現(xiàn)代有軌電車(chē)優(yōu)缺點(diǎn)及適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

段妍

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市 300381）

0 引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市空間結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，市民對(duì)城市公共交通的服務(wù)水平的要求也越來(lái)越高。現(xiàn)代有軌電車(chē)在歐美的成功建設(shè)、運(yùn)營(yíng)迅速引起了國(guó)內(nèi)很多城市的關(guān)注和研究，如上海、天津、北京、廣州、武漢、蘇州等，都在積極規(guī)劃和建設(shè)現(xiàn)代有軌電車(chē)系統(tǒng)。掌握現(xiàn)代有軌電車(chē)相比其他公共交通方式的優(yōu)勢(shì)和不足，建立適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)，為評(píng)價(jià)現(xiàn)代有軌電車(chē)在一個(gè)城市是否適用提供依據(jù)。

1 與其他交通方式的比較

1.1 運(yùn)能比較

運(yùn)能體現(xiàn)了公交方式運(yùn)輸旅客的系統(tǒng)能力，它對(duì)應(yīng)的是線路高峰小時(shí)斷面的最大客流量，只有系統(tǒng)的運(yùn)能大于客流量時(shí)，該系統(tǒng)才適用于這條線路。

運(yùn)能計(jì)算公式為

式中：C為系統(tǒng)單方向最大運(yùn)能，人/h；P為單列車(chē)載客量，人；L為線路的列車(chē)通過(guò)能力，對(duì)/h（或單方向列車(chē)通過(guò)能力，輛/h）。

單列列車(chē)的載客量取決于列車(chē)的編組數(shù)量和列車(chē)每平方米的載客人數(shù)；列車(chē)的通過(guò)能力通常以最小發(fā)車(chē)間隔來(lái)表示，顯然列車(chē)的通過(guò)能力與最小發(fā)車(chē)間隔呈反比關(guān)系。

1.1.1 現(xiàn)代有軌電車(chē)

現(xiàn)代有軌電車(chē)的主流產(chǎn)品都采用了模塊化設(shè)計(jì)，可以靈活編組（3～7個(gè)車(chē)廂模塊）且高峰時(shí)刻可以采用兩組列車(chē)聯(lián)運(yùn)，因此能夠滿足不同的需求。列車(chē)每平方米的載客人數(shù)：定員時(shí)一般為6人，超員時(shí)一般為8人，單列載客量在200～400人。對(duì)于現(xiàn)代有軌電車(chē)而言，影響其最小發(fā)車(chē)間隔的因素很多，包括車(chē)輛控制與信號(hào)方式、交叉口的信號(hào)處理方式、列車(chē)的加速制動(dòng)性能、車(chē)站的停車(chē)時(shí)間等，實(shí)際中一般采用3～5min的最小發(fā)車(chē)間隔。因此現(xiàn)代有軌電車(chē)每小時(shí)的客運(yùn)量在5000～15000人。

1.1.2 BRT

BRT是一種介于快速軌道交通和常規(guī)公交之間的新型公共交通系統(tǒng)。根據(jù)客流需求和道路通行條件的要求，BRT的車(chē)輛通常采用的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)包括單節(jié)車(chē)（80～110人）、單鉸接車(chē)（200人左右）和雙鉸接車(chē)（270人左右）三種類(lèi)型。由于采用專(zhuān)用車(chē)道、專(zhuān)用車(chē)站和公交智能系統(tǒng)（ITS），其最小發(fā)車(chē)間隔可以達(dá)到1.5min。BRT系統(tǒng)的每小時(shí)單方向客運(yùn)量在3000～10000人。

1.1.3 地鐵與輕軌

我國(guó)的地鐵和輕軌在軌道結(jié)構(gòu)、運(yùn)行車(chē)輛和運(yùn)行管理系統(tǒng)方面基本相同，而且都有獨(dú)立的路權(quán)。輕軌客運(yùn)量較小于地鐵，因而列車(chē)編組車(chē)輛少、運(yùn)營(yíng)線路短、發(fā)車(chē)間隔略長(zhǎng)。在相關(guān)規(guī)范中規(guī)定，地鐵的運(yùn)能為3萬(wàn)～8萬(wàn)人/h，屬大運(yùn)量交通系統(tǒng)。輕軌的運(yùn)能為1萬(wàn)～3萬(wàn)人/h，屬中運(yùn)量交通系統(tǒng)。

