城市索道交通系统及其运行管理

王其恒

(安徽水利水电职业技术学院本科部，安徽 合肥 231603)

城市规模越来越大，人口越来越多，交通问题日益突出。解决城市交通问题最根本的措施还是要靠发展公共交通。目前各国均在大力研究城市公共交通系统，努力探求新的交通形式，运量大，速度快，成本低，耗能小，无污染。索道交通基本满足了上述种种要求，是一种新型的交通形式，可能是今后公共交通发展的一个方向。

1 城市索道交通系统组成

城市索道交通系统由钢索、支架、车厢、车站、动力系统、控制系统等各部分组成[1]。如图1(a)所示。

(1) 钢索。包括支承索和牵引索。支承索固定于支架下方，用于承载车厢，车厢挂于其下方向前滑动。每侧支承索共两根，每根由若干股高强钢丝绳绞合而成，可支承100t以上重物。每根支承索长度为1000m～1500m，为相邻两个车站间距离。支承索在站台处设接头，由连接装置把两根索连为一体。牵引索用于牵引车厢向前行驶，为车厢提供动力。每个车厢设两根牵引索，牵引索牵引车厢高速运行，最高时速可达60km。牵引索的动力由电动机提供，电动机位于站台两端的机房内。

(2)支撑系统。包括柱子、水平支架以及附属设施[2]。柱子为钢筋混凝土柱，截面为方形或圆形，外径1m～1.5m，高10m以上，亦可设计成下细下粗形式。柱子立于道路中央，每隔100m设1个。水平支架为钢结构桁架，固定于柱顶，每侧悬挑出约5m。附属设施包括滑轮及其附件，主要用来承托并固定牵引索。滑轮通过垂直杆件固定于支架下方，每侧支架下设2个。如图1(b)所示。

图1 索道交通图

(3)车厢。用来载运乘客，形状为长方形，长约15m，宽约3m，高约2.5m。单节车厢总载客量可达270人，满载时重量约25t。车顶通过连接装置悬挂于支承索上，在牵引索牵引下向前滑行。车厢2个侧面偏上部各设计有1排脱挂式抱索器，用以抱紧牵引索。车厢底部距路面7m左右，其空间足够地面上的车辆通行如图2所示。车厢设有动力控制系统、电气系统、制动系统等。车厢前部设有司机室，由司机统一控制上述系统。根据城市线路乘客流量的多少，每列车可设置1～4节车厢。

1.楼梯(地面至人行天桥)2.无障碍电梯(地面至人行天桥)3.人行天桥 4.楼梯(人行天桥至站房)5.机房6.无障碍电梯(人行天桥至站房)7.站房8.路缘

1.钢架 2.车厢 3.人行天桥 4.站房 5.楼梯(人行天桥至站房) 6.楼梯(地面至人行天桥)

(4)车站。位于道路中央，采用悬挑结构，中间1排柱子，上部悬挑钢筋混凝土结构站房。悬挑高度约7m，下部空间足够地面上车辆通行。站房长约100m，宽5m[3]。站房两端设有动力机房，分别为左右两侧的牵引索提供动力。站房通过人行天桥和人行道相连，人行天桥高4.5m，下部净高4m以上，满足城市交通车辆运行。乘客进站时先由人行道通过4.5m高楼梯上至人行天桥，再水平行至站房下方，再通过2.5m高楼梯上至站房层。人行道处和站房层均设无障碍电梯，提升高度分别为4.5m和2.5m，供残疾人士使用。其平面图与剖面图分别如图2、图3所示。

2 索道运行机制

2.1 正常运行状态

车厢通过吊臂悬挂于支承索上，并由牵引索牵引滑行，为尽可能减小摩擦，并保证吊臂不会脱落，吊臂端部和支承索之间应有合理的连接措施。图4为吊臂与支承索连接示意。吊臂上端设置滚轮，以滚轮支承于支承索上向前滑行，可减小摩擦，吊臂上部的∩形弯卡住支承索，可防止滚轮脱轨。每个车厢设若干个吊臂悬挂于支承索上，一是多点支承，保证受力均匀合理，二是运行更加平顺稳定，三是即使有一处支承损坏或脱轨，不会影响整体的安全。车厢启动时，由司机控制抱索器抱紧牵引索，然后通过智能控制系统启动机房的电动机，带动牵引索前行。踩下加速踏板增加电动机转速，使牵引索带动车厢加速前进，快要进站时则踩下减速踏板，逐渐减速，并断开电动机电源直至车厢停止。进站停稳后站房候车门和车厢门同步打开，乘客上下车[4]。图5为索道运行原理简图。

