浅谈新型公共交通系统的选型及造价比较分析

浅谈新型有轨电车系统的选型及造价比较分析赵永超朱红军（铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300251）摘要：新型有轨电车系统是在传统的有轨电车基础上发展起来的新型快速公共交通系统，它具有运量较大、速度快、污染小、舒适安全、使用寿命长、工程投资省、建设速度快、运营费用低、维修方便等特点。本文将从公共交通的选型及其造价组成等方面分析新型有轨电车系统的特点及其应用前景。关键词：公共交通新型有轨电车选型分析造价组成1.引言新型有轨电车系统是在传统的有轨电车基础上发展起来的新型快速公共交通系统，与公共汽车相比，运量大、速度快、污染小、舒适安全、使用寿命更长；与地铁相比，工程投资省，建设速度快，运营费用低，维修方便。由于以上特点，新型有轨电车系统逐渐被许多国家的大、中城市所接受，近年来得到不断的发展和推广。新型有轨电车系统的定位可以概括为五种类型：1.在城市公共交通中承担“主体”地位；2.轨道交通的“补充”---覆盖地区和运力的补充；3.轨道交通的“延伸”---外围线路的衔接延伸；4.轨道交通的“联络”---轨道交通车站的联系；5.轨道交通的“过渡”---远期向轨道交通形式过渡。新型有轨电车系统通常在100万人口以内的中小城市才能发挥主体地位，因此，在人口大于100万的城市，在已经有轨道交通网络规划并实施的城市，在轨道交通未能覆盖的城市客流走廊，新型公共交通可以作为城市轨道交通系统的“补充、延伸、联络、过渡”等四类功能。2.系统选型分析2.1系统选型原则随着我国现代化建设和社会经济的飞速发展,现代城市人口大量增加、地域不断扩大,城市交通堵塞问题突出,交通事故、噪音和空气污染等日益影响着人们的工作、生活,公共交通作为快捷、安全、舒适、大运量、低能耗、少污染的城市交通工具,是解决城市交通矛盾的有效手段,因此选择何种形式的公共交通是考验城市运营和管理者的一项重要任务，其系统选择需具备以下几个特点：1.运量适当，满足运能要求。2.技术成熟、应用广泛，无污染、低噪声3.外形美观、乘坐舒适4.可靠性高，易于维修5.施工工期短，满足城市快速发展的需要2.2系统简介在《城市公共交通分类标准》中，公共交通方式分为城市道路公共交通、城市轨道交通、城市水上公共交通和城市其他公共交通共四大类。其中，城市道路公共交通包括了常规公共汽车、快速公共汽车系统、无轨电车、出租车等交通系统；城市轨道交通包括了地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向系轨道系统、市域快速轨道系统等交通系统。城市公共交通系统根据系统适应客运能力的不同，可分为高运量、大运量、中运量和低运量公共交通系统，同时在路权形式上也分别对应了专用路权、隔离路权和共享路权。通常高运量、大中运量公共交通系统都采用了专用路权形式，如地铁、轻轨、单轨、磁浮、自动导向轨道系统，而低运量系统一般为隔离路权或共享路权，如有轨电车、快速公交、常规公共汽车等。下面重点介绍快速公交系统（BRT）、胶轮式便捷电车系统、新型有轨电车系统。通过对比我们发现，在客流量基本相当的前提下，新型有轨电车系统具有其无法比拟的优势。2.2.1快速公交系统（BRT）快速公交系统是一种介于轨道交通与常规公交之间的新型运营体系，它利用现代公交技术配合智能交通的运营管理，使传统的公交系统基本达到轨道交通的服务水平，其投资及运营成本又较轨道交通低，与常规公交接近。其主要特点是：1.主要采用大容量、清洁公共汽车，结合公交运营的各个环节采取新技术和优先措施，实现公交的快速服务功能。BRT系统平均运送速度一般为20—40km/h，适用于高客流、高密度区域的地面公共交通；系统拓展性能好，适用灵活、乘坐方便、舒适；2.车辆采用特殊胶轮轮胎和先进的铰接结构，保证了巨型公交车能绕着狭窄的街角转弯。3.项目建设和运营成本低，建设周期短，一般1～2年，车场设施可专用或者与常规公交公用。4.