摘 要：總體設計是軌道交通勘察設計中的引領性工作，對項目的系統標準、工程方案、建設投資等有較大影響。陜西韓城懸掛式單軌一期工程是我國首條開展設計工作的商業運營線，在探索懸掛式單軌系統技術、工程方案以及建設模式等方面，對于國內新型軌道交通的發展具有重要的意義，是我國懸掛式單軌發展史上的里程碑。文章在設計實踐經驗的基礎上，從總體設計的角度，對項目的技術特點和難點、功能定位、客流預測、行車組織、線路方案、景觀打造、土建工程、機電系統等進行全面的分析、研究與總結，以期對國內后續懸掛式單軌項目的建設具有參考價值。

　　關鍵詞：懸掛式單軌;總體設計;技術標準;工程方案

　　1 研究背景

　　在我國鐵路以及城市軌道交通建設項目勘測設計過程中，實行的是項目總體組制，總體設計對于項目系統標準、各專業工程方案、建設投資，甚至項目成敗均起著至關重要的作用。一直以來，各大設計院均對總體設計預以高度重視，如朱穎、胡敘洪、吳彩蘭等，簡要總結了高速鐵路總體設計應引起重視的主要內容;俞加康、沈秀芳等，對上海軌道交通明珠線二期工程的總體設計進行了研究;葛世平從運營角度對城市軌道交通的總體設計提出了相關建議;秦寶來以大秦鐵路為背景，對重載鐵路擴能總體設計中的關鍵技術問題進行了研究。

　　懸掛式單軌是在我國城市軌道交通發展到一定規模和覆蓋面的情況下，興起的中小運量新型軌道交通制式，客運能力為0.8～1.25萬人次/h，平均運行速度大于20 km/h，最高行車速度不小于80 km/h;運行軌道位于列車上方，車輛除走行輪外，在轉向架的兩側還有導向輪和穩定輪，其始終在箱形軌道內部，保證車輛沿軌道安全平穩地行駛。

　　陜西省渭南市韓城懸掛式單軌一期工程是我國首條開展設計的懸掛式單軌商業運營線，項目位于韓城市南部，起于擬建龍亭機場，途經司馬遷祠，沿澽水河經澽水新城后，止于韓城古城附近，正線全長16.405 km，設置車站7 座，車輛基地1 處，線路方案如圖1所示。

　　2 技術難點與重點

　　韓城懸掛式單軌一期工程在探索懸掛式單軌系統技術、工程方案以及建設模式等方面，對國內新型軌道交通的發展具有重要意義。本項目的技術特點和難點主要表現在懸掛式單軌特有技術、自然地形條件、景觀打造以及投資控制4方面。

　　(1)項目于2016年初啟動勘察設計工作之前，國內只有一條800余m的試驗線正在建設，相關技術尚不成熟，缺乏大量的試驗、測試數據支撐。同時，懸掛式單軌車輛也未最終定型，使得限界、軌道梁、道岔等相關方案存在較大不確定性。

　　(2)黃土高原典型的“臺塬”地貌(圖2)帶來短距離內的巨大高差，以及項目周邊豐富的文物及黃土陷穴給選線帶來巨大困難。同時，特有的濕陷性黃土地質條件，也給采用單樁承力結構的懸掛式單軌的設計、施工帶來一定的挑戰。

　　(3)沿線屬于韓城市全力打造的黃河景觀旅游區，“高高在上”的懸掛式單軌如何與景區整體風格互相融合、互為景觀，是項目設計需要著重解決的問題。

　　(4)根據具體情況，做到最優化設計，在滿足客流需要與運營安全的同時，節省工程投資、提升項目經濟效益，從而減小傳統城市軌道交通項目對于財政補貼的過度依賴，保證項目的經濟可行。

　　3 功能定位與主要技術標準

　　韓城市地處關中平原東北隅，歷史悠久，文物古跡薈萃，有“文史之鄉”和“關中文物最韓城”之美譽，旅游資源極為豐富，如司馬遷祠、黃河龍門等眾多著名景觀均為國人所熟知。

　　本項目是在韓城市經濟大轉型的背景下提出的，主要目的是配合韓城市旅游開發和景區建設，改善交通條件、提升韓城市旅游要素質量、解決“不來韓城遺憾，來了韓城更遺憾”的旅游現狀。結合項目周邊城鎮分布情況，經與韓城市多次溝通，確定本項目“以旅游為主、兼顧公共交通”的功能定位，懸掛式單軌作為韓城市公共交通的補充，為后續設計指明了方向。

　　本項目主要技術標準如表1所示。

　　4 客流預測與行車組織

　　4.1 客流預測

　　本項目客流可分成旅游客流、日常通勤客流和韓城城區通往機場客流3部分，通過采用Logit模型計算旅客選擇本項目的比例，從而確定其客流量。圖3為客流預測流程。

　　客流預測匯總結果如表2所示。從表中可以看出，本項目總體客運量較小，初、近、遠期每日客運量分別為0.8萬人次、2.2萬人次及3.71萬人次。研究年度內斷面高峰系數為初期0.17、近期0.19、遠期0.25，高峰的客流積聚現象特別明顯，這與本項目處于景區與老城區之間相關，經過的地區大部分為旅游景區以及老城片區，高峰出行客流比例相對較高。從項目建設時序來看，隨著時間的推移，延伸至老城，通勤出行比例逐漸上升，在研究年度內高峰系數應當呈現逐漸上升的趨勢。

　　4.2 行車組織

　　4.2.1 列車編組及輸送能力

　　由于懸掛式單軌道岔系統相對傳統輪軌較為復雜，動作時間更長，根據懸掛式單軌在國外成功運營的經驗，高峰小時行車對數一般不超過24對。

　　考慮本項目主要為旅游服務，服務水平應高于傳統城市軌道交通，站立標準采用4 人/m2，為避免列車編組變化引起的設備改造，根據遠期最大單向斷面客流預測結果，各設計年度均采用3輛編組方案。

　　遠期高峰小時最大行車密度為20對/ h，系統設計最小行車間隔為3 min，最大輸送能力為3 360 人次/ h，滿足預測客流量遠期高峰小時單向最大斷面2 738 人次/ h 的要求，且留有22.7%的富余。

　　4.2.2 列車運行交路

　　本項目主要為旅游客流服務，兼顧龍亭機場的乘客，全線旅游景點分布均勻，無明顯客流斷面出現，如圖4所示。

　　考慮龍亭機場為支線機場，平日航班有限，且航班時間固定，在非航班運行時段，機場無航空乘客出行需求。龍亭機場—司馬遷祠站區間長約5.9 km，約占本工程的35.96%，且線路縱坡大，列車能耗大。因此考慮在司馬祠站設置小交路，一般情況下只開行司馬遷祠站—古城旅游中心站的列車運行交路，龍亭機場站—古城游客中心站的運行交路則根據龍亭機場的航班時間確定(圖5)，以便更合理地分配運能，盡量減少配屬車輛總數(減少每日列車走行公里數和駕駛員的數量)，提高列車滿載率;減少列車空駛距離，降低運營成本。

　　推薦閱讀：城市軌道交通交通類期刊投稿