张家界全景森林旅游观光项目制式比选研究

汪文舟

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武昌 430063）

0 引言

张家界位于湖南省西北部，总面积为9516km2。2021 年，实现地区生产总值580.29 亿元，年末常住人口为151.03 万。张家界的旅游资源极为丰富，全市国家等级旅游区（点）达16 个。武陵源核心景区、天门山、大峡谷、老道湾等一批景区实施了提质改造，旅游营销推陈出新，碧桂园凤凰酒店、禾田居、盛美达等一批高端休闲酒店建成营业，维港十字街、回龙路地下商业街、溪布街等商业街区建成运营，大大提高当地的旅游承载能力。张家界作为世界自然遗产和世界地质公园的旅游金字招牌进一步擦亮。

为了给旅客和市民提供一种更为快捷、安全、经济的出行方式，同时也是为了实现张家界旅游产业的高质量发展，引入旅游轨道交通就显得十分迫切而且必要。本文针对多因素影响下的若干种常用旅游轨道交通制式进行比选，对该工程的进一步推进以及类似工程的开展具有一定的指导意义。

1 工程概况

张家界全景森林观光快轨项目（见图1）位于张家界市永定区、武陵源区，是连接天门山、森林国家公园等重要景区以及张家界高铁西站、荷花机场等重要交通枢纽的新型交通运输形式。该项目全长约为30km，设车站8 座，车辆段1 处。功能定位为“以旅游观光为主，兼顾沿线通勤功能”。根据客流预测结果，该项目远期旺季客运量为13.01 万人次，高峰小时最大断面客流为8026 人次/h；远期淡季客运量为4.23万人次，高峰小时最大断面客流为2606 人次/h；远期年日均水平客运量为8.45 万人次，高峰小时最大断面客流为5049 人次/h；该线路的客流处于中低水平。

图1 张家界全景森林旅游观光快轨项目线路走向示意图

图2 张家界全景森林旅游观光项目纵断面缩略图

2 常见旅游轨道交通制式介绍

根据《城市轨道交通分类》[1]（T/CAMET 00001—2020），城市轨道交通系统制式大致划分十类。从客流适应性角度出发，结合该项目功能定位以及国内以“旅游线”报批报建并运营通车的轨道交通工程，本文重点以悬挂式单轨、中低速磁浮、导轨式胶轮系统（云巴）、跨座式单轨等四种制式对该项目制式进行研究。

2.1 悬挂式单轨

悬挂式单轨的车体悬挂于导向梁下运行，导向梁一般采用钢制箱型中空断面，内含集电靴、通信电缆、导轨、运行轨，并包容车厢的车架。悬挂式单轨系统虽然起步较早，但应用较少。在国外，仅德国、日本等国家有运营线路；在国内，武汉光谷东湖高新区空轨旅游线正在有序开展全线综合联调联试。

2.2 中低速磁浮

磁悬浮系统是一种非轮轨黏着传动、悬浮于线路之上的交通运输系统，其车辆利用常导磁铁产生的吸力使车辆浮起，用直线电机产生牵引动力。磁悬浮系统在常温条件下利用电导磁力悬浮技术使列车上浮，主要在高架桥上运行，特殊地段也可在地面或地下隧道中运行。目前中低速在国内应用较多，如长沙中低速磁悬浮工程、凤凰磁浮观光快线、清远磁浮旅游专线、北京地铁S1 线等。

2.3 导轨式胶轮系统（云巴）

导轨式胶轮系统（也称“云巴系统”）属于新能源大巴产业的延伸，其在U 形轨道梁上运行，采用橡胶轮胎走行，靠导向轮中间导向，由动力电池供电。目前国内重庆璧山、长沙大王山、深圳坪山等均有运营线路。

2.4 跨座式单轨

跨座式单轨交通系统是一种轨道为条带形梁体、车辆跨座于其上行驶的交通工具。单轨交通是立体型交通，拥有独立的路权，不会受地面其他交通工具和行人的干扰，可以快速行驶，车辆的最高速度能够达到80km/h。跨座式单轨系统在中国、美国、日本、澳大利亚、新加坡等均有成熟运营线路。