专用路权，BRT系统一般采用专用走廊，减少其与社会其他车辆之间的干扰。表1：BRT主要参数:2.2.2胶轮式便捷电车系统胶轮式便捷电车系统是集公共汽车和轻轨的优势于一体的新一代道路交通系统。该系统仍然适用传统的架空接触网供电，但其轨道和车道建设及其简单。轨道仅仅起导向作用，车辆与传统电车相似，适用胶轮承重。其主要特点：1.胶轮式便捷电车系统的轨道由类似公路的行车道和一条用于引导车辆的导轨组成，导轨表面与行车道高度相同，因此在行车道上没有任何凸起，不会对其他交通工具等构成障碍，同时可充分利用现有道路资源，不需要铺设大规模的轨道，结构简化，节省造价和工期。2.胶轮式便捷电车系统车辆使用橡胶轮胎行驶，由于中间车轮的连接部分为特殊配置的结构，轮毂不会突出于车厢内，真正实现了100%的低地板设计，地板离地高度最低可达到250mm，更具人性化。3.车辆使用组合式，有3,4,5节车厢编组，长度分别为25m、32m和39m等多种规格，可满足不同的运能要求。表2：胶轮式便捷电车系统主要参数2.2.3新型有轨电车系统新型有轨电车系统是在传统的有轨电车基础上发展起来的新型快速公共交通系统，由于造价相对较低、无污染、乘坐舒适快捷、建设周期短而被许多国家的大、中城市做接受，其特点重要是:1.轨道表面与行车道高度相同，因此在行车道上没有任何突起，不会对其他交通工具等构成障碍。2.采用流线型的车身和镶嵌于整个车身的大型车窗，构成极具流动感和透明感的设计。3.车辆使用组合式，有3、5、7个模块编组，长度分别为20m,30~32m和40~42m等多种规格，可满足不同的运能要求。图1：模块编组示意4.采用新技术和新材料，车体可实现100%低地板。平均速度可达每小时25公里，比公交汽车快35%。运载量每小时最高可达1万人次，比公交车多一倍，适用于地面公共交通，可以作为地铁的补充和疏散型交通工具。5.新型有轨电车可以灵活的设置车道，它并不完全拥有自己的专用车道，可以在城区与汽车共享路权，在道路宽敞的地带，可以为新型有轨电车设置专用车道，以提高行车速度。6.与公共汽车相比，运量大，速度快，污染小，舒适安全，适用寿命更长。7.与地铁相比，工程投资省，建设速度快，运营费用低，维修方便。表3：新型有轨电车主要参数2.3选型分析2.3.1BRT系统单辆最大载客量和胶轮式便捷电车系统5模块车辆最大载客量约为150人（4人/平方米），而新型有轨电车5模块车辆可以达到230（4人/平方米）人，对客流的适应能力更强。2.3.2BRT系统以及胶轮式便捷电车系统均采用橡胶轮胎+导向轮，系统技术先进，系统动力特性较好；新型有轨电车技术先进，转向架结构设计紧凑，运行平稳。三种制式车辆都采用了流线型的车身和镶嵌于整个车身的大型车窗，构成极具流动感和透明感的设计。BRT系统以石油或天然气为燃料，发动机驱动，有废弃因排放，对环境有污染；有轨电车系统能耗低、排放最少。2.3.3系统的安全性、平稳性、可维修性主要体现在车辆走形机构上。走形机构是车辆的关键部件，也是在运营过程中重点维护的部件，运动部件较多，易磨耗、损坏，安全性、平稳性、平稳性和可维修性十分重要。1.可靠性分析有轨电车系统、BRT系统均已在国内各个大城市有多年的运营经验，技术成熟；有轨电车系统采用钢轮钢轮，走形机构主要部件材质是钢，寿命长、耐磨损，磨耗后可以通过轮对镟修很快修复，可靠性较高。橡胶轮胎采用实心或橡胶充气轮胎，车轮寿命短，可靠性差。2.安全性分析胶轮式便捷电车系统到2006年才有线路投入运营，商业营运存在维修频率高、晃动大、有颠簸等问题，同时因车辆采用单轨导向，出轨后无法控制，安全性稍差，BRT靠人工驾驶转向，操作复杂，安全性相比较差。有轨电车双轨导向，不易脱轨，安全性较好。3.平稳性分析采用特殊胶轮轮胎实现走形与导向，在保证道路平整度的情况下，可以降低运行噪声与振动，提高乘坐舒适度。但橡胶轮胎对道路平整度要求很高，施工难度大，并在运营过程中维护困难。在道路平整度变差的情况下，车辆晃动振动大、平稳性变差。