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兰州新区骨干交通制式选择研究
发布日期:2018-01-03 09:19:35
                                     兰州新区骨干交通制式选择研究
 
摘   要:骨干交通制式的选择关系到城市交通系统的运行效率,是城市可持续发展的重要基础。根据客流预测,兰州新区主要客流通道上公共
交通客流量级在1万人次/h,公共交通制式初步选择为BRT(快速公交)或现代有轨电车。从投资、政府财政补贴、客流适应性、节能环保、舒
适方便、安全性等几个方面进行综合对比,结果表明,兰州新区与现代有轨电车的互适性好,选择现代有轨电车作为骨干交通制式是合适的。
本研究对其他类似区域的骨干交通制式选择具有借鉴意义。
关键词:骨干交通制式;公共交通;现代有轨电车;适应性;兰州新区

      兰州新区地处秦王川盆地,为第五个国家级新区,位于兰州、白银两市结合部,距两者均50 km,区内交通自成一体。现阶段兰州新区正
在大规模开发建设中,急需构建兰州新区内部的骨干交通体系。
 
       1 公共交通发展目标与定位
 
       根据兰州新区总体规划和兰州新区综合交通规划,兰州新区公共交通系统的目标是构建一个规模上可满足兰州新区居民生活出行需求,品质
上达到国际先进水平,具有快速、舒适、便捷、安全、环保等特征的现代城市公共交通系统,并充分发挥公交先导作用,引导城市整体发展,支
撑各组团功能中心的形成和完善。基于兰州新区公交系统的发展目标及城市 特 征,规 划 将兰州新区公交线网结构分为两个层次:
 
       第一层次为城际公交线网,服务于兰州新区与兰白经济区其他城市的快速联系。以兰州市轨道交通线网和铁路网为基础,布局市域快线和
中川城际连接兰州市区与兰州新区。
 
       第二层次为新区内部公交线网,为主辅型布局结构,包括骨干交通和常规交通两个系统,一方面满足兰州新区内部公交出行需求,另一方面
便捷外围组团与核心组团的联系。
 
                                                              
       
      兰州新区骨干公交功能定位:兰州市城市轨道交通线网之下的次级中低运量公交系统,承担区域客流集散,是新区内部骨干交通线路,满足
组团间出行需求。
 
​       2 公共交通制式的初步选择
 
​       2.1 兰州新区骨干公交的客流量级预测
 
​       根据兰州新区总体规划,2030年规划人口为100万人,建设用地面积170 km2,根据对新区主要客流走廊的公共交通客流预测,主要客流
通道的公共交通客流量级在1万人次/h(见图1)。
 
                                                           
                                                                                     图1 兰州新区主要通道客流量级
 
​       2.2 各种公共交通方式对客流的适应性
 
​       城市公共交通系统由多种交通方式组成,大体可以分为轨道交通系统和道路路面交通系统,根据运输能力轨道交通系统又可以细分为大运
量地铁系统、中运量轻轨系统和中低运量有轨电车系统,道路路面交通系统可以分为快速公交系统(简称BRT)和常规公交系统。根据《城市公
共交通分类标准》,这5种交通方式的运量等级如表1所示。
 
              
                                                                                     表1 城市公共交通系统运能等级
 
​       由于兰州新区主要客流通道的公共交通客流量级在1万人次/h,而轻轨和地铁系统高峰小时运能在1.5万人次/h以上,建设周期较长,建设
成本高,所以新区骨干公共交通选择地铁或轻轨容易造成投资和客运能力的浪费;常规交通系统由于运能小,也难以作为新区的骨干公共交通。
有轨电车和BRT运能则介于常规公交和轻轨之间,能够适应兰州新区公共交通的客流量级,因此兰州新区公共交通制式初步选择为有轨电车或
BRT,下面对两种交通制式进行综合比选。
 
              
 
​       3 现代有轨电车与BRT的优缺点分析
 
​       现代有轨电车和BRT作为运量等级相当的两种公共交通系统,具有相似的功能定位,以下进一步对比两种系统的各项特征。
 
​       3.1 投资特征
 
​       3.1.1 初期投资
 
​       BRT造价为0.5亿~1亿元/km,有轨电车造价为0.8亿~1.8亿元/km[3],与有轨电车相比,BRT建设投资较低。但即使同一种交通方式,
标准不同时,其投资量相差也较大(见表2)。
 
