跨座式單軌交通系統(tǒng)是一種優(yōu)良的中運量軌道交通系統(tǒng)，具有環(huán)保性能優(yōu)異、景觀效果好、地形地貌適應能力強、建設周期短、投資低等優(yōu)點，在我國重慶得以成功運用，目前運營良好。目前國內一些城市正在規(guī)劃建設跨座式單軌，國際上一些主要的跨座式單軌系統(tǒng)供應商和國內軌道交通研究設計單位、裝備制造企業(yè)也在積極推動國產化、自主化和技術創(chuàng)新工作。
同時，也有部分人士認為跨座式單軌存在運營成本高、高架線路影響景觀等缺點，不宜大力推廣，對此存在學術爭議。筆者認為，部分學術觀點不無道理，跨座式單軌有其適應范圍，不必過分夸大，但也存在著一些認識誤區(qū)。目前，國內已有很多文獻闡述了跨座式單軌的優(yōu)點，本文不再重復，而是著重對跨座式單軌的缺點及認識誤區(qū)進行分析，并進一步說明未獲廣泛推廣的原因，最后，針對我國城市軌道交通存在問題、發(fā)展階段的轉變及國家政策導向，提出了消除對跨座式單軌的認識誤區(qū)，在其適應范圍內大力發(fā)展的建議。
一、跨座式單軌的缺點
跨座式單軌與其他軌道交通一個顯著的不同就是采用了橡膠輪胎，因此使它具備了噪聲低、振動小、爬坡能力大、轉彎半徑小等突出優(yōu)點，也決定了它具有如下主要缺點。
1、對冰雪天氣適應性差
橡膠輪胎對冰雪天氣適應性略差，軌道梁上的冰雪容易導致列車打滑，日本單軌主要應用于中低緯度地區(qū)，也曾出現在極個別的惡劣天氣下列車限速、晚點，甚至部分停運的情況。單軌有在車頭安裝除雪刷、撒沙、噴灑融雪劑等除冰雪措施(圖1)，具有一定的除冰雪效果，也有在軌道梁上安裝伴熱帶、加熱電纜、防雪涂層等技術方案(圖2) ，采取這些措施會增加除雪效果，當然也會增加建設成本和運營成本。
2、列車牽引能耗高
跨座式單軌由于采用橡膠輪胎，提高了粘著系數，在獲得了大爬坡能力、小轉彎半徑、低噪聲振動優(yōu)勢的同時，也增加了列車的牽引能耗。根據理論計算，在相同的線路條件下，重慶單軌較B 型車能耗指標(kWh /人·km) 高28%，龐巴迪單軌由于采用永磁電機和輕量化車體，能耗較重慶單軌能耗低。根據重慶市軌道交通1 號線(地鐵6 輛B 型車編組) 、3 號線(單軌6 輛編組) 的數據對比，由于線路條件及滿載率不同，實際牽引能耗指標(kWh /人·km) 單軌較B 型車高39%。
但軌道交通能耗不能僅考慮牽引能耗，還應考察輔助能耗，地下線路的環(huán)控通風能耗遠大于高架線路，根據對重慶、廣州等地地鐵的調研，地下站輔助能耗為6500～7000 kWh /站·d，而高架站輔助能耗約為3 800 kWh /站·d，地下線輔助能耗較高架線約高71%。根據對某特大城市各條地鐵線路能耗統(tǒng)計數據，輔助能耗占總能耗的50%～72%。
綜合考慮牽引能耗和輔助能耗的運營總能耗指標，以高架為主的跨座式單軌總能耗低于以地下為主的B型車，重慶單軌( 3 號線) 綜合能耗指標( kWh /萬人·km) 較地鐵(1號線) 低42%。由此可見，跨座式單軌采用橡膠輪胎雖然增加了牽引能耗，但由于大量采用高架敷設方式，其輔助能耗遠較地鐵低，運營總能耗仍大大低于地鐵或地下敷設為主的“輕軌”。
因此，本項缺點只說對了一半，或者說不夠全面。
二、對跨座式單軌交通的認識誤區(qū)
1、“產生橡膠粉塵污染”
橡膠粉塵是目前對跨座式單軌最多的質疑。跨座式單軌采用橡膠輪胎運行，的確會產生橡膠輪胎的磨耗，但是否會形成污染值得商榷。根據研究，列車運行時橡膠輪胎磨耗形成的橡膠顆粒硬度和容重較大，無法形成飄散型可吸收顆粒物，迄今為止，沒有任何一項研究資料表明橡膠輪胎顆粒成為霧霾的污染來源。
