文：徐正良丨上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司
程 樱丨上海有轨电车工程技术研究中心
城市轨道交通低运能系统是服务于城区、外围组团、工业园区、旅游景区等高峰小时单向最大断面客流在0.5～1.2万人次左右的城市轨道交通系统，是构建资源节约型多层次城市轨道交通的重要组成部分。城市轨道交通按运输能力划分为城市轨道交通大运能系统、中运能系统和低运能系统。我国目前运营的城市轨道交通低运能系统（以下简称低运能系统）包括有轨电车系统、导轨式胶轮系统、电子导向胶轮系统、悬挂式单轨系统四种制式。截至2022年12月31日，中国内地共开通运营低运能系统708.2公里。其中，24个城市、39条有轨电车线路投入运营，工程建设长度528.1公里，运营里程达578.3公里。6个城市、7条电子导向胶轮系统线路投入运营，总里程106公里。2个城市、2条导轨式胶轮系统线路投入运营，总里程23.9公里。悬挂式单轨系统建设中，尚无开通运营线路。中国内地低运能系统运营里程详见图1。
图1 中国内地低运能轨道交通系统运营里程图
根据中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通2022年度统计和分析报告》，低运能系统约占全部城市轨道交通里程6%。其中，有轨电车占82%，电子导向胶轮系统占15%，导轨式胶轮系统占3%，有轨电车仍是低运能系统的主流制式之一。本文以有轨电车为例，重点阐述以地面型为主的低运能系统在规划设计中的关键点。目前，业内对有轨电车描述的侧重点不一，因此有轨电车的术语定义有较多出处。《城市轨道交通工程基本术语标准》（GB/T50833-2012） 和《 城市有轨电车工程设计标准》（CJJ/T295-2019）从运能等级和敷设方式定义了有轨电车：“有轨电车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。”《有轨电车试运营基本条件》（JT/T1091-2016）的定义增加了“由电力驱动”。可见，通过运能等级、技术特征等，有轨电车可总结为：采用电力牵引的低地板轨道车辆，沿地面敷设为主，能够与道路交通混行的轨道行驶的低运能轨道交通方式。该定义下，强调了两个核心技术特征：一是以地面敷设为主，能够与道路交通混行；二是采用电力牵引低地板车辆。由此决定了有轨电车的系统运能，是列为低运能系统之一的，这决定了有轨电车的功能属性。在此定义下，相应的关键技术特征可以包括以下六个方面：一是线路以地面敷设方式为主，可以局部立交，但不应以高架或隧道的封闭式线路为主；二是车辆运营采用人工驾驶；三是利用轨道承载或导向；四是可以采用专用路权、混合路权等不同的路权形式；五是车辆通常采用电力牵引的低地板车辆；六是运营组织可按地面公交方式组织网络化运营。基于有轨电车六大关键技术特征的基础上，在实际规划设计中应注重如下几大要点。国内有轨电车大部分线路采用了地面敷设为主，主要定位为骨干线路，多为路中敷设，采用人行横道或人行立交过街方式。苏州高新区有轨电车2号线在道路相对较窄的文昌路采用了高架形式；1号线延伸线在较大的交叉口采用了节点下穿的方式；武汉光谷在有轨电车T1线和T2线共线段，采用了高架方式。通过部分线路桥隧比和旅行速度对比（表1）可见，在局部通行困难的路段采用立交方式，可提高有轨电车的适用性，提升一定的旅行速度，但是过于追求桥隧比的提高，并不能换来旅行速度的大幅提升，反而会带来土建系统复杂、机电系统冗余、工程造价提高等一系列问题。旅行速度的提升关键在于提升运营能力。
