張 會， 王文紅， 李 凱

(1.北京市工程咨詢公司， 北京 100031； 2.北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司， 北京 100045)

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淺析燈泡線在現(xiàn)代有軌電車中的應用

張 會1， 王文紅2， 李 凱2

(1.北京市工程咨詢公司， 北京 100031； 2.北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司， 北京 100045)

依據(jù)有軌電車靈活、開放、以地面敷設為主及在線路選線、設計、運營階段與地面交通局部段共用路權等特性，有針對性地探索路段資源分配、站點設計、交叉口控制方案等，特別是交通節(jié)點的組織方式，實現(xiàn)有軌電車與其他城市交通方式的和諧共存. 根據(jù)工程實踐經(jīng)驗總結得出線路選線中的要點，并嘗試將燈泡線應用至線路布設中，解決車輛的折返問題，有效地組織道路交通以減少有軌電車對道路網(wǎng)及交通節(jié)點的交通影響.

有軌電車； 燈泡線； 線路選線； 單行線； 交通組織

0 引言

20世紀中后期，現(xiàn)代有軌電車攜科技而歸，以其良好適應性和車輛性能為大中小城市提供不同解決方案. 現(xiàn)代有軌電車能充分利用地面資源，緊密的與地面交通相耦合，并能進一步延展地鐵的服務范圍. 其未來的發(fā)展趨勢是規(guī)劃網(wǎng)絡化、車輛人性化、運營公交化、供電無網(wǎng)化. 基于以上發(fā)展趨勢，國內(nèi)學者也展開了一系列研究，包括針對現(xiàn)代有軌電車在我國的適應性分析、線網(wǎng)編制方法、線站設計、交叉口配時方案等規(guī)劃與設計方面. 本文針對有軌電車路面布設、開放靈活、與道路交通局部段共用路權等特性，論述了現(xiàn)代有軌電車在機動車、非機動車、行人等常規(guī)城市交通環(huán)境中，開展交通一體化選線工作的必要性，尤其是在車輛終點站處的折返問題，新增支線的銜接問題等，避免其與路網(wǎng)規(guī)劃和交通組織設計割裂. 因此，為實現(xiàn)空間上統(tǒng)籌考慮有軌電車線路與道路交通之間的關系，本文嘗試將燈泡線應用到我國有軌電車線路布設和交通組織中，從而使有軌電車充分融入城市，減少車輛折返對道路交通的影響.

燈泡線(Balloon Loop)又稱單向循環(huán)線，用以供列車掉頭而無需轉軌甚至無需停車. 在地鐵領域應用較為廣泛，利用燈泡線組織可避免車輛調頭，較單渡線或交叉渡線方面，可減少列車單側車輪的磨損，使兩邊車輪的磨損程度盡可能達到平衡，在地鐵1號線古城、八通線土橋和5號線太平莊等車輛段均有所應用.

燈泡線應用在以地面布設為主的有軌電車領域，可減少車輛折返時對道路交通的影響，在香港的筲箕灣電車總站、連接紐約和新澤西的紐新捷運之世貿(mào)中心站、瑞士日內(nèi)瓦萬國廣場站等都有應用. 然而，燈泡線在我國的應用較少，建設方往往更關注工程規(guī)模、道路改造量、投資等因素，而較少考慮運營的便捷性和高效性等. 本文的研究對于推動現(xiàn)代有軌電車在我國科學發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義.

