梁帅文 覃正宽
【摘要:】在中国大陆已开通运营的有轨电车线路上,投入正线运营的车辆均为双向行驶车辆,车身两侧均设置车门,而在其他国家和地区亦有部分城市的有轨电车采用单向行驶车辆,仅在车身一侧设置车门,车辆构造的不同会产生规划设计方法上的差异。文章为填补现阶段对单向行驶有轨电车系统的研究空白,通过对德国布伦瑞克、中国香港和荷兰阿姆斯特丹有轨电车车辆和线路的分析,总结单向行驶有轨电车系统在车站形式、折返形式和车辆结构上的特点,并在此基础上,从车站设计、折返线设计、渡线设计和应用场景等方面探讨其适用性。
【关键词:】有轨电车;单向行驶;应用案例;特点;适用性
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0 引言
有轨电车是一种以地面敷设为主的中低运量轨道交通制式,相比于地铁和轻轨,具有投资低、审批层级低[1]、建设周期短等特点,适用范围更广,发展势头强劲。据统计,截至2020-12-3 中国大陆已有18座城市开通运营线路,运营里程为464.6 km[2]。已开通运营的线路均采用可双向行驶的有轨电车车辆,其设计理念与方法已比较成熟。而世界其他国家和地区中亦有部分城市采用单向行驶有轨电车车辆,国内学者尚未对此展开针对性的研究,对该模式认识不足。本文将结合国内外案例分析单向行驶有轨电车的特点,并在此基础上探讨其适应性,以填补该方向上的研究空白。
1 单向行驶有轨电车定义
单向行驶有轨电车指的是仅在车辆一端设置司机室的有轨电车,通常仅在车身一侧设置车门,车辆在起终点站需要调头以改变行车方向,折返形式与普通机动车辆相同;而双向行驶有轨电车车辆两端均设有司机室,可通过渡线和司机换端完成折返。在单向行驶有轨电车线路上,通常全线所有乘客仅在车辆固定一侧上下车,上下车流线简单;而双向行驶有轨电车内的乘客需通过车内广播或目视观察站台位置确定车辆停站时启用的车门。
2 单向行驶有轨电车应用案例
目前世界范围内的有轨电车多采用双向行驶车辆,但亦有部分城市使用单向行驶车辆,且这些线路上的运营车辆仍在持续地更新换代。有的城市全部采用单向行驶车辆,如德国布伦瑞克和中国香港屯门,有的城市则是单向、双向行驶车辆混跑,如荷兰阿姆斯特丹。
2.1 德国布伦瑞克
布伦瑞克位于德国北部,是下萨克森州第二大城市,市区总面积为192.18 km2,人口25万。市内公共交通系统由有轨电车和公交车组成,其中有轨电车线网规模为39.62 km,运营里程为51.3 km,共设站81座,线路采用独一无二的1 100 mm轨距。投入正线运营的车辆均为单向行驶车辆,车门设置于车身右侧,以最新的Tramino系列100%低地板车辆为例,该型车采用四模块编组,其中一、三模块有两组车门,二、四模块仅有一组。车辆全长35.74 m,车宽2.3 m,载客量为205人,其中座席数80个,最高运行速度为70 km/h。
2.2 中国香港屯门
香港屯门轻铁服务于新界西的屯门和元朗地区,于1988-09-18开通运营,目前线网规模为36.15 km,设站68座,共开通11条线路。线路路权形式为半独立路权,除交叉口与机动车混行外,区间均为专有路权,符合有轨电车的制式特點。全线采用高地板单向行驶车辆,仅在车辆左侧设置车门。以中车浦镇公司设计制造、于2009年正式投入运营的第四代列车为例,该型车为单厢车,车辆全长20 m,车宽2.6 m,车辆左侧设置三组双开门,最高运行速度为80 km/h,车内按“2+1”模式布置正向座椅,拥有座席数37个,定员173人。
2.3 荷兰阿姆斯特丹
阿姆斯特丹有轨电车线网规模为95 km,共开通14条线路,是阿姆斯特丹市内公共交通系统的重要组成部分。目前投入正线运营的车辆共有200辆,其中单向行驶车辆为176辆,占其车队规模的88%。最新型号为西门子公司设计制造的Combino13G系列,其为五模块编组100%低地板车辆,车长29.2 m,车宽2.4 m,定员167人,其中座席数60个,仅在车辆行驶方向右侧设置车门,包括首尾两模块各一组单开门、第二模块两组双开门和第四模块一组双开门,车门对侧可设置人工售票窗口,车辆最高行驶速度为70 km/h。
2.4 案例小结
早期的单向行驶有轨电车将车门设置于靠近人行道一侧以方便乘客通过人行道上下车,车站则相应地采用侧式站台的形式,这一设计思路也延续至今。有轨电车线路以地面敷设方式为主,与机动车道存在平面交叉口,具有轨道交通和道路交通的特点,因此,单向行驶有轨电车车辆车门设置的位置又与当地规定的道路通行方向有关。在上述案例中,德国和荷兰境内机动车靠道路右侧行驶,在有轨电车双线线路上车辆沿右侧线路行驶,因此布伦瑞克和阿姆斯特丹有轨电车车门即设置在车辆行驶方向的右侧,而中国香港延续英国的道路通行习惯,机动车靠道路左侧行驶,因此屯门有轨电车车门设置在车辆行驶方向的左侧。布伦瑞克、香港屯门、阿姆斯特丹单向行驶有轨电车车辆特点如表1所示。
