城市軌道交通發(fā)展模式的探討

摘　要　簡單回顧了歐洲先進城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展過程，探討了在我國發(fā)展中等運量的綜合軌道交通系統(tǒng)的總體思路.
關(guān)鍵詞　城市交通　軌道交通　交通模式

1　城市軌道交通發(fā)展的現(xiàn)狀

　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，大城市交通狀況日趨惡化，簡單的闊路增車方法已解決不了城市的這一重大問題.世界上一些城市的發(fā)展由于沒有找到解決城市交通的有效方法而趨于崩潰，私有車輛的增長使這種影響更趨惡化，尤其當交通狀況到了趨于停滯的邊緣時，用其他方式代替公共交通將負擔不起或不太可能.因此研究一種基于我國國情的、既經(jīng)濟又實用的城市軌道交通系統(tǒng)的確迫在眉睫.
　　改善城市交通的擁擠狀況是一項投資宏大的工程.同時也是擺在市政府面前的一個不可回避的現(xiàn)實問題.事實證明，建設高效的公共交通系統(tǒng)(公共汽車和軌道交通)是改善城市交通狀況的根本途徑，其中軌道交通系統(tǒng)又是一條最有效的途徑，因為軌道交通系統(tǒng)使用專用的道路，可以保證快速、準點、安全和沒有污染，這一點在中國及亞洲的大城市體會更深.然而，選擇哪種公共交通系統(tǒng)并不是一件簡單的工作.因為軌道交通與公共汽車的差異不僅是在運量上，更重要的是建設投資和運行成本.上海地鐵1號線長16.1km，造價為6.2億/km.廣州地鐵1號線長18km，造價為7.6億/km.如此高的投資，使許多城市對地鐵的發(fā)展望而生畏.對此，除了在建設標準和國產(chǎn)化方面需要重新反思外，軌道交通多種形式的最優(yōu)配置問題，也是應該予以重視的重要方面.
　　城市軌道交通可進一步分為有軌電車、輕軌和地鐵.隨著城市基礎建設項目的增加及工程預算的消減，我們一直在尋找一條有效的軌道交通途徑，既要投資少、降低運行費，又要安全可靠、滿足客運要求.目前中國建設地鐵的城市人口均在300～400萬以上，屬特大型城市.人口密度高、城市公共交通運量很大的城市，建設大運量的地鐵系統(tǒng)是十分必要的.但是單一的地鐵方案，不僅運量浪費大(圖1)，而且投資運量比也不合理.尤其在100～200萬人口的城市里，公共交通運量相對要小一些.因此，是否可以探求一種中等運量的軌道交通模式呢?尤其是在當前資金籌措比較困難的情況下，如何能做到既要建設軌道交通，又要少花錢呢?我們現(xiàn)在必須冷靜地面對當前的地鐵熱，鼓勵發(fā)展有軌電車和輕軌.實際上亞洲和世界的許多城市也都碰到了同樣的問題：一方面地鐵方案是技術(shù)成熟、環(huán)境最優(yōu)的解決方案，另一方面全面的地鐵網(wǎng)不僅投資巨大，而且運能又高于實際要求.所以應該找出這樣一個解決方案：在滿足運量要求的前提下，選擇投資運量比合理的軌道交通方案.

