中小型城市建設單軌可行性探討

徐曉燕 石飛

摘 要：建設城市軌道交通是緩解交通擁堵問題的有效途徑，但地鐵和輕軌建設及運營成本極高，中小型城市難以負荷，因此發展新型軌道交通具有重要意義。首先探討單軌的特點及中小型城市建設單軌的必要性;然后根據國內外的運營實例，總結其網絡布局的一般模式;最后以福建長汀為例，從交通需求、線路規劃、工程實施

3方面論證中小型城市建設單軌的可行性。結果表明：單軌在長汀有較好的適應性，其作為一種新型軌道交通在中小型城市也具有被廣泛應用的可能性。

關鍵詞：城市軌道交通;單軌;中小型城市;布局形式;可行性

中圖分類號：U232

0 引言

隨著城市化進程的高速推進及城市規模的不斷擴大，交通擁堵問題日益嚴重，各地都在大力發展城市軌道交通。截至2018年底，城市軌道交通運營線路制式結構如圖1所示，其中地鐵占比最高，達75.6%。大城市以地鐵為主的軌道交通骨干線基本建成，并逐漸成網，而國外發達國家的地鐵占比僅30%，其他多種城市軌道交通制式并存。2018年全國城市軌道交通運營收支比為78%，僅北京、深圳、杭州、青島4個城市超過100%。由于中小型城市的財政實力和客流水平難以支撐巨額的建設與運營成本，因此，“單軌”作為一種新型城市軌道交通方式在國內被重新提出。

國外對于單軌的研究始于20世紀中期，研究內容包括單軌系統的特性、運營實例及成效、適應性、各類評估（車輛性能、對周邊環境的影響及不同規劃方案的比選）等。國內研究起步較晚，主要集中在單軌發展現狀及應用前景概述、單軌系統的特點介紹、工程及車輛參數、在城市中的適應性分析幾個方面。綜上所述，現有研究普遍停留在理論層面或是對具體工程技術的探討上，難以從宏觀層面真正指導單軌的規劃建設。國內對單軌的適應性探討大多聚焦于大城市或山地城市，實證研究不足，中小型城市公共交通的發展更是長期被忽視。本文將結合國內中小型城市的特征對單軌適應性進行實證分析，旨在更多關注中小型城市的公共交通建設（以福建長汀為例），提倡交通公平，同時為單軌的規劃建設提供一定的指導。

1 單軌的概念及特點

1.1 概念

根據原中華人民共和國建設部（ 現中華人民共和國住房和城鄉建設部 ）于2007年發布的《城市交通分類標準》（CJJ/T 114-2007）中的定義：單軌系統是一種車輛與特制軌道梁組合成一體運行的中運量軌道運輸系統，其軌道梁不僅是車輛的承重結構，同時是車輛運行的導向軌道。它與地鐵系統、輕軌系統都屬于城市軌道交通。單軌分為跨座式和懸掛式2種類型，其基本原理也與地鐵、輕軌相似，主要由控制系統、軌道梁、車輛和車站4部分構成。單軌將軌道移至空中，車輛依靠軌道梁在半空行駛，因此無須占用現有道路就能緩解城市的交通問題;較其他軌道交通方式而言，具有突出的優勢。

1.2 特點

1.2.1 優勢

單軌與其他城市交通系統完全隔離，可不受任何干擾，最高設計速度達80km/h，最高運行速度達70km/h。作為一種中運量的軌道交通方式，單軌與地鐵、輕軌的對比如表1所示。

由表1可知，單軌具有如下優勢。

（1）工程造價最低，對于中小型城市來說，啟動建設相對容易。

（2）建設工程耗時最短，占地面積最小，能夠適應復雜的地形、地質條件，也能減小拆遷量和施工期間對城市地面交通的影響。

（3）車輛由于采用外包橡膠鋼輪，因此具有優越的剎車性能和較強的爬坡及轉向能力。

另外，單軌還具有節能、環保、低噪聲及可實現全自動化等諸多優點。

1.2.2 劣勢

由于懸空運行，載客量不能過大，其運輸能力遠遠不及地鐵，中運量的特點決定了其比較適用于人口和客流較小的中小型城市，或作為大城市的輔助客運系統。單軌系統道岔結構復雜笨重，列車通過道岔時速度受限，折返時間較長。此外，雖然單軌運行安全，但遇到緊急情況時，人們在半空中無法立即逃離。

