《中国城轨口述历史》张乃基访谈录:重庆单轨是创新,也是发展
2022-11-25张乃基
采访时间:2020年8月20日
采访地点:北京·中国城市轨道交通协会
主持人:目前,重庆轨道交通已建成329公里,您是什么时候进入轨道交通建设的?
张乃基:1990年,时任重庆市市长认为东京的城市轨道交通很发达、很方便,而且感觉跨座式单轨不错,很适合重庆。从东京考察回来,要求重庆市建委进行调研,考察后确实感觉跨座式单轨最适合重庆,重庆市领导就决定引进跨座式单轨。同年成立轨道交通筹建办公室,然后就把我从设计院借调过来参与重庆轨道交通的筹建。
主持人:重庆轨道交通最早提出来规划建设是什么年代?
张乃基:说起来还挺早的。1945年抗日战争胜利以后,重庆编了一个交通规划,就提出来要建地铁。山城重庆交通很不方便,实际上各单位想建地铁,做了很多尝试。编制85总规的时候,又提出来,就一直在做这方面工作,包括客流预测等内容。这是一次很有实际意义的推进。
再一次有比较大推进作用是人防工程的地下疏散干道。1985年,重庆发生了大溪沟的下水道爆炸。就此事,市人防办给国家人防办报告说重庆有三大隐患:年久失修的下水道、围岩滑坡,还有未支护的人防洞。国家人防办很重视,让重庆市人防办处理好人防洞。
当时给我们的任务是,把解放碑地区的地下疏散干道进行加固处理。从燕喜洞到千厮门3.3公里,我是按地铁来考虑的,他们同意了。我们就定了一个标准,结果这3.3公里做出来以后,有2.7公里可以做地铁1号线的区间隧道。所以,算是按照将来建地铁的要求,做了这一段加固工程,以后再具体推进,这就是一个样板。另外,借由这段工程也把以后建地铁的施工工法定下来了。
主持人:重庆的整个规划落到文字上,融入到城市规划里,大概是在什么时候?
张乃基:第一个规划是在1993年或1994年,当时是市规划局做了一个综合交通规划,其中包含城市轨道交通的线网规划,那时把任务交给轨道公司。我们当时做了一个规划,以1号线、2号线、3号线为基础,增加了4号线、5号线,形成了五条线、117公里的线网规划。这就是纳入城市综合交通规划的第一个城市轨道交通规划。
第二个城市轨道交通线网规划是在本世纪初。2004年,市政府以24号文批准“六线一环”的城市轨道交通线网规划,总规模是350多公里。
这个规划跟第一个有质的不同,我们委托北京城建院的咨询公司中城捷咨询公司做了专题研究,研究了重庆市的城市结构、城市规模,研究了线网规模、结构和布局,提出来三个规划方案,再通过客流预测,对这三个规划方案进行比选,最后得出一个推荐方案,获得市政府的批准。这是第一个以市政府名义批准的城市轨道交通线网规划。
第三个就是纳入总规的城市轨道交通线网规划,是在第二个的基础上进行深化的城市轨道交通线网规划。优化的时候,我们同步做了一件当时国内都没做过的事,那就是城市轨道交通的控制性详细规划。当时的出发点,想把城市轨道交通的建设条件稳定住,哪怕三十年以后建也能建,不要出现通道被占或没有车场用地等问题。基于此,我们优化了三个方面:
一是确定每一条线中心线的坐标,划定了它的控制保护线。地下线路每边56米,高架线路每边36米,这就是区间。车站再扩大一点,就把控制线定下来了。
二是确定每一条线的生产设施用地。主要就是一个控制中心、一个主变电站,还有车辆段,每一条线都配备1至2个停车场。
三是确定换乘设施用地。就是每一个车站尽可能在马路两边,一边有5000平方米的用地,以后的通风竖井、出入口、冷却塔全部摆在里面,还包括涉及的换乘枢纽,每个换乘枢纽都按2至3公顷用地控制下来;生产设施用地加上换乘设施用地,就达到500公顷;还有就是供电,每个主变电的双电源供电的电源,还有供电走廊也都定下来。这就保证以后城市轨道交通实施的时候,所有实施条件都具备。
基于第三个城市轨道交通线网规划,就形成了两个网:354公里的基本线网和513公里“九线一环”远景线网,这个成果被纳入到2007年国务院批的重庆城市总规划。此后,规划就得到了很好的配合,凡是在规划控制保护区范围内的所有地上、地下建筑物的规划方案,都必须走规划协调的程序,以确保城市轨道交通线网规划以后的实施条件。
2011年又出了一版总规,把城市轨道交通线网的规模再次扩大,已扩大到800多公里。
主持人:在我的记忆里,重庆先做的是1号线的可研,但最后建设的时候是单轨2号线、3号线,这是什么情况呢?