1 有軌電車特性

有軌電車介于地鐵與常規(guī)公交層面之間，既是地面公交骨干的提升與優(yōu)化，高效穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保、舒適包容的快速地面公交[1]，又是地鐵網(wǎng)絡的補充與延續(xù). 現(xiàn)代有軌電車能充分融入城市，與地面交通耦合聯(lián)動，其所獨具的適應能力為城市提供了一種先進高效、靈活開放的解決交通問題方案，具有如下特性：

1) 運營靈活、開放：有軌電車基本采用不封閉路面布線[2]，車道布設在道路路中或者路側，是一個開放性空間，與相對封閉的地鐵設計存在明顯不同. 公交化共線運營，且線路適應城市道路技術標準；

2) 綠色環(huán)保：系統(tǒng)采用電力牽引，是綠色交通方式[3]；

3) 地面資源利用充分：可沿道路一側或中間綠化帶設計，或利用既有天橋設站，可在草坪等特殊路面行駛，極大程度上減少用地，能充分利用城市空間；

4) 以人為本：采用低地板結構，上下車非常方便；車輛技術先進，平穩(wěn)舒適，準時安全；乘坐環(huán)境優(yōu)化，交通品質高，提升城市形象.

基于上述特性分析，有軌電車與城市道路設施的關聯(lián)性極大，因此，無論是在線路規(guī)劃、工程設計還是在運營管理階段，均需統(tǒng)籌考慮沿線路段和交叉口車輛運行效率，協(xié)調有軌電車車道與社會車輛車道之間的關系[4]，針對有軌電車技術特點和運行特性進行線路選線和交通組織綜合分析，特別是在交叉口時空資源的分配以及車輛折返等交通節(jié)點的處理.

圖1 典型特性示意圖

2 線路選線分析

在有軌電車線網(wǎng)的規(guī)劃階段，主要是針對線路的功能定位、線網(wǎng)關系、客流需求等宏觀層面的分析和把握；有軌電車設計階段主要是將線網(wǎng)加以實現(xiàn)，且在設計中會遇到一系列微觀層面的細節(jié)性方案的探討. 通過有軌電車項目的設計實踐，交通組織與分析工作應當在宏觀規(guī)劃之后、設計之前介入，才能保證線路選線能與道路網(wǎng)絡相適應. 線路設計通常針對線路長度、用地條件、客流需求、控制要素等方面論證線路方案的優(yōu)缺點，而往往忽略了有軌電車對城市交通產(chǎn)生的影響和阻隔. 在交通分析過程中，應根據(jù)城市現(xiàn)狀和城市總體發(fā)展規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃統(tǒng)籌考慮.

2.1 明確功能定位

研究城市發(fā)展趨勢，契合城市空間和用地布局，分析城市規(guī)劃結構，沿線土地利用情況和相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展. 結合各城市有軌電車自身特點，明確其功能定位、線路特點、線網(wǎng)布局，在此基礎上尋找可達性和機動性之間的平衡點.

2.2 路網(wǎng)規(guī)劃與道路影響

基于區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃，選取適當?shù)木€路方案，分析途徑道路和相交道路在路網(wǎng)規(guī)劃中的功能定位. 盡量避免線路橫穿城市主干道，造成對道路交通的阻隔；有軌電車在路面上布設，在一定程度上占用道路資源，對于交通流量大、飽和度高的城市道路不適宜建設[5].

2.3 行車組織影響

道路選線過程中也應考慮設計與運營結合的緊密性. 未來行車交通方案在滿足系統(tǒng)運能的情況下，分析運營方案對既有道路系統(tǒng)的影響[6]. 特別是在線路首末處的車輛折返問題以及交叉口處理等，既要滿足未來交通需求，同時也應盡量提高運行效率，可適時考慮燈泡線形式的單向組織方案用以處理車輛的折返問題.

2.4 既有線路改造

建設有軌電車線路或新增支線時，應充分考慮其對已建成線路、站臺的影響，統(tǒng)計所需改造工程量，盡可能提出較好的實施方案. 線路的設計無論何種規(guī)模，均應系統(tǒng)地梳理，考慮必要的交通因素，避免因為工期的原因忽略線路的運行效果.

圖2 線路選線要點

3 燈泡線的延伸應用

燈泡線應用最初是取代渡線道岔折返，解決列車磨損而出現(xiàn)的一種線路形式，適用于軌道起終點站，結合路側用地或廣場設置折返和停車等. 而在國外，為解決有軌電車在地面折返對道路交通，特別是交叉口的影響，將燈泡線應用至有軌電車領域，主要是利用單行、環(huán)線的組織思路，減少車輛在路口的折返次數(shù)以及對道路資源的占用.

