没有天线,只有轨道
《第一财经周刊》
在人口越来越多的现代城市,这种用“第三条轨道”提供电力的新型有轨电车会是城市公共交通的更好方式吗?
文|CBN记者 林若茹
制图|彭奥
提起有轨电车,中国人的记忆可能还停留在1900年代初的北京或上海—拖着长长的天线、叮叮当当地在城市里穿行。这是现代中国最早的交通工具之一,如今却已随着燃油汽车的普及而逐渐被淘汰,只在北京前门大街之类的街区保留了几辆,供游人怀旧和观光。
但有轨电车并不是天然与古老一词相连。在法国南部城市波尔多,有轨电车虽已经在此运行了11年,但它并不古老。那是阿尔斯通公司研发的一种名为Citadis的新型有轨电车。外形酷似地铁或高铁的它,去掉了传统有轨电车连接电网的架空天线,从而减少了对城市整体景观的干扰—对波尔多这样旅游经济发达的历史古城来说,这点尤其重要。
Citadis使用的是阿尔斯通的专利技术地面供电系统(APS)。它通过在地面的两条轨道之间铺设“第三轨”,代替架空天线供应电力。第三轨由8米长的导体段和3米长的绝缘段间隔排列而成,只有当列车通过时,导体段才会通电,否则轨道电压为零,保证行人或动物走在轨道上是安全的。
阿尔斯通已经在全球51个城市售出超过2000辆Citadis。作为城市交通领域的全球第二大供应商,这家法国公司是当今唯一能提供多种无触网解决方案的生产商,这让有轨电车的应用范围变得更灵活。
更多城市规划者在考虑引进采用清洁能源的有轨电车。根据欧洲铁路行业协会的统计,有轨电车已占全球城市轨道交通市场的33%,未来几年还将增长10%。
不过,由于第三轨的设置提高了建造成本,2003年阿尔斯通最早在波尔多推行APS系统时,其造价还是让其他城市有些望而却步。
“从长远来看,成本会比公交车低。”阿尔斯通交通运输部特许经营业务和系统解决方案总监Christian Messelyn对《第一财经周刊》说。尽管轨道的铺设和机车制造成本高,前期投入大,但建成后,它的运量能达到公交车的两倍,并且车体寿命可达30年,相比之下,普通公交车的折旧寿命只有5到7年。在很多城市,因为有独立的轨道,有轨电车还享有交通信号灯优先通行权,准点率几乎100%。
阿尔斯通也在解决成本问题。最近几年,它开始借鉴其他交通工具领域所用的技术,比如工业化程度更高、市场规模更大的汽车行业。“我们想到了电动汽车里面的超级电容器,持续时间长,提供更强的动力,而且能解决启停技术的稳定问题。”阿尔斯通交通运输部海湾地区总裁Vincent Prou说。
2014年11月,迪拜第一辆有轨电车正式通车,它同样是Citadis。这是阿尔斯通在欧洲之外首次采用APS系统的项目,也是全球第一条全线无接触网的有轨轨道线路—这同时意味着更高的成本投入。
迪拜的沙尘天气和高温环境也给轨道的铺设带来了更多麻烦:比如需要开发专门清扫第三轨沙尘的刷子,还要配备空调来为轨道进行降温。
在迪拜,11公里长的线路投资金额高达12.5亿美元,而波尔多项目的合约仅为3亿美元,因为44公里的电车线路中只有14公里是由APS系统支持。
APS的成本过高,加入超级电容器是更明智的解决方案。作为储存电能的载体,它充电快,产生能量大,尤其是在有轨电车刹车后再启动的时候,需要较大的电能供应,超级电容器的供电效果比APS更好。在一些路况复杂的岔路口,它铺设得也更快。
巴西里约热内卢的Citadis,是阿尔斯通首次将APS和超级电容器进行结合的项目,两项技术分别占据线路的80%和20%。在2016年里约奥运会之前,巴西人就能坐上这趟电车。而迪拜的Citadis有轨电车二期项目,也将在2020年世博会之前完成,到时,将有14公里的线路和17个车站。
与城市相融合,也是新型有轨电车所承担的独特功能,这不仅体现在尽可能减少对城市本来面貌的干扰和破坏,还表现在每个项目的外观都会经过定制化设计,甚至成为一个城市的形象代表。
Xavier Allard是阿尔斯通交通运输部门的设计总监,在汽车设计领域有20余年经验。在他加入阿尔斯通之前,这家交通设施制造公司并没有专门的设计团队,而现在,阿尔斯通更重视列车的内部和外部设计,成立了专门的设计和造型部门。
在迪拜项目的设计期间,Allard在这座海湾城市住了整整3周。“我会在城市里到处走,了解这座城市,寻找线索和灵感。”Allard对《第一财经周刊》说。最终,他给迪拜设计的电车,有着钻石形状的火车头、流线型车身,这些都是受阿联酋国家的“沙丘”建筑启发。
模块化组合也是Citadis有轨电车的另一大技术突破。列车有32米和44米的长度,以及2.4米和2.65米两种宽度可供选择组合。通过增加和减少列车组,可以改变运量,以适应不同时期的城市交通状况。
这样的做法,也承袭自铁路行业。阿尔斯通在全球高速列车市场中占据第一的位置,法国最早的高速列车TGV正是由这家公司制造,而阿尔斯通正在研制的新一代高铁车型AGV,采用动力分散式设计,设备分散于列车底部且自带动力,这样就有更宽敞的室内空间。
现在,Citadis也借鉴了AGV的做法,将永磁电动机装在低地板中。“最难的是合理安排空间,因为有轨电车的底部空间很小。”Prou表示。
现代有轨电车一般为低地板结构,列车与站台的地面是齐平的,方便乘客上下车,也加大了车厢内空间—迪拜的Citadis就可以运送最多408名乘客。正因如此,车底的空间变窄,如何分布动力设备,对技术提出了较高的要求。
波尔多的有轨电车网络已经成为全球范例,其乘客数量占到乘坐公共交通总人数的63%。过去10年,这座法国第四大城市的旅游人数增长了一倍,在此建立的公司数量也增长了30%。
率先引入这种新型有轨电车的城市都有一些共同点:经济发展迅速、城市人口多。像迪拜、里约等即将承办全球广告大型活动的城市,急需建设起完整的公共交通系统,有轨电车就可以承担与地铁、公车等交通方式相连接的补充方案—从这个意义上看,它其实也比较适合中国的一些城市。
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