1.1.4 常規(guī)公交

常規(guī)公交沒(méi)有專(zhuān)有路權(quán)，車(chē)輛也相對(duì)落后，運(yùn)能較低，為 0.2萬(wàn)～0.5萬(wàn)人/h，屬低運(yùn)量交通系統(tǒng)。

通過(guò)以上的分析可以看出，現(xiàn)代有軌電車(chē)的運(yùn)能介于地鐵輕軌和常規(guī)公交之間，屬于中低運(yùn)量城市公交系統(tǒng)，適用于近期客流量大于常規(guī)公交客運(yùn)量而遠(yuǎn)期又達(dá)不到地鐵輕軌客運(yùn)量的地區(qū)。

1.2 速度比較

1.2.1 現(xiàn)代有軌電車(chē)

由于采用新型的高科技車(chē)輛，現(xiàn)代有軌電車(chē)的最高速度可以達(dá)到70km/h。但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)速度，對(duì)于不同城市的現(xiàn)代有軌電車(chē)，由于線路站間距、客流量、車(chē)門(mén)數(shù)量、交叉口的優(yōu)先方式不同，平均運(yùn)行速度也不同。

1.2.2 BRT

BRT的運(yùn)營(yíng)速度取決于車(chē)道類(lèi)型和服務(wù)模式。公共汽車(chē)在一站不停式或?qū)Ｓ密?chē)道上行駛的話，每小時(shí)的速度能達(dá)到60～80km，如果服務(wù)模式中包括專(zhuān)用的停靠站點(diǎn)，每小時(shí)的速度為30～50km。平均運(yùn)營(yíng)速度亦取決于車(chē)站間隔和車(chē)輛停留的時(shí)間。

1.2.3 地鐵與輕軌

地鐵和輕軌都采用專(zhuān)用路權(quán)且站間距較大，平均運(yùn)營(yíng)速度較高。

1.2.4 常規(guī)公交

常規(guī)公交沒(méi)有專(zhuān)用路權(quán)及交叉口優(yōu)先措施且車(chē)站較為密集，其平均運(yùn)行速度較低。

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從城市周邊到市中心的出行時(shí)間一般控制在30～40min，各個(gè)公共交通方式的運(yùn)行速度及服務(wù)范圍見(jiàn)表1。

表1 不同交通方式的運(yùn)行速度及服務(wù)范圍

可以看出，對(duì)于城市半徑2.5～25km的城市而言，采用現(xiàn)代有軌電車(chē)或BRT的服務(wù)性較好；對(duì)于城市半徑在1～8km的城市而言，常規(guī)公交即可滿足出行需求；對(duì)于城市半徑在4～35km甚至更大的城市，就需要輕軌或者地鐵來(lái)滿足出行需求，此時(shí)現(xiàn)代有軌電車(chē)可以作為接駁線或外圍加密線。

1.3 經(jīng)濟(jì)性比較

1.3.1 現(xiàn)代有軌電車(chē)

現(xiàn)代有軌電車(chē)作為城市軌道交通的一種，其成本不僅包括車(chē)輛、土建工程與機(jī)電設(shè)備等建設(shè)成本，還包括運(yùn)營(yíng)管理、養(yǎng)護(hù)維修等運(yùn)營(yíng)成本。由于線路鋪設(shè)方式、車(chē)型、供電方式等的不同，造價(jià)有所不同，每正線千米的造價(jià)在0.8億～1.8億元，其中工程費(fèi)用約占總投資的66%左右。運(yùn)營(yíng)成本包括設(shè)備材料、燃料的消耗，從事生產(chǎn)的人員工資、績(jī)效、津貼，設(shè)備的養(yǎng)護(hù)維修等。現(xiàn)代有軌電車(chē)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用一般比地鐵運(yùn)營(yíng)費(fèi)用要低。

