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现代有轨电车制式系统是介于轻轨交通与公共汽车之间的一种交通方式,被称为“地面电车”,是采用电力驱动且在轨道上行驶的轻型轨道交通系统。国内现代有轨电车发展起步较晚但其发展迅速,近些年也出现部分线路拆除、停建缓建等行业经验教训,逐步趋向理性,本文结合国内现代有轨电车发展起伏变化,分析与梳理挑战问题、总结发展现状、浅谈理解思考。
德国是世界上最早有轨电车发展与应用的国家,是欧洲现代有轨电车复兴的主要引导者。1879年德国西门子工程师在柏林博览会上首次展示有轨电车,采用电气牵引车辆。1881年里希特菲尔德(Lichterfelde)建设的有轨电车开通运营,标志着有轨电车作为载客交通工具使用。截止目前,全世界上有轨电车线km的城市有墨尔本和圣彼得堡,运营里程分别为250km和246km。
在欧洲各国大中城市,有轨电车的运营里程数超过9000km,对有轨电车系统定位主要呈现三个方面:一是作为大中城市公共交通的骨干网络。二是与大城市地铁、公共汽车交通方式相互补充。地铁、轻轨等构成城市公共交通的主体骨架,其作为最后一公里出行补充。三是中小城市的快速交通联络线。
历史悠久、追根溯源。1899年清朝时期的北京已修建了有轨电车,由德国西门子支援修建,1906年、1908年天津和上海城市相继开通有轨电车。同样,日本、俄国相继在大连、哈尔滨、长春和沈阳也修建并开通有轨电车线路,这些均属于较古老式“铛铛车”。伴随经济快速发展和城市化、机动化的进程,20世纪80年代,在传统有轨电车基础上,国际上大城市相继出现了融合现代化技术的现代有轨电车系统,在车辆性能、舒适度与外观等方面发生根本性改进,100%低地板、运量大、能耗低、舒适方便和环保美观成为现代有轨电车代名词。
截止2023年12月31日,国内有23个城市开通运营有轨电车线km,包括北京、上海、广州、深圳等一线城市,武汉、长春等省会城市,以及文山州、黄石、天水等普通级城市。虽然国内现代有轨电车发展起步较晚、出现了部分线路拆除与停缓建现象,但整体发展迅速与逐步稳定。
发展起步阶段,局部筹备建设。2007年5月天津滨海新区开通的胶轮有轨电车1号线,是国内现代有轨电车的第一个工程项目,采用法国劳尔公司进口生产的TranslohrSTE 3型单轨导向、胶轮驱动和DC750V供电的有轨电车车型,标志着国内现代有轨电车正式启动。2012年,沈阳浑南有轨电车线号线均开始动工,标志国内现代有轨电车进入建设高峰期。
快速发展阶段,年增长速度迅猛。2013年8月6日,沈阳浑南现代有轨电车作为国内首个4条线路同步建成并网络化开通运营,线条线路,是国内线网运营里程最长、网络化运营的典范,运营里程达到77.4km。“十三五”期间发展迅猛,运营里程由2015年的175 km增长到2020年的485.7 km,如图1所示,年均增长62.14 km。
曲折变化阶段,合理良性发展。2021年5月31日在北京师范大学珠海分校举行珠海市现代有轨电车1号线首期工程项目重大行政决策听证会,听证会代表由市民、相关利益企业、人大代表、政协委员和专家等16人组成,最终投票结果为绝大部分代表支持拆除有轨电车1号线号线官方宣布停运,并且火速拆除线年的天津滨海新区有轨电车1号线正式对外宣布停运并启动拆除。近两年来,国内启动建设或开通运营线条线路,逐步趋向稳定与良性发展。
国内现代有轨电车经历“十五”年发展与实践,在网络化运营和产业发展方面取得了长足进步,同时面临诸多发展瓶颈与挑战问题,特别在客流强度、建设成本、运营成本和平均旅行速度等方面。
客流强度难以达标。根据国家1302号文件要求,低运能系统初期客流强度不得低于0.1万人次/公里·日。排除近三年新冠疫情影响,2019年国内有轨电车平均客流强度为892人次/公里·日,只有约20%的线万人次/ 公里·日的要求,其他大部分条线万人次/ 公里·日范围内。
建设成本整体偏高。按照国家相关政策要求,原则上低运能轨道交通项目直接工程投资(工程费用和车辆购置费)不得超过1亿元/公里。据统计,目前已建成线亿元/公里左右,虽总体可控,还有较大降低空间。如车辆国产化有待提高,车辆购置成本偏高、车辆基地(不含基地综合开发)用地面积仍可进一步压缩。
运营成本居高不下。随着现代有轨电车线路规模扩大,运营成本尤其是设施设备维护成本快速上升,开发收入(媒体广告等)及票款收入难以覆盖运营成本支出的问题逐渐显露。据统计,2022年国内有轨电车运营成本(不含大修更新)约300-400万元/公里,所有收入成本约80-90万元/公里,收支缺口较大。随着线路投入运营时间的增加,车辆进入大架修期后运营成本还会更进一步增长。