              
                                                                                     表2 全国部分城市有轨电车和BRT造价对比
                                                                                     (注:兰州安宁BRT一期建成为9.1 km)
 
​       天津滨海和上海张江的有轨电车采用胶轮导轨,工程量相对较小,因此在初期投资方面造价相对较低,与后来建造的广州中山大道BRT及
兰州安宁BRT基本相当。沈阳浑南有轨电车采用中国北车生产的钢轮钢轨车辆,一次性建设成网,因此造价与BRT也基本相当。
 
​       珠海有轨电车1号线一期线路全长8.9 km,采用意大利安萨尔多地面供电技术的100%低地板有轨电车,总投资14.9亿元(含车辆场段建设
费用3.8亿元),造价为1.6亿元/km,由于车辆场段是供全线使用,而在一期工程中建设,所以均摊在一期工程中,每千米造价较高。
 
              
 
​       根据各地收集的资料,近期建成或规划建设的有轨电车制式大都选用钢轮钢轨,造价也均在1亿元/km以上。因此,在初期投资中,有轨
电车要比BRT高。

 
​       3.1.2 运营维护成本
 
​       由于国内已运营有轨电车城市的运营部门均处在成立初期,运营的维保费用等资料都还没有统计,且有轨电车的运营维护成本与客流量、
车辆制式、供电制式、技术的成熟度和国产化率息息相关,运营维护成本不断浮动变化。在运营初期,由于客流量相对较小,车辆的满载率低,
人公里运营维护成本相对较高;在运营的中后期,随着沿线规划的成熟,客流量的增大,机车车辆性能的提升,人公里运营维护成本会降低。
总体来说,有轨电车人公里运营维护成本呈逐步下降的趋势。
 
              
 
​       在运营初期,由于客流量处于培育阶段,有轨电车为保持服务质量,需要以一定频率发车,可能会导致满载率较低,人公里的运营维护成
本提高,而BRT由于单车载客能力小于有轨电车,在初期对客流的适应性较好,人公里运营维护成本相对较低;在运营中后期,有轨电车对大
客流的适应性较BRT好,且由于采用电力牵引,能耗低,钢轮钢轨维护成本低,人公里运营维护成本比BRT低。在整个计算期内,有轨电车运
营维护成本比BRT要低。
 
​       3.1.3 车辆购置费
 
​       有轨电车车辆的使用寿命为30年,BRT的车辆使用寿命为10年,因此在30年的运营周期内,BRT涉及到车辆报废,仍需购置两次车辆。而
有轨电车由于远期客流量的增加,仅需增加部分车辆,且后期有轨电车的车辆造价呈下降趋势。综合比较,后期的车辆购置成本有轨电车要比
BRT低。
 
                                                       
 
​       因此有轨电车较BRT初期投资要高,但运营成本和后期车辆购置费较BRT低。以30年为计算期,在相同的运量下,有轨电车的总投资与
BRT基本相当,甚至略低。
 
​       3.2 政府财政补贴
 
​       由于公共交通具有公益性,根据全国各地的公共交通运营经验,公共交通基本上都是亏损的,需要政府的补贴。根据西咸新区的有轨电车
测算,计算期内人公里的总成本(含运营维护成本、折旧费、摊销费和财务费用)为0.87元,而人公里的票价为0.35元,加上广告、土地开发等
其他收益,也需要财政补贴。而BRT的人公里总成本与有轨电车相当,因此采用相同的票价和相同的运量时,由于其广告、土地开发效益小于
有轨电车,需要的政府财政补贴更多。
 
​       3.3 对道路交通的影响
 
​       根据客流测试,兰州新区主要通道上的公共交通量级为1万人次/h,虽然现代有轨电车和BRT在运能上均能满足要求,但是两者对道路交
通的影响不同。
 
​       现代有轨电车可以采用不同模块的编组方式,单列运输能力可以最高达到500人,高峰小时开行20对即能满足乘客出行需求;BRT若采用
18 m长的车辆,乘客定员为160人,高峰小时需开行约60对方能满足乘客出行需求。在相同的情况下,现代有轨电车较BRT的行车密度明显降
低,对道路交通的影响明显减小。
 
