中小城市中低运量轨道交通发展模式分析

周家磊

同济大学浙江学院，浙江 嘉兴 314021

1 研究背景

随着我国国民经济的持续增长，中小城市的城镇化率逐步提高，城市人口高速集聚，使得城市居民日益增长的机动化出行需求与道路资源紧缺成为我国城市交通的主要矛盾。城市轨道交通具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）、安全等特点，成为城市公共交通的骨干，对改善居民出行条件、缓解城市道路拥堵、改良城市空间结构布局、节约土地资源、促进节能降耗、推动城市经济发展发挥了重要作用。然而，中小城市与大城市在人口规模、交通需求以及地方财政收入上都有较大差别，一些大运量轨道交通并不能与新型城镇化发展相匹配。地铁、轻轨凭借大运量、高速度的优势在解决城市道路拥堵问题上越来越受到重视，但由于其工程造价高、建设周期长，所以一般一直处于运营亏损状态。

2 中低运量轨道交通系统功能定位分析

2.1 中小城市骨干公共交通

由于中小城市的综合实力不足，无法将大运量轨道交通建设放入现阶段及将来的城市交通规划中，所以中低运量的轨道交通可作为城市公交的核心。围绕中低运量轨道线路由点到线、从线到面扩展成一定的网状结构，成为城市公共交通的主体。轨道线路环绕城市中心并向郊区辐射，联结城市内部大型客运枢纽。

2.2 “卫星城”的主干交通

随着城市规模的日益扩大，一些超大、特大以及大城市开始出现城市人口集中化和郊区城市化。部分人口转移到郊区居住，但城市核心区就业岗位相对固定，导致了通勤距离拉长、居住地与就业地失衡等问题。因此中低运量轨道交通可以作为“卫星城”的主干交通，主要解决“母城”的交通问题，并对“卫星城”的发展有着带动作用，加强卫星城与母城的联系。

2.3 大运量轨道交通线路的延伸

为了乘客出行更加轻便快捷，中低运量轨道交通线路可与地铁和轻轨车站衔接，满足不同乘客精细化、具体化的出行需求。作为一种类似于传统公交的接驳方式，中低运量轨道交通线路向远郊延伸，扩大轨道交通辐射范围，形成以轨道交通为主导的多层次、多制式交通模式，提高运输效益与服务质量，解决市民出行“最后一公里”问题。当遇到突发性大客流时，分担大运量轨道交通的部分客流，减少主干道压力。

3 中低运量轨道交通系统制式特点及适应分析

3.1 跨座式单轨系统

跨座式单轨是通过单根轨道支持、稳定和导向，车体采用橡胶轮胎骑坐在轨道梁上运行的轨道交通制式。由于跨座式单轨系统大多采取高架独立路权，且轨道梁较窄，可在一些狭小地形之间穿行，减少对线路周围环境的影响。从运输能力和运行速度上分析，跨座式单轨系统的单向运输能力为1.0万～3.0万人次/h，且其编组灵活，日常是4～8节编组，有应对突发客流的能力。高灵活性的载客量可以使其根据线路实际客运需求选择合适的编组形式，提高运输效率。平均运行速度通常在30～45 km/h，最高运行速度一般为60～80 km/h。

跨座式单轨每千米造价为2.5亿～3.5亿元，为地铁造价的1/3～1/2。跨座式单轨系统结构相对简单，支撑轨道的混凝土支柱可现场浇筑，可在工厂预制轨道梁后现场架设拼装，缩短工期的同时提高了建设效率，建设周期通常为2～4年。

3.2 悬挂式单轨系统

悬挂式单轨的列车悬挂在轨道之下，其轨道梁为单根带型梁体，由支撑柱支持，其车辆走行轮和导向轮均在箱型轨道内侧，沿内部轨道平稳运行。该制式在国际上运用较多，但在国内尚处于起步阶段。

