浅析灯泡线在现代有轨电车中的应用

张 会， 王文红， 李 凯

(1.北京市工程咨询公司， 北京 100031； 2.北京城建设计发展集团股份有限公司， 北京 100045)



浅析灯泡线在现代有轨电车中的应用

张 会1， 王文红2， 李 凯2

(1.北京市工程咨询公司， 北京 100031； 2.北京城建设计发展集团股份有限公司， 北京 100045)

依据有轨电车灵活、开放、以地面敷设为主及在线路选线、设计、运营阶段与地面交通局部段共用路权等特性，有针对性地探索路段资源分配、站点设计、交叉口控制方案等，特别是交通节点的组织方式，实现有轨电车与其他城市交通方式的和谐共存. 根据工程实践经验总结得出线路选线中的要点，并尝试将灯泡线应用至线路布设中，解决车辆的折返问题，有效地组织道路交通以减少有轨电车对道路网及交通节点的交通影响.

有轨电车； 灯泡线； 线路选线； 单行线； 交通组织

0 引言

20世纪中后期，现代有轨电车携科技而归，以其良好适应性和车辆性能为大中小城市提供不同解决方案. 现代有轨电车能充分利用地面资源，紧密的与地面交通相耦合，并能进一步延展地铁的服务范围. 其未来的发展趋势是规划网络化、车辆人性化、运营公交化、供电无网化. 基于以上发展趋势，国内学者也展开了一系列研究，包括针对现代有轨电车在我国的适应性分析、线网编制方法、线站设计、交叉口配时方案等规划与设计方面. 本文针对有轨电车路面布设、开放灵活、与道路交通局部段共用路权等特性，论述了现代有轨电车在机动车、非机动车、行人等常规城市交通环境中，开展交通一体化选线工作的必要性，尤其是在车辆终点站处的折返问题，新增支线的衔接问题等，避免其与路网规划和交通组织设计割裂. 因此，为实现空间上统筹考虑有轨电车线路与道路交通之间的关系，本文尝试将灯泡线应用到我国有轨电车线路布设和交通组织中，从而使有轨电车充分融入城市，减少车辆折返对道路交通的影响.

灯泡线(Balloon Loop)又称单向循环线，用以供列车掉头而无需转轨甚至无需停车. 在地铁领域应用较为广泛，利用灯泡线组织可避免车辆调头，较单渡线或交叉渡线方面，可减少列车单侧车轮的磨损，使两边车轮的磨损程度尽可能达到平衡，在地铁1号线古城、八通线土桥和5号线太平庄等车辆段均有所应用.

灯泡线应用在以地面布设为主的有轨电车领域，可减少车辆折返时对道路交通的影响，在香港的筲箕湾电车总站、连接纽约和新泽西的纽新捷运之世贸中心站、瑞士日内瓦万国广场站等都有应用. 然而，灯泡线在我国的应用较少，建设方往往更关注工程规模、道路改造量、投资等因素，而较少考虑运营的便捷性和高效性等. 本文的研究对于推动现代有轨电车在我国科学发展具有重要的现实意义.

1 有轨电车特性

有轨电车介于地铁与常规公交层面之间，既是地面公交骨干的提升与优化，高效稳定、节能环保、舒适包容的快速地面公交[1]，又是地铁网络的补充与延续. 现代有轨电车能充分融入城市，与地面交通耦合联动，其所独具的适应能力为城市提供了一种先进高效、灵活开放的解决交通问题方案，具有如下特性：

1) 运营灵活、开放：有轨电车基本采用不封闭路面布线[2]，车道布设在道路路中或者路侧，是一个开放性空间，与相对封闭的地铁设计存在明显不同. 公交化共线运营，且线路适应城市道路技术标准；

2) 绿色环保：系统采用电力牵引，是绿色交通方式[3]；

3) 地面资源利用充分：可沿道路一侧或中间绿化带设计，或利用既有天桥设站，可在草坪等特殊路面行驶，极大程度上减少用地，能充分利用城市空间；

4) 以人为本：采用低地板结构，上下车非常方便；车辆技术先进，平稳舒适，准时安全；乘坐环境优化，交通品质高，提升城市形象.

基于上述特性分析，有轨电车与城市道路设施的关联性极大，因此，无论是在线路规划、工程设计还是在运营管理阶段，均需统筹考虑沿线路段和交叉口车辆运行效率，协调有轨电车车道与社会车辆车道之间的关系[4]，针对有轨电车技术特点和运行特性进行线路选线和交通组织综合分析，特别是在交叉口时空资源的分配以及车辆折返等交通节点的处理.