圖1　軌道交通客運量與建設投資

　應該看到，有軌電車、輕軌和地鐵相互結(jié)合的方式已越來越受到關(guān)注.尤其是有軌電車，隨著輪軌技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，它不再是一種低級的、吵鬧的公共交通工具，而是一種可靠、安全、運量適度、機動靈活、投資運量比合理的軌道交通方式.可以與輕軌和地鐵有機地相互結(jié)合，實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)在運量、建設投資和運行費用方面的最優(yōu)組合.
　　同樣的問題在歐洲已經(jīng)討論了很久，并且找到了解決辦法.所以在建設城市公共交通系統(tǒng)時，我們應該學習和借鑒國外的經(jīng)驗，少走彎路.
　　綜觀歐洲各國城市軌道交通的發(fā)展歷程，可以清楚地看到，城市軌道交通系統(tǒng)走過了兩條完全不同的發(fā)展道路，在今天仍可清晰地看到它們遺留的痕跡.
　　有軌電車起源于公共馬車，為了多載客，人們把馬車放在鐵軌上，這樣做是為了減少旅客人均牽引力.隨著電動機的發(fā)展和牽引電力網(wǎng)的出現(xiàn)，電動機取代了馬.在私人汽車發(fā)展之前，歐洲的有軌電車系統(tǒng)得到很大發(fā)展.幾乎歐洲大陸和所有大城市都建立了廣泛的有軌電車網(wǎng)絡.但由于交通條件的限制，有軌電車行駛速度低、噪聲大，而且在城市中行使存在著許多隱患.長期以來由于缺乏成熟的技術(shù)，城市有軌電車交通的發(fā)展狀況一直難以解決.
　　現(xiàn)在，亞洲有些城市還存在著有軌電車系統(tǒng)，我國過去有許多城市使用過有軌電車，如北京、天津、上海、哈爾濱、……，至今大連、鞍山、長春仍存在著有軌電車，它與其它交通交織在一起，沒有獨立的封閉線路，技術(shù)裝備落后，其運行速度和運量都很低.
　　在東歐的一些城市，由于私人汽車數(shù)量相對較少(與亞歐城市相比)，迄今為止，還有一些高效的有軌電車系統(tǒng)仍在運行.雖然這些系統(tǒng)逐步采用了一些現(xiàn)代技術(shù)，但系統(tǒng)的基本特征并沒有改變.
　　城市軌道交通的另一發(fā)展途徑是鐵路，最早的鐵路是用蒸汽驅(qū)動的.至今，交通運輸仍對城市發(fā)展產(chǎn)生重要的影響，如鐵路沿線的土地開發(fā)和永久設施的建設.如果觀察全世界城市的發(fā)展過程就會發(fā)現(xiàn)，鐵路在城市建設中起著重要作用(美國的城市是個例外，它們的早期發(fā)展是以個人汽車開始的).隨著鐵路沿線城市的發(fā)展，城市間的鐵路變成了市內(nèi)鐵路，這也是城市發(fā)展的結(jié)果.世界上大多數(shù)城市著名的“老式”地鐵起源于鐵路，并具有典型的鐵路特點.
　　綜觀現(xiàn)代城市的軌道交通系統(tǒng)，可清晰地發(fā)現(xiàn)兩種不同發(fā)展模式：地鐵使用鐵路技術(shù)；有軌電車使用完全不同的另一種技術(shù)，因兩種技術(shù)不同而造成的投資差異是顯而易見的.
　　如上所述，地鐵和有軌電車的運量有很大不同.如何填補有軌電車和地鐵之間運量的缺口是歐洲所有城市發(fā)展交通的難題.在二次大戰(zhàn)后的歐洲經(jīng)濟高速增長階段，這個難題變得越來越突出了.
　　對于現(xiàn)在開始和打算將來要建設城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展中國家來講，這些難題和困難與幾十年前歐洲的情況完全一樣.歐洲城市的規(guī)劃人員和公交部門、生產(chǎn)廠家一道找到了解決這個難題的辦法.這就是立體城市軌道交通系統(tǒng)(以下簡稱輕軌系統(tǒng)).這是兩種不同公共交通系統(tǒng)的結(jié)合.它既能滿足運量的要求，又能大大降低了建設投資.
　　輕軌系統(tǒng)是由一些成熟的、標準的子系統(tǒng)組成：車輛、線路、車站、供電、信號和通信.采用不同系統(tǒng)的組合，可以滿足不同的要求.輕軌的主要特點如下：　①輕軌車輛的大小可根據(jù)需要調(diào)整.②輕軌車輛的功能設計靈活：如地板高度、驅(qū)動系統(tǒng)、駕駛和控制系統(tǒng).③列車編組和行車間隔調(diào)整自如.④線路形式適應性強：可采用高架、地面、地下多種形式.⑤變化多樣的軌道上部結(jié)構(gòu)：如封閉、半封閉和開放式.⑥車站設備和換乘點設計靈活.⑦信號和列車防護系統(tǒng)可根據(jù)不同要求靈活選用.
　　輕軌系統(tǒng)的高效益在西歐的許多地方得到了驗證.城市在發(fā)展公共交通時，幾乎遇到了同樣的問題.了解歐洲發(fā)展經(jīng)驗，避免時間和金錢的浪費是一個明智之舉.表1總結(jié)了有軌電車、輕軌和地鐵的基本特征.

