浅析城市智能轨道快运系统设计要点

张 恒

中铁四院集团新型轨道交通设计研究院有限公司，江苏苏州 215009

1 车辆基本特点

2017年6月2日，由中车株洲电力机车研究所有限公司研制的一种名为“智能轨道快运系统（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”的全新交通产品在株洲首次亮相，这种新型交通工具的主要特点是融合了现代有轨电车和公共汽车各自优势。

智能轨道快运列车是一种双向行驶的多编组胶轮车辆。它采用全轴转向控制技术，并通过主动安全控制、车载信号控制、机器视觉等对行驶进行电子约束，实现在虚拟轨道下的类轨道行驶，是“可以在马路上行驶的有轨电车”。系统运营具有线路布置灵活，安全高效的特点。

传统轨道交通制式系统构成需要物理轨道承载、约束车辆。

智轨系统构成不需要物理轨道承载、约束车辆，只需路面上的虚拟轨道标线。车辆基本参数见表1。

表1 车辆基本参数

最小转弯半径 15m地板高度 330mm（100%低地板）

2 路权与敷设方式

由于智轨快运系统车辆本身的特点，智轨系统同时具有轨道交通和快速公交的运营特征，因此在设计时需综合考虑，不能简单认为在城市建设智轨线路运营“仅仅是购买车辆”。

智轨电车在设计研发的时候主要考虑解决传统有轨电车需要物理轨道的问题，在电车甩掉轨道之后，一些思路也要相应改变。

2.1 路权

传统有轨电车在既有道路建设时，往往会采用“在路中分隔带敷设轨道走行有轨电车”；而智轨电车是胶轮车辆，可以直接走行在社会车道上，因而也就避免了铲去中分带再建设车道这一过程，相应带来的结果就是社会车道被占用，而且为发挥其土建工程量小的优点，往往推荐直接占用的方式，有别于传统有轨电车的“占一还一”原则。

智轨电车占用了社会车道之后，是否是采用独立路权的问题自然就要讨论。参照快速公交即BRT的建设经验，BRT一般是采用半独立路权形式，即“区间独立路权，交叉口共享路权”。

相较于传统有轨电车，智轨系统更有必要通过视觉手段明确路权形式，原因在于有轨电车的走行区间铺设有钢轨，社会车辆可以直观地看出电车行驶区域；智轨系统的走行车道与社会车道几乎无异，并且基本是处于无高差的，因此建议采用彩色标线、彩色沥青路面或者隔离护栏等方式保证安全。

2.2 敷设方式

和有轨电车类似，智轨系统的线路敷设位置目前主要有道路的中央、路侧、双向同侧三种方式。

（1） 路中式：智轨列车两条轨道线均敷设于道路中央，机动车及非机动车道布设于智轨列车两侧。路中式为常规布置方式，多数城市的有轨电车建设均优先采用路中式。

优点：

① 不会对两侧地块出入交通造成影响，地块出入仍可利用市政道路右进右出的设置。② 两线距离近，折返线容易布置。③远期道路可两侧拓宽，条件较充足。④路中管线少且一般绿化较宽，可有效减少道路改造和管线改迁工程量，方便设置中央岛式车站。⑤线路位于道路横坡最高点，不易积水，有利于列车防淹。⑥与市政道路信号系统结合性好，在保证公交优先的前提下，可最大程度减少对道路交通的影响。⑦ 可结合市政道路共同设置绿化，美观、经济、实用。

缺点：

站台布于道路中央，在一般地面车站，乘客乘车需通过斑马线横穿半幅道路进站，可能遇到等待红灯的情况，不如路侧车站乘车方便，耗费时间略高。有条件可设置过街天桥或地下通道，采用立体过街形式。

（2） 路侧式：上下行分开设置于机动车道外侧（道路分主辅路时，为主路外侧车道），又称两侧式。

优点：

①乘客上下车不需要穿越道路，安全性高。②车站设置于道路两侧，便于与其他公交方式的换乘与接驳。

缺点：

①线间距很大，折返作业对道路交通影响大，安全隐患大。②将道路机动车道与地块出入口隔离，小区出入机动车与智轨列车产生交通冲突，互相干扰较大，安全隐患大。③上下行分设于道路两侧，限制了机动车道宽度，不利于道路远期拓宽。④市政管线主要埋设于路侧，管线改迁工程量较大。⑤位于道路横坡低点，易产生积水，不利于安全运营。⑥上下行车站分离，乘客换乘极为不便。

