英国城市有轨电车及运营线路纵览

王文华，陆海英，韩俊臣

（中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道工程研究中心，长春 130062）

1 发展概况1

英国作为轨道车辆的鼻祖，其有轨电车前身可以追溯到作为城市公共交通的马拉无轨车辆，最早在1807年南威尔士出现，随着1825年史蒂芬森发明蒸汽机车，同时又改造了钢质轨道后，无轨马拉车辆也于1852年后开始在轨道上运营，并出现少量蒸汽动力和有轨缆绳公共交通车辆，直到1879年，西门子公司首次将其研发的直流电机应用在轨道车辆上，标志着世界上第一辆有轨电车的出现，该车牵引功率为2.2 kW，运行速度为13 km/h[1]。随后，有轨电车在世界各地竞相发展。就英国而言，到1927年，英国共有173 条有轨电车线路，线路总长达4 100 km[2]。但随着汽车工业的发展，有轨电车因其早期车辆乘坐舒适性不高、运营灵活性较差以及线路投资昂贵等原因，从20世纪30年代以后开始走向衰落。直到20世纪70年代以后，为解决汽车交通拥堵以及环境污染等问题，有轨电车又重现复兴局面[3]，英国也开始陆续恢复有轨电车运营，但数量不多。至2017年统计，仅在8座城市恢复有轨电车运营，有9个运营网络（伦敦有2个）共计27条线路，运营里程共为349.5 km。

拥有有轨电车的9座城市和地区分别是伦敦克罗伊登区（Croydon Tramlink）、伦敦码头区（DLR）、伯明翰（Birmingham）、爱丁堡（Edinburgh）、诺丁汉（Nottingham）、曼彻斯特（Manchester）、谢菲尔德（Sheffield）、布莱克浦（Blackpool）和纽卡斯尔（Newcastle），分布如图1所示[4]。

图1 英国拥有有轨电车城市和地区在地图上的分布Fig. 1 Distribution of cities with trams

根据GB/T 50833《城市轨道交通工程基本术语标准》，有轨电车定义为与道路上其他交通方式共享路权的低运量城市轨道交通方式，线路通常设在地面[5]。在英文中表达为“tram”的车辆，本文均称作“有轨电车”，在英语中表达为“light rail”的车辆，本文称作“轻轨”，轻轨的称呼只在伦敦码头区和纽卡斯尔的车辆介绍中出现，因其只是完全独立路权的差别，所以仍纳入本文研究之列。

2 运营线路

英国有轨电车的线路环境受其历史因素影响，形式多样，详见表1，其中有6座城市并不是铺设全新线路，而是将旧有铁路进行机械及电气化改造，同时在市郊区设为专有路权，改造信号设备，重新运营[6]。在改造过程中，为降低投资，要求车辆最大限度适应已有线路及电气化条件，个别线路区间需要车辆满足不同的适应能力，如伦敦码头区线路，采用双流制受电方式，布来克浦采用600 VDC供电制式，而纽卡斯尔需要采用1500 VDC供电制式，其中有2个运营网络还需要接驳部分干线铁路。

在市区内线路全部重新铺设，同时也全部采用槽型轨，市内采用公共路权，与公交系统、私家车辆混行。

表1 英国有轨电车运营线路环境Tab. 1 Operating line environment of British trams

3 运营车辆及转向架

整体上看，英国有轨电车的总量并不多，但形式上却各具特色，堪称有轨电车的小型展览馆，就当前正在服役的车辆来比较，具有如下特点，详细参数对比见表2。

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3.1 100%低地板车辆成为主流

英国有轨电车车型有高地板、40%低地板、70%低地板和100%低地板，从时间跨度的统计数据可见，车型的选择与有轨电车低地板技术的发展进程基本一致，20世纪 80～90年代车辆以高地板、40%低地板和 70%低地板型式为主，进入 2000年以后，新开通线路采购的车辆均以100%低地板车型为主，如伯明翰、爱丁堡等，甚至在伦敦克罗伊登区，虽在1998～2000年期间采购了24列70%低地板车辆，但在2011年增购时，也重新选择了100%低地板车辆。

3.2 注重残障人士的乘车需求

英国为照顾残障人士乘车，规定有轨电车结构设计必须满足关于残障人士通行及标识规定（rail vehicle accessibility regulations（RVAR）of the disability discrimination act（DDA））。伦敦码头区从2001年开始采购的B2K车辆，虽延续以前铰接高地板车型，但已明确要求车门宽度、车内通道、标识等必须满足英国针对残障人士的相关规定。

