国内新区中运量交通工具的选择

杨科炜

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

随着基于新城市主义规划观念的“窄马路、密路网、开放街区”理念在国内被广大规划建设界人士接受，加上“绿色出行、低碳出行、以人为本”的设计理念开始逐步取代以往单纯保证机动车通行能力的设计理念，在各地的规划建设实践中，对公共交通分担率的要求越来越高，一些新区的公共交通分担率已经在规划阶段提高到了50%。对于国内大部分的新区而言，既希望能够利用公共交通来解决城市拥堵、建设宜居社区，而在审批体制和政府财力上又不可能建设作为大容量交通工具的地铁作为公共交通工具，因此建设中运量公共交通系统便成为了这些新区提高公共交通分担率的最好选择。

根据《城市公共交通分类标准》（CJJ/T114—2007），城市公共交通系统可以分为大运量公交、中运量公交和常规公交系统3类[1]。但在上述分类标准中，对于这3类系统的分界运量并无明确的定义。在工程实践中，一般将单向断面最大小时运量0.5～3.0万人的公共交通系统定义为中运量，而中运量公交采用的制式，常见的有BRT、现代有轨电车、跨坐式单轨、悬挂式单轨、中低速磁悬浮等，尤以前两者最为常见。对于采用何种制式，业界人士分歧颇大，有认为中小城市和各级新区适合采用BRT的，也有认为适合采用现代有轨电车的。本文根据笔者研究过的一些项目，并结合最新的智能无轨系统,对中运量交通工具的制式选型提出了一些看法。

1 研究指标的选取

作为公共交通系统最大的决策者——地方政府来说，中运量公共交通系统制式的选择，其预期目标往往包括以下几方面：

（1）缓堵效果的最大化。在同一断面上取得最大化效果的高峰小时公交运能可以在群众中取得良好的认同，最大化地吸引群众放弃私家车改乘公交车，以便对城市拥堵起到缓解作用。

（2）财务效费比最大化。工程投资和工程效益达到最佳配比组合，“既要造得起，又要养得起”，特别是在目前国内新区普遍存在花钱口子多、财政状况紧张的情况下，不仅要考虑工程的建设投资，也要慎重考量项目的运营成本，从而避免项目运营后背上沉重的财务包袱。

（3）可实施性最大化。在前两个预期目标的基础上，还要能够确保项目可以获批、系统采购便利、营运用地尽量小，从而能够在最短时间内组织项目实施。

（4）环保效益最大化。项目中采用绿色节能环保的交通工具，最大程度地减少交通对城市环境的影响。

作为满足决策者预期目标的选型分析指标，本文从技术指标、项目投资、运营费用、节能环保等方面对BRT和现代有轨电车进行了比较。

2 制式比较

2.1 技术指标比较

BRT和现代有轨电车在国内投入运营均已有相当长一段时间，技术指标也相对稳定。为了达到城市缓堵保畅、吸引客流的目标，其运能和平均运营速度决定着系统的使用效果。

由于BRT和有轨电车采用的车辆都是制式车辆，根据笔者掌握的厂家资料和工程实际情况，BRT（18m铰接车）的额定载客一般在160人左右；3节编组的有轨电车一般额定载客在167人左右,5节编组的有轨电车一般在300～400人，7节编组可增加至500人左右。发车间隔时间在规范上的给定值较为宽泛，BRT为高峰时段1～3min，有轨电车为高峰时段不小于2.5～3.0min，在计算时BRT取为1.5min（成都二环BRT的高峰时段发车间隔），有轨电车取为2.5min。BRT和有轨电车的理论计算最大运能见表1。

表1 两种交通方式最大运能比较

根据理论计算结果，BRT和有轨电车的理论最大运能不相上下，且在计算时BRT发车间隔偏于激进，同时有轨电车的车型指标变化较大，因此其编组额定载客数相对偏于保守。在业内一般认为BRT的运能为0.4～1.0万人/h，而有轨电车为0.5～1.2万人/h，在运能上两者差异不大。

从项目实践而言，除了厦门BRT和成都二环BRT两个项目以外，国内中运量交通工具项目中，无论是BRT还是有轨电车鲜有采用独立路权的，都采用了信号优先的部分路权模式，其平均运营速度基本都未超过20km/h，且两者相差不大，见表2。

