國(guó)內(nèi)現(xiàn)代有軌電車(chē)工程應(yīng)用與實(shí)踐——以蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)1號(hào)線工程為例

何利英，劉偉杰

（上海城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院，上海市 200125）

0 引言

優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決我國(guó)城市交通問(wèn)題的重要戰(zhàn)略。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)多個(gè)大城市正在大規(guī)模建設(shè)大容量的快速軌道交通，北京、上海、廣州等城市已基本形成軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)，初步形成了軌道交通、地面常規(guī)公交相結(jié)合的公共交通系統(tǒng)，對(duì)緩解城市交通的擁堵起到了重要作用。由于大容量軌道交通的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本很高，其覆蓋面特別是在新城或市郊地區(qū)受到了很大的限制，這極大地影響了公共交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效益，因此在許多城市出現(xiàn)了建設(shè)中運(yùn)量公共交通系統(tǒng)的迫切需要，以真正形成多層次的功能分工合理、互補(bǔ)、銜接良好的一體化公共交通系統(tǒng)，發(fā)揮出公共交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的效益。

截至2010年，國(guó)內(nèi)有軌電車(chē)的系統(tǒng)制式有類(lèi)似長(zhǎng)春和大連的由傳統(tǒng)有軌電車(chē)系統(tǒng)改造而成的有軌電車(chē)系統(tǒng)、天津泰達(dá)和上海張江的膠輪導(dǎo)軌系統(tǒng)以及香港屯門(mén)的輕鐵系統(tǒng)?，F(xiàn)代有軌電車(chē)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用尚處在起步階段。

2010年下半年開(kāi)始，蘇州高新區(qū)啟動(dòng)了有軌電車(chē)線網(wǎng)規(guī)劃編制工作。2011年，蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)1號(hào)線工程正式立項(xiàng)進(jìn)行研究。項(xiàng)目從推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的角度進(jìn)行了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇，經(jīng)過(guò)多輪比選，明確以鋼輪鋼軌系統(tǒng)、架空線供電及地面線路為主，輔以信號(hào)優(yōu)先為系統(tǒng)基本特征。由于現(xiàn)代有軌電車(chē)相關(guān)設(shè)備尚未產(chǎn)業(yè)化，還沒(méi)有進(jìn)入國(guó)產(chǎn)化階段的車(chē)輛招標(biāo)技術(shù)文件、信號(hào)招標(biāo)技術(shù)文件均報(bào)送國(guó)家發(fā)改委進(jìn)行審查，為我國(guó)現(xiàn)代有軌電車(chē)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程與目標(biāo)提供了直接支持。

2012年4月，蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃通過(guò)中咨公司審查，成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)國(guó)家層面評(píng)審的有軌電車(chē)線網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目。此次會(huì)議建議：蘇州作為有軌電車(chē)試點(diǎn)城市，1號(hào)線作為先行先試示范線路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。1號(hào)線工程預(yù)計(jì)2014年11月通車(chē)運(yùn)營(yíng)。

截至2014年上半年，我國(guó)有6個(gè)城市開(kāi)通有軌電車(chē)運(yùn)營(yíng)，8個(gè)城市進(jìn)入建設(shè)階段，與此同時(shí)，約40個(gè)城市在進(jìn)行規(guī)劃或設(shè)計(jì)工作。國(guó)內(nèi)現(xiàn)代有軌電車(chē)規(guī)劃里程近6 000 km，進(jìn)入快速發(fā)展階段。蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)1號(hào)線對(duì)于我國(guó)有軌電車(chē)的發(fā)展具有重要的示范意義和參考意義。本文將對(duì)此工程的技術(shù)特征、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行探討，以促進(jìn)準(zhǔn)快速、中運(yùn)量的有軌交通系統(tǒng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展。

