軌道交通

軌道交通

特定軌道上行駛的交通工具或運輸系統
軌道交通是指運營車輛需要在特定軌道上行駛的一類交通工具或運輸系統。最典型的軌道交通就是由傳統火車和标準鐵路所組成的鐵路系統。随着火車和鐵路技術的多元化發展,軌道交通呈現出越來越多的類型,不僅遍布于長距離的陸地運輸,也廣泛運用于中短距離的城市公共交通中。近年來,在國家政策的推動下,我國城市軌道交通取得了巨大發展。在“十三五”時期,我國城市軌道交通運營裡程數持續增長,并且地鐵建設規模加快,其它制式軌道交通協同有效發展。與此同時,“十三五”時期累計客運量較“十二五”增長81.7%,投資總額較“十二五”翻一番多。
  • 中文名:軌道交通
  • 外文名:Rail Transit
  • 适用領域:
  • 所屬學科:
  • 其他名稱:鐵路交通、軌道交通系統
  • 基本釋義:輪軌形式的交通運輸系統
  • 主要特征:運輸車輛需在軌道上行駛
  • 常見類型:傳統鐵路、城市軌道交通

概況

常見的軌道交通有傳統鐵路(國家鐵路、城際鐵路和市域鐵路)、地鐵、輕軌和有軌電車,新型軌道交通有磁懸浮軌道系統、單軌系統(跨座式軌道系統和懸挂式軌道系統)和旅客自動捷運系統等。在中國國家标準《城市公共交通常用名詞術語》中,将城市軌道交通定義為“通常以電能為動力,采取輪軌運轉方式的快速大運量公共交通的總稱。”

根據服務範圍差異,軌道交通一般分成國家鐵路系統、城際軌道交通和城市軌道交通三大類。軌道交通普遍具有運量大、速度快、班次密、安全舒适、準點率高、全天候、運費低和節能環保等優點,但同時常伴随着較高的前期投資、技術要求和維護成本,并且占用的空間往往較大。

定義

廣義軌交

廣義上的軌道交通是指各種由火車、鐵路、車站和調度系統(包括調度設備和調度人員)所共同組成的路面交通運輸工具,包括一切傳統鐵路系統和新型軌道系統。廣義軌道交通的主體就是傳統鐵路,包括高速鐵路。

狹義軌交

狹義上的軌道交通一般特指城軌、即城際軌道交通和城市軌道交通兩大類型,如珠三角城際快速軌道交通、東莞軌道交通等。一般來說,軌道交通比較多用于稱呼在經濟發達地區中新建的各種中短距離客運鐵路系統。

早期的一些地方政府或大衆媒體不知道很多城際軌道交通采用國鐵制式建設,即城際鐵路、簡稱城鐵,所以很多事實型城際鐵路都被大家習慣性地稱為城際軌道、簡稱城軌,如廣珠城軌、莞惠城軌等。實際上準确地說,它們屬于城際軌道交通中的城際鐵路範疇,是國家鐵路中支線路網的組成部分。

軌道交通最常被用于簡稱現代城市軌道交通。随着中國城市化進程加快,很多城市開始興建服務于城市境内的各種輕型化鐵路系統,比如地下鐵路、輕軌鐵路、單軌鐵路、磁懸浮鐵路等。由于軌道形式多種多樣,所以當地的市内鐵路公司會将這一系列的鐵路系統都以“軌道交通”概況,成立城市軌道交通公司,比如重慶軌道交通公司。

地鐵系統是城市軌道交通中運用最廣泛的鐵路系統種類,絕大多數城市的軌道交通主體也是地鐵系統。因此部分城市的軌道交通以“地鐵”概況,成立某市地鐵公司,如廣州地鐵。不過這裡的“地鐵”已經不局限于地鐵系統,還包括市内其它類别的軌道交通,如“廣州地鐵”就包括了不同于地鐵系統的自動旅客捷運系統(簡稱APM)。

鐵路簡介

軌道交通主要有三大類。

傳統鐵路

傳統鐵路是最原始的軌道交通,分普速鐵路和高速鐵路兩大類。它主要負責大規模兼遠距離的客貨運輸,通常由大型機車牽引多節車廂或車皮進行運載。傳統鐵路是軌道交通的核心成員,事關國家的經濟和軍事命脈。

傳統鐵路在中短距離市域鐵路中的運用同樣很廣泛,如北京和溫州的市域鐵路,都采用了傳統鐵路技術。

城際軌道

城際軌道交通是一種綜合屬性介于傳統鐵路和城市軌道交通之間的新興軌道交通類型。它主要負責高速度兼中距離的旅客運輸,通常由大型動車組運載乘客以實現相鄰城市間的快速聯絡,滿足城市群間的溝通交流。

城際軌道一般采用傳統鐵路技術,所以又稱城際鐵路,部分城際軌道采用地鐵系統技術,如廣佛地鐵。

城市軌道

城市軌道交通是以電能為主要動力能源,采用輪軌運轉體系的大運量快速公共交通系統。它主要負責無障礙兼短距離的旅客運輸,通常由輕型動車組或有軌電車作為運送載體,有效緩解城市内部密集客流的交通壓力。

城市内部的軌道交通,其系統技術和外觀形式繁多複雜,很多城市将境内所有非國鐵性質的各種公共軌道交通統稱為“軌道交通”,成立當地的軌道交通公司,如重慶軌道交通(集團)公司。因地鐵系統在多數城市的公共軌道交通中占的比例最大,所以有的城市全部市内的軌道交通系統都被以“地鐵一詞”概括,成立當地的地鐵公司,如廣州地下鐵道總公司。廣州地鐵不僅包括地鐵系統,也涵蓋了旅客自動輸送系統和有軌電車系統。

