汪文舟

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北 武昌 430063）

0 引言

張家界位于湖南省西北部，總面積為9516km2。2021 年，實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值580.29 億元，年末常住人口為151.03 萬。張家界的旅游資源極為豐富，全市國(guó)家等級(jí)旅游區(qū)（點(diǎn)）達(dá)16 個(gè)。武陵源核心景區(qū)、天門山、大峽谷、老道灣等一批景區(qū)實(shí)施了提質(zhì)改造，旅游營(yíng)銷推陳出新，碧桂園鳳凰酒店、禾田居、盛美達(dá)等一批高端休閑酒店建成營(yíng)業(yè)，維港十字街、回龍路地下商業(yè)街、溪布街等商業(yè)街區(qū)建成運(yùn)營(yíng)，大大提高當(dāng)?shù)氐穆糜纬休d能力。張家界作為世界自然遺產(chǎn)和世界地質(zhì)公園的旅游金字招牌進(jìn)一步擦亮。

為了給旅客和市民提供一種更為快捷、安全、經(jīng)濟(jì)的出行方式，同時(shí)也是為了實(shí)現(xiàn)張家界旅游產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，引入旅游軌道交通就顯得十分迫切而且必要。本文針對(duì)多因素影響下的若干種常用旅游軌道交通制式進(jìn)行比選，對(duì)該工程的進(jìn)一步推進(jìn)以及類似工程的開展具有一定的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

張家界全景森林觀光快軌項(xiàng)目（見圖1）位于張家界市永定區(qū)、武陵源區(qū)，是連接天門山、森林國(guó)家公園等重要景區(qū)以及張家界高鐵西站、荷花機(jī)場(chǎng)等重要交通樞紐的新型交通運(yùn)輸形式。該項(xiàng)目全長(zhǎng)約為30km，設(shè)車站8 座，車輛段1 處。功能定位為“以旅游觀光為主，兼顧沿線通勤功能”。根據(jù)客流預(yù)測(cè)結(jié)果，該項(xiàng)目遠(yuǎn)期旺季客運(yùn)量為13.01 萬人次，高峰小時(shí)最大斷面客流為8026 人次/h；遠(yuǎn)期淡季客運(yùn)量為4.23萬人次，高峰小時(shí)最大斷面客流為2606 人次/h；遠(yuǎn)期年日均水平客運(yùn)量為8.45 萬人次，高峰小時(shí)最大斷面客流為5049 人次/h；該線路的客流處于中低水平。

圖1 張家界全景森林旅游觀光快軌項(xiàng)目線路走向示意圖

圖2 張家界全景森林旅游觀光項(xiàng)目縱斷面縮略圖

2 常見旅游軌道交通制式介紹

根據(jù)《城市軌道交通分類》[1]（T/CAMET 00001—2020），城市軌道交通系統(tǒng)制式大致劃分十類。從客流適應(yīng)性角度出發(fā)，結(jié)合該項(xiàng)目功能定位以及國(guó)內(nèi)以“旅游線”報(bào)批報(bào)建并運(yùn)營(yíng)通車的軌道交通工程，本文重點(diǎn)以懸掛式單軌、中低速磁浮、導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）、跨座式單軌等四種制式對(duì)該項(xiàng)目制式進(jìn)行研究。

2.1 懸掛式單軌

懸掛式單軌的車體懸掛于導(dǎo)向梁下運(yùn)行，導(dǎo)向梁一般采用鋼制箱型中空斷面，內(nèi)含集電靴、通信電纜、導(dǎo)軌、運(yùn)行軌，并包容車廂的車架。懸掛式單軌系統(tǒng)雖然起步較早，但應(yīng)用較少。在國(guó)外，僅德國(guó)、日本等國(guó)家有運(yùn)營(yíng)線路；在國(guó)內(nèi)，武漢光谷東湖高新區(qū)空軌旅游線正在有序開展全線綜合聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

2.2 中低速磁浮

磁懸浮系統(tǒng)是一種非輪軌黏著傳動(dòng)、懸浮于線路之上的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，其車輛利用常導(dǎo)磁鐵產(chǎn)生的吸力使車輛浮起，用直線電機(jī)產(chǎn)生牽引動(dòng)力。磁懸浮系統(tǒng)在常溫條件下利用電導(dǎo)磁力懸浮技術(shù)使列車上浮，主要在高架橋上運(yùn)行，特殊地段也可在地面或地下隧道中運(yùn)行。目前中低速在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多，如長(zhǎng)沙中低速磁懸浮工程、鳳凰磁浮觀光快線、清遠(yuǎn)磁浮旅游專線、北京地鐵S1 線等。

2.3 導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）

導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（也稱“云巴系統(tǒng)”）屬于新能源大巴產(chǎn)業(yè)的延伸，其在U 形軌道梁上運(yùn)行，采用橡膠輪胎走行，靠導(dǎo)向輪中間導(dǎo)向，由動(dòng)力電池供電。目前國(guó)內(nèi)重慶璧山、長(zhǎng)沙大王山、深圳坪山等均有運(yùn)營(yíng)線路。