图4吊臂与支承索连接示意图 图5索道运行原理简图

2.2 突发事件处理

行驶途中若遇到突发情况可踩下制动，并切断电机电源，强制车厢停止。如需紧急疏散乘客，车厢中备有逃生软梯或逃生滑道，可把软梯或滑道挂于车门下缘，乘客按秩序鱼贯而下，至地面安全区域即可。也可通过消防救援机构，设置消防登高车等救援措施进行疏散逃生。车厢若在站台区域内出现故障，则可直接疏散至站台，再通过楼梯疏散至地面安全区域。

3 索道交通优点

索道交通的优点如下：

(1)运量大，速度快。把城市公交车、地铁和索道做一个比较。按常规尺寸，公交车长10m，宽2.5m，最高可载客100人。地铁每节厢长20m，宽3m，最高可载客400人，每列车按6节车厢计，则可载客2400人。索道车厢长15m，宽3m，最高可载客270人，每列车若设4节车厢，则可载1080人。城市公交车最高限速一般为40km/h，地铁最高速度为80km/h，索道最高速度为60km/h，若算上进站、出站及等候时间，则3种交通工具的平均速度为分别20km/h，40km/h，30km/h。公交车平均相邻站间间隔约750m，地铁相邻站间间隔约1500m，相邻站间时间间隔约为2.2min。设索道相邻站间间隔为1250m，则相邻站间时间间隔约为2.5min。以每个乘客平均每乘坐10站就下车，并有其他乘客上车补充计算，则每小时单辆公交车最大运载量为372人，单列地铁最大运载量为8945人，单列索道最大运载量为3672人。从每小时运送里程来看，公交车为20km，地铁为40km，索道为30km[5、6]。综上分析，索道的运量和速度要逊于地铁，但远大于公交车，这还是没有算上城市堵车的情况，若堵车公交车会更慢。3种交通工具参数对比如表1所列。

表1 3种交通工具参数对比

(2)建设及运营成本低。首先看建设成本，和地铁相比较。地铁造价极高，主要是地下工程，每公里造价高达5～10亿元。每节车厢价格也不菲，在500～900万元之间。而索道系统建造则简单得多，纯地面以上工程，每公里造价不超过2亿元[7]。而车厢由于尺寸比地铁车厢要小，且数量要少，总价也要低得多。 再看运营成本。地铁运营成本非常高，包括各种能耗产生的电费、设备系统及基础设施的更新维护费用、人员工资和福利、综合管理费用等，加起来是个庞大的数字。而索道系统虽然也有上述各种费用，但由于整体规模要小得多，所以运营成本相对要低得多。

(3)建设周期短。一条地铁线的建设一般需3年左右，地质情况复杂时间可能要更长些。相比地铁，索道交通系统建设周期要短得多。土建工程方面只需要沿线埋些柱子以及盖若干座站房，若工程顺利，半年即可完工。剩下的都是设备安装工程，最多半年即可安装完毕。总工期也就1年左右，和城市高架路差不多。建设时即便需要封路，时间也不会太长，1年后即可解封。

(4)无污染，噪音小。索道交通既不靠燃油驱动，也不用电力驱动，而是通过钢丝绳牵引，完全靠机械驱动，不会排放污染物，因此它是低碳绿色环保的交通工具。索道交通的噪声也很小，一是它本身没有动力，二是它是靠滚轮在支承索上滚动前行，摩擦力小，所以几乎没有噪音。不像汽车，有发动机声响，轮胎和地面摩擦力大，有很大胎噪声。参考景区的某些索道，运行时在其旁边几乎听不到任何声音。