鐵路系統

軌道交通是屬于集多專業、多工種于一身的複雜系統,通常由軌道路線、車站、車輛、維護檢修基地、供變電、通信信号、指揮控制中心等組成。城市軌道交通的運輸組織、功能實現、安全保證均應遵循有軌道交通的客觀規律。在運輸組織上要實行集中調度、統一指揮、按運行圖組織行車。在功能實現方面,各種有關于專業如線路、車站、隧道、車輛、供電、通信、信号、機電設備及消防系統均應保證狀态良好,運行正常。在安全保證方面,主要依靠行車組織和設備正常運行,來保證必要的行車間隔和正确的行車線路。

為了保證列車運行安全、正點,在集中調度、統一指揮的原則下,行車組織、設備、車輛檢修、設備運行管理、安全保證等均由一系列規章制度來規範。列車運行是一個多專業、多工種配合工作,圍繞安全行車這一中心而組成的有序聯動、時效性極強的系統。軌道交通系統中,采用了以電子計算機處理技術為核心的各種自動化設備,從而代替人工的、機械的、電氣的行車組織、設備運行和安全保證系統。如ATC(列車自動控制)系統可以實現列車自動駕駛、自動跟蹤、自動調度;SCADA(供電系統管理自動化)系統可以實現主變電所、牽引變電所、降壓變電所設備系統的遙控、遙信、遙測和遙調;BAS(環境監控系統)和FAS(火災報警系統)可以實現車站環境控制的自動化和消防、報警系統的自動化;AFC(自動售檢票系統)可以實現自動售票、檢票、分類等功能。這些系統全線各自形成網絡,均在OCC(控制中心)設中心計算機,實現統一指揮,分級控制。因此,僅僅是單一的火車或者軌道并不屬于鐵路系統,鐵路系統在概念定義上不等同于軌道或列車。例如,高速鐵路、高速列車和高鐵系統,三者概念不同,勿混淆。

城市中使用車輛在固定導軌上運行并主要用于城市客運的交通系統稱為城市軌道交通。在中國國家标準《城市公共交通常用名詞術語》中,将城市軌道交通定義為“通常以電能為動力,采取輪軌運輸方式的快速大運量公共交通的總稱”。

城市軌道交通是指具有固定線路,鋪設固定軌道,配備運輸車輛及服務設施等的公共交通設施。“城市軌道交通”是一個包含範圍較大的概念,在國際上沒有統一的定義。一般而言,廣義的城市軌道交通是指以軌道運輸方式為主要技術特征,是城市公共客運交通系統中具有中等以上運量的軌道交通系統(有别于道路交通),主要為城市内(有别于城際鐵路,但可涵蓋郊區及城市圈範圍)公共客運服務,是一種在城市公共客運交通中起骨幹作用的現代化立體交通系統。

鐵路分類

軌道交通可以參照多種依據進行分類。

鋼軌重量

重型軌道、輕型軌道。傳統鐵路、現代地鐵和高級輕軌采用的都是重型軌道(因為載重要求較高)。

軌道形式

雙軌鐵路、單軌鐵路和凹槽鐵路。傳統鐵路、現代地鐵輕軌和有軌電車系統都采用雙軌鐵路;除了傳統單軌鐵路,常導型磁懸浮軌道和永磁體懸浮軌道也屬于單軌鐵路;氣懸浮軌道和超導型磁懸浮軌道屬于凹槽鐵路。

營運速度

高速軌道和中低速軌道。高快速軌道系統一般能允許列車在該區間路段的最高運行速度達到200km/h以上。

地位作用

(1)城市軌道交通是城市公共交通的主幹線,客流運送的大動脈,是城市的生命線工程。建成運營後,将直接關系到城市居民的出行、工作、購物和生活。

(2)城市軌道交通是世界公認的低能耗、少污染的“綠色交通”,是解決“城市病”的一把金鑰匙,對于實現城市的可持續發展具有非常重要的意義。

(3)城市軌道交通是城市建設史上最大的公益性基礎設施,對城市的全局和發展模式将産生深遠的影響。為了建設生态城市,應把攤大餅式的城市發展模式改變為伸開的手掌形模式,而手掌狀城市發展的骨架就是城市軌道交通。城市軌道交通的建設可以帶動城市沿軌道交通廊道的發展,促進城市繁榮,形成郊區衛星城和多個副部中心,從而緩解城市中心人口密集、住房緊張、綠化面積小、空氣污染嚴重等城市通病。

(4)城市軌道交通的建設與發展有利于提高市民出行的效率,節省時間,改善生活質量。國際知名的大都市由于軌道交通事業十分發達方便,人們出行很少乘私人車輛,主要依靠地鐵輕軌等軌道交通,故城市交通秩序井然,市民出行方便、省時。

技術發展

德國的動車技術系列、加拿大的動車技術系列、法國的動車技術系列等軌道交通技術代表着世界先進水平,我國軌道交通技術通過近幾年的引進和開發,也基本達到世界先進水平,但關鍵的牽引控制技術仍以國外産品為主。

從20世紀90年代建設的上海1号線和廣州1号線地鐵開始,我國城市軌道交通建設廣泛采用各國最新技術裝備,已經建成了具有世界一流技術水平的城軌交通系統,但軌道交通技術仍處于引進、消化、吸收和創新階段。

20世紀90年代前,世界各國均采用切換電阻的有級調速直流電機系統或采用電力電子控制的無級斬波調壓調速直流電機系統。1990年,可關斷晶閘管(GTO)、絕緣栅晶體管(IGBT)元件出現後,發達國家地鐵開始采用直-交變頻、變壓調速交流電機的交流傳動系統。我國從20世紀90年代開始,除上海1号線地鐵外,所有新建地鐵線、單軌線、輕軌線均采用IGBT模塊的交流傳動系統。交流傳動車與直流傳動車相比,用電量能降低40%;由于采用再生制動,閘瓦用量減少一半以上;車輪磨耗小,車輪更換周期延長;交流電機維修工作量很小。

