現代有軌電車系統特點及應用前景

苗彩霞

(上海市城市建設設計研究總院 上海 200125)

現代有軌電車于20世紀90年代后期率先在法國發展起來。隨著歐洲有軌電車的成功運營，有軌電車又重新進入人們的視線，因其具有環保、節能、舒適及靈活性等特點成為公共交通發展的新趨勢。我國在天津和上海已經建成有軌電車，目前蘇州高新區也在規劃有軌電車項目，但總體而言，現代有軌電車在我國尚處于起步階段。下面從有軌電車的發展歷程、系統特點及路權形式等方面，探討現代有軌電車在城市交通中的作用和發展前景。

1 有軌電車的發展歷程

1881年，德國工程師馮·西門子在柏林近郊鋪設了第一條電車軌道。20世紀90年代后期，現代有軌電車率先在法國發展起來。隨著在法國、德國、西班牙等多個西歐國家的成功建設和運營(見圖1)，現代有軌電車以嶄新的形象和舒適的服務迅速吸引了國內城市對其的關注和研究。

我國一些城市如上海、天津、蘇州、大連、常州等，也在積極規劃建設現代有軌電車系統，筆者對現代有軌電車的適應性進行歸納和研究，分析現代有軌電車在我國的發展前景。

圖1 傳統有軌電車

2 現代有軌電車系統特點

現代有軌電車系統是一種采用模塊化、具有多種路權方式、與地面交通方式以平交為主、中運量、節能環保、乘坐舒適的新型智能化交通系統，與傳統有軌電車相比，其特點主要體現在以下幾個方面。

2.1 車輛本身特點

現代有軌電車作為一種新型、高效、現代化的綠色公共交通系統，其技術先進，外觀時尚，與傳統有軌電車相比有較大的優勢:車輛主流產品已經采取了模塊化設計，不僅車輛維修養護容易，而且能夠較快地增加列車車廂(延長列車長度)，運能具有較大彈性空間;采用100%低地板技術，可以方便嬰兒車、殘疾車自由乘降，為乘客帶來最大方便和舒適;車輛具有較好的駕駛性能，啟動加速度可達1.0 m/s2以上，制動減速度可達2.5 m/s2以上，列車最高運行速度達到70 km/h;車輛可適應較差的線路條件，最大爬坡能力達60‰以上，最小轉彎半徑達25 m以下;車身采用流線型、大窗戶，有利于提升公共交通的品質和城市的形象(見圖2)。

圖2 現代100%低地板有軌電車

2.2 節能環保特性

交通噪聲是影響城市居民生活的一大公害。現代有軌電車在減低這一公害上做了大量工作:在車輛方面，車輪采用了彈性獨立車輪新技術，可以減輕振動和噪聲;在軌道方面，用彈性材料充填鋼軌周圍，軌道兩側設置灌木分割帶，在居住區甚至在軌道范圍內種植草坪(見圖3)。其效果顯著，故現代有軌電車是一種省能源的清潔交通工具。

在城市環境中，汽車尾氣是主要污染源。據歐美各主要城市的檢測數據，在城市各種主要廢氣中，來源于汽車尾氣的占了40%～90%，而由家用小汽車和輕型車排出的占其中的79%。表1是1994年美國公共交通協會(APTA)關于現代有軌電車、公共汽車和家用汽車對環境影響的調查結果［1］。由表1可以看出，現代有軌電車的采用會大大地降低城市污染程度。

圖3 綠化道床實景

表1 幾種交通工具廢氣排放量比較 g/km

2.3 運營及信號系統特點

現代有軌電車的單向設計運能一般可達到0.5萬～1.2萬人次/h。有軌電車的運營費用一般比地鐵低，從國外的城市來看，有軌電車的年運營費用比地鐵低20%～50%，在滿足相同客運量的情況下，有軌電車的單位運營費用比公共汽車和無軌電車的費用要低1.5倍左右。有軌電車可以采用靈活的運營方式，根據服務范圍的需要，線路可以分出多個叉線，同一路徑上可以允許多條線路共線運行，不同線路的列車按照“先到先占用”的原則行駛，追蹤運行。

由于有軌電車大部分走行在地面，因此，必須采取“有軌電車優先”的原則方能保證快速準時。目前，大部分城市都規定“其他交通工具不得侵入軌道”，另外，還設置區段差別、障礙物、分割帶或綠化等，以求得“軌道專用化”。當然，也有城市準予公共汽車進入軌道，以達到同站臺換乘的目的。也可采取其他措施，如在交叉路口實行“電車優先信號”、在電車停靠站時實行“人行過街道優先”等。

