中小型山地城市軌道交通制式比選研究

　　摘 要：作為城市軌道交通建設中需要解決的首要問題，制式比選是項目建設初期的重點。文章以四川省攀枝花市為例，從審批政策風險、技術可靠性、環境適應性、建設及運營成本、預留未來發展空間等角度，對中小型山地城市軌道交通制式進行比選研究。從運量、自然條件角度考慮，有軌電車、懸掛式單軌、跨座式單軌 3 種制式均可供選擇，但受審批政策的影響，現階段有軌電車仍是確保建設順利推進的唯一選擇。隨著審批政策的進一步明確，小型化的跨座式單軌及懸掛式單軌將充分發揮其在適應特殊自然環境方面的優勢，為中小型山地城市建設城市軌道交通提供全新的制式解決方案。

　　關鍵詞：城市軌道交通;山地城市;制式比選;有軌電車;懸掛式單軌;跨座式單軌

　　《城市軌道交通研究》(月刊)創刊于1998年，由同濟大學主辦，上海市交通運輸和港口管理局、上海鐵路局、上海申通地鐵集團、廣州市地下鐵道總公司、深圳市地鐵集團、長春軌道客車股份有限公司。

　　1 研究背景

　　隨著經濟社會的不斷發展，全國小汽車保有量不斷增加，擁堵已經不是大城市的特有現象，而是逐漸向中小城市蔓延，中小城市對于城市軌道交通的需求逐漸顯現。

　　山地地形起伏，高差大，可供城市發展的空間極為有限。為實現土地資源利用效率的最大化，與平原、丘陵城市相比，山地城市均具有依山傍水而建、城市整體落差大、房屋樓層較高、道路坡陡彎急且路面寬度有限等特點。

　　作為城市軌道交通建設中需要解決的首要問題，制式比選是項目建設初期的重點，決定著該線路以至整個城市線網的技術路線。國內外學者對此開展了大量研究工作，如魏慶朝、韓寶明等對城市軌道交通制式選擇進行了研究[1-7]，喻文球、閔國水、胡仁兵等探討了市域鐵路制式選擇[8-11]。然而，針對中小型山地城市軌道交通制式的比選研究卻相當匱乏，本文以四川省攀枝花市為例對此展開研究。

　　2 項目概況

　　攀枝花市位于中國西南川滇交接部，2018年末戶籍人口108.34萬人，2018年全市實現地區生產總值(GDP)1 173.52億元，公共財政預算收入61.5億元。地形呈兩江五河七谷群山分布，具有典型的高山峽谷特征，為典型的組團城市，且各組團較分散。2020年市域規劃143萬人，中心城區規劃91萬人，城市建設用地100.09 km2;2030年市域規劃155萬人，中心城區規劃109萬人，城市建設用地119.92 km2。

　　《攀枝花市軌道交通線網規劃》提出，攀枝花市遠期軌道交通線網由6條線路組成，線網全長為95.9 km，共設站98座，其中換乘站8座，平均站間距為

　　1.076 km，線路具體情況見表1。2030年，攀枝花市軌道交通線網客運量為66.38萬人次/天，線網負荷強度為

　　0.70萬人次/(km ·天)，城市軌道交通出行客流占公共交通出行客流的比例為46.9%，遠期高峰小時最大單向斷面客流量為8 333人次/ h，規劃線路最大坡度為 60‰。

　　3 總體思路

　　3.1 確定制式比選范圍

　　根據運量大小，不同城市軌道交通制式可被分為大運量、中運量和小運量3種類型，見表2。

　　攀枝花市遠期高峰小時最大單向斷面客流量為8 333人次/h，屬于小運量范疇，故從運量匹配角度考慮，可供攀枝花市軌道交通選擇的制式為懸掛式單軌與有軌電車2種。

　　而從適應地形的角度考慮，跨座式單軌雖運量較大，也可作為候選制式。其原因在于攀枝花屬于典型的山地城市，具有“彎急、坡陡、路窄”的典型特征。反應到制式選擇上，“彎急”要求城市軌道交通可通過較小的曲線半徑，以增加選線靈活度、減小拆遷量及工程量;“坡陡”要求城市軌道交通在縱向上具有較強的大坡度通過能力，在橫向上具有良好的抗側翻與抗傾覆能力;“路窄”要求在城市軌道交通建設及運營過程中能方便靈活地處理好與地面非軌道交通之間的關系。而跨座式單軌可以很好地滿足這些要求。

　　因此，本文將對有軌電車、懸掛式單軌和跨座式單軌3種制式進行比選研究。

　　3.2 制式比選考慮的主要因素

　　不同的城市軌道交通制式，由于其基本原理不同形成了各自不同的特點以及優缺點，但制式之間并不存在絕對的優劣之分。從技術角度而言，討論哪種制式更適合某個城市，其本質是對不同制式特點與城市特點之間的相容性(即城市軌道交通與城市的自然環境、既有條件之間的適應性)進行比較，此為城市軌道交通制式選擇的主要問題，也是控制性因素。而制式本身的優缺點為次要問題、非控制性因素，能控制在相關標準范圍內、或者通過相關技術手段予以解決的可不納入考慮范圍。

　　綜合考慮以上因素，攀枝花市軌道交通制式比選考慮的主要因素如下。

　　(1)審批政策風險。包括國家相關政策規定和國內相關項目實施情況2個具體因素。

　　(2)技術可靠性。包括國外應用情況、國內應用情況、系統國產化情況和相關規范情況4個具體因素。

　　(3)環境適應性。包括噪聲、與道路及周圍建筑物協調性、視野通透性與采光效果，以及施工對既有地面交通的影響4個具體因素。

　　(4)建設及運營成本。包括投資匡算和運營成本2個具體因素。

　　(5)預留未來發展空間。主要指改造方案的選擇。

　　4 制式比選

　　下面將從審批政策風險、技術可靠性、環境適應性、建設及運營成本和預留未來發展空間5大方面對上述3種制式進行比選研究。

　　4.1 審批政策風險

　　4.1.1 國家相關政策規定

　　在國家政策層面，目前僅對建設地鐵和輕軌的基本要求，以及地鐵、輕軌和有軌電車的審批權限進行了規定。對于有軌電車，可建設地鐵和輕軌的城市須將其納入建設規劃，報國家審批，其余不符合建設地鐵與輕軌條件的城市則由省級政府部門審批。而對于懸掛式單軌、跨座式單軌尚無明確規定。