中小城市軌道交通系統制式選擇探討

岳 曉 東

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司,北京 100055)

1 概述

近年來，隨著我國城鎮化建設的發展，城市規模逐步擴大，城市交通運輸矛盾日益突出，城市軌道交通以其安全、快速、準時的特點，在改善城市交通環境方面發揮越來越大的作用。我國大陸地區被廣泛接受且技術成熟的軌道交通類型較為單一，以大運量的地鐵為主，輕軌所占比例較小且形式比較單一。據有關方面統計，截至2016年年末，中國國內建成的城市軌道交通線路中，地鐵運營里程3 169 km，占比76.3%，其他制式軌道交通線路規模984 km，占比23.7%[1]。

地鐵是我國城市軌道交通的主要形式，由于其運量大，不占用地面空間，對解決特大、大城市中心區域的骨干交通發揮了重要作用。同時，也因為其建設成本高，運營維護費用貴，對地方財政能力要求較高。國家為從宏觀層面合理掌控高成本地鐵的建設，對地鐵項目的審批設定了“門檻”，這些“門檻”在對合理配置交通資源、控制地方財政風險等方面發揮了重要作用。目前軌道交通建設主要集中在一、二線城市，大量的中小城市難以達到國家審批條件，但部分城市對軌道交通也有迫切需求。此外，多數城市都面臨著城市軌道交通建設的資金匱乏問題，建成運營的城市軌道交通線路每年的運營虧損也需要政府提供財政補貼，亟待突破困局。

2003年9月，國務院辦公廳下發國辦發[2003]81號文件《關于加強城市快速軌道交通建設管理的通知》明確提出：現階段，申報發展城市軌道交通的城市應達到的基本條件見表1。

表1 發展城市軌道交通的基本要求

《國家發展改革委關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知》(發改基礎[2015]49號)及《國務院辦公廳關于保障城市軌道交通安全運行的意見》(國辦發[2018]13號)等文件均提出“城市軌道交通規劃應堅持‘量力而行、有序發展’的方針，按照統籌銜接、經濟適用、便捷高效和安全可靠的原則，科學編制規劃，有序發展地鐵，鼓勵發展輕軌、有軌電車等高架或地面敷設的軌道交通制式”。

縱觀歐美、日本等發達國家，城市軌道交通體系均由多種類型構成，地鐵所占比例一般不到30%，各種軌道交通形式互為補充，形成較為完善的軌道交通架構。發達國家政府建設軌道交通的目的已不再簡單停留在解決交通擁堵方面，而是作為解決空氣污染問題的重要途徑，不同運量等級和不同敷設方式的軌道交通網對引導居民綠色出行，增強全民環保意識起到積極的作用。

因此，對于一些大城市的外圍區域組團、二三線城市，不宜采用大運量、高成本的地鐵，需要尋找滿足中運能等級、節能環保、可持續發展的軌道交通方式。

2 中小城市特征

自新中國成立以后，根據國情發展實際情況，中國對城市規模劃分標準進行了多次調整。

最新的有關城市規模劃分的文件為《國務院關于調整城市規模劃分標準的通知》(國發[2014]51號)，該文以城區常住人口為統計口徑，將城市劃分為五類七檔，見表2。

表2 城市規模劃分標準

本文所指中小城市是指城區常住人口100萬以上300萬以下的城市，即Ⅱ型大城市。

3 城市軌道交通系統制式選擇研究原則

1)運輸能力滿足遠期高峰小時運量要求；

2)有利于實現線網資源的最大共享和利用；

3)適應城市的地理、自然環境要求以及城市特點；

4)列車最高運行速度應滿足運輸規劃速度時間目標要求；

5)車輛設備應符合技術成熟、安全可靠、外形美觀、乘坐舒適的要求；

6)應滿足《城市軌道交通工程項目建設標準》等技術規范的要求；

7)滿足國家對城市軌道交通車輛國產化率的要求；

8)力求全壽命周期成本最低。

4 城市軌道交通系統制式綜述

目前城市軌道交通可供選擇的軌道交通系統大致包括地鐵、輕軌(鋼輪鋼軌)、單軌、現代有軌電車、磁浮、膠輪導軌、市域快軌等類型。各系統制式的主要特征見表3。

表3 不同系統制式特征及適用范圍表

5 中小城市軌道交通系統制式選擇分析

1)城市規模。

中小城市城區常住人口一般在100萬以上300萬以下，人口、經濟規模適合于發展輕軌(鋼輪鋼軌/單軌)。

2)功能定位。

城市軌道交通線網是城市中心城區內圍繞城市核心區成網的軌道交通城市骨干交通網，在城市發展中起到重要引導和支撐作用，緩解中心城區主要通道的交通壓力，為居民出行提供高質量公共交通服務。

