新型有轨电车选型与经济性能研究

肖功煜

(武汉光谷交通建设有限公司，湖北 武汉 430000)

0 引 言

近年来，随着我国社会和经济的不断发展，我国的城镇化建设步伐也越来越快，而与此同时，城镇道路的交通拥堵问题也已经引发了人们的广泛重视。在此背景下，城市轨道交通因其具备环保、节能、安全、效能高、运量大等优势，已经成为解决交通拥堵问题的重要方式。据相关统计资料显示，截止到2018年，我国已经有79个城市正在运营、在建或者规划建设城市轨道交通线路，全国轨道交通运营线路超过188条。而在这些轨道交通类型当中，现代化、大容量、低地板、节能环保的现代有轨电车又被诸多城市作为首选。

1 新型有轨电车选型实例——以武汉T1线工程为例

有轨电车工程是一项以车辆设备为主导的系统工程，车辆是确保乘客安全、有效、快捷运送的关键设备。为此，车辆型式的确定是确定相关土建工程与设备规模的主要依据，同时也是选择线路技术标准的基础，而且还是线路运营和管理模式的关键影响因素。可以说，有轨电车的合理选型能够有效控制项目投资、降低运行成本，提升运营效率。

武汉市东湖国家自主创新示范区有轨电车T1线工程线路全长15.908 km(含单线里程2.565 km，双线里程13.343 km)，全线共设车站22座，平均站间距750 m，除光谷大道站位高架站外，其余均为地面站。线路由一段单环线和一段双线组成，单环线经关山大道、珞瑜路、珞雄路、步行街北路围合而成，线路长度为2.565 km，设站4座。双线起点位于关山大道东侧，沿关山大道东侧、三环线南侧、光谷一路路中、光谷大道北侧走行，终点位于光谷大道北侧。

本线在三环线与规划T2线并行，并行段范围为“光谷大道站”、“工程大学流芳站”，长约1.925 km。本线在珞雄路站、华中科技大学站、光谷大道站与轨道交通2#线接驳换乘，在雄楚大道站与轨道交通11#线接驳换乘。

1.1 走行部选型

现代有轨电车按走行部形式可分为钢轮钢轨有轨电车和胶轮导轨有轨电车。钢轮钢轨有轨电车的走行部通常由车轮、轴箱、构架、牵引以及悬挂部件等组成。在车辆运行过程中，通过车轮将车体的重量传递到钢轨上，从而起到驱动、承重和导向的效果。至于胶轮导轨有轨电车，其走行部通常由橡胶轮、导向轮、构架以及悬挂等部件组成。在车辆运行过程中，如果橡胶轮在普通路面上行走，则主要起到承重、驱动的效果；如果导向轮和敷设的导向轨配合，则起到导向的效果。

从技术成熟度、节能环保、可靠性与安全性、性价比、后期运营和维护成本、整体美观度和形象等方面来看，钢轮钢轨现代有轨电车的综合评价要高于胶轮导轨列车。并且，考虑到线路最小曲线半径及最大坡度等因素，应选择最小转弯半径和最大爬坡能力满足线路要求的车型，因此，综合考虑，推荐该线路选用钢轮钢轨现代有轨电车。

1.2 低地板形式选型

100%低地板现代有轨电车有着较好的人性化设计，便于乘客上下和乘坐，能够提高公共交通的质量，提升城市形象。而70%低地板现代有轨电车则在长春、大连等城市已有成熟的生产和运营经验，且车辆价格相对较低。

实际上，70%和100%低地板车辆各有优缺点，100%低地板有轨电车在国外已经普及，且在国内，100%低地板有轨电车也成为了新建线路选型的主流趋势，在充分考虑武汉T1线工程的特点及实际需求后，推荐该线路选用100%低地板钢轮钢轨现代有轨电车。

