摘要：本文分析了导致城市低运量轨道交通系统停建、停运和拆除的直接原因：造价高、运营成本高、客流量不足和运营不协调等，指出了以有轨电车为代表的城市低运量轨道交通系统本身问题：轴重过大、车辆总长不合理、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、路权选择问题等诸多整车和关键子系统的问题造成了系统的造价高、运营成本高、客流量不足和运营不协调等。这些研究分析将为研发适用于城市低运量交通市场，打破现有城市低运量轨道交通系统停建、停运和拆除局面的新型有轨电车系统提供指导方向。
关键词：低运量轨道交通 新型有轨电车 客流量 工程造价 运营成本 线路规划 路权 轴重
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，必须深入研究和分析现有城市低运量轨道交通系统本身的问题，为研发适合城市低运量交通系统的新型有轨电车系统提供解决问题的指导方向。
2 直接原因
从市场端直接分析，导致以有轨电车为代表的城市低运量轨道交通系统大面积停建规划线路、停运部分已运营线路，甚至拆除部分线路的主要原因是系统的造价高、运营成本高和线路客流量不足、运营协同差等。政府、运营方和市民等相关方均对现有有轨电车系统未能达到预期的效果而失望，在世界经济形势和财政压力下，大面积停建规划线路，部分线路停运，甚至拆除是必然结果。
2.1 造价高
2018年之前部分国内有轨电车项目的工程概况及投资的统计分析数据见表1：国内有轨电车投资（元/km）。六条线路的平均工程静态投资达到1.4694亿元/km。最低也达到了1.29亿元/km，最高则达到1.6238亿元/km。2021年，国家发展改革委、住房城乡建设部出台文件《关于印发“十四五”城市轨道交通规划建设实施方案的通知》（发改基础〔2021〕1302号），要求直接工程投资小于等于1亿元/km。这个目标对于现有的复杂的有轨电车系统实现起来相当困难，迫使建设单位想尽了各种办法，还有被追责的，最终结果不言而喻，只能是大面积停建规划线路。
表1：国内有轨电车投资指标表（见参考文献[1]）
现有有轨电车的工程静态投资是地铁造价（约5~10元/km）的 1/4~1/7。但现有有轨电车的载客能力（360～400人）仅为地铁（1950～3650人）的 1/7~1/10。因此，其性价比就不如地铁，相对来说以有轨电车为代表的城市低运量轨道交通系统的造价高了许多。
城市低运量交通系统的高峰客流量为0.3万～0.7万人/小时，低于现有有轨电车车辆（五模块，32米左右）的单向小时运力0.9万人/小时。从客流量角度考虑，城市低运量交通系统需要一种市场需求造价更低的交通制式。因此，以有轨电车为代表的城市低运量轨道交通系统的造价高了。
2.2 运营成本高
与城市快速轨道交通一样，现代有轨电车是一个复杂轨道交通系统，后期运营需要配备大规模的乘务、维保和运营管理等职能。由于系统复杂，其维保难度大，工作量大、专业性高，维保零部件贵等都是导致运营成本偏高的重要原因。据统计，现有有轨电车的运营成本高达58.6元/（车·km），是公交车的4.3倍，导致平均运营亏损达到200万元～500万元/（km·年）。比如某线路的里程仅9公里，但其运营的年亏损达到了2000多万元。
2.3 客流量不足
现有有轨电车车辆（五模块，32米左右）的单向小时运力可以达到0.9万人/小时，即一条30公里的有轨电车线路的客流负荷强度可以达到5400人次/km*日。但是，目前已经开通的有轨电车线路，除大连和淮安有轨电车线路客流负荷强度超过 1000 人次/（km·日）外，大部分线路客流负荷强度在1000 人次/km*日以下，实际运能利用率相当低，不到1/5。完全发挥不出来现有有轨电车的运能，是极其严重的资源、成本和财政浪费，对不起其投入的上亿元/km的造价。
2.4 运营协同性差
有轨电车的运营协同性差主要表现为四点：一是与其他交通出行方式产生的交通事故较多且处理速度较慢，严重影响其他交通方式；二是通过交通路口的时间较长，严重影响其他交通方式；三是限制了沿线汽车的掉头，增加了汽车的掉头距离和交通事故率；四是给沿线市民的过马路带来了不便。某些线路为了提高有轨电车的旅行速度，将原道路的非十字路口的斑马线取消了，导致市民要绕行几百米到一千多米才能到达马路对面。
3 系统问题
从现有城市低运量轨道交通系统自身分析，导致以有轨电车为代表的现有城市低运量轨道交通系统造价高、运营成本高、运营协同性差的原因涉及整个系统的主要性能指标和关键子系统。
3.1 轴重
