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王起功簡(jiǎn)介:
1985年研究生畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)并獲取碩士學(xué)位后工作于山東省科學(xué)院，先后擔任過(guò)山東省科學(xué)院新技術(shù)開(kāi)發(fā)總公司副總經(jīng)理，山東省計算中心副主任/副研究員，山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所所長(cháng)/研究員，山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所總工程師以及山東省自動(dòng)化學(xué)會(huì )第五屆常務(wù)副理事長(cháng)，山東省自動(dòng)化學(xué)會(huì )第六屆理事會(huì )秘書(shū)長(cháng)等職務(wù)。
近年來(lái)，先后組織承擔過(guò)山東省重大科技攻關(guān)項目“智能卡技術(shù)及應用研究”；
山東省科技項目“IC卡讀寫(xiě)器應用系統研究與開(kāi)發(fā)”；“CPU-IC卡金融應用模式的研究”“基于的嵌入式系統在工業(yè)過(guò)程控制和智能儀表中的應用研究”等科研項目的研究工作；
先后負責由山東省石油總公司，山東省建設銀行，山東省科學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“嵌入式智能卡加油站極其金融結算信息化管理系統”；由華夏銀行，濟南市自來(lái)水公司，山東省科學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“智能卡水表及城市公共收費管理系統”；以及由濟南煉油廠(chǎng)，天津煉化集團，山東省科學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“煉化企業(yè)智能卡信息管理系統”等應用項目的研究和開(kāi)發(fā)。
在國際合作和交流方面，組織參與了與烏克蘭國家科學(xué)院控制論研究所，德國國家研究中心關(guān)于“弱磁場(chǎng)低溫超導量子干擾技術(shù)在心臟疾病檢測技術(shù)“的研究和交流以及國內外學(xué)術(shù)交流活動(dòng)等。
先后主持承擔了山東省科協(xié)2008年度學(xué)術(shù)重點(diǎn)項目“城市軌道公共交通發(fā)展戰略”；
山東省科協(xié)2009年度學(xué)術(shù)重點(diǎn)項目“太陽(yáng)能熱利用技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向”的研究和參與了“2007-2008山東省科學(xué)發(fā)展報告”的編撰工作等。
1 引言
當前，世界上許多國家的大中型城市都在面臨著(zhù)城市交通擁堵、由汽車(chē)尾氣排放造成的城市環(huán)境污染、石油能源依賴(lài)以及城市居民生活環(huán)境質(zhì)量下降等問(wèn)題。圍繞城市交通擁堵問(wèn)題，通過(guò)增加交通供給與引導交通需求并舉，國內外采取了多種方案和措施。大力發(fā)展公共交通作為解決這一問(wèn)題的行之有效方法、和以軌道交通作為城市公交主體，都得到了普遍認同。
城市軌道交通是區別于小運量的無(wú)軌交通和大鐵路而言，在城市中有軌的、大運量的公共交通運輸系統，是公共交通的重要組成部分。作為城市公共交通的骨干，它具有節能、省地、運量大、全天候、無(wú)污染（或少污染）又安全等特點(diǎn)，特別適應于大中城市。城市軌道交通種類(lèi)繁多，按照用途可分為城市鐵路、市郊鐵路、地下鐵道、輕軌交通、城市有軌電車(chē)、獨軌交通、磁懸浮線(xiàn)路、機場(chǎng)聯(lián)絡(luò )鐵路、新交通系統等。
