新城中运量公共交通实践研究<br/>——以临港新片区为例

新城中运量公共交通实践研究
——以临港新片区为例

2021-10-28高亮全

交通与港航 2021年5期

李兵，高亮全

上海临港交通有限公司

0 引言

临港新片区国土空间规划指出，到2035年新片区人口将达到250万，产业发展GDP实现万亿。随着新片区产业快速发展和人口的快速导入，需要构建多层次的公共交通体系，发展大中运量公交系统，提升公共交通服务水平。通过中运量系统能够强化各组团间的联系，同时能够带动沿线发展，改善投资环境，由于临港定位的特殊性，需要中运量系统来支撑未来交通快速增长的需求。

临港新片区轨道交通匮乏，现状仅有轨道交通 16 号线运行，规划轨道交通网络仍覆盖不足，难以提升临港新片区整体公共交通运营效率。根据《上海市浦东新区国土空间总体规划（2017—2035）》、《临港新片区国土空间规划》，规划6条105 km中运量公交线路，构建临港新片区大中运量骨干网，其中T1线能够填补现状临港新片区中运量空白。

中运量公交环保性能优于常规公交，相比普通燃油公交，中运量公交人均百公里能耗节约30%～45%，节能环保效益明显，具有显著的经济效益和社会效益。

1 临港新片区中运量公交关键技术

临港中运量T1示范线（见图1）经由南汇新城镇、泥城镇，项目影响区包含环湖功能区、居住岛、大学城、高新区、物流园区、自贸区、芦潮港社区、重装备园区和泥城社区。线路沿线经过多个居住区、大学、工业区，通过项目的开发能够提供品质较高的公共交通服务，满足临港新片区居民出行需求，缓解轨道交通16号线服务不足，显著缩短就业居民通勤所需时间，带动沿线组团发展。

图1 临港中运量 T1示范线沿线区域分析

数字轨道电车（DRT，Digital Rapid Transit）有别于传统的有轨电车。它是一种有轨电车新形态，除了具有现代有轨电车的特点外，它还利用地埋无源磁钉形成数字化磁标签为虚拟轨道，以自导向胶轮电车为车辆载体，是采用轨道交通运营模式的新型轻量化、智能化的交通制式。

1.1 公交专用道设置研究

专用道布置将直接影响到中运量建成后的道路通行能力、运营车速、客运能力、换乘条件、道路交通安全性能等系统特性，车道方案设计是中运量系统设计中的重要部分。车道布置需要在比较车道布设方式、运营组织、以及道路改造等多种因素后进行确定。因此，专用道的布置需结合临港现状道路总体建设方案、断面布置型式以及中运量的运营管理方式综合进行考虑，才能得出适合临港中运量T1线实际情况的车道方案（见表2）。

表2 专用道布置方式比选表

①路中专用道方案：中运量车辆行驶于路中专用道，站台也布设于路中，车辆根据站台形式不同，可采用左侧开门或右开门，避免了中运量车辆与社会车辆之间的相互干扰及冲突，车辆交通组织较为简单，对沿线单位出入口影响小，同时对道路远期改造影响小。中运量的运营条件得到极大改善，行车速度可以提高，配车数也可相应减少。

②路侧专用道方案：中运量线路采用路侧布设方案，车辆右侧开门，在道路路侧布设公交站台，与普通公交方式相类似，有助于与其它交通方式的衔接。车辆交通组织较为复杂，受机动车、公交车以及地块开口影响。

· DRT 受其它车辆右转影响和沿线地块开口影响大；

· 社会车辆右转受 DRT 车辆影响大；

· 容易被其它车辆违规占用；

· 与常规公交共用港湾站台，变道进站互有干扰；

· 车辆的运行对路侧的交通方式会产生一定的影响。

从运营角度分析：路中专用道布局较路侧布局对中运量线路整体运行系统更有利，道路交通组织方便，与其他交通相互干扰小，运输效率高。

从换乘的角度分析：路侧布局更方便与普通常规公共交通系统的换乘衔接，但在运营过程中，受到常规公交干扰较多，运营速度相对较低。

经过比较，结合沿线道路的建设实际，选取路中专用道方案。在保证社会车辆拥有单向两车道通行的基础上，共规划中运量专用道19 km。将中央分隔带的空间做为站台，专用道紧靠中央分隔带布置。

1.2 运营方案

中运量运营模式分为封闭式线路运营模式、开放式运营模式和混合式运营模式。根据公交走廊的客流规模及特征、中运量专用道的利用效率等综合因素，临港中运量T1示范线采用开放式运营模式。

表1 城市主要轨道交通中运量制式比较

临港中运量T1线选择站站停、小交路、点到点以及大站快线四种组合的营运模式。其中站站停为常规运营组织形式，满足中运量正常服务需求；大站快线可满足客流较多，上下车队的人员密集站点乘客快速转移需求；点到点可缓解客流需求、节约车辆电能；小交路可满足泥城镇至滴水湖客流需求，泥城镇乘客可与轨道交通16号线实现快速换乘。