3)客運量水平。

系統運量是確定系統基本模式的根本因素之一，是確定系統運輸規模的依據。目前我國城市軌道交通新線建設按照線路遠期高峰小時單向最大運輸能力將軌道交通劃分為三類、四個等級，見表4。

表4 軌道交通各級線路相關技術特征表[3]

中小城市軌道交通客運量水平一般為中運量系統，適合于選用輕軌(鋼輪鋼軌/單軌)制式。

4)敷設方式。

城市軌道交通作為城市骨干交通網，需要獨立路權，不宜采用地面敷設。城市軌道交通一般地下敷設時工程投資約6億/km～10億/km，高架敷設時約3億/km～5億/km，高架敷設可顯著降低建設成本，中小城市一般經濟實力不如大型城市，不適合采用以地下敷設為主的系統制式，選擇高架敷設方式為主的系統制式有利于控制工程投資，減少對城市公共財政的壓力。

5)城市環境。

城市尤其是中心城區，是建筑物、道路、人流高度集中的區域，城市軌道交通線路采用高架敷設應注意對道路交叉口小曲線半徑、地形起伏大的適應性，同時，中心城區醫院、學校等環境敏感點多，市民希望有一個安靜、和諧、健康的人居環境，因此在城區的軌道交通制式中宜選擇噪聲低、振動小、對城市工作居住環境影響小、居民認可度高的方式。

6)技術安全可靠。

城市軌道交通系統制式根據基本技術原理可分為鋼輪鋼軌、單軌、磁浮、膠輪導軌等，其中鋼輪鋼軌應用最為廣泛，技術安全可靠性也最高。目前，單軌、磁浮系統在我國也有建成運營線路，單軌主要為重慶軌道交通2號、3號線，運營里程約100 km，在建的蕪湖跨座式單軌線路；磁浮線路主要有長沙黃花機場線，全長18.5 km，設站3座，總投資約42億元，約2.3億元/km，2014年5月開工建設，現已投入運營，北京S1線10.2 km，投資64.23億元，其中高架段9.9 km，其余為地下段，設(高架)站8座，約為6.3億元/km，以上磁浮線路均具有市域線特征，可有效體現磁浮系統的速度優勢，但城市中心區的軌道交通干線尚無磁浮系統的運用實例。

6 中小城市適宜采用的系統制式

作為中運量的中小城市軌道交通骨干系統，系統制式要符合技術成熟、投資適度、獨立路權、運能與運量相適應等要求。地鐵A型車主要用于特大城市的大運量主干線路，投資高不占用路面資源；有軌電車占用路面資源，對城市中心城區道路條件適應性差，受道路交叉口等影響，旅行速度低，單向運能較低，對城市交通影響大；懸掛式單軌運能小、旅行速度低；磁浮、懸掛式單軌、膠輪導軌等系統在國內尚無應用于中心城區主干線路的先例，技術不成熟。中小城市軌道交通作為中心城區骨干公共交通方式，適宜選用技術成熟、使用廣泛的鋼輪鋼軌輕軌、單軌(跨座式)系統等，線路應以高架敷設為主，注重減少對城市路面交通影響及降低建設運營成本。

7 有待進一步研究的問題

中小城市發展軌道交通作為城市公共交通骨干，由于受人口、經濟及近年來國家投融資政策等因素影響，需要特別注重建設運營成本，不宜采用高投入、不占用地面空間的地下敷設方式，高架方式是比較好的選擇，但高架線對城市發展布局的分割效應顯著，一定程度上限制了城市的規劃發展，中小城市軌道交通應特別注重與城市規劃的協調，努力將軌道交通建設為百年工程。

參考文獻:

[1] 佚 名.城市軌道交通2016年度統計和分析報告[R].2017.

[2] GB 50458—2008,跨座式單軌交通設計規范[S].

[3] GB 50157—2013,地鐵設計規范[S].

[4] 建標104—2008,城市軌道交通工程項目建設標準[S].

[5] 馮 帥.山區旅游觀光鐵路車輛選型探討[J].鐵道建筑技術,2017(2):27-30.

[6] 孔令洋.城市軌道交通系統型式選擇研究[D].北京:北京交通大學,2009.

[7] 王春輝.城市軌道交通車輛選型的探析[J].鐵道建筑技術，2013(10):80-83.