城市索道交通系統及其運行管理

王其恒

(安徽水利水電職業技術學院本科部，安徽 合肥 231603)

城市規模越來越大，人口越來越多，交通問題日益突出。解決城市交通問題最根本的措施還是要靠發展公共交通。目前各國均在大力研究城市公共交通系統，努力探求新的交通形式，運量大，速度快，成本低，耗能小，無污染。索道交通基本滿足了上述種種要求，是一種新型的交通形式，可能是今后公共交通發展的一個方向。

1 城市索道交通系統組成

城市索道交通系統由鋼索、支架、車廂、車站、動力系統、控制系統等各部分組成[1]。如圖1(a)所示。

(1) 鋼索。包括支承索和牽引索。支承索固定于支架下方，用于承載車廂，車廂掛于其下方向前滑動。每側支承索共兩根，每根由若干股高強鋼絲繩絞合而成，可支承100t以上重物。每根支承索長度為1000m～1500m，為相鄰兩個車站間距離。支承索在站臺處設接頭，由連接裝置把兩根索連為一體。牽引索用于牽引車廂向前行駛，為車廂提供動力。每個車廂設兩根牽引索，牽引索牽引車廂高速運行，最高時速可達60km。牽引索的動力由電動機提供，電動機位于站臺兩端的機房內。

(2)支撐系統。包括柱子、水平支架以及附屬設施[2]。柱子為鋼筋混凝土柱，截面為方形或圓形，外徑1m～1.5m，高10m以上，亦可設計成下細下粗形式。柱子立于道路中央，每隔100m設1個。水平支架為鋼結構桁架，固定于柱頂，每側懸挑出約5m。附屬設施包括滑輪及其附件，主要用來承托并固定牽引索?；喭ㄟ^垂直桿件固定于支架下方，每側支架下設2個。如圖1(b)所示。

圖1 索道交通圖

(3)車廂。用來載運乘客，形狀為長方形，長約15m，寬約3m，高約2.5m。單節車廂總載客量可達270人，滿載時重量約25t。車頂通過連接裝置懸掛于支承索上，在牽引索牽引下向前滑行。車廂2個側面偏上部各設計有1排脫掛式抱索器，用以抱緊牽引索。車廂底部距路面7m左右，其空間足夠地面上的車輛通行如圖2所示。車廂設有動力控制系統、電氣系統、制動系統等。車廂前部設有司機室，由司機統一控制上述系統。根據城市線路乘客流量的多少，每列車可設置1～4節車廂。

1.樓梯(地面至人行天橋)2.無障礙電梯(地面至人行天橋)3.人行天橋 4.樓梯(人行天橋至站房)5.機房6.無障礙電梯(人行天橋至站房)7.站房8.路緣

1.鋼架 2.車廂 3.人行天橋 4.站房 5.樓梯(人行天橋至站房) 6.樓梯(地面至人行天橋)

(4)車站。位于道路中央，采用懸挑結構，中間1排柱子，上部懸挑鋼筋混凝土結構站房。懸挑高度約7m，下部空間足夠地面上車輛通行。站房長約100m，寬5m[3]。站房兩端設有動力機房，分別為左右兩側的牽引索提供動力。站房通過人行天橋和人行道相連，人行天橋高4.5m，下部凈高4m以上，滿足城市交通車輛運行。乘客進站時先由人行道通過4.5m高樓梯上至人行天橋，再水平行至站房下方，再通過2.5m高樓梯上至站房層。人行道處和站房層均設無障礙電梯，提升高度分別為4.5m和2.5m，供殘疾人士使用。其平面圖與剖面圖分別如圖2、圖3所示。

2 索道運行機制

2.1 正常運行狀態

車廂通過吊臂懸掛于支承索上，并由牽引索牽引滑行，為盡可能減小摩擦，并保證吊臂不會脫落，吊臂端部和支承索之間應有合理的連接措施。圖4為吊臂與支承索連接示意。吊臂上端設置滾輪，以滾輪支承于支承索上向前滑行，可減小摩擦，吊臂上部的∩形彎卡住支承索，可防止滾輪脫軌。每個車廂設若干個吊臂懸掛于支承索上，一是多點支承，保證受力均勻合理，二是運行更加平順穩定，三是即使有一處支承損壞或脫軌，不會影響整體的安全。車廂啟動時，由司機控制抱索器抱緊牽引索，然后通過智能控制系統啟動機房的電動機，帶動牽引索前行。踩下加速踏板增加電動機轉速，使牽引索帶動車廂加速前進，快要進站時則踩下減速踏板，逐漸減速，并斷開電動機電源直至車廂停止。進站停穩后站房候車門和車廂門同步打開，乘客上下車[4]。圖5為索道運行原理簡圖。

