跨坐式单轨交通系统发展研究

霍旭挺 HUO Xu-ting；宗雪梅 ZONG Xue-mei

（中联西北工程设计研究院有限公司，西安 710077）

0 引言

跨坐式单轨交通系统是新型轨道交通的一种典型形式，属于中小运能轨道交通。截止2012年底，全球前20 国家，城市轨道交通总里程23394km，其中，地铁运营里程为8739km，占比37%，新型轨道交通（轻轨、有轨电车、单轨系统等）运营里程为14655km，占比63%。跨坐式单轨交通系统具有爬坡能力强、转弯半径小、噪声低、投资少、建设工期短、适应能力强、征地拆迁少、对环境影响小等特点，如图1 所示。

图1 跨坐式单轨交通示意图

目前我国城市轨道交通以地铁为主，地铁属于大运能轨道交通，投资多且建设工期长，无法在较短时间内解决交通拥堵问题，随着经济的快速发展和城镇化建设步伐的不断加快，采用单一的建设地铁的方式无异于扬汤止沸，同时，越来越多的城市面临着环境、资源、交通等多重压力，对轨道交通的需求日益增强，交通拥堵问题已成为我国亟需解决的重大难题。因此，建设互为补充、多元化协调发展的轨道交通系统是未来城市轨道交通系统发展的必然趋势。

针对以上问题，跨坐式单轨交通系统作为中小运能轨道交通，以其性能好、投资低、工期短等优点，可以作为缓解甚至解决交通拥堵问题的重要手段。因此，开展跨坐式单轨交通系统方面的研究是十分必要的。

1 跨坐式单轨交通系统研究

1.1 跨坐式轨道交通系统发展

单轨交通发展历史悠久，单轨设计于1821年获得英国专利。1824年在伦敦船坞为运送货物建设了世界上第一条单轨交通。1961年日本引进了单轨交通技术，并利用1964年东京奥运会的契机，建设了羽田机场到浜松町间的单轨线路。从此，单轨交通由观光旅游交通工具，第一次成为城市公共客运交通的一种新的交通方式，单轨交通也作为城市公共交通系统得以不断完善。表1 为部分国家城市轨道交通系统占比。

表1 部分国家城市轨道交通系统占比

2004年6月，我国重庆成功开通了中国第一条跨座式单轨交通线-重庆轨道交通2 号线。随着社会经济进一步发展，城市化速度将越来越快，越来越多的城市已进行跨坐式单轨交通系统的规划。跨座式单轨交通系统也将迎来发展的黄金时代。

1.2 跨坐式单轨交通系统研究

目前，国内运营的跨坐式单轨线路有重庆2 号线和重庆3 号线，多个城市启动跨坐式单轨交通系统的规划工作，如：广州、西安等。针对跨坐式单轨交通系统，学者们开展了大量的研究工作。

金晨等[1]阐述了我国城市轨道交通需求现状和轻型跨坐式轨道交通系统的技术特点、适用范围，对轻型单轨的市场前景进行分析并提出有关建议。

尤佳杰[2]参见跨坐式单轨交通pc 轨道梁的静载试验，计算分析轨道梁在车辆荷载下的力学行为。

韩军等[3]对韩国大邱跨坐式单轨交通预应力混凝土轨道梁设计进行了介绍，通过与重庆预应力混凝土轨道梁的各项设计进行详细对比后，对韩国大邱预应力混凝土轨道梁的设计进行了评价，并给出了改进建议。

林涛等[4]采用闪电定位（ADTD）系统监测资料，对重庆轻轨采取防雷保护措施前后人员生命损失风险和经济价值损失风险进行了评估计算。结果表明，跨坐式单轨采取雷电防护措施后，有效的降低了人员生命损失风险和经济损失风险。

王菲菲[5]采用模糊层次分析法对跨坐式单轨交通系统的安全性进行评估研究，结果显示，跨坐式单轨交通系统综合安全状况登记为“良好”。

为了能够尽量减少施工对交通的影响并保证支架体系的安全稳定，田秀海[6]等通过研究发现采用柱梁式支架支撑体系代替传统的满堂式支架支撑体系，能够较好的解决这个问题。

蒲建锦[7]论证了融合城市设计理念的跨坐式单轨选线的必要性和可行性，将传统线路设计中的线、站位设计转变为与城市空间结构协调、提升市民幸福感和增加企业受益的综合设计。