我國正處于城市化進(jìn)程、又適值汽車(chē)工業(yè)振興和汽車(chē)消費普及階段，交通需求和交通壓力急劇增加，交通擁堵、能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題日趨明顯；而我國大多數城市仍以汽車(chē)作為公交主體，根本不能有助于問(wèn)題的解決。合理應對和解決這些問(wèn)題，已引起了社會(huì )的廣泛關(guān)注并成為我國城市化進(jìn)程中的當務(wù)之急，許多城市正處于交通發(fā)展規劃的制定階段。
本文通過(guò)對歐洲軌道電車(chē)系統的復興經(jīng)驗與應用模式的分析，以及對不同公共交通方式的適應性特點(diǎn)的比較，探討新型軌道電車(chē)系統的應用模式。
2 軌道電車(chē)在歐洲的復興與新型軌道電車(chē)的應用
除了大力發(fā)展地鐵、輕軌等形式的城市軌道交通外，世界上發(fā)達國家的許多大都市更注重多種方式的結合，以形成四通八達而又準時(shí)的城市公共交通系統。相對于我國多數城市以汽車(chē)為主的城市公交系統而言，軌道電車(chē)在歐洲的復興和應用發(fā)展，值得研究和借鑒。
2.1 歐洲城市軌道電車(chē)的發(fā)展過(guò)程與復興
與多數城市中的軌道電車(chē)幾近銷(xiāo)聲匿跡所不同，在以德國、法國為代表的歐洲，軌道電車(chē)交通在經(jīng)歷了19世紀末到20世紀初的興起、二戰前后的全盛發(fā)展、50年代末的逐步衰退之后，又于70年代末開(kāi)始了軌道電車(chē)交通建設的復興。在英國倫敦、法國巴黎、德國柏林、瑞士蘇黎士、奧地利的維也納等城市，軌道電車(chē)又重新回到了城市公共交通中的重要角色，歐洲國家基本上完成了城市軌道交通體系的復興建設。
除了軌道電車(chē)技術(shù)的改進(jìn)和新型軌道電車(chē)的應用等技術(shù)因素外，推動(dòng)歐洲軌道電車(chē)復興的更主要的因素是：70年代末的逐漸暴露并日趨嚴重的、伴隨大量私有汽車(chē)和公共汽車(chē)迅速膨脹而帶來(lái)的系列城市交通和環(huán)境問(wèn)題，如道路擁堵、尾氣排放和噪音染、汽車(chē)停放對城市空間的擠占、汽油消耗對石油能源緊張的加劇等，人們開(kāi)始從城市環(huán)境、經(jīng)濟可持續發(fā)展的戰略角度對城市公共交通系統與城市環(huán)境建設發(fā)展的關(guān)系重新審視。
可以說(shuō)，歐洲軌道電車(chē)交通的發(fā)展歷史，很大程度上反映了整個(gè)世界軌道交通技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，這一過(guò)程既是技術(shù)發(fā)展的過(guò)程，也是經(jīng)濟發(fā)展的過(guò)程；歐洲軌道電車(chē)交通的復興，更是人們對于公共交通不斷認識和定位的過(guò)程，代表了軌道電車(chē)的發(fā)展趨勢。
2.2 歐洲新型城市軌道電車(chē)系統的幾個(gè)應用典范
(1)法國斯特拉斯堡的軌道電車(chē)交通系統是在軌道電車(chē)徹底消失之后新建的新的現代化城市軌道電車(chē)系統 作為世界歷史文化遺產(chǎn)保護區，針對軌道電車(chē)消失后的交通堵塞，特別是空氣污染、噪音對城市環(huán)境和歷史文物的污染和破壞，經(jīng)過(guò)多年的論證，1991年城市當局出臺改善城市公共交通的政策和指導原則、1994底第一條嶄新的現代化城市軌道電車(chē)系統投入運行、目前已建成覆蓋城區全部公共交通的四條軌道電車(chē)線(xiàn)路。該系統被認為是歐洲最現代化、最時(shí)髦的城市公共交通系統，并成為這古老城市的一道靚麗城市景觀(guān)。其基本特點(diǎn)為：建設新的現代化城市軌道電車(chē)系統作為城市公共交通的骨干，采用先進(jìn)的低平臺技術(shù)軌道電車(chē)和先進(jìn)的信息調度與自動(dòng)控制技術(shù)；將公共汽車(chē)交通轉移出城區；減少汽車(chē)在市區和進(jìn)入城市中心區域的流量；城市空間的規劃要適應新的公共交通系統的發(fā)展。
