有軌電車

有軌電車，又稱有軌電車或輕軌，是一種以電力牽引車輪和軌道為導向的低地板電動車。它運行在專用軌道上，有多種路權方式，是以地面線路為主的中低運量城市軌道交通系統(或大容量地面公共交通系統)。

有軌電車是一種公共交通工具，系統由軌道、線路、車輛、供電系統、車站等組成。有兩種軌道:膠輪軌道或鋼輪軌道。鋼輪軌道與鐵路軌道相似，只是有軌電車軌道一般采用凹槽軌道。有軌電車種類繁多，結構設計流暢順滑，外觀亮麗，車身顏色合適。有軌電車供電方式為接觸網供電或無接觸供電，包括第三軌供電和儲能供電。

現代有軌電車的設計速度為70公里/小時，運行速度為15 ~ 25公里/小時，交通量通常為60萬~ 12000人次/小時..有軌電車的發展可分為新興、衰落、復興三個階段，經歷了從畜力、蒸汽、電纜到第二次世界大戰前世界上廣泛使用的電力的轉變。后來由于汽車的興起，有軌電車的低效運行，以及二戰參戰國軌道交通的嚴重破壞，逐漸衰落；二戰后，由于環境污染和能源危機，有軌電車重新回到了大眾的視線，各國紛紛進行舊線改造和新線建設，有軌電車重新復興。

現代有軌電車在車輛和整體系統建設上進行了改進和升級，具有節能環保、形象美觀、高效靈活、運量中等的特點，成為一種新型的公共交通工具。截至2022年底，中國已有24個城市的有軌電車投入運營，共41條線路，運營總里程580.702公里，軌道總里程530.186公里。

鐵路

軌道是有軌電車的關鍵基礎設施之一。軌道結構起著支撐車輛運行和導向的作用，在軌道的某些區段要考慮減振降噪等措施。根據路權的特點，軌道結構一般可分為埋入式軌道和非埋入式軌道。根據運行系統的不同，現代有軌電車分為兩種:單車或鉸接式有軌電車(即鋼輪軌)和帶導軌的膠輪有軌電車(即膠輪導軌)。

橡膠輪胎導軌

橡膠輪胎導軌現代有軌電車軌道由行車道和導軌組成。車輛行駛系統為橡膠輪胎，導向輪通過導軌引導車輛行駛。一般導軌焊接成無縫結構，鋪設在路面混凝土或瀝青混凝土中。橡膠輪胎導軌電車系統由一個類似于公路的車道和一個引導車輛行駛的特殊導軌組成。車輛的行駛系統為橡膠輪胎，導向輪在導軌的約束下引導車輛行駛。導向系統由導軌和導向裝置(V形導向輪)組成。導軌通過特殊截面形狀的軌道固定在混凝土道床中。導向裝置由兩個傾斜的導向輪組成，它們以45°角接觸導軌。無軌膠輪車是法國Translohr公司的獨特技術。第一條線路于2006年在法國投入運營，之后在中國、天津、上海等多個城市投入使用。

鋼輪軌道

鋼輪軌電車采用獨立旋轉輪轉向架作為運行部件，導向是靠行走軌，類似地鐵。鋼輪軌道電車在世界上被廣泛使用。鋼輪軌現代有軌電車地面的兩根鐵軌承受著電車的重力，同時起著導向作用。鋼輪軌系統的有軌電車軌道類似于傳統的鐵路軌道，一般采用凹槽軌道。

根據軌道結構的類型，可分為有砟軌道和無砟軌道兩種。為了滿足有軌電車與其他交通工具共享路權的要求，由無砟軌道發展而來的嵌入式軌道被廣泛應用于共享路權。

有軌電車有砟軌道與傳統有砟軌道基本相同，具有成本低、維護方便的優點。過馬路時，做類似鐵路道口的特殊處理，讓公路車輛順利通過軌道。有砟軌道對城市環境有一定影響，軌道需要獨立的通行權，限制了有砟軌道在城市主城區的應用，一般在郊區等相對開闊的區域使用。

有軌電車無砟軌道的底座板或支撐層一般澆注在道路結構中，其上鋪設道床板或軌道板。軌道的上部結構突出于路面，使得道路交通仍然無法在軌道上運行。在平面交叉時，需要將軌道埋入道路中，以使過馬路的車輛順利通過。無砟軌道能更好地滿足城市環境的要求，但線路仍需獨立占用道路資源，沒有解決現代有軌電車與其他交通方式共享路權的問題。嵌入式軌道會將所有軌道結構埋在路面下，軌道頂部與路面齊平，這是對道路使用權的需求[15]。

