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(dǎo)向的低地板電動(dòng)車。它運(yùn)行在專用軌道上，有多種路權(quán)方式，是以地面線路為主的中低運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)(或大容量地面公共交通系統(tǒng))。

有軌電車是一種公共交通工具，系統(tǒng)由軌道、線路、車輛、供電系統(tǒng)、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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(wǎng)供電或無接觸供電，包括第三軌供電和儲(chǔ)能供電。

現(xiàn)代有軌電車的設(shè)計(jì)速度為70公里/小時(shí)，運(yùn)行速度為15 ~ 25公里/小時(shí)，交通量通常為60萬~ 12000人次/小時(shí)..有軌電車的發(fā)展可分為新興、衰落、復(fù)興三個(gè)階段，經(jīng)歷了從畜力、蒸汽、電纜到第二次世界大戰(zhàn)前世界上廣泛使用的電力的轉(zhuǎn)變。后來由于汽車的興起，有軌電車的低效運(yùn)行，以及二戰(zhàn)參戰(zhàn)國軌道交通的嚴(yán)重破壞，逐漸衰落；二戰(zhàn)后，由于環(huán)境污染和能源危機(jī)，有軌電車重新回到了大眾的視線，各國紛紛進(jìn)行舊線改造和新線建設(shè)，有軌電車重新復(fù)興。

現(xiàn)代有軌電車在車輛和整體系統(tǒng)建設(shè)上進(jìn)行了改進(jìn)和升級(jí)，具有節(jié)能環(huán)保、形象美觀、高效靈活、運(yùn)量中等的特點(diǎn)，成為一種新型的公共交通工具。截至2022年底，中國已有24個(gè)城市的有軌電車投入運(yùn)營，共41條線路，運(yùn)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(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一。軌道結(jié)構(gòu)起著支撐車輛運(yùn)行和導(dǎo)向的作用，在軌道的某些區(qū)段要考慮減振降噪等措施。根據(jù)路權(quán)的特點(diǎn)，軌道結(jié)構(gòu)一般可分為埋入式軌道和非埋入式軌道。根據(jù)運(yùn)行系統(tǒng)的不同，現(xiàn)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(dǎo)軌的膠輪有軌電車(即膠輪導(dǎo)軌)。

橡膠輪胎導(dǎo)軌

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

鋼輪軌道

鋼輪軌電車采用獨(dú)立旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向架作為運(yùn)行部件，導(dǎo)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(xiàn)代有軌電車地面的兩根鐵軌承受著電車的重力，同時(shí)起著導(dǎo)向作用。鋼輪軌系統(tǒng)的有軌電車軌道類似于傳統(tǒng)的鐵路軌道，一般采用凹槽軌道。

根據(jù)軌道結(jié)構(gòu)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(quán)的要求，由無砟軌道發(fā)展而來的嵌入式軌道被廣泛應(yīng)用于共享路權(quán)。

有軌電車有砟軌道與傳統(tǒng)有砟軌道基本相同，具有成本低、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。過馬路時(shí)，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(duì)城市環(huán)境有一定影響，軌道需要獨(dú)立的通行權(quán)，限制了有砟軌道在城市主城區(qū)的應(yīng)用，一般在郊區(qū)等相對(duì)開闊的區(qū)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(jié)構(gòu)中，其上鋪設(shè)道床板或軌道板。軌道的上部結(jié)構(gòu)突出于路面，使得道路交通仍然無法在軌道上運(yùn)行。在平面交叉時(shí)，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(huán)境的要求，但線路仍需獨(dú)立占用道路資源，沒有解決現(xiàn)代有軌電車與其他交通方式共享路權(quán)的問題。嵌入式軌道會(huì)將所有軌道結(jié)構(gòu)埋在路面下，軌道頂部與路面齊平，這是對(duì)道路使用權(quán)的需求[15]。

線路特征

有軌電車主要鋪設(shè)在城市主干道上，線路鋪設(shè)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(xiàn)代有軌電車鋪設(shè)在道路中央，現(xiàn)代有軌電車兩側(cè)鋪設(shè)機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道。兩側(cè)布局方案:現(xiàn)代有軌電車位于道路兩側(cè)的非機(jī)動(dòng)車道上，站臺(tái)在人行道上，非機(jī)動(dòng)車道在道路的最外側(cè)。單側(cè)布置方案:現(xiàn)代有軌電車集中布置在道路一側(cè)的非機(jī)動(dòng)車道上，站臺(tái)在人行道和非機(jī)動(dòng)車道上，非機(jī)動(dòng)車道在道路最外側(cè)。

