摘要：在分析世界各國(guó)已經(jīng)正式運(yùn)營(yíng)、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(gè)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(lái)，到現(xiàn)在世界上已有36個(gè)國(guó)家和地區(qū)的78個(gè)城市修建了地下鐵道，總營(yíng)運(yùn)線路長(zhǎng)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(guó)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(lái)又叫做metropo litan rail2 way，譯為都市鐵道；德國(guó)則稱為underground bahn，簡(jiǎn)稱U2Bahn，翻譯過(guò)來(lái)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(lái)又有稱為rapidtran 2sit，是指快速交通，rail rapid transit，簡(jiǎn)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(jià)，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(guò)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(píng)價(jià)無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)的有軌電車。德國(guó)首先將部分有軌電車線路移到地下，稱為Stadtbahn，簡(jiǎn)稱S2bahn，后來(lái)在文獻(xiàn)中陸續(xù)出現(xiàn)se2mi2metro、interimetro、pre2metro，分別譯為半地鐵、過(guò)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(guó)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(guó)際公共交通聯(lián)盟正式命名為light rail tran sit，國(guó)內(nèi)譯為輕軌交通。

　　60年代初是美國(guó)經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)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(wàn)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(zhǎng)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(guó)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(guó)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(guó)出現(xiàn)light automated tran sit system，簡(jiǎn)稱為VAL系統(tǒng)，是自動(dòng)駕駛的輕型交通系統(tǒng)；美國(guó)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(yíng)效率和降低建設(shè)費(fèi)用的角度出發(fā)，國(guó)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(shuō)城市軌道交通有向多樣化發(fā)展的趨勢(shì)。

　　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(huì)背景，是城市社會(huì)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(lái)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(duì)各種軌道交通存在很多模糊的認(rèn)識(shí)，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(lái)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(duì)各種軌道交通的了解，澄清對(duì)各種軌道交通的模糊認(rèn)識(shí)，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(guó)外城市軌道交通的分類研究

　　對(duì)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(guò)于籠統(tǒng)。德國(guó)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(gè)等級(jí)，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(guó)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(guó)賓夕法尼亞大學(xué)對(duì)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(yíng)方式3個(gè)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分類和定義，這種分類方法的不足之處在于沒(méi)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(guò)程中，牽引方式始終處于非常重要的地位，牽引動(dòng)力是城市軌道交通完成運(yùn)輸?shù)幕�本原�?dòng)力，其技術(shù)水平的高低、能耗和運(yùn)價(jià)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(guó)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)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(hào)裝置，保證輕軌車輛優(yōu)先通過(guò)；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(dòng)車輛可以進(jìn)入該系統(tǒng)，由于軌道車輛和機(jī)動(dòng)車混雜行駛，運(yùn)行時(shí)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(yíng)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(hào)控制、高站臺(tái)、密閉式車站和先進(jìn)的自動(dòng)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(yíng)效率較高；（2）系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量好，對(duì)乘客具有較大的吸引力；（3）系統(tǒng)安全性最好；（4）運(yùn)營(yíng)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(dòng)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(gè)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(wú)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）線路寬度尺寸較小；（2）車輛結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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��；（5）運(yùn)行阻力小，能耗低，運(yùn)營(yíng)成本低；（6）安全性、可靠性較高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)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(duì)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(dòng)車編組、動(dòng)拖車混合編組和單元車組3種方式。

　　全動(dòng)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(dòng)，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(dòng)拖車混合編組可以根據(jù)具體情況，適當(dāng)?shù)卦黾觿?dòng)車和拖車，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(dòng)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(dòng)車和拖車通過(guò)半永久式車鉤固定連接成為一個(gè)車組，根據(jù)客流量確定列車單元個(gè)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(gè)單元車組組成，可能造成滿載率過(guò)高和過(guò)低的現(xiàn)象。