经典重温 ǀ 薛美根：现代有轨电车主要特征与国内外发展研究

现代有轨电车于20世纪90年代后期率先在法国发展起来。随着在法国、德国、西班牙等多个西欧国家成功建设运营，现代有轨电车以崭新的形象、舒适的服务迅速吸引了国内城市的关注和研究。我国一些城市如上海、天津、大连、常州等，也在积极规划建设现代有轨电车系统，但总体来看，现代有轨电车在我国尚处于起步阶段。因此，有必要对现代有轨电车的主要特征、制式、技术性能进行归纳和研究，总结现代有轨电车在国内外的发展应用情况。

现代有轨电车是一种中等运能、设计新颖、环境友好、资源节约的交通运输工具(见图1)，是在传统有轨电车的基础上全面改造升级的一种先进的公共交通方式，其主要特征包括4个方面。

图1 现代有轨电车是一道亮丽的城市风景线

1) 客运能力大

传统有轨电车车厢长度一般不足20 m，按定额标准4人/m²计算，列车载客量一般不到100人。现代有轨电车的主流产品，车厢长度一般为20~40 m，列车载客量达150~300人，单向设计客运能力为0.5~0.8万人次/h；如果将两列列车串连起来，单向客运能力可达1~1.2万人次/h(见表1^[1])。

表1 阿尔斯通(Alstom)公司Citadis 系列部分现代有轨电车客运能力

2) 速度高

传统有轨电车最高设计速度一般为30 km/h左右，实际运行速度为10 km/h左右。而现代有轨电车的设计速度可达70~80 km/h，在城市中心地区的运行速度一般为20 km/h左右，在郊区的运行速度可达30 km/h^[1]。如果在城际铁路上运行，运行速度则可达到70 km/h。

3) 弹性灵活

① 车辆定制服务与模块化设计

现代有轨电车主流厂家都具有较强的设计能力，能够提供订单化服务，车头、车尾、车体尺寸及车体结构的定制灵活性较大，可以满足不同客户的需求。例如法国阿尔斯通公司的Citadis系列可以订制长度为22~44 m(3~7个车厢模块)、宽度为2.3~2.65 m的任意大小的车辆^[1~2]；法国劳尔公司(Lohr)的Translohr系列也能提供多种长度的车辆选择^[3~4]。

此外，由于现代有轨电车主流产品都采取了模块化设计，不仅车辆维修养护容易，而且能够较快增加列车车厢、延长列车长度，客运能力具有较大弹性空间，考虑到运能的运用效率及国外实际运营客流情况，现代有轨电车单向可满足0.3~1.2万人次/h的客流需求。

② 多种供电制式

现代有轨电车除了采用传统架空线供电外，在部分景观、空间限制区段，可以采用蓄电池供电(仅限局部困难路段)或地面第三轨供电^[4~5](目前仅限钢轮钢轨)，供电电压在500~900 V^[2~3,5]波动(见图2)。

图2 采用第三轨供电的现代有轨电车

4) 舒适新颖

现代有轨电车多数采用流线型车身、大窗、对开门、低地板等新颖设计，旅客水平上下车非常便捷，在车厢内乘坐也较为舒适。

由于采用了大量的隔音材料、消音器等设施，现代有轨电车行驶时噪音比道路上的机动车交通要低5~10 dB。根据国际电工委员会(International Electrotechnical Commission，IEC)标准测试，以40 km/h行驶时，有轨电车车厢内噪音为70 dB、车厢外7.5 m处噪音为75~78 dB^[1~2,5]。

根据运行系统的不同，现代有轨电车主要分为钢轮钢轨和胶轮+导轨两种制式，例如阿尔斯通公司的Citadis系列属于前者，而劳尔公司的Translohr系列为后者。

钢轮钢轨式现代有轨电车在地面的两条U型^[6]钢轨既承担钢轮的重量，又对钢轮起导向限制作用。一般情况下钢轨顶面与城市道路路面平齐(见图3)。胶轮+导轨式现代有轨电车轨道由类似道路的行车道和一条引导车辆运行的特殊导轨组成^[3]，车辆走行系统与汽车一样为橡胶轮胎，导向轮在导轨的限制下引导车辆运行(见图4)。

