摘要：本文先说明了城市低运量轨道交通市场需求、优势和现有城市低运量轨道交通的问题，然后提出了打破城市低运量轨道交通系统停建、停运和拆除局面的解决方案——全面创新的新型有轨电车系统。新型有轨电车系统在轴重、车辆长度、牵引控制系统、制动系统、供电系统、通信系统、运行控制系统、路权和车辆选型等方面的全面创新，不仅大幅降低了系统的造价和运营成本，而且其整车性能处于国际领先水平，可解决现有城市低运量轨道交通系统造价高、运营成本高、客流量不足和运营协同差等问题，能充分发挥轨道交通的能耗低、乘坐舒适度高、环保性好、安全性高和使用寿命长等优势，是打破现有城市低运量轨道交通系统的大面积有轨电车规划线路停建、停运和拆除局面的完美破局方案。标准体系化的新型有轨电车是城市低运量轨道交通系统的可持续发展之路
关键词：低运量轨道交通 新型有轨电车 工程造价 运营成本 线路规划 路权 轴重 能耗 环保 标准
本文作者为马清锋（轨道车辆设计高级工程师，四川 成都 610031）
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系列文章：新型有轨电车系统的研发必要性 ——现有有轨电车系统的问题
新型有轨电车系统的研发必要性 ——城市低运量轨道交通市场需求体量和优势
城市低运量轨道交通停建、停运和拆除的破局方案 ——全面创新的新型有轨电车系统
1 引言
以有轨电车为代表的城市低运量轨道交通系统的目前局面是：大面积有轨电车规划线路停建，部分已运营项目停运和拆除。要打破此局面，需要对现有有轨电车系统进行全面创新，研发出适应城市低运量轨道交通市场需求的新型有轨电车系统，发挥轨道交通的优势，解决现有城市低运量轨道的问题。
2 城市低运量轨道交通市场需求和优势
城市低运量轨道交通系统的市场需求，一是体量大，所需运营里程至少3万公里，乐观估计可达28.56万公里到80万公里；二是市场需要轨道交通具有的能耗低、乘坐舒适度高、环保性好、安全性高和使用寿命长等方面的优势为城市提高能源利用效率，减少污染、实现“双碳”目标，提高市民出行舒适度，缓解城市交通压力、提高城市在居住和出行方面的品质和形象。详细分析见《新型有轨电车系统的研发必要性——市场需求体量和优势》。
因此，研发适用于城市低运量交通市场的新型有轨电车系统，解决交通市场末端对轨道交通的需求，打破现有有轨电车线路停建、停运和拆除的局面是非常有必要的，是城市低运量轨道交通系统走出目前困境的必然出路。
3 现有城市低运量轨道交通的问题
3.1 现有有轨电车系统的问题
从市场端分析，导致以有轨电车为代表的现有城市低运量轨道交通系统停建、停运和拆除的原因是系统的造价高、运营成本高、客流量不足和与其他交通形式的运营协同差等；从城市低运量轨道交通系统本身分析，导致城市低运量轨道交通系统系统的造价高、运营成本高、客流量不足和与其他交通形式的运营协同差的原因是系统的车辆轴重过大、车辆长度过长、制动系统缺陷、牵引控制系统复杂、供电系统复杂、通信系统复杂、运行控制系统复杂等诸多问题不符合城市低运量交通市场的需求。详细分析见《新型有轨电车系统的研发必要性——现有有轨电车系统的问题》。
总之，由于以有轨电车为代表的现有城市低运量轨道交通系统的整车和关键子系统的性能不符合城市低运量交通系统的市场需求，进而导致了以有轨电车为代表的现有城市低运量轨道交通系统的大面积停建、停运和拆除。
因此，研发适用于城市低运量交通市场的新型有轨电车系统，解决现有低运量轨道交通系统的问题，降低系统造价和运营成本，提高系统的运营协同性，配置好系统的合适运能，方便规划和建设是打破城市低运量轨道交通系统现状局面的迫切需求。
3.2 现有有轨电车系统的标准问题
有轨电车系统没有国家标准（GB），仅有城建行业标准CJ/T 417-2012《低地板有轨电车车辆通用技术条件》，对于线路设计建设和运营规范都是行业团体标准。标准CJ/T 417有轨电车的大部分内容参考了轻轨车的标准GB/T 23431-2009《城市轻轨交通铰接车辆通用技术条件》，导致现有有轨电车系统车辆、线路和运营更像轻轨车，不符合城市低运量轨道交通市场需求，亟需制定符合市场需求和特征的新型有轨电车系统的标准体系，包括车辆标准、线路规范设计标准、线路运营标准等。
4 新型有轨电车系统的全面创新
新型有轨电车系统对现在有轨电车系统进行了全面的创新设计，包括车辆编组结构、车辆内部布置、转向架结构、牵引控制系统、制动系统、供电系统、通信系统和运行控制系统的创新设计和优化。新型有轨电车系统能解决现有有轨电车系统的不符合城市低运量交通系统市场需求的造价偏高、运营成本偏高和运营协同差等问题。
新型有轨电车系统的工程静态投资（包括车辆购置费和工程造价）可控制在0.45亿～0.5亿元/km以内，仅为现有运营的有轨电车系统的工程静态投资（1.29亿～1.6238亿元/km）的27.7%～38.8%。
新型有轨电车线路的运营成本，可以控制在20元/（车*km）以内，仅为现有有轨电车线路的运营成本（58.6元/（车*km））的34.1%。
