轨道交通对山地旅游的适应性及产业融合发展研究

近年来，我国旅游业发展迅速，已成为经济增长的重要组成部分之一。我国山地资源丰富，山地旅游产业具有广阔的开发前景。在国内，山地旅游已经得到越来越多的关注并逐渐成为旅游开发的重点之一[1]。贵州省发起成立的国际山地旅游联盟于2015年举办了首届国际山地旅游大会，在对全省山地旅游资源进行保护与开发利用的同时，发展山地经济[2]；四川省制定了山地轨道交通规划，拟分两阶段建设约17条山地轨道交通线，总里程约2000km，将基本形成以山地轨道交通为骨干的川西高原交通体系。此外，云南、重庆等地均在规划或发展山地旅游产业[3]。此外，相关学者对山地旅游的资源评价、规划与开发、旅游管理、交通行为等分别开展了相关研究，取得了较为丰富的研究成果。

旅游交通是旅游产业发展和壮大的重要基础设施。旅游交通空间结构包括区域对外交通、区域内部交通和景区内部交通三类[4]，其中，区域内部交通和景区内部交通是旅游开发的重要组成部分。山地旅游者行为研究表明，旅游者关注环境保护，在意通过适当的交通方式看到优美的风景，向往新颖的山地旅游交通方式[5]。因此，对于山地旅游开发，其交通方式的选择应充分考虑山地自然特征和旅游资源的个性化特征。近年来，新制式轨道交通在我国快速发展，为开发山地旅游提供了更多选择。本文根据山地主要特征，分析齿轨、单轨、中低速磁浮等交通制式对山地旅游轨道交通的适应性，并在此基础上提出新制式轨道交通与山地旅游产业融合发展的相关建议。

1.山地旅游交通的特征

我国整体地势西高东低，西部山脉纵横，包含山区、丘陵和高原在内的广义山地，占我国国土面积的2/3以上，为我国提供了丰富的山地资源。然而，我国目前仍有大量山地旅游资源尚待开发。山地旅游资源具有复合性、聚集性、多样性、脆弱性、开发不可逆等特点[6]，在山地旅游开发中应充分考虑。对于山地旅游交通的建设，应充分考虑山地旅游资源的特征，主要特征包括：

一是形态丰富多样。从旅游资源类型方面看，山地旅游资源主要涵盖地文景观、水域景观和生物景观，部分山地区域还包括具有民族特色的人文活动。其中，自然景观综合体、地表形态、地质与构造行迹、植被景观、冰雪地等是山地旅游资源的典型代表。在不同地区，山地旅游资源形态又存在较大差异，如贵州的喀斯特地貌、四川盆地边缘自然景观和川西高原雪山景观等。山地资源丰富多样的形态，需要不同的山地旅游交通与之相适应。因此，在交通制式选择时，应充分考虑山地资源形态差异、突出特色，做到交通制式和山地资源的匹配与协调。

二是线路条件复杂。山地旅游交通的线路条件较平原地区更为复杂。受地形条件所限，山地轨道交通一般具有较小的曲线半径、较大的线路坡度、较频繁的坡段变化等。最小曲线半径、最大线路坡度往往是轨道交通制式选择的制约因素。当列车牵引不能满足最大线路坡度需求时，需要线路展线或修建长大隧道来解决。然而，线路展线会引起工程规模和投资的增加，而过多的隧道又与游客观赏沿途景观存在矛盾，此时就需要从列车牵引能力提升、线路设计等多方面开展创新。

三是气候、地质条件相对复杂。气候和地质等工程条件具有典型的区域特征，是影响轨道交通建设的重要因素。在高海拔地区，随着海拔高度的增加，甚至出现“一山有四季”的景象。差异显著的气候条件对山地轨道交通工程结构有较大影响，应在选择轨道交通制式时考虑。地质条件对山地轨道交通建设的影响则更为显著。在山地区域，泥石流、滑坡、岩爆等地质灾害较多，部分线路甚至需要通过地质断裂带。上述地质灾害对轨道交通选线有重要影响，一般情况下应绕避上述地段，无法绕避时应考虑相应的工程措施。

