关于低运量轨道交通敷设方式的研究

陈 龙

（中铁四院集团新型轨道交通设计研究有限公司，江苏 苏州）

根据《“十四五”城市轨道交通规划建设实施方案》（发改基础〔2021〕1302 号]附件2《“十四五”低运量轨道交通系统规划建设工作要点》对低运量轨道交通的规划建设作出了规定。要求根据客流需求、服务范围、工程条件、用地情况进行科学的制式比选，合理确定低运量轨道交通系统主要技术标准。线路敷设方式以地面为主，对于高架比例较高（30%以上）的低运量轨道交通项目，原则上适用于地铁基本成网、经济基础好、债务风险低、用地相对紧张的超大、特大城市市区。低运量轨道交通敷设方式研究意义重大[1-2]。

目前，不少学者[3-6]对比分析了国内外城市轨道交通线路的敷设方式、分布特征，提出了合理选择线路敷设方式降低建设和运营成本的建议。低运量轨道交通不同的敷设方式对城市规划、道路交通、工程投资、服务水平、运营安全等有着不同程度的影响[7-9]。本文以某市低运量轨道交通为例对低运量轨道交通敷设方式进行了研究。

1 不同制式敷设方式适应性分析

按运输能力划分，运输能力＜1 万人次/h 的城市轨道交通系统可归并为“低运量轨道交通系统”。通过梳理国内低运量轨道交通项目设计资料，有轨电车系统（含钢轮钢轨和胶轮导轨）、导轨式胶轮系统、电子导向胶轮系统及悬挂式单轨系统是目前已被应用于低运量轨道交通线路的车辆制式。不同的车辆制式根据其自身结构特性，采取的敷设方式有所不同。

有轨电车系统（Tram system），0.5 万人/h≤运输能力≤1.2 万人/h，开放或部分封闭路权。依靠司机瞭望驾驶，采用电力牵引低地板车辆，主要沿路面轨道行驶，按网络化模式组织运营的城市轨道交通系统，以地面敷设为主。

导轨式胶轮系统（rail type rubber wheel system），0.5 万人/h≤运输能力≤1.2 万人/h，全封闭路权。通过两侧轨道梁导向或中央导向轨导向，可采用储能装置或接触轨供电、利用单轴胶轮转向架车辆在轨道梁上运行的无人驾驶客运系统，以高架敷设为主。

电子导向胶轮系统（Electronic guided rubber wheel system），0.5 万人/h≤运输能力≤1.2 万人/h，开放或部分封闭路权。通过车载信号控制、视觉/磁钉控制等对胶轮车辆行驶进行电子约束，借助车厢主动协同技术，实现在预定虚拟轨道上运行的城市公交系统，以地面（道路）敷设为主。

悬挂式单轨（Suspension monorail），0.5 万人/h≤运输能力≤1.5 万人/h，全封闭路权。属于单轨交通系统，是车辆转向架置于开口向下的轨道梁内，车厢悬挂于轨道梁下方，以此实现安全平稳行驶，国内俗称为“空轨、空铁”，以高架敷设为主。

低运量轨道交通建设需根据客流需求、服务范围、工程条件、用地情况进行科学的制式比选，合理确定低运量轨道交通系统主要技术标准。

2 敷设方式的影响因素分析

2.1 城市规划

根据城市总体规划的要求，从沿线用地规划、综合交通规划等方面分析敷设方式的合理性及适应性。城市轨道交通系统的发展会引起土地利用特征变化，需结合城市空间形态、土地利用结构、土地开发强度等，从线网角度综合分析选择合适的线路敷设方式。重点考虑线路沿线城市用地情况、道路现状及规划、两侧建筑物后退道路红线情况、管线分布情况等，梳理不同敷设方式下的占地情况、房屋拆迁情况、道路破恢复情况。采用高架、地下敷设方式，可集约土地资源。

2.2 工程实施条件

线路的走向和敷设方式受沿线的控制节点、工程建设条件等影响，重点考虑涉铁、涉水、重要交通枢纽、高等级道路、重要管线、地质条件等控制因素，采取可行的敷设方案。一般而言，桥梁下部结构为点状施工，占地宽度较小，并可在施工期对沿线重要路口保通，上部结构可采用预制节段拼装等技术，能有效减少施工工期，实现安全快速施工。路基施工临时占地大、建设周期较长，对道路交通影响较大。

2.3 交通影响

不同的敷设方式对交通影响程度有所不同，地面敷设方式对交通干扰明显、影响较大，高架和地下敷设方式对交通影响较小。地面敷设需要占用一定的道路资源，在运行时与城市道路上其它交通方式也存在一定的冲突和干扰，对区域路网、路段通行能力、沿线单位出入口及人行交通产生影响。

