摘要：在分析世界各國已經(jīng)正式運(yùn)營、技術(shù)成熟的各種軌道交通的基礎(chǔ)上，從牽引方式、導(dǎo)向方式、線路專用程度、車輛編組形式及系統(tǒng)運(yùn)輸能力等5個方面界定城市軌道交通，將城市軌道交通分作7種類型，并進(jìn)行定義，為城市軌道交通的規(guī)劃和選型提供理論依據(jù)。

　　1城市軌道交通的發(fā)展概況

　　從1868年倫敦建成第一條地下鐵道以來，到現(xiàn)在世界上已有36個國家和地區(qū)的78個城市修建了地下鐵道，總營運(yùn)線路長達(dá)5500km.但由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，地下鐵道有許多不同的名稱。英國的第一條地鐵由于完全修建在地下，所以叫做underground rail2 way，譯為地下鐵道，后來又叫做metropo litan rail2 way，譯為都市鐵道；德國則稱為underground bahn，簡稱U2Bahn，翻譯過來也叫做地下鐵道；日本叫地下鐵道（漢字），也稱為都市高速鐵道；本世紀(jì)初，紐約開始修建地鐵，叫做subway，后來又有稱為rapidtran 2sit，是指快速交通，rail rapid transit，簡稱RRT，是指快速軌道交通，也有的文獻(xiàn)稱為heavy rapid tran sit，譯為重型軌道交通。為了降低地下鐵道工程造價，許多城市增加了地鐵的高架部分，甚至有的城市地鐵以高架為主，出現(xiàn)了elevated railway，譯為高架鐵道。

　　本世紀(jì)60年代，由于汽車的過度發(fā)展，使城市交通日益惡化，導(dǎo)致道路阻塞，車速下降，能源消耗、交通事故增加，促使人們重新評價無污染、經(jīng)濟(jì)的有軌電車。德國首先將部分有軌電車線路移到地下，稱為Stadtbahn，簡稱S2bahn，后來在文獻(xiàn)中陸續(xù)出現(xiàn)se2mi2metro、interimetro、pre2metro，分別譯為半地鐵、過渡地鐵和準(zhǔn)地鐵。加拿大稱為lightrapidtransitsys2tem，譯為輕型快速軌道交通系統(tǒng)。而在日本，這一系統(tǒng)被稱為輕快電車。在德國出現(xiàn)的這一軌道交通，由于其運(yùn)量介于有軌電車和地鐵之間，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，逐漸得到了發(fā)展。1978年國際公共交通聯(lián)盟正式命名為light rail tran sit，國內(nèi)譯為輕軌交通。

　　60年代初是美國經(jīng)濟(jì)繁榮時期，其人口從1940年的1.3億增加到1960年的118億，城市人口從7800萬人增至1.25億人。受汽車發(fā)展的影響，公共交通持續(xù)衰退，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的人移居郊外，城市向市郊發(fā)展，市中心則變成低收入的平民區(qū)。因此，在早晚高峰期間，市中心和郊區(qū)間出現(xiàn)了長距離的大客流量，單純依靠汽車已不能勝任這一任務(wù)。在這種情況下，美國首先提出發(fā)展新交通系統(tǒng)。到90年代，新交通系統(tǒng)在工業(yè)發(fā)達(dá)國家取得了較大進(jìn)步，日本稱為新交通系統(tǒng)（漢字），英文為new tra nsportation system；法國出現(xiàn)light automated tran sit system，簡稱為VAL系統(tǒng)，是自動駕駛的輕型交通系統(tǒng)；美國稱為peoplemover，是指大眾運(yùn)輸系統(tǒng)。

　　從運(yùn)輸需求、提高地鐵運(yùn)營效率和降低建設(shè)費(fèi)用的角度出發(fā)，國外開始研究小斷面地鐵、快速地鐵、大深度地鐵和城市內(nèi)的磁浮系統(tǒng)，可以說城市軌道交通有向多樣化發(fā)展的趨勢。

　　2研究城市軌道交通分類和定義的意義

　　交通運(yùn)輸是城市基本職能和物質(zhì)基礎(chǔ)的重要組成部分，城市發(fā)展與城市交通運(yùn)輸具有相輔相成、相互制約的密切關(guān)系。交通運(yùn)輸決定了城市的形成和發(fā)展，在城市形成之后，則要求交通技術(shù)水平與城市發(fā)展相適應(yīng)。

