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王起功简介:
1985年研究生毕业于山东工业大学并获取硕士学位后工作于山东省科学院，先后担任过山东省科学院新技术开发总公司副总经理，山东省计算中心副主任/副研究员，山东省科学院自动化研究所所长/研究员，山东省科学院自动化研究所总工程师以及山东省自动化学会第五届常务副理事长，山东省自动化学会第六届理事会秘书长等职务。
近年来，先后组织承担过山东省重大科技攻关项目“智能卡技术及应用研究”；
山东省科技项目“IC卡读写器应用系统研究与开发”；“CPU-IC卡金融应用模式的研究”“基于的嵌入式系统在工业过程控制和智能仪表中的应用研究”等科研项目的研究工作；
先后负责由山东省石油总公司，山东省建设银行，山东省科学院联合开发的“嵌入式智能卡加油站极其金融结算信息化管理系统”；由华夏银行，济南市自来水公司，山东省科学院联合开发的“智能卡水表及城市公共收费管理系统”；以及由济南炼油厂，天津炼化集团，山东省科学院联合开发的“炼化企业智能卡信息管理系统”等应用项目的研究和开发。
在国际合作和交流方面，组织参与了与乌克兰国家科学院控制论研究所，德国国家研究中心关于“弱磁场低温超导量子干扰技术在心脏疾病检测技术“的研究和交流以及国内外学术交流活动等。
先后主持承担了山东省科协2008年度学术重点项目“城市轨道公共交通发展战略”；
山东省科协2009年度学术重点项目“太阳能热利用技术的提升和产业发展方向”的研究和参与了“2007-2008山东省科学发展报告”的编撰工作等。
1 引言
当前，世界上许多国家的大中型城市都在面临着城市交通拥堵、由汽车尾气排放造成的城市环境污染、石油能源依赖以及城市居民生活环境质量下降等问题。围绕城市交通拥堵问题，通过增加交通供给与引导交通需求并举，国内外采取了多种方案和措施。大力发展公共交通作为解决这一问题的行之有效方法、和以轨道交通作为城市公交主体，都得到了普遍认同。
城市轨道交通是区别于小运量的无轨交通和大铁路而言，在城市中有轨的、大运量的公共交通运输系统，是公共交通的重要组成部分。作为城市公共交通的骨干，它具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）又安全等特点，特别适应于大中城市。城市轨道交通种类繁多，按照用途可分为城市铁路、市郊铁路、地下铁道、轻轨交通、城市有轨电车、独轨交通、磁悬浮线路、机场联络铁路、新交通系统等。
我国正处于城市化进程、又适值汽车工业振兴和汽车消费普及阶段，交通需求和交通压力急剧增加，交通拥堵、能源短缺和环境污染等问题日趋明显；而我国大多数城市仍以汽车作为公交主体，根本不能有助于问题的解决。合理应对和解决这些问题，已引起了社会的广泛关注并成为我国城市化进程中的当务之急，许多城市正处于交通发展规划的制定阶段。
本文通过对欧洲轨道电车系统的复兴经验与应用模式的分析，以及对不同公共交通方式的适应性特点的比较，探讨新型轨道电车系统的应用模式。
2 轨道电车在欧洲的复兴与新型轨道电车的应用
除了大力发展地铁、轻轨等形式的城市轨道交通外，世界上发达国家的许多大都市更注重多种方式的结合，以形成四通八达而又准时的城市公共交通系统。相对于我国多数城市以汽车为主的城市公交系统而言，轨道电车在欧洲的复兴和应用发展，值得研究和借鉴。
2.1 欧洲城市轨道电车的发展过程与复兴
