現代有軌電車系統規劃設計的技術要點

茍 波

(中鐵二院工程集團有限責任公司,610031,成都∥高級工程師)

現代有軌電車系統規劃設計的技術要點

茍 波

(中鐵二院工程集團有限責任公司,610031,成都∥高級工程師)

根據現代有軌電車系統半封閉、地面敷設為主的特點,提出應處理好現代有軌電車與道路交通及市政設施的關系,認為合理分配道路資源和重視沿線的景觀設計是該系統研究中的兩大技術要點。以佛山市高明區現代有軌電車示范線項目為例,對上述關鍵技術問題及其解決方案進行闡述,供后續相關項目參考借鑒。

現代有軌電車; 佛山市; 選線設計; 景觀設計

Author′s address China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,610031,Chengdu,China

現代有軌電車系統在傳統有軌電車的基礎上,進行了車輛技術和路權形式的改進,但仍存在一定的局限性。本文根據現代有軌電車系統半封閉、地面敷設為主的特點，以佛山市高明區現代有軌電車示范線項目為例，闡述現代有軌電車規劃設計中的技術要點：處理好與道路交通及市政設施的關系、合理分配道路資源，以及沿線的景觀設計。

1 現代有軌電車的改進

1.1 車輛方面的改進

現代有軌電車車輛在保留了傳統有軌電車車輛基本特征(如適應地面行駛要求、軸重輕、通過曲線半徑小、爬坡大等)的基礎上,對車輛的其它特征進行了較大改進。

(1) 舒適新穎:改進了車輛外觀形象和內部裝飾，多數車輛采用流線型車身、大窗、對開門、低地板(約350 mm)等新穎設計,旅客上下車方便,乘坐舒適，且更加人性化和符合現代化都市的氣質。

(2) 性能提升:最高運行速度一般能達到70～80 km/h,車輛的各項性能得到提升,車輛模塊化更便于維修保養。

(3) 更加環保:采用小輪徑、彈性車輪和盤形制動,以及金屬-橡膠復合減震器等措施,降低噪聲和振動,運行更加平穩環保。

(4) 運能提升:車輛鉸接化、模塊化,多模塊組合,車輛長度調節靈活,也可連掛運行,運能可達到0.8萬～1.2萬人次/h。

(5) 受流方式:多樣化,主要有接觸網、接觸軌、感應式、車載儲能(蓄電池/超級電容)等方式,對城市環境景觀的適應性更強。

1.2 路權形式方面的改進

相比傳統的有軌電車,現代有軌電車爭取了更多的專用路權和享有公交優先的發展戰略優勢,運行效率得到了較大提高。

(1) 專用路權:爭取了道路區段的專用路權,對既有道路按照“占一還一”的原則進行拓寬恢復,可采用建立物理隔離或劃分專用車道的方式。在初期行車密度較小時,也可采取共用路權的形式,合理高效地利用道路資源。

(2) 路口優先[5]:提高平交路口的通過能力,對有條件的路口設置優先通過信號。

(3) 局部立交:在交通量大、難以實現有軌電車信號優先并制約系統能力的重要路口,設置局部地下或高架線路通過路口,以確保路口的通行能力,但車站應設在地面。

2 技術要點

現代有軌電車雖然比傳統的有軌電車有明顯突破,但其采用半封閉、地面敷設為主的特點,使其仍有別于大運量的軌道交通系統。對于現代有軌電車而言,處理好與道路交通和市政設施的關系、合理分配道路資源和沿線的景觀設計,是其系統研究中的兩大技術要點。

2.1 道路交通和市政設施的關系

處理好現代有軌電車與道路交通和市政設施的關系,與以下幾方面的問題密切相關。

2.1.1 線路經由路徑的選擇

現代有軌電車作為中運量的軌道交通系統,一方面應充分發揮其公共交通的功能,重視對城市客流的覆蓋和吸引,為沿線客流提供準點、舒適、快速、便捷的出行服務;另一方面由于其需占用沿線道路資源,對地面交通存在干擾,不適合敷設于交通量較大、道路資源已經飽和的城市通道上。