1.3.2 BRT

根據(jù)快速公交系統(tǒng)配置（車(chē)道、車(chē)輛等）、線路位置、類(lèi)型、結(jié)構(gòu)等不同，其造價(jià)差異比較大。使用公交專(zhuān)用道的BRT系統(tǒng)，每千米造價(jià)3000萬(wàn)～1億元。如果使用混合交通車(chē)道，造價(jià)會(huì)低一些。運(yùn)營(yíng)成本受工資基數(shù)、勞務(wù)法、油費(fèi)和電費(fèi)、運(yùn)營(yíng)速度、乘客的數(shù)量等因素的影響而變化，一般是低于地鐵和輕軌交通的，但會(huì)略高于現(xiàn)代有軌電車(chē)。

1.3.3 地鐵與輕軌

地鐵和輕軌不僅建設(shè)周期長(zhǎng)，而且投資昂貴。地鐵的工程造價(jià)為5億～8億元/km。輕軌的造價(jià)相對(duì)低一點(diǎn)，為3億～5億元/km。

1.3.4 常規(guī)公交

常規(guī)公交基本不需要線路改造，只需要建設(shè)幾個(gè)公交站，土建費(fèi)用幾乎沒(méi)有。需要投入車(chē)輛購(gòu)置費(fèi)，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用不高。

綜合比較，現(xiàn)代有軌電車(chē)的造價(jià)約為地鐵的1/6，輕軌的1/3，既避免了地鐵輕軌的高造價(jià)，又具有軌道交通的種種優(yōu)點(diǎn)。與BRT系統(tǒng)相比，造價(jià)略高，但現(xiàn)代有軌電車(chē)的車(chē)輛使用年限是30年而B(niǎo)RT的車(chē)輛只有10年，因此運(yùn)營(yíng)成本比BRT略低。實(shí)際比較還要看具體線路的客運(yùn)量情況。

1.4 其他方面比較

1.4.1 環(huán)保性

采用電力牽引的交通方式（有軌交通和無(wú)軌電車(chē)）在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中幾乎沒(méi)有氣體排放，而B(niǎo)RT和常規(guī)公交等采用汽油做燃料的車(chē)輛，會(huì)釋放大量溫室氣體和污染氣體。現(xiàn)代有軌電車(chē)在驅(qū)動(dòng)能源電力產(chǎn)生的過(guò)程中會(huì)有污染氣體排放，但是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究顯示，其排放量明顯低于BRT系統(tǒng)。現(xiàn)代有軌電車(chē)的牽引、電機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)等皆采用世界先進(jìn)技術(shù)，在運(yùn)行過(guò)程中震動(dòng)小且?guī)缀鯚o(wú)噪聲。由此可見(jiàn)，現(xiàn)代有軌電車(chē)在環(huán)保性方面明顯優(yōu)于BRT系統(tǒng)。

1.4.2 舒適性

軌道交通在運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性要優(yōu)于無(wú)軌交通，加上現(xiàn)代有軌電車(chē)采用了最先進(jìn)的軌道技術(shù)和車(chē)輛技術(shù)，在運(yùn)行過(guò)程中旅客幾乎感受不到顛簸，舒適性很好。現(xiàn)代有軌電車(chē)站臺(tái)設(shè)置在地面上，方便乘客集散；與BRT系統(tǒng)相比，車(chē)門(mén)可以與站臺(tái)較好地連接，方便乘客上下車(chē)。

1.4.3 美觀性

軌道中間可以種植草坪，在兩側(cè)與其他交通方式的隔離帶中種植樹(shù)木，使其成為城市的一道綠色風(fēng)景帶。車(chē)輛還采用較大的玻璃車(chē)窗，采光性好，便于乘客欣賞兩側(cè)的城市風(fēng)光，這是地鐵線路所不具備的。

不同公共交通系統(tǒng)的比較見(jiàn)表2。

表2 不同公共交通系統(tǒng)的比較

2 現(xiàn)代有軌電車(chē)的優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)代有軌電車(chē)這種由傳統(tǒng)有軌電車(chē)發(fā)展而來(lái)的中低運(yùn)量的新型軌道交通方式由于其線路主要在路面上，更像在軌道上行駛的公交車(chē)。采用了現(xiàn)代化的車(chē)輛技術(shù)、軌道技術(shù)、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)等，具有以下優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 編組靈活，運(yùn)能彈性范圍大，具有較廣的適用范圍

