張寧
(中鐵第五勘察設計院集團有限公司,北京102600)
在汽車工業沖擊下,小汽車數量的劇增導致機動車擠占道路的情況變得頻繁,再加上有軌電車的速度相對較慢,不利于滿足現代人們的出行需求。此外軌道養護成本比較高,因此很多公交公司開始放棄有軌電車。有的國家通過改進完善有軌電車,全面提升了有軌電車系統技術水平,同時修建專業的車道,例如在交叉口利用立交方式,并且綜合地鐵系統和公交系統等建立換乘樞紐,進一步提高行人出行的便利性,突出了有軌電車的綜合利用價值,這種有軌電車被稱為現代有軌電車系統。現代有軌電車系統是一種公共交通方式,具有舒適性、環保性和便利性等優勢,因此在我國具有良好的發展前景。
20世紀80年代德國創造第一輛有軌電車,后來逐漸在其他國家的各大城市逐漸興起電車熱潮,我國上海、長春以及鞍山等城市也開始通行有軌電車。近些年汽車行業不斷發展,傳統的有軌電車開始出現一些問題,例如在運能和速度以及舒適性等方面稍微欠缺,再加上先后出現公交車和地鐵等交通工具,一些城市開始放棄有軌電車。我國現有的有軌電車系統也是經過了幾次改造[1]。科學技術不斷發展,進一步優化有軌電車的性能,同時提高了整體車速和乘坐的舒適性等,促使有軌電車逐漸成為一種綠色交通方式,并且和傳統有軌電車相比具有較多的優勢,這就是所謂的現代有軌電車系統。
1.2.1 節能環保:現代有軌電車系統的運行利用電力,在實際運行中因為無需燃燒因此不會產生廢氣,可以有效保護生態環境,有利于在城市建設中發展節能減排的理念。現代有軌電車的人均耗能為0.07 千瓦/坐席乘客。此外對比汽車,現代有軌電車的噪聲比較低,因此現代有軌電車是一種能源節約型和清潔型交通工具。
1.2.2 中等運能:當前的現代有軌電車高峰單向斷面合理運能達到0.6 萬~1.5 萬/小時,介于公交和地鐵之間,這是一種中等運能交通工具。
1.2.3 舒適人性化:現代有軌電車底板高度較低,因此縮小了地板和軌道的差值,方便嬰兒車和殘疾車升降。由于是在專業軌道上運行,因此對比公交車等公共交通,現代有軌電車更具穩定性和舒適性,從而突出了現代有軌電車具有很強的人性化[2]。
1.2.4 環境適應性比較強:現代有軌電車的車輛造型具有流暢性和美觀性,同時還配置了照明系統和觸網等設備,提高了現代有軌電車的功能性,可以更好的融合周圍的環境,還可以發揮文化保護的功能。現代有軌電車轉彎半徑比較小,有利于在道路上敷設。利用制式軌道可以突出現代有軌電車系統的交通形象,同時可以發揮出交通引導性。
1.2.5 建設靈活度:現代有軌電車系統投資相對較低,只占據地鐵工程投資的1/6~1/4 范圍內,現代有軌電車系統具有科學的運量投資比,同時具有相對靈活的建設形式,還可以混行其他道路交通,并且現代有軌電車系統整體建設時間比較短,建設時間通常是2~3年[3]。
現代有軌電車是一種特殊的軌道交通,現代有軌電車系統的組成部分具有不同的技術特征。下文在線路和軌道等方面介紹現代有軌電車系統的技術特征。
2.1.1 平曲線和縱曲線:我國利用的現代有軌電車的最小轉彎半徑在15~25m 范圍內。為了減少現代有軌電車運行中的噪聲,提高轉彎部位運行的穩定性和養護工作的便利性,需要擴大轉彎部位的半徑。當前現代有軌電車線路最大縱坡處于6%左右,特殊地段的縱坡可以增大至10%,此外需要在現代有軌電車需要設置牽引裝置。現代有軌電車線路最小縱曲線的半徑通常是處于60~80m 范圍內,可以適應城市主次干道的規格。