刘俊[8]基于跨坐式单轨特性，结合某城市跨坐式单轨车辆基地掉头线设计，总结归纳掉头线设计为三角形、灯泡性和八字形接轨的3 种形式、16 种方案。综合城市规划、正线线位、车站设置、出入线设置、地形地质等约束条件，分析研究得出车辆基地掉头线的设计，同时对优化地铁、轻轨等车辆基地掉头线设计也具有现实指导意义。

沈晓阳[9]论述了重庆市采用跨坐式单轨交通系统的优点并提出了未来发展的建议。彭湃[10]针对轻型跨坐式单轨信号系统设计时应考虑的设计要点，给出合理建议以供相应建设项目作参考。

孙东[11]基于跨坐式单轨的系统构成、主要技术指标以及运营特征等方面的研究，提出了其在轨道交通领域的定位，并功能定位、建设条件、敷设方式和建设环境等方面，研究了跨坐式单轨在城市轨道交通中的适应性。研究表明：跨坐式单轨交通具有投资少、体量轻、爬坡能力强、建设周期短等特点，可以承担综合体系中的中运量层次，是构建完善的城市综合交通体系不可或缺的部分。

宫文平[12]通过跨坐式单轨与仓柜城轨进行对比分析，主要从路线和车辆系统两个方面，阐述了跨坐式单轨的技术特点，分析了其优缺点，并介绍了其在国内外的应用情况，为后续研究起到了一定的铺垫作用。

由于跨坐式单轨车辆通常运行在高架桥上或隧道内，其安全性，特别是紧急情况下乘客的疏散和救援问题，一直是制约其大范围推广的主要因素之一，同时也是运营商及乘客质疑的焦点，基于上述问题，沙夺林[13]对跨坐式单轨交通系统的安全性进行全面分析，梳理和识别了系统运营过程中的危险因素。针对故障模式、乘客救援、疏散与车辆救援等工况进行了仿真计算及系统性论证分析。

田方友等[14]结合国内工程实际应用，通过对国内不同制式及线路敷设方式的城市轨 道交通工程造价分析，对地铁、轻轨及跨坐式单轨的工程造价进行剖析，对比其投资构成，总结出工程造价的主要影响因素。研究结果可为决策者选取合理方案、造价人员控制工程造价提供参考。

贺观[15]结合重庆跨坐式独轨交通2 号线运营经验, 论述了跨坐式独轨交通系统的特点。从运能、道岔技术及成本、车辆国产化、运营成本及耗电量等方面对跨坐式独轨交通系统在我国的发展和局限进行了分析。

针对不少笔者认为跨座式单轨存在运营成本高、高架线路影响景观等缺点的问题，郭锴[16]对跨座式单轨的缺点及认识误区进行分析，并进一步说明未获广泛推广的原因，并针对我国城市轨道交通存在问题、发展阶段的转变及国家政策导向，提出了消除对跨座式单轨的认识误区，在其适应范围内大力发展的建议。

以上研究从跨坐式单轨交通系统的选线、适用性、经济性、安全性及单轨特性等方面对其进行了研究，通过分析研究发现，目前针对跨坐式单轨交通的理论研究成果较少，试验研究成果严重不足，这也是未来跨坐式单轨交通研究发展的方向。

2 跨坐式轨道交通系统技术创新

针对跨坐式轨道交通系统，众多学者不仅采用各种计算方法、分析方法及计算软件对其安全性、经济效益、稳定性进行了模拟分析，同时，提出了一系列的技术措施，从而提高其安全性、适应性等。

跨坐式单轨交通轨道道岔[17]，包括与轨道的直分股活动连接的直梁和与轨道的侧分股活动连接的曲梁，直梁和曲梁均为整段式梁体结构且可以被同时驱动分别转动的方式与轨道的主股交替对位实现转辙；道岔梁采用一根曲梁和一根直梁配合，直梁和曲梁均为整体式梁体，直梁和曲梁可交替与轨道的单一主股对位接合从而实现转辙，相比现有的关节型道岔，在满足爬坡能力强的基础上，不仅结构简单、噪音小，降低了道岔的复杂性，而且曲梁和直梁被同时驱动进行与主股的交替接合，保证车辆换向转辙的快速进行，同时，采用整体式梁体结构，提高了列车转弯的平畅性。