与多数城市中的轨道电车几近销声匿迹所不同，在以德国、法国为代表的欧洲，轨道电车交通在经历了19世纪末到20世纪初的兴起、二战前后的全盛发展、50年代末的逐步衰退之后，又于70年代末开始了轨道电车交通建设的复兴。在英国伦敦、法国巴黎、德国柏林、瑞士苏黎士、奥地利的维也纳等城市，轨道电车又重新回到了城市公共交通中的重要角色，欧洲国家基本上完成了城市轨道交通体系的复兴建设。
除了轨道电车技术的改进和新型轨道电车的应用等技术因素外，推动欧洲轨道电车复兴的更主要的因素是：70年代末的逐渐暴露并日趋严重的、伴随大量私有汽车和公共汽车迅速膨胀而带来的系列城市交通和环境问题，如道路拥堵、尾气排放和噪音染、汽车停放对城市空间的挤占、汽油消耗对石油能源紧张的加剧等，人们开始从城市环境、经济可持续发展的战略角度对城市公共交通系统与城市环境建设发展的关系重新审视。
可以说，欧洲轨道电车交通的发展历史，很大程度上反映了整个世界轨道交通技术的发展过程，这一过程既是技术发展的过程，也是经济发展的过程；欧洲轨道电车交通的复兴，更是人们对于公共交通不断认识和定位的过程，代表了轨道电车的发展趋势。
2.2 欧洲新型城市轨道电车系统的几个应用典范
(1)法国斯特拉斯堡的轨道电车交通系统是在轨道电车彻底消失之后新建的新的现代化城市轨道电车系统 作为世界历史文化遗产保护区，针对轨道电车消失后的交通堵塞，特别是空气污染、噪音对城市环境和历史文物的污染和破坏，经过多年的论证，1991年城市当局出台改善城市公共交通的政策和指导原则、1994底第一条崭新的现代化城市轨道电车系统投入运行、目前已建成覆盖城区全部公共交通的四条轨道电车线路。该系统被认为是欧洲最现代化、最时髦的城市公共交通系统，并成为这古老城市的一道靓丽城市景观。其基本特点为：建设新的现代化城市轨道电车系统作为城市公共交通的骨干，采用先进的低平台技术轨道电车和先进的信息调度与自动控制技术；将公共汽车交通转移出城区；减少汽车在市区和进入城市中心区域的流量；城市空间的规划要适应新的公共交通系统的发展。
(2)德国曼海姆的轨道电车交通系统通过对原有轨道电车交通体系的拓展而形成 该城市二战前已形成以轨道电车为核心的城市公共交通体系，在战后的恢复重建中，坚持轨道电车交通系统，从而很好地避免了汽车急剧增加给城市交通造成的压力等问题，成为轨道电车公共交通系统的典型代表。通过合理的布局和完善的系统配置，形成覆盖整个城市中心区域的12条轨道电车交通线路，保证城区内任何一点的乘客都可在15分钟内到达就近车站；并通过提高单列载乘客容量、采用先进的定位导航技术和自动化交通调度和控制系统、灵活优惠的票价体系，保证准时、经济、快捷；同时，充分利用和发挥轨道交通便于延伸和扩展的优势，与相邻地区和城市合作，形成跨地区、跨城市的轨道公共交通网络，促进了城市间的交通、旅游和经济发展。
(3)开姆尼茨模式是城市中心有轨电车与周边铁路贯通运行的模式 作为坐落在德国山脉中部、市内已形成轨道电车路网的经济中心，开姆尼茨的周围分布着多个中型人口居住中心和新建住宅群落，其间已有铁路线路连接。从1992年起，开始着手通过铁路路网和有轨电车线路间的无换乘、实现客流整合，主要工作包括低底板有轨电车选型、电力－内燃混合动力应用、电车线路与铁路衔接处改造，目前已形成4条线路。该模式面向乘客的方便、城市外围交通的公交化和客流整合，不仅充分利用了原有铁路线路资源，同时提高了线路的载客率和运行效率，在为公众提供快捷方便经济的公共交通的同时，减少了城间汽车交通的压力。是轨道电车在城间交通中成功应用的经济型案例。
2.3 城市交通发展的核心战略