新型有轨电车系统不仅造价和运营成本低，而且其整车性能处于国际领先水平，是打破现有城市低运量轨道交通系统的大面积有轨电车规划线路停建、停运和拆除局面的完美破局方案。
4.1 整车性能
新型有轨电车系统采用等长模块化设计，优化了车辆的模块长度。车辆由多个模块采用铰接结构编组而成，编组灵活，见图1：车辆编组图。两模块和三模块车辆用于城市低运量轨道交通系统，车辆总长分别为16米和24米，载客量分别为190人和298人；四模块及以上的车辆用于城市中运量轨道交通系统的轻轨系统，四模块车辆总长为32米，载客量达到400人以上。
图1：车辆编组图
新型有轨电车系统在车辆自重、最大轴重、载客能力、最小水平曲线半径、制动性能等方面领先于国内外知名主机厂的有轨电车，见表1。
表1：整车主要性能参数及对比表
新型有轨电车系统的全面创新设计降低了整车的重量，提升了车辆的载客能力，车辆的最大轴重小于8.5吨，车辆最小载客能力为12.25人/米，均处于国际领先水平，见表1：整车主要性能参数及对比表。轴重变小降低了线路道路面和道床的结构强度要求，降低了线路建设工程量，从而降低了线路施工成本和系统造价。
新型有轨电车系统的制动系统的创新设计，解决了现有有轨电车的制动距离长的问题。新型有轨电车系统在制动性能方面远超国内外主机厂的有轨电车，见表1：整车主要性能参数及对比表。
4.2 系统路权和车型选择
新型有轨电车系统的全面创新设计，解决了车辆制动距离长，车辆总长过长，供电系统、通信系统和运行控制系统复杂等问题，从而解决了现有有轨电车系统的不符合城市低运量交通系统市场需求的运营协同差、维护运营成本高等问题。因此，采用新型有轨电车系统的线路完全可以规划为混合路权，解决了规划部门在路权规划方面的焦虑。
对于采用完全混合路权的线路，车辆宜采用100%低地板有轨电车。对于采用半独立路权的线路，宜采用高地板有轨电车，可以大幅降低线路的车辆购置费。详见《有轨电车线路车辆选型原则——高地板与低地板》。
4.3 系统造价和运营成本
4.3.1 系统造价
新型有轨电车系统的全面创新设计，大幅降低了车辆制造成本和线路建设成本。新型有轨电车系统全寿命周期成本分析（LCC）对所有子系统和配套设备采购成本以及所有工程基建成本进行了分析计算，在保证车辆主机厂和线路建设单位的各种管理费用和合理盈利的前提下，新型有轨电车系统的工程静态投资（包括车辆购置费和工程造价）可控制在0.45亿～0.5亿元/km以内，仅为现有运营的有轨电车系统的工程静态投资（1.29亿～1.6238亿元/km）的27.7%～38.8%。
4.3.2 运营成本
新型有轨电车系统的全面创新设计，大幅降低了有轨电车系统的维护零部件的采购成本，维护工程量和运营维护管理人员数量，从而大幅降低了有轨电车线路的运营成本，可以控制在20元/（车*km）以内，仅为现有有轨电车线路的运营成本（58.6元/（车*km））的34.1%。
5 新型有轨电车系统的可行性分析
在调研了大量常规交通系统、轨道交通系统以及相关文献资料和数据，结合多年有轨电车系统的研制经验，进行了大量分析、研究、创新方案设计、计算等工作，论证了新型有轨电车系统的可行性，通过对系统的整车和关键子系统进行全面创新设计，完全可以解决现有城市低运量轨道交通系统的问题。图2是新型有轨电车系统研发过程文件。
图2：新型有轨电车系统研发过程文件
6 新型有轨电车的标准体系
新型有轨电车系统标准体系的建立将为以有轨电车为代表的城市低运量轨道交通系统的可持续发展保驾护航，保证新型有轨电车系统的建设在国家法律法规和标准的规定下有序开展。
新型有轨电车系统的性能和特征满足城市低运量交通系统的需求，在研发、验证和试运营后，需要对其进行标准化，建立车辆标准、线路规范设计标准、线路运营标准等系列标准，引导有轨电车的健康发展。标准体系化的新型有轨电车是城市低运量轨道交通系统的可持续发展之路。
7 结语
城市低运量轨道交通系统需求的体量大，所需运营里程至少3万公里，乐观估计可达28.56万公里到80万公里；市场迫切需要解决以有轨电车为代表的现有城市低运量轨道交通系统的问题，降低其造价和运营成本，充分发挥轨道交通系统在能耗、载客量、乘坐舒适度、环保性、安全性和使用寿命等方面的明显优势，大幅度提升交通末端网络的轨道交通覆盖率，满足中小城市、大城市郊区发展轨道交通的愿望，为新型城镇化提供低成本、高效率的交通解决方案。
在整车性能和关键子系统全面创新的新型有轨电车系统，不仅大幅降低了系统的造价和运营成本，而且其整车性能处于国际领先水平，解决了现有城市低运量轨道交通系统造价高、运营成本高、客流量不足和运营协同差等问题，充分发挥了轨道交通的能耗低、乘坐舒适度高、环保性好、安全性高和使用寿命长等优势，是打破现有城市低运量轨道交通系统的大面积有轨电车规划线路停建、停运和拆除局面的完美破局方案。
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