目前,我国城市公共交通发展远不能适应经济社会发展和人们出行的需要,多数城市公共交通出行比例偏低。为从根本上缓解交通拥堵、出行不便、环境污染等矛盾,《国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见》中提出要树立公共交通优先发展理念,将公共交通放在城市交通发展的首要位置。要按照方便群众、综合衔接、绿色发展、因地制宜的原则,加快构建以公共交通为主,由轨道交通网络、公共汽车、有轨电车等组成的城市机动化出行系统,同时改善步行、自行车出行条件。
为解决城市交通问题,近年来中运量公交备受关注,被许多城市作为公交体系中的重要发展方向之一,不少城市陆续开通了有轨电车、BRT等形式的中运量交通线路。去年年底,南京发布信息称正在研究布局20多条中运量廊道,未来将开通更多有轨电车或BRT等线路。今年五一前夕,上海也透露出正在研究再建三条中运量公交线,要大力实施“公交优先发展战略”的消息,要利用包括中运量公交系统在内的公交系统将上海建成世界一流、国际公认的公交都市。
那么今天就让我们一起来看看什么是中运量公交系统,大家常提起的云轨、单轨、智轨、APM……又是什么,它们在解决城市拥堵,方便市民出行方面又有什么优势呢?
上海规划新建三条中运量中肇嘉浜路段晚高峰车流量情况
什么是中运量公交系统
对于中运量公交目前并没有一个严格的定义,通常认为它是介于常规的小运量地面公交与大运量轨道交通之间的公共交通系统,包括有轨电车、云轨、智轨、空轨、BRT、APM等。中运量公交通常运能为4000-10000人/h,也有文章认为运能可增加到每小时1.5万人次。不过在国家相关规范标准中对轨道交通有明确的运量界定,把1万以下称为小容量轨道交通系统,因此我们将这些小容量轨道交通系统就归入中运量公交系统。
另外,中运量公交不只是一个运能的概念,应该还有速度、可靠性、成本、效率等方面的内涵,是常规公交升级的产物。目前在实际操作过程中,是指现代有轨电车、BRT等,也是为了体现与常规公交和城市轨道的区别,现在的中等城市不宜做轨道,可以尝试有轨、BRT、还有大站快车等。
有轨电车
有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆。有轨电车是一种公共交通工具,亦称路面电车,简称电车,属轻铁的一种(以电力推动的列车,亦称为电车)。但通常全在街道上行走,列车只有单节,最多五节。此外,某些在市区的轨道上运行的缆车亦可算作路面电车的一种。 由于电车以电力推动关系,车辆不会排放废气,因而是一种无污染的环保交通工具。
现代有轨电车在传统有轨电车的基础上进行了彻底的技术革新,包括低地板程度、无网供电技术、系统噪声、载客量等。
现代有轨电车运行可靠、舒适、节能、环保等特点,且其技术特性已与轻轨基本无异,如今多地方也开始在城市中改建或新增现代有轨电车线路,如法国斯特拉斯堡、瑞士日内瓦、西班牙巴塞罗那以及我国的大连、天津、上海、北京、青岛等城市。
据2018年4月8日中国城市轨道交通协会《2017年城市轨道交通行业统计报告》报告显示,截至2017年末,中国大陆(不含港澳台地区)共计34个城市(包括七种制式的轨道交通)开通城市轨道交通并投入运营,开通线路165条,运营线路长度达到5033公里。已开通城轨交通包括地铁、轻轨、单轨、市域快轨、现代有轨电车、磁浮交通、APM七种制式。现代有轨电车246.1公里,占比4.9%。
2012年至2020年,我国现代有轨电车规划已超过2500公里,工程总投资预计达3000亿元,车辆市场规模达600亿元,年均需求75亿元。
北京西郊线有轨电车
BRT 快速公交
快速公交系统(Bus Rapid Transit)简称BRT ,是一种介于快速轨道交通(Rapid Rail Transit,简称RRT)与常规公交(Normal Bus Transit,简称NBT)之间的新型公共客运系统,是一种中运量交通方式,通常也被人称作“地面上的地铁”。它是利用现代化公交传送技术配合智能交通和运营管理(集成调度智能系统),开辟公交专用道路和建造新式公交地下车站,实现轨道交通模式的运营服务,达到轻轨服务水准的一种独特的城市客运系统。
快速公交系统有以下几个特点:
1.专用道(即专属路权):不一定要完全封闭,但这是必要因素;接近地铁的性质之一;能够保障车辆平均速度--比普通公交车快1倍;能够保障准点率(不是一直准点,但肯定比普通公交准点率高);是区别于普通公交的显著特点之一。