欧洲城市轨道公共交通系统的复兴，提供了解决汽车发展给城市带来的诸多问题的解决途径和策略，体现了欧洲城市交通系统发展战略的新趋势。即：以构建新的现代化轨道电车系统作为城市交通的核心因素，突出以人为本和可持续发展二个目标，综合考虑公交规划与城市可持续发展、公交运力与服务质量、汽车流量与交通堵塞、环境污染与能源紧张。具体作法和目标是：建设人性化的城市公共交通系统，最大程度地提升运载能力和方便性；减少城区私车使用和汽车流通量，缓解道路交通拥挤现状，减轻对城市的环境污染；降低公交系统对石油能源的依赖；城市交通和城市发展规划相结合。
3 我国城市公交现状及轨道交通方式的比较
(1)城市发展与汽车保有量剧增,是加重交通拥堵和环境污染的外部需求因素 改革开放的30年，是我国城市化进程加快、汽车工业迅速发展、汽车消费剧增的阶段。城市发展一方面体现在城市个数增加、城市规模扩大、大城市数量增长，截止2007年末，我国的城市数量已达655个，其中，市区人口100-200万的83个、200万以上的36个；另一方面体现在城市扩展建设的功能区域化、卫星城以及由多城市构成共同经济带等特点。汽车保有量快速增加具有三个鲜明特点，一是2000年后逐年加速的膨胀（如图1）；二是其中的私人汽车和民用轿车保有量所占比例逐年提高，已近60%；三是公交车辆的增长速度远低于私家车的增长速度。
城市的人口增加和格局调整带来了客流量和交通需求的增大、汽车保有量的剧增带来了交通压力的膨胀，加之以公共汽车为主的公交体系不能满足，直接导致了汽车拥有量向上路量的转化，交通结构由公共交通向个人交通的转化，从而加重了交通拥堵和环境污染。
(2)城市建设缺少交通规划、低效率的公共交通系统，难以解决交通拥堵和环境污染问题 围绕解决城市交通拥堵问题的资源供给因素，一方面，我国城市发展的早期缺少交通规划，造成道路容量资源不足、路网不合理等，突出表现为：人均道路面积低、且增长速度远低于交通量的增长速度，路网密度与干支布局不协调、属于低速交通系统。另一方面，公共交通发展相对迟缓、结构和形式相对单一，缺少整体性、系统性和前瞻性。以公共汽车为主体的公交系统不仅在运营速度和服务质量上难以满足快速、准时的需求，造成公交的主导地位不到位、大多数城市的公交出行比远不到20%；又不可避免地因低效率占道而加剧交通阻塞、因噪声和尾气而加剧环境污染。再者，针对汽车拥有量向上路量的高比例转化、非公交化交通成分增加的现象，试图通过经济和行政方式限制汽车新增量和上路量，在目前我国万人汽车拥有量还远不及发达国家的前提下，既与人民共享改革成果的目标不符，也不有利于扩大内需的经济发展。
(3)常见几种城市轨道公交方式的比较 由于城市公交不仅涉及到与居民出行和城市活力直接相关的交通效率与拥堵，还涉及到与居民生活和城市可持续发展相关的环境污染、能源利用和城市发展规划，因而，对不同公交方式的比较需要从多个角度建立指标。表1给出了指标分类和比较结果。
表1 常见公交方式的技术经济比较
(4)以轨道交通为主的城市公共交通体系的建设和规划，正处在起步阶段 面向城市的可持续发展，大力发展轨道交通，在国内已得到普遍认同。许多特大型城市开始建设或规划建设以地铁和轻轨为主的城市交通主干网络，截止2007年年底，其运营线路长度达775公里、在建1800多公里、规划里程3500多公里；但对新型轨道电车系统的认识明显不足，只有北京、上海、大连几个城市进行了有限线路的试点。一方面，二者的投资规模与作为发展中国家的国情不相适应，短时间内不可能达到发达国家的水平（图2给出了这方面的差距）；另一方面，二者所适应的城市规模和交通线路类型决定了其不可能成为我国所有大中型城市的解决方案，同时，离开了其他快捷高效的公交支线网络的配合、单靠几条干线线路，既不能解决整个城市的交通阻塞问题，又不符合方便居民、以人为本的目标。