3 制式比选研究

3.1 线路适应性分析

张家界全景森林旅游观光项目位于张家界市永定区、武陵源区，沿线分布有山地、平原以及河流，地形起伏较大，所采用的制式应具备较强的平面线路适应能力以及爬坡能力。

根据沿线的规划和现状，考虑各控制性因素的分布，参考已颁布实施的相关设计规范，研究各种制式的线路平面和纵断面，并对小半径曲线（R≤200m）和大坡度（i≥40‰）长度进行统计，具体如表1 所示。

表1 不同制式下线路平面及纵断面参数汇总表

在线路平面适应性方面，导轨式胶轮系统（云巴）R≤200m 及以下的小半径曲线占全线比重最大。因此，导轨式胶轮系统（云巴）对该项目的平面适应性最好，悬挂式单轨和跨座式单轨次之，中低速磁浮较差；在线路纵断面适应性方面，四种制式对地形起伏适应能力基本相当。因此，在线路适应性方面，导轨式胶轮系统（云巴）最好，悬挂式单轨和跨座式单轨次之，中低速磁浮较差。

3.2 旅行时间分析

现阶段张家界天门狐仙至国家森林公园的主要交通方式为公路运输。从天门狐仙至国家森林公园（老木峪隧道入口）公路乘坐小汽车约需38min。为压缩天门狐仙至国家森林公园之间的运输时间，提供更加高质量的旅游服务，建议该项目天门狐仙站至国家森林公园站的时间目标值控制在30min 左右。经行车牵引软件测算，中低速磁浮旅行时间最短、旅行速度最快，悬挂式单轨和跨座式单轨次之，导轨式胶轮系统（云巴）旅行时间最长、旅行速度最慢，具体如表2 所示。

表2 不同制式旅行速度对比表

3.3 土建工程比较

结合现有施工工法，对比四种制式下的土建方案特点（见表3）。综合分析可知，悬挂式单轨和导轨式胶轮系统（云巴）的车站规模以及区间矿山法隧道面积相对较小，同时可采用钢结构，施工速度较快。

表3 土建方案综合比选表

3.4 旅游观光体验感分析

目前国内部分厂家已经生产出270°透明的悬挂式单轨列车，当列车沿着天门路、机场路走行并穿越澧水时，乘客能全方位、沉浸式体验张家界最地道的人文景观和自然景观；当列车行进在武陵山大道时，沿线的崇山峻岭与河流溪水仿佛就在脚下，又可进一步增添游玩时的趣味性和刺激性。但中低速磁浮、导轨式胶轮系统（云巴）和跨座式单轨的乘客视线相对受限，使得游客在旅途中的体验感相对较差，仿佛空间受到挤压，甚至存在想尽快结束旅途的想法，从而极大地降低了游玩时的体验感。

3.5 工程投资比较

结合四种制式的相关方案，本文对工程投资进行初步匡算（见表4）。经比较，每千米正线综合投资大小依次为：中低速磁浮（3.35 亿元/km）、跨座式单轨（2.70 亿元/km）、悬挂式单轨（2.15 亿元/km）、导轨式胶轮系统（云巴）（2.04 亿元/km）。

表4 综合比较表

3.6 综合比较

四种制式的综合比较结果如表4 所示。

综合以上分析，由于悬挂式单轨能较好地适应该项目的线路条件，其旅行速度及旅行时间能较好地匹配项目的功能定位及需求，同时游客乘坐其中可以全方位、沉浸式体验张家界最地道的人文景观和自然景观，桥梁和车站更加轻盈、美观，因此推荐应用悬挂式单轨制式。

4 结语

综上所述，以张家界旅游观光项目为研究对象，根据项目的功能定位以及客流水平，结合目前国内以旅游线立项并建成或通车的轨道交通线路，对该项目的制式进行分析和比选。本文从线路适应性等多个角度开展分析，研究方法及成果具有一定的参考价值，希望以此进一步推动我国旅游轨道交通的研究，进而促进旅游产业的可持续发展。