悬挂式单轨平均速度不小于20 km/h，最高运行速度可达60 km/h，其与跨座式单轨同样使用橡胶轮胎，爬坡能力强，悬挂式单轨在实际使用中由于能耗的限制，纵坡一般不超过60‰，曲线半径在30～100 m。悬挂式单轨一般由1～4列车辆编为一组，单向运输能力为0.5万～1.5万人次/h。

悬挂式单轨每千米造价为1亿～2亿元，约为地铁造价的1/3。由于其系统结构与跨座式单轨相似，悬挂式单轨轨道梁也可先预制然后现场直接架设拼装，减少了施工难度，建设周期比跨座式周期短，为1～2年。相较于其他轨道交通，悬挂式单轨系统的轨道电路和走行与导向部分皆在箱型轨道梁内侧，形成相对稳定安全的行驶状态，因此不受恶劣天气影响，尤其是在冰雪天气下仍能正常运行。悬挂式单轨车身位于轨道下方，只能采用高架的形式建设，由支柱支撑轨道，支柱可建在道路中央的绿化隔离带中节约空间，能有效缓解城市交通压力。

由于悬挂式单轨独特的悬挂结构，其定员人数有限，约60人/车。而且悬挂式单轨的风荷载也与其他轨道交通制式不同，这使得其车辆在强风条件下行驶没有其他制式轨道交通稳定。悬挂式单轨除进出站外绝大部分时间皆是悬空的，若出现紧急情况车内乘客不易及时疏散，需要设有单独的应急机制。因此悬挂式单轨优先作为城区通往机场、码头、铁路干线等对外交通枢纽中心的客运交通线，也可成为大城市中心区与郊外大住宅区之间的交通联络线，或是大型购物、娱乐场所，大学城内部的客运交通线。

3.3 中低速磁浮系统

中低速磁浮系统是一种利用电磁铁吸引铁磁材料原理，以电磁力支撑列车浮于轨道上方，并通过直线感应电机产生的移动电磁场和电磁力驱动列车运行的中运量轨道交通制式。其车辆主要由车体和悬浮架两部分构成，没有车轮、车轴等轮轨制式的构件。在运行途中，中低速磁浮列车与轨道零接触，采用非黏着制动，因此列车的运行阻力比轮轨式轨道交通小，主要采用高架独立路权。

中低速磁浮最高运行速度可达100～120 km/h，平均运行速度在50～70 km/h。由于其在运行过程中采用电磁悬浮技术和直线感应电机驱动，不受轮胎与轨道的黏着限制，其在实际运行中可通过70‰的纵向坡道，最小曲线半径可达50 m。中低速磁浮通常采用2～4节编组，系统单向运输能力为1.5万～2.5万人次/h。中低速磁浮每千米造价为2亿～3亿元，单条线路工程建设期为1～2年。

中低速磁浮列车对比其他传统轨道交通制式，最大的不同在于其实现了车体与轨道的无接触运行，消除了传统轨道交通轮轨相对运动、摩擦产生的噪声，且有效降低了振动的幅度，提升了乘坐的舒适性；避免了轮轨在日常运行过程中的磨损，减少了后期的维护成本。中低速磁浮在运行过程中，基本不受复杂天气干扰，有着极强的气候适应性，能实现全天运行。中低速磁浮列车采用悬浮架抱轨运行的模式，消除了脱轨的风险，提升了运行的安全可靠性。而且其车辆国产化率高，可达95%以上。我国中低速磁浮系统产业结构完整，是世界上小批拥有全套中低速磁浮交通技术的国家之一，是发展中低速磁浮交通的良好时机。

3.4 自动导向运输（AGT）系统

自动导向运输系统是一种全自动控制运行、立体交叉的一种城市轨道交通制式。AGT系统集合了多种传统城市轨道交通工具的特点，车型短小、质量轻和拥有自动驾驶的特点，使其可以发挥独特的制式优越性。