| 苏州T1 | 苏州T2 | 北京西郊 | 北京亦庄 | 海珠 | 淮安 | 光谷T1 | 光谷T2 | 成都 | 黄石 |
桥隧比（%） | 11.8 | 38 | 26.97 | 0 | 0 | 0.39 | 21 | 12 | 5.78 | 13.87 |
旅行速度（km/h） | 32 | 33 | 24.5 | 16 | 20 | 24 | 20 | 21 | 23.5 | 22 |
有轨电车采用了低地板车辆，能更好地适应在路面运行，也是控制好有轨电车建设运营成本的关键，应坚持路面敷设为主。在局部跨越高速公路、快速路、交叉口等流量大的地方，或者地块开发、道路条件不足时，可以采用局部地道或高架等形式；在老城区部分路段，结合客流需求、工程建设条件等，也可以考虑采用局部地下段的方式，从而提高有轨电车系统制式的适应性；但总体应控制好高架或地下段的比例，不宜超过30%，从而控制好工程总体建设和运营成本。从交通属性上讲，有轨电车更接近于道路交通。有轨电车车辆与机动车加减速等动力性能差异较大，为保障交通安全，避免传统有轨电车因采用混合路权而产生的安全风险，近年新建的有轨电车一般采用专用路权。同时，专用路权对于提高有轨电车的运营速度及交通效率等方面也有十分重要的作用。据有关资料，欧洲有关国家有轨电车专用路权的线路占其有轨电车整体路网的比例平均超过70%（图2）。德国、捷克、奥地利、匈牙利等保留传统有轨电车的国家，通过对传统混合路权逐步升级为专用路权，有轨电车的专用路权比例有了很大提高，而法国、西班牙、塞尔维亚等国家的新建有轨电车基本都采用了专用路权。我国近十几年新建的线路也基本采用专用路权。说明专用路权的设置可有效保障有轨电车的通行效率已成为共识，但是在线路断面布设上仍有不同的做法。明确有轨电车采用专用路权后，部分城市仍在特殊路段尝试与机动车的混合运营。如松江有轨电车下穿沪杭铁路段，开通运营初期采用，由于社会车辆固有行驶习惯的关系，有轨电车与社会车辆同时拥堵，且存在较大安全隐患，临时增加了隔离措施（图3），随着运营管理水平的提升，现已恢复成设计初衷——下穿段混合路权，以提高道路的整体使用率，至今运营情况良好。路权仍旧是目前有轨电车项目推进的关键问题，为降低对道路交通影响，部分城市在推进过程中，仍强调对机动车道“占一还一”，造成了工程改造、管线迁改量大、拆迁多等问题，导致了交叉口规模过大，反而影响有轨电车优先通行。图3 松江有轨电车下穿段的临时隔离措施的设置与拆除结合国内外发展经验，部分城市逐步认识到道路资源向公交的倾斜是有轨电车发展的基础，且有限道路资源无法兼顾公交和机动车。如嘉兴有轨电车，坚持机动车交通适度政策，标准断面不超过双向4车道，较好地实现了道路资源在有轨电车、机动车、慢行之间的有效分配。在道路交叉口为有轨电车提供优先通行信号，是落实公共交通优先战略的体现，是提高有轨电车运营安全、运营速度、运营可靠性及运营效率的重要保障措施，是有轨电车智能化运营控制的重要特征。有轨电车交通信号优先技术经历了从单点信号优先到线路信号优先，再到目前的区域协调控制为主的发展过程。国内有轨电车信号优先多采用有条件的信号优先方式，综合了有轨电车的不同优先级和道路背景交通服务水平后的交通信号优先，适用于我国城市道路交通量大的交通环境。我国有轨电车最早采用信号优先设施的线路是苏州高新有轨电车1号线，有轨电车在道路交叉口的优先通过率超过80%以上。之后，淮安、武汉、成都等各地有轨电车均采用了信号优先策略。有轨电车的运营准点率得到了有效的保障，有轨电车运营准点率基本控制在99%以上。在实际应用中，各条有轨电车线路的交叉口信号优先保障程度不同。