图1 典型特性示意图

2 线路选线分析

在有轨电车线网的规划阶段，主要是针对线路的功能定位、线网关系、客流需求等宏观层面的分析和把握；有轨电车设计阶段主要是将线网加以实现，且在设计中会遇到一系列微观层面的细节性方案的探讨. 通过有轨电车项目的设计实践，交通组织与分析工作应当在宏观规划之后、设计之前介入，才能保证线路选线能与道路网络相适应. 线路设计通常针对线路长度、用地条件、客流需求、控制要素等方面论证线路方案的优缺点，而往往忽略了有轨电车对城市交通产生的影响和阻隔. 在交通分析过程中，应根据城市现状和城市总体发展规划、综合交通规划统筹考虑.

2.1 明确功能定位

研究城市发展趋势，契合城市空间和用地布局，分析城市规划结构，沿线土地利用情况和相关产业发展. 结合各城市有轨电车自身特点，明确其功能定位、线路特点、线网布局，在此基础上寻找可达性和机动性之间的平衡点.

2.2 路网规划与道路影响

基于区域路网规划，选取适当的线路方案，分析途径道路和相交道路在路网规划中的功能定位. 尽量避免线路横穿城市主干道，造成对道路交通的阻隔；有轨电车在路面上布设，在一定程度上占用道路资源，对于交通流量大、饱和度高的城市道路不适宜建设[5].

2.3 行车组织影响

道路选线过程中也应考虑设计与运营结合的紧密性. 未来行车交通方案在满足系统运能的情况下，分析运营方案对既有道路系统的影响[6]. 特别是在线路首末处的车辆折返问题以及交叉口处理等，既要满足未来交通需求，同时也应尽量提高运行效率，可适时考虑灯泡线形式的单向组织方案用以处理车辆的折返问题.

2.4 既有线路改造

建设有轨电车线路或新增支线时，应充分考虑其对已建成线路、站台的影响，统计所需改造工程量，尽可能提出较好的实施方案. 线路的设计无论何种规模，均应系统地梳理，考虑必要的交通因素，避免因为工期的原因忽略线路的运行效果.

图2 线路选线要点

3 灯泡线的延伸应用

灯泡线应用最初是取代渡线道岔折返，解决列车磨损而出现的一种线路形式，适用于轨道起终点站，结合路侧用地或广场设置折返和停车等. 而在国外，为解决有轨电车在地面折返对道路交通，特别是交叉口的影响，将灯泡线应用至有轨电车领域，主要是利用单行、环线的组织思路，减少车辆在路口的折返次数以及对道路资源的占用.

日内瓦是瑞士第二大城市以及法语区第一大城市，毗邻日内瓦湖西岸，东、西、南三面均与法国接壤，是欧洲的交通咽喉. 由于瑞士和法国收入水平和生活成本的差异，导致了日内瓦市大量的通勤客流. 大量的上班族早上涌入日内瓦市区工作，而傍晚又会到周边郊区居住. 20世纪80、90年代，由于私家车的大量出现造成的空气污染以及交通拥堵现象日益严重，市政府修订了恢复和扩大电车线路的计划，公共汽车和有轨电车网络遍布全州，并延伸至周边的法国城镇[7]. 在有轨电车线网中的万国广场站(Place des Nations)应用了灯泡线的组织方案，进行车辆的折返. 万国广场是联合国的前总部所在地，现为联合国驻日内瓦办事处，又称联合国欧洲总部. 有轨电车站台与折返的设置在完全保存城市风貌的同时，减少了对周边景观和交通的不利影响.

图3 日内瓦有轨电车线网图

图4 日内瓦有轨电车万国广场站

4 灯泡线应用实例

本文以某城市有轨电车新增支线的设计实例论述交通分析在线路选线中的重要性，避免出现线路对城市道路的分隔现象.

4.1 既有方案分析

新增线路是在既有的有轨电车线网中增加1条支线，用以实现中心区、各功能片区与高铁南站之间的紧密联系. 周边用地性质是以商业和市政交通设施为主的高密度开发，定位为经济区交通辐射核心. 高铁南站未来将规划建设成为地区规模最大的综合交通枢纽，计划2030年发送旅客4 054万人/年，与2011年北京西站的发送旅客量相似. 可见，此站周边作为一个紧密联系区域的交通节点，对应大量的商务和观光人流，需道路网络和各交通方式的高效支撑.

在线路方案比选中，推荐的线路起点位于高铁南站，沿东广场北侧绿化带内地面敷设，向东至白塔大街折向南、北与既有1号线通过曲线道岔相连，线路长度0.83 km. 白塔大街为主干道，其功能定位为贯通母城与新区之间的南北向联系通道，推动城市向双心结构发展. 线路横向切割白塔大街西侧半幅路，车辆通行效率难以保证，甚至波及其他相交道路，成为路网的瓶颈. 线路造成路网上新增3个平交路口，且需增设信号灯保证各向通行秩序，额外增加交叉口的相位相序数量.

