關于低運量軌道交通敷設方式的研究

陳 龍

（中鐵四院集團新型軌道交通設計研究有限公司，江蘇 蘇州）

根據《“十四五”城市軌道交通規劃建設實施方案》（發改基礎〔2021〕1302 號]附件2《“十四五”低運量軌道交通系統規劃建設工作要點》對低運量軌道交通的規劃建設作出了規定。要求根據客流需求、服務范圍、工程條件、用地情況進行科學的制式比選，合理確定低運量軌道交通系統主要技術標準。線路敷設方式以地面為主，對于高架比例較高（30%以上）的低運量軌道交通項目，原則上適用于地鐵基本成網、經濟基礎好、債務風險低、用地相對緊張的超大、特大城市市區。低運量軌道交通敷設方式研究意義重大[1-2]。

目前，不少學者[3-6]對比分析了國內外城市軌道交通線路的敷設方式、分布特征，提出了合理選擇線路敷設方式降低建設和運營成本的建議。低運量軌道交通不同的敷設方式對城市規劃、道路交通、工程投資、服務水平、運營安全等有著不同程度的影響[7-9]。本文以某市低運量軌道交通為例對低運量軌道交通敷設方式進行了研究。

1 不同制式敷設方式適應性分析

按運輸能力劃分，運輸能力＜1 萬人次/h 的城市軌道交通系統可歸并為“低運量軌道交通系統”。通過梳理國內低運量軌道交通項目設計資料，有軌電車系統（含鋼輪鋼軌和膠輪導軌）、導軌式膠輪系統、電子導向膠輪系統及懸掛式單軌系統是目前已被應用于低運量軌道交通線路的車輛制式。不同的車輛制式根據其自身結構特性，采取的敷設方式有所不同。

有軌電車系統（Tram system），0.5 萬人/h≤運輸能力≤1.2 萬人/h，開放或部分封閉路權。依靠司機瞭望駕駛，采用電力牽引低地板車輛，主要沿路面軌道行駛，按網絡化模式組織運營的城市軌道交通系統，以地面敷設為主。

導軌式膠輪系統（rail type rubber wheel system），0.5 萬人/h≤運輸能力≤1.2 萬人/h，全封閉路權。通過兩側軌道梁導向或中央導向軌導向，可采用儲能裝置或接觸軌供電、利用單軸膠輪轉向架車輛在軌道梁上運行的無人駕駛客運系統，以高架敷設為主。

電子導向膠輪系統（Electronic guided rubber wheel system），0.5 萬人/h≤運輸能力≤1.2 萬人/h，開放或部分封閉路權。通過車載信號控制、視覺/磁釘控制等對膠輪車輛行駛進行電子約束，借助車廂主動協同技術，實現在預定虛擬軌道上運行的城市公交系統，以地面（道路）敷設為主。

懸掛式單軌（Suspension monorail），0.5 萬人/h≤運輸能力≤1.5 萬人/h，全封閉路權。屬于單軌交通系統，是車輛轉向架置于開口向下的軌道梁內，車廂懸掛于軌道梁下方，以此實現安全平穩行駛，國內俗稱為“空軌、空鐵”，以高架敷設為主。

低運量軌道交通建設需根據客流需求、服務范圍、工程條件、用地情況進行科學的制式比選，合理確定低運量軌道交通系統主要技術標準。

2 敷設方式的影響因素分析

2.1 城市規劃

根據城市總體規劃的要求，從沿線用地規劃、綜合交通規劃等方面分析敷設方式的合理性及適應性。城市軌道交通系統的發展會引起土地利用特征變化，需結合城市空間形態、土地利用結構、土地開發強度等，從線網角度綜合分析選擇合適的線路敷設方式。重點考慮線路沿線城市用地情況、道路現狀及規劃、兩側建筑物后退道路紅線情況、管線分布情況等，梳理不同敷設方式下的占地情況、房屋拆遷情況、道路破恢復情況。采用高架、地下敷設方式，可集約土地資源。

2.2 工程實施條件

線路的走向和敷設方式受沿線的控制節點、工程建設條件等影響，重點考慮涉鐵、涉水、重要交通樞紐、高等級道路、重要管線、地質條件等控制因素，采取可行的敷設方案。一般而言，橋梁下部結構為點狀施工，占地寬度較小，并可在施工期對沿線重要路口保通，上部結構可采用預制節段拼裝等技術，能有效減少施工工期，實現安全快速施工。路基施工臨時占地大、建設周期較長，對道路交通影響較大。

2.3 交通影響

不同的敷設方式對交通影響程度有所不同，地面敷設方式對交通干擾明顯、影響較大，高架和地下敷設方式對交通影響較小。地面敷設需要占用一定的道路資源，在運行時與城市道路上其它交通方式也存在一定的沖突和干擾，對區域路網、路段通行能力、沿線單位出入口及人行交通產生影響。

