现代有轨电车供电系统的发展历程

有轨电车，顾名思义是由电力驱动的，在轨道上行驶的轻型小编组轨道交通车辆，一般最多不超过4节（见图1-1）。1879年德国工程师西门子首次在柏林工业博览会上尝试使用电力带动轨道车辆。此后，1880年到1890年间，德国柏林、意大利罗马和美国里士满都相继进行了有轨电车的商业化探索，并建立了有轨电车系统。距今为止，有轨电车的发展主要经历了3个阶段。

第一阶段：快速发展阶段（1890—1930）

图1-1 传统有轨电车

代表工业文明的有轨电车一出现，就很快打败了马车、人力车等交通方式，成为当时城市的主要交通出行方式。20世纪初包括欧洲、北美、日本和印度在内，几乎世界上每一个大城市里都拥有有轨电车系统，到1920年，英国拥有5000km线路、1.4万辆有轨电车，美国拥有2.5万km线路，而我国的天津、上海、北京和大连等诸多城市也相继引入了有轨电车。

第二阶段：衰退阶段（1930—1960）

随着汽车产业高速发展及技术变革的冲击，全世界范围内的有轨电车线路大量被拆除，在北美、法国、英国、西班牙及我国等地几乎完全消失。有轨电车作为“落后”的交通工具退出了历史舞台。有轨电车惨遭淘汰主要因如下：

1）汽车的冲击。一方面随着汽车工业的发展，私人汽车、公共汽车等路面交通工具数量急剧增长，有轨电车作为城市公共交通方式的重要性下降。另一方面随着大量汽车涌上街头，城市道路面积严重不足，有轨电车由于占用道路面积较广，反而成为城市交通发展的障碍。

2）技术落后。旧式有轨电车行驶在道路中间，与其他车辆混合运行，又受路口红绿灯的控制，运行速度很慢，正点率低，而且噪声大，加减速性能较差。

第三阶段：全球复兴阶段（20世纪70年代至今）

20世纪70年代，随着汽车行业的迅速发展，带来了越来越严重的交通拥堵、环境污染和能源危机等问题，迫使欧美许多发达国家重新选择有轨电车作为发展城市公共交通的重点。根据欧洲交通行业协会的统计，2005年有125个城市开通运营现代有轨电车，到2010年已有137个城市开通有轨电车，车辆需要以每年5%的速度增长。

全球汽车保有量高速增长。20世纪初以来，尤其是第二次世界大战后，汽车取代了传统有轨电车成为城市的主导交通方式，进入了快速成长的爆发期。根据美国汽车行业权威杂志Wardsauto发布的数据：1950年到1970年，全球汽车保有量每10年翻一番，1970年达到2.5亿辆。自1970年以来，全球汽车数量几乎每15年翻一番，到2011年8月，全球保有量突破10亿辆。(www.xing528.com)

公交优先的发展战略逐渐成为各国的共识。如前所述，20世纪进入60年代后，城市小汽车发展过量，公共交通萎缩，造成城市交通拥挤，道路交通事故增多和城市空气、噪声等污染日趋严重，使城市交通陷入了混乱的状态。因此，日益恶化的城市交通问题迫使发达国家不得不重视城市公共交通的发展。

现代有轨电车在传统有轨电车基础上发展而来的。1968年法兰克福和汉诺威两座城市为了解决城市交通问题，计划修建地铁系统，由于工程规模大、实施时间长和资金迟迟不能到位，因此有人提出把有轨电车线路及车型进行技术改造与部分新建地铁线路结合起来的建设方案，研制出新一代有轨电车系统。

经过全面技术改造后，现代有轨电车性能有了较大的提高。经过了全面的技术改造，不仅在车体外观设计上更加美观，车辆性能也较传统有轨电车有了进一步的改善。与传统有轨电车相比，现代有轨电车具有运量大、换乘方便、运行速度快和噪声低等优点。

现代有轨电车的发展趋势：低地板VS高地板。传统有轨电车以及初始的现代有轨电车属于高地板车辆，其地板面距轨面一般在800～1000mm，而地板高度为300～350mm的为低地板。高地板车辆由于需要建造高站台，不仅建设投资耗费较高，而且也影响了市容和交通，不便于乘客上下车。因此，当1984年首辆德国DUEWAG公司为日内瓦制造的低地板车面世后，很快低地板有轨电车就占据了主流趋势，按技术复杂程度低地板有轨电车主要有三个发展阶段：

1）第一代低地板轻轨车低地板占车长的10%～50%，中间车辆部分有一个低地板入口，低地板面积占整车面积的10%～15%。随后该车经过改进可占整车面积的50%。

2）第二代低地板轻轨车辆低地板部分占整车的60%～70%，但车内还需要台阶向高地板区过渡。

3）第三代低地板轻轨车辆为100%低地板。如果动力转向架电采用独立车轮，则动力转向架上方的中间通道也可以做成低地板，两侧车轮突起部分可设置座椅，从而实现100%低地板，地板面距轨面通常仅为350mm。

100%低地板最大的优势是其便利性。其无须设置站台、方便乘客上下车，特别是便于残疾人和儿童上下车。由于其是100%的低地板，乘客可以方便地在车内移动，因此可以有效地缩短车辆站停时间，缓解高峰时段的客流压力。

100%低地板成为现代有轨电车的主流。1990年2月，世界上第一辆100%低地板轻轨车辆在德国的不莱梅正式投入使用。由于其显著的便利性及综合性能，100%低地板车辆逐渐成为现代有轨电车的主流。2000年之后大部分有轨电车都是100%低地板形式。经过近20年的发展，目前世界上共有约30种型号的6000多列100%低地板轻轨车在近20个国家的60多个城市运行。

100%低地板技术复杂，造价较高。100%低地板有轨电车是现代有轨电车技术发展的巅峰水平，应用了独立车轮动力转向架、模块化结构、铰接式连接和弹性车轮等复杂技术，技术难度较高，因此价格一般较非100%低地板有轨电车更为昂贵。同时，有轨电车的发展也伴随着供电模式和供电设备的不断升级，目前全世界范围内形成了百家争鸣的多形式供电技术。