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城市軌道交通發(fā)展模式的探討
城市軌道交通發(fā)展模式的探討 摘 要 簡(jiǎn)單回顧了歐洲先進(jìn)城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程,探討了在我國(guó)發(fā)展中等運(yùn)量的綜合軌道交通系統(tǒng)的總體思路.
關(guān)鍵詞 城市交通 軌道交通 交通模式
1 城市軌道交通發(fā)展的現(xiàn)狀
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng),大城市交通狀況日趨惡化,簡(jiǎn)單的闊路增車方法已解決不了城市的這一重大問(wèn)題.世界上一些城市的發(fā)展由于沒(méi)有找到解決城市交通的有效方法而趨于崩潰,私有車輛的增長(zhǎng)使這種影響更趨惡化,尤其當(dāng)交通狀況到了趨于停滯的邊緣時(shí),用其他方式代替公共交通將負(fù)擔(dān)不起或不太可能.因此研究一種基于我國(guó)國(guó)情的、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的城市軌道交通系統(tǒng)的確迫在眉睫.
改善城市交通的擁擠狀況是一項(xiàng)投資宏大的工程.同時(shí)也是擺在市政府面前的一個(gè)不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題.事實(shí)證明,建設(shè)高效的公共交通系統(tǒng)(公共汽車和軌道交通)是改善城市交通狀況的根本途徑,其中軌道交通系統(tǒng)又是一條最有效的途徑,因?yàn)檐壍澜煌ㄏ到y(tǒng)使用專用的道路,可以保證快速、準(zhǔn)點(diǎn)、安全和沒(méi)有污染,這一點(diǎn)在中國(guó)及亞洲的大城市體會(huì)更深.然而,選擇哪種公共交通系統(tǒng)并不是一件簡(jiǎn)單的工作.因?yàn)檐壍澜煌ㄅc公共汽車的差異不僅是在運(yùn)量上,更重要的是建設(shè)投資和運(yùn)行成本.上海地鐵1號(hào)線長(zhǎng)16.1km,造價(jià)為6.2億/km.廣州地鐵1號(hào)線長(zhǎng)18km,造價(jià)為7.6億/km.如此高的投資,使許多城市對(duì)地鐵的發(fā)展望而生畏.對(duì)此,除了在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)產(chǎn)化方面需要重新反思外,軌道交通多種形式的最優(yōu)配置問(wèn)題,也是應(yīng)該予以重視的重要方面.
城市軌道交通可進(jìn)一步分為有軌電車、輕軌和地鐵.隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的增加及工程預(yù)算的消減,我們一直在尋找一條有效的軌道交通途徑,既要投資少、降低運(yùn)行費(fèi),又要安全可靠、滿足客運(yùn)要求.目前中國(guó)建設(shè)地鐵的城市人口均在300~400萬(wàn)以上,屬特大型城市.人口密度高、城市公共交通運(yùn)量很大的城市,建設(shè)大運(yùn)量的地鐵系統(tǒng)是十分必要的.但是單一的地鐵方案,不僅運(yùn)量浪費(fèi)大(圖1),而且投資運(yùn)量比也不合理.尤其在100~200萬(wàn)人口的城市里,公共交通運(yùn)量相對(duì)要小一些.因此,是否可以探求一種中等運(yùn)量的軌道交通模式呢?尤其是在當(dāng)前資金籌措比較困難的情況下,如何能做到既要建設(shè)軌道交通,又要少花錢呢?我們現(xiàn)在必須冷靜地面對(duì)當(dāng)前的地鐵熱,鼓勵(lì)發(fā)展有軌電車和輕軌.實(shí)際上亞洲和世界的許多城市也都碰到了同樣的問(wèn)題:一方面地鐵方案是技術(shù)成熟、環(huán)境最優(yōu)的解決方案,另一方面全面的地鐵網(wǎng)不僅投資巨大,而且運(yùn)能又高于實(shí)際要求.所以應(yīng)該找出這樣一個(gè)解決方案:在滿足運(yùn)量要求的前提下,選擇投資運(yùn)量比合理的軌道交通方案.