2.信号优先: 国内大部分BRT都没启用这个功能,因为交警方面一般不同意。所以,可以不优先。
3.大容量的公交车: 实际使用12米和18米的都有,不一定非得全部是18米。而12米的公交车在公交系统里很常见。不是必要因素。可在高峰时段穿插使用一些18米的大车。
4.低地板的公交车(即低底盘):
由于BRT都有专用站台,而站台有一定高度,所以配合使用低地板车可以提高乘客舒适度,上下车比较方便---站台地面高度和车辆地板高度一致。
5.站台售检票:
BRT的特点就是兼具普通公交和地铁系统的一些特点。站台售检票就是地铁的特点。优点显而易见,减少了乘客依次上车时因刷卡投币而堵在门口的时间,也就是减少了车辆在站内的停留时间,也就减少了乘客的旅途时间。属于必要因素。
6.智能管理系统:智能系统和地铁的功能模块相近但有区别,并且也相对简单些。要快速而有效的调度和管理车辆才能有效疏导客流,所以必须有智能调度系统,车辆上也相应的安装智能调度终端(简称GPS);车站要有自动屏蔽门(安全门);智能售检票系统;乘客信息服务系统(来车预测、信息发布等);视频监控系统(包括站台和车辆);站台广播系统。等等子系统,构成了整个的智能管理系统。
BRT跟地铁各自的优势比较如下:
地铁的优势:
运量大、速度更快、更准时、乘坐更平稳舒适、车厢也更宽敞、人力运营成本低、运行耗能小,污染小。
BRT的优势:
造价远比地铁为低,线路变更起来更加灵活,基础设施投入未来可以更容易变更用途,相比地铁噪音比较小。
总得来说,对于运量需求很高的高密度大型城市,地铁是唯一有效的选择。但对于中国大部分中等密度的中等城市,BRT因为成本优势太大,可能是更好的选择。目前BRT可以说是已在国内非常普遍。
武汉市首条BRT快速公交示范线
单轨系统
跨座式单轨与空轨
根据原中华人民共和国建设部于2007年发布的《城市交通分类标准》(CJJ/T 114-2007)中的定义:单轨系统是一种车辆与特制轨道梁组合成一体运行的中运量轨道运输系统,其轨道梁不仅是车辆的承重结构,同时是车辆运行的导向轨道。它与地铁系统、轻轨系统共同组成城市轨道交通的三种类别。
单轨系统的类型主要有两种:一种是车辆跨骑在单片粱上运行的方式,称之为跨座式单轨系统,另一种是车辆悬挂在单根粱上运行的方式,称之为悬挂式单轨系统,即空轨。
单轨系统适用于单向高峰小时最大断面客流量1.0~3.0万人次的交通走廊。因其占地面积很少,与其他交通方式完全隔离,运行安全可靠,建设适应性较强。
单轨系统中的轨道可以轻易建设在道路中央分隔带或狭窄街道上,不单独占用路面,属于运能接近地铁系统的中运量城市轨道交通系统。它具有爬坡能力强、转弯半径小、适应多种地形、噪音小、综合建设技术要求和总体造价成本低以及施工周期较短等优点,是物美价廉的交通工具。
不过事实上这种技术在国外基本上已经停止发展了,有些建成的线路已经被拆除。最主要的优点会爬坡会转弯,缺点就是不兼容和突发事故不好逃生。造价低,但运营成本高。
回顾现有的 “跨座式单轨” 应用,绝大部分都是娱乐或者短途使用,山城重庆是其中最为突出的实用案例。这也与当地现实环境有关——依山而建,高度相差悬殊。明明是同一个山脚下的房子,有的楼房的楼顶还够不到几百米外楼房的地基。在这种地势下公路需要弯弯绕绕,地铁根本无法修建,也让 “跨座式单轨” 这种轻轨找到了用武之地。
相对来讲,空轨的主要劣势是承载量有限、突发状况无法快速处理、维修维护成本相对较高。主要适合中小城市运营。去年9月,由西南交通大学等多家单位联合研制的国内首条新能源悬挂式空中轨道交通试验线在成都亮相,首列新能源悬挂式空中列车成功挂线。
跨坐式单轨
空轨
云 轨
云轨、又称云中轨道,是比亚迪公司针对自主研发的跨座式单轨列车系统的一种别称,科学名称仍为单轨铁路系统。
云轨是我国自主研发的新一代单轨系统,综合性能有了大幅度的改进提升。
虽然 “云轨” 看起来很 “新奇”,但 “跨座式单轨列车” 实际上最早可追溯到上世纪 50 年代,由 ALWEG 公司开创的混凝土竖梁,成为了单轨列车的爆发点。名字听起来很复杂, 翻译过来就是——一种在低空运行的城市内轨道交通设施。 “跨座式单轨” 已经是个成熟的技术,但是比亚迪或多或少还是在这基础上做了一些改进。正因为系统的成熟,这些改进才显得尤为重要——