                                                       
 
​       3.4 运营组织
 
​       现代有轨电车和BRT均可采用网络化的运营方式,做到运营网与路网分开。当多个路线的车辆共用一个路由,在交叉口需要分流时,由于
现代有轨电车运量大,同一线路需要开行的对数少,所以在进行运营组织时就较BRT更为方便灵活。

       有轨电车的最高运营速度为70 km/h,BRT的最高运行速度一般为60 km/h,在相同的道路和信号控制条件下,有轨电车较BRT的旅行速
度稍有优势。在准点率方面,采用隔离和信号优先的有轨电车准点率高,而社会车辆经常进入BRT专用道,BRT容易受地面交通的影响,因此
准点率差。所以,有轨电车较BRT在准点率上具有优势。



              
 
​       3.5 客流适应性
 
​       有轨电车采用模块化的车辆,在客流需求增大时,可以通过灵活的编组调整运能,系统可扩展性好,对客流变化适应性好,能够应对远景
客流增加的需求。
 
​       BRT在客流增大时,只能通过提高发车密度来扩大运能,但由于发车密度不可能无限缩小,运能提高幅度有限,对客流变化适应性较差,
难以应对远景客流增加的需求。因此在客流适应性上,有轨电车优于BRT。
 
                                                       
 
​       3.6 节能环保性
 
​       有轨电车采用电力驱动,BRT大多采用燃油驱动。在同样运量下,能耗约为BRT的1/4,小汽车的1/10。同时,有轨电车的运营噪声低,
较机动车交通要低5~10 dB。
 
​       有轨电车人公里废气排放量是BRT的1/5左右,对于拥堵和大气污染日益加重的都市,是一种非常环保的交通工具。因此从环保的角度,
有轨电车较BRT具有优势。
 
​       同时有轨电车可以与绿化结合,对轨行区进行绿化(见图2)。在建设有轨电车的同时,还能增加城市的绿化面积。这一点,在占用空间相
同的情况下,采用BRT是无法做到的。
 
              
                                                                                      图2 有轨电车轨行区的绿化 
(注:这一部分作者还讨论了:3.7 舒适方便性、3.8 安全性及对地形和气候的适应性、3.9 与公共交通规划目标的适应性、3.10 提升城市形
象,
带动沿线发展,全文请见《都市快轨交通》 2017年第4期P8-12页。)
 
​       3.11 小结
 
​       根据以上分析,有轨电车较BRT初期投资要高,但运营成本和后期车辆购置费要低,在适合两种制式同等运量情况下,有轨电车在计算期
静态成本与BRT基本相当,甚至略低。
 
​       有轨电车在整个运营期内,客票收入和运营维修成本基本相当,同时可以通过广告开发,沿线用地升值来弥补财政补贴;在相同运量下,
计算期内BRT人公里总成本比有轨电车高,需要更多的财政补贴。
 
​       同时有轨电车在节能环保、舒适准时、安全性方面比BRT具有优势,更加贴合兰州新区国家级新区的定位,适应新区公共发展目标,可以
显著提升城市形象、带动沿线发展,特别适用于新区或者新城开发的初期或者中期。越来越多的新城区选择有轨电车,有轨电车是未来公共交
通发展的方向。未来随着现代有轨电车的普及,有轨电车的成本有望进一步的降低。
 
            
 
​       4 结论
 
​       作为国家级新区,兰州新区远期100万的人口规模,现代有轨电车对新区的客流量级适应性更强;在快速、准时、舒适、节能环保上优势
明显,是带动整个地区公共交通快速发展的最佳选择;作为正在建设的新区,道路条件宽阔,土地可塑性强,骨干交通具备与规划统一协调的
先天条件,与以地面线为主的现代有轨电车特点相契合。结合综合交通发展目标及骨干通道的客流量级,兰州新区骨干交通制式宜选择有轨电
车。
 
​       
注:本文全文请见《都市快轨交通》 2017年第4期P8-12页。
 
                                                       
本文作者:李瑞杰
中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 西安

 


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