图2 轨道交通承担城市交通量的百分比
由于轨道电车系统既具有轨道交通的路权独享（或部分独享）、非直接石油能源、高可调度能力等共性，污染小、快速准时、安全性高，远非传统公共汽车交通系统所能比；又在可调度能力和能源形式上优于BRT，在投资规模上远低于地铁和轻轨；加之欧洲基于轨道电车系统构建城市公交网络的成功实践，轨道电车系统的应用有必要引起国内的重视和实践。
4 轨道电车系统的应用模式
轨道交通作为城市公交发展的主体已是不争事实。立足于以人为本和可持续发展的战略高度，根据本地实际情况，合理选择不同的公交方式构建城市公交系统的干/支网络，既是城市交通规划中的重要内容，也是探讨轨道电车系统应用模式的基础。
新型轨道公交电车系统作为轨道交通中的轻量级方式，既具有轨道交通环保、快捷、可调度性高等优点，又有与BRT相近的经济性和载客能力，既可以独立作为大中型城市的公共交通骨干，又可作为特大型城市地铁、轻轨等干线方式的补充。
借鉴欧洲轨道电车在市区交通、城间交通中的应用，针对我国当前轨道交通雨后春笋般的发展趋势，以及城市发展的不平衡和城市建设布局的新特征，本文给出以下轨道电车的应用模式：
(1)大中型城市的城区干线 针对人口规模200万以下、地质条件不适于地铁、客流模型多支分布的城市，建设以轨道电车为主干、汽车为末端覆盖的纲网结合的公共交通系统。电车线路的规划应充分体现网纲作用，通过环线、纵横干线的结合，贯穿城市客流的主体方向；采用内嵌式轨道，并根据路面资源合理分布线路的专用和混用区段；严格控制与电车线路平行的公交汽车线路，合理配置线路换乘点。依此来减少主干线路的汽车流量和环境污染。
(2)城市干线的有效补充 一是针对客流密度的高中低分层明显的大城市中，在高密度流向采用地铁或轻轨线路覆盖的基础上，针对中密度流向和人口相对集中的线路，采用轨道电车方式，减少环境污染；一是作为干线外的末段覆盖，逐步替代公交汽车。大连市轨道电车与快轨并举的发展规划有着典型的代表性。
(3)新区快速通道 我国多数城市建设中普遍存在工业开发区、高新开发区、保税区、新行政区、高校区等功能化新区，随着这些区域的发展，连接于其的路面交通压力越来越大，咽喉现象越来越明显，而构成其客流的主要成分为公众对象，更有这些区域的环保目标和压力，以快捷、环保的轨道电车取代低效的班车和公共汽车，建设新区间快速通道，对有效防止新的交通拥塞和保持城市的可持续发展意义突出。同时，轨道电车的可调度性更适于其客流时间分布的不均衡性。在该模式中，应突出轨道线路的分时混用和高峰时的准时保证。
(4)旅游环线 针对目前我国旅游景点集中区域的交通缺少规划的现状，以及旅游线路客流定向性高、旅游点对环境污染敏感的特点，利用新型轨道电车外观漂亮、载客量大、无污染的特点，以轨道电车线路连接相近旅游点和旅游城镇，通过旅游交通的公共化促进旅游服务和管理。目前，论证中的杭州环西湖和新区的轨道电车线路有望成为典型代表。
5 结论
面向以人为本和可持续性发展的战略，欧洲轨道电车的复兴和基于新型轨道电车的城市公交主体系统的建设实践，值得借鉴；针对我国城市发展的不平蘅性，轨道公共电车系统的应用应成为我国城市公共交通的重要组成；轨道公共电车系统既可以作为大中型城市的骨干网络，又可以与地铁、轻轨结合，新区快速通道和旅游环线更具有可操作性。
参考文献
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