圖1 軌道交通客運(yùn)量與建設(shè)投資
應(yīng)該看到,有軌電車、輕軌和地鐵相互結(jié)合的方式已越來(lái)越受到關(guān)注.尤其是有軌電車,隨著輪軌技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,它不再是一種低級(jí)的、吵鬧的公共交通工具,而是一種可靠、安全、運(yùn)量適度、機(jī)動(dòng)靈活、投資運(yùn)量比合理的軌道交通方式.可以與輕軌和地鐵有機(jī)地相互結(jié)合,實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)在運(yùn)量、建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用方面的最優(yōu)組合.
同樣的問(wèn)題在歐洲已經(jīng)討論了很久,并且找到了解決辦法.所以在建設(shè)城市公共交通系統(tǒng)時(shí),我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),少走彎路.
綜觀歐洲各國(guó)城市軌道交通的發(fā)展歷程,可以清楚地看到,城市軌道交通系統(tǒng)走過(guò)了兩條完全不同的發(fā)展道路,在今天仍可清晰地看到它們遺留的痕跡.
有軌電車起源于公共馬車,為了多載客,人們把馬車放在鐵軌上,這樣做是為了減少旅客人均牽引力.隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和牽引電力網(wǎng)的出現(xiàn),電動(dòng)機(jī)取代了馬.在私人汽車發(fā)展之前,歐洲的有軌電車系統(tǒng)得到很大發(fā)展.幾乎歐洲大陸和所有大城市都建立了廣泛的有軌電車網(wǎng)絡(luò).但由于交通條件的限制,有軌電車行駛速度低、噪聲大,而且在城市中行使存在著許多隱患.長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏成熟的技術(shù),城市有軌電車交通的發(fā)展?fàn)顩r一直難以解決.
現(xiàn)在,亞洲有些城市還存在著有軌電車系統(tǒng),我國(guó)過(guò)去有許多城市使用過(guò)有軌電車,如北京、天津、上海、哈爾濱、……,至今大連、鞍山、長(zhǎng)春仍存在著有軌電車,它與其它交通交織在一起,沒(méi)有獨(dú)立的封閉線路,技術(shù)裝備落后,其運(yùn)行速度和運(yùn)量都很低.
在東歐的一些城市,由于私人汽車數(shù)量相對(duì)較少(與亞歐城市相比),迄今為止,還有一些高效的有軌電車系統(tǒng)仍在運(yùn)行.雖然這些系統(tǒng)逐步采用了一些現(xiàn)代技術(shù),但系統(tǒng)的基本特征并沒(méi)有改變.
城市軌道交通的另一發(fā)展途徑是鐵路,最早的鐵路是用蒸汽驅(qū)動(dòng)的.至今,交通運(yùn)輸仍對(duì)城市發(fā)展產(chǎn)生重要的影響,如鐵路沿線的土地開(kāi)發(fā)和永久設(shè)施的建設(shè).如果觀察全世界城市的發(fā)展過(guò)程就會(huì)發(fā)現(xiàn),鐵路在城市建設(shè)中起著重要作用(美國(guó)的城市是個(gè)例外,它們的早期發(fā)展是以個(gè)人汽車開(kāi)始的).隨著鐵路沿線城市的發(fā)展,城市間的鐵路變成了市內(nèi)鐵路,這也是城市發(fā)展的結(jié)果.世界上大多數(shù)城市著名的“老式”地鐵起源于鐵路,并具有典型的鐵路特點(diǎn).
綜觀現(xiàn)代城市的軌道交通系統(tǒng),可清晰地發(fā)現(xiàn)兩種不同發(fā)展模式:地鐵使用鐵路技術(shù);有軌電車使用完全不同的另一種技術(shù),因兩種技術(shù)不同而造成的投資差異是顯而易見(jiàn)的.
如上所述,地鐵和有軌電車的運(yùn)量有很大不同.如何填補(bǔ)有軌電車和地鐵之間運(yùn)量的缺口是歐洲所有城市發(fā)展交通的難題.在二次大戰(zhàn)后的歐洲經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)階段,這個(gè)難題變得越來(lái)越突出了.