新型的現(xiàn)代有軌電車(chē)由于采用模塊化設(shè)計(jì)，可以定制不同編組的列車(chē)（3～7個(gè)車(chē)廂模塊）且車(chē)輛維修養(yǎng)護(hù)容易，高峰時(shí)段還可以兩輛列車(chē)聯(lián)運(yùn)，客運(yùn)能力具有較大的彈性范圍，可以滿足單向5000～15000人/h的客流走廊。

2.2 運(yùn)行速度高，舒適性好；占用道路資源

現(xiàn)代有軌電車(chē)采用先進(jìn)的車(chē)輛和專(zhuān)有的路權(quán)，其運(yùn)行速度高于常規(guī)公交，可節(jié)約出行時(shí)間。同時(shí)，列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中更加平穩(wěn)且噪聲更低，提高了乘客的舒適性。與地鐵、輕軌相比，現(xiàn)代有軌電車(chē)的車(chē)站設(shè)置在地面上，便于乘客的集散；低地板車(chē)輛的使用以及車(chē)輛與站臺(tái)的無(wú)縫連接，方便乘客上下車(chē)。

但是因?yàn)楝F(xiàn)代有軌電車(chē)行駛在路面上，需要占用一定的道路資源，并且交叉口處的信號(hào)優(yōu)先會(huì)造成其他車(chē)輛的延誤。

2.3 運(yùn)行安全，準(zhǔn)點(diǎn)率高；靈活性較差

現(xiàn)代有軌電車(chē)由于沿軌道運(yùn)營(yíng)，比常規(guī)公交發(fā)生運(yùn)營(yíng)意外的概率低，即便發(fā)生意外，也比地鐵和輕軌易于救援。大部分線路擁有專(zhuān)用路權(quán)，沒(méi)有其他交通車(chē)輛的混行干擾，交叉口大多也有信號(hào)優(yōu)先處理，所以準(zhǔn)時(shí)性高。

運(yùn)行在軌道上有眾多優(yōu)點(diǎn)，但相較于常規(guī)公交，其靈活性較差。

2.4 比地鐵建設(shè)成本低，建設(shè)周期短；比常規(guī)公交建設(shè)略復(fù)雜

現(xiàn)代有軌電車(chē)的建設(shè)成本比較低，僅為地鐵的1/6左右，建設(shè)周期也短，約為地鐵的1/3。但與常規(guī)公交相比，現(xiàn)代有軌電車(chē)的建設(shè)工程略顯復(fù)雜。常規(guī)公交只需要購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛，改造幾個(gè)車(chē)站，對(duì)道路并不需要改造，而現(xiàn)代有軌電車(chē)系統(tǒng)則需要鋪設(shè)軌道、架空電線，還需要建設(shè)車(chē)輛段、改造線路等。

2.5 節(jié)能環(huán)保并且美觀；接觸網(wǎng)供電需架空線路，可能對(duì)城市景觀產(chǎn)生影響

現(xiàn)代有軌電車(chē)跟地鐵、輕軌相比，由于運(yùn)能小、設(shè)備簡(jiǎn)單，其主要的電能消耗為牽引負(fù)荷，占總用電量的60%以上，而輕軌地鐵的主要能耗為運(yùn)營(yíng)設(shè)備的使用，牽引負(fù)荷在運(yùn)營(yíng)初期僅占總耗能的25%～30%，遠(yuǎn)期有所提高。常規(guī)公交使用汽油，會(huì)排放大量的污染氣體，而現(xiàn)代有軌電車(chē)在電力生產(chǎn)時(shí)間接產(chǎn)生微量有害氣體，遠(yuǎn)低于常規(guī)公交。同時(shí)有數(shù)據(jù)表明，軌道交通的噪聲污染為地面交通的1/2，人均CO2的排放量是地面交通的1/5。現(xiàn)代有軌電車(chē)的流線型車(chē)體美觀，軌道中間可以種植草皮，兩側(cè)可以種植樹(shù)木，使軌道交通線路成為城市一道亮麗的風(fēng)景。

