现代有轨电车主要特征与国内外发展研究

 薛美根   杨立峰
（上海市城市综合交通规划研究所， 上海， 200040）
摘要：现代有轨电车作为一种现代公共交通方式，近年来在国内外的迅速发展引起了各方重视。归纳了现代有轨电车的主要特征，分析了有轨电车的不同制式，并对不同制式的有轨电车的尺寸、运能、技术性能、环境影响进行了对比研究，最后对现代有轨电车在国内外发展情况进行了介绍。
关键词：现代有轨电车  轨道交通  公共交通
中图分类号：U491             文献表识码：A

The Characteristic and Development of Advanced Tramways
Abstract: As a modern public transport mode, the rapid development of advanced tramway attracts comprehensive attention in the world. The paper first outlines the characteristics of advanced tramways. It then analyzes different system modes of tramways, and the size, capacity, performance and environmental impact are compared between different system modes of tramways. Finally, the paper introduces the development of tramways in the world briefly.
Keywords: advanced tramway; rail transit; public transport

 

现代有轨电车是在传统有轨电车的基础上通过全面改造升级，于上世纪九十年代后期率先在法国发展起来的一种先进交通方式。随着在法国、德国、西班牙等多个西欧城市成功建设运营，现代有轨电车崭新的形象、舒适的服务迅速吸引了国内城市的关注和研究。在国内，天津市已于2007年建成和运营了我国第一条现代有轨电车线路，产生了较大的影响。目前，世界上生产现代有轨电车制造厂家主要有法国的Alstom（阿尔斯通）公司、德国的Siemens（西门子）公司、加拿大Bombardier（庞巴迪）等公司，主要运行制式有钢轮钢轨和胶轮+导轨两种。

 

1 现代有轨电车主要特征
1.1 运能较大
传统有轨电车车厢长度一般在20米以下，按每平方米4人（定额标准）计算，车厢旅客容量一般在100人以下。现代有轨电车主流产品，具有从20米到40米不同长度的一系列产品，按每平方米4人计算，列车旅客容量可达150-300人左右，单向设计运能一般可达到0.5－0.8万人次/时。如果将两列列车串连起来，现代有轨电车单向运能可在1－1.2万人次/时（见表1）。

表1  Alstom公司Citadis系列部分现代有轨电车客运能力^[1]

Table 1  Capacity of some Citadis tramways of Alstom

若按照每平方米6人计算，两列串联的32米列车实际单向运能可达1.4万人次/时左右；两列串联的44米列车实际单向运能可达1.8万人次/时左右，接近轻轨的运输能力。
1.2 速度较高
传统有轨电车设计最高速度一般在30千米/时左右，实际运行速度在10千米/时左右。现代有轨电车的设计时速可达70-80千米/时，在城市中心地区运行速度一般都在20千米/时左右，在城市郊区运行速度可达30千米/时[1]。如果在城际铁路上运行，运行速度则可以达到70千米/时左右。
1.3 弹性灵活
（1）车辆定制服务与模块化设计[2]
现代有轨电车主流厂家都具有较强的设计能力，能够提供订单化服务，例如车头、车尾的定制、车体尺寸的定制、车体结构的定制，灵活性较大，可以满足不同客户的需求。例如Alstom的Citadis系列可以订制长度22-44米（3-7个车厢模块）、宽度2.3-2.65米的任何大小的车辆[1][2]；Lohr公司的Translohr系列也能提供多个长度系列的列车选择[5]。
此外，由于现代有轨电车主流产品都采取了模块化设计，不仅车辆维修养护容易，而且能够较快增加列车车厢、延长列车长度，运能具有较大弹性空间。现代有轨电车单向可适应从0.3万-1.2万人次/时的客流需求。

 

(2)多种供电制式

现代有轨电车除了采用传统架空线供电外，在部分景观、空间限制区段，还可以采用蓄电池供电（仅限局部困难路段）或地面第三轨供电[3]（目前仅限钢轮钢轨），供电电压可以在500V-900V[2][5][6]范围内波动。
1.4 舒适新颖
现代有轨电车多数采用流线型车身，大窗台、对开门、与站台同高度的低地板等新颖设计，旅客水平步行进出车辆非常便捷，且在车厢内乘坐也较为舒适。
由于大量采用了隔音材料、消音器等设施，现代有轨电车行驶时噪音比道路上汽车交通要低5-10DB。根据IEC标准测试，以40千米/时行驶时，有轨电车车厢内噪音为70db、车厢外7.5米为75-78db[1][2][6]。

2 现代有轨电车两种主要制式与技术性能
2.1 现代有轨电车两种主要制式
现代有轨电车根据行走系统的不同，主要可分为钢轮钢轨和胶轮+导轨两种制式，例如法国Alstom的Citadis系列就为钢轮钢轨制式，法国Lohr公司的Translohr系列为胶轮+导轨两种制式。
钢轮钢轨式现代有轨电车地面两条U型[3]钢轨既承担钢轮的重量，同时对钢轮起着导向限制作用。一般情况下钢轨顶面与城市道路路面平齐。
胶轮+导轨式现代有轨电车轨道由类似道路的行车道和一条引导车辆运行的特殊导轨组成[5]，车辆行走系统与汽车一样为橡胶轮胎，导向轮在导轨的限制下引导车辆运行。

