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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(dān)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(jì)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(zhǎng)/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(zhǎng)，山東省自動(dòng)化學(xué)會(huì)第六屆理事會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)等職務(wù)。
近年來(lái)，先后組織承擔(dān)過(guò)山東省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目“智能卡技術(shù)及應(yīng)用研究”；
山東省科技項(xiàng)目“IC卡讀寫(xiě)器應(yīng)用系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)”；“CPU-IC卡金融應(yīng)用模式的研究”“基于的嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)過(guò)程控制和智能儀表中的應(yīng)用研究”等科研項(xiàng)目的研究工作；
先后負(fù)責(zé)由山東省石油總公司，山東省建設(shè)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(jié)算信息化管理系統(tǒng)”；由華夏銀行，濟(jì)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(fèi)管理系統(tǒng)”；以及由濟(jì)南煉油廠，天津煉化集團(tuán)，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(tǒng)”等應(yīng)用項(xiàng)目的研究和開(kāi)發(fā)。
在國(guó)際合作和交流方面，組織參與了與烏克蘭國(guó)家科學(xué)院控制論研究所，德國(guó)國(guó)家研究中心關(guān)于“弱磁場(chǎng)低溫超導(dǎo)量子干擾技術(shù)在心臟疾病檢測(cè)技術(shù)“的研究和交流以及國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流活動(dòng)等。
先后主持承擔(dān)了山東省科協(xié)2008年度學(xué)術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目“城市軌道公共交通發(fā)展戰(zhàn)略”；
山東省科協(xié)2009年度學(xué)術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)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(bào)告”的編撰工作等。
1 引言
當(dāng)前，世界上許多國(guó)家的大中型城市都在面臨著城市交通擁堵、由汽車尾氣排放造成的城市環(huán)境污染、石油能源依賴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(dǎo)交通需求并舉，國(guó)內(nèi)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(rèn)同。
城市軌道交通是區(qū)別于小運(yùn)量的無(wú)軌交通和大鐵路而言，在城市中有軌的、大運(yùn)量的公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)，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(jié)能、省地、運(yùn)量大、全天候、無(wú)污染（或少污染）又安全等特點(diǎn)，特別適應(yīng)于大中城市。城市軌道交通種類繁多，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、獨(dú)軌交通、磁懸浮線路、機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)鐵路、新交通系統(tǒng)等。