　　任何一種交通工具的出現(xiàn)都有一定的社會背景，是城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)果，并將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。從地下鐵道誕生以來的100多年間，出現(xiàn)了許多不同類型的軌道交通方式。每一種軌道交通方式都有著不同的特點(diǎn)，各軌道交通系統(tǒng)相互之間有著復(fù)雜的關(guān)系，由于缺乏系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論研究，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，對各種軌道交通存在很多模糊的認(rèn)識，不但概念不清楚，而且叫法也不統(tǒng)一，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)混亂，給城市軌道交通的規(guī)劃及選擇合理的軌道交通方式帶來嚴(yán)重的障礙。因此，開展城市軌道交通的分類和定義研究具有重要的意義和作用，不但可以清晰地闡明各種軌道交通的特點(diǎn)，而且有助于深化對各種軌道交通的了解，澄清對各種軌道交通的模糊認(rèn)識，為確定城市軌道交通的發(fā)展模式、為城市軌道交通的選型提供理論依據(jù)。

　　3國外城市軌道交通的分類研究

　　對城市軌道交通分類的研究比較少，日本曾經(jīng)將輕軌交通分為有軌電車型、市郊有軌電車型、地下鐵道型、鐵路電車型和新交通系統(tǒng)型等5種形式。這種分類方法由于缺乏明顯的界定范圍，未能反映出各種城市軌道交通的實(shí)質(zhì)和特性。如把有軌電車改造和各種新型交通方式都包括在輕軌交通范圍內(nèi)，分類不夠確切，過于籠統(tǒng)。德國基本是按照有軌電車改造的不同階段將輕軌交通分作4個等級，將線路的專用程度、系統(tǒng)的運(yùn)輸能力作為分類中的主要界定條件。德國的分類研究只限于輕軌交通，不能反映城市軌道交通的全貌。美國賓夕法尼亞大學(xué)對各種公共交通方式按線路專用程度、系統(tǒng)技術(shù)和運(yùn)營方式3個特點(diǎn)來進(jìn)行分類和定義，這種分類方法的不足之處在于沒有考慮城市軌道交通的牽引方式和系統(tǒng)的運(yùn)輸能力。

　　4城市軌道交通系統(tǒng)的界定范圍

　　4.1城市軌道交通的牽引方式

　　在城市軌道交通的發(fā)展過程中，牽引方式始終處于非常重要的地位，牽引動力是城市軌道交通完成運(yùn)輸?shù)幕�本原動力，其技術(shù)水平的高低、能耗和運(yùn)價的大小，一直在軌道交通的發(fā)展中占主導(dǎo)地位，影響著軌道交通運(yùn)輸成本、運(yùn)行安全和其發(fā)展，最早的地下鐵道采用的是蒸汽機(jī)車牽引。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大功率電力電子器件和電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，很快出現(xiàn)了電氣牽引的地下鐵道。當(dāng)前世界各國地下鐵道和其他城市軌道交通普遍采用直流牽引的饋電方式。這種方式具有調(diào)速范圍大、調(diào)速方便、易于控制、車輛起制動平穩(wěn)、投資省等優(yōu)點(diǎn)。它不但適用于車輛上采用的電阻控制，也適用于斬波調(diào)壓和變頻調(diào)壓等不同牽引傳動系統(tǒng)。只在客流較少的非電氣化市郊鐵道線路上采用內(nèi)燃動車組，以節(jié)省投資費(fèi)用。

　　4.2線路的專用程度

　　城市軌道交通按線路的專用程度基本上可分為3種類型：一是完全隔離的專用線路，包括隧道和高架，與其他交通方式互不影響，因此，這種系統(tǒng)的車輛具有較高的運(yùn)行速度，可以保持較高的準(zhǔn)時性和安全性；二是采用部分隔離的專用線，這類系統(tǒng)存在部分平面交叉路口，如輕軌交通在城市中心采用隔離的隧道和高架運(yùn)行方式，而在郊區(qū)交通并不繁忙的區(qū)段，允許輕軌在地面行駛，少數(shù)平交道口可設(shè)置信號裝置，保證輕軌車輛優(yōu)先通過；三是采用非隔離的全路面系統(tǒng)，這是一種混合交通，如有軌電車，城市機(jī)動車輛可以進(jìn)入該系統(tǒng)，由于軌道車輛和機(jī)動車混雜行駛，運(yùn)行時間增加，安全也難以保證。

　　線路的專用程度決定了軌道交通的運(yùn)營性質(zhì)、建設(shè)投資和系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，比較這3種類型，具有全隔離專用線路的系統(tǒng)由于可以采用較多的編組輛數(shù)、完善的信號控制、高站臺、密閉式車站和先進(jìn)的自動售檢票，使其具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)運(yùn)輸能力較大，運(yùn)行速度較高，運(yùn)營效率較高；（2）系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量好，對乘客具有較大的吸引力；（3）系統(tǒng)安全性最好；（4）運(yùn)營費(fèi)用最低；（5）更有利于城市的發(fā)展，節(jié)省有限的地面空間，合理地利用地下空間和城市的上部空間；（6）有利于實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)的自動控制。

