无轨电车发展简史现状和未来展望.docx

国外一瞥 GUOWAI YIPIE无轨电车发展简史、现状和未来展望袁成摘要该文介绍世界各国无轨电车的发展简史, 分析其性能优缺点, 并展望运用新技术 的无轨电车的发展趋势。关键词: 各国无轨电车发展简史技术改进发展趋势1发展简史图1 1882年在德国斯邦导地区展现的世界上第一辆 无轨电车19世纪80年代初( 1882年) , 在德国柏林西面 的斯邦导( Spandau) 地区, 展现了世界上试制成功 的第一辆无轨电车的原型( 见图1)20世纪初, 城市交通中的无轨电车, 首先在欧 洲出现。当时, 以内燃机驱动的公共汽车, 发动机 功率小, 结构也不够完善, 无法与有轨电车竞争, 这就使得电动机驱动的无轨电车以其较好的灵活 性和无须铺设轨道的巨额投资, 成为有轨电车的 有力竞争者。至20世纪30年代, 无轨电车已在欧洲和美国 的许多城市大量投入运营, 数量达2 300辆左右。 其中, 英国伦敦还有双层无轨电车。中国, 于1914年建设了第一条无轨电车线路, 采用7辆英国生产的木结构车身的无轨电车, 线路 长度仅为1.1km。至上世纪90年代, 我国已有近20 个城市建设了无轨电车线路, 均采用国产设备。近 年来, 有些城市改用公共汽车部分地取代了无轨电车。目前, 我国仍有17个城市行驶无轨电车。1933年11月, 莫斯科建成了长度为7.5km的第 一条无轨电车线路。从那时开始, 无轨电车在前苏 联境内以惊人的速度发展。除莫斯科以外, 基辅、 列宁格勒、罗斯托夫、第比利斯以及其他一些前苏 联城市, 均发展了无轨电车。至1941年, 整个前苏 联境内, 有10座城市建成了无轨电车线路, 总长度 达350km, 车辆总数达800辆。由于内燃机设计的改进, 以及批量生产带来 的成本下降, 从20世纪50年代初期开始, 西欧和美 国逐渐以内燃机驱动的公共汽车取代无轨电车。 与此同时, 私人小汽车的数量飞速增加, 而无轨电 车必须在街道的架空线网下行驶, 对城市道路交 通带来了一定的阻碍, 这也许是西欧和美国以公 共汽车替代无轨电车的又一个原因。1972年, 英国最后一条无轨电车线路停止运 营。德国, 也关停了许多城市的无轨电车线路, 只 剩下3个城市还保留了无轨电车。在美国, 36个城 市停止了无轨电车的运行。这样, 使得西欧和美国 的无轨电车网络十分明显地萎缩了。然而, 与此相反, 在此期间前苏联和东欧一些 国家的无轨电车, 仍在继续发展。 二战后, 1960 1980年间, 前苏联境内有110个城市建设了无轨电 车线路; 车辆总数由4 730辆增至23 868辆。线路总 长度由2 680km增至1 4041km。1959年, 在乌克兰的克里木半岛南端港口城 市雅尔塔与半岛主要城市辛菲罗波尔之间, 建设 了一条长度为93km的城际无轨电车线路。直至今 天, 这条线路仍在成功地运营, 而且是当今世界上 唯一的一条城际长途无轨电车线路。这条线路的 建成和多年来成功地运营的实践充分证明, 无轨 电车作为城际间的交通工具, 特别是建设在环境保护十分敏感的区域 ( 如疗养地和旅游风景区) , 确实是一种非常具有实际意义的未来发展模式。 19601990年 间, 东欧的一些 国 家 , 如 : 匈 牙 利、波兰、捷克斯洛伐克、罗马尼亚、保加利亚和南斯拉夫等国的一些城市, 无轨电车均有发展。 在意大利撒丁岛南端的卡利亚里市, 上世纪50年代开始采用无轨电车, 几乎在该市各区均有 线路。但是, 原有的5条线路, 现在仅有1条尚维持 运行。2国外城市无轨电车现状 无轨电车这一交通模式, 经历了一段时期的衰落后, 近年来在世界许多国家已出现了可喜的 复苏势头。当前, 世界上有364个城市拥有无轨电车, 车 辆总数达3.5万辆左右。其中, 俄罗斯、前苏联的其 他 地 区 以 及 东 欧 其 他 国 家 共 有 无 轨 电 车 合 计26 060辆, 约为全球现有无轨电车的75%。 前南斯拉夫首都贝尔格莱德市, 现有无轨电车线路61.2km, 所用115辆无轨电车, 主要系俄罗 斯产品。