条件能否得到满足以及现代有轨电车与其他交通设施的协调性。

所以该准则层选取了系统造价、投资效益、土地占用、其他交通设施协调性、运营组织以及工程实施6个指标。

3.3 技术可行性评价

从微观角度，对现代有轨电车的具体实施方式进行评价。城市道路千差万别，现代有轨电车的具体实施方案也会因此各有不同，所以需要对具体道路的转弯半径、限界、平纵断面以及道路拥挤情况进行分析评价，确定有轨电车工程实施时是否需要对道路进行改造，车道布置方式、车站布设以及路权信号的选择等技术问题。

所以准则层从技术角度选取了线路平纵面、车站布设、车辆技术、线路轨道、供电以及技术通用6个指标。

3.4 社会效益评价

系统的社会效益主要是对现代有轨电车修建带来的节能环保效益、景观效益以及舒适性、安全性等服务水平的提升进行评价，选取了服务水平、环境影响、景观影响以及城市发展4个指标。

综上，建立了如图1所示的评价指标体系。

4 结语

本文将现代有轨电车与几种常用的公共交通方式在运能、运行速度、经济等方面进行了比较，得出现代有轨电车在这几方面的特征，根据这些特征，归纳其在公共交通系统中的定位，分析总结出现代有轨电车的优缺点，建立适用性评价指标，为评价现代有轨电车在一个城市是否适用提供依据。

参考文献：

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[3]章华金.现代有轨电车与快速公交BRT的比较及其在我国的应用[J].轨道交通，2013，6(11):84-87.