虽然国际上对于有轨电车系统尚无统一的称谓及定义,但各国对其特点的认识是一致的,即有轨电车是线路直接敷设在城市道路上,与其他交通方式混行的一种有轨交通方式,运营模式采用人工控制,在交通特征上属于道路交通。《城市轨道交通工程基本术语标准》(GB/T 50833—2012)中将有轨电车定义为:与道路上其他交通方式共享路权的低运量城市轨道交通方式,线路通常设在地面。
有轨电车的发展经历了由兴到衰再到兴的过程。
有轨电车最早出现在19世纪下半叶。1879年,德国工程师维尔纳·冯·西门子在柏林博览会上首先尝试使用电力带动轨道车辆。此后,俄国的圣彼得堡、加拿大的多伦多都进行过有轨电车的商业尝试。匈牙利的布达佩斯在1887年建立了首个电动电车系统。1888年,美国弗吉尼亚州的里士满也开通了有轨电车。
20世纪初,路面电车曾在欧洲、美洲、大洋洲和亚洲的一些城市风行一时。1904年7月30日,中国香港的第一条有轨电车驶出车站,并开始向市民提供一项新的交通服务。天津于1906年、上海于1908年分别修建了其第一条有轨电车。20世纪中叶,小汽车的发展不仅对有轨电车的客流量造成了强烈冲击,还使道路交通日益拥挤,这也导致了有轨电车的运营速度和运营安全性的降低。传统有轨电车车辆加减速能力低,很难适应在拥挤的混合交通中运行。因此,有轨电车逐渐被快速灵活的私人小汽车、公共汽车等路面交通工具取代,不少路面电车系统于20世纪中叶被陆续拆除。之后,路面电车网络在北美、法国、英国、西班牙等地几乎完全消失。但在瑞士、德国、奥地利、意大利、比利时、荷兰、日本及东欧等国家及地区,部分路面电车网络仍然保养良好沿用至今,部分则被不断现代化。
20世纪70年代,世界石油危机以及城市不断对外扩张所带来的一系列城市交通、环境等问题,使欧洲许多城市开始反思由小汽车的快速发展引发的一些弊端和问题,并尝试提出大力发展公共交通的政策,其中重新应用有轨电车也被提上议事日程。如何将旧式有轨电车进行现代化改造,成为摆在各国面前的一道难题。而世界各国对有轨电车进行现代化改造的做法基本可以分为两种:
(1)对路权和车辆同时进行现代化改造。一方面,根据有轨电车的使用环境,对其线路进行改造:在城市中心区和繁华地段,线路进入地下,在市郊采用高架或地面方式,整个系统处于基本封闭和隔离状态,以寻求一种经济性更佳、容量更大、速度更快的系统。另一方面,对车辆本身进行改造:采用现代化技术来降低振动、噪声,减轻车辆自重,改善牵引性能和提高运行品质等。经过现代化技术改造后的有轨电车系统具有良好的封闭性、灵活性和适应性,系统客运能力、速度也得到了大幅提高,适用范围得以拓展。需要指出的是,经过现代化技术改造后的有轨电车系统由于基本采用封闭、隔离的线路,因此其速度和运能得到较大提高,功能和性质也相应地发生了重要变化。我国在《城市公共交通分类标准》(CJJ/T 114—2007)中,将这一分支称为轻轨。
(2)基本保持原有路权形态,主要对车辆进行现代化改造。这种改造方式是使有轨电车车辆继续运行在城市道路(地面)上,与其他社会车辆混行,基本没有专用路权。针对有轨电车车辆引入模块化理念,通过降低地板高度和减轻车辆自重、采用减振降噪等新技术发展新型车辆,是一种更为经济的有轨电车现代化改造方式。我国在《城市公共交通分类标准》(CJJ/T 114—2007)中,将这一分支称为有轨电车。
现代有轨电车对比旧式有轨电车的优势,主要体现在以下四个方面:
(1)客运能力大
传统有轨电车车厢长度一般不足20m,按定额标准4人/m2计算,列车载客量一般不到100人。而现代有轨电车的主流产品,车厢长度为20~40m,列车载客量达150~300人,单向设计客运能力为0.5万~0.8万人次/h;如果将两列列车串联起来,单向设计客运能力可达1万~1.2万人次/h。
(2)速度快(www.xing528.com)
传统有轨电车最高设计速度约30km/h,实际运行速度约10km/h。现代有轨电车的设计速度可达70~80km/h,在城市中心地区的运行速度约20km/h,在郊区的运行速度可达30km/h。如果在城际铁路上运行,运行速度则可达70km/h。
(3)弹性灵活
①车辆定制服务与模块化设计。现代有轨电车主流生产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,可以满足客户的不同需求。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,而且能够较快地增加列车车厢数量以延长列车长度,相应地,客运能力也就具有较大的弹性空间。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0.3万~1.2万人次/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(目前仅限钢轮钢轨),供电电压在500~900V区间内波动。
(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。由于采用了大量隔音材料、消音器等设施,现代有轨电车行驶时噪声比道路上的机动车交通还要低5~10dB。
经过对车辆和整体系统的改进升级,二十世纪八九十年代,这些客运能力大、速度快、节能环保、舒适新颖的现代有轨电车纷纷出现在欧洲一些城市的街头。在法国、德国、荷兰、瑞典等国,现代有轨电车以现代化、时尚、环保的新形象进入公众视野,成为优化城市公共交通战略的重要手段之一。
目前,国外有轨电车的复兴主要集中在欧洲和大洋洲。欧洲有30多个国家、150多座城市已建或拟建现代有轨电车,其中比较有代表性的是法国和瑞士。法国的巴黎、斯特拉斯堡和鲁昂等市相继开通了有轨电车并不断延长线路。近几年来,各城市有轨电车建设速度呈加快趋势。大巴黎地区目前就有7条有轨电车线路,全长约105km。苏黎世现已建成城区范围全覆盖的十余条有轨电车线网,线路总长超过200km,形成了基于现代有轨电车系统的城市公交网络。欧洲已经形成了一个在城市交通部门主导下,由“运营机构+车辆供电厂商+轨道、信号集成厂商”等组成的、完善的有轨电车产业链,形成了专业的有轨电车产业和丰富的产品系列。大洋洲的有轨电车主要集中在澳大利亚的墨尔本和新西兰,且墨尔本是目前世界上保留有最完美的有轨电车系统的城市。在墨尔本的城市街道上,有500多列有轨电车,有轨电车线网全长245km,共28条线路,设1 813个站点。有轨电车在墨尔本市区发挥着非常重要的交通功能,它所起的作用相当于大城市的地铁系统,因而墨尔本成了举世闻名的“电车之都”。
近几年来,我国城市交通压力逐渐增大,环境污染也日益严重,因而亟须大中运量的公共交通来缓解这一系列问题。相对于地铁来说,有轨电车项目审批相对容易、建设周期短、投资金额仅为地铁的1/5~1/4、后期维护成本较低。相对于快速公交系统(BRT)来说,有轨电车更加节能环保和舒适。所以,全国范围内掀起了有轨电车规划和建设的热潮。2019年,我国沈阳、大连、长春、天津、上海、苏州、南京、青岛、广州、淮安、珠海、武汉、深圳、北京、成都、佛山、天水等17座城市的有轨电车已投入运营,共计32条线路,总运营里程444.742km,总轨道里程394.226km。根据不完全统计,除已投入运营的17座城市外,我国还有48座城市正在规划建设有轨电车。图1-1是国内外典型的有轨电车。
图1-1 国内外典型的有轨电车
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