地鐵A型車(車寬3米/3.2米)和B型車(車寬2.8米)均全面采用國際上普遍應用的無搖枕轉向架。這種轉向架具有結構簡單、零部件少、重量輕、維修工作量少等優點。轉向架采用兩系懸挂減振結構,一系采用金屬橡膠疊層結構,二系采用空氣彈簧,并設有高度自動調整閥,通過排氣和供氣,自動調整車輛地闆面高度,使之與站台面相匹配。地鐵A型車、B型車、線性電機車、單軌車、低地闆輕軌車等所有不同類型車輛的轉向架均在我國國内生産。

技術特點

運輸能力

城市軌道交通由于高密度運轉,列車行車時間間隔短,行車速度高,列車編組輛數多而具有較大的運輸能力。單向高峰每小時的運輸能力最大可達到6萬~8萬人次(市郊鐵道);地鐵達到3萬~6萬人次,甚至達到8萬人次;輕軌1萬~3萬人次,有軌電車能達到1萬人次,城市軌道交通的運輸能力遠遠超過公共汽車。據文獻統計,地下鐵道每公裡線路年客運量可達100萬人次以上,最高達到1200萬人次,如莫斯科地鐵、東京地鐵、北京地鐵等。城市軌道交通能在短時間内輸送較大的客流,據統計,地鐵在早高峰時1h能通過全日客流的17%~20%,3h能通過全日客流的31%。

準時性

城市軌道交通由于在專用行車道上運行,不受其他交通工具幹擾,不産生線路堵塞現象并且不受氣候影響,是全天候的交通工具,列車能按運行圖運行,具有可信賴的準時性。

速達性

與常規公共交通相比,城市軌道交通由于運行在專用行車道上,不受其他交通工具幹擾,車輛有較高的運行速度,有較高的啟、制動加速度,多數采用高站台,列車停站時間短,上下車迅速方便,而且換乘方便,從而可以使乘客較快地到達目的地,縮短了出行時間。

舒适性

與常規公共交通相比,城市軌道交通由于運行在不受其他交通工具幹擾的線路上,城市軌道車輛具有較好的運行特性,車輛、車站等裝有空調、引導裝置、自動售票等直接為乘客服務的設備,城市軌道交通具有較好的乘車條件,其舒适性優于公共電車、公共汽車。

安全性

城市軌道交通由于運行在專用軌道上,沒有平交道口,不受其他交通工具幹擾,并且有先進的通訊信号設備,極少發生交通事故。

空間利用

大城市地面擁擠、土地費用昂貴。城市軌道交通由于充分利用了地下和地上空間的開發,不占用地面街道,能有效緩解由于汽車大量發展而造成道路擁擠、堵塞,有利于城市空間合理利用,特别有利于緩解大城市中心區過于擁擠的狀态,提高了土地利用價值,并能改善城市景觀。

費用低廉

城市軌道交通由于主要采用電氣牽引,而且輪軌摩擦阻力較小,與公共電車、公共汽車相比節省能源,運營費用較低。

污染較低

城市軌道交通由于采用電氣牽引,與公共汽車相比不産生廢氣污染。由于城市軌道交通的發展,還能減少公共汽車的數量,進一步減少了汽車的廢氣污染。由于在線路和車輛上采用了各種降噪措施,一般不會對城市環境産生嚴重的噪聲污染。

技術等級

等級

I級

Ⅱ級

Ⅲ級

Ⅳ級

V級

系統類型

高運量

大運量

中運量

次中量

低運量

使用車輛類型

A型車

B型車

C-I,C-Ⅱ型車

C-Ⅱ型車

現代有軌電車

最大客運量(單向萬人次/h)

4.5-7.5

3.0~5.5

1.0~3.0

0.8~2.5

0.6~1.0

線路形态

隧道為主

隧道為主

地面或高架

地面為主

地面

路用情況

專用

專用

專用

隔離或少量混用

混用為主

項目等級

I級

Ⅱ級

Ⅲ級

Ⅳ級

V級

站台

平均站距(m)

800~1500

800~1200

600~1000

600~1000

600~800

站台長度(m)

200

200

120

站台高低

低(高)

車輛

車輛寬度(m)

3.0

2.8

2.6

2.6

2.6

車輛定員(人)

310

240

220

220

104~202

最大軸重

16

14

11

10

9

最大時速(km/h)

80~160

80

80

70

45~60

平均運行速度(km/h)

60

60

55

50

45

軌距(mm)

1435

1435

1435

1435

1435

額定電壓(V)

DC1500

DC750

DC750

DC750(600)

DC750(600)

受電方式

架空線/第三軌

架空線/第三軌

架空線/第三軌

架空線/第三軌

架空線

列車自動保護

有/無

列車運行方式

ATO/司機駕駛

ATO/司機駕駛

ATO/司機駕駛

司機駕駛

司機駕駛

行車控制技術

ATC

ATC

ATP/ATS

ATP/ATS

ATS/CTC

列車最大車輛編組

6~8

6~8

4~6

2~4

2

列車最小行車間隔

90

90

90

150

300

表1.1城市軌道交通技術等級表

基本類型

城市軌道交通種類繁多,技術指标差異較大,世界各國評價标準不一,并無嚴格的分類。由于城市軌道交通在世界範圍内發展較快,地區、國家、城市的不同,服務對象的不同等,使城市軌道交通發展成為多種類型。尚無十分統一的分類标準,不同的分類方法,可以分出不同的結果。

若按容量(運送能力),可分為高容量、大容量、中容量和小容量;

若按導向方式,可分為輪軌導向和導向軌導向;

若按線路架設方式,可分為地下、高架和地面;

