城市轨道交通特征分析

提要：本文对城市轨道 交通 的定义、类型和区别进行了辨析，对轨道交通的特征进行了比较和 总结 ，深入 分析 了 影响 轨道交通特征的主要因素。

关键词：轨道交通 地铁 轻轨 容量

由于我国轨道交通建设处于起步阶段，有必要澄清轨道交通的概念、性质和特点， 学习 国外和境外的先进经验，加以总结，避免重大决策失误，更好地为我国今后大规模的轨道交通建设服务。

1、城市轨道交通的概念 快速轨道（Rapid Rail Transit or Rail Rapid Transit）是城市地下铁道（地铁）、轻型轨道交通（轻轨）、单轨（独轨）交通、有轨电车、新交通（new transport system, NTS）、高速磁浮列车和市郊（郊区）列车（通勤列车）等城市轨道交通的统称④。其共同特点是：运量大、速度快、安全可靠、准点舒适，可以在地面、高架和地下、半地下（open cuttings）的轮轨上行驶。轮轨系统一般有钢轮一钢轨系统和胶轮一混凝土轨系统两大类，世界上轨道交通主要以钢轮一钢系统为主，我国也不例外。轨道交通通常以电力驱动（直流电、交流电或线性电机传动，电压有600V，750V或1500V），一架空线网受电或第三轨（侧轨）受电，自动或人工操作控制。城市轨道交通的站距一般在市区1km左右，在郊区2km左右。但是，城市或区域之间的高速铁路站距较大，否则达不到200km/h以上的运行速度。

地铁（subway, metro, the underground），是地下铁道的简称，别名有地下铁（mass transit railway, MTR）、重轨（heavy rail）、快速轨道（rapid rail）、大都市铁路（metropolitan railways）。地铁可以在地面、高架和地下运行，有人把行驶在高架轨道上的地铁称为（高架地铁）。地铁是大容量的客运工具，高峰单向容量为3～7万人次/h，量大运行速度达120km/h，平均营运速度为30～45 km /h，这与站距有关。地铁需要道路完全隔离和封闭，从而确保了快速和准时，但线路一旦建成，更改非常困难，只能考虑延长线。地铁由于建设成本非常高昂，一般由市政当局或公共公司所拥有。地铁的信号和控制系统很复杂，用以满足地铁的快速和发车时间间隔。车站一般比较宽敞，高站台、有电动扶梯，有利于乘客上下地面。地铁一般位于城市核心区或城市内环路之内。

轻轨（LRT）是轻型轨道交通（light rail transit）的简称，是由原来的有轨电车（streetcar、trams or tramway）演变而来的。1978年3月在布鲁塞尔召开和第一届国际轻轨交通会议上统一了轻轨的称谓， 英文 简写LRT，认为轻轨交通的荷载比地铁和常规列车轻⑤。根据轻轨定义，独轨（单轨）交通、新交通系统（New Transport System）、轻轨地铁（Light Metro）、轻型快速交通（Light Rapid Transit）、高架线性系统等都属于轻轨范畴。轻轨线路有地面、高架和地下线，地下线比较少见。轻轨建设成本为地铁的1/3～1/5[7]。轻轨一般位于城市内环路之外。

市郊（通勤）铁路（commuter rail）担负着大城市市区与郊区卫星城镇或社区之间的客运联系，一般与地铁站或轻轨站有方便的换乘关系。通勤铁路以架空线网供电，站距长、速度快。它属于重轨交通，与货运列车的兼容性强。

高速铁路指导运行于大城市或区域之间，甚至国家之间的高速轨道交通，如欧洲之星（TGV）、日本的新时速、 中国 的广深准高速列车，营运速度在200以上，最大速度达350km/h。新研制的磁浮高速列车，时速将达500km/h。一般把高速铁路归为区域或国家铁路系统，所以狭义上说不是城市轨道交通的 研究 范围。

2、城市轨道交通的基本特征轨道交通与其他交通模式的特征比较见表1和表2。

综上所述，小汽车机动性强，从门到门，但是道路面积大，综合运能不大，能耗大，污染严重；公共汽车机动性好，基础工程简单，成本低，能耗虽然不大，但是综合运行速度慢，影响运能，污染大；有轨电车工程造价低，能耗低，成本低，无空气污染，运行速度慢，运能提不高；轻轨运量和运行速度均较大，安全、准点、能耗低、无污染，造价比地铁低，但是占用地面空间；地铁运量大，运行速度大，安全、准点、能耗低、无污染，不占用地面空间，工程造价高，但是综合效益好。

3、因素分析

3.1线路类型

线路类型影响轨道交通的营运速度和容量、服务质量和投资成本。根据线路的隔离和封闭程度，可以分为三种类型：

A型线路：全封闭、无平面交叉、具有专用的路权（exclusive rights-of-way），如地铁线路，营运速度30～45km/h；

B 型线路：大部分线路处于封闭和隔离状态，有部分平面交叉口。在交叉口，轨道交通优先通过，以确保快速的营运速度，具有大部分的路权（substantial rights-of-way），如轻轨线路，营运速度25～35km/h；