四是环保要求高。可持续发展，是山地旅游开发的重要理念之一。山地旅游资源一般位于崇山峻岭中，水系、野生动植物群落众多，部分还属于自然保护区范围，在局部区域内构成了一个平衡的生态系统。山地生态系统较为脆弱，且具有不可逆的特征，因此，在为人类开发和享受大自然馈赠的同时，必须做好环境保护。在山地轨道交通选线设计阶段，应从环境保护方面做好线路方案研究，在工程建造阶段做好施工的环保措施，在运营阶段应加强环境保护的动态监测和评估。

五是客流密度较小且分布不均匀。与城市轨道交通相比，山地旅游的客流具有显著的周期特征，客流密度也呈现出较大的不均衡性。旅游旺季呈现出的客流密度为淡季的数倍，甚至更多，因此，交通客流规划和设计时，应充分考虑客流分布的不均匀问题，研究不同客流密度情况下的列车编组、行车间隔等关键参数，做好与客流密度相适应的应对措施。

六是交通舒适、衔接便捷性需求突出。随着生活水平的日益提高，游客对旅游交通的一次通达性、衔接便捷性等也提出了更高要求。在景区内部游览时，旅行速度不再是核心的敏感要素，而对交通的舒适性需求更为突出。因此，区域内部交通和景区内部交通的换乘、山地轨道列车舒适性和个性化设计，是山地旅游轨道交通研究的重点。

七是社会资本积极参与开发。为促进旅游资源的快速发展，越来越多的社会资本开始参与山地旅游资源的开发。与政府主导的开发性质不同，社会资本更加注重项目短期财务平衡和盈利。因此，在满足山地旅游交通客流实际需求的前提下，如何降低工程规模和投资、增加投资综合回报、早日实现项目盈利，是山地旅游交通开发的重要考虑因素。

2.轨道交通对山地旅游的适应性

目前，应用最为广泛的传统轨道交通制式主要包括铁路、地铁和轻轨等。铁路轮轨系统应用成熟，主要适用于中长和长大距离运输干线交通，地铁和轻轨主要适用于短距离的城市交通。近年来，随着技术发展和需求提升，齿轨、单轨、中低速磁浮等新制式轨道交通在国内也得到了快速发展和应用[7]-[9]。

传统制式和新制式轨道交通在客流、线路条件、运营等方面各具特点，在山地旅游交通的适应性方面，均需要结合山地旅游交通的特点进行深化研究。接下来，主要针对齿轨、单轨和中低速磁浮三种制式，就其特点、对山地旅游的适应性和优化方向进行讨论。

2.1 齿轨

铁路轮轨系统技术发展较为成熟，目前已由传统的客货共线运输向高速客运、重载货运等方向发展。轮轨系统依靠车轮和钢轨之间的粘着实现牵引，轮轨粘着能够适应的最大坡度一般不超过30‰。对此，轮轨系统在传统轨道中间铺设有一条与钢轨平行的齿条，在转向架车轴上安装有驱动齿轮，当车辆行驶在齿轨地段时，齿轮与齿轨间的啮合力克服轮轨间粘着力不足的问题，从而适应大坡度的线路条件，并能够有效减小线路展线长度，减小工程规模和投资，如都江堰至四姑娘山山地轨道交通的大坡度地段设计，就是采用的齿轨系统（图1）。在国外，齿轨系统已成功应用于瑞士、美国、法国、日本等国的山地旅游轨道交通中，其中以瑞士最为典型（图2）。

表1列出了美国和瑞士典型线路的主要技术参数，还对比了都江堰至四姑娘山齿轨线路设计采用的主要参数[10]-[11]。可以看出，各线路条件不同，列车编组体现出较大的灵活性。最大坡度方面，目前齿轨线路可适应的最大坡度为480‰。轨距方面，一般采用窄轨距。在满足旅游线路客流需求的前提下，采用窄轨距可以降低工程规模、节省投资。