1 工程概況

蘇州市高新區(qū)位于蘇州市區(qū)西部，地處長(zhǎng)三角核心位置。至2030年，蘇州高新區(qū)人口從現(xiàn)狀72萬(wàn)人發(fā)展到120萬(wàn)人，建設(shè)用地從目前的107 km2發(fā)展到143 km2。高新區(qū)將建設(shè)成為先進(jìn)產(chǎn)業(yè)的聚集區(qū)、體制創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的先導(dǎo)區(qū)、生態(tài)環(huán)保的示范區(qū)、現(xiàn)代化的新城區(qū)。城市近期重點(diǎn)發(fā)展方向?yàn)槲魍?，城市空間將不斷向西部湖濱片區(qū)拓展，科技城、生態(tài)城已進(jìn)入快速建設(shè)發(fā)展階段。

規(guī)劃的蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)網(wǎng)絡(luò)由6條線路構(gòu)成，包括3條主干線、2條補(bǔ)充線及1條特色線，線路總長(zhǎng)約80 km[1]。網(wǎng)絡(luò)與已通車(chē)的軌道交通1號(hào)線、規(guī)劃的軌道交通3號(hào)線在蘇州樂(lè)園站形成便捷換乘，兩網(wǎng)有效融合，在高新區(qū)形成以大容量軌道交通系統(tǒng)為對(duì)外骨干、以中運(yùn)量有軌電車(chē)為區(qū)內(nèi)骨干、以常規(guī)公交為區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)、以四大綜合交通樞紐為錨固點(diǎn)的多層次、一體化的公共交通系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。

圖1 有軌電車(chē)線網(wǎng)規(guī)劃圖

有軌電車(chē)1號(hào)線為首期實(shí)施線路，線路全長(zhǎng)18 km，以地面敷設(shè)為主，專(zhuān)用路權(quán)，全線一次性建成，車(chē)站逐期加密。設(shè)車(chē)輛基地1座，設(shè)變電所11座，設(shè)控制中心1處，位于車(chē)輛段內(nèi)。全線架空接觸網(wǎng)授電。

有軌電車(chē)1號(hào)線承擔(dān)著改善中心區(qū)域公交出行，引導(dǎo)湖濱片區(qū)的科技城、生態(tài)城城市開(kāi)發(fā)以及蘇州市有軌電車(chē)示范項(xiàng)目的重要功能，是中心城區(qū)至高新區(qū)西部湖濱片區(qū)的快速公共交通骨干走廊，在網(wǎng)絡(luò)中具有重要地位。

2 總體設(shè)計(jì)方案[2]

現(xiàn)代有軌電車(chē)系統(tǒng)是軌道設(shè)置在城市道路路面上、依靠司機(jī)瞭望運(yùn)營(yíng)的公共交通系統(tǒng)，各系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“安全第一”的設(shè)計(jì)首要原則。

2.1 客流、車(chē)輛及行車(chē)組織

客流預(yù)測(cè)高峰小時(shí)斷面客流和全日客流量分別為：初期（2015年）2 700人次/h，2.82萬(wàn)人次/d；近期（2020年）6 300人次/h，9.23萬(wàn)人次/d；遠(yuǎn)期（2023年）4 500人次/h，7.49萬(wàn)人次/d。

車(chē)輛選用100%低地板鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車(chē)。車(chē)輛寬度：2.65 m；車(chē)輛長(zhǎng)度：5模塊 32 m/7模塊43 m（暫定）；最高運(yùn)行速度：70 km/h；定員：5模塊300人/輛，7模塊400人/輛（6人/m2）。

車(chē)輛編組：5模塊，土建預(yù)留7模塊的實(shí)施條件；行車(chē)間隔：高峰小時(shí)初期5 min，近、遠(yuǎn)期3 min。旅行速度：初、近、遠(yuǎn)期隨著車(chē)站加密分布在25～20 km/h范圍內(nèi)。

2.2 運(yùn)營(yíng)管理

票務(wù)管理：車(chē)上售檢票模式，車(chē)票采用單一票價(jià)制。

路權(quán)形式：全線采用半封閉運(yùn)行模式，即路段封閉運(yùn)行，交叉口與其他交通方式混行，緊急情況下緊急車(chē)輛可以利用此通道。

車(chē)輛運(yùn)營(yíng)調(diào)度模式：控制中心負(fù)責(zé)車(chē)輛進(jìn)出線路調(diào)度，排列車(chē)輛折返進(jìn)路，監(jiān)視在線車(chē)輛的運(yùn)行位置。駕駛員按照排好的進(jìn)路人工駕駛車(chē)輛，盡量按照運(yùn)行時(shí)刻表控制運(yùn)行。道口信號(hào)和道路信號(hào)系統(tǒng)由交警部門(mén)控制。