3 現代有軌電車的適應性及路權方式

3.1 現代有軌電車的線路適應性

現代有軌電車可作為人口在20萬～50萬的地方中心城市的骨干交通工具，也可作為大城市的鐵路、地鐵等大運量交通工具的輔助交通工具。基于現代有軌電車的特點和優點，現代有軌電車在國內大中城市的新城區、開發區及二線中小城市的建設，成為未來城市的發展趨勢［2-3］。在優先發展公共交通的背景下，現代有軌電車的靈活多變特點能很好地適應連接新舊城之間以及新區內部，作為二線城市的骨干網絡，滿足優質、高效的公共交通系統服務需求，并應盡量實現現代有軌電車路權專用，以提高運行速度和斷面運能，實現快速、大容量的運輸目標［4］。

據有關數據統計，從城市周邊到達市中心的出行時間一般控制在30～40 min，從各種公共交通車輛適宜的服務覆蓋來考慮，不同特性的公共交通的服務范圍如表2所示。

表2 不同交通方式的服務范圍

當前，許多大城市在中心城區的外圍規劃了一些新城或組團，以分擔中心城區的功能，這些外圍新城一般通過軌道交通或城市快速路與城市用地布局緊密結合，在支撐和引導新城發展的同時，帶動快速交通沿線地區經濟社會的發展，促進新城交通與土地利用的協調發展。

現代有軌電車作為骨干的公交線路，在為新城內部出行提供舒適、環保的高質量服務的同時，也為新城外圍大運量的軌道交通起到集散客流、提供補充和接駁服務的作用。在新城外圍，乘客可通過有軌電車系統接駁進入城區的軌道交通線或快速公交線。新城內部的公共交通方式采取有軌電車、快速公交、常規公交相結合的發展模式，形成以軌道交通站點或大容量快速公交站點為中心，以有軌電車線路為骨干，再配以中小運能的常規公交線路，構成符合需求的、高質量的公共交通系統。上海張江開發區現代有軌電車系統就是采取這種發展模式，采用新型現代有軌電車——TRANSLOHR系統，將張江高科技園區和上海中心城區緊密聯結在一起。

在城市主要發展軸上，軌道交通沿線分布著一些組團，如新加坡一條地鐵線向外延伸的終端有兩個較大的居住片區，在該地區發展有軌電車系統比較成功，人們日常出行主要依靠有軌電車。在組團內，人們通過有軌電車系統接駁進入組團的軌道交通系統。組團內部的公共交通采取有軌電車與常規公交相結合的發展模式。有軌電車線路以軌道交通站點為中心布設，成網絡狀向外展開，遍及各社區中心。通過有軌電車到達軌道交通站實現換乘［5-6］。

有軌電車具有中等運量、快速、地方審批的特點，對不具備軌道交通建設條件的城市作為骨干公共方式，形象好且引導功能強［7］。

3.2 現代有軌電車的路權方式

現代有軌電車可以靈活地走行在地面、地下或高架軌道上，也可與干線鐵路共享軌道。現代有軌電車路權形式的選擇主要有獨立路權、混合路權、全封閉路權及半獨立路權4種形式。

3.2.1 獨立路權

有軌電車路面可以讓行人通過，其他的車輛可以在指定的交叉口通過，但是，一般情況下不能和其他社會車輛(除了維修車輛)共享。獨立路權可以保證現代有軌電車的旅行速度在一個較高的水平，主要有如下幾種形式。

1)采用草坪綠化帶作為隔離物的專用路權。軌道鋪設在草坪帶上，既保證了有軌電車與其他交通的完全隔離，又綠化了城市，使現代有軌電車成為城市的一道靚麗風景線。草坪還能吸收車輛運行時的噪聲。