①点到点运营：滴水湖首末站—鸿音广场临时停保场，近期线路长度20.9 km（规划线路长度21.7 km），停靠沿线1处首末站、1处临时停保场。

②小交路运营：滴水湖首末站—水华路车辆段，长度8.1 km，停靠1处首末站，5组沿线中途站。

③大站快线运营：滴水湖首末站—鸿音广场临时停保场，近期线路长度20.9 km（规划线路长度21.7 km），停靠1处首末站、1处停保场、8组沿线中途站。

④站站停运营：滴水湖首末站—鸿音广场临时停保场，近期线路长度20.9 km（规划线路长度21.7 km），停靠1处首末站、1处停保场、18组沿线中途站。

结合临港中运量T1线需求与站点建设进度，开设初年与运营初期，采用点到点、小交路与大站快线三种组合运营方式。远期采用点到点、小交路、大站快线与站站停四种组合的运营方式。

1.3 中运量信号优先系统

路口信号优先是影响DRT中运量车辆运行时间的重要因素，通过信号优先系统的应用，可以有效提高 DRT中运量车辆的运行速度和效率。本工程在存在地面交叉口的路口设置信号优先系统。信号优先系统在原有路口智能控制信号机的基础上增设信号优先控制主机和 DRT 中运量车辆检测设备，实现 DRT中运量车辆信号优先。对于部分尚未安装信号机的路口，增设自适应交通信号机及信号灯，以实现对该路口通行秩序的维护和 DRT 中运量车辆的优先通行。

信号优先控制策略分为三类：被动优先、主动优先和实时优先（见表3）。

表3 中运量信号优先控制策略的常见优先措施表

①被动优先——不考虑交叉口是否有中运量车辆到达，根据中运量运行特征和历史数据，针对离线方案进行优化，不需要车辆检测/优先申请生成系统；

②主动优先——为检测到的特定车辆提供优先，包括相位延长、提前激活相位、中运量车辆专用相位等多种方法；

③实时优先——基于实时检测数据提供信号优先的同时，以某一指标为目标对控制方案进行优化，优化指标可以是人总延误、车均延误或者一些指标的组合。

被动优先控制策略，不需要车辆检测数据，以车辆的历史数据为依据，因此适合于发车频率高、流量大、乘客出行需求较为稳定的情况；而当车流量比不高时，该策略通常会使交叉口的总体运行效率降低。尽管被动优先控制策略存在一定局限，但实施简单，且费用节省，所以在国内很多城市得到广泛的应用。

主动优先控制策略，基于实时检测数据，为特定车辆提供优先。它伴随信号优先控制研究的诞生而出现，是早期的研究重点，研究成果丰富，也是目前实践中最常用的控制策略。主动优先控制策略一般用于单点交叉口，因此常常打断相邻交叉口间社会车辆的信号协调。同时由于信号优先策略相对独立，即在给予信号优先时较少考虑社会车辆的运行状态，因此主动优先控制策略尚不能对中运量车辆与社会车辆的运行效益进行合理平衡与协调。这些缺陷驱动了实时优先策略研究的开展。

实时优先控制策略，在基于实时检测数据为中运量车辆提供信号优先的同时，以某一指标为目标对信号方案进行优化。一方面，对主动优先所遇到的中运量车辆与社会车辆效益平衡等问题有了深入研究；另一方面，开拓了基于逻辑规则、数学模型等的优化模式。实时优先策略中，中运量车辆延误最小化仍是最主要的研究目标，通常将时刻表偏移作为是否需要进行优先的依据。

T1中运量公交系统采用主动优先控制策略，实现整体交通效率的最优化。根据路口交通组织的特点，信号优先的触发条件将结合调度指令和车辆的早、晚点信息，对将要晚点的中运量车辆给予优先信号。信号优先的车辆采用车载GPS+短程通信技术实现车辆的身份识别和信号优先的触发。

1.4 数字轨道系统

数字轨道是对传统轨道交通物理钢轨的虚拟化、数字化替代，以沿线埋设的磁标签（或称磁钉）为基础设备，支撑电车受虚拟轨道的约束而实现自导向的行驶。除了循迹导向功能之外，数字轨道同时提供了全程定位、电子地图、虚拟道岔等功能，与行车控制和管理系统配套，实现了轻量、精确、敏捷的新型中运量捷运系统。

数字轨道列车运行管理系统按地域划分主要由数字轨道子系统、中心子系统、车载子系统、路口优先子系统构成。系统构成图如图2所示。

图2 中运量数字轨道系统原理图

①数字轨道子系统：编码数字化的虚拟轨道和电子地图构成数字轨道子系统。以安装于路面的磁钉为载体，磁钉按照一定的设计规则沿线路铺设安装，形成具有编码属性的虚拟轨道，并经编码数字化后构成数字轨道；装载有运行管理系统的列车沿数字轨道运行，通过传感器不间断读取编码化的磁钉信息，形成电子地图。支撑系统实现列车定位、场景前瞻、循迹自动导向、虚拟进路控制、辅助驾驶等列车运行控制功能。