我國(guó)正處于城市化進(jìn)程、又適值汽車工業(yè)振興和汽車消費(fèi)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(guó)大多數(shù)城市仍以汽車作為公交主體，根本不能有助于問(wèn)題的解決。合理應(yīng)對(duì)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(guó)城市化進(jìn)程中的當(dāng)務(wù)之急，許多城市正處于交通發(fā)展規(guī)劃的制定階段。
本文通過(guò)對(duì)歐洲軌道電車系統(tǒng)的復(fù)興經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用模式的分析，以及對(duì)不同公共交通方式的適應(yīng)性特點(diǎn)的比較，探討新型軌道電車系統(tǒng)的應(yīng)用模式。
2 軌道電車在歐洲的復(fù)興與新型軌道電車的應(yīng)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(dá)國(guó)家的許多大都市更注重多種方式的結(jié)合，以形成四通八達(dá)而又準(zhǔn)時(shí)的城市公共交通系統(tǒng)。相對(duì)于我國(guó)多數(shù)城市以汽車為主的城市公交系統(tǒng)而言，軌道電車在歐洲的復(fù)興和應(yīng)用發(fā)展，值得研究和借鑒。
2.1 歐洲城市軌道電車的發(fā)展過(guò)程與復(fù)興
與多數(shù)城市中的軌道電車幾近銷聲匿跡所不同，在以德國(guó)、法國(guó)為代表的歐洲，軌道電車交通在經(jīng)歷了19世紀(jì)末到20世紀(jì)初的興起、二戰(zhàn)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)始了軌道電車交通建設(shè)的復(fù)興。在英國(guó)倫敦、法國(guó)巴黎、德國(guó)柏林、瑞士蘇黎士、奧地利的維也納等城市，軌道電車又重新回到了城市公共交通中的重要角色，歐洲國(guó)家基本上完成了城市軌道交通體系的復(fù)興建設(shè)。
除了軌道電車技術(shù)的改進(jìn)和新型軌道電車的應(yīng)用等技術(shù)因素外，推動(dòng)歐洲軌道電車復(fù)興的更主要的因素是：70年代末的逐漸暴露并日趨嚴(yán)重的、伴隨大量私有汽車和公共汽車迅速膨脹而帶來(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、汽車停放對(duì)城市空間的擠占、汽油消耗對(duì)石油能源緊張的加劇等，人們開(kāi)始從城市環(huán)境、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略角度對(duì)城市公共交通系統(tǒng)與城市環(huán)境建設(shè)發(fā)展的關(guān)系重新審視。
可以說(shuō)，歐洲軌道電車交通的發(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(jì)發(fā)展的過(guò)程；歐洲軌道電車交通的復(fù)興，更是人們對(duì)于公共交通不斷認(rèn)識(shí)和定位的過(guò)程，代表了軌道電車的發(fā)展趨勢(shì)。
2.2 歐洲新型城市軌道電車系統(tǒng)的幾個(gè)應(yīng)用典范
(1)法國(guó)斯特拉斯堡的軌道電車交通系統(tǒng)是在軌道電車徹底消失之后新建的新的現(xiàn)代化城市軌道電車系統(tǒng) 作為世界歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)區(qū)，針對(duì)軌道電車消失后的交通堵塞，特別是空氣污染、噪音對(duì)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(dāng)局出臺(tái)改善城市公共交通的政策和指導(dǎo)原則、1994底第一條嶄新的現(xiàn)代化城市軌道電車系統(tǒng)投入運(yùn)行、目前已建成覆蓋城區(qū)全部公共交通的四條軌道電車線路。該系統(tǒng)被認(rèn)為是歐洲最現(xiàn)代化、最時(shí)髦的城市公共交通系統(tǒng)，并成為這古老城市的一道靚麗城市景觀。其基本特點(diǎn)為：建設(shè)新的現(xiàn)代化城市軌道電車系統(tǒng)作為城市公共交通的骨干，采用先進(jìn)的低平臺(tái)技術(shù)軌道電車和先進(jìn)的信息調(diào)度與自動(dòng)控制技術(shù)；將公共汽車交通轉(zhuǎn)移出城區(qū)；減少汽車在市區(qū)和進(jìn)入城市中心區(qū)域的流量；城市空間的規(guī)劃要適應(yīng)新的公共交通系統(tǒng)的發(fā)展。