2 中小型城市發展新型公共交通的必然性

2.1 建設常規軌道交通的政策要求

為促進城市軌道交通規范有序的發展，要求申報建設地鐵、輕軌的城市相關指標如表2所示。由表2可知，中小型城市難以符合申報要求，無法建設常規的城市軌道交通以緩解交通壓力，因此，為適應其人口規模和經濟發展水平，應該建設中運量的新型城市軌道交通。

2.2 不同規模城市的公共交通發展差異

按照城市規模劃分標準，城區常住人口50萬人以下的為小城市，50萬人以上、100萬人以下的為中等城市。根據2017年統計，全國地級及以上城市共298個，如圖2所示。其中，中小型城市共137個，占比46%，數量眾多，但其公共交通發展目前還處于較低水平，主要原因在于城市公交系統建設滯后，作為大多中小型城市唯一的公共交通出行方式，公交車輛較少且發車間隔較長;城市規模小也是制約公交發展的重要因素。此外，機動車保有量的迅速增加，導致道路空間被進一步侵占，公交路權缺乏保障。

不同的是，國內大城市相繼建立了以城市軌道交通為骨干的公共交通系統，出行便捷。2017年11月，上海市和南京市首次被授予“國家公交都市示范城市”的稱號;到2018年12月，北廣深等12個城市也獲此殊榮。大城市公共交通系統的建設成效有目共睹，解決中小型城市的交通問題已迫在眉睫，這也有利于協調大、中和小城市的交通發展，促進不同規模城市的交通公平發展。

3 國內外中小型城市單軌運營實例布局形式及問題

3.1 運營實例

單軌交通在我國發展尚未成熟，但在德國、日本等國家發展已相對成熟。世界上第一條單軌線路誕生于德國，至今已有100多年。此后在各國的一些城市中，為適應特定的運行條件，也采用這種交通方式;我國于2011年引入單軌交通。近幾年來，本土化單軌制造技術也越來越成熟，2017年7月，國內最高速的懸掛式單軌列車在中車四方車輛有限公司下線，最高運行速度達70km/h。不少中小型城市也已有規劃，如陜西韓城、四川閬中等，但只有少數建成通車，建設經驗仍相對匱乏。

國內外中小型城市的單軌運營情況綜合比較如表3所示。由表3可知，單軌多用作綜合交通樞紐站到市中心、景區的交通接駁線，或不同景區之間的旅游觀光快速干線，起到聯絡、溝通及觀光的功能，直達性較好;線路里程一般較短，可與其他公共交通方式共同構成城市的綜合交通體系。

3.2布局形式

國內外單軌的布局形式一般分為單線型結構、枝型結構和環型結構（表4），不同的布局形式可適應不同的城市空間結構和交通需求。

3.2.1 單線型結構

單軌的布局形式大多選用單線型結構，起訖點間直達性較好，一般作為綜合交通樞紐站到市中心或大型景區的交通接駁線，以疏散客流;或作為若干人流密集地之間的連接線，以緩解大型客流集散點之間的交通壓力，如馬來西亞吉隆坡市。另外，單線型結構也比較適合帶形城市，單軌可以作為城市快速交通線，加強不同組團之間的空間聯系，實現各生產要素的自由流動，促進城市的協調發展，如德國烏帕塔爾市。

3.2.2 枝型結構

枝型結構是在單線型結構的基礎上發展而來的，隨著城市規模的擴大，老城外圍會建設新城（區）。一般來說，新城的公共交通發展都比較緩慢，因而可以將原線路進行擴建，增加新的聯絡線以連接新城和舊城，從而提高新城的交通可達性，帶動新城的發展。在中小型城市中，如果同時存在1條主要客流通廊和1條次要客流通廊，單軌的布局形式也可以采用這種結構。枝型結構是隨著城市形態結構而逐步演變發展起來的，采用這種布局形式的有日本千葉縣、美國杰克維爾市。

3.2.3 環型結構

在一些中小型城市中，景點分布比較密集，則適合采用環型結構。環型結構能夠將人流密度大的景點（區）兩兩串聯，使整條線路的通達性更好。同時，環型交通線路使得游客能夠環行到達沿線景點（區），避免觀光線路的重復性，提升了旅游交通出行體驗。這種布局形式多用于游樂場、觀光島，屬于旅游觀光專線，一般不作通勤、接駁用，如美國阿納海姆迪士尼樂園、新加坡圣淘沙（現已停運）。