如圖3 所示，通過對重慶跨座式單軌2、3 號線全天運行環(huán)境PM2. 5 監(jiān)測，同時與當天的PM2.5 空氣質量指數進行跟蹤記錄，取77 個樣本，未發(fā)現橡膠輪胎對環(huán)境污染有影響。
根據2015 年4 月1 日環(huán)保部公布的北京等9 個城市的大氣顆粒物源解析工作結果，“機動車尾氣、工業(yè)生產、燃煤、揚塵等是當前我國大部分城市環(huán)境空氣中顆粒物的主要污染來源，占85%～90%?！笨缱絾诬壟c城市機動車驅動方式相同，如果說道路交通產生的輪胎磨耗粉塵不會形成大氣污染，那么單軌交通也不會產生粉塵污染。
2、“疏散救援困難”
早期的跨座式單軌未設置疏散通道，遇到緊急情況下，可采用橫向救援、縱向救援和垂向救援等多種救援方式。救援方式如圖4 所示。
由圖4 可見，上述救援方式存在一定不足，在國外，如西雅圖單軌、新加坡圣淘沙單軌曾經發(fā)生單軌救援不夠及時影響疏散效率的情況。
近年來，隨著設計理念的更新和技術的提高，跨座式單軌也可在2 條軌道梁之間設置疏散通道，并兼做檢修通道和電纜托架。如重慶3 號線、拉斯維加斯單軌( 圖5) 和巴西圣保羅單軌都設置了疏散通道，因此跨座式單軌的疏散救援不再成為問題，而且高架線路疏散救援效率遠優(yōu)于地下線路。拉斯維加斯單軌救援疏散通道如圖5 所示。
3、“只有一根軌道，運營不安全”
跨座式單軌雖然采用一根軌道梁，但整個列車是騎跨在軌道梁上，列車較地鐵更難脫軌，橋梁荷載計算要考慮各種作用力及其組合作用，因此列車運行是安全的。
自 20 世紀60 年代以來，跨座式單軌在全球安全運營已超過50 年，經歷了地震( 如日本大阪單軌經歷的阪神大地震) 、海嘯、臺風的考驗，未發(fā)生乘客人身死亡事故。重慶跨座式單軌也安全運營超過10年，因此跨座式單軌的運營安全是經過實踐驗證的。
4、“運營成本高”
相對于鋼輪鋼軌的高架輕軌，同種敷設方式情況下，跨座式單軌運營成本的確略高，主要是增加了牽引能耗和橡膠輪胎更換費用。如前所述，跨座式單軌牽引能耗較地鐵B 型車高28%，走行輪需在18萬～26萬km 更換，導向輪和穩(wěn)定輪需50萬km 更換，而鋼輪鋼軌一般在80萬～100萬km 才進行輪對更換，根據統(tǒng)計資料，單軌車輛維修成本較鋼輪鋼軌輕軌高5%～10%。
但由于環(huán)保和景觀的原因，目前已經不可能在城市中心城區(qū)建設高架的鋼輪鋼軌系統(tǒng)，而跨座式單軌則可以大量采用高架方式?？缱絾诬壪鄬τ诘叵路笤O為主的“輕軌”，由于環(huán)控通風等輔助能耗低、機電設備維護費用低，因此其運營成本較鋼輪鋼軌系統(tǒng)顯著降低。
單軌列車購置費用較B 型車高，目前B 型車約600 萬元/輛，單軌車約800 萬元/輛。但單軌車購置費用較高與以往生產企業(yè)單一、市場規(guī)模小、研發(fā)成本攤銷大等因素密切相關；目前國內已有3 家以上企業(yè)能生產單軌列車，市場規(guī)模也將會大幅拓展，隨著國產化推進，單軌車輛的購置費用將會逐漸降低。
由于高架線路投資低，其折舊成本和財務成本( 貸款利息) 也較大量采用地下敷設“輕軌”低。以1條長30 km 線路為例，單軌較B 型車線路折舊成本少2.7 億元/年，還貸利息少1.6 億元/年，車輛購置費多0.5 億元/年。