線路特征

有軌電車主要鋪設在城市主干道上，線路鋪設方式通常采用地面線路。通常有三種布局方式:中心布局、雙面布局和單面布局、雙面布局和單面布局。中央布局方案:現代有軌電車鋪設在道路中央，現代有軌電車兩側鋪設機動車道和非機動車道。兩側布局方案:現代有軌電車位于道路兩側的非機動車道上，站臺在人行道上，非機動車道在道路的最外側。單側布置方案:現代有軌電車集中布置在道路一側的非機動車道上，站臺在人行道和非機動車道上，非機動車道在道路最外側。

功能如下

1.路權保護:基本采用專用路權。美國運輸協會提出現代有軌電車的通行權可分為九類:A、B和C3。a是排他性路權，B是部分排他性路權，C是無排他性路權。至于C類，美國交通協會建議分為兩種:一種是電車和汽車混合，行人在指定地點按信號燈通行；另一種是有軌電車和行人混在一起，不允許汽車進入。

2.鋪設方式:現代有軌電車線路有地面、架空、地下三種鋪設方式。現代有軌電車主要鋪設在地面。當它們部分跨越高速公路、快速路和交叉路口時，或土地開發或道路條件不足時，可采用隧道或高架橋的形式鋪設。

3.斷面布局:強調機動車道比例。有軌電車橫斷面布局設計充分利用道路分區或側邊分區的綠地，盡量為原有機動車道占一個。

4.信號控制:基本實現有軌電車優先的交叉口信號控制。

5.交通一體化:重視與軌道交通的換乘，但與常規公交的一體化不足。

6.環境設計:重視項目本身的景觀設計，但缺乏對環境設計的研究。

7.綜合開發:汽車基地土地綜合利用成為主要方向。

有軌電車有很多種。按車輪種類分，有鋼制輪軌和橡膠輪軌；按層高分，有70%和100%低地板車；按車輛長度分，有單節車和鉸接車，鉸接車又分為四軸、六軸和八軸車；如果使用模塊化車輛，有兩個模塊和多個模塊，最多八個模塊。

現代有軌電車的運行部分稱為轉向架，主要由車輪、車架、軸箱、懸掛和牽引部分組成。車輪通過軸箱固定在車架上，通過懸掛和牽引部件與車體連接，在兩條軌道上行駛。轉向架同時起到承載和導向的作用。

膠輪導軌現代有軌電車的運行部分主要由膠輪、車架、懸掛和導向輪等組成。膠輪固定在車架上，通過懸掛裝置與車輛連接，膠輪在普通道路上行駛，只起承重作用。導向輪通過車架與車體連接，并與鋪設在道路上的導軌配合，對車輛進行導向。

特性

現代有軌電車固定距離小，鉸接裝置應用廣泛。整體布局緊湊，車頂內、下、上的空間受到車輛凈空的嚴格限制。現有有軌電車車輛技術性能高，車速一般為70 ~ 80km/h；車輛自重較輕，單位車身長度的自重應在1.5t/m左右；車輛牽引功率大，單位車體重量功率應為10 ~ 12kW/t；車輛起步快，平均起步加速度應為1.0 ~ 1.3m/S2；車輛制動快，配有空氣制動、電制動、磁軌制動、彈簧儲能停車等設備。常用制動的平均減速度應為1.0 ~ 1.5m/s2，緊急制動的平均減速度應為3.0 ~ 3.5m/s2。

現代有軌電車更注重車輛造型設計和外觀設計，車輛行駛在繁華的城區或高架橋上，這就要求車輛造型和外觀設計必須與城市文化和景觀相協調。車輛整體造型流暢，車頭造型與車身造型的過渡平滑流暢。車輛外觀光亮，車身顏色合適，面漆的耐久性和附著力好。

供電系統

1881年，由德國工程師沃納·馮·西門子設計，世界上第一輛電力驅動的有軌電車在德國柏林的Ritchiefeld問世。當時的供電模式是一條軌道通電，另一條軌道作為回路，但這種方案存在運營安全問題。現代有軌電車按供電方式可分為接觸網供電和非接觸供電，其中非接觸供電包括第三軌供電和儲能供電。

接觸網供電系統是一種懸掛在軌道上方，沿軌道方向敷設，與軌面保持一定距離的輸電網絡。沿線每隔40m左右布置接觸網立柱，立柱上懸掛接觸網導線。車輛由懸鏈線通過車頂的受電弓供電，驅動車輛連續行駛。接觸網供電系統是最基本、最成熟、最可靠的供電技術，在國內外現代有軌電車項目中廣泛應用。接觸網沿線尤其是交叉區域的景觀效果較差，但其對環境的影響可能會通過簡化接觸網設計和環境整合(如結合路燈和交通島)得到改善。

