1. 轨道交通介绍

轨道交通是一种运量大、快捷、安全、节能、舒适、低污染的城市公共客运方式。其具有以下交通特点：

1）运输能力

连续通行的城市快速路，每条车道每小时大约可通过1 600辆小汽车，以每辆车1.5人计，可运送2 400人；在快速道路上开辟公交专用道，每小时运送4 200人；地铁每小时单向可运送3～5万人，可见，它们的差异高达6～20倍。

2）运送速度

地铁运送速度可达35～40 km/h，轻轨则为25～35 km/h，而常规公交的运输速度仅为12～20 km/h。

3）能耗

按每单位运量（以人·km计）所消耗的能量进行对比，轨道交通系统是小汽车的1/5，是公共汽车的1/2.5。

4）污染

小汽车完成单位运量所产生的污染是最高的，公共汽车则要好很多，而地铁和轻轨除噪声及电磁污染之外，几乎对大气没有污染。据预算，中国的大城市轨道交通承担客运量的份额若达到50%左右，CO和NOx可分别降低92%和86%。

5）占用空间

轨道交通与地面道路相比，完成相同运输量，前者占用土地面积仅仅为后者的1/8～1/3，而且采用电能驱动的地铁和轻轨可以完全不占用地上空间，但道路很难完全布置在地下。

2. 轨道交通的分类

轨道交通基本类型：地铁系统、轻轨系统、市郊铁路、单轨系统、新交通系统、有轨电车。

1）按交通容量分类

交通容量即运送能力，是单方向每小时的断面乘客通过量。按不同的交通容量范围，轨道交通分为特大、大、中、小容量四种系统。

2）按敷设方式分类

按敷设方式分类，轨道交通分为隧道（包括地下、水下），高架和地面三种形式。特大、大容量轨道交通在交通较为繁忙的地区多采用隧道和高架形式，在市郊则采用全封闭的地面形式；中容量也可兼有三种敷设形式，且通常不与机动车混行；小容量轨道交通系统一般采用地面形式，可与机动车混行，运输效率低，相对于普通公交优势并不明显。

3）按路权分类

路权是指轨道交通系统运行线路与其他交通的隔离程度。以此为依据，轨道交通系统可分为A、B、C三种类型。

A类即全封闭系统，与其他交通完全隔离，不受平交道和人车的干扰，一般用于高、大容量及1.6万人/h以上的中等容量轨道交通系统。

B类即半封闭系统，沿行车方向采用缘石、隔离栅栏、高差等措施与其他交通实体隔离，但在交叉路口仍与横向的人车平交混行，受信号系统控制，一般用于1.6万人/h以下的中等容量轨道交通系统。

C类即开放式系统，代表地面混合交通，不具有实体分隔，轨道交通与其他交通混合出行，在路口按照信号规定停驶，也可享有一定的优先权，如用道路标线或特殊信号等保留车道，有轨电车通常使用此形式。

4）按导向方式分类

按导向方式分类，轨道交通分为轮轨导向及导向轮导向，一般钢轨钢轮系统（地铁、轻轨、有轨电车）属前一类型，起动较快；单轨及新交通系统等胶轮车辆属后一种类型。

5）按轮轨支撑形式分类

轮轨支撑形式即车辆与转移车重的行驶表面之间的垂直接触与运行方式。从这一标准出发，轨道交通可分为钢轮钢轨系统、胶轮混凝土轨系统及特殊系统。钢轮钢轨系统包括市郊铁路、地铁、轻轨、有轨电车，胶轮混凝土系统主要指单轨及新交通系统，特殊系统包括支撑面置于车辆之上的悬挂式单轨系统、磁悬浮式轨道系统等。

3. 轨道交通的发展

1）地铁

（1）常规地铁。常规地铁多用于超大城市或特大城市市区内部高密度地区间的交通出行，车辆制式和线路特征依各国标准不同而有所不同，运行速度一般为35～40 km/h，而最大车速可达到80 km/h。就容量指标而言，单向高峰小时断面流量可达4万人次以上，属于大容量快速轨道交通系统。