在罗马尼亚, 无轨电车在城市交通中具有 十分重要的地位。占全国40%的城市( 17个) 建有 无轨电车线路。通过近年来的发展, 网络总里程达 1 000km, 无轨电车总数超过1 100辆。在匈牙利首 都布达佩斯, 有13条无轨电车线路, 线网总长度达 65km, 参加运营的无轨电车达165辆。匈牙利的另 外两个城市( 塞格德和德布勒森) 也建有无轨电车 线路。欧洲其他的一些国家, 也有相当多的无轨电 车在运营。例如: 瑞士现有680多辆无轨电车, 希腊 有550辆, 法国有380辆, 奥地利有200多辆, 意大利 有580辆。目前正在恢复重建无轨电车线路的, 有 瑞士的日内瓦和意大利的博洛尼亚及帕尔玛。此 外, 正在延伸原有无轨电车线路的, 有意大利的摩 德纳和里米尼, 法国的里昂和南锡, 瑞典的纳兹克 罗拉以及波兰的格丁尼亚。此外, 英国利物浦的市 政当局已在讨论恢复无轨电车, 比利时首都布鲁 塞尔为了解决某些街区因步行人多而产生拥堵, 也在考虑行驶无轨电车。希腊首都雅典, 在举办2004年奥运会之间, 扩 建了该市的无轨电车网络, 作为改善环境的主要 措施之一。意大利的最大城市米兰, 无轨电车发展较早。 图2系米兰市早期的无轨电车式样。 值得提出的是, 无轨电车至今仍系该市公共交通主要模式之 一。米兰市内, 现有80km无轨电车网络, 参加运营 的150辆车, 均系新型的“双能源车( duo- bus) ”。此 种车型, 和传统型无轨电车相比, 可提高车辆的机 动灵活性。在道路拥堵时, 能保证运行的准点率和 可靠性。在意大利的某些中、小城市, 如撒丁岛南 端的阿纳姆市, 也以无轨电车作为其主要的公共 交通模式。图2米兰市早期的无轨电车在俄罗斯, 城市交通中无轨电车居于十分重 要的位置。据2001年的统计资料, 全俄罗斯共有88 座城市运营无轨电车, 全年载客量高达86亿人次, 远远高于有轨电车。最近几年, 又有3座城市新建 了无轨电车网络, 另外还有5座城市正在建设无轨 电车线路。莫斯科的无轨电车网络, 总长度达918km, 设 有 85 条 线 路 , 覆 盖 了 全 市 所 有 主 要 街 道 , 共 有 1 600多辆无轨电车, 全年载客量为9.75亿人次。 根据规划, 至2015年, 莫斯科还将增建200km无轨 电车线路。届时, 无轨电车每年的载客量将达10 亿人次左右。在南美洲的巴西 、智 利 、阿 根廷 、厄 瓜多尔以 及哥伦比亚等国的一些城市, 北美洲加拿大的温 哥华和埃德蒙顿, 以及美国的西雅图 、费 城 、旧 金 山和德顿等城市, 均有无轨电车线路。3 无轨电车的优越性无轨电车这一交通模式, 究竟具有哪些优越 性呢? 首先, 无轨电车的服务质量和运载能力均与 现代化的公共汽车相同。从技术角度来看, 当今的 无轨电车, 在车身结构、车厢内部设施以及各种自 动化的装备方面, 已完全与现代化的公共汽车一 致, 也有单机车和大容量的铰接式车型, 也有方便乘客的低地板车型( 见图3) 。无轨电车所需能源, 系由架 空 线 网 提 供 的 650750V直流电。线网的直流电, 来自1020kV的 交流电源, 经降压、整流后馈入架空线网。现代的 架空触线网设计, 可保证无轨电车在直线路段以 80km/h的高速平稳地运行。无轨电车最主要的优点, 是它对环境的完全 “友 好 ( friendly) ”, 车辆本身向大气的排污量为 零。当然, 还应当从无轨电车系统的全过程链来衡 量其生态优越性, 从供电的发电厂开始, 经输电线 路直到送达车辆的牵引电动机。无可否认, 整体 ( 全过程) 的生态效果, 与电厂的发电技术密切相 关。以煤、油、气发电的热电厂, 是要对大气排放污 染物的。如果能由水力发电厂供电, 则生态效果要 好得多。表1中的数据, 是由德国和奥地利的研究 人员提供的, 可供参考。表1中, “全过 程 ”的 污染物排放量, 系指车辆 所用能源( 柴油或电力) 的生产、运输、储存和在车 辆上用来驱动车辆所产生污染的总和。