若按線路隔離程度,可分為全隔離、半隔離和不隔離;

若按軌道材料,可分為鋼輪鋼軌系統和橡膠輪混凝土軌道梁系統;

若按牽引方式,可分為旋轉式直流、交流電機牽引和直線電機牽引;

若按運營組織方式,可分為傳統城市軌道交通、區域快速軌道交通和城市(市郊)鐵路。

城市軌道交通按運能範圍、車輛類型及主要技術特征可分為有軌電車、地下鐵道、輕軌道交通、市郊鐵路、單軌道交通、新交通系統、磁懸浮交通七類。現分述如下:

有軌電車

現代有軌電車(Tram或Streetcar)是使用電車牽引、輕軌導向、1~3輛編組運行在城市路面線路上的低運量軌道交通系統。

有軌電車是最早發展的城市軌道交通之一,一般設在城市中心穿街走巷運行,具有上下車方便的特點。

有軌電車起源于城市公共馬車,為了多載客,人們把馬車放在鐵軌上。随着電動機的發明和牽引電力網的出現,世界上第一條有軌電車線于1888年5月在美國弗吉尼亞州裡士滿市開通。到20世紀20年代,美國的有軌電車總長達2.5萬km。到20世紀30年代,歐洲、日本、印度和中國的有軌電車有了很大發展。1906年,中國第一條有軌電車線在天津北大關至老龍頭火車站(今天津站)建成通車,随後上海、大連、長春、鞍山、北京、南京等城市相繼修建了有軌電車或電鐵客車,在當時的城市公共交通中發揮了重要作用。

舊式的有軌電車單向運輸能力一般在1萬人次/小時以下,通常采用地面路線,與其他車輛混合運行,運行速度一般在45km/h左右。舊式有軌電車由于運能、擠占道路、噪聲等問題,在20世紀五六十年代世界上各大城市紛紛拆除有軌電車線路,改建運量大的地鐵或輕軌道交通通。中國的有軌電車在20世紀50年代末已拆得所剩無幾,僅大連、長春兩城市保留。大連還對有軌電車進行了改造,使其成為城市的一張名片。

舊式的有軌電車已停止了發展,基本上完成了它的曆史使命。經改造後的現代有軌電車與性能較差的輕軌道交通通已很接近,隻是車輛尺寸稍小一些,運營速度接近20km/h,單向運能可達2萬人次/小時。

地鐵

地鐵(Metro或UndergroundRailway或Subway或Tube)是城市快速軌道交通的先驅。地鐵是由電力牽引、輪軌導向、具有一定規模運量、按運行圖行車。地鐵的運能,單向在3萬人次/小時,最高可達6~8萬人次/小時。最高速度可達120km/h,旅行速度可達60km/h以上,可為3~8節編組,車輛運行最小間隔可低于1.5min。驅動方式有直流電機、交流電機、直線電機等。地鐵造價昂貴,每公裡投資在3~6億元人民币。地鐵有建設成本高,建設周期長的弊端,但同時又具有運量大、建設快、安全、準時、節省能源、不污染環境、節省城市用地的優點。地鐵适用于出行距離較長、客運量需求大的城市中心區域。國家規定,常住人口超過二百萬的大城市就可以修建地鐵了。地鐵的主要技術參數如表1.5所示。

順序

項目

技術參數

順序

項目

技術參數

1

高峰小時單向運送能力(人)

30000~70000

9

安全性和可靠性

較好

2

列車編組

4~8節(大陸規定)

10

最小曲線半徑(m)

300

3

列車容量(人)

3000以上

11

最小豎曲線半徑(m)

3000

4

車輛構造速度(km/h)

80~120

12

舒适性

較好

5

平均運行速度(km/h)

60

13

城市景觀

無大影響

6

車站平均間距(m)

600~2000

14

空氣污染、噪聲污染

7

最大通過能力(對/h)

30

15

站台高度

一般為高站台

8

與地面交通隔離率

95%

地鐵的主要技術參數

地下鐵道由于大部分線路在地下或高架通行,因此技術水平要求較高,可靠性和安全性要求也高。地鐵系統與國家幹線鐵路一樣,主要由線網、軌道、車站、車輛、通信信号等設備構成,要求各部門能夠有機結合,協同動作,最大限度地完成輸送任務。

輕軌

輕軌(Light Rail Transit,簡稱LRT)

輕軌light rail的定義規範最早來自于美國UMTA《城市公共交通扶持法》,由美國城市軌道交通管理局在1972年創造的,來描述在歐洲和美國正在發生新的變革的軌道交通,輕軌的“輕”源自于UMTA對這種交通方式的描述,節選一句話,Light in this context is used in the sense of "intended for light loads and fast movement" rather than referring to physical weight,實際上“輕”指的是輕載重,而不是輕軸重和軌重,事實上跟軸重、軌重根本沒任何關系,很多人誤解的是輕軌指軌道的重量輕,實際上輕軌的軌重很多時候是超過國鐵的,根本不輕。

輕軌的另一種稱呼Overhead來源于1893年開通的英國利物浦輕軌(Liverpool Overhead),意為在“頭頂上的鐵路系統”,可惜該輕軌系統已于1956年停止運營并被拆除。

輕軌是個比較廣泛的概念,公共交通國際聯會(UITP)關于輕軌運營系統的解釋文件中提到:輕軌是一種使用電力牽引、介于标準有軌電車和快運交通系統(包括地鐵和城市鐵路),用于城市旅客運輸的軌道交通系統。

輕軌一般采用地面和高架相結合的方法建設,路線可以從市區通往近郊。列車編組采用2~6輛或單節,鉸接式車體。由于輕軌采用了線路隔離、自動化信号、調度指揮系統和高新技術車輛等措施,最高速度可達60km/h,克服了有軌電車運能低、噪聲大等問題。