CJ/T 417标准规定有轨电车的轴重应小于等于11吨，但大部分有轨电车的轴重都超过了此标准，达到12.5吨以上。轴重的增大要求道路的路面结构强度更高，从而增加了工程造价。轴重的增大也要求车辆的结构强度更高，从而增加了车辆制造成本。
3.2 车辆总长
现在大部分有轨电车的长度在32米～36米之间，车辆总长主要导致三个方面的问题。首先车辆总长决定站台长度，普通公交站长度满足不了，需要扩建站台或建专用站台，增加工程造价；其次是车辆总长增加了通过交叉路口的时间，影响其他交通，导致交通事故频发，增加了交通运营成本；再次是车辆越长，运力越高。32米的有轨电车车辆的单向小时运力可达0.9万人/小时。对于客流强度不高的线路，其运力发挥不出来。
3.3 牵引控制系统
现有有轨电车的牵引控制系统技术来源于传统轨道交通系统，其结构、原理和功能过于复杂，部分功能作用不大，不符合市场需求。比如车门与站台对齐功能就没有必要，有些线路为了这个功能还修建了站台屏蔽门，见图1：某有轨电车线路的站台。类似不符合市场需求的功能大幅增加了车辆制造成本和工程造价。牵引控制系统的复杂和冗余也意味着其配件价格比较贵，运营维护复杂，从而导致运营成本相当高。
图1：某有轨电车线路的站台
3.4 制动系统
现有有轨电车系统采用摩擦系数较小的钢轮钢轨进行运行和承载，导致其有一个先天缺陷：车辆运行的刹车过程中的制动时间和制动距离较长，见表2。
表2：现有有轨电车系统的制动性能
绝大部分市民对于现有有轨电车系统的制动性能是不清楚的，导致市民和其他交通车辆常与有轨电车出现摩擦和冲突，极易导致交通事故，造成交通系统的运营协同差。图2的这个事故就是小车司机不清楚轨道车辆的刹车距离较长，企图在有轨电车到来之前穿越道路造成的。在这种事故多了之后，运营单位和规划部门更愿意将现有有轨电车系统规划为半独立路权，甚至独立路权，这大幅增加了工程造价和运营成本。
图2：有轨电车与小车碰撞
3.5 供电系统
现有有轨电车系统的供电系统主要采用供电接触网，也有少部分采用车载储能+站台充电桩，还有一条线路采用地面供电模块。这三种供电制式的工程建设量都比较大，导致线路工程造价偏高。三种供电制式都存在配件贵、运营维护复杂的问题，从而大幅增加了运营成本。其中供电网和地面供电还存在因短路、漏电、杂散电流损失和电路阻损导致电力成本增加的问题。
供电网的架空电网会影响市容和其他大型车辆通过交通路口等，所以规划部门更倾向于将现有有轨电车系统规划为独立路权。
3.6 通信系统和运行控制系统
通信系统包括骨干网络子系统、专有无线电通信子系统、电话子系统、视频监视子系统、乘客信息子系统、时钟子系统、广播子系统、电源子系统、防雷接地系统等诸多子系统。
运行控制系统包括中心调度管理子系统、正线道岔控制子系统、平交路口信号优先子系统、车载信号子系统、车辆基地信号联锁子系统、培训子系统、维护管理子系统等众多子系统。
通信系统和运行控制系统的子系统和功能需求来源于大铁路、地铁等传统轨道交通的固有系统单元，其中大部分不符合城市低运量交通系统，有些水土不服，这些子系统增加了现有有轨电车系统的造价和运营维护成本。
3.7 路权选择
规划部门倾向于将现有有轨电车系统规划为半独立路权，即主线和站台为专用路权，而路口采用混合路权。首先，现有有轨电车系统的整车性能和关键子系统的问题迫使规划部门不得不将现有有轨电车系统规划为独立路权；其次，如果将路口也规划为独立路权，则线路需建高架桥，其工程造价会高到吓人，市政无法承受的程度，且有些路口涉及拆迁，无法实现。
与完全的混合路权相比，独立路权和半独立路权都会大幅增加线路的工程建设量和土地资源使用量，意味着系统的造价大幅增加。半独立路权需在路口增加交通信号优先控制系统，虽然可保证路口交通顺畅，提高有轨电车过路口的速度，减少其过路口的时间，防止交通阻塞和事故，但会地增加系统的采购成本和后期维护成本。
4 结语
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。
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停建、停运和拆除局面的迫切需求。
5 参考文献
[1] 高胜庆，王新宁，张天齐，潘昭宇：城市低运量轨道交通系统何去何从——基于多地有轨电车停建停运拆除引发的思考。北京：城市轨道交通网，2024年。
[2] 李鸿春：探索有轨电车健康发展之路。北京：中国轨道交通协会，2022年。
[3] 子岳：国内现代有轨电车共同面临的难题——客流不足。北京：轨道城市，2017年。
[4] 徐正良：有轨电车概论。北京：中国铁道出版社，2018年。
[5] 林渭勋。现代电力电子技术。北京：机械工业出版社，2011年。
[6] 高志欣。现代有轨电车牵引逆变器的开发。大连：大连交通大学，2007年。