(2)德國(guó)曼海姆的軌道電車交通系統(tǒng)通過(guò)對(duì)原有軌道電車交通體系的拓展而形成 該城市二戰(zhàn)前已形成以軌道電車為核心的城市公共交通體系，在戰(zhàn)后的恢復(fù)重建中，堅(jiān)持軌道電車交通系統(tǒng)，從而很好地避免了汽車急劇增加給城市交通造成的壓力等問(wèn)題，成為軌道電車公共交通系統(tǒng)的典型代表。通過(guò)合理的布局和完善的系統(tǒng)配置，形成覆蓋整個(gè)城市中心區(qū)域的12條軌道電車交通線路，保證城區(qū)內(nèi)任何一點(diǎn)的乘客都可在15分鐘內(nèi)到達(dá)就近車站；并通過(guò)提高單列載乘客容量、采用先進(jìn)的定位導(dǎo)航技術(shù)和自動(dòng)化交通調(diào)度和控制系統(tǒng)、靈活優(yōu)惠的票價(jià)體系，保證準(zhǔn)時(shí)、經(jīng)濟(jì)、快捷；同時(shí)，充分利用和發(fā)揮軌道交通便于延伸和擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)，與相鄰地區(qū)和城市合作，形成跨地區(qū)、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(jì)發(fā)展。
(3)開(kāi)姆尼茨模式是城市中心有軌電車與周邊鐵路貫通運(yùn)行的模式 作為坐落在德國(guó)山脈中部、市內(nèi)已形成軌道電車路網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)中心，開(kāi)姆尼茨的周圍分布著多個(gè)中型人口居住中心和新建住宅群落，其間已有鐵路線路連接。從1992年起，開(kāi)始著手通過(guò)鐵路路網(wǎng)和有軌電車線路間的無(wú)換乘、實(shí)現(xiàn)客流整合，主要工作包括低底板有軌電車選型、電力－內(nèi)燃混合動(dòng)力應(yīng)用、電車線路與鐵路銜接處改造，目前已形成4條線路。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路資源，同時(shí)提高了線路的載客率和運(yùn)行效率，在為公眾提供快捷方便經(jīng)濟(jì)的公共交通的同時(shí)，減少了城間汽車交通的壓力。是軌道電車在城間交通中成功應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型案例。
2.3 城市交通發(fā)展的核心戰(zhàn)略
歐洲城市軌道公共交通系統(tǒng)的復(fù)興，提供了解決汽車發(fā)展給城市帶來(lái)的諸多問(wèn)題的解決途徑和策略，體現(xiàn)了歐洲城市交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略的新趨勢(shì)。即：以構(gòu)建新的現(xiàn)代化軌道電車系統(tǒng)作為城市交通的核心因素，突出以人為本和可持續(xù)發(fā)展二個(gè)目標(biāo)，綜合考慮公交規(guī)劃與城市可持續(xù)發(fā)展、公交運(yùn)力與服務(wù)質(zhì)量、汽車流量與交通堵塞、環(huán)境污染與能源緊張。具體作法和目標(biāo)是：建設(shè)人性化的城市公共交通系統(tǒng)，最大程度地提升運(yùn)載能力和方便性；減少城區(qū)私車使用和汽車流通量，緩解道路交通擁擠現(xiàn)狀，減輕對(duì)城市的環(huán)境污染；降低公交系統(tǒng)對(duì)石油能源的依賴；城市交通和城市發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合。
3 我國(guó)城市公交現(xiàn)狀及軌道交通方式的比較
(1)城市發(fā)展與汽車保有量劇增,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(guó)城市化進(jìn)程加快、汽車工業(yè)迅速發(fā)展、汽車消費(fèi)劇增的階段。城市發(fā)展一方面體現(xiàn)在城市個(gè)數(shù)增加、城市規(guī)模擴(kuò)大、大城市數(shù)量增長(zhǎng)，截止2007年末，我國(guó)的城市數(shù)量已達(dá)655個(gè)，其中，市區(qū)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(xiàn)在城市擴(kuò)展建設(shè)的功能區(qū)域化、衛(wèi)星城以及由多城市構(gòu)成共同經(jīng)濟(jì)帶等特點(diǎn)。汽車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和民用轎車保有量所占比例逐年提高，已近60%；三是公交車輛的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)低于私家車的增長(zhǎng)速度。
城市的人口增加和格局調(diào)整帶來(lái)了客流量和交通需求的增大、汽車保有量的劇增帶來(lái)了交通壓力的膨脹，加之以公共汽車為主的公交體系不能滿足，直接導(dǎo)致了汽車擁有量向上路量的轉(zhuǎn)化，交通結(jié)構(gòu)由公共交通向個(gè)人交通的轉(zhuǎn)化，從而加重了交通擁堵和環(huán)境污染。