由于輕軌具有投資少(每公裡造價在0.6億~1.8億元人民币)、建設周期短、運能高、靈活等優點,因此發展很快。無論是發達國家,還是發展中國家,輕軌方興未艾。各國紛紛根據自已的國情,制定相應的輕軌發展戰略和模式。縱觀各國情況,大緻有以下三類發展模式:一是改造舊式有軌電車為現代化的輕軌。這種模式以德國、前蘇聯及東歐各國為典型代表。二是利用廢棄鐵路線路改建成輕軌路線。這種方式以美國聖叠戈輕軌為代表,歐洲也有類似的情況,如瑞典的哥德堡、德國的卡爾·馬克思州也都采用這一方式。中國上海五号線、武漢軌道交通1号線一期工程也屬于這種方式。三是建設輕軌新線路的方式。對有些城市而言,修建輕軌比修建地鐵更經濟實惠,因此,諸如馬尼拉、鹿特丹、中國香港等城市相繼新修了輕軌線路。

經過100多年的發展,輕軌已形成3種主要類型:鋼輪鋼軌系統、線性電機牽引系統和橡膠輪輕軌系統。

鋼輪鋼軌系統即新型有軌電車,是應用地鐵先進技術對老式有軌電車進行改造的成果。

線性電機牽引系統(Linear Motor Car)是曲線性電機牽引、輪軌導向、車輛編組運行在小斷面隧道及地面和高架專用線路上的中運量軌道交通系統。20世紀80年代,加拿大成功地開發了線性電機驅動的新型軌道交通車輛。它采用線性電機牽引、徑向轉向架和自動控制等高新技術,綜合造價節約近20%。它與輪軌系統兼容,便于維護救援,具有較大的爬坡能力。線性電機技術在加拿大、日本、美國都取得了較大的成功,由此研制的線性電機列車也投入了使用。線性電機列車在中國的廣州和北京也有應用。由于線性電機列車具有車身矮、重量輕、噪聲低、通過小半徑曲線和爬坡能力強等優點,可以輕便地鑽入地下,爬上高架,是地下與高架接軌的理想車型。以線性電機作動力,其意義還在于它引起了軌道車輛牽引動力的變革。

橡膠輪輕軌系統采用全高架運行,不占用地面道路,具有振動小、噪聲低、爬坡能力強、轉彎半徑小、投資較少等優點。

磁懸浮

磁懸浮交通(Magnific Levitation for Transportation),中國應用城市有上海與長沙。是一種非輪軌黏着傳動,懸浮于地面的交通運輸系統。磁懸浮列車是利用常導磁鐵或超導磁鐵産生的吸力或斥力使車輛浮起,用以上的複合技術産生導向力,用直線電機産生牽引動力,使其成為高速、安全、舒适、節能、環保、維護簡單、占地少的新一代交通運輸工具。

新交通系統

新交通系統(Automated Guideway Transit,簡稱AGT)是一個模糊的概念,不同國家和城市對此都有不同的理解,還沒有統一和嚴格的定義。廣義上認為,AGT是那些所有現代化新型公共交通方式的總稱。狹義上新交通系統則定義為:由電氣牽引,具有特殊導向、操作和轉向方式膠輪車輛,單車或數輛編組運行在專用軌道梁上的中小運量軌道運輸系統。

在新交通系統中車輛在線路上可無人駕駛自動運行,車站無人管理,完全由中央控制室的計算機集中控制,自動化水平高。新交通系統與獨軌道交通通有許多相同之處,最大的區别在于該系統除有走行軌外,還設有導向軌,故新交通系統也稱為自動導軌道交通。新交通系統的導向系統可分為中央導向方式和側面導向方式,每種方式又可分為單用型和兩用型。所謂單用型是指車輛隻能在導軌上運行,兩用型則指車輛既可在導軌上運行,又可以在一般道路上行駛。

新交通系統最早出現在美國,當初多為一種穿梭式往返運輸乘客的短距離交通工具,曾被稱為“水平電梯”或稱為“空中巴士”、“快速交通”。在逐漸發展成一種城市客運交通工具後,一般稱為“客運系統”(People Mover System)。後來日本和法國又作了進一步的技術改造和發展,并使其成為城市中的一種中運量客運交通系統。日本稱為新交通系統(意指含有高度自動化新技術的交通系統),以區别于其他各種交通運輸工具。法國稱為VAL系統,名稱來源于輕型自動化車輛(Vehicle Automatique Leger)的法文字母字頭的拼音,也有一種說法VAL一詞的來曆是線路起始地名字頭縮寫而得名。

新交通系統自1963年美國西尼電氣公司研發面世後,在世界許多地方被逐漸推廣采用,尤以日本和法國無論是技術還是規模都處于領先的地位。世界各地己有幾十條規模不等,用途不同,具體構造也有所不同的新交通系統線路。日本有10條線路,日本将高架獨軌和新交通系統看做現代化的象征,故從1976年起做出規定,新交通系統可使用國家的财政資助,因而促進了新交通系統的發展。

中國内地的新交通系統處在起步階段,天津市于2006年為紀念天津有軌電車百年在濱海新區開通了全長7.6公裡的亞洲首條膠輪導軌線路,北京市于2008年奧運會前開通了服務于首都機場T3航站樓的新交通系統,上海市也于2009年開通了膠輪導軌電車。中國台灣地區的台北市1994年建成,1996年3月投入運營的木栅線(中山中學至木栅動物園),線路全長10.8km,其中高架線10km、地下線0.8km,采用VAL制式,屬中運量新交通系統。中國香港20世紀90年代後期建設的新機場從登機廳到機場主樓,為接運旅客也建成了一條長約1km采用VAL制式的新交通系統。