分析线路对行车组织影响，道路选线过程中也应考虑未来行车交路方案，由于运营初期地铁还未建成，因此要求有轨电车的发车对数较高，线路与白塔大街路口有轨电车的运行方向包括3路车上下行、6路车上下行、1路车上下行，共计6个方向，而频繁的横切城市主干道必定会造成运行效率的低下. 此路口的信号控制方案，既要协调小汽车与有轨电车的关系，又要权衡直行有轨电车和转向有轨电车的关系.

图5 新增线路与白塔大街交叉口平面图

4.2 线路方案优化

考虑线路方案一对城市道路的阻隔作用影响较大，因此推荐沿城市道路布设的线路优化方案：起点位于高铁南站，单向线路布设，形成灯泡线路中式布局. 发车线路沿28号路、站前南路布设后，在白塔大街与1号线相接，可向南、北向发车；收车线路在白塔大街与站前北街交汇处，沿站前北街自东向西行驶后沿28号路驶回. 此线路的特点是最大化利用既有交叉口、城市道路通行，减少线路对城市道路网布局的影响.

图6 原线路方案示意图

4.3 线路与道路网关系分析

分析原线路方案、优化线路方案与道路网的关系，对比二者优缺点集中体现在以下几点：

1) 改造工程量：原线路方案较优化线路方案的道路改造工程量小；

2) 道路网影响：原线路方案对白塔大街(主干道)、28号路(站前重要集散次干道)产生横向阻隔，影响车辆正常通行，且造成白塔大街路段间距过小，不满足500 m以上间距的要求，影响有轨电车及其他车辆的运行效率；优化线路方案对白塔大街(主干道)、28号路的影响降至最小.

3) 交叉口组织方式：原线路方案新增3个平交路口，且需增设信号灯等控制设备. 在路口信号设置上，需增设有轨电车方向的专用相位，造成相位数增大、延误增多；优化线路方案有轨电车在既有交叉口处通行可随从无冲突交通流一同通行，无需单独增设信号设施和信号相位(如图8、9所示)，也不会增加路网交叉口数量.

基于上述分析，线路优化方案在与道路交通的融合上更为协调，同时也体现出交通分析在道路选线等前期工作、线路设计过程中的重要性.

图8 原线路方案(线路与白塔大街)相位相序图

图9 优化线路方案(线路与站前北路)相位相序图

5 结束语

经过有轨电车设计项目的积累，愈加体会有轨电车与城市道路设施的关联性、多专业配合协调的重要性[8]、设计与运营结合的紧密性. 总之，为保证有轨电车的高服务品质，对于现代有轨电车系统设计，应体现全生命周期综合分析的理念，根据工程现状条件和技术水平灵活的确定沿线交通设计方案，适时合理利用灯泡线方案. 本文的研究成果是对灯泡线应用的初步尝试，对城市发展和交通运输发展起到一定的积极作用.

[1] 崔亚南. 现代有轨电车应用模式及区域适用性评价研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2012.

[2] 唐淼, 马韵. 现代有轨电车在城市区域内的适应性[J]. 上海交通大学学报, 2011, 45(S1): 71-75.

[3] 丁强. 现代有轨电车交通概况[J]. 都市快轨交通, 2013, 26(6): 107-111.

[4] 李际胜, 姜传治. 有轨电车线站布置及交通组织设计[J]. 城市轨道交通研究, 2007(5): 38-41.

[5] 徐成永. 现代有轨电车的适应性研究[J]. 都市快轨交通, 2013, 26(6): 112-115.

[6] 高继宇. 现代有轨电车行车组织设计相关问题分析[J]. 科技信息, 2011, 2(32): 653-654.

[7] 张玉剑. 瑞士日内瓦有轨电车发展概略[J]. 世界轨道交通, 2008(3): 44-45.

[8] 王伊丽. 现代有轨电车系统一体化交通协调发展研究[J]. 交通工程, 2011(13): 115-118.

Study on the Balloon Loop Design for Modern Tram

ZHANG Hui1, WANG Wen-hong2, LI Kai2

(1.Beijing Municipal Engineering Consulting Corporation, Beijing 100031, China; 2.Beijing Urban Construction Design and Development Group Co., Ltd., Beijing 100037, China)

Tram is a flexible, open and new mode of transport mainly lying on the ground. In the line route selection, design and operation stages, we should give full consideration to the relations with surface transportation, and focus on exploring the road resources allocation, bus stations design, signal phasing scenarios, etc, especially for the traffic node organization to realize the coordination with other modes of transport. This paper concluded the main point of line route selection based on the practical engineering experience, and attempted to apply the balloon loop to line route arrangement. The result showed the balloon loop could organize the road traffic effectively, and solve the problem of the tram’s turn back, reduce the influence on road network.

modern tram; balloon loop; line route selection; one-way road; traffic organization

10.13986/j.cnki.jote.2015.06.003

2015- 06- 17.

张会(1985—)， 女， 中级工程师， 硕士， 研究方向为交通运输规划与管理. E-mail:642368156@qq.com.

U 268.6

A

1008-2522(2015)06-11-05