日內(nèi)瓦是瑞士第二大城市以及法語區(qū)第一大城市，毗鄰日內(nèi)瓦湖西岸，東、西、南三面均與法國接壤，是歐洲的交通咽喉. 由于瑞士和法國收入水平和生活成本的差異，導致了日內(nèi)瓦市大量的通勤客流. 大量的上班族早上涌入日內(nèi)瓦市區(qū)工作，而傍晚又會到周邊郊區(qū)居住. 20世紀80、90年代，由于私家車的大量出現(xiàn)造成的空氣污染以及交通擁堵現(xiàn)象日益嚴重，市政府修訂了恢復和擴大電車線路的計劃，公共汽車和有軌電車網(wǎng)絡遍布全州，并延伸至周邊的法國城鎮(zhèn)[7]. 在有軌電車線網(wǎng)中的萬國廣場站(Place des Nations)應用了燈泡線的組織方案，進行車輛的折返. 萬國廣場是聯(lián)合國的前總部所在地，現(xiàn)為聯(lián)合國駐日內(nèi)瓦辦事處，又稱聯(lián)合國歐洲總部. 有軌電車站臺與折返的設置在完全保存城市風貌的同時，減少了對周邊景觀和交通的不利影響.

圖3 日內(nèi)瓦有軌電車線網(wǎng)圖

圖4 日內(nèi)瓦有軌電車萬國廣場站

4 燈泡線應用實例

本文以某城市有軌電車新增支線的設計實例論述交通分析在線路選線中的重要性，避免出現(xiàn)線路對城市道路的分隔現(xiàn)象.

4.1 既有方案分析

新增線路是在既有的有軌電車線網(wǎng)中增加1條支線，用以實現(xiàn)中心區(qū)、各功能片區(qū)與高鐵南站之間的緊密聯(lián)系. 周邊用地性質是以商業(yè)和市政交通設施為主的高密度開發(fā)，定位為經(jīng)濟區(qū)交通輻射核心. 高鐵南站未來將規(guī)劃建設成為地區(qū)規(guī)模最大的綜合交通樞紐，計劃2030年發(fā)送旅客4 054萬人/年，與2011年北京西站的發(fā)送旅客量相似. 可見，此站周邊作為一個緊密聯(lián)系區(qū)域的交通節(jié)點，對應大量的商務和觀光人流，需道路網(wǎng)絡和各交通方式的高效支撐.

在線路方案比選中，推薦的線路起點位于高鐵南站，沿東廣場北側綠化帶內(nèi)地面敷設，向東至白塔大街折向南、北與既有1號線通過曲線道岔相連，線路長度0.83 km. 白塔大街為主干道，其功能定位為貫通母城與新區(qū)之間的南北向聯(lián)系通道，推動城市向雙心結構發(fā)展. 線路橫向切割白塔大街西側半幅路，車輛通行效率難以保證，甚至波及其他相交道路，成為路網(wǎng)的瓶頸. 線路造成路網(wǎng)上新增3個平交路口，且需增設信號燈保證各向通行秩序，額外增加交叉口的相位相序數(shù)量.

分析線路對行車組織影響，道路選線過程中也應考慮未來行車交路方案，由于運營初期地鐵還未建成，因此要求有軌電車的發(fā)車對數(shù)較高，線路與白塔大街路口有軌電車的運行方向包括3路車上下行、6路車上下行、1路車上下行，共計6個方向，而頻繁的橫切城市主干道必定會造成運行效率的低下. 此路口的信號控制方案，既要協(xié)調小汽車與有軌電車的關系，又要權衡直行有軌電車和轉向有軌電車的關系.