（3） 双向同侧式：上下行设置于道路同一侧的人行道外侧。适用于道路一侧为河流、山体、绿化用地等自然隔断的少数情况。

优点：

①乘客乘车不需要穿越道路，安全性高。②车站设置与路侧，便于与其他公交方式的换乘与接驳。③两线距离近，折返线容易布置。④设置于路侧绿化带，道路改造工程量较小。

缺点：

①对道路一侧的用地需求较高，具有特定的适应性。②将道路机动车道与地块出入口隔离，小区出入机动车与智轨列车产生交通冲突，影响较大。③限制了道路远期一侧的拓宽条件。④路侧管线较多，智轨列车施工开挖及远期管线扩容均影响大。⑤仅能覆盖单向客流，道路另一侧乘客乘车需穿越整条道路，时间成本太高，乘客乘车积极性不大。。

在普通路段，一般优先推荐路中式布置方案。

3 平纵线形参数

市政道路的平纵线形参数，如圆曲线半径、缓和曲线、夹直线、交叉口渠化展宽、渐变段等参数根据道路设计速度而不同，智轨系统的车辆作为设计速度70km/h、车长31.65m的交通实体，走行在最内侧车道，紧贴道路中线或者中分带的车道上，若完全采用老路的线形指标势必会造成平面线形的不顺。因此，在既有道路上加入智轨时，可以考虑适当参照有轨电车的设计规范重新拟合道路中分带。但是，由于智轨车道与社会车道几乎无高差，竖曲线参数就不宜进行过多调整。

①平面最小曲线半径一般为20m，困难地段或车场线为15m。②最大纵坡一般为90‰，困难地段为100‰。③竖曲线最小半径区间正线：一般地段为2000m，困难地段为1000m。

4 车站设置

4.1 车站形式

车站型大致式可分类为三种：

（1） 标准岛式车站。车站站台宽度为5m。路中标准岛式车站布置在交叉口的一侧，车站位置总限界宽度为10.95m。

优点：

①方便乘客中途折返。②车站设备和管理只需要一套系统，节约投资和运营成本。③上下行人流分离有序，进出站比较顺畅。

缺点：

①站台宽度较大，道路拓宽较大。②线路平面线形在车站位置不顺畅，存在“S”弯。

（2） 分离岛式车站。车站站台宽度为3.5m，左右站台分离布置在交叉口两侧。不停靠车辆的一侧，线路中心线距离站台边缘2m；停靠车辆的一侧，线路中心线距离站台边缘1.45m。车站位置总限界宽度为10.95m。

优点：

①上下行的人流分离，站台乘客流线组织顺畅。②节约道路宽度。

缺点：

①不方便乘客中途折返。②乘客乘车容易造成混淆，上下行方向弄反。③车站设备和管理需要两套系统，增加投资和运营成本。

（3） 加长岛式车站。车站站台宽度为3.5m，路中加长岛式车站布置在交叉口的同一侧。线路中心线距离站台边缘1.45m。车站位置总限界宽度为10.95m。

优点：

①方便乘客中途折返。②站台宽度比整体岛式小，减少道路拓宽。③车站设备和管理只需要一套系统，节约投资和运营成本。

缺点：

上下行的人流交织在一起，站台乘客流线组织不顺畅，进出站时局部拥挤。

4.2 过街方式

乘客过街方式包括有平面过街方式及立体过街方式

（1） 平面过街方式。路口车站乘客采用利用路口斑马线平面信号过街，在信号灯的控制下，利用路口的斑马线满足乘客的进出站需求。区间路段设置车站时，尽量通过设置立体过街方式来解决。

（2） 立体过街方式。在路口人流量比较集中的车站或在路段比较集中的路段车站，可采用立体过街方式进行解决乘客过街问题。立体过街一般采用天桥与地下通道方式。

5 结语

总体来说，智能轨道快运系统作为一种建设周期短、造价低、审批程序简洁、高效便捷的新型中运量公共交通形式，是未来许多中小城市解决交通拥堵的不错选择。一个新型公共交通系统的落地，需要立法部门和交通管理部门完善工作，更需要工程技术人员在实践中不断探索，相信未来几年智轨系统在全国乃至全世界范围内都会迎来蓬勃发展。