常规地铁高运量和快速准时的目标，要求其具有专用的运行空间，当地面交通较为繁忙时多采用地下交通，当条件许可时也可采用路堤或高架路方式、实体隔离的平面式或露天置于地下的半降式，但在市区内部仍以地下线居多，如图12-1所示。

图12-1　地铁

但是，地铁造价昂贵，建设周期长，在目前情况下，地铁每公里造价高达7亿～9亿元，而建设周期长又导致了投资回收期长，更加重了投资者的疑虑，给建设筹资造成了很大的困难。

（2）小型地铁，由于土木工程费用在快速轨道交通系统的建设费用中占75%～80%，其中隧道部分更是占了相当大的比例，而隧道工程费用大致与其断面积成正比，因此致力于达成最小的隧道直径，成为工程设计的重点，而与牵引设施的相关性又导致了小型车厢的使用，于是出现了小型地铁。

小型地铁初期建设费用较低，因此可用于经济条件不允许采用常规地铁的大城市或中等城市，以解决市区内部高密度地区间的交通出行，但由于车辆的轻型化，系统的容量也随之降低，从而限制了小型地铁的广泛使用。(www.daowen.com)

小型地铁的车辆设备、线路特征、容量和车速与常规地铁存着某些相同点和一定的差异，以日本大阪的小型地铁和常规地铁为例进行介绍，如表12-4和表12-5所示。

表12-4　日本大阪常规地铁的车型特征及线路特征

表12-5　日本大阪小型地铁的车型特征及线路特征

2）轻轨

城市轻轨的敷设方式有很大的弹性，可依据不同的城市环境和运营条件设计。当地面宽度较大时，在路段上可采用实体隔离的地面轨道，在路口可降至地下或升至空中；在道路空间有限的条件下可采用全程高架。相对于高速道路而言，高架轻轨占地面积仅为其1/3～1/2，宽度有限，更易敷设，如图12-2所示。

图12-2　高架轻轨

与常规地铁相比，轻轨造价低，工期短。从总投资指标来看，地面∶高架∶地下≈1∶3∶9，资金限制大大减少，使人口在50万人左右、交通压力不大的中等城市有能力采用；同时，其建设速度快，工期短，适应了城市发展的迫切需要，且交付运营后的资金回收期短，投资风险降低，统筹可能性更大。

从噪声、废气、城市景观三方面综合考虑，轻轨系统对环境影响较小。高架轻轨产生集中型噪声，由于客运量大，因此人均噪声小，而相同运量的道路交通由于产生分散型噪声，人均噪声大且不易治理。

此外，高架轻轨使用电动牵引，不会产生直接废气污染，同时其又吸引了大量的机动车客流，减少机动车废气排放，保护了城市大气环境。城市轻轨可采用钢结构，轻巧美观，影响城市景观程度小，可在不破坏原有风格的前提下大幅度提高交通能力。

3）单轨系统

就技术上的定义而言，单轨系统是指以单一轨梁支撑车厢并提供引导作用而运行的轨道交通系统，如图12-3所示。根据支撑方式的不同，单轨系统可以分为跨座式和悬挂式。

图12-3　单轨系统

根据车型不同，单轨系统单方面小时运量可达5 000～40 000人，一般用于市区内高峰小时单向断面流量在此区间内的客流运送或作为市区通往机场、码头等大型对外交通枢纽的客运交通干线。

单轨系统一般利用城市道路中央隔离带设置结构墩柱，由于采用单一轨梁，因此相对于城市轻轨轨道，其所占的空间更小，对沿线城市景观的影响程度较轻微。以区间双线轨道结构宽度为代表指标，跨座式单轨系统约为5 m，悬挂式单轨系统约为7 m，而地铁和轻轨分别为8.5～9.0 m和8.0～8.5 m。

单轨道系统作为专为高架类型所发展的快速轨道交通系统，土方工程量不大，建设成本较低。单轨交通的车辆和轨道容易检查和维修保养，轨道使用寿命长，因此，运营管理费用相对较低。而且，单轨交通轨道结构比较简单，标准轨道梁可在工厂预制，现场拼装，既保证了精度又便于施工，从而可缩短建设工期。

就环境影响而言，单轨车辆采用了橡胶轮胎和空气弹簧转向架，在运行中振动小、噪声低，而电力牵引方式则保障了没有污染空气的废气排出，因此，有利于保持清洁安静的城市环境。