表1　有軌電車、輕軌和地鐵的基本特征比較

特　征	有軌電車	輕　　軌	地　　鐵
線　路	全部地面， 混合道， 部分專用道，	地面、高架、地下， 全部專用道， 曲線半徑25～50m， 縱坡6%～7%	主要在地下， 封閉專用， 曲線半徑150～200m， 縱坡3%～4%
運　能	<1萬人/h	1～3萬人/h	3～7萬人/h
車站形式	地面	地面、高架(地下)	高架、地下(地面)
站間距	500m	500～1000m	1000～2000m
站臺長	20～30m	60～100m	100～200m
運行方式	多線混合運行	獨立運行為主	各線獨立運行
最小間隔	1min	2min	2min
平均速度	17～18km/h	25～30km/h	35～50km/h
車　　型	四軸	四軸，六軸，八軸	四軸
軸　　重	8t	10t	16t
編　　組	1～2輛	2～4輛	8～10輛
列 車 長	20～20m	60～100m	100～200m
供電電壓	DC600V	DC750V	DC750，1500V
授電方式	架空線	架空線	三軌，架空

2　中等運量的綜合軌道交通系統(tǒng)

　　中等運量的綜合軌道交通系統(tǒng)是一個立體布局的軌道交通系統(tǒng)，是一種起步快、見效快、運量大、造價低的經(jīng)濟而實用的軌道交通系統(tǒng).根據(jù)輕軌交通的特點，具體系統(tǒng)模式構(gòu)思如下：
　　(1)運量　運量是決定建設規(guī)模的基本要求.對綜合軌道交通系統(tǒng)來說，運量是運輸能力的重要指標.
　　參照國外經(jīng)驗，結(jié)合我國城市的特點，并控制一定的規(guī)模，確定本系統(tǒng)的適應運能為高峰小時單向斷面流量1～3萬人次.3萬人/h的運能要求，意味著每列車最大載客量(定員)為1000人，行車最小間隔為2min的密度.
　　(2)適用范圍　根據(jù)客流預測實驗，高峰小時單向最大斷面流量達到3萬人次，一般來說，適用于市區(qū)外圍地區(qū)，如北京市的8個邊緣區(qū)域之間及與市區(qū)聯(lián)系的交通干線上.
　　(3)線路型式　線路布設基本上是沿街道走行，根據(jù)城市街道條件，采用立體化布局.因此線路設計具有較大的靈活性.
　　根據(jù)城市條件，能走地面線為優(yōu)，在重要路口和地段可以高架，在城市中心區(qū)必須采用地下方式.要盡量減少地下段，降低工程造價.
　　地面線路要設置專用道和部分平交道口，以提高運行速度和保障運行安全.平交道口設置要與道路交通組織結(jié)合，盡量減少平交道口，即使要設，也要盡量與車站位置結(jié)合.平交道口要有信號防護，并與城市交通信號聯(lián)網(wǎng)，以保證輕軌優(yōu)先通過.
　　高架線路的位置，必須與城市道路功能綜合考慮，其結(jié)構(gòu)型式和高度必須與城市景觀相協(xié)調(diào)，既符合輕軌交通功能的要求，又與城市建筑總體規(guī)劃相一致.
　　(4)車輛　根據(jù)運量和線路型式，車輛必須滿足如下要求：車型新穎、載客量大，具有防寒能力、性能靈活、維修方便.
　　因車輛在城市中運行，對景觀、噪聲的影響比較敏感.從列車運行動態(tài)效果來考慮，車輛造型要新穎，要為城市增添美感，要有降低噪聲措施.
　　由于未來城市流動人口增長很快，客運量大，車輛必須要考慮增加載客量，在不降低標準的條件下，適當增加立位，減少座位，以保證在高峰時間的最大載客能力.
　　車輛必須適應線路條件，具有爬坡能力大、轉(zhuǎn)彎半徑小的特點.為提高速度和保障安全，必須有較大的加減速度性能.
　　車輛應編組靈活，檢查和維修方便，要考慮定型化、標準化、模塊化、組合化.這也有利于減小車場占地規(guī)模.
　　北方地區(qū)冬季時間長，車輛在地上運行，停靠站開門頻繁，必須考慮防寒問題.
　　(5)運營管理　運營管理模式與提高服務質(zhì)量、降低運營成本密切相關(guān).同時要加強人員培訓，提高管理水平.運營管理可分三部分：列車運行管理、車站站務管理、設備運轉(zhuǎn)管理.