城市軌道交通經過較長時間的發展,不同運量等級的線路,有不同形式的交通系統适應,在同一等級線路上,有多種可供選擇的交通形式。表1.6列出了上述六種軌道交通系統的主要特征。

項目融資

分類

投融資模式是指投融資活動的運行機制和管理制度,包括投融資管理主體、投融資組織形式等。基于城市軌道交通既具有社會公益性,又有市場經濟特性,它的建設運營可以由政府直接提供,也可以在政府給予支持下由私人企業通過市場提供。國内外城市軌道交通建設投融資可以分為政府主導型投融資模式和市場化競争型投融資模式兩類。

1、政府主導投融資模式

政府主導投融資模式,即政府負責全部建設投資與運營補貼,指定一家機構負責城市軌道交通項目投資、建設、運營的具體執行。政府投融資模式有政府财政出資與政府債務融資兩種資金籌措途徑。

政府主導投融資模式的優點是關系簡單,政府決策、執行、協調效率高,并且利用政府信用良好,融資速度快,可以在短時期内集中财力、物力和人力,加快城市軌道交通項目的建設進程。

而政府主導投融資模式的缺點,一是政府财政壓力較大,由于政府财力和能提供的信用程度有限,導緻融資能力不足,無法滿足城市軌道交通建設運營所需大量資金;二是資金使用效率低下,可能滋生腐敗,并且責任劃分不明确,存在于建設、運營之間的矛盾雖然被掩飾,但不利于提高投資效率。不利于轉換企業經營機制而進行投資主體多元化的股份制改制,無法對建設者和經營者建立成本的激勵與約束機制。

2、市場化投融資模式

市場化投融資模式是指政府不再作為城市軌道交通項目的投融資主體,而是由企業在市場化規則下,采用商業貸款、發行股票、債券、産業投資基金等商業化融資手段,負責城市軌道交通項目的融資、建設、開發、運營。為了使城市軌道交通項目具有一定的赢利能力以吸引社會資本參與,政府通常給予城市軌道交通項目許多的優惠政策,包括城市軌道交通線路沿線土地的商業、物業開發等,從而改進項目的資金運營狀況,創造具有吸引力的項目融資環境,并且降低城市軌道交通項目融資成本。

城市軌道交通市場化投融資模式的優點是可以通過吸引廣泛的社會資金來減輕當地政府的财政壓力,也有利于城市軌道交通運營企業完成市場化改制,轉換企業經營機制,提高企業經營效率,杜絕政企不分而導緻的官僚化、腐敗化。

該模式最典型的就是香港地鐵的建設與經營,它的主要特點是政府将地鐵沿線若幹規劃地塊劃撥給地鐵公司,由香港地鐵公司一并進行這些地塊的房地産、商業、物業開發,所得資金在很大程度上補貼了香港地鐵建設和運營的費用。另外,為保證城市軌道交通建設的外部效益部分能夠充分内部化,将外部收益返還給城市軌道交通建設,香港政府給予了項目公司一些土地、物業的特許經營權,并在稅收方面給予了一定的優惠。

特點

1、資金需求量巨大

城市軌道交通建設運營的資金需求量巨大。城市軌道交通項目建設投資數額巨大,并且運營後票價受到政府的限制,企業常常處于财務虧損的狀态。因此,必須尋找新的融資途徑緩解資金匮乏矛盾,從而實現城市軌道交通快速持續發展。下表為中國幾個特大城市的城市軌道交通建設資金需求量。

2、投資回報周期長

城市軌道交通建設和投資回報周期長。城市軌道交通投入運營後,出于公益性需要,票價不能定得太高,不會立即産生顯著的經營效益。當投資者對城市軌道交通項目投資以後,需要很長的時間收回投資,所以不容易引起普通投資者興趣。下表列出了一些中國城市軌道交通建設周期。

3、投資決策專業化程度高

城市軌道交通建設投資決策專業化程度高。由于城市軌道交通工程龐大,技術複雜,涉及諸多專業領域,影響其投資效益的因素非常多,而大多社會民間投資者都無法進行這樣專業化程度高的投資,因此也就很難吸引社會民間資本參與到城市軌道交通項目中來。

4、資産保值增值能力強

城市軌道交通資産保值增值能力強。城市軌道交通的網絡規模效應使其保值增值潛力較大。此外,城市軌道交通具有獨占排他性,這将使其吸引越來越多的客流,票款收入也會穩定的增長。與此同時,城市軌道交通的固定資産利用期很長,可以通過沿線商業、物業開發來增加附加收入。

資金

根據資金的可得性、供應的充足性、融資成本的高低選擇資金來源渠道。城市軌道交通資金的來源主要有以下幾個方面:

1、政府投資

在政府投資中,中央政府在最高層面上負責全國基礎設施的投資與管理,并且制訂、實施、協調和管理全國基礎設施發展規劃。而地方各級政府對本地區基礎設施建設項目進行投資和管理。随着近幾年投入的加大,政府的财政壓力也逐漸加大,所以政府對基礎設施項目的投資總額有所限制,且主要投資在一些扶貧項目上,如鄉村公路等。公路、城市軌道交通、收費高速公路等基礎設施有一定收益能力,因此政府對這些項目的投融資體制進行了改革,以緻力于減輕政府财政壓力,實現投資主體多元化,融資渠道多樣化。

2、發行股票

中國股份制改革于1983年開始試點,經過近20年的探索,已經發展到了一定的規模,并積累了許多經驗。這種直接融資方式被實踐證明是有效的,而交通基礎設施項目具有第一、第二産業的一般經營性項目所沒有的優勢:收益穩定、準行政性、準壟斷性等。通常情況下,由于投資風險相對較小,随着社會經濟的發展,其收益逐步提高,對長期持有的投資者有一定的吸引力,這就為城市軌道交通企業股票的發行提供了可能。