3.3 運營問題

雖然單軌交通在德國、日本等國家都得到發展，卻尚未形成一定的規模，成為真正意義上的城市公共交通工具。國內單軌建造技術日漸成熟，但建設經驗明顯不足。單軌歷史悠久，卻并沒有在全世界得到普及，主要存在以下幾個問題。

（1）當前城市地面交通和軌道交通線路規劃已基本完成，要在現有的交通條件下建設單軌，涉及城市用地、道路交通、安全管理等諸多方面，一時難以協調。

（2）單軌交通規劃未與城市總體規劃相協調。2013年6月，悉尼單軌交通停運，其原因是單軌的建設未充分考慮與城市自身的融合，已經嚴重影響了途經地區的基礎設施建設。

雖然對于大多數國家和地區來說，單軌交通的建設及運營模式仍在探索之中，但對于無力承擔高額交通建設和運營費用的中小型城市，建設單軌具有緊迫的現實意義。

4 福建長汀建設單軌的實證研究

長汀縣隸屬福建省龍巖市，隨著國家歷史文化名城“一江兩岸”旅游主景區的開發建設，長汀紅色旅游區品質不斷提升，旅游業得到快速發展。然而以山地為主的地形條件限制了城市空間的發展，導致空間布局呈現組團帶狀特征（圖3），公共交通基礎設施建設也較為落后。這顯然與長汀歷史文化名城、旅游城市的發展定位存在較大矛盾。

為了突破限制，需構建高效的公共交通系統以加強組團間的聯系，提升旅游交通品質。2018年，長汀總人口為55萬人，未達到常規城市軌道交通的建設要求，綜合長汀的現狀及各公共交通方式的利弊，建設單軌交通具有絕對的優越性。以下主要從交通需求、線路規劃、工程實施3方面進行可行性分析。

4.1 交通需求的可行性

目前，長汀南北組團間大部分道路運行尚可，道路容量也尚未飽和，能夠滿足現狀交通需求，但現有道路已經不能適應組團城市化的發展要求，道路寬度、通行能力也無法滿足遠期需求。如圖4、圖5，南北組團間的路網主骨架——快速路尚未形成，特別是長汀高鐵南站至古城區的干道連接存在問題;遠期規劃中，將目前的S205和G319城區段變為快速路，長汀南站至古城的交通將集中在原G319城區段，導致其遠期既要承擔城區交通，又要承擔大量的旅游交通，壓力較大。2016年長汀古城居民出行調查數據顯示，摩托車出行比例高達50%，公交僅占3%。游客從高鐵南站到達古城耗時長，旅游交通體驗差。單軌交通將被建設成一條旅游交通接駁線，作為南北組團間的骨干交通，有效滿足高鐵南站至古城及其他景區的交通需求。

根據《長汀縣縣城總體規劃（2016—2030）》預測， 2030年長汀縣域城鎮常住人口總數為43萬人，而中小型城市的公交分擔率平均不超過10%。以10%計，遠期約有4.3萬人會選擇公共交通作為交通出行的方式。如圖6所示，近5年長汀游客數量持續增長，按此增速，至2030年，全年游客總數可達3000萬人次，日均8.2萬人次。遠期公交客運量約12.5萬人次/日，需求量較大，常規公交作為單一公共交通方式是難以負荷的，因此必須構建“單軌+常規公交”聯運的模式，以提升公共交通整體服務水平和運營效率。

4.2 線路規劃的可行性

4.2.1 線路規劃原則

（1）線路規劃應該與長汀的城市總體規劃、自然環境緊密結合。

（2）利用沿線各站點設置促進高鐵新城組團、電商物流城組團、歷史城區組團和紅軍園-新莊旅游組團的整體發展。

（3）服務長汀各組團的主要客流走廊，改善內部的出行條件，優化交通結構。

（4）銜接不同公共交通方式，如常規公交、高鐵，構建多元化的公共交通出行模式。

（5）站點考慮設置在大型客流集散地，如高鐵南站、南屏山景區、古城區周邊，方便疏散客流，并盡可能利用上層空間，與周邊物業結合布置。

4.2.2 線路比選

長汀規劃的2種單軌線路如圖7所示。

（1）線路1。以長汀高鐵南站為起點，向北至電商物流城組團，后經南屏山、古城南，最終止于紅軍園-新莊旅游組團，沿線風景優美。該方案全長約10 km，共設4站，分別位于高鐵南站、電商物流城、南屏山景區、紅軍園-新莊景區，串聯了長汀的重要景點，能夠吸引足夠的客流，并將游客迅速送至目的地。其站點布局均衡、功能明確。