　　列車運行管理，主要是指對列車的運行調(diào)度指揮、保證行車安全和準點的信號控制管理系統(tǒng).這與列車的行車間隔時間、了望條件、車輛技術(shù)性能有關(guān)，與采用的自動化控制裝備有關(guān).這兩者之間要合理配合選擇，要與提高人員素質(zhì)和改進管理方式結(jié)合起來，把地面線和地下線區(qū)分開來，把行車密度不同的地段區(qū)分開，根據(jù)具體條件采用不同方式.為簡化管理，控制車站規(guī)模，在保證安全與準點的前提下，運行管理要因地制宜，采用靈活的方式.
　　車站站務管理主要是車站秩序管理、票務管理和安全管理，保障乘客上下車和列車到發(fā)的安全和準點，避免站內(nèi)發(fā)生意外事故.票務管理主要是售檢票方式，要從管理方便、保障收入、控制規(guī)模、降低成本等方面考慮.票務管理的方式，對車站規(guī)模的影響尤為重要，要注意保障車站出入口的通過能力，要避免擴大車站站臺的規(guī)模.
　　設備運轉(zhuǎn)的管理，主要是供電系統(tǒng)和地下車站中的通風和空調(diào)系統(tǒng).由于線路以地面和高架為主，列車編組長度短、軸重輕、總耗電量遠不及地鐵.所以運轉(zhuǎn)設備較少，可考慮盡量集中管理，并置于車站之外，不增加車站規(guī)模.
　　(6)車站規(guī)模　車站規(guī)模取決于客流量和管理方式，同時也取決于線路型式是地面、高架還是地下.此外也受建筑形式的影響.作為車站本身的因素，主要是管理方式和管理水平.車站站臺高度要與車輛地板面相當，站臺長度適應列車長度，不應超過110 m.地面車站的站臺兩側(cè)與街道間應有隔離措施，乘客均從站臺端部進出，以便管理和保證安全.在高架車站，雖然車站空間允許擴大，但從景觀考慮，應盡量控制車站規(guī)模和體積，以便于建筑造型的處理.總之，車站規(guī)模要隨管理模式的簡化而減小，這也有利于車站位置布局，有利于建筑造型玲瓏.
　　(7)車場　車場是車輛停放和維修的基地，車場占地較大，在城市中選址比較困難.車場規(guī)模大小主要決定于怎樣停車，怎樣修車.停車場線路布局的基本條件是一條線路能停幾列車.每條線停車數(shù)越多，則越可減少股道數(shù)和道岔區(qū)的占地面積.車輛保養(yǎng)和維修的工藝方式和周期是決定檢修線數(shù)量的基本因素.車輛制造標準化、模塊化，并具有故障自動檢測裝置，使車輛各種維修能力大大提高，周期縮短，線位減少.由于列車允許通過曲線半徑甚小(R=20～30 m)，使車場線路布置有更大的靈活性.在車場布置的同時，應考慮全線的維修中心、培訓中心、材料總庫等，要立體規(guī)劃，節(jié)約用地.
　　(8)關(guān)于先進性　在上述總體構(gòu)思中，強調(diào)經(jīng)濟性和實用性較多，并未突出所謂先進性.這并非是降低標準，而是從實用觀點來講先進性，在發(fā)展過程中追求先進性.實際上，能夠應用成熟的技術(shù)，發(fā)揮出最大的效益，并保留發(fā)展的余地，這是國際公認最大的先進性標準.單純以自動化程度的高低來體現(xiàn)先進水平是片面的.
　　從發(fā)展的觀點來看，系統(tǒng)的先進性更主要的體現(xiàn)在人才培養(yǎng)，提高素質(zhì)，提高管理水平，提高服務質(zhì)量上.
　　先進的設備可以逐步投入，適應逐步增加的客運量，使物盡其用. 3　結(jié)論與展望
　　在中國，軌道交通系統(tǒng)尚屬初級階段，目前僅在北京、天津、上海建有地鐵，廣州地鐵正在建設，大部分城市均處在規(guī)劃和籌劃階段.即使在大連、鞍山、長春還保留著有軌電車并亟待改造為輕軌系統(tǒng)，但仍未起動.總體上講，發(fā)展是緩慢的，其原因是地鐵造價過高，難以承受，輕軌無系統(tǒng)標準，容易套用地鐵模式，也導致造價提高.尤其是當前資金籌措比較困難的情況下，起動更困難.為此，汲取歐洲的經(jīng)驗與中國實際情況相結(jié)合，探索一種適合于中國的經(jīng)濟、實用、靈活的中運量的軌道交通系統(tǒng)，對推動中國軌道交通發(fā)展具有積極的意義.

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