平均旅行速度有待提高。线路专用路权比例低、信号优先落实不到位和城市智能管理水平等多方面重要因素影响,整体平均旅行速度不高,2023年国内平均有轨电车旅行速度约22km/h,系统制式运营效率低,交通运输优势不明显。去年上海张江有轨电车的平均旅行速度仅19km/h,类比2022年地铁系统的平均旅行速度为36.47km/h,现代有轨电车平均旅行速度较低。
道路实施难度大,市场竞争挑战激烈。与大运量系统的地铁建设不同,现代有轨电车是在存量资产上的开发建设,是对道路资源的重新配置,牵涉利益方较大、实施难度大,对城市交通管理水平也提出更高要求。类比新型公共客运系统(BRT)、常规专用道公交等,现代有轨电车的灵活性与经济性也略显不足。
现代有轨电车制式系统是我国构建多层次城市公共交通网络体系的重要组成部分,即作为特大城市、大城市大运量轨道交通的补充和中小城市的骨干公交网络,也可作为旅游地区的旅游特色公交系统或者大型园区的专用线。经过多年发展,在线路建设与客流效益和产业发展方面均取得长效进步,同时也有惨痛教训和建设运营失败案例。
国内有轨电车中,北京西郊有轨电车属于客流效益的成功典范,连接香山公园、国家植物园和颐和园等旅游景点,属于旅游兼顾通勤线km,该线路是全国首条重联运营的有轨电车——两列车组连接在一起运营,以增大客运输能力匹配大客流需求。相关数据统计,2023年10月28日北京西郊线万人次,刷新单日最高客流纪录,10月13日至11月12日香山红叶季期间,累计运送乘客143.29万人次。客流效益较好取决于以下两个方面。
一方面是线路功能定位明晰,客流廊道选择合理。北京西郊现代有轨电车外接于北京地铁10号线号线巴沟地铁站,属于大运量地铁线路的延伸、加密线路,是乘客最后一公里的出行补充,两种交通方式相互协调、补充式发展。同时,该线路有称为旅游专线,串联敷设北京香山公园、国家植物园、玉泉郊野公园和颐和园等多处旅游景点,除了常规通勤客流外,还有大量旅游客流保障客流效益。
另一方面是专用路权比例合适,平均旅行速度较高。在部分道路口设定专用路权、落地信号优先行驶功能,可以有效提高线路服务水平和公交运输竞争力,提高系统运输效率。经调研,北京西郊线km/h,从香山开往巴沟,全程仅需24分钟。在旅游旺季采用两列车重联运行,且列车运行速度并没有降低,列车运输能力提升2倍。
2010年1月,上海张江有轨电车正式开通运营。公开报道显示,早期日均客流量为7500-8000人次,运输效益整体较为可观。因没有独立专用路权及公共交通体系丰富完善等因素,截止2023年该线人次左右,每天除早晚高峰外,电车车厢内因没有乘客而空车过站。2023年3月开始大幅缩减运行班次,由全天17小时运营调整为仅在早晚高峰开行4个班次。
近些年,随着多条轨道交通线路开通运营,地面公交线路多次优化调整,有轨电车客流逐年下降,最终被地面公交替代,主要原因可概况为以下两点。
一是没有独立专用路权。这是张江有轨电车被拆除的主要原因,与道路交通车辆共享道路空间,无法达到理想速度,导致有轨轨电车系统效率太低。速度提升是轨道交通也是有轨电车发展的永恒主题,从乘客角度考虑,快速到达目的地才是乘客对交通工具的根本需求。有轨电车作为公共交通工具,速度就是其灵魂,没有独立路权就没有速度,没有速度就没有效率。
二是运营维护成本高昂。该线路是技术引进法国劳尔公司生产的Translohr STE 3型有轨电车车型。2008年金融危机后该公司财务陷入困境,Translohr系统被收购并逐渐没落,其应用案例在全球范围内都屈指可数,加上近3年疫情严重影响,使得该车型零部件无法采购或采购周期变长,成本大幅增加。技术引进带来的瓶颈问题,给巨大运营维护成本又增添一层压力。
客流效益不足、运营维护成本高昂成为国内部分城市有轨电车的沉重负担,这种现象在广州珠海现代有轨电车也存在类似现象,总结珠海有轨电车建设运营失败的原因包括以下三方面:
一是首期工程的线路选线方案与客流量低有较大的关系。原规划在珠海市片区(组团)高客流走廊是非常良好的,具备有轨电车建设条件,属于典型区域化骨干型交通线路。但是在首期工程线路选择时,过多考虑道路改造和减少征地拆迁费用等因素,忽略沿线城市开发强度低、居住用地少、商业设施缺乏和线路为单边辐射(北侧大面积是山体)等多因素特征。另一方面首期线路又敷设于机动车主干道路中央,乘客过街不便捷、线路站点不能有效覆盖居民出行起终点,难以形成聚集吸引力的运输走廊。另外,二期工程为实施,沿线路口优先系统被关闭,发车间隔增大、旅行速度降低,造成客流与服务水平的恶性循环。