（2）線路2。以高鐵南站為起點，沿贛龍鐵路走向經南屏山風景區，最終止于古城區。沿線共設3站，分別為高鐵南站、南屏山站、古城站，全長約8.6 km。該線路主要服務于高鐵南站至古城區的客流，其起訖點明確，直達性較好。

4.2.3 線路綜合評價

線路2里程較短，造價較低，能直達古城區，但是對于整個區域的覆蓋率較低，未考慮新規劃的電商物流城組團和紅軍園-新莊旅游組團的遠期交通出行需求，整體交通服務水平較差。而線路1里程較長，但服務范圍廣，不僅有利于帶動新城市副中心——電商物流城組團的發展，而且在長汀重要景點南屏山景區、紅軍園-新莊景區均有設站，能夠滿足游客的出行需求。線路1雖然未在古城區設站，但古城公交線路較多，在南屏山站可換乘常規公交，10min內便可達古城區，或步行15min可達，較為便捷。

長汀單軌線路技術經濟指標綜合比較如表5所示。總體而言，線路1使得縣城整體可達性較高，站點布局也更為均衡，因此推薦線路1。

4.3 工程實施的可行性

線路1主要沿原G319和現主干道鋪設，路中綠化帶較寬，空間充足，橋墩完全可結合路中綠化帶進行建設，使線路走向與道路中線基本重合，以減少對路側環境的不良影響。同時，建筑拆遷少，成本低，基本不影響現有交通與用地，可避免各管理部門之間產生矛盾。長汀地形條件復雜，其他軌道交通施工難度大，而單軌對于陡坡、急轉彎的適應能力極強，最大爬坡度可以達到60‰，曲線半徑最小僅50m。按線路1建設，最小轉彎半徑于南屏山站西，約170m，滿足工程建設條件。凈空方面，保證車輛下方離道路路面5m即可;汀江不通航，因此跨汀江段僅需保證車輛下端在百年洪水位以上。

綜合以上可知，其工程可實施性較強。

4.4 小結

單軌交通能夠很好地串聯南北組團，不僅如此，構建“高鐵+單軌+公交”的綜合交通體系，也便于本地居民及外來游客的交通出行。這有利于升級公共交通、提升旅游形象，成為長汀綜合立體交通建設新的里程碑。作為一種新型交通工具，單軌具有成本低、占地小、適應性強、環境友好等諸多優點，在長汀這樣的中小型城市中發展單軌確有很大的優越性，其可以作為解決中小型城市交通擁堵問題的重要途徑。

5 結語

在大力推進城市軌道交通規劃建設的同時，諸多問題日益顯著，如常規城市軌道交通建設運營費用極高、收支缺口巨大;以地鐵建設為主的大城市公共交通模式單一，與國外公交都市典范仍存在較大差距;大城市與中小型城市的交通發展水平進一步被拉大，交通公平難以保障等。因此，發展城市軌道交通不僅要與經濟運行狀況及城市發展過程相適應，也要關注弱勢地區的公共交通發展。在中小型城市中，單軌完全可以作為骨干交通工具。例如，在長汀發展單軌，交通需求、線路規劃、工程實施可行性均較高，一旦建成，將會極大地提高公共交通服務水平和公交分擔率，便于居民和游客的交通出行。對于大城市，單軌也可以作為一種輔助交通工具，成為常規城市軌道交通的補充形式;對于一些客流量大、交通擁堵，而道路面積有限、擴展難度大的地區，也可優先選擇單軌。作為一種中運量的城市軌道交通方式，單軌獨特的優勢使其在中小型城市中有著廣泛的工程適用性。但國內關于單軌的相關研究尚且不足，今后應加大研究力度，及時總結研究成果和實踐經驗，共同推進城市軌道交通的可持續發展。

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收稿日期 2019-05-11

責任編輯 黨選麗