以佛山市高明區現代有軌電車示范線為例,項目研究過程中,對高明老城區內的線路提出了三個通道方案(見圖1)進行比較。

圖1 通道方案示意圖

方案一：線路沿高明大道—中山路走行,長3.6 km。沿線道路紅線寬度達80 m,條件良好,道路改造工程少。但高明大道為城市快速路走廊,周邊多為廠房,人流量小,同時南側毗鄰滄江,存在單邊客流情況。

方案二:線路沿明理路—荷香路—滄江路走行,長4.0 km。沿線大部分地段的地面建筑對道路紅線都有10 m的退讓,具備拓寬恢復改造的條件。但在荷香路上,有約400 m的現狀道路相當狹窄,有軌電車線路介入后,如恢復原道路路幅,將引起大量房屋拆遷；若改成單行道,則對片區的交通影響極大。

方案三：線路沿明理路-泰和路-滄江路敷設,長3.6 km。沿線道路兩側建筑均退讓紅線10 m,條件較好。同時,泰和路沿線是該片主要的生活走廊,客流成熟。

經綜合分析比較,方案三雖然因道路改造工程量的增加比方案一多了約4 700萬元的投資,但沿線道路滿足有軌電車的敷設要求,且客流成熟,故最終推薦采用方案三。

2.1.2 線路在道路上的敷設位置選擇

有軌電車線路在道路斷面上的敷設位置選擇與區段、路口的地面交通組織、區段市政公用設施的現狀和規劃分布情況密切相關。

線路敷設形式主要有集中路中、分開兩側和單側布置三種[6]，如圖2～4所示。應對沿線道路的路幅、路口的交通、周邊物業的人車進出、地下管線分布等情況進行梳理,研究確定線路在區段道路上的敷設位置。

圖2 線路集中路中布置

圖3 線路分開兩側布置

圖4 線路單側布置

以佛山市高明區現代有軌電車示范線為例,項目研究過程中,對高明老城區段的線路在道路上的敷設位置進行了比較。老城區內沿線道路均為城市次干道,雙向4車道,建筑紅線寬為56～70 m,道路兩側建筑物密集,線路采用單側敷設空間緊張,故重點對“路中”和“分開兩側”布置進行了比較。

(1) 對地下管線的影響。沿線道路地下管線(雨水管、給水管、電力管、污水管、通信管道等)主要分布于道路兩側,路中布置可減少對地下管線的改遷并降低雜散電流對地下管線的影響。

(2) 對沿線交通的影響。沿線周邊地塊進出道路和通道道路聯系緊密,出入口眾多,路中布置對沿線交通影響小:區段不影響兩側車輛右進右出功能,左轉功能可在鄰近交叉口掉頭實現;路口段僅與左轉交通沖突,可增設左轉專用相位解決。

(3) 對沿線環境景觀影響。線路敷設于路中,距離道路兩側的建筑物較遠,對沿線周邊城市景觀環境影響小。同時,考慮到人群行為的隨意性較大,線路位于車行道之間更有利于運營和周邊人流的安全。

(4) 對道路改造工程的影響。采用兩側布置方式，道路改造不影響主車道,道路改造工程量相對較小,道路改造(含市政設置、管線改遷)可節省投資約3 070萬元。

根據以上分析,雖然路中布設方案的道路改造投資會增加約3 070萬元,但從后期運營階段對道路交通、雜散電流腐蝕管線、城市景觀、安全等長期的影響考慮,最終推薦采用路中敷設方案。

2.1.3 道路交通組織方案

有軌電車建成后,各類交通均能保證安全、有序、高效運行,是評判項目成功的重要因素之一。因此,開展沿線道路交通組織方案研究[6]是現代有軌電車項目重要的、必備的課題。其主要工作內容為:通過沿線交通現狀的調查和交通量預測,對現狀道路交通服務水平進行評價;在此基礎上,結合有軌電車占用道路的情況和道路改造方案,進行沿線道路交通組織方案設計,提出路段交通管制建議措施、路口的信號優先方案[7]、渠化方案和信號控制方案[8](相位分配、信號配時)等;同時根據預測交通量,對有軌電車建成后的沿線各路段、各路口的服務水平進行評價,提出未來合理化的道路改造建議,確保沿線道路的服務水平。