AGT系统最高运行速度可达60 km/h，平均运行速度不低于25 km/h，最小曲线半径为22 m，最大限制坡度超过55‰。AGT系统每节车体都有单独的运控系统，编组灵活，由1～6列车辆编为一组，定员人数约138人/车，单向运输能力为1万～2.5万人次/h，大多采用地下或高架的铺设方式，拥有独立路权。AGT技术在我国尚处于初步开发阶段，运营中的车辆几乎完全从国外引进，成本较高。整体上，AGT系统每千米造价为2.5亿～4亿元，线路敷设类型影响建设周期，通常为1～3年。

AGT系统的优势在于全系统由计算机控制，能够精准地捕捉客流变化并进行科学预测，及时改变编组方案以应对未来客流，实现轨道资源的高效利用。在计算机的控制下，其行车间隔大幅降低，做到高密度运行，减少乘客候车时间，提升服务水平。

3.5 现代有轨电车系统

现代有轨电车系统是一种采用低地板模块化钢轮钢轨，轨道铺设于地面道路，由电力驱动、轮轨导向和承重的轻型轨道交通系统。现代有轨电车相比于轻轨以及其他中低运量轨道交通制式，其铺设方式灵活性更高，铺设于地面时主要采用半独立路权形式，即一般车辆和行人只在道路交叉口与有轨电车共享路权，其他路段采用独立路权。半独立路权的优势在于能够提升道路资源利用率，同时降低对有轨电车运行效率的影响。

现代有轨电车的最高运行速度为70 km/h，但易受其他交通方式干扰，系统旅行速度相较于其他系统较低，平均行驶速度为15～25 km/h，最大纵向坡度超过50‰，但困难条件下不超过60‰，最小曲线半径为50 m。现代有轨电车可采用模块化编组，通常3～7列车辆编为一组，系统单向运输能力为0.6万～1.5万人次/h。现代有轨电车主要铺设于地面，因此投资较低，工期较短，建设简单，每千米造价为0.8亿～1.5亿元，单条线路工程建设期为1～2年。

4 中低运量轨道交通系统发展思路及建议

4.1 明确线路功能，实现多层次协调发展

目前我国对城市轨道交通发展的重心主要集中在以地铁为代表的大运量轨道交通系统，而未对不同功能层次的中低运量城市轨道交通进行深入的分析和系统的研究，使得轨道交通发展模式过于单一，导致交通拥堵问题得不到实质性的解决。因此，我国亟须优化城市轨道交通线网层次结构，使线网层次结构更为合理，给予城市空间结构和出行方式的正态调整。解决城市交通问题，不能只靠一种交通模式，需要公共交通优势互补，相互配合。可以发展“中低运量轨道交通+常规公交+共享单车”的模式。

4.2 线路规划衔接客运枢纽、中央商务区及大型交通小区

城市轨道交通系统规划是一个综合性决策问题，不能孤立地进行规划。轨道交通作为一种大运量、快速、舒适、现代化的客运交通方式，在对调整城市空间结构、引导城市土地利用向合理的方向发展方面，起着重要、积极的作用。城市空间结构和土地利用与轨道交通线网结构之间存在相辅相成的互动关系。一方面，轨道交通线网的布局结构必须以城市土地利用的空间结构为基本立足点；另一方面，轨道交通线网规划应与城市规划的空间结构相结合，充分发挥交通的先导作用。

4.3 选择制式需要实事求是，量入而出

城市轨道交通制式选择影响城市发展、土地利用、交通发展、生态环境保护和工程建设投资等多个方面，应综合考虑城市的社会经济发展水平、人口和用地规模的现状及发展、城市形态以及地形、地质条件。中低运量轨道交通制式选择应与城市的经济承受能力相适应。经济发达的大城市常采用高密度、相对低负荷强度的轨道制式，而经济实力较弱的中小城市采用的多是低密度、高负荷强度的轨道制式。轨道交通建设工程不应成为城市的负担，因其是公共性投资，要积极发挥制式优势，减少政府补贴压力，促进城市发展。