2.1.2 車站:現代有軌電車系統主要包括三種車站形式,分別是島式站臺車站和側式站臺車站以及混合式站臺車站。需要根據現場環境的實際情況選擇車站形式,例如通常在換乘站通常是利用混合式車站。
2.2.1 膠輪導軌式軌道:膠輪導軌式軌道主要包括行車道和導軌兩部分,現代有軌電車的行走系統為橡膠輪胎,此外需要發揮出導向輪的引導作用。利用無縫式導軌結構,將導軌鋪設在瀝青混凝土之上,在正式運營之后,工作人員需要投入較多的精力維修路面和導軌,電車正常運營會因此受到影響。
2.2.2 鋼輪鋼軌式軌道:鋼輪鋼軌式軌道利用兩根鋼軌承擔車輛的重力,在車輛轉彎過程中需要發揮出轉向架的作用。工作人員需要充分利用鋼輪鋼軌中間的空間,例如可以在此處開展綠化工作,也可以鋪設人行道板,注意協調整體景觀。
在大城市中有軌電車負責補充和加密軌道系統,與其他的交通形式共同建設網絡化的軌道交通,沿著次要客流走廊敷設,可以為客流走廊軌道提供客流,也可以實現獨立運行。例如法國巴黎隨著城市不斷擴張,隨著增加交通出行量,在2000年以后只是延伸局部地鐵路線,沒有大規模的增加地鐵網絡。因此,巴黎政府利用現有有軌電車補充軌道網絡。一些城市建設了地鐵或者輕軌,在客流量不足的地區和城市中心線網覆蓋面較小的區域建設現代有軌電車系統,可以良好的銜接快速軌道交通系統。在城市層面上,軌道交通是第一層次骨干公交方式,現代有軌電車系統可以有效延伸和補充軌道交通,因此需要加強設計軌道交通車站的換乘。滿足換乘需求之后,需要保障服務用地的互補性,從而利用現代有軌電車系統更好的服務沿線出行。
分析現代有軌電車系統和遠期軌道交通網絡的關系,確定當地公交模式的發展趨勢,從而可以確定有軌電車的建設標準,同時還會影響到現代有軌電車線路建設長度和建設標準等方面。
因為現代有軌電車系統主要發揮著延伸作用,因此有軌電車的客流量通常不符合軌道交通建設標準。因此需要加強常規公交和有軌電車的集散功能,優化現代有軌電車客流功能,最后同時發揮出現代有軌電車和軌道交通的接駁集散作用。
中小城市因為用地和人口規模的影響,不符合地鐵和輕軌的建設門檻,因為有軌電車已經成為城市公交系統的骨架。例如我國三亞地區作為海濱旅游城市,計劃建設60km 的有軌電車,連通城市內部重要的交通樞紐和風景區,為了方便市民瀏覽風景區,需要在風景區客流走廊周圍鋪設軌道。中小城市或者新建城區可以利用這一模式。在當前的城市共同交通運行過程中,現代有軌電車發揮著重要的作用,在實際發展過程中,需要不斷連接相關軌道建立交通網絡,提高線路換乘的便利性。此外需要根據客流量變化和建設成本的需求,進步擴大現代有軌電車的交通線路規模,注重結合其他交通工具的線路,進一步完善整個城市的交通網絡。為了優化財政支撐和主骨干定位,需要采取有效的措施提高主干走廊的客運能力。為了提高客流覆蓋面,需要發揮出公共汽車的輔助作用[4]。
現代有軌電車作為中小城市的主骨干系統,需要充分發揮出電車優勢,在老城區等限制條件較多的區域更多的布設現代有軌電車系統的線路,此外需要充分利用高架和地下等資源,進一步提高現代有軌電車系統的適應性。
線路交叉部位關系到現代有軌電車的舒適度,而有軌電車線路交叉點通常涉及到多條有軌電車線路,再加上客流量比較大,因此需要合理處理交叉口部位。例如可以利用局部分離措施,促使電車順利通過交叉點。此外需要協調其他交通工具和現代有軌電車支架的換車問題,根據不同站點條件,合適設計現代有軌電車和公交換乘樞紐,合理協調整體客流量。
這種模式更加適合我國中小城市和新城地區,可以發揮出現代有軌電車系統的實用性優勢。綜合考慮經濟實力和客流量需求,對比地鐵,現代有軌電車具有更強的適用性。