诺丁汉在早期采购的15列庞巴迪Incentro AT6/5型有轨电车因为单开车门的宽度不满足英国门安全警报标准，强制在2008年对车体进行改造，2014年完成全部改造工作[7]。

3.3 车体及内装

英国有轨电车的编组型式均为铰接结构，伦敦码头区和纽卡斯尔为转向架铰接，其他城市车辆为车体铰接。这种结构有利于车辆通过市内小区线，从统计数据看，60%的城市最小曲线为25 m，只有伯明翰和爱丁堡受历史原因影响，最小曲线为18 m。

车体钢结构多为不锈钢骨架结构，少部分铝合金结构。车体采用模块化设计，比如伯明翰使用 CAF公司5模块100%低地板有轨电车。在爱丁堡使用的7模块有轨电车是在5模块基础上增加了1个动力模块和1个浮车模块[8]。

从结构尺寸上看，无论何种车型，车体宽度全部为2 650 mm，最高3 670 mm，最低3 270 mm，对于100%低地板车辆，门口及地板面高度350 mm，座椅及站立人数比在1∶3～1∶2之间，最大轴重均不超过 11 t。

3.4 牵引与制动

车辆的受电形式及供电电压受线路因素影响，但除伦敦码头区以外车辆均采用受电弓型式，牵引加速度要达到1.3 m/s2（一般为0～40 km/h），常用制动减速度一般要求1.2 m/s2或1.3 m/s2，紧急制动一般要达到2.5 m/s2以上。

基础制动型式中，磁轨制动装置基本为标配结构，除伦敦码头区和纽卡斯尔以外，所有车型中均有配置，但盘式制动总体可分为3种情况：制动盘与车轴装配形式；制动盘与电机输出轴装配形式；制动盘与齿轮箱输出轴装配形式。

3.5 转向架配置

有轨电车实现地板面降低的关键因素在于转向架结构的设计，从历史发展角度看，主要有2种实现思路：一种是通过取消传统车轴的独立轮转向架方式实现，另一种是通过减小车轮直径的传统刚性轮对转向架方式实现。这2种方式在英国有轨电车的使用中均有体现[9-10]。

布莱克浦以小轮径轮对式转向架实现，伯明翰、爱丁堡以独立轮转向架实现，诺丁汉Incentro的车辆以取消车轴方式实现，采用弹性车轮、内置轴箱结构，一系悬挂以人字形橡胶弹簧和锥形橡胶簧为主，二系弹簧有螺旋钢弹簧、空气弹簧和沙漏橡胶簧形式，均配有一定数量的垂向及横向减振装置，牵引装置采用拉杆形式。

4 结论

综上所述，英国有轨电车形式多样，线路条件复杂，随着世界有轨电车应用的复苏，英国也在不断规划新线，就当前而言，其运营线路及车辆具有如下特点。

4.1 线路特点

1）线路陈旧，翻新和扩展计划实施进展缓慢。

2）二战以后炸毁铁路很多，后续并非铺设新轨替代，而是能修则修，不能修再换，再规划增加新线形成现有运营线路。

3）所有运营线路，在市内铺设槽型轨，郊区铺设T型轨，槽型轨槽宽并不统一。

4）从车辆运行区间看，没有完全市内运营车辆，基本为市区与城郊相结合，同时有些需要与过去地铁线路接轨，有些需要与干线线路接轨。

5）从路权上看，市内均为公共路权，与公交系统混行，在郊区设为专有路权。

4.2 车辆特点

1）从地板高度来看，高地板、40%低地板、70%低地板、100%低地板车型均有。

2）从转向架来看，传统轮对式转向架、独立轮横向耦合、独立轮纵向耦合、轮毂电机的转向架均有。

3）转向架多采用弹性车轮，以降低在市内的运行噪声；基础制动多采用盘式制动和磁轨制动，后者已成为有轨电车的标配产品。

4）从供电制式看，有直流750 V、600 V和1 500 V电压，有些地区进入干线的车辆需要同时包含直流750 V和25 kV电压两种。

5）车辆采用铰接结构，既有车体之间铰接，又有通过转向架铰接。车辆断面虽型式多样，但车体宽度基本保持在2.65 m。