中低运量的新型城市轨道交通系统

陈 义 志

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

1 概述

为引导地铁的有序发展，国务院办公厅申报建设地铁、轻轨的条件如表1所示。

表1 国办发[2018]52号文对申报地铁轻轨的条件

从当前的现状来看，大运量地铁“苛刻”的5个建设条件和巨大的建设成本将很多城市“挡”在了“门外”。

2 城市轨道交通分类

根据CJJ/T 114—2007城市公共交通分类标准，将城市轨道交通分为地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁浮、自动导向轨道、市域快速轨道。而中低运量的新型城市轨道交通系统主要有轻轨、中低速磁悬浮、单轨、现代有轨电车、直线电机轮轨交通等类型。

3 中低运量的新型城市轨道交通系统特点

中低运量的新型城市轨道交通的特点主要从客流等级和特征、环境条件、系统技术成熟度、运营可靠度、工程投资以及建设工期等方面综合分析，其制式的选择受国家的产业政策、城市的经济实力、价值取向和文化传统等因素的影响。

3.1 轻轨系统

“轻轨”与“地铁”相对应，是一个相对概念，运量比地铁要小。

轻轨系统具有如下特点：

1)工程造价相对较高。根据地形地貌，敷设方式可地下、高架和地面；采用地下的造价约为6亿元/km～8亿元/km，采用高架的造价约为2.5亿元/km～4亿元/km。

2)对客运量的应用范围广。可以适应2.5万人次/h～5万人次/h的大运量及1.5万人次/h～3万人次/h中运量的要求。

3)运行速度相对较高。平均旅行速度约为35 km/h～50 km/h；行车密度高。

4)有景观影响和噪声大的缺点。架空接触网对景观有影响；运行噪声较大，目前正研究通过多种措施减少噪声。

3.2 中低速磁浮系统

中低速磁浮交通是一种依靠磁悬浮列车转向架悬浮系统及直线电机牵引系统实现无接触和非粘着牵引抱轨运行的交通方式。

中低速磁浮系统具有以下特点：

1)工程造价相对较低。造价约为1.5亿元/km～3亿元/km。

2)爬坡能力强，转弯半径小，选线灵活。最小半径可达100 m、最大坡度可达65‰。

3)运营与维修成本低。据统计轮轨交通的年运营维护成本是总投资的4.4%左右，而中低速磁浮年运营维修成本仅约总投资的1.2%。

4)性能安全可靠。因采用“抱轨运行”，不易发生脱轨事故，安全保障好。

5)低碳节能、噪声低、无污染、绿色环保。

6)最适合的中运量、中速的城轨交通之一。最高速度可达到或超过120 km/h，最大运送能力单向可达3万人/h。

7)具备全产业链完全自主知识产权。

3.3 单轨系统

单轨系统是一种车辆与特制轨道梁组合成一体运行的运输系统，分为跨座式和悬挂式两种。

单轨系统具有以下特点：

1)工程造价相对较低。造价一般约为1.5亿元/km～3亿元/km，悬挂式单轨造价比跨座式更低。

2)爬坡能力强，曲线半径小。最大坡度可达60‰，最小半径可达100 m。

3)中低运量城市轨道交通的典型。最高运行速度80 km/h，单向客运量跨座式单轨约为1万人/h～3万人/h，悬挂式单轨约为0.3万人/h～1万人/h。

4)运营维护成本较高。由于采用橡胶轮胎，摩擦阻力大，牵引能耗较大，从而增加运营费用。

5)对环保有一定影响。橡胶轮在运行中产生的橡胶粉尘对空气环境有污染，胶轮回收利用存在一定问题。

6)基本实现国产化。

3.4 现代有轨电车系统

现代与传统的有轨电车区别主要是车辆性能的提升改善。

现代有轨电车具有以下特点：

1)工程造价相对较低。纯地面铺设、信号优先(无专属路权)的方式约为0.6亿元/km～0.8亿元/km；专属路权的方式约1.5亿元/km。

2)运输能力一般。单向运能为0.3万人次/h～0.6万人次/h；采用专属路权运能可达0.7万人次/h～1万人次/h。

3)车站布设形式及车辆编组灵活。可为中央式，两侧对称式，单侧布设式等三种形式。

4)多采用地面敷设方式，对地面交通有一定的影响，尤其是对道路资源紧缺和交通量较大的路段。

5)采用新技术和新材料，车体可实现100%低地板。

3.5 直线电机轮轨交通系统

直线电机轮轨交通系统是依靠电动机的定子产生的旋转磁场使得其中的转子转动起来，再依靠传动装置将动力传递到车轮从而使列车获得牵引动力。

直线电机轮轨交通系统特点如下：

1)工程造价相对较高。车辆造价较传统旋转电机车辆高出50%～60%。

2)运输适应性强，编组灵活。单向高峰小时输送能力最大可达3万人次。

3)转弯半径小、爬坡能力强。最小半径可达60 m，爬坡能力可达60‰～80‰。

4)能耗较高，运营维护成本高。直线电机的功率因数及效率较低，电能消耗较传统旋转电机高出约20%。

5)噪声较地铁、轻轨小。因无传统的齿轮箱等机械传动系统有利降低振动和噪声。

6)核心部件技术需进口。

4 新型城市轨道交通的主要指标与应用

以上五种新型城市轨道交通均为中低运量系统，各系统的主要指标如表2所示。

表2 各种新型城市轨道交通系统主要指标表

从表2可以看出，轻轨与直线电机轮轨交通系统工程造价较高，有轨电车运输能力存在一定的劣势，性价比均较中低速磁浮、跨座式单轨要低。

以上中低运量的新型城市轨道交通系统在国内均有应用，如表3所示。

表3 中低运量的新型城市轨道交通在国内应用表

5 中低速磁浮与跨座式单轨主要指标分析

对中低速磁浮和跨座式单轨两种轨道交通系统从主要经济技术指标上进行对比，从表3可以看出中低速磁浮与跨座式单轨在工程造价、运输能力、建设工期、爬坡能力、最小半径等5项主要经济技术指标上基本相同。

两种轨道交通系统都适用于城市复杂的地形地貌环境，具有因地制宜的特点，从而有利的减少征地拆迁量，缩短建设工期与节省工程投资；另外结合重庆、芜湖跨座式单轨和长沙、清远中低速磁浮的实际造价指标，从总体上跨座式单轨与中低速磁浮造价相当。

6 结语

当前国家及各省市政府均大力支持城市公共交通的发展，鼓励社会及民间资本采用多种模式参与城市公共交通设施建设，目前全国约140个城市人口在100万人以上，而具备满足申报地铁建设条件的城市仅约30个，剩余的中小城市具备发展新型城市轨道交通的潜力，另外全国约有170多个5A级的旅游景区，中低运量的新型城市轨道交通系统是中小城市公共交通系统运输与发展旅游的首选，是解决中小规模城市交通发展瓶颈的有效措施，在轨道交通市场中有很大的适用价值。