(2)德國曼海姆的軌道電車(chē)交通系統通過(guò)對原有軌道電車(chē)交通體系的拓展而形成 該城市二戰前已形成以軌道電車(chē)為核心的城市公共交通體系，在戰后的恢復重建中，堅持軌道電車(chē)交通系統，從而很好地避免了汽車(chē)急劇增加給城市交通造成的壓力等問(wèn)題，成為軌道電車(chē)公共交通系統的典型代表。通過(guò)合理的布局和完善的系統配置，形成覆蓋整個(gè)城市中心區域的12條軌道電車(chē)交通線(xiàn)路，保證城區內任何一點(diǎn)的乘客都可在15分鐘內到達就近車(chē)站；并通過(guò)提高單列載乘客容量、采用先進(jìn)的定位導航技術(shù)和自動(dòng)化交通調度和控制系統、靈活優(yōu)惠的票價(jià)體系，保證準時(shí)、經(jīng)濟、快捷；同時(shí)，充分利用和發(fā)揮軌道交通便于延伸和擴展的優(yōu)勢，與相鄰地區和城市合作，形成跨地區、跨城市的軌道公共交通網(wǎng)絡(luò )，促進(jìn)了城市間的交通、旅游和經(jīng)濟發(fā)展。
(3)開(kāi)姆尼茨模式是城市中心有軌電車(chē)與周邊鐵路貫通運行的模式 作為坐落在德國山脈中部、市內已形成軌道電車(chē)路網(wǎng)的經(jīng)濟中心，開(kāi)姆尼茨的周?chē)植贾?zhù)多個(gè)中型人口居住中心和新建住宅群落，其間已有鐵路線(xiàn)路連接。從1992年起，開(kāi)始著(zhù)手通過(guò)鐵路路網(wǎng)和有軌電車(chē)線(xiàn)路間的無(wú)換乘、實(shí)現客流整合，主要工作包括低底板有軌電車(chē)選型、電力－內燃混合動(dòng)力應用、電車(chē)線(xiàn)路與鐵路銜接處改造，目前已形成4條線(xiàn)路。該模式面向乘客的方便、城市外圍交通的公交化和客流整合，不僅充分利用了原有鐵路線(xiàn)路資源，同時(shí)提高了線(xiàn)路的載客率和運行效率，在為公眾提供快捷方便經(jīng)濟的公共交通的同時(shí)，減少了城間汽車(chē)交通的壓力。是軌道電車(chē)在城間交通中成功應用的經(jīng)濟型案例。
2.3 城市交通發(fā)展的核心戰略
歐洲城市軌道公共交通系統的復興，提供了解決汽車(chē)發(fā)展給城市帶來(lái)的諸多問(wèn)題的解決途徑和策略，體現了歐洲城市交通系統發(fā)展戰略的新趨勢。即：以構建新的現代化軌道電車(chē)系統作為城市交通的核心因素，突出以人為本和可持續發(fā)展二個(gè)目標，綜合考慮公交規劃與城市可持續發(fā)展、公交運力與服務(wù)質(zhì)量、汽車(chē)流量與交通堵塞、環(huán)境污染與能源緊張。具體作法和目標是：建設人性化的城市公共交通系統，最大程度地提升運載能力和方便性；減少城區私車(chē)使用和汽車(chē)流通量，緩解道路交通擁擠現狀，減輕對城市的環(huán)境污染；降低公交系統對石油能源的依賴(lài)；城市交通和城市發(fā)展規劃相結合。
3 我國城市公交現狀及軌道交通方式的比較
(1)城市發(fā)展與汽車(chē)保有量劇增,是加重交通擁堵和環(huán)境污染的外部需求因素 改革開(kāi)放的30年，是我國城市化進(jìn)程加快、汽車(chē)工業(yè)迅速發(fā)展、汽車(chē)消費劇增的階段。城市發(fā)展一方面體現在城市個(gè)數增加、城市規模擴大、大城市數量增長(cháng)，截止2007年末，我國的城市數量已達655個(gè)，其中，市區人口100-200萬(wàn)的83個(gè)、200萬(wàn)以上的36個(gè)；另一方面體現在城市擴展建設的功能區域化、衛星城以及由多城市構成共同經(jīng)濟帶等特點(diǎn)。汽車(chē)保有量快速增加具有三個(gè)鮮明特點(diǎn)，一是2000年后逐年加速的膨脹（如圖1）；二是其中的私人汽車(chē)和民用轎車(chē)保有量所占比例逐年提高，已近60%；三是公交車(chē)輛的增長(cháng)速度遠低于私家車(chē)的增長(cháng)速度。