因此，綜合考慮建設成本、總成本(運營成本、折舊成本、財務成本) 、運營期的車輛購置成本，在全生命周期內，跨座式單軌經濟性顯著優(yōu)于地下敷設為主的鋼輪鋼軌系統(tǒng)。
5、“只適合山城”
跨座式單軌對地形地貌良好的適應能力的確適合如重慶這樣地形復雜的城市，但這并不是一個逆反命題。由于城市環(huán)境復雜，道路狹窄、建筑物密集、河流蜿蜒、橋梁起伏，控制條件多，環(huán)境敏感因素多?？缱絾诬壘哂休^大的爬坡能力( 60‰) 和較小的轉彎半徑( 46 m) ，可以使其在選線時大幅度減少征地拆遷工程，節(jié)省工程投資和避免拆遷糾紛。因此跨座式單軌不僅適合山城，也適合其他丘陵平原城市。如圖6所示。
6、“高架線路影響景觀”
跨座式單軌是高架線路景觀影響最小的一種軌道交通制式?？缱絾诬壋袚煌üδ芡猓陨硪渤蔀橐坏懒鲃拥娘L景線，同時，乘客在車內也可觀看城市沿線風貌，具備觀景功能。國外許多城市將跨座式單軌應用于景觀要求很高的繁華商業(yè)區(qū)和風景區(qū)，如：拉斯維加斯、迪拜棕櫚島、日本沖繩、美國迪斯尼、日本迪斯尼、新加坡圣淘沙等。國外部分著名景區(qū)還在規(guī)劃建設跨座式單軌。圖7 為世界著名景區(qū)跨座式單軌線路，與周圍環(huán)境十分協(xié)調。
景觀雖然事關環(huán)境影響，但它無法像噪聲振動去用定量的技術指標衡量，它是一個主觀性很強的東西，見仁見智，一般很難形成廣泛的共識。對于景觀問題，建議有關部門及評審專家不必替地方政府和市民做主，把決定權交還直接牽涉方。
在進行軌道交通環(huán)評公示時，建設者應告訴市民跨座式單軌是一種什么樣的軌道交通、環(huán)保性能如何、景觀效果如何、與傳統(tǒng)的鋼輪鋼軌有什么差別；并計算如果建設地鐵需要花多少錢，運營每年需補貼多少錢，分攤到每個市民身上會花多少錢；如果建跨座式單軌，情況又是如何？筆者相信大多數市民會做出理性的選擇。
7、“高架線路影響土地開發(fā)價值”
由于跨座式單軌環(huán)保性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的軌道交通方式，它更適合將車站、車輛段與商業(yè)、民用建筑結合進行物業(yè)開發(fā)，融為一體。重慶軌道交通2 號線李子壩車站，車站樓上即為居民住宅，居民最初購房時曾有顧慮，后來發(fā)現既能享受軌道交通近在咫尺的便利，又無軌道交通噪聲振動的困擾。重慶建設單軌時曾因線路對臨近建筑的環(huán)保影響，購買了臨近建筑房產作為職工宿舍，后賣出大幅度升值；2 號線經過秋實花園時，曾考慮減少對其環(huán)境影響，在小區(qū)外側設置聲屏障，后小區(qū)居民反映根本就沒有什么環(huán)境影響，聲屏障反而擋視線影響景觀，要求拆除。如圖8 所示。
阿聯酋迪拜棕櫚島號稱“世界第八大奇跡”，耗資140 億美元打造聞名于世的旅游景點。人們可以通過乘坐高架的跨座式單軌列車到達棕櫚島( 圖7) 。棕櫚島建設了大量的高檔物業(yè)，銷售異?；鸨?，并未因高架單軌影響物業(yè)價值。
三、跨座式單軌未獲廣泛推廣的原因
厘清上述認識誤區(qū)后，可以發(fā)現，跨座式單軌實際上是一種性能優(yōu)良的軌道交通系統(tǒng)。但在國內，除了重慶市外，目前其他城市還沒有一條作為公共交通的跨座式單軌線路; 在國外，跨座式單軌線路與地鐵、輕軌和有軌電車相比，規(guī)模也很小，原因都在哪里？筆者從國外和國內兩方面進行分析。
1、國外