图3 钢轮钢轨式现代有轨电车路面结构

图4 胶轮+导轨式现代有轨电车路面结构

针对表2^[1,3,5~6]中两种制式有轨电车的主要指标进行对比，可以看出：①钢轮钢轨式有轨电车车内空间、载客量比胶轮+导轨式有轨电车大；②钢轮钢轨式有轨电车受转向架、钢轮－钢轨摩擦性能限制，在爬坡、转弯、加速、减速方面的性能不如胶轮+导轨式有轨电车；③两种制式的有轨电车车内、外噪声比较接近，差距在检测误差内(±2 dB)。另外，目前钢轮钢轨式有轨电车技术比较成熟，单列列车成本比胶轮+导轨式有轨电车低。

表2 两种制式有轨电车主要指标对比

根据《城市公共交通分类标准》(CJJ/T 114—2007)^[7]，现代有轨电车(GJ₂₄)、轻轨(GJ₂₂)、地铁(GJ₂₁)均属于城市轨道交通系统大类(GJ₂)，单向客运能力分别为0.6~1.0万人次/h、1.0~3.0万人次/h、2.5~7万人次/h，分别构成了城市低、中、高运量轨道交通系统。

轻轨运行速度为25~35 km/h，最大坡度不超过6%，其中C型车辆(GJ₂₂₁)最小转弯半径为50 m；地铁运行速度高于35 km/h，其中LB型车辆(GJ₂₁₃)最大坡度不超过6%，最小转弯半径为100 m。

目前，世界上钢轮钢轨式现代有轨电车制造厂家主要有阿尔斯通、德国西门子(Siemens)、加拿大庞巴迪(Bombardier)等公司；胶轮+导轨式现代有轨电车主要生产厂家是劳尔公司，庞巴迪公司也曾设计、生产胶轮+导轨式现代有轨电车。

从两种制式的现代有轨电车在市场上的表现来看，钢轮钢轨式现代有轨电车因其推出更早、性能更稳定等原因，目前占据了主要市场，但两种制式的现代有轨电车均发展较快。

阿尔斯通公司的Citadis系列钢轮钢轨式有轨电车自1998年推向市场，目前已经在法国、西班牙、德国、意大利、澳大利亚等国家的28个城市投入运营(见表3^[8])，另外，有10多个城市即将开始运营。劳尔公司的Translohr系列胶轮+导轨有轨电车第1条线路于2006年在法国投入运营，目前(包括我国天津市在内)已有4~5^[3]个城市投入运营。

表3 国外已投入运营的钢轮钢轨式现代有轨电车线路情况

从国内发展来看，尽管近年来大连市保留并在继续发展钢轮钢轨式有轨电车，但无论从车辆性能还是从品牌效应来看，离现代有轨电车差距还较大。

2007年，天津市滨海新区已经建成了基于劳尔公司Translohr系列技术的胶轮+导轨式现代有轨电车(见图5)，上海市浦东张江开发区也已开工建设基于同一技术的胶轮+导轨式现代有轨电车。从这2个项目来看，目前我国现代有轨电车造价约为8 000~9 000万元/km(不含征地拆迁等前期费用且初期列车发车间隔为6~8 min)，其中车辆购置费约占30%~35%，每列车购买单价为2 500~3 000万元^[5]。

图5 天津市滨海新区现代有轨电车

现代有轨电车作为一种交通方式，特别适用于环境敏感、具有中低客运强度的城市发展轴。对于上海、北京等特大城市，现代有轨电车可以与城市大容量轨道交通(地铁、轻轨)、快速公共交通(BRT)等共同构成城市快速公共交通系统，既丰富、增强城市综合交通客运体系，又提高公共交通对国内外旅客的吸引力^[9]。