對(duì)于現(xiàn)在開(kāi)始和打算將來(lái)要建設(shè)城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展中國(guó)家來(lái)講,這些難題和困難與幾十年前歐洲的情況完全一樣.歐洲城市的規(guī)劃人員和公交部門、生產(chǎn)廠家一道找到了解決這個(gè)難題的辦法.這就是立體城市軌道交通系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱輕軌系統(tǒng)).這是兩種不同公共交通系統(tǒng)的結(jié)合.它既能滿足運(yùn)量的要求,又能大大降低了建設(shè)投資.
輕軌系統(tǒng)是由一些成熟的、標(biāo)準(zhǔn)的子系統(tǒng)組成:車輛、線路、車站、供電、信號(hào)和通信.采用不同系統(tǒng)的組合,可以滿足不同的要求.輕軌的主要特點(diǎn)如下: ①輕軌車輛的大小可根據(jù)需要調(diào)整.②輕軌車輛的功能設(shè)計(jì)靈活:如地板高度、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、駕駛和控制系統(tǒng).③列車編組和行車間隔調(diào)整自如.④線路形式適應(yīng)性強(qiáng):可采用高架、地面、地下多種形式.⑤變化多樣的軌道上部結(jié)構(gòu):如封閉、半封閉和開(kāi)放式.⑥車站設(shè)備和換乘點(diǎn)設(shè)計(jì)靈活.⑦信號(hào)和列車防護(hù)系統(tǒng)可根據(jù)不同要求靈活選用.
輕軌系統(tǒng)的高效益在西歐的許多地方得到了驗(yàn)證.城市在發(fā)展公共交通時(shí),幾乎遇到了同樣的問(wèn)題.了解歐洲發(fā)展經(jīng)驗(yàn),避免時(shí)間和金錢的浪費(fèi)是一個(gè)明智之舉.表1總結(jié)了有軌電車、輕軌和地鐵的基本特征.
表1 有軌電車、輕軌和地鐵的基本特征比較
特 征 有軌電車 輕 軌 地 鐵
線 路 全部地面,
混合道,
部分專用道, 地面、高架、地下,
全部專用道,
曲線半徑25~50m,
縱坡6%~7% 主要在地下,
封閉專用,
曲線半徑150~200m,
縱坡3%~4%
運(yùn) 能 <1萬(wàn)人/h 1~3萬(wàn)人/h 3~7萬(wàn)人/h
車站形式 地面 地面、高架(地下) 高架、地下(地面)
站間距 500m 500~1000m 1000~2000m
站臺(tái)長(zhǎng) 20~30m 60~100m 100~200m
運(yùn)行方式 多線混合運(yùn)行 獨(dú)立運(yùn)行為主 各線獨(dú)立運(yùn)行
最小間隔 1min 2min 2min
平均速度 17~18km/h 25~30km/h 35~50km/h
車 型 四軸 四軸,六軸,八軸 四軸
軸 重 8t 10t 16t
編 組 1~2輛 2~4輛 8~10輛
列 車 長(zhǎng) 20~20m 60~100m 100~200m
供電電壓 DC600V DC750V DC750,1500V
授電方式 架空線 架空線 三軌,架空
2 中等運(yùn)量的綜合軌道交通系統(tǒng)
中等運(yùn)量的綜合軌道交通系統(tǒng)是一個(gè)立體布局的軌道交通系統(tǒng),是一種起步快、見(jiàn)效快、運(yùn)量大、造價(jià)低的經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的軌道交通系統(tǒng).根據(jù)輕軌交通的特點(diǎn),具體系統(tǒng)模式構(gòu)思如下:
(1)運(yùn)量 運(yùn)量是決定建設(shè)規(guī)模的基本要求.對(duì)綜合軌道交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō),運(yùn)量是運(yùn)輸能力的重要指標(biāo).
參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)城市的特點(diǎn),并控制一定的規(guī)模,確定本系統(tǒng)的適應(yīng)運(yùn)能為高峰小時(shí)單向斷面流量1~3萬(wàn)人次.3萬(wàn)人/h的運(yùn)能要求,意味著每列車最大載客量(定員)為1000人,行車最小間隔為2min的密度.
(2)適用范圍 根據(jù)客流預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn),高峰小時(shí)單向最大斷面流量達(dá)到3萬(wàn)人次,一般來(lái)說(shuō),適用于市區(qū)外圍地區(qū),如北京市的8個(gè)邊緣區(qū)域之間及與市區(qū)聯(lián)系的交通干線上.