2.4 跨座式單軌

跨座式單軌交通系統(tǒng)是一種軌道為條帶形梁體、車輛跨座于其上行駛的交通工具。單軌交通是立體型交通，擁有獨(dú)立的路權(quán)，不會(huì)受地面其他交通工具和行人的干擾，可以快速行駛，車輛的最高速度能夠達(dá)到80km/h?？缱絾诬壪到y(tǒng)在中國(guó)、美國(guó)、日本、澳大利亞、新加坡等均有成熟運(yùn)營(yíng)線路。

3 制式比選研究

3.1 線路適應(yīng)性分析

張家界全景森林旅游觀光項(xiàng)目位于張家界市永定區(qū)、武陵源區(qū)，沿線分布有山地、平原以及河流，地形起伏較大，所采用的制式應(yīng)具備較強(qiáng)的平面線路適應(yīng)能力以及爬坡能力。

根據(jù)沿線的規(guī)劃和現(xiàn)狀，考慮各控制性因素的分布，參考已頒布實(shí)施的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，研究各種制式的線路平面和縱斷面，并對(duì)小半徑曲線（R≤200m）和大坡度（i≥40‰）長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體如表1 所示。

表1 不同制式下線路平面及縱斷面參數(shù)匯總表

在線路平面適應(yīng)性方面，導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）R≤200m 及以下的小半徑曲線占全線比重最大。因此，導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）對(duì)該項(xiàng)目的平面適應(yīng)性最好，懸掛式單軌和跨座式單軌次之，中低速磁浮較差；在線路縱斷面適應(yīng)性方面，四種制式對(duì)地形起伏適應(yīng)能力基本相當(dāng)。因此，在線路適應(yīng)性方面，導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）最好，懸掛式單軌和跨座式單軌次之，中低速磁浮較差。

3.2 旅行時(shí)間分析

現(xiàn)階段張家界天門狐仙至國(guó)家森林公園的主要交通方式為公路運(yùn)輸。從天門狐仙至國(guó)家森林公園（老木峪隧道入口）公路乘坐小汽車約需38min。為壓縮天門狐仙至國(guó)家森林公園之間的運(yùn)輸時(shí)間，提供更加高質(zhì)量的旅游服務(wù)，建議該項(xiàng)目天門狐仙站至國(guó)家森林公園站的時(shí)間目標(biāo)值控制在30min 左右。經(jīng)行車牽引軟件測(cè)算，中低速磁浮旅行時(shí)間最短、旅行速度最快，懸掛式單軌和跨座式單軌次之，導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）旅行時(shí)間最長(zhǎng)、旅行速度最慢，具體如表2 所示。

表2 不同制式旅行速度對(duì)比表

3.3 土建工程比較

結(jié)合現(xiàn)有施工工法，對(duì)比四種制式下的土建方案特點(diǎn)（見表3）。綜合分析可知，懸掛式單軌和導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）的車站規(guī)模以及區(qū)間礦山法隧道面積相對(duì)較小，同時(shí)可采用鋼結(jié)構(gòu)，施工速度較快。

表3 土建方案綜合比選表

3.4 旅游觀光體驗(yàn)感分析

目前國(guó)內(nèi)部分廠家已經(jīng)生產(chǎn)出270°透明的懸掛式單軌列車，當(dāng)列車沿著天門路、機(jī)場(chǎng)路走行并穿越澧水時(shí)，乘客能全方位、沉浸式體驗(yàn)張家界最地道的人文景觀和自然景觀；當(dāng)列車行進(jìn)在武陵山大道時(shí)，沿線的崇山峻嶺與河流溪水仿佛就在腳下，又可進(jìn)一步增添游玩時(shí)的趣味性和刺激性。但中低速磁浮、導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）和跨座式單軌的乘客視線相對(duì)受限，使得游客在旅途中的體驗(yàn)感相對(duì)較差，仿佛空間受到擠壓，甚至存在想盡快結(jié)束旅途的想法，從而極大地降低了游玩時(shí)的體驗(yàn)感。

3.5 工程投資比較

結(jié)合四種制式的相關(guān)方案，本文對(duì)工程投資進(jìn)行初步匡算（見表4）。經(jīng)比較，每千米正線綜合投資大小依次為：中低速磁?。?.35 億元/km）、跨座式單軌（2.70 億元/km）、懸掛式單軌（2.15 億元/km）、導(dǎo)軌式膠輪系統(tǒng)（云巴）（2.04 億元/km）。

表4 綜合比較表

3.6 綜合比較

四種制式的綜合比較結(jié)果如表4 所示。

綜合以上分析，由于懸掛式單軌能較好地適應(yīng)該項(xiàng)目的線路條件，其旅行速度及旅行時(shí)間能較好地匹配項(xiàng)目的功能定位及需求，同時(shí)游客乘坐其中可以全方位、沉浸式體驗(yàn)張家界最地道的人文景觀和自然景觀，橋梁和車站更加輕盈、美觀，因此推薦應(yīng)用懸掛式單軌制式。

4 結(jié)語

綜上所述，以張家界旅游觀光項(xiàng)目為研究對(duì)象，根據(jù)項(xiàng)目的功能定位以及客流水平，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)以旅游線立項(xiàng)并建成或通車的軌道交通線路，對(duì)該項(xiàng)目的制式進(jìn)行分析和比選。本文從線路適應(yīng)性等多個(gè)角度開展分析，研究方法及成果具有一定的參考價(jià)值，希望以此進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)旅游軌道交通的研究，進(jìn)而促進(jìn)旅游產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。