仅苏州、淮安等少数线路交叉口不停车通过率超过80%，旅行速度较常规公交高40%-50%，竞争力大幅度提升。但南京、青岛等部分城市线路信号优先保障级别较低，交叉口遇信号停车频率较高，导致与计划运行时刻表偏差较大，影响了服务水平和对客流的吸引力。北京亦庄线在实际运营中关闭了信号优先系统，导致全线旅行速度仅16公里/小时，远低于全国有轨电车线路旅行速度约22公里/小时的均值。从技术实现上，选用的控制策略有绝对优先、相对优先两类，实现的技术手段包括离线制定适应有轨电车的协调控制方案、根据有轨电车的到达情况实时主动提供优先等。信号优先技术的国产化率较高，苏州、淮安、武汉、青岛、松江等半数以上的线路采用了国产信号控制系统。有轨电车建设初期，除沈阳浑南外，大部分城市只建设了一条线路或一段线路，这是导致运营效益不高的主要原因。近年来，一些城市在有轨电车建设初期，就以网络化运营为目标。如上海松江有轨电车示范线，线路建设里程30.68公里，而目前组织了2条运营交路，运营线路总长39.2公里，复线系数为1.28。一些城市开始以网络化运营为规划设计目标，重视有轨电车的网络化建设。但是，在线路实际建设过程中，首期线路选择有时会优先考虑工程难易度、产业化落地等因素，而导致客流效益不佳，也影响了线网后期线路的进一步推进。因此，在首期线路选择上，应坚持客流需求为首要因素 , 在此基础上，稳步推进网络化建设。有轨电车更加注重与城市和交通的结合，与沿线景观融合，注重有轨电车工程设计与城市设计的关系，促进城市更新发展。城市交通融合应注重以下几个层次：一是与综合交通枢纽融合：在铁路、机场、轨道交通等综合交通枢纽与城市轨道交通低运能系统的融合，如三亚有轨电车在三亚站布设在最临近出入站的位置（图4）；与两侧地块融合；如嘉兴有轨电车，在嘉兴南站（图5）与两侧新开发小区采用人行地道直接连接，提高服务吸引力。二是与通道融合：低运能系统在同一通道上，可采用多样化工程标准和运营组织方式，实现多层次轨道功能兼容。如武汉光谷有轨电车（图6）在共线段采用了约4.5公里高架区间及三通，提升了系统的通行能力和工程适应性，实现了通道多种功能的复合性。此外，在同一条线路上，可采用越站运营等多种交路的运营组织，实现普线与快线的功能融合；如法国里昂的机场 RX 快线（图7），与T3线共线段实行越行组织。三是服务融合 : 低运能系统与其他交通方式从运营服务层面实施票制互通、信息共享，“一张网、一张票”，如青岛、淮安等地采用了有轨电车与其他公交方式的换乘优惠等方式，实现各层次轨道交通的“服务融合”；黄石发行了交通联合卡，常规公交与有轨电车30分钟内免费换乘，提高出行服务。同时，低运能系统运营后，应注重与常规公交系统的融合，在运输通道上，及时调整公交线路，形成客流补给和输送功能，避免通道重叠，客流竞争。如北京西郊线，开通运营后取消沿途与有轨电车路由严重重合的公交线路，仅留1条公交线路，旨在应对超大客流时，提供公交支援，及时疏解大客流。地面型低运能轨道交通，与地下看不到四季的变换、高架独立于城市平面之外不同，与城市肌理密切贴合，因此需要更好地与城市相融合。低运能系统是线型插入城市肌理之中，与城市中心城区及周边的山体、河道、湖泊、海滩、植被、绿地等自然环境都有交织；同时解决的是与城市生活最密切的交通问题，与公共服务、历史文化保护，尤其是街道立面、城市色彩、夜景照明等景观风貌方面都有密切的关联。利用低运能系统建设契机，修复沿线“边界”的城市设施、空间环境、景观风貌，伴随着低运能系统由单线逐渐向网络化线路发展，城市的生态修复、城市修补的区域也逐渐成“网”。