圖4吊臂與支承索連接示意圖 圖5索道運行原理簡圖

2.2 突發事件處理

行駛途中若遇到突發情況可踩下制動，并切斷電機電源，強制車廂停止。如需緊急疏散乘客，車廂中備有逃生軟梯或逃生滑道，可把軟梯或滑道掛于車門下緣，乘客按秩序魚貫而下，至地面安全區域即可。也可通過消防救援機構，設置消防登高車等救援措施進行疏散逃生。車廂若在站臺區域內出現故障，則可直接疏散至站臺，再通過樓梯疏散至地面安全區域。

3 索道交通優點

索道交通的優點如下：

(1)運量大，速度快。把城市公交車、地鐵和索道做一個比較。按常規尺寸，公交車長10m，寬2.5m，最高可載客100人。地鐵每節廂長20m，寬3m，最高可載客400人，每列車按6節車廂計，則可載客2400人。索道車廂長15m，寬3m，最高可載客270人，每列車若設4節車廂，則可載1080人。城市公交車最高限速一般為40km/h，地鐵最高速度為80km/h，索道最高速度為60km/h，若算上進站、出站及等候時間，則3種交通工具的平均速度為分別20km/h，40km/h，30km/h。公交車平均相鄰站間間隔約750m，地鐵相鄰站間間隔約1500m，相鄰站間時間間隔約為2.2min。設索道相鄰站間間隔為1250m，則相鄰站間時間間隔約為2.5min。以每個乘客平均每乘坐10站就下車，并有其他乘客上車補充計算，則每小時單輛公交車最大運載量為372人，單列地鐵最大運載量為8945人，單列索道最大運載量為3672人。從每小時運送里程來看，公交車為20km，地鐵為40km，索道為30km[5、6]。綜上分析，索道的運量和速度要遜于地鐵，但遠大于公交車，這還是沒有算上城市堵車的情況，若堵車公交車會更慢。3種交通工具參數對比如表1所列。

表1 3種交通工具參數對比

(2)建設及運營成本低。首先看建設成本，和地鐵相比較。地鐵造價極高，主要是地下工程，每公里造價高達5～10億元。每節車廂價格也不菲，在500～900萬元之間。而索道系統建造則簡單得多，純地面以上工程，每公里造價不超過2億元[7]。而車廂由于尺寸比地鐵車廂要小，且數量要少，總價也要低得多。 再看運營成本。地鐵運營成本非常高，包括各種能耗產生的電費、設備系統及基礎設施的更新維護費用、人員工資和福利、綜合管理費用等，加起來是個龐大的數字。而索道系統雖然也有上述各種費用，但由于整體規模要小得多，所以運營成本相對要低得多。

(3)建設周期短。一條地鐵線的建設一般需3年左右，地質情況復雜時間可能要更長些。相比地鐵，索道交通系統建設周期要短得多。土建工程方面只需要沿線埋些柱子以及蓋若干座站房，若工程順利，半年即可完工。剩下的都是設備安裝工程，最多半年即可安裝完畢?？偣て谝簿?年左右，和城市高架路差不多。建設時即便需要封路，時間也不會太長，1年后即可解封。

(4)無污染，噪音小。索道交通既不靠燃油驅動，也不用電力驅動，而是通過鋼絲繩牽引，完全靠機械驅動，不會排放污染物，因此它是低碳綠色環保的交通工具。索道交通的噪聲也很小，一是它本身沒有動力，二是它是靠滾輪在支承索上滾動前行，摩擦力小，所以幾乎沒有噪音。不像汽車，有發動機聲響，輪胎和地面摩擦力大，有很大胎噪聲。參考景區的某些索道，運行時在其旁邊幾乎聽不到任何聲音。