对无轨电 车而言, 当前电车的生产主要包括两种不同的发 电方式( 火力发电或水力发电) 。两种发电方式在“全过程”中产生的 污 染 物 总 量 也 各 异, 水力发电对环 境保护较有利 ( 奥 地 利 境 内 , 76% 的 电源, 来自水力发 电厂) 。图3 新型的低地板铰接式无轨电车无轨电车的另 一优越性, 是它具 有较低的环境噪声 污染。根据荷兰阿 纳 市 进 行 的 研 究 、 测定, 无轨电车产 生的噪声平均值为72dB( A) , 而公共汽车在相同的运行情况下, 噪声 平均值为78dB( A) 。与有轨电车相比较, 无轨电车 的运行噪声也明显地较低。从动力性能的角度来比较, 无轨电车也优于 公共汽车。在具有陡坡的硬质路面上, 无轨电车的 起步加速和制动性能, 均优于公共汽车。欧洲的一些研究人员经过统计和测算证明, 无轨电车和公共汽车比较, 前者的维修保养费用 较低。奥地利萨尔茨堡市的资料表明, 无轨电车的 维保费用为 0.86欧元/km, 而公共汽车为 1欧元/ km。在奥地利上述城市的道路上行驶100km, 公共 汽车的燃油费用为4649欧 元, 而无轨电车的电 耗费用不超过35欧元。当然, 上述这些数据, 因不 同国家的具体情况而异。但应当注意的是, 无轨电 车在制动减速过程中采用 “再 生制动 ”, 可将动能 转化为电能, 反馈至供电网。在下坡控速时, 也可 如此反馈, 降低了实际耗电量。在欧洲的奥地利、 瑞士和意大利的一些山坡较多的城市中, 无轨电 车的这一电能反馈优势, 更为明显。如果再加上利 用可再生能源的水力发电, 则更增加了无轨电车 节约资源消耗的优势。表1 公共汽车和无轨电车的污染对比排放的 污染物车辆本身全过程铰接式柴油公共汽车( g/km)铰接式无轨电车( g/km)铰接式柴油公共汽车( g/km)铰接式无轨电车热电厂供电( g/km)水力发电厂供电( g/km)SO2 NO2灰尘CO CO21.0723.60.474.581204000001.724.20.54.813140.861.310.250.619120.430.660.130.31456据俄罗斯交通部收集的资料表明, 在2002年 内, 无轨电车每千人千米的运营费用为164.7欧 元, 而柴油公共汽车相应的费用则为184.8欧元, 后者要高出12.2%然而, 阻碍无轨电车发展的因素, 也是存在 的。因为, 和公共汽车相比, 传统型无轨电车的灵 活机动性较差, 它必须在架空线网下行驶。而且, 当供电系统一旦发生故障时, 整条线路的运营都 要停顿。新型的无轨电车, 已在很大程度上克服 了这些弊端。在新型的无轨电车上, 安装了一台 4580kW的 小型柴油机, 使无轨电车可在离开触 线网的情况下, 绕行通过交通拥堵或被临时封锁 的地段, 并可在线网电源中断时, 断续行驶。此种 可在必要时用柴油替代电能驱动的车辆, 即本文 前面已提及的 “双 能源车( duo- bus) ”。 在无轨电 车制造厂中, 此种新型的 “双 能源车 ”现 已占相当 大的比例。无轨电车另一种方式的备用动力源, 是在车辆上安装一套供驱动车辆用的蓄电池或电容器。 当前, 新型无轨电车在设计方面其他的一些 发展趋势如下: 车身结构和机械装置方面, 与公共 汽车达到同样水平; 车厢采用低地板; 采用三相交 流异步电动机, 轮边驱动; 以车载式微型处理器为 基础, 建立车况诊断系统; 利用车顶安装电器设备 ( 参阅图3) ; 在驾驶室内安装遥控器, 操纵集电杆的升降; 等等。无轨电车的问世, 虽已有100多年了, 但至今 仍具有旺盛的生命力, 在城市交通中仍不失为主 要交通模式之一。根据当前人们对环境保护和节 约资源的愿望, 为无轨电车今后仍将继续发展, 指 明了美好的前景。笔者希望, 本文所介绍的有关无轨电车的国 外信息, 对我们规划今后无轨电车的应用和发展, 能有一定的参考作用。( 本文编写时, 曾参考“Public Transport Inter- national”的有关资