二是供电系统可靠性差、故障高发,严重影响正常通车运营。珠海有轨电车采用意大利安萨尔多研发的地面柔性供电系统(磁吸式第三轨地面供电技术),约为1000万元/条公里,珠海首期正线万元,工程造价高昂。且缺少工程化及长期应用实践,珠海建设方对供电系统的适用性、安全性、可靠性、可维护性等方面缺少整体性认知,线路开通后系统故障率高、运营服务不稳定。参考行业运输要求,供电系统故障导致中断运营10分钟事件作为故障率统计指标,2017年至2020年供电系统故障率分别为0.05/0.08/0.07/0.13次/千列公里,明显达不到行业标准要求(故障率应不高于0.05次/千列公里)。
三是创新示范段定位不明晰,创新退转机制不完善。珠海有轨电车首期工程是按照地面供电技术创新的典型示范线定位的,国内首条探索地面柔性供电技术工程化应用线路,但是在线路规划设计和建设实施中未配备备用(超级电容或其他储能)或预留接触网供电条件。当时地面柔性供电技术在意大利也作为试验线年,其属于轨道交通运输行业关键设备,期盼通过技术创新示范解决行业堵点问题,应当或必须建立区别成熟商用项目的试验线条件和特别流程,明确试验目的、备用方案和评价退转机制等,以降低新技术、新产品可能影响整体线路运营安全与效率,避免因技术创新问题导致影响整个线路正常商业化运作。
国内现在有轨电车经历“十五”年发展与实践,整体发展迅速并逐步趋向完善,需要总结经验教训、开展已运营项目效益后评估、正视发展瓶颈挑战问题。怎样建设与实现现代有轨电车良性的发展,笔者觉得需要注重以下四个方面。
一是线网规划布局合理、功能定位匹配城市发展。超前明确城市内现代有轨电车线网规划,与城市规划、综合交通规划进行充分融合。脱离顶层规划的有轨电车线路的是很难适应与匹配城市发展的,否则,即使勉强完成线路建设,运营后期的客流吸引力也将不足。同样,有轨电车线路也不能带动其周边城市区域发展。将有轨电车与城市协同发展是双向动态互馈,两者彼此相互促进,缺一不可。
二是加强有轨电车适应性认知,合理选择客流廊道与选择合适的建设时序。现代有轨电车是低运能城市轨道交通的一种制式,有明确地适应性,无法实现大运量轨道交通(如地铁系统)运输能力,两者是不同层次的客流运输系统,有不同的适应范围。大客流断面廊道选择地铁或轻轨系统,小客流断面、低运能区域可选择有轨电车系统。有轨电车线路筹建必须经过精准的客流预测、建设必要性、经济性和建设时序等多方面、全要素、系统性的充分论证。
三是积极投身绿智融合、多元融合的轨道交通行业发展大势。多元融合是庞大的系统工程,充满很多挑战,现代有轨电车也在为城轨多元融合发展做出贡献。从线路融合的角度,其一方面在地铁等大运能系统和常规公交之间起融合衔接作用,放大城市轨道交通对客流的吸引作用,助力乘客便捷出行;另一方面,有轨电车制式更容易实现跨线运营,灵活组织运行区间,协调不同时段的客流需求。
四是提高系统平均旅行速度、稳定其对客流影响。现代有轨电车旅行速度有待提高,在综合经济投资与线路条件基础上,保障有轨电车制式系统功能,在专用路权比例、信号优先落地实施等方面选择适应性调整。其涉及城市智能管理水平,需要协同政府部门、建设单位共同解决困难与阻力。凯发在线类比西安、成都等城市智能管理较好的特大城市,自行车和电动车均有相应围栏的“专有跑道路权”,对有轨电车进行划定专用路权的需求是可以或很容易实现的。
现代有轨电车系统是一种环境友好型的轨道交通系统。现代有轨电车制式系统的规划建设应根据自身特点,从成功的运营经验总结可知,其与大运能系统不同,有轨电车作为低运能系统是在“存量”道路资源上在开发,要求对道路资源进行再分配,对城市的管理水平和智能化管水平的要求较高,有一定难度,需要因地制宜。坚守“要安全、有效益和为乘客提供便捷服务”的发展理念,在多制式协调、融合发展和高质量发展的大环境下,有轨电车系统制式将会越来越好。
[1] 李鸿春. 低运能轨道交通系统发展与建议[R].山东青岛, 202304:1-6
[2] 周天星,魏德辉,杨翌朝. 美国波特兰市有轨电车发展经验及启示[J].综合运输, 2014(10):71-75.
[3]专访现代有轨电车分会副会长李鸿春立足安全、效益、便捷,城市轨道交通低运能系统未来可期,
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