許斯河
(中鐵二院工程集團有限責任公司地鐵院,610031,成都∥教授級高級工程師)
隨著經濟社會的發(fā)展,以及城市規(guī)模和范圍的不斷擴大,居民的出行范圍和出行距離也在加大。實踐證明,一個城市的軌道交通不可能只有單一的制式。有軌電車交通作為城市軌道交通的一個子系統,具有工程簡單、靈活性大、投資省、“上馬快”等明顯優(yōu)點,已引起各界的重視。對于小城市或客流量較小的區(qū)域,有軌電車作為城市公共交通的補充,很有吸引力和發(fā)展前景。
國家發(fā)展和改革委員會在《關于加強城市軌道交通規(guī)劃建設管理的通知(發(fā)改基礎〔2015〕49號)》中,提出“堅持量力而行、有序發(fā)展的方針,按照統籌銜接、經濟適用、便捷高效和安全可靠的原則,科學編制規(guī)劃,有序發(fā)展地鐵,鼓勵發(fā)展輕軌、有軌電車等高架或地面敷設的軌道交通制式”的總體要求,為我國城市軌道交通及有軌電車的有序、健康、持續(xù)發(fā)展明確了方向。
根據有軌電車交通在我國當前的發(fā)展形勢,結合“城市軌道交通規(guī)劃編制和評審要點”(發(fā)改基礎〔2015〕49號文附件1)中有關發(fā)展輕軌、有軌電車等軌道交通制式精神,并通過對有軌電車交通基本概念的再認識,本文進一步闡述了新型有軌電車交通在城市軌道交通中的地位和作用,并針對當前新型有軌電車交通在規(guī)劃、設計和建設中存在的問題,總結經驗和教訓,提出個人的見解。期望本文能對新型有軌電車交通的規(guī)劃、立項、設計和審查等工作提供一定的參考。
為統一全國城市公共交通分類,科學地編制、審批、實施城市公共交通系統的規(guī)劃和設計,并規(guī)范城市公共交通項目的建設和管理,建設部于2007年頒布了國家行業(yè)標準CJJ/T 114—2007《城市公共交通分類標準》[1]。
《城市公共交通分類標準》明確規(guī)定:
(1)城市公共交通分為城市道路公共交通、城市軌道交通、城市水上公共交通和城市其他公共交通四大類(見圖1)。
(2)城市軌道交通包括地鐵系統、輕軌系統、單軌系統、磁浮系統、有軌電車系統、自動導向軌道系統和市域快速軌道系統等七個子系統(見圖2)。
圖2 城市軌道交通系統分類圖
(1)有軌電車交通系統是以有軌電車車輛主要運行于城市道路路面或高架橋上的城市軌道交通系統,是一種低運量的城市軌道交通系統。
(2)有軌電車交通系統根據城市道路(街道)的條件,其車道可為混合車道或半封閉專用車道,車輛可單車運行,也可2~3輛連掛運行,站臺總長度不宜超過70 m。
(3)目前有軌電車車輛主要為低地板模塊式車輛,包括70%低地板和100%低地板。
(4)有軌電車交通系統車站可設在道路兩旁單側或設在道路中央分隔帶上,具體選擇時應與地區(qū)規(guī)劃、周圍地形和環(huán)境密切配合,因地制宜,并通過經濟技術比較確定。
深刻認識有軌電車定義及特征應注意以下幾點:
(1)按CJ/T 417—2012《低地板有軌電車車輛通用技術條件》[4]規(guī)定,低地板有軌電車車輛應采用模塊化設計。
(2)目前國內低地板模塊鉸接式有軌電車主要采用3模塊和5模塊,也有采用7模塊的,車輛的構成為3模塊(=Mc+Tp+Mc=)、5模塊(=Mc+F+Tp+F+Mc=);鉸接式是指模塊間的鉸接裝置。各種模塊式車輛,均稱為一輛車(單車)。
(3)近來,在城市交通領域中,常出現“云軌”(比亞迪跨坐式單軌)、“空軌”等新概念,究其實質,他們屬于城市軌道交通系統的單軌系統,不應納入有軌電車。這些新系統能否在我國全面推行尚需進一步論證。
(4)有軌電車交通的車輛選型應因地制宜,并根據線路運輸需要和近、遠期客運量通過經濟技術比較確定。