表1 国外齿轨线路主要技术参数

2.2 单轨

图1 齿轨啮合系统

图2 瑞士皮特拉斯山齿轨铁路

图3 重庆跨座式单轨

图4 德国多特蒙德悬挂式单轨

单轨交通以高架轨道梁作为列车的走行基础，单轨车辆跨座于轨道梁上方或悬挂于轨道梁下方，即分别为跨座式单轨和悬挂式单轨，如图3、图4所示。单轨铁路具有建造灵活、工程投资较低、景观效果突出、能适应较大的线路坡度和较小的曲线半径的特点，是一种中低运量的城市或旅游轨道交通系统。在国外，单轨铁路至今已有上百年历史。日本自上世纪60年代开始发展单轨铁路，并建有较大规模的城市轨道交通单轨系统。国内的跨座式单轨以重庆市轨道交通为代表，正在发展的云轨也属于其范畴，而悬挂式单轨尚处于起步阶段，目前成都市正在建设大邑至安仁悬挂式单轨等线路。

单轨交通具有较好的地形适应能力，最小曲线半径低至30m、最大坡度达100‰[12]。此外，载运工具设计较为灵活，以便与线路客流实际需求相匹配。日本单轨建设标准规定了大型、中型和小型三种类型车辆规格，主要几何参数见表2。不同的车辆类型可以根据具体的客运需求来选用。

表2 日本单轨车辆类型

2.3 中低速磁浮

近年来，作为磁浮交通之一的中低速磁浮，在城市轨道交通中得到快速发展，日本、韩国等国家已建设多条运营线。我国已经开通运营长沙磁浮机场线（图5）、北京磁浮S1线（图6）。中低速磁浮采用直线感应电机进行牵引，短定子设于车辆上、转子铺于轨道上；采用常导下的电磁力悬浮和导向磁浮列车。目前，中低速磁浮作为一种中运量系统，主要用作中等城市主要干线、大城市次要或辅助线，以及城区与交通枢纽间的客运连接线。

中低速磁浮具有线路适应能力较强、环境适应性好、舒适性较高等特点。目前，中低速磁浮可适应的最大坡度为70‰，最小曲线半径为50m。由于列车悬浮于轨面运行、无轮轨噪声、环境友好，乘坐舒适性较高。

图5 长沙磁浮机场线

图6 北京磁浮S1 线

2.4 轨道交通对山地旅游适应性分析

在上述的山地旅游交通各项特征中，复杂的线路条件和大坡度、客流密度较小且分布不均匀是山地轨道交通面临的两个关键问题，是山地旅游轨道交通适应性研究的重点。此外，还需对山地轨道交通建造和运营维护等方面进行适应性分析和研究。

（1）对大坡度的适应性

当山地交通的坡度超过了轨道列车最大允许坡度时，必须研究轨道列车对大坡道适应性的技术措施。

单轨列车和中低速磁浮列车能适应的坡度较轮轨列车得到大幅提高，但仍难以满足山地轨道交通对坡度超过100‰的需求。中铁二院《一种可适应极大坡道的多模式驱动悬挂式单轨列车》[13]基于齿轨与轮轨相结合的思路，提出了在单轨列车上增设齿轨啮合系统的总体方案，为轨道交通对山地大坡度的适应性提供了研究路径。在工程化设计方面，还需要对齿轨设置位置、轨道梁结构、限界、曲线通过等进行深化研究。

对于轮轨系统，增设齿轨系统后，列车适应的最大坡度提高至480‰。齿轨铁路对山地旅游交通具有独特优势，在国外运营时间已超过百年，具有较为丰富的运营经验，但在国内才刚刚起步，还需在车辆粘着驱动与齿轮驱动相结合的混合驱动技术、齿轨入齿和啮合系统、大坡度地段列车制动技术等方面开展适应性研究。

（2）对客流需求的适应性

旅游轨道交通客流高峰需求约为2000～3000人/小时，现有轨道交通制式适应的客运量远大于山地旅游轨道交通的实际需求。如果将单轨、中低速磁浮等直接用于山地旅游，则会大幅提高工程规模和投资，难以实现项目盈利。当社会资本参与旅游开发时，企业对旅游轨道交通的财务平衡和盈利能力非常敏感。为了满足山地旅游轨道交通的实际需求，需开展车辆小型化、线下工程轻量化研究，以降低工程规模和投资，尽早实现轨道交通项目的财务平衡。