跨坐式单轨交通系统双层疏散平台装置[18]，以有效缩短疏散时间，大幅提高疏散效率，并避免发生乘客疏散过程中出现跌落、摔倒等安全事故。该双层疏散平台装置设置于轨道梁一侧或区间轨道梁之间，包括构成框架式结构的一层疏散平台、二层疏散平台，以及纵向间隔设置于一层疏散平台、二层疏散平台之间的过渡楼梯，所述一层疏散平台设置在盖梁上且与之固定连接。

本实用新型公开了一种跨坐式轨道交通系统的道岔和跨坐式轨道交通系统[19]，所述跨坐式轨道交通系统的道岔包括：基座；多个前固定梁和多个后固定梁，所述多个前固定梁与所述多个后固定梁沿所述跨坐式轨道交通系统的延伸方向间隔设置；道岔梁，所述道岔梁的两端分别一端可选择地连接多个所述前固定梁中的一个。根据本实用新型实施例的跨坐式轨道交通系统的道岔，通过将一个道岔梁可活动地设在基座上，使道岔梁的两端可以连接多组固定梁，简化了道岔结构，降低了成本，缩短了生产周期。

在云轨修建过程中，经常存在云轨修建位置距离居民楼较近的情况，本发明提供一种云轨的噪音处理方法、装置、设备及存储介质[20]，该噪音处理方法包括：获取云轨的噪音信号和云轨运行的地点，并对噪音信号进行分析以获取噪音信号的频率；当检测到云轨处于站间运行过程时并且噪音信号包括频率大于第一预设频率的高频噪音信号时，根据高频噪音信号的频率生成并输出分谐波声音信号；当检测到云轨处于进站过程或者离站过程时输出相应的掩蔽声音信号，根据云轨处于不同的地点采用不同的消除噪音的方式，营造了良好的声音环境，进而提高乘客乘车的舒适度。

本发明公开了一种跨坐式轨道交通系统的转向系统和具有其的跨坐式轨道交通系统[21]，所述跨坐式轨道交通系统的转向系统包括：轨道梁，转向架，走向轮，导向轮，安全轮。根据本发明实例的跨坐式轨道交通系统的转向系统具有结构稳定、安全性高等优点。

胡义锋[22]对跨坐式单轨线路不同区段的超高值的确定进行初步的探讨，推导出超高率的计算公式，并对线路一般区段、道岔区、曲线车站及出入线等各种地段的超高率进行了分析，给出了取值的建议，为跨坐式单轨的超高设计提供了较好的借鉴意义。

以上研究对跨坐式单轨交通系统的道岔等进行了优化，提高了列车运行的平畅性，同时，提出了一种降低甚至消除云轨运行噪音的装置，提高了列车的舒适度。目前针对跨坐式单轨交通系统，学者们发明创造了一系列的实用新型、专利，但是目前仍存在研究不足、推广力度过小的情况。据新闻报道，有的城市出现了由于跨坐式单轨交通穿越小区或距居民小区较近，居民以噪音污染、电磁污染等原因抵制临近小区修建跨坐式单轨交通系统的事件。这说明我国跨坐式单轨交通系统的研究力度及推广力度较小，大众对跨坐式单轨交通系统的了解较为浅显。因此，不断深化跨坐式单轨交通系统研究、技术创新和推广是目前城市轨道交通发展亟需解决的问题。

3 结论

跨坐式单轨交通系统作为中小运能轨道交通，以其性能好、投资低、工期短等优点，可以作为缓解甚至解决交通拥堵问题的重要手段。但目前仍存在理论研究不够深入、科技创新需深化、跨坐式单轨交通系统推广力度较小的问题。从建立城市互为补充、多元化协调发展综合交通体系建立方面来看，开展跨坐式单轨交通系统方面的研究十分必要且亟需开展。