現代有軌電車系統通常不作為通勤交通,只是作為風景區等區域的連接線路,因此現代有軌電車系統具有靈活的運營時間和編組。例如北京西郊線,起始點為巴溝站,連接著香山公園和北京植物園以及頤和園等,終點為香山站,整體走向為東西向,周末乘坐的人數比較多,平時人數比較少,這是一條專用于旅游的軌道交通線路。
在旅游景點布設現代有軌電車系統,需要重視節能環保需求,注重保護景點自然環境和人文環境等。可以利用利用現代有軌電車展現出景區的形象,例如可以結合景區內涵布置車廂和外皮,還可以向行人營銷旅游景點。此外需要根據客流服務需求合理調控電車運行速度,利用混合路權的方式,提高現代有軌電車的適用性。此外需要根據景觀要求科學的敷設電車線路,利用不同高架等布置方式,有效融合周圍景色和現代有軌電車系統。
需要根據客流需求確定是否要在城市核心區中引入現代有軌電車。在發展現代有軌電車系統的過程中,需要利用專用路權和交叉口信號優先,在核心區旅行速度應該超過20km/h 以上,并且需根據間距400~600m 的標準建設地面車站,同時需要合理控制機動車道的數量,建立街區化的現代有軌電車建設模式。
利用街區化建設模式,將會增加小汽車和現代有軌電車的競爭力,因為站點和客流需求點之間的距離比較近,再加上站間距比較小,可以最大程度上滿足客流需求。而且控制小汽車停車泊位之后,將會增大機動車的停車時間,利用街區化模式有利于優化步行空間,同時可以滿足客流需求。此外機動車道的數量較少,在交叉口現代有軌電車將會呈現出較高的信號優先級別[5]。
因此需要結合現代有軌電車系統發展和城市更新,利用街區化建設模式促進交通和城市發展。
在城市新區布設現代有軌電車的過程中,因為具有良好的道路條件,現代有軌電車旅行速度很難超過小汽車的速度,同時新區建設的停車泊位非常充足,可以為小汽車提供便利的交通服務。在這一背景下,首先需要切實提高現代有軌電車的適應性,合理增加站間距,實現交叉口優先級別,從而提高現代有軌電車的旅行速度,嚴格控制現代有軌電車和小汽車旅行速度比值在1∶1.5 范圍內。其次需要協調開發站點和周邊用地,合理縮短現代有軌電車客流步行距離[6]。
綜合開發現代有軌電車的站點,需要適應整個城市的發展規模,同時需要考慮有軌電車技術特征,不能延續利用傳統的開發模式,要注意融合常規道路公交方式,同時需要結合公建設施。例如需要建立現代有軌電車和公交系統的換乘樞紐,此外也要結合社區服務中心。
為了提高現代有軌電車形象的美觀性,需要融合城市環境和景觀,通過落實城市綜合設計,合理處理現代有軌電車經過的城市區域環境,做好藝術安排工作,形成完整的視覺系統。融合現代有軌電車和景觀,有利于建設現代有軌電車為旅游特色公交。
通過開展網絡化運營模式,有利于保障現代有軌電車系統的綜合效益。在現代有軌電車系統規劃建設過程中,首先需要形成一定規模,并且注意融合常規道路的公交系統,提高現代有軌電車的便利性。建設現代有軌電車線網并不是一朝一夕的工作,需要分階段的建設,并且在地面形成公交先行的交通環境,有利于優化現代有軌電車的地面公交環境,推動現代有軌電車系統可持續發展[7]。
近些年我國不斷拓展國內城市空間,為了滿足增長的交通需求,需要發揮出現代有軌電車系統的延伸和補充作用,也可以作為中小城市的骨干公交方式和特殊公交方式,因為現代有軌電車系統具有顯著的適應性,可以適應我國不斷發生變化的公交形勢,因此現代有軌電車系統在我國具有良好的發展前景。