(5)不遮擋視線，無陰影區。近年來很多城市為解決車輛和交通問題，采取了立體交通手段——修建高架路。高架路有一個致命問題，它改變了城市道路上部的空間形態，造成了道路視覺空間在水平和垂直方向上的不連續，并且在高架路下方形成連續的日照陰影區，使下部空間陰冷、壓抑，嚴重破壞道路兩側的商業氣場。而索道交通不會有這樣的問題。因索道系統在空中只是細細的鋼索，不會遮擋視線，也不會造成地面陰影，更不會影響路兩側建筑的日照，所以不會破壞道路空間本來的商業氣場。

(6)可欣賞城市風光。由于索道在高空運行，乘坐索道時可欣賞城市風光。一邊乘車，一邊欣賞美景，透過窗戶，觀看外面的山川、河流、樹木、建筑、道路、行人、車輛等。在某些風景佳絕處，可減慢速度盡情觀看，一飽眼福。在風景旅游城市，尤其適合建設索道[8]。相比之下，地鐵雖然快速便捷，但由于處在地下，就沒有這個優點。

(7)建設時不影響環境，特別適于歷史文化保護區。地鐵建設時要在地下大量開挖，可能會破壞地下有價值的東西。特別是在歷史文化古城，地下到處都是寶貝，建設地鐵時難免會破壞地下古跡。建設索道系統則不會，因它不涉及地下工程，即使是沿線的柱基礎施工時需開挖基槽，那也是一個個的點式開挖，占地不大，不像地鐵那樣在地下進行坑道式的連續開挖，故不會破壞地下的東西。在一些歷史文化保護區，特別適合采用索道交通形式[9]。

4 存在的問題

索道交通存在的問題如下：

(1)支承索的強度。若設4節車廂，則共60m長，重達100t，全部懸掛在支承索上，支承索必須有足夠的強度，能夠承受住全部荷載的重量。另外，車廂在上面反復碾壓行駛，支承索還得能抵抗住動荷載的變化和反復的疲勞沖擊。只有滿足這些條件，才能保證行駛的安全。

(2)站與站的銜接。每個站的動力系統是獨立設置的，從這一站到下一站，快進站時，要切斷這一站的動力，然后松開抱索器，與牽引索分離，進入站臺，在指定位置停穩，再使抱索器抱緊下一站牽引索，啟動動力裝置，向前行駛。這一系列動作環環相扣，不能出一點差錯，否則會導致站間銜接不暢，甚至無法進入下一站。

(3)智能控制系統。由于車廂本身沒動力，完全靠機房中的電動機轉動帶動牽引索牽引車廂前行，而電動機的啟停、增減速都是由車廂中的司機通過遠程智能控制的，因此智能控制系統顯得尤為重要。智能控制必須靈敏、精準、可靠，才能保證行駛的安全、穩定、平順。智能控制若失靈，則會導致行駛的癱瘓或安全故障。

(4)系統維護保養。支承索、牽引索、支架、滑輪、滾輪及其他附件都裸露于空氣中，會受風吹、日曬、雨淋、霜凍等不良氣候侵襲及空氣中有害物質的腐蝕，必須要經常定期進行維修檢測保養，保證各部件的安全可靠，確保車廂的行駛安全。另外，還有所有行駛車廂的全線調度問題，車廂的如何折返問題，發生故障的緊急處理問題等，只有把這些問題都解決了，才能保證系統的安全、穩定、可靠。

5 結束語

索道交通是一種新型交通方式，目前只有國外少數城市擁有，在我國還沒有得到推廣。相比傳統交通工具，它有很多優點，但也有很多問題亟待解決。由于我國在此方面的研究和應用方面幾乎是一片空白，導致在技術層面，如鋼索承載力、牽引速度、動力操作、智能控制等方面還不成熟。索道交通工程是一個涉及到多專業、多領域的系統工程，而國內又沒有太多的建設經驗可借鑒，所以在城市中沒有普及，只存在于一些景區和礦區用于簡單、低速、小規模的單線運輸。相信隨著時間的發展，將來會有越來越多的人去關注并研發城市索道交通系統，制定相應的標準規范，形成完整成熟的交通體系，并逐步在適合的城市建設，進而在全國普及。