功能如下

1.路權(quán)保護(hù):基本采用專用路權(quán)。美國運(yùn)輸協(xié)會(huì)提出現(xiàn)代有軌電車的通行權(quán)可分為九類:A、B和C3。a是排他性路權(quán)，B是部分排他性路權(quán)，C是無排他性路權(quán)。至于C類，美國交通協(xié)會(huì)建議分為兩種:一種是電車和汽車混合，行人在指定地點(diǎn)按信號(hào)燈通行；另一種是有軌電車和行人混在一起，不允許汽車進(jìn)入。

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

3.斷面布局:強(qiáng)調(diào)機(jī)動(dòng)車道比例。有軌電車橫斷面布局設(shè)計(jì)充分利用道路分區(qū)或側(cè)邊分區(qū)的綠地，盡量為原有機(jī)動(dòng)車道占一個(gè)。

4.信號(hào)控制:基本實(shí)現(xiàn)有軌電車優(yōu)先的交叉口信號(hào)控制。

5.交通一體化:重視與軌道交通的換乘，但與常規(guī)公交的一體化不足。

6.環(huán)境設(shè)計(jì):重視項(xiàng)目本身的景觀設(shè)計(jì)，但缺乏對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)的研究。

7.綜合開發(fā):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(jié)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(gè)模塊和多個(gè)模塊，最多八個(gè)模塊。

現(xiàn)代有軌電車的運(yùn)行部分稱為轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向架同時(shí)起到承載和導(dǎo)向的作用。

膠輪導(dǎo)軌現(xiàn)代有軌電車的運(yùn)行部分主要由膠輪、車架、懸掛和導(dǎo)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(dǎo)向輪通過車架與車體連接，并與鋪設(shè)在道路上的導(dǎo)軌配合，對(duì)車輛進(jìn)行導(dǎo)向。

特性

現(xiàn)代有軌電車固定距離小，鉸接裝置應(yīng)用廣泛。整體布局緊湊，車頂內(nèi)、下、上的空間受到車輛凈空的嚴(yán)格限制。現(xiàn)有有軌電車車輛技術(shù)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(yīng)在1.5t/m左右；車輛牽引功率大，單位車體重量功率應(yīng)為10 ~ 12kW/t；車輛起步快，平均起步加速度應(yīng)為1.0 ~ 1.3m/S2；車輛制動(dòng)快，配有空氣制動(dòng)、電制動(dòng)、磁軌制動(dòng)、彈簧儲(chǔ)能停車等設(shè)備。常用制動(dòng)的平均減速度應(yīng)為1.0 ~ 1.5m/s2，緊急制動(dòng)的平均減速度應(yīng)為3.0 ~ 3.5m/s2。

現(xiàn)代有軌電車更注重車輛造型設(shè)計(jì)和外觀設(shè)計(jì)，車輛行駛在繁華的城區(qū)或高架橋上，這就要求車輛造型和外觀設(shè)計(jì)必須與城市文化和景觀相協(xié)調(diào)。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(tǒng)

1881年，由德國工程師沃納·馮·西門子設(shè)計(jì)，世界上第一輛電力驅(qū)動(dòng)的有軌電車在德國柏林的Ritchiefeld問世。當(dāng)時(shí)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(yùn)營安全問題。現(xiàn)代有軌電車按供電方式可分為接觸網(wǎng)供電和非接觸供電，其中非接觸供電包括第三軌供電和儲(chǔ)能供電。

接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)是一種懸掛在軌道上方，沿軌道方向敷設(shè)，與軌面保持一定距離的輸電網(wǎng)絡(luò)。沿線每隔40m左右布置接觸網(wǎng)立柱，立柱上懸掛接觸網(wǎng)導(dǎo)線。車輛由懸鏈線通過車頂?shù)氖茈姽╇姡?qū)動(dòng)車輛連續(xù)行駛。接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)是最基本、最成熟、最可靠的供電技術(shù)，在國內(nèi)外現(xiàn)代有軌電車項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。接觸網(wǎng)沿線尤其是交叉區(qū)域的景觀效果較差，但其對(duì)環(huán)境的影響可能會(huì)通過簡化接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)和環(huán)境整合(如結(jié)合路燈和交通島)得到改善。

第三軌供電采用地面鋪設(shè)的供電軌代替架空接觸網(wǎng)。供電軌由3米長的絕緣體和8米長的導(dǎo)體組成。受電靴安裝在車輛底部。當(dāng)感應(yīng)裝置在車輛行駛過程中感應(yīng)到車輛經(jīng)過時(shí)，相應(yīng)的導(dǎo)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(qū)域接觸軌不會(huì)被充電，保證其他車輛和行人的安全。在車輛前進(jìn)的過程中，導(dǎo)體的工作狀態(tài)不斷切換，以滿足車輛持續(xù)受電的需求。