2.4 運營安全

高架和地下敷設方式時，社會車輛對低運量軌道交通運營干擾小，但地面敷設時影響較大。地面敷設不僅制約運輸效率，而且容易引發碰撞事故。

2.5 環境與景觀

線路敷設方式需考慮與地形、周邊建筑及相鄰環境（日照、防噪、景觀等）相協調。高架敷設對橋梁的造型和色彩等方面要求高，注重梁型、墩柱、線型等與周邊建筑的協調性，運營時產生的噪音和振動對沿線一定范圍有影響。地面敷設對周邊綠化方式、線路與建筑融合性要求高，運營時產生的噪音和振動對沿線一定范圍有影響。地下敷設在城市景觀上無影響，對沿線主要影響是運營產生的振動。

2.6 服務水平

列車旅行速度是衡量交通工具實際運輸效率的重要指標，也是論證交通系統綜合運輸能力的直接依據之一。列車采用高架、地下全獨立路權敷設方式時，列車運行受外界交通、行人等因素影響較小，旅行速度相對較高。采用非獨立路權的地面敷設方式在道路交叉口設置專用信號燈，受社會車輛運行影響，旅行速度相對較低。

3 案例分析

對于低運量軌道交通而言，總體上可以分為半封閉路權的系統（如有軌電車制式等）和全封閉路權系統（如懸掛式單軌、自導向軌道制式、導軌式膠輪系統等）。對于同屬于全封閉路權系統的懸掛式單軌、自導向軌道、導軌式膠輪系統等，其在服務水平、旅行速度、道路適應性和建設實施條件方面亦具有類似性，但懸掛式單軌、自導向軌道制式建設成本較高，技術經濟指標較高，遠超《“十四五”城市軌道交通規劃建設實施方案》（發改基礎〔2021〕1302 號）相關規定，對A 市（本文案例為A 市）低運量軌道交通項目適應性不強。故對全封閉路權系統，選取導軌式膠輪系統為代表展開重點研究。

現階段國內低運量軌道交通仍處于快速發展階段，制式多樣，其中現代有軌電車為主流選擇制式，深圳、上海、蘇州、淮安、沈陽等地方均采用此模式。導軌式膠輪系統具有投資省、審批快、占地少等優勢，深圳、濟南、重慶等地也在大力推進。基于A 市市區L1線客流特征和沿線道路條件，可考慮以地面敷設為主的有軌電車系統或以高架敷設為主的導軌式膠輪系統。

3.1 有軌電車系統方案

有軌電車系統[12]單向運能≤1.0 萬人次/h，縱斷面最大坡度為50‰，平面最小曲線半徑為25 m，一般采用地面敷設方式。有軌電車方案線路全長17.8 km，其中，地面段13.4 km、高架段4.4 km，高架比為24.7%，共設車站17 座，地面站13 座，高架站4 座，見圖1。

圖1 L1 線有軌電車方案縱斷面圖（以地面敷設為主）

3.2 導軌式膠輪系統方案

導軌式膠輪系統[13]單向運能≤1.0 萬人次/h，縱斷面最大坡度為120‰，平面最小曲線半徑為50 m，一般以高架敷設為主。導軌式膠輪敷設方案線路全長17.8 km，含地面段0.5 km、高架段17.3 km，高架占比97.2%，共設車站17 座，均為高架站，見圖2。

圖2 L1 線導軌式膠輪系統方案縱斷面圖（以高架敷設為主）

3.3 綜合分析

綜合分析見表1 和圖3。

表1 有軌電車系統和導軌式膠輪系統方案比選表

圖3 全線交叉口和出入口交通組織形式

有軌電車系統方案交叉口交通影響分析以天水路～蕭城路路口為例，見圖4 和圖5。

圖4 天水路～蕭城路路口相位圖

圖5 天水路～蕭城路路口交通流線圖

天水路～蕭城路路口交通影響分析：有軌電車通行時，需橫跨4 條車道后行駛至道路外側，與天水路左轉直行與蕭城路左轉的車輛、非機動車行駛軌跡均有沖突，需新增有軌電車專用通行相位；考慮有軌電車過路時間，需至少延長相位周期21 s，作為有軌電車新增相位用時，同時需增設行人過軌信號燈，極大地削弱了路口通行效率，降低了道路服務水平。

4 結論

不同低運量軌道交通根據其自身結構差異性，采取不同的路權方式和敷設方式。城市規劃、工程實施條件、交通影響、運營安全、環境與景觀、服務水平等影響制約敷設方式的適應性。

根據案例分析，從城市規劃、工程可實施性，交通影響、運營安全、服務水平等方面對比分析導軌式膠輪系統方案和有軌電車系統方案，推薦優先采用導軌式膠輪系統制式的技術方案。