然而采用接觸網(wǎng)供電的現(xiàn)代有軌電車(chē)如果處理不當(dāng)，架空線路有可能對(duì)城市美觀產(chǎn)生一定的不利影響。

圖1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立

要評(píng)價(jià)現(xiàn)代有軌電車(chē)在一個(gè)城市是否適用，適用于哪些區(qū)域，應(yīng)分別從宏觀、中觀及微觀三個(gè)層面進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的基本原則既要使評(píng)價(jià)指標(biāo)盡可能全面反映某地區(qū)采用現(xiàn)代有軌電車(chē)建設(shè)適用性的實(shí)際情況，又要考慮獲取方便、計(jì)算簡(jiǎn)單。確定了4個(gè)準(zhǔn)則20個(gè)指標(biāo)的綜合線網(wǎng)選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3.1 區(qū)域適用性評(píng)價(jià)

從宏觀角度，通過(guò)對(duì)該城市人口規(guī)模、城市用地及經(jīng)濟(jì)水平進(jìn)行分析，確定是否適用。在組團(tuán)滿足適用模式的情況下，應(yīng)進(jìn)一步分析該城市相關(guān)數(shù)據(jù)并結(jié)合現(xiàn)代有軌電車(chē)的運(yùn)能、速度以及城市的客流需求，來(lái)判斷現(xiàn)代有軌電車(chē)的區(qū)域適用性。

所以在該準(zhǔn)則層選取了組團(tuán)匹配性、運(yùn)能匹配性、速度匹配性以及線網(wǎng)需求匹配性4個(gè)指標(biāo)。

3.2 系統(tǒng)適用性評(píng)價(jià)

從中觀角度，對(duì)現(xiàn)代有軌電車(chē)的系統(tǒng)適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)判該系統(tǒng)的適用性主要考慮有軌電車(chē)的綜合造價(jià)情況是否在該城市的投資城市承受能力之內(nèi)、有軌電車(chē)的運(yùn)營(yíng)效益是否符合城市要求、有軌電車(chē)系統(tǒng)所需要的其他運(yùn)營(yíng)條件能否得到滿足以及現(xiàn)代有軌電車(chē)與其他交通設(shè)施的協(xié)調(diào)性。

所以該準(zhǔn)則層選取了系統(tǒng)造價(jià)、投資效益、土地占用、其他交通設(shè)施協(xié)調(diào)性、運(yùn)營(yíng)組織以及工程實(shí)施6個(gè)指標(biāo)。

3.3 技術(shù)可行性評(píng)價(jià)

從微觀角度，對(duì)現(xiàn)代有軌電車(chē)的具體實(shí)施方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。城市道路千差萬(wàn)別，現(xiàn)代有軌電車(chē)的具體實(shí)施方案也會(huì)因此各有不同，所以需要對(duì)具體道路的轉(zhuǎn)彎半徑、限界、平縱斷面以及道路擁擠情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，確定有軌電車(chē)工程實(shí)施時(shí)是否需要對(duì)道路進(jìn)行改造，車(chē)道布置方式、車(chē)站布設(shè)以及路權(quán)信號(hào)的選擇等技術(shù)問(wèn)題。

所以準(zhǔn)則層從技術(shù)角度選取了線路平縱面、車(chē)站布設(shè)、車(chē)輛技術(shù)、線路軌道、供電以及技術(shù)通用6個(gè)指標(biāo)。

3.4 社會(huì)效益評(píng)價(jià)

系統(tǒng)的社會(huì)效益主要是對(duì)現(xiàn)代有軌電車(chē)修建帶來(lái)的節(jié)能環(huán)保效益、景觀效益以及舒適性、安全性等服務(wù)水平的提升進(jìn)行評(píng)價(jià)，選取了服務(wù)水平、環(huán)境影響、景觀影響以及城市發(fā)展4個(gè)指標(biāo)。

綜上，建立了如圖1所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

4 結(jié)語(yǔ)

本文將現(xiàn)代有軌電車(chē)與幾種常用的公共交通方式在運(yùn)能、運(yùn)行速度、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行了比較，得出現(xiàn)代有軌電車(chē)在這幾方面的特征，根據(jù)這些特征，歸納其在公共交通系統(tǒng)中的定位，分析總結(jié)出現(xiàn)代有軌電車(chē)的優(yōu)缺點(diǎn)，建立適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)，為評(píng)價(jià)現(xiàn)代有軌電車(chē)在一個(gè)城市是否適用提供依據(jù)。

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