　　全隔離的軌道交通系統(tǒng)最大的缺點(diǎn)是投資費(fèi)用大，隧道部分的費(fèi)用又高于高架部分。正因?yàn)檫@個原因，全隔離系統(tǒng)的軌道交通路網(wǎng)在城市中延伸的范圍受到一定限制。部分隔離的軌道交通系統(tǒng)和全路面系統(tǒng)之間并無明顯的界限，但部分隔離的軌道交通的優(yōu)點(diǎn)還是比較明顯的。

　　4.3城市軌道車輛的導(dǎo)向方式

　　城市軌道車輛的導(dǎo)向方式基本上分為2種類型：一種是由司機(jī)操縱在道路上運(yùn)行的方式，如公共汽車等是人工導(dǎo)向；另一種類型是輪軌導(dǎo)向，輪軌導(dǎo)向又分為鋼輪鋼軌導(dǎo)向方式和膠輪導(dǎo)向方式2種。市郊快速鐵道、地鐵、輕軌、線性電機(jī)牽引的系統(tǒng)和有軌電車等均屬于鋼輪鋼軌導(dǎo)向方式，單軌、導(dǎo)軌交通則是一種特殊的膠輪導(dǎo)向系統(tǒng)。導(dǎo)向方式是城市軌道交通重要的特性之一，影響著軌道交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行和建設(shè)費(fèi)用。

　　輪軌導(dǎo)向與司機(jī)人工導(dǎo)向系統(tǒng)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）線路寬度尺寸較�。唬�2）車輛結(jié)構(gòu)較簡單，特別是鋼輪鋼軌導(dǎo)向；（3）車輛運(yùn)行性能較好；（4）噪聲較小；（5）運(yùn)行阻力小，能耗低，運(yùn)營成本低；（6）安全性、可靠性較高，容易實(shí)現(xiàn)自動控制和自動駕駛。

　　輪軌導(dǎo)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)是與其他交通工具的兼容性較差，所需建設(shè)費(fèi)用高，對城市而言缺乏靈活性，系統(tǒng)改造和建設(shè)都有一定難度。

　　比較鋼輪鋼軌導(dǎo)向和膠輪導(dǎo)向系統(tǒng)，在正常氣候條件下，膠輪導(dǎo)向系統(tǒng)牽引性能較好，線路最大坡道可達(dá)70‰，而且噪聲較小，但膠輪導(dǎo)向在雨雪潮濕的情況下牽引性能并不理想，運(yùn)行阻力大，能耗較高，導(dǎo)向及轉(zhuǎn)折裝置比較復(fù)雜，建設(shè)費(fèi)用較高，膠輪導(dǎo)向方式只能適用全部專用的線路。

　　4.4車輛的編組形式

　　所有的城市軌道交通系統(tǒng)車輛都可以采用編組運(yùn)行的方式，不同的軌道交通系統(tǒng)編組輛數(shù)不同。如地下鐵道編組可達(dá)10輛，而有軌電車通常采用單車運(yùn)行或最多2輛編組。車輛編組形式影響到軌道交通系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備容量及車輛檢修用地面積，影響到軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用，是軌道交通系統(tǒng)的重要特性之一。車輛的編組形式受車輛類型和運(yùn)量的影響，考慮到客流量將逐年增加，按不同設(shè)計(jì)年限可以采用不同的編組形式。車輛編組形式通常有全動車編組、動拖車混合編組和單元車組3種方式。

　　全動車編組可以根據(jù)客流變化，靈活調(diào)整車輛編組輛數(shù)，而且具有整車性能不降低的優(yōu)點(diǎn)，軸重分布均勻，全部可以采用電制動，易于控制，反應(yīng)快，機(jī)械磨損小。但這種編組形式要求每輛都有獨(dú)立的牽引控制系統(tǒng)，軸重較大，電機(jī)總功率較大，耗電量增加，維修和保養(yǎng)工作量增加。

　　動拖車混合編組可以根據(jù)具體情況，適當(dāng)?shù)卦黾觿榆嚭屯宪�，電機(jī)功率利用率較高，設(shè)備集中，維修方便，維修工作量小。但車輛種類增加，動車軸重較大，拖車軸重較小，全列車重量分配不均勻。

　　所謂單元車組，是將幾輛動車和拖車通過半永久式車鉤固定連接成為一個車組，根據(jù)客流量確定列車單元個數(shù)的多少。這種編組形式，可以統(tǒng)一考慮設(shè)備布置，設(shè)備數(shù)量減少，設(shè)備能得到充分利用，重量分配均勻，維修工作量減少。由于列車由幾個單元車組組成，可能造成滿載率過高和過低的現(xiàn)象。