(2)城市建設(shè)缺少交通規(guī)劃、低效率的公共交通系統(tǒng)，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(guó)城市發(fā)展的早期缺少交通規(guī)劃，造成道路容量資源不足、路網(wǎng)不合理等，突出表現(xiàn)為：人均道路面積低、且增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)低于交通量的增長(zhǎng)速度，路網(wǎng)密度與干支布局不協(xié)調(diào)、屬于低速交通系統(tǒng)。另一方面，公共交通發(fā)展相對(duì)遲緩、結(jié)構(gòu)和形式相對(duì)單一，缺少整體性、系統(tǒng)性和前瞻性。以公共汽車為主體的公交系統(tǒng)不僅在運(yùn)營(yíng)速度和服務(wù)質(zhì)量上難以滿足快速、準(zhǔn)時(shí)的需求，造成公交的主導(dǎo)地位不到位、大多數(shù)城市的公交出行比遠(yuǎn)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(duì)汽車擁有量向上路量的高比例轉(zhuǎn)化、非公交化交通成分增加的現(xiàn)象，試圖通過(guò)經(jīng)濟(jì)和行政方式限制汽車新增量和上路量，在目前我國(guó)萬(wàn)人汽車擁有量還遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家的前提下，既與人民共享改革成果的目標(biāo)不符，也不有利于擴(kuò)大內(nèi)需的經(jīng)濟(jì)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(xù)發(fā)展相關(guān)的環(huán)境污染、能源利用和城市發(fā)展規(guī)劃，因而，對(duì)不同公交方式的比較需要從多個(gè)角度建立指標(biāo)。表1給出了指標(biāo)分類和比較結(jié)果。
表1 常見(jiàn)公交方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
(4)以軌道交通為主的城市公共交通體系的建設(shè)和規(guī)劃，正處在起步階段 面向城市的可持續(xù)發(fā)展，大力發(fā)展軌道交通，在國(guó)內(nèi)已得到普遍認(rèn)同。許多特大型城市開(kāi)始建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)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(yùn)營(yíng)線路長(zhǎng)度達(dá)775公里、在建1800多公里、規(guī)劃里程3500多公里；但對(duì)新型軌道電車系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)明顯不足，只有北京、上海、大連幾個(gè)城市進(jìn)行了有限線路的試點(diǎn)。一方面，二者的投資規(guī)模與作為發(fā)展中國(guó)家的國(guó)情不相適應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)不可能達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的水平（圖2給出了這方面的差距）；另一方面，二者所適應(yīng)的城市規(guī)模和交通線路類型決定了其不可能成為我國(guó)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網(wǎng)絡(luò)的配合、單靠幾條干線線路，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(biāo)。
圖2 軌道交通承擔(dān)城市交通量的百分比
由于軌道電車系統(tǒng)既具有軌道交通的路權(quán)獨(dú)享（或部分獨(dú)享）、非直接石油能源、高可調(diào)度能力等共性，污染小、快速準(zhǔn)時(shí)、安全性高，遠(yuǎn)非傳統(tǒng)公共汽車交通系統(tǒng)所能比；又在可調(diào)度能力和能源形式上優(yōu)于BRT，在投資規(guī)模上遠(yuǎn)低于地鐵和輕軌；加之歐洲基于軌道電車系統(tǒng)構(gòu)建城市公交網(wǎng)絡(luò)的成功實(shí)踐，軌道電車系統(tǒng)的應(yīng)用有必要引起國(guó)內(nèi)的重視和實(shí)踐。
4 軌道電車系統(tǒng)的應(yīng)用模式