张乃基:上世纪末,重庆想建城市轨道交通,但立项要落实40%的资本金,政府拿不出来,所以就去招商引资,根据别人想投资的交通制式,再配相应的线路。
1号线当时是香港的一家公司愿意投资。朝天门到沙坪坝16.5公里,才20多亿元的投资,1公里只投1.7亿元。这样做就采取BOT模式,跟重庆市政府达成协议,由该公司运营三十年,然后无偿交还给重庆市政府。具体操作是把沿途规划的七块地进行综合开发利用,用以筹集资金。这家公司委托重庆轨道公司进行建设运营,1994年协议签订后,这条线马上就启动了。但后来引资还是有困难,1995年,这家公司就把委托轨道公司建设地铁的建设权收回去了。收回去后,1号线很快停工,到本世纪初才把这个合同终止。
随后,我们就把精力放在3号线,也就是跨长江、嘉陵江长约10公里的四公里到新牌坊的悬挂式单轨线。他们也答应投资,因为这一条线客流量要达到每小时两万人。悬挂式单轨实际上是低运量系统,客流一到两万人,但投资比建地铁还贵,就被否了。
就只剩了2号线,当时就想利用日本政府贷款,引进跨座式单轨。1993年,日本派专家组到重庆来调研,编制工可报告。他们完全认可了我们提供的资料,包括线路走向,最后纳入日本政府的第四批对华贷款清单。
但当时国家有规定,要求国产化率要达到60%。我们在三条线、三种制式、三种招商引资模式的情况下,两条线都走不通,到1996年,剩下来的就只有2号线,所以就集中力量解决了2号线的国产化问题。
主持人:国家规定不是70%吗?
张乃基:当时国家规定是70%,但引进新的交通制式可以降低10%,我们就按60%来考虑。重庆财政很紧张,要做国产化很难。我印象最深的是铁专院院长很有魄力,免费给我们做跨座式单轨的三项关键技术的国产化研究:PC轨道梁、道岔,还有车辆。
做完专题研究,他们没停,马上联系厂家做试制。这些领导很有眼光,我们到日本调研,就想看道岔是怎么生产的,工厂不让看,只让看已经生产好的道岔,摆在场地上,准备包装装箱,不让照相和摄像。但是去的人到底是专业的,到那儿一看结构,关键的东西一看,就都清楚了。
回来以后,宝鸡桥梁厂就把五开道岔做出来了,养马河桥梁厂把活动模板做出来了。然后还生产了一榀直梁、一榀曲梁,曲梁最小半径是100米,然后按施仲衡院士的要求,拉到西南交大,做了300万次的动荷载试验,证实了整个梁体结构的完好无损。
就这样,就把我们的活动模板、整个生产工艺都定下来了,再加上把重庆造船厂引进来,按照日本的图纸,把道岔的钢箱梁做出来。做完后让日本技师来检验,后来两家就达成意向,可调性道岔联合生产,这样就把道岔和PC轨道梁的国产化推进了。
长春客车厂又制作了跨座式单轨的转向架,这也是一个关键技术,跟日立公司谈合作生产车辆的时候,也有资本了。这样算下来,我们的国产化率达到了60%。
有了这个基础,利用1997年重庆直辖的机会,原国家计委在1999年批准重庆2号线引进跨座式单轨。我国的工程技术人员很有眼光,建设中很多东西跟日本有差异,没有照搬。这就是工程技术人员做的努力。
重庆作为现今世界上单轨列车运营规模最大的城市,备受瞩目。单轨也成为行业内讨论越来越多的话题。单轨从当时引进起就能感觉到不足:一是中运量系统道岔的折返能力有限制,从实际运行来看也确实是这样。单轨最大行车密度只有24对每小时,3号线目前是超负荷运行,始终无法突破这个瓶颈。这不是折返能力,折返能力可以用“大小交路套跑”的方法解决。它被限制的关键因素是什么呢?停站时间。大客流站停站时间有时超出60秒,这就归结单轨的车门。每节车只有两个门,地铁是四个门,最后我们分析,这是最大的不足。
车辆方面要进行改进,增加门。另外,运量也有瓶颈。其他的比如原来认为能耗大,这些都不存在。重庆引进后,车辆制动用电制动,下坡时产生的再生能源,把它吸收过来,处理后又输回电网。单轨的牵引能耗按人计算要差一点,因为人得载少,但按车来计算,在国内城市轨道交通中,只有北京地铁10号线更省。所以,能耗也不是大问题。高架站在地上,爬大纵坡、小半径,对线路条件限制比较小,胶轮震动噪音很小,环境保护比较好,不光是城市里的中运量线路可以用,旅游线路也可以利用。
主持人:现在重庆市已经运营地铁、单轨,那么在线网规划里,它们之间大概是什么关系?