(3)線路型式 線路布設(shè)基本上是沿街道走行,根據(jù)城市街道條件,采用立體化布局.因此線路設(shè)計(jì)具有較大的靈活性.
根據(jù)城市條件,能走地面線為優(yōu),在重要路口和地段可以高架,在城市中心區(qū)必須采用地下方式.要盡量減少地下段,降低工程造價(jià).
地面線路要設(shè)置專用道和部分平交道口,以提高運(yùn)行速度和保障運(yùn)行安全.平交道口設(shè)置要與道路交通組織結(jié)合,盡量減少平交道口,即使要設(shè),也要盡量與車站位置結(jié)合.平交道口要有信號(hào)防護(hù),并與城市交通信號(hào)聯(lián)網(wǎng),以保證輕軌優(yōu)先通過(guò).
高架線路的位置,必須與城市道路功能綜合考慮,其結(jié)構(gòu)型式和高度必須與城市景觀相協(xié)調(diào),既符合輕軌交通功能的要求,又與城市建筑總體規(guī)劃相一致.
(4)車輛 根據(jù)運(yùn)量和線路型式,車輛必須滿足如下要求:車型新穎、載客量大,具有防寒能力、性能靈活、維修方便.
因車輛在城市中運(yùn)行,對(duì)景觀、噪聲的影響比較敏感.從列車運(yùn)行動(dòng)態(tài)效果來(lái)考慮,車輛造型要新穎,要為城市增添美感,要有降低噪聲措施.
由于未來(lái)城市流動(dòng)人口增長(zhǎng)很快,客運(yùn)量大,車輛必須要考慮增加載客量,在不降低標(biāo)準(zhǔn)的條件下,適當(dāng)增加立位,減少座位,以保證在高峰時(shí)間的最大載客能力.
車輛必須適應(yīng)線路條件,具有爬坡能力大、轉(zhuǎn)彎半徑小的特點(diǎn).為提高速度和保障安全,必須有較大的加減速度性能.
車輛應(yīng)編組靈活,檢查和維修方便,要考慮定型化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化.這也有利于減小車場(chǎng)占地規(guī)模.
北方地區(qū)冬季時(shí)間長(zhǎng),車輛在地上運(yùn)行,停靠站開(kāi)門頻繁,必須考慮防寒問(wèn)題.
(5)運(yùn)營(yíng)管理 運(yùn)營(yíng)管理模式與提高服務(wù)質(zhì)量、降低運(yùn)營(yíng)成本密切相關(guān).同時(shí)要加強(qiáng)人員培訓(xùn),提高管理水平.運(yùn)營(yíng)管理可分三部分:列車運(yùn)行管理、車站站務(wù)管理、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)管理.
列車運(yùn)行管理,主要是指對(duì)列車的運(yùn)行調(diào)度指揮、保證行車安全和準(zhǔn)點(diǎn)的信號(hào)控制管理系統(tǒng).這與列車的行車間隔時(shí)間、了望條件、車輛技術(shù)性能有關(guān),與采用的自動(dòng)化控制裝備有關(guān).這兩者之間要合理配合選擇,要與提高人員素質(zhì)和改進(jìn)管理方式結(jié)合起來(lái),把地面線和地下線區(qū)分開(kāi)來(lái),把行車密度不同的地段區(qū)分開(kāi),根據(jù)具體條件采用不同方式.為簡(jiǎn)化管理,控制車站規(guī)模,在保證安全與準(zhǔn)點(diǎn)的前提下,運(yùn)行管理要因地制宜,采用靈活的方式.
車站站務(wù)管理主要是車站秩序管理、票務(wù)管理和安全管理,保障乘客上下車和列車到發(fā)的安全和準(zhǔn)點(diǎn),避免站內(nèi)發(fā)生意外事故.票務(wù)管理主要是售檢票方式,要從管理方便、保障收入、控制規(guī)模、降低成本等方面考慮.票務(wù)管理的方式,對(duì)車站規(guī)模的影響尤為重要,要注意保障車站出入口的通過(guò)能力,要避免擴(kuò)大車站站臺(tái)的規(guī)模.