山地齿轨交通的发展路径为山地旅游轨道交通提供了有益参考。国外齿轨铁路采用2600mm 车宽的小型化车辆、灵活的列车编组、窄轨距轨道，在满足实际客流需要的同时，降低列车轴重以及桥梁、隧道、路基、车辆基地等规模，显著减小工程投资。因此，对于单轨铁路和中低速磁浮，可以参照该发展模式，研发小型化车辆和轨道系统，以及轻量化高架轨道梁等，以降低工程投资。

（3）对建造和运营维护的适应性

在解决轨道交通对山地大坡度和低运量适应性的同时，还需要结合国内旅游交通的特点开展适应性及深化研究，主要包括：复杂山地条件下的土建工程建造、山地条件下的紧急救援、运营风险监测预警及防控、列车运营信息化及智能化技术等。此外，单轨、中低速磁浮等交通本身也是景观的一部分，可开展车辆造型、车站结构等与山地旅游资源进行融合设计研究，突出山地旅游轨道交通的个性化特点，实现车中观景、景中观车。

3.山地旅游产业融合发展

目前，山地旅游开发已成为带动产业发展乃至扶贫攻坚的重要载体。当山地旅游交通采用轨道交通时，由于轨道交通造价较高，短期内难以实现财务平衡。因此，应从系统规划、景观开发、轨道交通上下游产业链、旅游产业延伸等方面进行山地旅游产业的融合开发，实现山地旅游资源开发的良性发展。

一是系统规划。顶层系统规划是旅游产业可持续发展的重要基础，应结合具体的山地旅游资源，进行系统研究规划，如四川省结合川西各地的山地旅游资源，系统规划山地轨道交通，将部分旅游资源连接起来，形成山地轨道交通网络，以此促进旅游产业协同和规模化发展。系统规划中，还应考虑景区对外交通、区域内部交通和景区内部交通等不同交通的有机衔接和无缝换乘。在政策层面，建议政府给予参与开发的社会资本或企业中长期的特许经营权，以此推动旅游轨道交通的建设及运营。

二是轨道景观开发。对于山地旅游资源，景观开发是其重要内容。除自然资源开发外，旅游轨道交通本身也是景观的一部分。因此，应结合山地旅游资源的特征，协同开发轨道交通线路、车站、车辆等景观，突出旅游资源的个性化特点，形成新的景观符号，从而达到轨道交通景观与山地旅游资源景观的协同发展。

三是轨道交通产业开发。轨道交通涵盖机车车辆、轨道及下部基础结构、通信信号设备、施工装备、养护维修装备等，上下游产业链分布广、可复制性高，可以将轨道交通产业作为山地旅游产业开发的一部分，实现轨道交通产业和山地旅游产业融合发展。

四是以交通为导向的综合开发。以公共交通为导向的综合开发（TOD）在城市轨道交通建设中受到越来越高的重视，并成为多地城市轨道交通建设发展的方向。借鉴TOD 模式，在山地旅游轨道交通沿线，进行以山地交通为导向的土地、物业等综合开发，形成以山地轨道交通为纽带的特色产业。

五是旅游延伸产业开发。在开发山地旅游产业的同时，注重旅游产业的横向延伸。基于山地旅游的地域化特点，开展山地区域特色民族文化、特色农庄、特色野营、特色康养等产业开发，在开发山地旅游的同时，壮大山地旅游产业规模。

4.结论

本文基于山地旅游资源开发现状，分析了山地交通的典型特征，在此基础上结合齿轨、单轨和中低速磁浮轨道交通的应用现状和技术特点，提出了对山地旅游轨道交通的适应性研究方向，并从产业融合发展的角度，提出了山地旅游轨道交通产业开发的建议。主要结论如下：

一是山地旅游轨道交通制式的选择，应系统考虑旅游资源形态丰富多样、线路条件复杂、气候和地质条件相对复杂、环保要求高、客流密度分布不均匀、交通舒适和衔接便捷性要求高等特征。

二是为满足山地旅游轨道交通的需求，针对齿轨、单轨和中低速磁浮交通，应开展车辆小型化、大坡度适应性及制动技术、运营风险监测预警及防控、应急救援等关键技术研究。

三是山地旅游开发可从系统规划、轨道景观开发、轨道交通上下游产业链、旅游产业延伸等方面进行山地旅游产业的融合开发。