张乃基:目前我们的考虑是,依据规划,在未来建设中,有的线路可以上单轨,但不再建B型车了。后面建的线也就是第三轮规划,是五条线、200公里,用的是As型车,就是“山地城市的A型车”。特点就是相对A型车的宽度(3米),比B型车的长度(19.5米)短一点,可以适应250米的小半径,单轨车的高度内净空高2.2米,空间大,爬坡性能可以到50‰。综合考量后,后面五条线统统按这个车型设计和建设。
当然,我们也在考虑提高服务水平。我们感觉原来单条线单独运营,乘客换乘太不方便了。特别是重庆地形复杂,两条线隔得有一定距离,我们就想能不能在运营模式上进行改进。我们考察了日本单轨,感觉日本做得不错。归纳起来,有四种运行模式,重庆要全部用上。一是“大小交路套跑”,这个已经在用;第二个是“不同编组列车的混跑”,现在安装屏蔽门后,控制系统等都有一定难度,目前也做到了;三是“跨线运行”,在日本从这个站上车,坐一趟车就可以到目的地,其中经过了几条线,但乘客不需要下来换乘,这就很方便;四是“快慢车混合运行”,有急事可以坐快车,可以缩短时间。后面两种运营模式我们没做到,但想做到,这样就可以把服务水平提得更高。
主持人:重庆最近的四条线采用了CBTC的互联互通,这也是我国的一个示范工程。
张乃基:这是一件很关键、很重要的事。最早是从资源共享来考虑,本世纪初,广州地铁就提出车辆维修设备资源共享,我们很赞同。
车要能在各条线上走,公司研究后就决定了“三统一”。一是统一车型和限界,关键是限界;二是统一受电方式和电压,都用1500V电压,也就是触网受电;三是信号系统,但那时根本不敢讲“信号系统统一”,感觉这是很神秘的事情。要实现这四种运行模式,提高服务水平,其中的条件一个取决于规划,就是“同站台换乘”,没有同站台换乘,要过轨,专门建联络线工程量太大、难度太大,最简单就是同站台换乘,也方便了乘客。站前、站后接一个过渡道岔,车一下就过渡了,我们在做控制性详规的时候,正好解决了。凡是换乘站能建同站台换乘的,都按同站台换乘的方案来控制,最后我们规划了16座同站台换乘站。另外,还必须要有跨线站,也就是“越行站”,即“四线站”。原来在规范上要求3至5站要设一个故障车的“待避线”,地铁都把待避线设在区间,我们提出来要设在车站,形成“四线站”。既缩短了排障时间,同时兼顾快车越行功能,在设计上进行落实。正好把信号系统的统一也纳入CBTC范畴(“无线移动闭塞”范畴),借此,时任董事长仲建华在重庆轨道公司编制出台《设计的基本技术要求》,把实现互联互通的网络化运行归纳了四个方面——统一的车型和限界,无线移动闭塞标准化,轨道线路和车场的优化,以及构建全网的控制指挥中心。
我们把这四个方面归纳到一块,形成互联互通的网络化运行的专题研究,同时归纳到“设计的基本技术条件”中,贯彻至所有线路的设计。
重庆的这一轮建设规划,形成的五条线、200公里的轨道线网能够实现不同编组列车的混合运行,不同交路列车的混合运行,快慢车的混合运行以及跨线运行。
主持人:城轨交通建设跟铁路不一样,铁路由国家投资,统一标准、统一行动。城轨交通是由地方政府投资,加上不同的投资、不同的年代、不同的招标,形成了信号制式的不一致。这次做法在业内是获得共识的,希望将来在运营时再摸索出一套经验。重庆市经过二十几年的建设,已经有了基本的网络,现在又在发展市域轨道交通,关于这点是怎么考虑的?