我國現行《城市公共交通分類標準》規(guī)定[1],有軌電車系統包括傳統有軌電車、導軌式膠輪電車和新型有軌電車,其均屬低運量系統。
(1)傳統有軌電車(或稱“街車”):在城市街道路面專用軌道運行,多與道路交通其他車輛混行,旅行速度通常只有10~15 km/h。
(2)導軌式膠輪電車:是早期法國勞爾公司生產的膠輪電車,采用法國標準,俗稱“勞爾車”,國內最早在天津使用,其技術標準和運用經驗尚待進一步總結,推廣應用的前景需進一步驗證。
(3)新型有軌電車:也稱現代有軌電車,是在傳統有軌電車系統的基礎上發(fā)展起來的新型系統,采用新型有軌電車車輛(以模塊鉸接式低地板有軌電車為特征),主要在城市街道路面或高架橋上運行,線路采用半封閉形式或地面專用軌道,旅行速度可達15~25 km/h,運能可達 0.6萬 ~1.5萬人次/h。
(1)車輛構成模塊化——采用3、5或7模塊的低地板模塊式車輛。
(2)車輛結構輕型化——采用鋁合金車體和新型轉向架結構。
(3)車輛技術現代化——VVVF(變壓-變頻)牽引技術、獨立輪轉向架、空心軸和彈性車輪。
(4)車輛功能人性化——發(fā)展70%或100%低地板。
(5)系統設備簡單化——車站設備簡單,甚至只有雨棚。
有軌電車交通系統與輕軌、地鐵系統相比,充分體現一個“輕”字:
(1)運量“輕”——高峰小時運能為0.6萬~1.5萬人次/h。
(2)車輛軸重“輕”——車輛軸重不超過11 t(輕軌為 12 t,地鐵為 14 t)。
(3)結構設備“輕”——土建結構、設備簡單輕便。
(4)投資“輕”——通常只有地鐵的1/3~1/4。
有軌電車車輛的發(fā)展從原始有軌電車到現代有軌電車,一波三折,情況復雜。
1886年,美國的蒙哥馬利市開始出現有軌電車(原始有軌電車),至19世紀20年代,有軌電車系統成了當時城市公共交通的骨干;隨后,由于汽車工業(yè)的發(fā)展、能源和地鐵建設資金等原因,有軌電車經歷了大規(guī)模發(fā)展→逐步拆除→改造再起→形成現代有軌電車→從鉸接式向模塊式發(fā)展形成新型有軌電車(即模塊式有軌電車)的過程。
我國輕軌車輛包括C型輕軌車、低地板模塊式輕軌車和高地板鉸接式輕軌車等。
香港的單節(jié)4軸C型輕軌車,可多輛連掛,最早運行于香港屯門(見圖3);內地的單節(jié)4軸C型輕軌車輛,在上海軌道交通稱為“小車”,可單輛運行,也可6~8輛連掛運行(見圖4)。
圖3 香港單節(jié)C型輕軌車
圖4 上海單節(jié)C型輕軌車
低地板模塊式輕軌車主要包括70%和100%低地板輕軌車輛。70%低地板車輛由3模塊(2個帶動力轉向架和帶受電弓的 Mcp模塊和1個不帶動力轉向架的中間T模塊)鉸接組成。
國內主要軌道交通車輛生產廠家開發(fā)的、或與國外廠家合作開發(fā)的70%和100%低地板車輛,已在長春輕軌線路投入使用(見圖5~9)。
圖5 大連202線輕軌車
圖6 長春輕軌70%低地板車輛(1)
圖7 長春輕軌70%低地板車輛(2)
圖8 長春輕軌70%低地板車(3)
圖9 長春輕軌100%低地板車輛
(1)系統制式和技術條件應根據所在地區(qū)的交通需要、客流需求,結合線路條件和環(huán)境條件,通過分析比較,因地制宜合理選用。
(2)系統規(guī)劃與設計應確保安全,滿足環(huán)境保護要求,并留有發(fā)展余地。
(3)系統規(guī)劃與設計要因地制宜選擇線路形式和走向,密切與道路交通的配合,以及與其他軌道交通的銜接。
(4)有軌電車規(guī)劃和設計不應套用輕軌、地鐵模式及其技術條件和指標。
(5)有軌電車系統制式及設備設施應選擇技術成熟、可靠產品,不應盲目追求高標準和新技術,不應片面引進昂貴的新技術體系。
(6)線路設備和設施的設計應充分體現設施輕型化、工程結構簡單化,合理配置設備,節(jié)約投資。