第三軌供電采用地面鋪設的供電軌代替架空接觸網。供電軌由3米長的絕緣體和8米長的導體組成。受電靴安裝在車輛底部。當感應裝置在車輛行駛過程中感應到車輛經過時，相應的導電段(必須完全被車身覆蓋)通電充電。車輛通過受電靴從接觸軌上取電，在沒有車輛通過的區域接觸軌不會被充電，保證其他車輛和行人的安全。在車輛前進的過程中，導體的工作狀態不斷切換，以滿足車輛持續受電的需求。

在一些景觀和空間有限的路段，可采用儲能電源(限于局部困難路段)或地面三軌電源(目前限于鋼輪軌)，供電電壓在500 ~ 900 V之間波動。

車站

車站是有軌電車系統的基礎設施。只有通過車站吸引和疏散旅客，才能完成運送旅客的任務。有軌電車根據站臺類型不同可分為島式、側式和混合型三種。

島式站臺車站：島站站臺位于上下行交通線之間，列車相向行駛，共用站臺。該站走線方式可采用彎曲和不彎曲兩種形式。有中央隔離帶的道路，線路在隔離帶兩側；對于沒有隔離帶的道路，可以在中心形成新的綠色隔離帶。

側平臺站：側站站臺位于上下行交通線兩側，列車運行方向相反，獨立停靠，所以兩個站臺可以對稱布置，也可以交錯布置。有隔離帶的道路，線在隔離帶中央；沒有隔離帶的道路，線在路中間。與島式平臺相比，其平臺布局更加靈活。特別是在路口，可以錯開站點，可以節省路口入口處的道路資源，有利于交通組織。

混合站：混合站的島式站臺和側式站臺位于同一車站，一般為換乘站或折返站。

優勢

1.環保無污染

現代有軌電車是電力驅動的，所以車輛不會排放廢氣，是一種無污染、環保的交通工具。采用現代有軌電車將大大降低城市污染程度。

2.安全系數高

有軌電車可以有效減少交通事故，因為它們沿著地面軌道運行，不會像公共汽車一樣在人群和交通中運行。

3.低噪聲

現代有軌電車使用橡膠車輪，車廂使用橡膠充氣輪胎，軌道凹槽鑲嵌橡膠墊，高速行駛時基本可以無噪音。

4.工程造價相對較低。

與地鐵相比，現代有軌電車的優勢是成本低，1公里公路有軌電車所需投資約為地鐵的1/3。同時，現代有軌電車易于維護，運營成本低。

5.各種道路通行權

現代有軌電車可以根據需要選擇獨立通行權、混合通行權、全封閉通行權和半獨立通行權。與地鐵相比，現代有軌電車更加靈活。

6.具有觀光功能

現代有軌電車外觀時尚、美觀，可以成為城市中一道亮麗的風景線；而且相對于隧道內運行的地鐵，電車外的景色一直在變化，具有觀光的功能。

7.交通量很大

有軌電車作為軌道交通車輛，可以根據通勤乘客的潮汐特征，采用不同的編組方式。

劣勢

1.行駛速度很慢

車輛的最高設計速度通常低于50公里/小時。與地鐵相比，它的效率更低，速度更慢，載客量更少。

2.架設電纜占領道路

目前超級電容和地下軌道供電還處于試驗階段，所以有軌電車一般需要架設架空電纜通過接觸網供電，會影響城市景觀，也有一定的安全隱患。

中國有軌電車的應用模式可分為骨干型、輔助型和特色型三種。

有軌電車

1.骨干型，指在特大城市或中小城市的新城區，以現代有軌電車為骨干的公共交通系統。是特大城市和大城市大容量軌道交通的補充。在已經建設或計劃建設大容量快速軌道交通的特大城市或大城市，主要以有軌電車作為補充線路。首先，它們是外圍新區軌道交通的延伸，也是新區內的骨干線路。二是作為中心城區快速軌道交通的加密和銜接，提高中心城區軌道交通的覆蓋密度。這種模式需要注意有軌電車和快速軌道交通站點之間的換乘和銜接。

2.補充，補充是指現代有軌電車作為軌道交通客流的補充線路。一方面，一些城市軌道交通網絡在城市公交出行中發揮著越來越重要的作用，但同時，高客流也給軌道交通帶來壓力，尤其是在早晚高峰時段；另一方面，雖然中心城區軌道交通線網密度已經很高，但通道和公交走廊仍然很多。軌道交通線路難以再次加密，可采用現代有軌電車系統作為中心城區軌道交通系統的骨干補充功能。

3.特色型，特色型是指以現代有軌電車作為旅游或特色區域的公交線路。現代有軌電車具有節能、環保、形象突出、舒適性好的特點。在一些旅游景點或大型活動場所，現代有軌電車可以作為客流集散工具，作為整個環境的交通線和景觀融入景區。在旅游區或大型公園，有軌電車可以作為旅游特色和觀光巴士線路，充分發揮有軌電車舒適、美觀等優勢。