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中小运量轨道交通PK:有轨电车与单轨车辆的综合比较
2016年12月16日 15:33:00 来源: 访问:


中小运量的轨道交通有有轨电车和单轨车辆等,有轨电车具有建设成本低、节能环保、线路适应性好,故障情况下的救援方便、服务水平较高等特点;而单轨车辆建在高架上,不与其他交通干扰,两种交通工具具有各自的特点。

1、综合比较

基于单轨车辆的技术特点,需要全程采用高架,高架建设周期长,建设成本高,造价至少为2-3亿元/km;而有轨电车的造价仅为1-1.2亿元/km。

另外单轨车辆道岔结构较复杂、转换时间长,影响发车间隔及运营组织。

▲单轨车辆复杂的道岔系统

2、线路适应能力及环境适应性

线路适应能力

通过对最小曲线半径和最大坡道的比较,有轨电车的适应能力优于单轨车辆,因此有轨电车更有利于线路的选型,可节省拆迁及土建成本。

环境适应性


单轨车辆使用的橡胶轮胎在紫外线的照射下容易老化,降低了轮胎及橡胶件的寿命。且目前提供橡胶轮胎的厂家在中国没有回收点,大量废弃的轮胎无法处理。

单轨车辆由于采用橡胶轮胎,不能通过轮对及轨道回流,因此需要采用双边受电,受电装置磨耗快,且在运行时产生一定的粉尘,污染环境。

对城市景观的影响

全程高架会严重影响城市自然景观和城市风貌;而有轨电车在地面运行,通过选择与城市景观有机结合的外观设计方案,可与城市的自然景观结合,还能提升城市品位。


▲有轨电车通过外观设计可与周围环境完美结合


车辆黏着系数利用

橡胶轮车辆在冰雪、冻雨环境中的粘着力很低。一般认为,橡胶轮与轨道间的粘着力要高于钢轮;但实际上仅在好天气时才这样,而在冰雪、冻雨天气下它会骤然降低。因此,为满足大坡度的需要,就需要在轨道里装有电加热器;但这样又使造价昂贵。如法兰克福机场的AWTS橡胶轮系统,就是以2000kW的电力给长达3000m的混凝土加热。

滚动摩擦阻力和电力消耗

橡胶轮的滚动摩擦阻力比钢轮高出约5~8倍,从而导致前者有较高的电力消耗,因此橡胶轮系统的电力消耗大约是钢轮系统的2倍。电力消耗在运营费中占有相当的比重。在电力能源紧缺的情况下,钢轮系统优势明显。

安全性和可靠性

钢轮转向架每根轴上的轮对兼有走行、导向及稳定功能,其结构比较简单。而橡胶轮转向架至少要有一对行走轮和导向轮,有些系统还要设置稳定轮,对于跨坐式结构还需配置紧急备用轮胎。因此,橡胶轮系统需要更复杂的结构才能达到足够的承载容量。由于结构复杂,橡胶轮系统的安全性和可靠性也不如钢轮系统。

故障情况下疏散及救援

有轨电车是路面交通,故障情况下的疏散及救援方便,乘客打开车门即可下车,而单轨车辆绝大部分为高架,故障情况下救援非常困难,影响乘客安全甚至危及生命。单轨车辆的救援方式如下图所示。

 

悉尼单轨事故救援现场

 对路面其他人员其其他交通的影响  

单轨车辆在高架上行驶,有可能会有物体掉落,会影响道路上的车辆、行人安全。但单轨车辆在高架上行驶,是完全独立的路权,不会对其他交通方式造成干扰,而有轨电车为路面交通,虽然会在交叉路口与其他交通方式并存,但通过信号及交通管理的控制,能有效的解决该问题,国外有轨电车的大量应用也表明该问题已经解决。

车辆检修维护情况

单轨车辆每个转向架有10个橡胶轮胎,每辆车两台转向架,一共20个轮胎,需要大量的备品备件。

国内单轨车辆实际使用情况表明,橡胶轮胎在使用过程中寿命较短(约10至15万公里),后期备件及维护成本高。有轨电车采用钢轮,轮对使用寿命长(约50万公里),全寿命周期成本低。

假设一条线路配置4编组的20列单轨车辆,则一年仅需要更换的橡胶轮胎为1600个,一年仅轮胎的更换费用就达到了百万元。

单轨转向架轮胎布置示意

车辆核心技术及国产化率

目前除重庆外,国内其他城市都未开通单轨车辆,单轨车辆的核心技术国内生产厂家仍未完全掌握,同时车辆国产化程度低,后期运用期间车辆难以进行技术升级和国产备件的替代;有轨电车市场非常大,国内已有十余个城市开通运营,并且有数十个城市在开展建设工作,国内厂家已经掌握有轨电车核心技术,后期国内市场将大量采用国产化的有轨电车,有利于业主后期使用及维护。

应用前景及发展趋势

目前国内一些中小城市及旅游城市都在规划现代有轨电车,发展势头非常迅猛,下图为国内已经运营和开展规划的城市,目前国内已经有很多城市开展了有轨电车的规划,而单轨车辆目前只有个别城市在设计规划。未来有轨电车相对单轨车辆应用前景会更好。

通过对以上两种交通方式的综合比较,虽然单轨车辆与有轨电车有各自的特点,但相比单轨车辆,有轨电车具有建设成本低、节能环保、线路适应性好,可与城市景观有机结合,故障情况下的救援方便、不破坏城市景观等优势,有轨电车是解决交通问题最适合的工具。

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