我国大陆地区采用与德国和荷兰相同的道路右侧行车制,为方便理解,下文中若未作特别说明,均以德国和荷兰单向行驶有轨电车为参考。
3 单向行驶有轨电车特点分析
3.1 车站形式
岛式车站的上下行站台合建于上下行线之间,车辆停靠时为左侧开门,侧式车站的上下行站台分别建于上下行线的外侧,车辆停靠时为右侧开门,因此岛式、侧式车站分别适用于仅在左侧或右侧设置车门的车辆。若需要在局部站点采用不同于沿线其他车站的站台形式,例如左侧开门的车辆停靠侧式站台或右侧开门的车辆停靠岛式站台,上下行线路需在车站两端交叉换位。此时需在站台两端设置两组“X”形交叉轨道,增加工程投资以及运营期的维护检修量,同时在道岔处将存在敌对进路,易导致上下行车辆之间相互干扰,不利于高峰时段的运营组织。因此,单向行驶有轨电车线路上应统一全线的车站形式。
3.2 折返形式
单向行驶有轨电车需通过环形折返线完成折返作业。由于无须司机换端操作,折返作业程序更简单,可缩短折返时间。张会等[3]通过研究发现,列车通过环形折返线折返时,车辆单侧车轮磨损的情况将有所缓解,两边车轮的磨损程度比较平衡,更有利于车辆维护作业的安排。此外,参考阿姆斯特丹和布伦瑞克,环形折返线上宜设置两股轨道,其中一股兼作停车线用。与我国采用同一轨距的阿姆斯特丹有轨电车线路起终点站的环形折返线采用最小25 m的曲线半径,最大限度地减少了占地面积。
3.3 车辆结构
与双向行驶有轨电车相比,单向行驶有轨电车车辆减少了一半的车门装置及相关的设备,包括一套司机室设备,设备的减少意味着车辆造价和空重的降低。此外,在车尾和车门对侧可布置座椅,增加座席数量(见表2),或作为轮椅停放区域,为残疾人士乘车提供便利。当采用高地板车辆时,车内地板面可保持同一高度,所有座椅还可统一布置为面对列车前进方向,以提高乘坐舒适度。
4 单向行驶有轨电车适用性分析
4.1 车站设计要点
岛式车站上下行乘客可共用站台,较大的站台面积有助于调剂高峰客流,站台利用率高,适用于潮汐客流明显的车站或大客流站点,例如换乘站、交通枢纽、大型商场站点等。因此,仅在左侧开门的有轨电车适用于沿线潮汐客流明显、串联众多客流集散点、与多条线路换乘的线路。
侧式车站的上下行客流分别使用单侧站台,避免了相互之间的干扰。上下行线路在车站两端可保持与区间相同的线间距,区间占地面积较岛式车站少,但在车站位置处占地宽度较大。国内开通运营的线路常采用错位侧式车站,上下行站臺可结合道路交叉口渠化分别设置于交叉口两端。因此,右侧开门的有轨电车适用于沿线道路资源紧张、路口设站条件较好的线路。从国内外案例来看,单向行驶的有轨电车大多采用侧式车站,可见侧式车站更适合于这一系统。
4.2 折返线设计要点
环形折返线占地面积较大,在土地资源紧张的城市设置将带来较高的工程投资。考虑到车辆折返时行驶速度较慢,因此应尽可能采用小半径曲线设置环形折返线,以减小占地规模。利用有轨电车轨道结构可进行绿化处理的特点,可将折返线与规划绿地结合设置,将其所在区域打造成小型的绿化公园,避免线路侵占其他建设用地,亦可提升城市景观效果。此外,也可结合道路条件设置正线单环线,列车通过正线完成折返,如香港屯门轻铁751线,南部起、终点站线路沿友爱路和屯门乡事会路敷设,形成单线闭环。
4.3 渡线设计要点
由于环形折返线占地较大,在线路中段设置临时折返的可行性不高,此时线路在故障工况下将无法采用小交路运行。因此,应每隔一定距离设置单渡线或交叉渡线,相邻两组单渡线应按相反方向布置,当某一区段上行线或下行线发生故障时,在故障区间可临时采用单线运营模式,全线仍可贯通运营(见图1)。若某一区段两股轨道皆因故障无法通行,全线将中断运营,此时应通过地面公交或其他交通工具及时疏散乘客,并为其他乘客提供临时接驳方案。
4.4 应用场景展望
相比于双向行驶有轨电车,单向行驶有轨电车车辆内可用于布置座椅的空间更大,可增加座席数量,适用于对乘车舒适性要求较高的线路,例如以服务旅游客流为主的旅游线路,以服务航空乘客为主的机场线,或运行时间较长、服务于城市不同组团间长距离出行的线路。增加车内座椅数量将有助于提升长大线路的乘坐舒适性,进而提高线路的吸引力。
5 结语
单向行驶有轨电车在中国大陆之外的区域已有不少应用案例,其车门布置方向与当地交通法规规定的道路通行方向有关。单向行驶有轨电车在车站形式、折返形式、车辆结构上具有鲜明的特点,亦有其适用条件,具备一定的建设可行性。
参考文献:
[1]新华网(据)国务院办公厅印发《国务院办公厅关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》[J].城市公共交通,2018(8):4.
[2]中国城市轨道交通协会.城市轨道交通2020年度统计和分析报告[R].北京:2021.
[3]张 会,王文红,李 凯.浅析灯泡线在现代有轨电车中的应用[J].道路交通与安全,2015,15(6):11-15.
[4]吴胜权.城市现代有轨电车工程基础[M].北京:机械工业出版社,2016.