3、引進直接投資

改革開發以來,中國加大了引進外商直接投資的力度,但大部分集中在工業領域,在基礎設施領域很少。對于部分基礎産業領域對外開放來看,不僅開辟了新的融資渠道,而且由此引入了國外相關基礎産業先進技術和管理模式,對于提髙中國基礎設施産業的整體素質,将比單純的資金投入更有意義。

4、發行債券

跟向銀行貸款類似,向社會公開發行需要還本付息的建設債券。截止目前中國發行了多種的債券,有國家債券、鐵路建設債券、金融債券等。期限長的債券最長的有20年期國債,短期的有半年、幾個月不等。債券投資比股票投資風險小,收益更加穩定,受到投資大衆的青睐。債券的發行方式主要有三種:一是銀行、金融機構包銷;二是采用向有關部門分攤;三是向社會公開發售。

5、各類貸款

(1)政策性銀行貸款

1994年,中國成立了三家政策性銀行,即國家開發銀行、中國農業發展銀行和中國進出口銀行。其中隻有國家開發銀行跟交通基礎設施有關,直屬國務院的領導。

(2)商業銀行貸款

商業銀行貸款是指工商銀行、建設銀行、農業銀行、中國銀行、交通銀行等商業銀行利用信貸資金發放的投資性貸款。它具有償還期靈活,籌資數量大,操作手續更簡便、快捷的優點。國家投資重心向基礎設施建設傾斜,資金供給環境十分寬松。各大商業銀行也響應國家政策的号召,紛紛加大力度投放高速公路、鐵路、城市軌道交通這些收益穩定的建設項目的貸款,不斷增加信貸規模。

(3)國外貸款

自從中國加入WTO,在引進外資促進國内經濟發展方面取得了巨大成就。而中國引進并利用外資的一種重要方法就是向國外貸款。國際金融組織貸款、州政府貸款和國際商業貸款是中國的主要貸款方式。

6、投資基金

基金業務也屬于信托業務中的一種,首先發行收益憑證募集資金,然後由專門的基金經營管理機構将募集到的資金用于城市軌道交通等實業進行投資,基金管理者隻獲得管理費用,其他收益全部歸投資人所有。

産業投資基金具有以下優點:由專業的基金管理機構進行專家理财,投資者不參與投資管理,減小投資風險;對城市軌道交通項目進行權益投資,參與運營公司的管理運作,這對于提高城市軌道交通運營企業的效率,降低成本,建立健全的現代企業制度都會産生巨大的推動作用。城市軌道交通項目的收益穩定,投資風險低,保值增值能力強,對産業投資基金具有巨大的吸引力。從上述分析可以得知,中國城市軌道交通建設完全可以通過多元化投融資方式來解決政府财政資金短缺的問題,而産業投資基金正是解決這一問題最有效、最先進的方式。

中國現狀

中國已開通現代城市軌道交通的城市(括号内為開通時間)

    北京地鐵(1971.01.15)香港地鐵(1979.10.01)天津軌道交通(1984.12.28)上海軌道交通(1995.04.10)台北捷運(1996.03.28)廣州地鐵(1997.06.28)長春軌道交通(2002.10.30)大連軌道交通(2002.11.08)武漢軌道交通(2004.09.28)重慶軌道交通(2004.11.06)深圳地鐵(2004.12.28)南京地鐵(2005.09.03)高雄捷運(2008.03.09)沈陽地鐵(2010.09.27上午)成都軌道交通(2010.09.27下午)佛山地鐵(2010.11.03)西安地鐵(2011.09.16)蘇州軌道交通(2012.04.28)昆明軌道交通(2012.06.28)杭州地鐵(2012.11.24)哈爾濱地鐵(2013.09.26)鄭州地鐵(2013.12.28)長沙軌道交通(2014.04.29)甯波軌道交通(2014.05.30)無錫軌道交通(2014.07.01)青島地鐵(2015.12.16)南昌地鐵(2015.12.26)福州地鐵(2016.05.18)東莞軌道交通(2016.05.27)南甯軌道交通(2016.06.28)合肥軌道交通(2016.12.26)桃園捷運(2017.03.02)石家莊地鐵(2017.06.26)珠海現代有軌電車(2017.10.15)貴陽軌道交通(2017.12.28)廈門地鐵(2017.12.31)烏魯木齊地鐵(2018.10.25)溫州軌道交通(2019.01.23)濟南地鐵(2019.04.01)蘭州軌道交通(2019.06.23)常州地鐵(2019.09.21)徐州地鐵(2019.09.28)澳門輕軌(2019.12.10)呼和浩特地鐵(2019.12.29)連雲港城市動車(2019.12.30)太原地鐵(2020.12.26)洛陽地鐵(2021.03.28)台中捷運(2021.04.25)紹興軌道交通(2021.06.28)蕪湖軌道交通(2021.11.03)

禁帶物品

2015年5月14日北京市公布《北京市軌道交通禁止攜帶物品目錄》。根據北京地鐵的特點,目錄中明确了禁止攜帶2000毫升以上的白酒,以及禁止攜帶菜刀、鐵鍬等進入地鐵。

北京市公安局公交總隊副總隊長譚權說,目錄中以現行法律法規規定的違禁物品為明确禁帶物品的主體,例如槍支子彈、管制刀具、爆破器材、酒精等,同時,根據北京軌道交通日均客流近千萬的實際情況和安全要求,将菜刀、砍刀、美工刀等刀具,錘、斧、鏟、鍬、鎬等可能造成人身受傷的生活、生産用品等納入軌道交通禁止攜帶物品範疇。

目錄還首次明确,禁止攜帶2000毫升(含)以上白酒,5個(含)以上打火機,10盒或200根(含)以上火柴,以及包裝上帶有易燃、易爆等危險化學品标志的花露水、洗甲水等日常用品乘坐軌道交通。