城市的人口增加和格局調整帶來(lái)了客流量和交通需求的增大、汽車(chē)保有量的劇增帶來(lái)了交通壓力的膨脹，加之以公共汽車(chē)為主的公交體系不能滿(mǎn)足，直接導致了汽車(chē)擁有量向上路量的轉化，交通結構由公共交通向個(gè)人交通的轉化，從而加重了交通擁堵和環(huán)境污染。
(2)城市建設缺少交通規劃、低效率的公共交通系統，難以解決交通擁堵和環(huán)境污染問(wèn)題 圍繞解決城市交通擁堵問(wèn)題的資源供給因素，一方面，我國城市發(fā)展的早期缺少交通規劃，造成道路容量資源不足、路網(wǎng)不合理等，突出表現為：人均道路面積低、且增長(cháng)速度遠低于交通量的增長(cháng)速度，路網(wǎng)密度與干支布局不協(xié)調、屬于低速交通系統。另一方面，公共交通發(fā)展相對遲緩、結構和形式相對單一，缺少整體性、系統性和前瞻性。以公共汽車(chē)為主體的公交系統不僅在運營(yíng)速度和服務(wù)質(zhì)量上難以滿(mǎn)足快速、準時(shí)的需求，造成公交的主導地位不到位、大多數城市的公交出行比遠不到20%；又不可避免地因低效率占道而加劇交通阻塞、因噪聲和尾氣而加劇環(huán)境污染。再者，針對汽車(chē)擁有量向上路量的高比例轉化、非公交化交通成分增加的現象，試圖通過(guò)經(jīng)濟和行政方式限制汽車(chē)新增量和上路量，在目前我國萬(wàn)人汽車(chē)擁有量還遠不及發(fā)達國家的前提下，既與人民共享改革成果的目標不符，也不有利于擴大內需的經(jīng)濟發(fā)展。
(3)常見(jiàn)幾種城市軌道公交方式的比較 由于城市公交不僅涉及到與居民出行和城市活力直接相關(guān)的交通效率與擁堵，還涉及到與居民生活和城市可持續發(fā)展相關(guān)的環(huán)境污染、能源利用和城市發(fā)展規劃，因而，對不同公交方式的比較需要從多個(gè)角度建立指標。表1給出了指標分類(lèi)和比較結果。
表1 常見(jiàn)公交方式的技術(shù)經(jīng)濟比較
(4)以軌道交通為主的城市公共交通體系的建設和規劃，正處在起步階段 面向城市的可持續發(fā)展，大力發(fā)展軌道交通，在國內已得到普遍認同。許多特大型城市開(kāi)始建設或規劃建設以地鐵和輕軌為主的城市交通主干網(wǎng)絡(luò )，截止2007年年底，其運營(yíng)線(xiàn)路長(cháng)度達775公里、在建1800多公里、規劃里程3500多公里；但對新型軌道電車(chē)系統的認識明顯不足，只有北京、上海、大連幾個(gè)城市進(jìn)行了有限線(xiàn)路的試點(diǎn)。一方面，二者的投資規模與作為發(fā)展中國家的國情不相適應，短時(shí)間內不可能達到發(fā)達國家的水平（圖2給出了這方面的差距）；另一方面，二者所適應的城市規模和交通線(xiàn)路類(lèi)型決定了其不可能成為我國所有大中型城市的解決方案，同時(shí)，離開(kāi)了其他快捷高效的公交支線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的配合、單靠幾條干線(xiàn)線(xiàn)路，既不能解決整個(gè)城市的交通阻塞問(wèn)題，又不符合方便居民、以人為本的目標。
圖2 軌道交通承擔城市交通量的百分比
由于軌道電車(chē)系統既具有軌道交通的路權獨享（或部分獨享）、非直接石油能源、高可調度能力等共性，污染小、快速準時(shí)、安全性高，遠非傳統公共汽車(chē)交通系統所能比；又在可調度能力和能源形式上優(yōu)于BRT，在投資規模上遠低于地鐵和輕軌；加之歐洲基于軌道電車(chē)系統構建城市公交網(wǎng)絡(luò )的成功實(shí)踐，軌道電車(chē)系統的應用有必要引起國內的重視和實(shí)踐。
4 軌道電車(chē)系統的應用模式
軌道交通作為城市公交發(fā)展的主體已是不爭事實(shí)。立足于以人為本和可持續發(fā)展的戰略高度，根據本地實(shí)際情況，合理選擇不同的公交方式構建城市公交系統的干/支網(wǎng)絡(luò )，既是城市交通規劃中的重要內容，也是探討軌道電車(chē)系統應用模式的基礎。