佛山市高明區現代有軌電車示范線項目對沿線道路交通組織方案進行了專題研究,結果表明,未來沿線道路滿足交通量需求,并保證了一定的服務水平。

2.2 景觀設計

現代有軌電車穿梭于城市中,且以地面敷設方式為主,處理好與沿線景觀的關系,打造一條亮麗的交通風景線,也是項目建設的關鍵問題之一[4]。

2.2.1 受流方式的選擇

目前,有軌電車主要有接觸網、接觸軌(封閉系統)、感應式、車載儲能(蓄電池/超級電容)[2]等受流方式(見圖5)。其中,架空接觸網受流方式具有技術成熟、安全可靠、運營維護經驗豐富、使用壽命長等優點，運用最為廣泛。

圖5 有軌電車主要受流方式

對于以地面敷設的有軌電車系統來說,接觸網對沿線的城市景觀存在一定的影響。特別是在路口段，由于受小轉彎半徑和道路條件控制,其對景觀的影響更甚(見圖6)。

圖6 架空接觸網路口段布網

其它的受流方式目前也逐步得到運用，如廣州海珠區環島新型有軌電車試驗段線路,采用儲能式車輛,區間無接觸網,車站設有充電受流系統;珠海有軌電車1號線,采用地面供電系統,全線無接觸網。

因此,隨著車輛技術和新型能源的不斷發展,未來有軌電車系統必將迎來“無辮子”的時代。(目前佛山市有意向通過南車四方引入加拿大巴拉德公司的氫能源技術,打算將氫能源車輛運用于高明區示范線項目上,實現全線無接觸網。)

2.2.2 雨棚造型和軌道綠化

現代有軌電車系統的景觀設計具體體現在車站雨棚造型設計和獨立路權段的軌道綠化上。 以佛山市高明區現代有軌電車示范線為例,車站的頂棚采用流線型的設計,結構支撐骨架采用大弧線構造(見圖7);共路權地段道床表面采用與原路面一致的鋪裝，獨立路權段道床表面進行全綠化鋪裝。

圖7 車站雨棚效果圖

3 結語

現代有軌電車系統具有投資少、建設周期短、審批立項易等特點,將成為大城市區域和中小城市交通發展的極佳選擇。在現代有軌電車建設中,應準確把握其特性,處理好與沿線道路交通和市政設施之間的關系,合理利用、分配道路資源;同時要重視自身的景觀設計,使其與沿線城市環境相適宜,力求打造出亮麗的交通風景線。

[1] 秦國棟,苗彥英,張素燕.有軌電車的發展歷程與思考[J].城市交通,2013,11(4):6.

[2] 楊銳,陳德勝,張劍濤.現代有軌電車儲能式供電能耗與配套供電[J].都市快軌交通,2013,26(6):148.

[3] 曾超,劉唐志,陳振武.現代有軌電車在重慶兩江新區的適用性分析[J].城市軌道交通研究,2013(3):12.

[4] 段俊萍,彭梅.現代有軌電車工程的景觀要求[J].都市快軌交通,2013,26(6):180.

[5] 王舒祺.現代有軌電車交叉路口優先控制管理方法研究綜述[J].城市軌道交通研究,2013(6):17.

[6] 李際勝,姜傳治.有軌電車線站布置及交通組織設計[J].城市軌道交通研究,2007(5):38.

[7] 李盛,楊曉光.現代有軌電車與道路交通的協調控制方法[J].城市軌道交通研究,2005(4):57.

[8] 劉新平.新型有軌電車信號系統方案研究[J].城市軌道交通研究,2012(5):50

[9] 陳志雄.現代有軌電車無接觸網技術應用分析[J].城市軌道交通研究,2014(4):117.

Key Technical Points in the Design of Modern Tramcar System

GOU Bo

Based on the features of modern tramcar system,such as the semi-closed type and ground laying priority,the dealing of the relationship between road transportation, municipal facilities and modern tramcar is firstly emphasized. The rational allocation of road resources and good landscape design along the road is considered as two key technical points.The modern tramcar demonstration line in Gaoming District of Foshan City is taken as the research target,and the above-mentioned key technical points and related solutions are described to provide a reference for the subsequent projects.

modern tramcar; Foshan city; location and design of tram line; landscape design

U 482.1

10.16037/j.1007-869x.2016.07.022

2014-10-28)