C型线路：只要小部分线路处于封闭或隔离，与其他交通混行，有大量的平面交叉口，如有轨电车和常规公交车线路，营运速度14～18km/h。

三种类型线路与服务质量和投资成本关系见图2。

服务质量

从图2可知，A型线路比B、C型线路具有更高的投资成本和服务质量，但是它占地更多，线路更改更加困难，弹性小。

线路类型在轨道 交通 中的 应用 见表4。

3.2 线路结构形式

为了更清楚地说明线路结构对建设成本的影响，表6列出了世界一些大城市的轨道交通成本情况。

3.3系统技术类型

轨道交通之间的技术差别主要是列车的控制方式。根据轨道交通的控制方式，大致可以很分为三种技术类型：①司机控制的交通系统；②自动控制的钢轮一钢轨系统；③人工/自动联合控制的交通系统，如有轨电车、胶轮系统等。

自动控制系统与司机控制的系统相比，具有如下优点：

·可在地面、地下和高架行驶，车道窄、占地少；

·噪声低、无空气污染、卫生清洁；

·性能优、安全可靠、车辆耐用、易维修；

·因多节车辆编组，容量大、劳动生产率高、能耗低、单位营运成本低；

表6 案例城市轨道交通建设成本

（12）（1983）

其主要缺点如下：

·与其他交通兼容性差，在地面行驶 问题 更多；

·只能在轨道上行驶，线路在低密度区不 经济 ；

·改线或更改调度灵活性差、车辆更新困难（因车辆寿命长）

·投资成本高

胶轮系统指橡胶轮胎（充氮气）在钢筋混凝土轨道上运行，并附有钢轮一钢轨作用，以防万一胎破裂， 目前 已经在巴黎、蒙特利尔、阿德莱得、墨西哥和日本的Sapporo用。胶轮系统与钢轮一钢轨系统比较有明显的特点：噪声小、爬城能力大（最大7%，而其他5.5%）、能大、控制系统复杂、造价高，只能在全封闭的轨道上行驶。

3.4营运服务类型

在 分析 和选择轨道交通模式时，发车频率（间隔）和列车容量是必须考虑的重要因素。发车频率和容量影响轨道交通系统以及乘客的成本费用。如果发车间隔长，营运成本就低，但是增加了乘客的等待时间成本。从 理论 上来说，全自动控制系统确保了列车的高容量。客运量与发车成正比，因为发车频率（一般30～120次/h）提高可以增加轨道交通的吸引力。但是，发车频率与车站设施、列车速度、安全程度等有关。单位营运成本与客运量的关系曲线，见图3。当列车频率一定（如30次/h）时，列车容量增加，客运量也增加。随着客运量的增加，总营运成本（包括轨道交通系统成本和乘客时间成本）下降，但是当列车容量一定的情况下，存在一个最佳客运量，此时，总成本最小。

4、结语

我国对轨道交通的特征描述过于笼统，缺乏详尽的对比分析。在轨道交通的概念和内涵方面，也比较模糊、不确切。由于特征和适用性了解不透，特别可行性 研究 不深，导致有些城市轨道交通规划随意性大，一会儿上地铁、一会儿上轻轨，线网规模大大超过预期的 发展 水平，为了获得立项，客运量也常常过高估计。在 社会 主义市场经济条件下，市政府是轨道交通巨额投资的主体，如果决策失误，市政府将永远背上沉重的财政包袱。世界经验表明，只有满足经济实力（包括经济潜力）和人口密集两个重要条件，才能上轨道交通，如北京、上海、天津三座直辖市，副省级市广州、深圳已经满足条件；而新直辖市重庆位于内陆，尽管人口密集，但是经济实力弱，地铁中途停工就是最好的说明。每个城市应该根据当地的实际情况，苦练内功，加强轨道交能特征比较研究，选择正确的交通模式和线路结构，才能促进城市交通健康发展。

参考 文献

①彭长生，南京城市交通发展与快速轨道交通规划，城市国道交通学术研讨会论文集。北京： 中国 铁道出版社，1997，P71～75

②南方日报，1996—06—07

③http：//WWW.Subway.net

④施仲衡主编，地下铁道设计与施工，西安：陕西 科学 技术出版社，1997

⑤陈忠良，轻轨技术讲座概要，中国市政工程1997[4]，51～56

⑥Schumann, J.W., What is New in North American Light Rail Transit Projects? TRB (Transportation Research Board, USA) Special Report 221,1989.

⑦包宗华，中国城市化道路与城市建设，北京：中国城市出版社，1995

⑧Pushkarev, B. S., Urban Rail in America, Indiana University Press,1982

⑨谭复兴、翁梦雄，上海市区高架轨道交通系统模型及车辆选型的研究。城市轨道交通学术研讨会论文集，北京：中国铁道出版社，1997，P100～105

(1

1)In Stare, S and Liu Zhi (ed.) Allport, R., Investment in Mass Rapid Transit. China’s Urban Transport Development Strategy, The World Bank,1997