設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的管理,主要是供電系統(tǒng)和地下車站中的通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng).由于線路以地面和高架為主,列車編組長(zhǎng)度短、軸重輕、總耗電量遠(yuǎn)不及地鐵.所以運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備較少,可考慮盡量集中管理,并置于車站之外,不增加車站規(guī)模.
(6)車站規(guī)模 車站規(guī)模取決于客流量和管理方式,同時(shí)也取決于線路型式是地面、高架還是地下.此外也受建筑形式的影響.作為車站本身的因素,主要是管理方式和管理水平.車站站臺(tái)高度要與車輛地板面相當(dāng),站臺(tái)長(zhǎng)度適應(yīng)列車長(zhǎng)度,不應(yīng)超過(guò)110 m.地面車站的站臺(tái)兩側(cè)與街道間應(yīng)有隔離措施,乘客均從站臺(tái)端部進(jìn)出,以便管理和保證安全.在高架車站,雖然車站空間允許擴(kuò)大,但從景觀考慮,應(yīng)盡量控制車站規(guī)模和體積,以便于建筑造型的處理.總之,車站規(guī)模要隨管理模式的簡(jiǎn)化而減小,這也有利于車站位置布局,有利于建筑造型玲瓏.
(7)車場(chǎng) 車場(chǎng)是車輛停放和維修的基地,車場(chǎng)占地較大,在城市中選址比較困難.車場(chǎng)規(guī)模大小主要決定于怎樣停車,怎樣修車.停車場(chǎng)線路布局的基本條件是一條線路能停幾列車.每條線停車數(shù)越多,則越可減少股道數(shù)和道岔區(qū)的占地面積.車輛保養(yǎng)和維修的工藝方式和周期是決定檢修線數(shù)量的基本因素.車輛制造標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化,并具有故障自動(dòng)檢測(cè)裝置,使車輛各種維修能力大大提高,周期縮短,線位減少.由于列車允許通過(guò)曲線半徑甚小(R=20~30 m),使車場(chǎng)線路布置有更大的靈活性.在車場(chǎng)布置的同時(shí),應(yīng)考慮全線的維修中心、培訓(xùn)中心、材料總庫(kù)等,要立體規(guī)劃,節(jié)約用地.
(8)關(guān)于先進(jìn)性 在上述總體構(gòu)思中,強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性較多,并未突出所謂先進(jìn)性.這并非是降低標(biāo)準(zhǔn),而是從實(shí)用觀點(diǎn)來(lái)講先進(jìn)性,在發(fā)展過(guò)程中追求先進(jìn)性.實(shí)際上,能夠應(yīng)用成熟的技術(shù),發(fā)揮出最大的效益,并保留發(fā)展的余地,這是國(guó)際公認(rèn)最大的先進(jìn)性標(biāo)準(zhǔn).單純以自動(dòng)化程度的高低來(lái)體現(xiàn)先進(jìn)水平是片面的.
從發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看,系統(tǒng)的先進(jìn)性更主要的體現(xiàn)在人才培養(yǎng),提高素質(zhì),提高管理水平,提高服務(wù)質(zhì)量上.
先進(jìn)的設(shè)備可以逐步投入,適應(yīng)逐步增加的客運(yùn)量,使物盡其用. 3 結(jié)論與展望
在中國(guó),軌道交通系統(tǒng)尚屬初級(jí)階段,目前僅在北京、天津、上海建有地鐵,廣州地鐵正在建設(shè),大部分城市均處在規(guī)劃和籌劃階段.即使在大連、鞍山、長(zhǎng)春還保留著有軌電車并亟待改造為輕軌系統(tǒng),但仍未起動(dòng).總體上講,發(fā)展是緩慢的,其原因是地鐵造價(jià)過(guò)高,難以承受,輕軌無(wú)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),容易套用地鐵模式,也導(dǎo)致造價(jià)提高.尤其是當(dāng)前資金籌措比較困難的情況下,起動(dòng)更困難.為此,汲取歐洲的經(jīng)驗(yàn)與中國(guó)實(shí)際情況相結(jié)合,探索一種適合于中國(guó)的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、靈活的中運(yùn)量的軌道交通系統(tǒng),對(duì)推動(dòng)中國(guó)軌道交通發(fā)展具有積極的意義.
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