圖5 新增線路與白塔大街交叉口平面圖

4.2 線路方案優(yōu)化

考慮線路方案一對城市道路的阻隔作用影響較大，因此推薦沿城市道路布設的線路優(yōu)化方案：起點位于高鐵南站，單向線路布設，形成燈泡線路中式布局. 發(fā)車線路沿28號路、站前南路布設后，在白塔大街與1號線相接，可向南、北向發(fā)車；收車線路在白塔大街與站前北街交匯處，沿站前北街自東向西行駛后沿28號路駛回. 此線路的特點是最大化利用既有交叉口、城市道路通行，減少線路對城市道路網(wǎng)布局的影響.

圖6 原線路方案示意圖

4.3 線路與道路網(wǎng)關系分析

分析原線路方案、優(yōu)化線路方案與道路網(wǎng)的關系，對比二者優(yōu)缺點集中體現(xiàn)在以下幾點：

1) 改造工程量：原線路方案較優(yōu)化線路方案的道路改造工程量?。?/p>

2) 道路網(wǎng)影響：原線路方案對白塔大街(主干道)、28號路(站前重要集散次干道)產(chǎn)生橫向阻隔，影響車輛正常通行，且造成白塔大街路段間距過小，不滿足500 m以上間距的要求，影響有軌電車及其他車輛的運行效率；優(yōu)化線路方案對白塔大街(主干道)、28號路的影響降至最小.

3) 交叉口組織方式：原線路方案新增3個平交路口，且需增設信號燈等控制設備. 在路口信號設置上，需增設有軌電車方向的專用相位，造成相位數(shù)增大、延誤增多；優(yōu)化線路方案有軌電車在既有交叉口處通行可隨從無沖突交通流一同通行，無需單獨增設信號設施和信號相位(如圖8、9所示)，也不會增加路網(wǎng)交叉口數(shù)量.

基于上述分析，線路優(yōu)化方案在與道路交通的融合上更為協(xié)調，同時也體現(xiàn)出交通分析在道路選線等前期工作、線路設計過程中的重要性.

圖8 原線路方案(線路與白塔大街)相位相序圖

圖9 優(yōu)化線路方案(線路與站前北路)相位相序圖

5 結束語

經(jīng)過有軌電車設計項目的積累，愈加體會有軌電車與城市道路設施的關聯(lián)性、多專業(yè)配合協(xié)調的重要性[8]、設計與運營結合的緊密性. 總之，為保證有軌電車的高服務品質，對于現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)設計，應體現(xiàn)全生命周期綜合分析的理念，根據(jù)工程現(xiàn)狀條件和技術水平靈活的確定沿線交通設計方案，適時合理利用燈泡線方案. 本文的研究成果是對燈泡線應用的初步嘗試，對城市發(fā)展和交通運輸發(fā)展起到一定的積極作用.

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Study on the Balloon Loop Design for Modern Tram

ZHANG Hui1, WANG Wen-hong2, LI Kai2

(1.Beijing Municipal Engineering Consulting Corporation, Beijing 100031, China; 2.Beijing Urban Construction Design and Development Group Co., Ltd., Beijing 100037, China)

Tram is a flexible, open and new mode of transport mainly lying on the ground. In the line route selection, design and operation stages, we should give full consideration to the relations with surface transportation, and focus on exploring the road resources allocation, bus stations design, signal phasing scenarios, etc, especially for the traffic node organization to realize the coordination with other modes of transport. This paper concluded the main point of line route selection based on the practical engineering experience, and attempted to apply the balloon loop to line route arrangement. The result showed the balloon loop could organize the road traffic effectively, and solve the problem of the tram’s turn back, reduce the influence on road network.

modern tram; balloon loop; line route selection; one-way road; traffic organization

10.13986/j.cnki.jote.2015.06.003

2015- 06- 17.

張會(1985—)， 女， 中級工程師， 碩士， 研究方向為交通運輸規(guī)劃與管理. E-mail:642368156@qq.com.

U 268.6

A

1008-2522(2015)06-11-05