(5)不遮挡视线，无阴影区。近年来很多城市为解决车辆和交通问题，采取了立体交通手段——修建高架路。高架路有一个致命问题，它改变了城市道路上部的空间形态，造成了道路视觉空间在水平和垂直方向上的不连续，并且在高架路下方形成连续的日照阴影区，使下部空间阴冷、压抑，严重破坏道路两侧的商业气场。而索道交通不会有这样的问题。因索道系统在空中只是细细的钢索，不会遮挡视线，也不会造成地面阴影，更不会影响路两侧建筑的日照，所以不会破坏道路空间本来的商业气场。

(6)可欣赏城市风光。由于索道在高空运行，乘坐索道时可欣赏城市风光。一边乘车，一边欣赏美景，透过窗户，观看外面的山川、河流、树木、建筑、道路、行人、车辆等。在某些风景佳绝处，可减慢速度尽情观看，一饱眼福。在风景旅游城市，尤其适合建设索道[8]。相比之下，地铁虽然快速便捷，但由于处在地下，就没有这个优点。

(7)建设时不影响环境，特别适于历史文化保护区。地铁建设时要在地下大量开挖，可能会破坏地下有价值的东西。特别是在历史文化古城，地下到处都是宝贝，建设地铁时难免会破坏地下古迹。建设索道系统则不会，因它不涉及地下工程，即使是沿线的柱基础施工时需开挖基槽，那也是一个个的点式开挖，占地不大，不像地铁那样在地下进行坑道式的连续开挖，故不会破坏地下的东西。在一些历史文化保护区，特别适合采用索道交通形式[9]。

4 存在的问题

索道交通存在的问题如下：

(1)支承索的强度。若设4节车厢，则共60m长，重达100t，全部悬挂在支承索上，支承索必须有足够的强度，能够承受住全部荷载的重量。另外，车厢在上面反复碾压行驶，支承索还得能抵抗住动荷载的变化和反复的疲劳冲击。只有满足这些条件，才能保证行驶的安全。

(2)站与站的衔接。每个站的动力系统是独立设置的，从这一站到下一站，快进站时，要切断这一站的动力，然后松开抱索器，与牵引索分离，进入站台，在指定位置停稳，再使抱索器抱紧下一站牵引索，启动动力装置，向前行驶。这一系列动作环环相扣，不能出一点差错，否则会导致站间衔接不畅，甚至无法进入下一站。

(3)智能控制系统。由于车厢本身没动力，完全靠机房中的电动机转动带动牵引索牵引车厢前行，而电动机的启停、增减速都是由车厢中的司机通过远程智能控制的，因此智能控制系统显得尤为重要。智能控制必须灵敏、精准、可靠，才能保证行驶的安全、稳定、平顺。智能控制若失灵，则会导致行驶的瘫痪或安全故障。

(4)系统维护保养。支承索、牵引索、支架、滑轮、滚轮及其他附件都裸露于空气中，会受风吹、日晒、雨淋、霜冻等不良气候侵袭及空气中有害物质的腐蚀，必须要经常定期进行维修检测保养，保证各部件的安全可靠，确保车厢的行驶安全。另外，还有所有行驶车厢的全线调度问题，车厢的如何折返问题，发生故障的紧急处理问题等，只有把这些问题都解决了，才能保证系统的安全、稳定、可靠。

5 结束语

索道交通是一种新型交通方式，目前只有国外少数城市拥有，在我国还没有得到推广。相比传统交通工具，它有很多优点，但也有很多问题亟待解决。由于我国在此方面的研究和应用方面几乎是一片空白，导致在技术层面，如钢索承载力、牵引速度、动力操作、智能控制等方面还不成熟。索道交通工程是一个涉及到多专业、多领域的系统工程，而国内又没有太多的建设经验可借鉴，所以在城市中没有普及，只存在于一些景区和矿区用于简单、低速、小规模的单线运输。相信随着时间的发展，将来会有越来越多的人去关注并研发城市索道交通系统，制定相应的标准规范，形成完整成熟的交通体系，并逐步在适合的城市建设，进而在全国普及。