凡是在安全檢查中查出禁止攜帶物品,即視為已帶入軌道公共交通領域。對于非法攜帶法律法規規定的違禁物品的,違禁物品由公安機關收繳,構成違反治安管理行為的乘客,公安機關将依法處理;構成犯罪的,依法追究刑事責任。

對于攜帶不屬于違禁物品的乘客,可自棄物品後進站乘車或者改乘其他交通工具,否則工作人員應當拒絕其進站乘車。乘客強行進入車站或者擾亂安全檢查現場秩序的,工作人員應當制止并報警依法處理。

發展前景

2008年我國城市軌道交通信息化系統市場規模僅為31億元,增長率為12.73%;到2010年,我國城市軌道交通信息化系統市場規模已達45億;到2012年,市場規模已達65億,增長率為23.19%;2013年我國軌道交通信息化系統市場規模已達81億,預計2014年将有可能達百億規模。

中國城鎮化進程較快,2011年全國的城鎮化率為51.27%,2012年全國城鎮化率為52.57%,2013年全國城鎮化率為53.73%。預測到2020年,全國的城鎮化率将超過60%,巨大的人口湧入城市,将意味着公共交通需承擔起更多運量。而伴随着城市軌道交通建設逐漸轉入運營,未來幾年城市軌道交通仍将處于供小于求的局面。預計到2020年,全國城市軌道交通客運量将超過200億人次。

2012城市軌道交通發展國際論壇14日在深圳舉行,海内外城市軌道交通領域的專家及企業圍繞新融資模式,城市軌道交通網絡建設與安全管理,以及開展第三方認證制度等方面進行研讨。

城市軌道交通作為支撐城市正常運行的大動脈,發展迅速。中國交通運輸協會城市軌道交通專業委員會主任高毓才說,十幾年前,地鐵還隻是北上廣等少數城市的“風景線”,但90年代後,中國許多城市在軌道交通建設上發展迅速,這十幾年來建成了50多條線路,約1600多公裡的運輸軌道。在下一個十年,中國城市軌道交通的發展将會更加迅速,據不完全統計,其裡程大約為2200-2500公裡,運力與運能成幾何增長。

總結中國城市軌道交通近二十年來的發展,同濟大學《城市軌道交通研究》雜志社社長孫章認為,中國城市軌道交通發展用15年走過了發達國家100年的發展曆程,軌道交通的技術和裝備也從原來的依賴進口走向自主化、國産化開發。這使得軌道裝備的市場前景巨大,已經向建設健全産業鍊發展,許多企業都希望進入裝備的生産和供應領域。

高毓才說,我國城市軌道車輛牽引系統國産化已經占據了50%的市場,在信号設備制造生産領域也同樣如此,從隻有一家公司生産經營發展至10多家企業共同競争開發。到民營企業将積極參與到這個領域的開發建設中來。因此,為了規範市場,建立統一标準,保障裝備的安全質量,我國正在積極開展獨立的第三方認證制度。

為進一步規範城市軌道交通技術裝備市場,保障城市軌道交通車輛及裝備的安全可靠,自2011年9月起我國正式在城軌技術裝備領域建立獨立第三方認證制度。最後,這個認證制度還處于探索和試驗階段,上海地鐵已在此方面做出一些嘗試。高毓才表示,希望通過獨立的第三方認證制度,能将中國城市軌道交通的認證标準與國際接軌,保障城市軌道裝備生産的安全質量。

公開資料顯示,我國城市軌道交通投資已達1.23萬億元,2012年完成1896億元,建成337公裡地鐵。2013年投資2200億元,将建成290公裡。全國已批準修建城市軌道交通的35個城市,線路裡程合計5720公裡。

2013年末,中國累計有19個城市建成投運城軌線路87條,運營裡程2539公裡。2013年實際新增2個運營城市、16條運營線路、395公裡運營裡程。在2539公裡運營裡程中,地鐵2074公裡,占總裡程的81.7%;輕軌192公裡,占總裡程的7.6%;單軌75公裡,占總裡程的3.0%;現代有軌電車100公裡,占總裡程的3.9%;磁浮交通30公裡,占總裡程的1.2%;市域快軌67公裡,占總裡程的2.6%。

截止2013年底,中國共有36座城市獲準修建城市軌道交通線路,其中19座城市的85條線路已經開通運營,總裡程達2509.52公裡。根據《“十二五”綜合交通運輸體系規劃》,到2015年,全國城市軌道建設裡程将達到3000公裡。随着行政審批權及開放民間投入資金,城市軌道交通将出現建設潮,年均增長裡程在500公裡左右。結合當前各地城市軌道交通建設現狀,預計到2020年,全國城市軌道運營裡程将達到6000公裡,在軌道交通方面的投資将達3-4萬億元。

據行業内估算,到"十二五"末,全國城軌運營總裡程将達到3000公裡,到2020年,運營總裡程将達到6000-7000公裡。

根據公布的城際軌道規劃,不僅珠三角城際軌道交通網的總投資規模就高達3700億元,其中2012年-2020年期間計劃完成1180億元。而江蘇省計劃在"十二五"完成860億元投資後,"十三五"期間再投資2100億元修建城際軌道。

太原軌道交通規劃新增3号線,目前正在籌備前期工作,預計明年可以啟動實施。

2016年1月軌道交通四期規劃拟投3248億。目前,該規劃方案力争一季度上報國家有關部門進行審批。

不僅僅是城軌市場的潛力,随着鐵路投融資體制改革的深入,支線鐵路和城際鐵路的經營權和所有權将逐漸下放到地方政府,有望帶動支線鐵路和城際鐵路的發展。而鐵路裝備制造将成為最大的受益者。

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