张乃基:重庆主城区面积5473平方公里,比较大,然后相邻周边的这些区,它们看主城区在发展城市轨道交通,也想要发展。我们做第一个专题研究时也考虑了这一点,当时在规划线网里留了两条通达郊区的线路,一是到璧山,一是到江津。
市域轨道交通开始建设后,周边区的积极性很高。璧山提出要把这一段延伸过来,1号线从尖顶坡到了中梁山的西边。璧山开通轨道交通,挨着璧山的铜梁区也动起来。还有就是江津,规划当中,5号线要到江津老城区。江津准备在江北再建一个新城区,新城区北边是双福工业园区,南边是德感工业园区,于是就想有一条轨道线把两个园区和新城区串起来,跟5号线串通。所以就出了一条江津到5号线,现在施工终点为跳蹬站的延长线。这条延长线结合江津的情况继续延伸,就把江津规划的“支坪组团”、“珞璜工业园区”都连上,然后再从珞璜接到3号线和2号线的终点鱼洞。这样,江津就用轨道线把区里面的几个组团全部串成一体。
主持人:这样线路长度势必很长。我国最早实现跨省运营的城市轨道交通线路是上海地铁11号线,到了江苏的苏州、昆山、花桥,长达七八十公里。在运营模式上采用地铁模式,旅行速度35公里每小时,全程要两小时。我去坐了一下,非常不方便。重庆地域更大,就要用到灵活的运营方式,才能发挥城市轨道交通的优势。
张乃基:考虑到这个情况,我们就把这一条线请日本专家提供咨询,要用交流制,站间距大,时速达到五六十公里的旅行速度。最关键的是,如果用交流电,跟现成的轨道交通去换乘,就会出现日本以前发生的问题,大量的换乘客流量不方便。所以我们还要实现贯通运行,就想到研制双流制车,既可以在交流线路上运行,又可以在直流线路上运行。
从标准梳理到双流制车的研制,各方面深化以后,我们去问了德国人“中性段”设置的条件。据了解,第一个是平坡,第二个设在区间,长度是一列车加15米。我们又去问日本人,就是设在区间,不一定是平坡,小坡度都没问题,长度只要30多米,和50多米比短多了。我们到日本的现场看,很简单,两边线路到这儿有一个接头,接头中间这一段线是绝缘的,车过来时一点速度都不降,很平稳。所以,我们基本采取日本模式。
主持人:重庆正在做的创新非常有意义。我国一线城市基本上已经成网,随着都市圈城市群的发展,下一阶段势必会发展大量的市域轨道交通。这和在中心城区建地铁还是有很大区别,会面临跨线运营、越站运营等问题。你们的这些尝试、创新,能让城轨交通的快速优势体现出来。您从事轨道交通这么多年了,能谈一谈感想吗?
张乃基:从技术层面,重庆轨道交通有两方面做得比较好。
第一个方面——控制性详规,这对轨道交通很重要,特别是考虑到轨道交通客流的接驳和换乘枢纽。再有,要充分发挥轨道交通的作用,控制性详规所做的三方面内容太关键,包括通道的保护,范围线的控制以及生产设施用地和换乘设施用地的落实,为未来发展提供保障。但是,还应该对它的研究上升一下,比如供电。城轨交通是大事,必须是一级供电,应该满足“优先供电,就近供电”的原则。重庆市规划局对控制性详规很支持,例如轨道线路设计时,通过一些规划区,线路绕来绕去,规划局的同志就提出疑问,为什么这么绕?为什么不拉一条直线?应该按运行最方便、最便捷、最节约,乘客也最节约的方案来考虑;至于用地,可以随着方案来调整,拉一个直线车站设在这儿,以后相关的用地也都调整到这儿,绿化带调整过去不就完了吗?我感觉这很有远见。
第二个方面——好的体制。重庆要建轨道交通,一个钱,一个是人,还有一个技术问题。人和技术方面,重庆不像别的城市可以给高薪、好的待遇来吸引人才,重庆就自己培养,取得大家的支持。重庆从开始筹建就有专家组提供咨询。国内以施仲衡院士为首,包括杨家齐、严景迪、杨桂花、冯伯欣、周新六、陈穗九、陈韶章等很多知名专家在内,他们给重庆把关,我们少走了好多弯路。一直到现在,他们都是市政府聘请的专家委员会成员。还有一些退休人员到重庆来,在轨道公司工作,不光是给我们把关,还培养人。专家办的年轻人是流动的,来公司的本科生和研究生中,选人进入专家办,待两三年熟悉情况再到各部门。这样他看事的眼界就高了,不局限于眼前。专家组对于重庆轨道交通事业人才的培养,起了很大作用。对到专家办来的年轻人,我讲的就是:你要干轨道交通,就必须有大公无私的精神,要有奉献精神。
主持人:重庆经过二十几年发展,已经在输送经验、输送人才了。
张乃基:是的。我就想到杨桂花说的一句话:做了重庆的轨道交通设计,全国的轨道交通设计都不在话下。之所以这样说,是因为重庆是一个立体的城市,不是平面考虑就行的,更复杂。
轨道公司设立了专家办公室,作为联系公司内外专家的窗口,也作为联系各咨询公司的窗口,开展一些技术上的研究。这能够把一些专家力量汇集过来,比如日本地铁协会的简原超老先生,很值得敬佩。2号线通车后,他的咨询组撤回去了,但他继续跟我们保持联系,以咨询项目的名义提供技术支持,包括现在正在做的江津线双流制车的设计,日本方面的支持很大。
主持人:城市轨道交通是一个系统工程,由几十个专业组成,所它的建设过程也是全国大协作的过程。现在,重庆的一些专家也可以给后进的城市,提供帮助、支持。