跨座式單軌發(fā)源于歐洲，但在歐美建成線路較少，這主要是軌道交通發(fā)展階段特點造成的。跨座式單軌最早起源于1888 年，但現代跨座式單軌在20 世紀60 年代才得以成型，而且早期的跨座式單軌主要作為游樂設施，比如用于美國西雅圖世博會單軌和美國加州的迪尼斯單軌。但自1863 年世界第一條地鐵在英國建成以來，歐洲、北美和日本主要城市在當時已基本建成較為完善的地鐵、輕軌和有軌電車線網。日立公司在20 世紀60 年代引進ALWEG 單軌技術后，自1964 年建成羽田機場單軌線以來，才把它逐漸發(fā)展成為一種公共交通工具。近年來，歐美城市主要是做城市軌道交通線網的完善、補足工作，且普遍存在城市規(guī)模小、人口少、道路交通秩序良好的特點，因此他們目前更適合發(fā)展現代有軌電車。簡言之，在歐美和日本等發(fā)達國家，現代跨座式單軌由于成型較晚且早期作為游樂設施的定位，錯過了發(fā)展的最佳窗口期，甚至在將其“發(fā)揚光大”的日本，也主要是一些城市的零散線路采用，作為整個軌道交通系統(tǒng)的補充和完善。
2、國內
在國內，跨座式單軌以前未獲推廣的原因主要有如下方面。
（1）我國城市軌道交通發(fā)展的階段特點決定了以往應以地鐵為主要選擇目前我國總體上仍處于軌道交通發(fā)展初期階段，以前建設軌道交通的城市主要是特大城市、大城市的骨干線路，運能需求大，跨座式單軌作為一種中運量系統(tǒng)，不能適應需求。截止到2014 年末，全國城軌交通運營城市22 個，比上年增加3個，分別是長沙、寧波和無錫。這些城市基本上都是直轄市、省會城市和中東部的計劃單列市、副省級城市，普遍存在經濟實力雄厚、人口規(guī)模大等特點，其先期建設線路都是其骨干線路。以無錫市建成的一號線為例，其遠期設計客流高峰小時最大斷面流量達到3.28 萬人/h。最近通車的青島地鐵3 號線遠期設計客流高峰小時最大斷面流量達到3.2 萬人/h。再考慮運量預測的不確定性及留有適當的運能余量，基本上超過了跨座式單軌的適應范圍，采用地鐵制式更合理。
（2）部分地方政府對軌道交通建設缺乏正確的認識，對跨座式單軌缺乏全面的了解部分地方政府認為只有地鐵才是真正意義的軌道交通，才是現代城市的標志，對地下線路高昂的工程投資和運營成本認識不足，認為高架形式的軌道交通制式影響景觀和土地開發(fā)價值，由于缺乏專業(yè)知識，對跨座式單軌存在上述一些認識誤區(qū)。
（3）軌道交通業(yè)界部分人士對跨座式單軌存有認識誤區(qū)
軌道交通業(yè)界部分人士對跨座式單軌存在上述認識誤區(qū)，并進而影響到地方政府的選擇。
四、跨座式單軌的適應范圍
跨座式單軌雖然具有諸多優(yōu)點，但作為一種中運量系統(tǒng)，有其特定的適應范圍，其適應范圍如下：
（1）中等規(guī)模城市(100～300萬人) 的軌道交通線網干線；
（2）特大城市、大城市( 300 萬人以上) 的軌道交通非骨干線路；
（3）地形復雜、道路狹窄的城市；
（4）旅游觀光城市或旅游觀光線路；
（5）對環(huán)境指標要求高的大型社區(qū)、組團的內部交通線。
由此可見，跨座式單軌與地鐵、有軌電車是不同層次的系統(tǒng)，是互補而不是替代的關系?！冻鞘熊壍澜煌üこ袒拘g語標準》( GB/T 50833—2012)對輕軌的定義為：在全封閉或部分封閉線路上運行的中運量城市軌道交通方式，線路通常設于地面或高架橋上，也可延伸至地下結構內。因此，跨座式單軌是一種廣義上的輕軌系統(tǒng)。跨座式單軌應在其適應范圍內進行推廣應用。
（本文源自：鐵道標準設計）