在一些景觀和空間有限的路段，可采用儲(chǔ)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(dòng)。

車站

車站是有軌電車系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。只有通過車站吸引和疏散旅客，才能完成運(yùn)送旅客的任務(wù)。有軌電車根據(jù)站臺(tái)類型不同可分為島式、側(cè)式和混合型三種。

島式站臺(tái)車站：島站站臺(tái)位于上下行交通線之間，列車相向行駛，共用站臺(tái)。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(cè)；對(duì)于沒有隔離帶的道路，可以在中心形成新的綠色隔離帶。

側(cè)平臺(tái)站：側(cè)站站臺(tái)位于上下行交通線兩側(cè)，列車運(yùn)行方向相反，獨(dú)立停靠，所以兩個(gè)站臺(tái)可以對(duì)稱布置，也可以交錯(cuò)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(tái)相比，其平臺(tái)布局更加靈活。特別是在路口，可以錯(cuò)開站點(diǎn)，可以節(jié)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(tái)和側(cè)式站臺(tái)位于同一車站，一般為換乘站或折返站。

優(yōu)勢(shì)

1.環(huán)保無污染

現(xiàn)代有軌電車是電力驅(qū)動(dòng)的，所以車輛不會(huì)排放廢氣，是一種無污染、環(huán)保的交通工具。采用現(xiàn)代有軌電車將大大降低城市污染程度。

2.安全系數(shù)高

有軌電車可以有效減少交通事故，因?yàn)樗鼈冄刂孛孳壍肋\(yùn)行，不會(huì)像公共汽車一樣在人群和交通中運(yùn)行。

3.低噪聲

現(xiàn)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(shí)基本可以無噪音。

4.工程造價(jià)相對(duì)較低。

與地鐵相比，現(xiàn)代有軌電車的優(yōu)勢(shì)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(shí)，現(xiàn)代有軌電車易于維護(hù)，運(yùn)營成本低。

5.各種道路通行權(quán)

現(xiàn)代有軌電車可以根據(jù)需要選擇獨(dú)立通行權(quán)、混合通行權(quán)、全封閉通行權(quán)和半獨(dú)立通行權(quán)。與地鐵相比，現(xiàn)代有軌電車更加靈活。

6.具有觀光功能

現(xiàn)代有軌電車外觀時(shí)尚、美觀，可以成為城市中一道亮麗的風(fēng)景線；而且相對(duì)于隧道內(nèi)運(yùn)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(jù)通勤乘客的潮汐特征，采用不同的編組方式。

劣勢(shì)

1.行駛速度很慢

車輛的最高設(shè)計(jì)速度通常低于50公里/小時(shí)。與地鐵相比，它的效率更低，速度更慢，載客量更少。

2.架設(shè)電纜占領(lǐng)道路

目前超級(jí)電容和地下軌道供電還處于試驗(yàn)階段，所以有軌電車一般需要架設(shè)架空電纜通過接觸網(wǎng)供電，會(huì)影響城市景觀，也有一定的安全隱患。

中國有軌電車的應(yīng)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(qū)，以現(xiàn)代有軌電車為骨干的公共交通系統(tǒng)。是特大城市和大城市大容量軌道交通的補(bǔ)充。在已經(jīng)建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)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(bǔ)充線路。首先，它們是外圍新區(qū)軌道交通的延伸，也是新區(qū)內(nèi)的骨干線路。二是作為中心城區(qū)快速軌道交通的加密和銜接，提高中心城區(qū)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(diǎn)之間的換乘和銜接。

2.補(bǔ)充，補(bǔ)充是指現(xiàn)代有軌電車作為軌道交通客流的補(bǔ)充線路。一方面，一些城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)在城市公交出行中發(fā)揮著越來越重要的作用，但同時(shí)，高客流也給軌道交通帶來壓力，尤其是在早晚高峰時(shí)段；另一方面，雖然中心城區(qū)軌道交通線網(wǎng)密度已經(jīng)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(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)作為中心城區(qū)軌道交通系統(tǒng)的骨干補(bǔ)充功能。

3.特色型，特色型是指以現(xiàn)代有軌電車作為旅游或特色區(qū)域的公交線路。現(xiàn)代有軌電車具有節(jié)能、環(huán)保、形象突出、舒適性好的特點(diǎn)。在一些旅游景點(diǎn)或大型活動(dòng)場(chǎng)所，現(xiàn)代有軌電車可以作為客流集散工具，作為整個(gè)環(huán)境的交通線和景觀融入景區(qū)。在旅游區(qū)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(fā)揮有軌電車舒適、美觀等優(yōu)勢(shì)。