車(chē)輛駕駛模式：車(chē)輛駕駛為半封閉運(yùn)行模式，交叉口和道岔區(qū)域設(shè)置有軌電車(chē)信號(hào)燈（與道路信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)）控制，路段按可視距離間隔運(yùn)行。車(chē)輛段采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。

非正常運(yùn)營(yíng)模式：在正線區(qū)間因各種原因發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)控制中心調(diào)度員的指令，盡可能在就近前方車(chē)站或區(qū)間停車(chē)，并疏散乘客；當(dāng)線路故障后，可組織車(chē)輛臨時(shí)交路。有軌電車(chē)因自身發(fā)生故障在區(qū)間停站時(shí)，先進(jìn)行清客，由調(diào)度人員，在查清有軌電車(chē)可以移動(dòng)后，命令后續(xù)車(chē)輛及工程車(chē)將故障車(chē)輛推或牽引至停車(chē)線或車(chē)輛段。

緊急狀態(tài)運(yùn)營(yíng)模式：有軌電車(chē)在運(yùn)行中發(fā)生火災(zāi)，司機(jī)立即切斷電源，并向控制中心報(bào)警，聽(tīng)候調(diào)度員的指揮，并就地疏散乘客；車(chē)輛在運(yùn)行中脫軌停在區(qū)間時(shí)，司機(jī)應(yīng)及時(shí)向控制中心行車(chē)調(diào)度員報(bào)告，行車(chē)調(diào)度員應(yīng)立即啟動(dòng)緊急運(yùn)營(yíng)預(yù)案。車(chē)輛在運(yùn)行中和社會(huì)車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，應(yīng)立即撥打110，司機(jī)應(yīng)及時(shí)向控制中心行車(chē)調(diào)度員報(bào)告，行車(chē)調(diào)度員應(yīng)立即啟動(dòng)緊急運(yùn)營(yíng)預(yù)案。

2.3 線路

線路全長(zhǎng)約18 km，其中地面線（含U型槽）占84%，橋梁段占14%，地下段占2%。以路中敷設(shè)為主，共有6處采用了40～44 m小半徑曲線，沿線共經(jīng)過(guò)28個(gè)交叉口。

橫斷面：有軌電車(chē)路幅寬度為8 m，其中限界寬度7.6 m，接觸網(wǎng)立柱設(shè)在線路中間時(shí)線間距為4 m，設(shè)在線路兩側(cè)時(shí)線間距為3.6 m，凈空要求為5.5 m。線路與機(jī)動(dòng)車(chē)道以路緣石、綠化或者安全欄桿隔離。圖2為1號(hào)線斷面分布圖。

圖2 1號(hào)線斷面分布圖

平面：區(qū)間正線一般為200m，困難地段為30m；輔助線一般為100 m，困難地段為25 m；車(chē)站站臺(tái)段線路宜設(shè)在直線上，困難情況下必須設(shè)在曲線上時(shí)，曲線半徑不宜小于300 m。

縱斷面：正線區(qū)間最大縱坡為50‰，困難條件下為60‰ ；采用地面線的平交路口或混行路段，軌面與道路面齊平。豎曲線區(qū)間正線一般為3 000 m，困難地段為2 000 m；車(chē)站端部一般為2 000 m，困難地段為1 000 m；車(chē)站變坡點(diǎn)和豎曲線均不應(yīng)進(jìn)入車(chē)站站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)；豎曲線端點(diǎn)距道岔端部的距離一般為20 m，困難情況為5 m。