(7)系統設計應符合《城市道路設計規(guī)范》和《城市道路交叉口設計規(guī)程》的要求以及相關城市軌道交通建設方針和政策。
(8)新型有軌電車交通系統的車輛維修宜參照城市道路公交車輛檢修體系,建立適合新型有軌電車的維修制度和配套設施。
(1)根據線路條件和環(huán)境條件不同,有軌電車系統線路形態(tài)宜采用半封閉型,沿線區(qū)間隔離,穿越交叉路口段敞開,擁有部分路權。
(2)采用低地板模塊式有軌電車,初期建設可采用70%低地板車輛做過渡,遠期用100%低地板車輛;車站應采用低站臺,設在交叉路口以外。
(3)交叉路口實行有軌電車優(yōu)先信號。
4.3.1 車輛選型的原則
車輛選型是界定線路技術標準的基礎,是設備選型和確定設備規(guī)模的重要依據,是合理確定運營模式和維修方式的基本條件,是控制工程投資、提高工程效益的根本。
有軌電車車輛選型的基本原則為:
(1)車輛選型應以預測客運量及設計遠期單向高峰小時最大斷面客流量為依據,滿足預測客流量和運營需要,并考慮線網資源共享的可能。
(2)車輛選型應與本工程的環(huán)境和線路條件相適應。
(3)車輛設備和裝置應滿足系統功能的要求,綜合考慮我國的技術水平和當地的實際情況,并符合國家對國產化的要求。
(4)考慮車輛來源(國內生產廠商)和經濟性,并進行技術、經濟比較。
4.3.2 車輛選型工程實例
根據《國內現代有軌電車車輛發(fā)展現狀及各子系統淺析》[6]報告,南京浦鎮(zhèn)車輛廠、大連機車廠、青島四方車輛廠、長春客車廠、株洲機車廠、唐山客車廠等生產的有軌電車已在國內投入使用(見表1)。
表1 國內主要廠商有軌電車車輛應用實例
(1)宜采用獨立運行模式。
(2)雙線運行,執(zhí)行右側行車規(guī)則;根據客流特點可組織大小交路套跑。
(3)遠期行車密度宜為22~24對/h。
(1)車站布局應根據道路交通規(guī)劃,結合線路環(huán)境條件確定。
(2)車站可采用地面道路簡單車站(見圖10)或橋面車站(見圖11)。
圖10 地面道路公交車站
圖11 橋面車站
(3)有軌電車在道路路面上運行,通??刹捎玫孛媸燮薄④嚿蠙z票的辦法,不設專門的售、檢票設備。
(1)車輛檢修制度和修程;應根據有軌電車的性質和運營條件,建立一套適合有軌電車的檢修體制,建議采用地面公交車輛的定期檢修(含大、中、年修)和日常保養(yǎng)的檢修體制。有軌電車車輛檢修行程和指標如表2所示。新型有軌電車系統的車輛檢修基地包括有軌電車檢修基地(廠)和保養(yǎng)場。
(2)基地選址原則:
①基地選址應符合城市規(guī)劃,結合線路及環(huán)境條件合理選址;
②基地選址應滿足運輸要求,應有良好的接軌條件、排水條件和連接外界道路的運輸條件;
③基地選址應滿足車輛基地布置要求和遠期發(fā)展條件,適當預留發(fā)展余地。
表2 有軌電車車輛檢修修程和指標[4]
(3)車輛基地設計主要技術要求:
①應根據檢修工藝需要配備相應的線路股道;
②根據車輛技術條件和工藝要求,軌道結構類型可用槽型鋼軌或工字型鋼軌,庫前宜采用槽型軌和梯形組合道岔,以節(jié)約用地;
③房屋布置應緊湊、符合消防要求,同類房屋宜合并設計。
(1)盡快組織研究、制定《新型(現代)有軌電車工程設計規(guī)范》,以便統一有軌電車設計標準[7]。
(2)研究新型(現代)有軌電車工程設計中的關鍵技術難題,并努力組織攻關。
(3)加強有軌電車交通建設的宏觀管理,做好工程項目建設的前期準備工作。
(4)注意因地制宜,努力提高效益,克服盲目追求高標準的思想。
參考文獻
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