表2 两种交通方式平均运营速度比较

2.2 工程投资比较

对于BRT和有轨电车的工程投资，业内通常的观点是BRT的总投资一般为0.4～1.0亿元/km，而有轨电车一般为1～2亿元/km，从笔者收集到的一些BRT和有轨电车项目的投资数据也印证了这一观点（见表3）。

表3 两种交通方式项目投资比较

一般而言，BRT和有轨电车项目在新区会采用PPP模式进行建设。随着财政部对PPP项目的严格控制（PPP项目不能超过公共预算支出的10%），而一个区域内中运量系统不可能采用两种制式，这就决定了BRT和有轨电车只能选择其中一种。对于一个片区50km的中运量系统而言，BRT和有轨电车工程投资要相差50～60亿元，这对于政府，特别是初期财政并不怎么宽裕的各级新区是一笔不小的差额。

同时，从市政基础设施投资率(市政基础设施建设投资占GDP的比例)而言，目前,联合国推荐指标为5%,世行调查发展中国家的平均值为8%,而我国各地的市政基础设施投资率基本都在10%以下。将政策最优、条件最好的国家级新区财政状况进行对比后不难看出，仅仅依靠这些新区自身的财政力量，即便是排名最靠前的新区，BRT和有轨电车的投资差额也不是一笔可以忽视的数字（见表 4）。

2.3 运营费用比较

运营费用对于BRT和有轨电车而言，一般包括两种:

（1）车小时成本。主要是指日常运营过程中的员工工资及线路维护等费用支出，此类费用与项目长度成正比，线路越长费用越高，每km的费用相对固定。

（2）车公里成本。主要是指车辆在行驶过程中的供电（燃油）及车辆维护等相关费用的支出，此类费用与车辆的运行时间成正比，行驶时间越长，成本越高。

国内业界对于BRT和有轨电车存在争议，对于两者运营费用的测算研究成果也不在少数，所得的结果也不尽一致，但一般可以认为BRT的运营费用为350～450万元/（km·a）；有轨电车由于维护保养管理更为复杂，一般运营费用为800～1000万元/（km·a），如果再考虑到车辆的折旧，会高达3000～3500万元/（km·a）（有轨电车单列的造价昂贵得多）。

表4 国内部分国家级新区财政状况表

纵观国内各类中运量公交项目，由于客流培育需要一段时间，如果要求运营方保证一定的发车密度（结合国内一些调研和研究，一般是高峰时段发车间隔不超过4～5min，低谷时段的发车间隔不超过10min，再长就会超过乘客等待的心理预期），则这种间隔在运营初期往往满员率很低，因此就会形成或是人为拉长发车间隔以减少亏本，或是政府大幅度补贴的情况。同时，有轨电车编组一旦确定就无法变化，不像BRT还可以控制编组。以南京河西有轨电车为例，其发车间隔在第1年为20～30min，从而将中运量公共交通搞成了观光交通；上海张江有轨电车每年亏损在2100万元以上，形成了即使造得起，也养不起，最后不靠财政补贴就无法正常运营的怪圈。相对而言，BRT的运营费用就要小得多，即便运营初期为保证发车班次而形成亏损，也会让运营方更能接受。

2.4 节能环保比较

国内有轨电车项目起步较晚，由于其采用的是电驱动，相对于采用传统燃油发动机的BRT车辆更具备节能环保性。随着国内车辆制造厂商的技术进步，宇通、金龙、珠海银隆等厂家都推出了新能源（混合动力或纯电动）的BRT18m客车，从而在这一指标上基本追平了有轨电车。

2.5 比较结论

BRT和现代有轨电车相比，最大运能差距不大，但其总投资低、运营费用低、环保效益也不差，更符合建得起也养得起的要求，可以更加有效地避免由于运营初期客流密度低所造成的种种弊端。

3 近远期结合的思考

根据国内大部分新区的发展经验而言，在很长的一段时间内，新区人口都会处于爬坡状态，客流增幅相对不会很大。英国的公交实践指南（Practical-TransitGuide）[2]中指出,城市出行者对公交服务各方面重要度的排序及其权重（各指标的重要度权重总和为100）为:可靠性-34，频率-17，车辆 -14，驾驶行为 -12，线路 -11，票价 -7，公交信息-5。由此可以看出，从城市出行者的角度来理解，公交工具的可靠程度（即让出行者在其预计时间内完成出行的概率）和公交工具的发车频率（影响使用者的心态）是公交系统成功的最重要指标。