1.3 车辆供电系统的分类与选型

目前，在南京、宁波、淮安、高雄等城市应用的超级电容/蓄电池供电方案的优点较多，该技术不仅沿线景观效果好，而且还可以进行快速充电，通常情况下15～30 s之内便可充满，单次充电最大运行距离约2 km。为此，可以在车站内安装充电设备，在车辆靠站停车间隙进行充电，从而为车辆长距离运行提供保障。不仅如此，该技术属于非专利技术，各家车辆供应商均可生产，不影响车辆选型和招标。

钢轮钢轨现代有轨电车系统通常采用的供电电压为直流750 V，其供电方式可分为接触网供电和无触网供电。其中，接触网供电技术最为成熟可靠，应用广泛，工程投资及后期维护成本低，是现代有轨电车供电技术的首选。但其对沿线特别是在交叉口处的景观有一定影响，各种无触网供电技术景观效果好，但技术成熟度较差，工程投资较高，不建议全线采用。因此，为了更好地适应武汉城市发展的需求，道路及公共交通发展的需求，在加上T1线沿线对景观要求较高，因此，在选择和对比多项车辆供电方案后，结合本线实际情况，可考虑在接触网布置较复杂的大路口采用储能式供电装置进行过渡。

综上所述，推荐本线采用以接触网为主，局部地段采用储能式供电技术进行过渡。

1.4 车辆编组方案选择

根据本工程的功能定位和客流特征，并考虑到旅客出行的舒适度，初、近、远期采用6人/m2站立标准。其中，短编组车辆定员为300人/辆，长编组车辆定员为400人/辆。

本工程为东湖国家自主创新示范区有轨电车网络的首期建设的示范线工程，车辆编组的选择应从网络规模和运营维护的角度出发，满足预测客流和系统功能要求，尽量节省运营成本并保证为乘客提供良好服务水平。

表1 车辆编组方案比选表

方案1初开行14对/h的短编组车辆可满足客流需求。近、远期发车对数为18对/h，发车密度为4.3 min；初近远期运能与客流的匹配程度及客流服务水平合理。另一方面，通过交通仿真模拟分析，发车密度在25对/h以内时，有轨电车发车间隔可以通过信号优先得到较好的控制，规避车辆排队现象。

方案2初、近、远期均采用长编组车辆，开行密度分别为10、15、15对/h。初期6 min的发车间隔达到一定的服务水平，近远期的客流服务水平相对初期提升较小。另一方面，长编组方案对平高峰客流差异大的适应性较差。

综上所述，本工程推荐编组方案1，即初、近、远期均采用短编组车辆。考虑运营需求，建议终点站、示范线接轨站按两辆车停靠的车度一次建成，其它车站土建预留两辆车同时停靠的条件。

2 武汉T1线工程的经济性能分析

经济效益是指轨道交通项目建设完工投入运营所取得的效益，是轨道交通项目自身的直接效益。根据国家现行的财税制度和价格体系，计算项目直接发生的财务效益和费用，编制财务报表，计算评价指标，考察项目的盈利能力、清偿能力及外汇平衡状况等，以判断项目的财务可行性和项目的盈利能力。通过分析，得出武汉T1线工程的经济性能如下。

2016年至2031年，初期存在资金的短缺现象。但当项目运行约十年之后，企业的现金流量较为充分，具备一定设备更新改造能力，资金缺口需通过政府财政补贴或短期贷款予以解决。综合来看，本项目国民经济评价可行，且具有一定的风险承受能力。

另外需要说明的是，武汉T1线项目作为属于公共交通范畴，是城市的主要公益性基础设施，其社会效益远大于经济效益。因其票价政策的公益性，若将折旧、利息完全计入成本，在相当长的一段时间内是不可能赢利的。但公共交通的建设将极大地改善城市布局、缓解交通紧张状况，促进社会与经济发展。

3 结束语

综上所述，新型有轨电车的选型对于有轨电车项目的工程造价、运营成本以及运行效率有着非常关键的影响，为此，在新型有轨电车项目的设计和规划过程中，应当充分考虑项目所在地的实际情况，并充分考虑各种影响因素，从而合理进行车辆选型，提升项目的经济效益和社会效益。