但是，由于单轨系统属于胶轮胶轨体系，轮轨间摩擦较大，因此能源消耗要比地铁约高50%。此外，单轨系统还存在着稳定性问题，跨座式单轨系统需要设置辅助车轮，悬挂式单轨系统的摆动则随车速的提高而加剧，目前还难以有效的解决，从而影响了其广泛应用。

4）市郊铁路

现代城市发展呈现聚散双向运动的特征，“散”表现在城市居住人口为了追求更好的生活环境向郊区扩散，“聚”表现在市中心集约开发和高强度利用，使城市工作人口向市中心凝聚，造成了大量人口在郊区居住，在市中心工作，产生流向集中且时间性差异明显的大量客流，于是运量大、速度快、污染轻的市郊铁路应运而生，把市区和郊区连成一体，提供郊区副中心与市区间、卫星城与城市间的通勤服务，如图12-4所示。

图12-4　市郊铁路

随着郊区副中心的形成和扩展，市郊铁路也可不限于市区、郊区的连接，而以市中心为核心，覆盖周围地区，承担市中心与郊区及郊区与郊区间长距离、大运量的运输，成为城市快速铁路。

市郊铁路编组灵活，可适应通勤出行的时间集中性和方向性，根据客流大小，调整编车组数及发车间隔，有较高的加减性能和较好的运行秩序，能实现高效运输。在高峰期，市郊铁路可按10～12辆编组，单向每小时最大运送能力可达6万～8万人，属于城市轨道交通中的高容量系统。

与地铁、轻轨等轨道交通形式相比，市郊铁路具有大站高速的特点，市区内站间距为1.5～3 km，运营速度可达到80 km/h以上，因而可大大缩短中、远途出行时间。

市郊铁路多采用电力机车牵引，轮轨导向，起动快，对环境没有毒废气排放，空气污染少，噪声小。同时，市郊铁路的能耗也较低，与环境的协调性较好。

市郊铁路的车辆类型、线路特征均接近大铁路，往往与之有方便的联络线或设备共用。在郊区建设时还可以利用既有铁路设施稍加改造成为全封闭的地面轨道，同时市郊铁路站间距长、车站结构简单，因此投资少，工程费用仅为地铁工程费用的1/5和高架铁路费用的1/2。

此外，市郊铁路的建设对城市形态合理发展也具有良好的作用。一方面，市郊铁路运量大、运点长、准点率高，可有效缓解城区向外扩展过程中新开发居住区的道路交通拥挤，解决卫星城居民的通勤通学问题，提高新开发居住区、工业区吸引力，刺激市郊进一步开发，有利于卫星城的形成。另一方面，市郊铁路的建设加快了城市中心区向新建城区和郊区疏散，减少市中心区人口，为旧城改造减少拆迁工作量，有利于中心区改建。

5）新交通系统

都市新交通系统一般是指自动导航运输系统（Automated Guideway Transit，AGT），即已完全自动操作的车厢沿着具有专用路权的固定轨道载运人员的快速轨道交通系统，固定轨道可为地下或高架方式，也可以敷设于地面，但必须完全与街道中的车辆及人行交通隔离。AGT车辆多采用电力驱动，污染较小。

根据服务容量及路径形式，AGT可分为三类，即穿梭或环路交通系统、群体系统及个人系统。穿梭或环路交通系统在两地之间往返或沿环状路径绕圈行驶，除可作两点间直接运输外，还可中途设站停留，这一系统通常适用较大型车厢，单车容量可达100人。群体系统主要服务于具有相同出发点及目的地的群体乘客，通常采用载客量为12～70人的中型车厢，故可视为一种自动形式的公共汽车。由于单车容量较小，因此除可以有较密的班次外，还可设置分叉路线，以便选择性地绕行主线，收集支线的乘客，而服务方式则可分定时排班或中途不停留的区间捷运。

但AGT轨路两侧需要安装导轨以诱导车辆运行，并且车速调整、车门启闭、紧靠站台等完全采用自动控制与侦测，技术含量较高，建设成本难以降低，同时AGT运量也不大。