根据经验，BRT系统往往在新区发展的初期表现良好，但是随着交通量的增长，BRT的可靠度就会下降，体现在候车时间可靠性、公交准点性、公交运行速度或路段行程时间、车况和载客均衡性等方面的不足。这些不足将最终导致公交出行者完成其出行活动所花费的出行时间不可靠，而其后果必然是导致越来越多的出行者（具备一定物质生活条件的）放弃选择公交出行[3]。

由于BRT系统已经采用了专用车道、信号优先、车下售票等措施，因此造成BRT系统可靠度的问题往往会体现在车头时距的控制和司机的驾驶习惯上，特别是在客流增大后BRT采用多辆编组发车后，此类问题更加突出，往往造成居民使用BRT出行的时长开始变得不可控，乘坐舒适性变差，同时由于多辆编组的车头间距控制存在随机性，造成交叉口信号优先难以为继，从而进一步降低了BRT出行的可靠性。

上述问题造成很多地方政府在选择时有“BRT在初期运营效果较好，但当客流增长后，能否继续保持这种效果”的担心。

为此，笔者结合上海电气临港重装备产业园区内的试验线项目，提出了一种新的思路：近期采用BRT培育客流，远期BRT不能满足要求时加装设备将BRT升级为智能无轨系统。

智能无轨系统介于轨道交通与地面公交之间，在结合两者优点的同时能克服两者缺点。该系统包括电子虚拟轨道、电子挂钩编组、运营调度系统、信号优先系统、信息服务系统和综合监控系统等。其中运营调度系统、信号优先系统、信息服务系统、综合监控系统与BRT近似，在改造时基本不需要做大的升级，无需调整站台设计，主要提升的是电子虚拟轨道、电子挂钩编组。

3.1 电子虚拟轨道

通过在既有BRT公交专用道上加装磁钉，使公交车辆沿磁钉构成的轨道运行，直道运行轨迹距离磁钉轨迹的偏移量左右不超过15cm，尽量降低驾驶者行为习惯对车辆运行轨迹的影响，从而降低人为因素影响BRT行程时间的比例。

电子虚拟轨道无论是直行还是转弯都可以保证平稳的运行轨迹，公交车道宽度可以降到3m，从而能安装隔离系统来降低横向车辆干扰。构成轨道的磁钉纵向间距1m；寿命大于50a，费用小于2万元/km，且定位磁钉不受雨雪天气影响，不依靠光线照明，对道路下的既有管线也影响较小。另外，电子虚拟轨道对既有土建工程的改动非常小。

3.2 电子挂钩编组

利用电子挂钩技术实现虚拟的车辆挂接，在车间距稳定可控的情况下编组多辆BRT公交车，并根据客流变化来调节发车编组规模。例如早晚高峰时间3节18m编组，平时2节18m编组，有效缩减车间距来提高运行效率，保证交叉口信号优先的顺利运用。其速度在15km/h及以下时车距可保持3m，速度达到30km/h时车距应保持6m。

电子挂钩系统只需对既有BRT车辆进行操控系统的局部升级改造，不涉及车辆动力系统等大部分设备，因此改造费用可控。以国产化后的设备计算，单车改装费用约40万元[4]，见图1。

图1 智能无轨电车改造系统

通过提升改造，用电脑替代部分人工操作，可以使得中运量系统的发车间隔更小，运行效率更高。根据美国俄勒冈州尤金市智能无轨电车的运营数据显示，这种电车可以有效应对1.0万人/h的可靠运营需求。

4 结语

对于国内的新区而言，采用近期BRT培育客流，远期提升智能无轨系统，既具有可实施性，又具有经济性。因此，可以将其作为公共交通分担率要求较高而近期财力又有限的地区的合适选择之一。

参考文献：

[1]CJJ/T114-2007，城市公共交通分类标准[S].

[2]Balcombe R，Macket R, Paulley N, et al. The demand for public transport: A practical guide [R]. [S.L.]: TRL Report,TRL593,TRL Limited, 2004.

[3]洪晓龙.基于公交出行时间可靠性的公交服务改善措施研究——以乌鲁木齐市公共交通系统为例[J].交通与运输(学术版),2012(1)：73-76.

[4]董明峰.智能无轨电车技术及应用 [J].地下工程与隧道，2016(12):35-39.