軌道交通作為城市公交發(fā)展的主體已是不爭(zhēng)事實(shí)。立足于以人為本和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，根據(jù)本地實(shí)際情況，合理選擇不同的公交方式構(gòu)建城市公交系統(tǒng)的干/支網(wǎng)絡(luò)，既是城市交通規(guī)劃中的重要內(nèi)容，也是探討軌道電車系統(tǒng)應(yīng)用模式的基礎(chǔ)。
新型軌道公交電車系統(tǒng)作為軌道交通中的輕量級(jí)方式，既具有軌道交通環(huán)保、快捷、可調(diào)度性高等優(yōu)點(diǎn)，又有與BRT相近的經(jīng)濟(jì)性和載客能力，既可以獨(dú)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、輕軌等干線方式的補(bǔ)充。
借鑒歐洲軌道電車在市區(qū)交通、城間交通中的應(yīng)用，針對(duì)我國(guó)當(dāng)前軌道交通雨后春筍般的發(fā)展趨勢(shì)，以及城市發(fā)展的不平衡和城市建設(shè)布局的新特征，本文給出以下軌道電車的應(yīng)用模式：
(1)大中型城市的城區(qū)干線 針對(duì)人口規(guī)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(shè)以軌道電車為主干、汽車為末端覆蓋的綱網(wǎng)結(jié)合的公共交通系統(tǒng)。電車線路的規(guī)劃應(yīng)充分體現(xiàn)網(wǎng)綱作用，通過(guò)環(huán)線、縱橫干線的結(jié)合，貫穿城市客流的主體方向；采用內(nèi)嵌式軌道，并根據(jù)路面資源合理分布線路的專用和混用區(qū)段；嚴(yán)格控制與電車線路平行的公交汽車線路，合理配置線路換乘點(diǎn)。依此來(lái)減少主干線路的汽車流量和環(huán)境污染。
(2)城市干線的有效補(bǔ)充 一是針對(duì)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路覆蓋的基礎(chǔ)上，針對(duì)中密度流向和人口相對(duì)集中的線路，采用軌道電車方式，減少環(huán)境污染；一是作為干線外的末段覆蓋，逐步替代公交汽車。大連市軌道電車與快軌并舉的發(fā)展規(guī)劃有著典型的代表性。
(3)新區(qū)快速通道 我國(guó)多數(shù)城市建設(shè)中普遍存在工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、高新開(kāi)發(fā)區(qū)、保稅區(qū)、新行政區(qū)、高校區(qū)等功能化新區(qū)，隨著這些區(qū)域的發(fā)展，連接于其的路面交通壓力越來(lái)越大，咽喉現(xiàn)象越來(lái)越明顯，而構(gòu)成其客流的主要成分為公眾對(duì)象，更有這些區(qū)域的環(huán)保目標(biāo)和壓力，以快捷、環(huán)保的軌道電車取代低效的班車和公共汽車，建設(shè)新區(qū)間快速通道，對(duì)有效防止新的交通擁塞和保持城市的可持續(xù)發(fā)展意義突出。同時(shí)，軌道電車的可調(diào)度性更適于其客流時(shí)間分布的不均衡性。在該模式中，應(yīng)突出軌道線路的分時(shí)混用和高峰時(shí)的準(zhǔn)時(shí)保證。
(4)旅游環(huán)線 針對(duì)目前我國(guó)旅游景點(diǎn)集中區(qū)域的交通缺少規(guī)劃的現(xiàn)狀，以及旅游線路客流定向性高、旅游點(diǎn)對(duì)環(huán)境污染敏感的特點(diǎn)，利用新型軌道電車外觀漂亮、載客量大、無(wú)污染的特點(diǎn)，以軌道電車線路連接相近旅游點(diǎn)和旅游城鎮(zhèn)，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(qū)的軌道電車線路有望成為典型代表。
5 結(jié)論
面向以人為本和可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略，歐洲軌道電車的復(fù)興和基于新型軌道電車的城市公交主體系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐，值得借鑒；針對(duì)我國(guó)城市發(fā)展的不平蘅性，軌道公共電車系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)成為我國(guó)城市公共交通的重要組成；軌道公共電車系統(tǒng)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(jié)合，新區(qū)快速通道和旅游環(huán)線更具有可操作性。
參考文獻(xiàn)
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