如一般胶轮走行道路的标准为任意3m范围内运行道不平整度小于3mm、垂直精度小于6mm、混凝土表面的扫帚面深度1~1.5mm、两个运行道共面误差及垂直精度往往会超过10mm，引起车辆晃动和颠簸。钢轨线路水平、高低及不平整度标准一般为偏差均不超过4mm，钢轨耐磨，在施工过程中都可以达到此标准，在运营磨耗过程中也最多不超过9mm，因此，以钢轨为导向的轨道交通一般很少有大的晃动和颠簸，平稳性好。4.可维修性分析高压橡胶轮胎的日常维护工作较复杂，需定期检测轮胎内的气压，行程大约8000km后更换。如32米车型采用了5组橡胶轮胎承载及走形机构，共计10个轮胎；5套导向机构，共计20个导向钢轮，均是磨损部件，维修工作量很大；而且目前轮胎未实现国产化，相关备品备件需进口，购置费用高，运营成本高；导向钢轨为异型轨，采购、维修困难。2.3.4对环境的影响1.BRT系统和胶轮式便捷电车系统使用橡胶轮胎，噪声很小。有轨电车系统的噪声稍大，但新型有轨电车采用了大量隔音材料，在行驶时噪音比城市背景交通还要低5~10DB.2.BRT系统和胶轮式便捷电车系统使用橡胶轮胎，胶轮磨损产生的粉尘污染环境，有轨电车系统钢轮钢轨磨耗小，磨损产生的颗粒是铁，对环境影响小。3.有轨电车和胶轮式便捷电车系统采用电力传动，环保节能；BRT系统以石油或天然气为燃料，发动机驱动，有废气排放，对环境有污染。综上所述，对于适用于地面交通的BRT系统和胶轮式便捷电车系统而言，新型有轨电车系统具有建设运营成本相对较低低、在国外应用广泛，平稳性、可靠性和可维修性好，对环境无污染、环保，客运量稍大等优点，相比更具有优势。同时其在技术适应性上具有优越性，对于提升都市形象，改变市民出行方式，提高市民生活质量方面具有显著作用。表4：三种公共交通系统的对比3.造价比较分析广东佛山市南海区新型公共交通系统试验段工程作为国内将新型有轨电车实施的首系统新型有轨电车BRT系统胶轮式便电车系统单向客运量（万人/h）0.2~10.1~0.60.1~0.6系统适应性中低运量系统中低运量系统中低运量系统最小曲线半径18m6.49m10.5m最大坡度60‰70‰130‰路面特征专用/混行专用/混行专用/混行车道宽度一般≤3m一般≤3.5m一般≤2.8m车辆配置专用电车常规/特殊公交车专用电车车场设施专用专用/与公交共用专用系统扩展性好最好好技术成熟度成熟成熟较成熟对环境的影响有噪音，低于城市背景噪声影响较小，噪声低，橡胶磨损污染环境影响小，噪声低，橡胶磨损污染环境建设费用较低较低最高运营成本较低较低较低建设周期（年）2~31~21~2车辆国产化可完全国产可完全国产目前需进口批项目，本文将通过分析其工程造价，得出高标准（独立路权、全封闭）新型有轨电车的工程费用指标。南海线路全长14.265km，其中高架线7.619km，地面线2.641km（其中利用既有道路桥梁1.06km）,地下线3.725km，过渡段0.280km。全线共设15个站，其中地下站4座，地面站3座，高架站8座，最大站间距1373.0m，最小站间距690.0m，平均站间距991.3m。其中前期车辆采用5模块100%低地板车，预留两车连挂条件，实行车站售检票。南海工程造价总额约为25.6亿元，工程费用指标约为1.8亿元/正线公里。如果采用低标准（非独立路权、非全封闭，地面线为主），经分析，工程费用指标约为0.8亿元/正线公里，因此可以看出新型有轨电车的工程费用指标在0.8～1.8亿元/正线公里之间。而地铁目前的工程费用指标约为3.5～4.5亿元/正线公里，轻轨工程费用指标约为1.5～2.5亿元/正线公里，BRT公共交通系统的工程费用指标约为0.35～0.45亿元/正线公里。通过对比发现，新型有轨电车系统工程造价要远远低于地铁，亦低于轻轨，高于BRT公共交通系统，但是新型有轨电车的服务水平却可以达到地铁或轻轨的相当标准，且运量要大于BRT公交系统，相比BRT，新型有轨电车系统无污染，乘坐舒适，准点率有保证，在客流远期变化的情况下，而且还可以实现向轻轨、地铁等大运量公共交通系统的转变，