2.4 交通組織

遵循公交優(yōu)先、協(xié)調(diào)運(yùn)行的原則，采用“有軌電車(chē)優(yōu)先”的交通組織模式敷設(shè)線路，輔以信號(hào)優(yōu)先策略提高運(yùn)營(yíng)速度，提高有軌電車(chē)競(jìng)爭(zhēng)力。有軌電車(chē)的引入要盡可能地減少對(duì)沿線道路交通的影響，與道路交通協(xié)調(diào)運(yùn)行，保證原道路系統(tǒng)內(nèi)的交通元素暢通有序運(yùn)行。交叉口交通組織考慮相交道路的交通流量和道路等級(jí)要求，合理選擇交叉口形式。出入口交通組織合理考慮沿線單位和居民出入口的進(jìn)出交通組織。

根據(jù)交叉口的位置、功能、道路規(guī)劃情況和交通量等因素進(jìn)行綜合考慮后，對(duì)19處交叉口采用信號(hào)控制，其他9個(gè)交叉口采用“右進(jìn)右出”等交通組織方式協(xié)調(diào)。圖3為交叉口交通組織策略。

圖3 交叉口交通組織策略

沿線43處小區(qū)出入口采用的交通組織：路中線路沿線采用“右進(jìn)右出”的交通組織方式/路側(cè)線路沿線采用有軌電車(chē)絕對(duì)優(yōu)先控制；合理設(shè)置導(dǎo)改路或封閉出入口。新鹿花苑出入口處有軌電車(chē)下穿通過(guò)，以滿足該小區(qū)的出入需求。因“右進(jìn)右出”交通組織策略而無(wú)法左轉(zhuǎn)的進(jìn)出車(chē)輛，可通過(guò)相鄰交叉口掉頭、路網(wǎng)繞行等方式進(jìn)行交通組織。

2.5 軌道路基

軌距采用1 435 mm標(biāo)準(zhǔn)軌距；鋼軌采用歐標(biāo)Ri60/R10槽型軌；道床采用整體道床，地面線平交道口采用現(xiàn)澆瀝青混凝土整體道口；軌道結(jié)構(gòu)高度500 mm。道岔正線采用7號(hào)單開(kāi)道岔，車(chē)輛基地采用3號(hào)單開(kāi)道岔。

整體道床路基工后總沉降不應(yīng)大于50 mm，路橋過(guò)渡段不均勻沉降不應(yīng)大于15 mm；路基厚度不應(yīng)小于1.0 m；排水采用豎向排水系統(tǒng)。

2.6 供電系統(tǒng)

分散供電方式，電壓等級(jí)為10 kV；牽引供電電壓為直流750 V；采用接觸網(wǎng)授電；變電所采用電力監(jiān)控系統(tǒng)；雜散電流防護(hù)按照“以堵為主，以排為輔，堵排結(jié)合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)”的原則；接觸網(wǎng)懸掛方式采用柔性架空接觸網(wǎng)，補(bǔ)償簡(jiǎn)單彈性懸掛。

2.7 運(yùn)營(yíng)管理控制系統(tǒng)

運(yùn)營(yíng)管理控制系統(tǒng)包括通信系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)和綜合控制管理系統(tǒng)。

通信系統(tǒng)包括骨干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)。調(diào)度管理系統(tǒng)包括正線道岔控制系統(tǒng)、車(chē)輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)、車(chē)輛自動(dòng)定位系統(tǒng)和道口信號(hào)子系統(tǒng)。正線道岔控制系統(tǒng)主要承擔(dān)司機(jī)在道岔區(qū)段按信號(hào)機(jī)顯示行車(chē)，完成折返和整體車(chē)輛進(jìn)入車(chē)輛段等作業(yè)功能。車(chē)輛段聯(lián)鎖采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備。車(chē)輛自動(dòng)定位系統(tǒng)承擔(dān)實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)整體車(chē)輛的自動(dòng)監(jiān)視功能，對(duì)全線車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，采用車(chē)載定位設(shè)備+信標(biāo)實(shí)現(xiàn)定位功能。道口信號(hào)子系統(tǒng)承擔(dān)發(fā)送信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求至道路交通信號(hào)系統(tǒng)的功能。