2.2 两种制式主要技术性能对比
以Alstom的Citadis系列为例，钢轮钢轨有轨电车最大行驶速度可达70千米/时，最大坡度一般不超过8%，最小转弯半径可达20米，最大加速度1.1米/秒2，紧急减速度3米/秒2。
以Lohr公司的Translohr系列为例，胶轮+导轨轨电车的最大行驶速度一般不超过70千米/时，最大坡度可达13%，最小转弯半径可达11米，最大加速度1.3米/秒2，紧急减速度5米/秒2。
综合而言，钢轮钢轨有轨电车车内空间、载客量比胶轮+导轨有轨电车大；但钢轮钢轨有轨电车受转向架、钢轮-钢轨摩擦性能限制，在爬坡、转弯、加速、减速方面性能不如胶轮+导轨有轨电车。两种制式车内、外噪声实际比较接近，差距在检测误差内（±2DB）；钢轮钢轨有轨电车技术比较成熟，单列列车成本比胶轮+导轨有轨电车低。
表2  钢轮钢轨与胶轮+导轨有轨电车部分主要指标对比[1][3][5][6]
Table 2 The comparison of main parameters between tramway with steel wheel ＆ steel rail system and tramway with rubber wheel ＆ guideway system

主要指标		钢轮钢轨有轨电车 （Citadis系列为例）	胶轮+导轨有轨电车 （Translohr系列为例）
尺寸	长度（米）	22-50	25-46
	宽度（米）	2.3-2.65	2.2
载客量	32米列车，4人/米2 载客量（人）	200-220	160-170
技术性能	最大速度（千米/时）	70	70
	最大坡度	8%	13%
	最小转弯半径（米）	20	11
	供电电压（伏特）	750（500-900）	750（500-950）
	最大加速度（米/秒2）	1.1	1.3
	紧急间速度（米/秒2）	3	5
	供电方式选择（种）	3	2
噪声	停止车内（DB）	62	62
	40千米/时 车内(DB)	71	69
	40千米/时 车外7.5米(DB)	76	78

2.3 现代有轨电车与地铁、轻轨系统技术性能简要对比
根据我国《城市公共交通分类标准（CJJ/T114-2007）》，现代有轨电车（GJ24）、轻轨（GJ22）、地铁（GJ21）均属于城市轨道交通系统大类（GJ2）[7]，单向客运能力分别为0.6-1.0万人次/时、1.0-3.0万人次/时、2.5-7万人次/时，分别构成了城市低、中、高运量轨道交通系统。
轻轨系统运行速度25-35千米/时，最大坡度不超过6%，其中C型车辆（GJ221）最小转弯半径50米。地铁系统运行速度≥35千米/时，其中LB车辆（GJ213）最大坡度不超过6%，最小转弯半径100米。

3、现代有轨电车国内外发展情况
3.1 现代有轨电车国外发展情况
目前，世界上钢轮钢轨现代有轨电车制造厂家主要有法国Alstom、德国Siemens、加拿大Bombardier等公司。胶轮+导轨现代有轨电车主要生产厂家为法国Lohr公司，加拿大Bombardier也曾设计、生产过胶轮+导轨现代有轨电车。
从两种制式的现代有轨电车在市场上的表现来看，钢轮钢轨现代有轨电车因其推出更早、性能更稳定等原因，目前占据了主要市场，但两种制式的现代有轨电车在世界上发展均比较快。
Alstom的Citadis系列钢轮钢轨有轨电车自1998年推向市场，目前在法国、西班牙、德国、意大利、澳大利亚等40[8]多个城市已经和即将投入运营。Lohr公司的Translohr系列胶轮+导轨有轨电车第一条线路2006年在法国投入运营，目前包括我国天津在内，也已有4-5[5]个城市投入运营该系列有轨电车。
表3  国外已投入运营的采用钢轮钢轨现代有轨电车线路情况[8]
Table 3 Instances of tramways with steel wheel and steel rail system in foreign countries

序号	国家	城市线路	企业 中标	商业运营	车辆数量	宽度 (米)	长度 (米)	容量 (座位)
1	France	Montpellier 1	1997	2000	28 +2	2.65	29.83 / 40.97	289 (76)
2	France	Orléans	1997	2000	22	2.32	29.87	176 (40)
3	France	Lyon 1, 2	1998	2000	39 + 8	2.40	32.4	200 (58)
4	Ireland	Dublin 1	1999	2004	26	2.40	29.7	221
5	Australia	Melbourne	2000	2001	36	2.65	22.7	145 (40)
6	France	Bordeaux 1	2000	2003	32 + 24	2.40	43.99