新型軌道公交電車(chē)系統作為軌道交通中的輕量級方式，既具有軌道交通環(huán)保、快捷、可調度性高等優(yōu)點(diǎn)，又有與BRT相近的經(jīng)濟性和載客能力，既可以獨立作為大中型城市的公共交通骨干，又可作為特大型城市地鐵、輕軌等干線(xiàn)方式的補充。
借鑒歐洲軌道電車(chē)在市區交通、城間交通中的應用，針對我國當前軌道交通雨后春筍般的發(fā)展趨勢，以及城市發(fā)展的不平衡和城市建設布局的新特征，本文給出以下軌道電車(chē)的應用模式：
(1)大中型城市的城區干線(xiàn) 針對人口規模200萬(wàn)以下、地質(zhì)條件不適于地鐵、客流模型多支分布的城市，建設以軌道電車(chē)為主干、汽車(chē)為末端覆蓋的綱網(wǎng)結合的公共交通系統。電車(chē)線(xiàn)路的規劃應充分體現網(wǎng)綱作用，通過(guò)環(huán)線(xiàn)、縱橫干線(xiàn)的結合，貫穿城市客流的主體方向；采用內嵌式軌道，并根據路面資源合理分布線(xiàn)路的專(zhuān)用和混用區段；嚴格控制與電車(chē)線(xiàn)路平行的公交汽車(chē)線(xiàn)路，合理配置線(xiàn)路換乘點(diǎn)。依此來(lái)減少主干線(xiàn)路的汽車(chē)流量和環(huán)境污染。
(2)城市干線(xiàn)的有效補充 一是針對客流密度的高中低分層明顯的大城市中，在高密度流向采用地鐵或輕軌線(xiàn)路覆蓋的基礎上，針對中密度流向和人口相對集中的線(xiàn)路，采用軌道電車(chē)方式，減少環(huán)境污染；一是作為干線(xiàn)外的末段覆蓋，逐步替代公交汽車(chē)。大連市軌道電車(chē)與快軌并舉的發(fā)展規劃有著(zhù)典型的代表性。
(3)新區快速通道 我國多數城市建設中普遍存在工業(yè)開(kāi)發(fā)區、高新開(kāi)發(fā)區、保稅區、新行政區、高校區等功能化新區，隨著(zhù)這些區域的發(fā)展，連接于其的路面交通壓力越來(lái)越大，咽喉現象越來(lái)越明顯，而構成其客流的主要成分為公眾對象，更有這些區域的環(huán)保目標和壓力，以快捷、環(huán)保的軌道電車(chē)取代低效的班車(chē)和公共汽車(chē)，建設新區間快速通道，對有效防止新的交通擁塞和保持城市的可持續發(fā)展意義突出。同時(shí)，軌道電車(chē)的可調度性更適于其客流時(shí)間分布的不均衡性。在該模式中，應突出軌道線(xiàn)路的分時(shí)混用和高峰時(shí)的準時(shí)保證。
(4)旅游環(huán)線(xiàn) 針對目前我國旅游景點(diǎn)集中區域的交通缺少規劃的現狀，以及旅游線(xiàn)路客流定向性高、旅游點(diǎn)對環(huán)境污染敏感的特點(diǎn)，利用新型軌道電車(chē)外觀(guān)漂亮、載客量大、無(wú)污染的特點(diǎn)，以軌道電車(chē)線(xiàn)路連接相近旅游點(diǎn)和旅游城鎮，通過(guò)旅游交通的公共化促進(jìn)旅游服務(wù)和管理。目前，論證中的杭州環(huán)西湖和新區的軌道電車(chē)線(xiàn)路有望成為典型代表。
5 結論
面向以人為本和可持續性發(fā)展的戰略，歐洲軌道電車(chē)的復興和基于新型軌道電車(chē)的城市公交主體系統的建設實(shí)踐，值得借鑒；針對我國城市發(fā)展的不平蘅性，軌道公共電車(chē)系統的應用應成為我國城市公共交通的重要組成；軌道公共電車(chē)系統既可以作為大中型城市的骨干網(wǎng)絡(luò )，又可以與地鐵、輕軌結合，新區快速通道和旅游環(huán)線(xiàn)更具有可操作性。
參考文獻
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北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號