2)軌道兩側鋪設路緣石，高度適宜，平時起到提供獨立路權的作用;當發生機動車嚴重堵塞或其他意外事故時，機動車又能夠駛過路緣石，運行在有軌電車的線路上。

3)用標線劃出有軌電車專用路權范圍等方式。

3.2.2 混合路權

社會車輛和行人與有軌電車共享路權。現代有軌電車與其他機動車相比，有固定的軌道，對于行人更加安全;混合路權可使得道路空間利用率大大提高。

3.2.3 完全封閉式路權

線路與其他交通方式完全隔離。一般采取柵欄或者較高的隔離墩來隔離，機動車及行人無法穿越。

3.2.4 半獨立路權

交叉口社會車輛和行人與有軌電車共享路權。在一般路段，線路與其他交通通過標線或路緣石方式隔離，僅在緊急情況下，社會車輛可以駛入有軌電車車道。

4 規劃蘇州高新區有軌電車

蘇州高新區位于蘇州市西部，西臨太湖。高新區規劃至2030年，建設用地143 km，人口120萬人，將形成“一核一心雙軸三片”的空間發展格局(見圖4)，而其中湖濱片區的科技城組團和生態城組團是高新區城市空間拓展的重點方向，與中心城之間被大陽山分隔，實現與中心城之間的交通聯動是促進發展的重點［8］。

蘇州高新區有軌電車規劃形成了6條線路，總長80 km。其中，T1號線工程線路全長18.13 km，主要在地面道路上敷設運行，在交叉口需要與社會車輛混行(見圖5)。

圖4 蘇州高新區城市空間結構與用地發展規劃

圖5 蘇州高新區有軌電車與軌道交通網絡

4.1 路權形式及道路斷面

本工程在市中心段(華山路—金山路段)土建工程按半獨立路權設計，預留遠期采用混合路權模式的靈活性。在華山路—金山路段，道路紅線40 m，雙向4車道，采用標準的路中布置方式，有軌電車位于機動車道中間，并通過護欄與道路系統的其他交通元素隔離。在太湖大道段采用獨立路權，道路紅線71.5 m，雙向6車道，道路中央設有寬度達到15 m的中央分隔帶，有軌電車斷面利用分隔帶敷設(見圖6～圖7)。

圖6 華山路—金山路段斷面布置

圖7 太湖大道段斷面布置

4.2 軌道結構

全線采用無縫線路，埋入式軌道。鋼軌采用槽型軌，鋼軌與路面平齊。結合既有老路進行統一改造。根據周邊環境要求，進行不同方式的鋪裝——瀝青砼鋪裝、磚鋪裝及綠化鋪裝。

4.3 交叉口交通組織方式

有軌電車在交叉口無法享有較高的路權，通過能力受到制約。有軌電車會在交叉口產生啟停行為，影響有軌電車的運營車速和載客效率。

為了保證有軌電車快速、大運量的服務質量，同時確保社會道路的正常運行，對平交交叉口進行合理的交通組織成為有軌電車信號系統的關鍵。在非獨立路權段，可以通過交叉口的信號燈來控制有軌電車和社會車輛。

在交叉口路中，有軌電車也可以通過獲得獨立路權的方式通過交叉口:與有軌電車同向的社會車輛禁止左轉，橫向的社會車輛禁止直行和左轉。這樣將充分發揮有軌電車的運營車速和載客效率，有軌電車和社會車輛之間也不存在潛在沖突點，安全性較高，如圖8所示。

圖8 “右進右出”交叉口沖突點分析

5 結語

現代有軌電車作為新型綠色環保的交通工具，能很好地適應大中城市的新城區、開發區及二級城市的骨干網絡交通。其斷面布置靈活，能很好地與城市的道路交通體系銜接，具有良好的經濟性和應用前景。

［1］謝琨.現代有軌電車與城市建設［J］.城市軌道交通研究，2000，3(1):62-64，71.

［2］衛超，顧保南.歐洲現代有軌電車的發展及其啟示［J］.城市軌道交通研究，2008，11(1):11-14.

［3］毛勵良，楊珂.北京城市軌道交通西郊線系統制式選型研究［J］.都市快軌交通，2010，23(5):8-12.

［4］王艷彩，黃新.現代有軌電車的地區適用條件［J］.交通標準化，2011(2):127-129.

［5］訾海波，過秀成，楊潔.現代有軌電車應用模式及地區適用性研究［J］.城市軌道交通研究，2009，11(2):46-49.

［6］王明文，王國良，張育宏.現代有軌電車與城市發展適應模式探討［J］.城市交通，2007，5(6):70-72.

［7］薛美根.現代有軌電車主要特征與國內外發展研究［J］.城市交通，2008，6(6):88-91.

［8］上海市城市建設設計研究總院.蘇州有軌電車1號線工程初步設計［G］.上海，2011.