綜合控制管理系統(tǒng)包括電力監(jiān)控（接口）、視頻監(jiān)控、乘客信息、時(shí)鐘對(duì)時(shí)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、維護(hù)維修管理、票務(wù)、能源監(jiān)測(cè)監(jiān)控等8個(gè)子系統(tǒng)。

控制中心設(shè)置于大陽(yáng)山車(chē)輛段綜合辦公樓內(nèi)，是對(duì)本線車(chē)輛運(yùn)行、電力供應(yīng)等實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度指揮的中心。在非常情況下，也是事件處理的指揮中心，同時(shí)也是全線信息的集散地和交換樞紐?？刂浦行某袚?dān)：監(jiān)視功能——可監(jiān)視道口、車(chē)站、道岔區(qū)域等狀況；調(diào)度功能——發(fā)布調(diào)度指令，編制車(chē)輛時(shí)刻表，在需要時(shí)組織臨時(shí)交路等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的集中運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理；控制功能——電力設(shè)備監(jiān)控及調(diào)度功能；信息發(fā)布——面向車(chē)輛及站臺(tái)等發(fā)布公共信息。

2.8 車(chē)輛基地

全線設(shè)車(chē)輛基地一處，承擔(dān)初、近、遠(yuǎn)期車(chē)輛的運(yùn)用、周/月檢、定/臨修和廠/架修任務(wù)，遠(yuǎn)期承擔(dān)有軌電車(chē)1號(hào)線、3號(hào)線、4號(hào)線3條線路的車(chē)輛廠/架修任務(wù)。車(chē)輛基地占地約9.6 hm2。

3 啟示與經(jīng)驗(yàn)

（1）針對(duì)不同的區(qū)域功能，提出有軌電車(chē)線網(wǎng)的適用性層次范圍。

2012年4月28日，蘇州軌道交通1號(hào)線正式通車(chē)運(yùn)營(yíng)。當(dāng)前，高新區(qū)的公共交通網(wǎng)絡(luò)包括軌道交通1號(hào)線和常規(guī)公交。對(duì)于絕大多數(shù)沒(méi)有軌道交通覆蓋的區(qū)域，即將建設(shè)的有軌電車(chē)承擔(dān)了區(qū)內(nèi)骨干公共交通的功能。有軌電車(chē)網(wǎng)絡(luò)作為中運(yùn)量層次的網(wǎng)絡(luò)，與大容量的軌道交通以及常規(guī)公交真正形成一體化的公共交通網(wǎng)絡(luò)。

（2）新一代輕型現(xiàn)代有軌電車(chē)接觸線系統(tǒng)的應(yīng)用。

蘇州高新區(qū)1號(hào)線工程應(yīng)用了“新一代輕型現(xiàn)代有軌電車(chē)接觸線系統(tǒng)”，對(duì)常規(guī)接觸網(wǎng)的平面布置與裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在小半徑曲線地段采用軟定位設(shè)置方法，使接觸網(wǎng)與城市景觀在保證功能的前提下盡可能協(xié)調(diào)。

（3）集成通信、道岔信號(hào)以及智能交通的綜合控制管理系統(tǒng)。

1號(hào)線由于采用地面敷設(shè)，信號(hào)系統(tǒng)是道路交通信號(hào)系統(tǒng)與道岔聯(lián)鎖信號(hào)系統(tǒng)的集成，在交叉口采用信號(hào)優(yōu)先措施以提高有軌電車(chē)的運(yùn)營(yíng)速度。項(xiàng)目將通信、道岔信號(hào)以及智能交通系統(tǒng)進(jìn)行集成，提出綜合控制管理系統(tǒng)概念，以充分發(fā)揮有軌電車(chē)的綜合控制優(yōu)勢(shì)。

[1]上海城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院 .蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)線網(wǎng)規(guī)劃[Z].上海：上海城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院，2012.

[2]上海城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院.蘇州高新區(qū)有軌電車(chē)1號(hào)線工程初步設(shè)計(jì)技術(shù)要求[Z].上海：上海城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院，2012.