2.4 运营安全

高架和地下敷设方式时，社会车辆对低运量轨道交通运营干扰小，但地面敷设时影响较大。地面敷设不仅制约运输效率，而且容易引发碰撞事故。

2.5 环境与景观

线路敷设方式需考虑与地形、周边建筑及相邻环境（日照、防噪、景观等）相协调。高架敷设对桥梁的造型和色彩等方面要求高，注重梁型、墩柱、线型等与周边建筑的协调性，运营时产生的噪音和振动对沿线一定范围有影响。地面敷设对周边绿化方式、线路与建筑融合性要求高，运营时产生的噪音和振动对沿线一定范围有影响。地下敷设在城市景观上无影响，对沿线主要影响是运营产生的振动。

2.6 服务水平

列车旅行速度是衡量交通工具实际运输效率的重要指标，也是论证交通系统综合运输能力的直接依据之一。列车采用高架、地下全独立路权敷设方式时，列车运行受外界交通、行人等因素影响较小，旅行速度相对较高。采用非独立路权的地面敷设方式在道路交叉口设置专用信号灯，受社会车辆运行影响，旅行速度相对较低。

3 案例分析

对于低运量轨道交通而言，总体上可以分为半封闭路权的系统（如有轨电车制式等）和全封闭路权系统（如悬挂式单轨、自导向轨道制式、导轨式胶轮系统等）。对于同属于全封闭路权系统的悬挂式单轨、自导向轨道、导轨式胶轮系统等，其在服务水平、旅行速度、道路适应性和建设实施条件方面亦具有类似性，但悬挂式单轨、自导向轨道制式建设成本较高，技术经济指标较高，远超《“十四五”城市轨道交通规划建设实施方案》（发改基础〔2021〕1302 号）相关规定，对A 市（本文案例为A 市）低运量轨道交通项目适应性不强。故对全封闭路权系统，选取导轨式胶轮系统为代表展开重点研究。

现阶段国内低运量轨道交通仍处于快速发展阶段，制式多样，其中现代有轨电车为主流选择制式，深圳、上海、苏州、淮安、沈阳等地方均采用此模式。导轨式胶轮系统具有投资省、审批快、占地少等优势，深圳、济南、重庆等地也在大力推进。基于A 市市区L1线客流特征和沿线道路条件，可考虑以地面敷设为主的有轨电车系统或以高架敷设为主的导轨式胶轮系统。

3.1 有轨电车系统方案

有轨电车系统[12]单向运能≤1.0 万人次/h，纵断面最大坡度为50‰，平面最小曲线半径为25 m，一般采用地面敷设方式。有轨电车方案线路全长17.8 km，其中，地面段13.4 km、高架段4.4 km，高架比为24.7%，共设车站17 座，地面站13 座，高架站4 座，见图1。

图1 L1 线有轨电车方案纵断面图（以地面敷设为主）

3.2 导轨式胶轮系统方案

导轨式胶轮系统[13]单向运能≤1.0 万人次/h，纵断面最大坡度为120‰，平面最小曲线半径为50 m，一般以高架敷设为主。导轨式胶轮敷设方案线路全长17.8 km，含地面段0.5 km、高架段17.3 km，高架占比97.2%，共设车站17 座，均为高架站，见图2。

图2 L1 线导轨式胶轮系统方案纵断面图（以高架敷设为主）

3.3 综合分析

综合分析见表1 和图3。

表1 有轨电车系统和导轨式胶轮系统方案比选表

图3 全线交叉口和出入口交通组织形式

有轨电车系统方案交叉口交通影响分析以天水路～萧城路路口为例，见图4 和图5。

图4 天水路～萧城路路口相位图

图5 天水路～萧城路路口交通流线图

天水路～萧城路路口交通影响分析：有轨电车通行时，需横跨4 条车道后行驶至道路外侧，与天水路左转直行与萧城路左转的车辆、非机动车行驶轨迹均有冲突，需新增有轨电车专用通行相位；考虑有轨电车过路时间，需至少延长相位周期21 s，作为有轨电车新增相位用时，同时需增设行人过轨信号灯，极大地削弱了路口通行效率，降低了道路服务水平。

4 结论

不同低运量轨道交通根据其自身结构差异性，采取不同的路权方式和敷设方式。城市规划、工程实施条件、交通影响、运营安全、环境与景观、服务水平等影响制约敷设方式的适应性。

根据案例分析，从城市规划、工程可实施性，交通影响、运营安全、服务水平等方面对比分析导轨式胶轮系统方案和有轨电车系统方案，推荐优先采用导轨式胶轮系统制式的技术方案。