尤其在老城区，借助低运能系统的建设，与城市更新结合，顺利提升城市品质，如淮安有轨电车1期末端伸入城市中心（图8），带来大客流效益的同时，带动了中心老城区改造，使之焕然一新。一是明确地面公交优先发展理念，以此指导低运能系统网络规划建设。低运能系统是地面道路资源利用效率极高的交通方式，一条有轨电车车道单向运能约10000人次/小时，而一条小汽车车道单向通行能力1400标准车/h-1800标准车/h（某个路段每小时可以通过车辆的最大值），约2100人次/小时-2700人次/小时，一条有轨电车车道相当于4条至5条小汽车车道的客运能力。当然，轨道交通的客流喂给需要有一定的人口密度支撑。因此，需要明确公交优先出行区域，尤其是在交通需求大的区域，道路资源应坚持向公共交通倾斜；同时，地面公交优先效益的发挥，一方面要尽快形成网络，形成层次清晰、结构合理的公共交通体系；同时需要通过与上位轨交的融合、与常规公交的整合等手段，从而充分发挥出公交优先的效益。二是从出行需求角度发挥低运能系统相对其他交通方式的竞争性。从出行者需求角度出发，选择某种交通方式是由该方式提供的交通服务特征属性决定的。低运能系统的频率、舒适、可靠性、信息反馈、服务时间、辨识性等交通服务属性都具有较好的优势，但点位（门到门）、换乘、速度等特征方面，则需要在规划设计中因地制宜，精细考虑。在核心区，出行需求分布相对均匀，低运能系统采用地面专用车道敷设，短站间距，保障运行时间可靠，到达车站时间短，实现5公里以内出行距离的服务竞争力；在外围新区，道路条件好，则适当加大站间距，提高旅行速度，并结合关键站点实现各种交通方式的良好换乘，以及服务功能的复合化。三是客观认识有轨电车交通事故并做好针对性的预防措施。交通安全的风险往往成为各地质疑的焦点。首先要客观地认识到发生交通事故的必然性和概率。根据2017年法国有轨电车事故报告（图9），在与5个公交系统（波尔多、马赛、南特、尼斯、巴黎）的安全性对比中，有轨电车系统事故发生率和伤亡率都远远低于常规公交系统。与常规公交相比，有轨电车事故率约为0.38次/万公里，而常规公交事故率约为0.74次/万公里。事故各发生对手，小汽车与行人为事故主因；且85%的事故发生在距离交叉口小于50米的地方 , 距离交叉口越近的地方所占比例越大。因此，有轨电车采用路段专用路权后，落实交叉口精细化安全设计，能够很好地控制交通事故的发生。四是针对有轨电车投资建设和运营，建立可持续的保障机制。有轨电车投融资是目前影响其可持续发展的重要问题之一，围绕如何推进可持续建设，缺乏相应政策制定、溢出效益反哺等保障机制，有必要强化有轨电车的市场化方式，推进可持续建设。首先根据国务院《国务院办公厅关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》（国办发〔2018〕52号文）、国家发展改革委住房城乡建设部印发的《“十四五”城市轨道交通规划建设实施方案》(发改基础〔2021〕1302号文) 等相关规定，对项目总投资进行全过程控制，并提高财政资金使用效率。其次，通过沿线物业综合开发反哺项目建设运营。同时，积极寻求创新的投融资机制，如湖北黄石现代有轨电车一期项目是国内首个获得国际金融组织支持、首个由国家发改委和财政部联合审批立项的项目，由新开发银行通过主权贷款提供57%资金，地方财政资金投入40%，其余企业自筹。此项目投融资模式为政府主导型模式的发展提供了一种全新而可行有效的借鉴思路。“建轨道就是建城市”，随着中国城市化进程的不断发展，交通需求的不断增长，新型城镇化、双碳战略下的绿色交通发展理念日益增强，低运能系统发展是地面公共交通发展的必然之路。来源：《城市轨道交通》2023年8月刊