支撑结构:虽然 “跨座式单轨” 的轨道和支撑已经非常简洁,但是比亚迪还是做了进一步的优化:大规模应用钢结构,从桥墩到对接轨道的轨道梁。通过应用钢结构,取代了现场建造钢筋混凝土结构所需要的时间。
车身结构:采用了与高铁相似的铝框架焊接工艺,通过大量铝片之间形成网格结构保证强度,但同时质量非常轻。还将车辆相连的钩子藏在了车 “鼻子” 当中。
连接机构:而车厢连接处的凸起虽然影响了相邻车厢之间的通行能力,但也进一步减少了 “云轨” 和轨道之间的间距,这也减轻了胶轮系统的压力,在减轻胶轮损耗、提高平稳性等方面有所贡献。
轮边直驱电机:动力方面比亚迪直接拿出了自家在电动大巴上的解决方案,通过轮边直驱电机驱动行走轮,效率更高。
2016年10月13日,比亚迪(01211)版空中巴士“云轨”在深圳坪山新区正式通车,开放总里程4.4公里,时速可达每小时80公里。
2017年9月1日,比亚迪“云轨”一号线花博园段在宁夏银川正式通车,总里程5.67公里,是全球第一条商业运营的云轨线路。
比亚迪云轨在银川运行
智轨列车
智能轨道快运列车简称智轨列车,是由中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称“中车株洲所”)研制的全新交通工具,设计最高时速为70公里,但因为不依赖钢轨(广义铁轨)行驶,一条运行线的建设周期仅需一年,能快速投入使用。
智轨列车具有轻轨、地铁等轨道列车的零排放、无污染的特性,并支持多种供电方式。由于采用高铁柔性编组的模式,智轨列车还能根据客流变化调节运力,比如采用标准的3节编组时,列车可载客超过300人,5节编组时可载客超过500人,能有效解决普通公交车载客量小的缺陷,大大提高运力。
2017年6月2日,智轨列车在株洲首次亮相。2017年11月智轨列车入围“比兹利年度最佳设计奖”
智轨列车实为多节电动汽车,严格意义上并没有传统意义上的轨道,而是采用“虚拟轨道跟随控制”技术,沿着地面交通线行驶。它通过车载各类传感器识别路面虚拟轨道线路,将运行信息传送至列车“大脑”(中央控制单元),根据“大脑”的指令,在保证列车实现牵引、制动、转向等正常动作的同时,能够精准控制列车行驶在既定“虚拟轨迹”上,实现智能运行。
与现代有轨电车相比,智轨列车设计最高时速同样为70公里,但因为不依赖钢轨行驶,一条运行线的建设周期仅需一年,能快速投入使用。另外,智轨列车还具有轻轨、地铁等轨道列车的零排放、无污染的特性,并支持多种供电方式。
2017年6月2日,由中车株洲所研制的“智能轨道快运系统”(简称“智轨”)亮相,这是由株洲市汇聚各方资源和力量,为智轨列车量身定做的全国首条智能轨道快运系统示范线路。
株洲智轨示范线
APM 旅客自动捷运系统
APM、全称Automated People Mover systems,即旅客自动捷运系统,又可以称作自动导轨快捷运输系统(AGTS)。APM是一种无人自动驾驶、立体交叉的大众运输系统,属于轨道交通一种类型,集合了多种传统城市轨道交通工具特点,其主要特征是列车的微型化。
旅客捷运系统并不是一种独立及特殊的铁路运输技术,它通常都会应用到多种的铁路运输技术,例如单轨铁路、轻轨运输或磁悬浮列车等。驱动系统方面可以采用传统的电动机、线型电动机或缆索拉动。
有些复杂的旅客捷运系统采用多辆小型列车运行于多个下线站台上,为乘客提供全时间运作的服务。这种像出租车般的系统一般被称为个人捷运系统。其他复杂的旅客捷运系统则有着大型运输系统的特征,这类旅客捷运系统在定义上与自动化的大型运输系统并无明确分野。
相对大型快速导轨交通而言,在独用导轨上行驶的完全自动化控制的客运交通系统。具有以下特征:常用2〜6个坐位的车辆;车站一般离线设置。运行方式是按需提供服务;乘客可单独使用一辆车,从出发点直达到达点,也可带其他人同行,通常是3〜5个人。
中国大陆首条APM系统是北京首都国际机场旅客捷运,该系统主要服务于3号航站楼国际及港澳台进出港旅客,第一条用于城市轨道交通系统的APM线,是广州珠江新城旅客自动运输系统(简称APM线),于2010年11月8日下午14:00正式开通试运行,该线路主要功能是定位于观光线,2018年3月31日,上海轨道交通APM线(浦江线)开通。
广州地铁APM线
(内容来自于网络)
中国城市轨道交通网
http://www.chinametro.net/

