單軌系統簡稱單軌,是一種中運量的都市軌道運輸系統[1],特點是使用的軌道為一條帶形的梁體,車輛跨坐於其上或懸吊於其下[2]:211。單軌系統的路軌一般以超高硬度混凝土製造,比普通鋼軌寬很多。單軌系統的車輛比路軌更寬。單軌相比普通鐵路有較強的爬坡能力,轉彎半徑小,適合起伏較多的地形。此外,單軌系統噪音小,符合環保要求,安全可靠,同時又具有建設費用低廉、建設周期短、易於維護以及易於實現零部件本地化生產的優點。單軌系統主要應用在城市人口密集的地方,作為都市軌道運輸系統的組成部分提供服務。亦有在遊樂場內建築的小型單軌作為高架遊覽車類遊樂設施,專門運載遊人。
東京的單軌系統
單軌系統不能利用軌道梁把電流回流,故只能採用側向滑導線或第三軌供電(供電及回流各一條)。
路易斯·布倫南的陀螺儀單軌列車
1820年,第一個單軌列車原型由伊凡·埃爾馬諾夫於俄羅斯製造。自19世紀初以來,人們一直在嘗試創建單軌鐵路來取代傳統鐵路。
1876年,百年單軌鐵路在費城國際博覽會上亮相,該鐵路由Roy Stone將軍發明。
現代的單軌車輛由馬達推進,使用橡膠輪胎。輪胎會在路軌的上面及兩旁轉動,推動列車及維持平衡。早期單軌系統的設計不能使用轉轍器,讓列車運作上出現很多不便。現代的單軌系統多數已可使用轉轍器,讓車輛可以駛進不同的線路,而同一線路亦可作雙程行駛。
跨座式單軌鐵路轉轍器轉轍完畢時的景象,可見到兩旁的軌道懸空
列車跨座在軌道之上。最早由德國阿韋格(Alweg GmbH)發明。優點在於其逃生較容易解決,而且不易對地面的車輛與行人產生壓迫感和造成事故,乘客的安全感也較高。缺點是跟一般高架鐵道一樣會受天候如積雪等影響運轉,也因為重心偏高,迴旋半徑也不可太小,轉轍器也較複雜。此技術造價較低,現今使用國家城市也較多。
列車懸掛在軌道之下。最早由法國管理學及商務研究有限公司發明,出現時間比跨座式單軌還早,在中國大陸也被稱之為「空軌」或「空鐵」,乃「空中軌道」或「空中鐵路」之簡稱[3]。優點在於其重心位於軌道下方,轉彎的穩定性較佳,可以使迴旋半徑變小,轉轍器的結構設計也比較簡單,適合在較曲折且空間受限的路線,而且部分採用軌道內嵌設計的有抗天候問題的優勢,特別是易下雪的地區其軌道不易積雪或結冰而受影響。缺點是跟高架索道一樣行駛易對地面的車輛與行人產生壓迫感,不僅震動得很厲害,而且也容易發生事故,此外其逃生也不易,此技術造價較高,現今使用國家城市也較少。
- 所佔空間小。不單是路線結構窄,且可假設在其它道路上方,垂直空間亦較小[2]:212。單軌所需的寬度主要由車輛的寬度決定,與軌距無關。且單軌系統多數以高架興建,地面上只需很小的空間建造承托路軌的橋墩。
- 相比其他高架鐵路,單軌所佔的空間較小,較不影響視線。
- 單軌使用橡膠輪胎在混凝土路軌上行走,噪聲較低[2]:212。
- 單軌車輛的攀爬能力較強,且可通過較小半徑的曲線,因而可建在複雜的地形上,並減小建設所需的拆遷量[2]:212。
- 單軌因為在自己的軌道上行走,擁有全程A級路權,與其他交通工具及行人分開,因此比其他在路面上行走的交通制式安全。跨座式單軌車輛以車身包圍路軌,因此不容易出軌。
- 單軌的造價及維修價格比地鐵低。
- 必須另外興建軌道。
- 對於地面而言,單軌所佔的空間較地鐵多。
- 除日本外,單軌的路軌沒有大小標準。
- 道岔結構較為複雜,轉換時間長[2]:212。
- 橡膠輪胎與混凝土軌面之間的摩擦力顯著大於鋼輪鋼軌系統,使得單軌系統能耗更大,且會產生輕度粉塵[2]:213。
- 如果出現緊急情況,疏散和救援比較困難[2]:213。車的兩旁沒有可站立的路軌,而且離地面很高。頭尾兩端的路軌亦很窄。有些單軌系統因此在路軌的兩旁建有可供人行的緊急通道。重慶軌道交通3號線全程在兩條軌道之間的下方位置鋪設鋼製的逃生通道,用於解決該問題,日本甚至研發了一種特殊的逃生隧道供給自己國家的單軌路線使用,原理類似於的隧道式的螺旋溜滑梯,只要將其攤開,再將一端拋於地面上,再直接鑽入隧道溜下來即可逃生。
- 亦有人擔心單軌系統的速度及載客量及不上其他系統。不過少數單軌如日本、中國重慶的單軌部分區段達到了75Km/h的最大營運速度,已與部分地鐵的營運速度相近。
德國伍珀塔爾空鐵
- 德國
- 伍珀塔爾:伍珀塔爾空鐵於1901年啟用,是仍然在運作中的全電動單軌系統中歷史最悠久者。採用獨特的鋼軌懸掛式列車來運轉。管制期為1900年10月24日至今。
- 德勒斯登:德勒斯登懸空列車是同樣於1901年通車,啟用時間稍晚於烏帕塔的系統。雖然兩者都是懸掛式單軌系統,但德勒斯登的懸浮列車有兩點與烏帕塔不同,其一是它是用於攀登山坡的短程路線;其二是德勒斯登的列車本身並不具有電力驅動的能力,而是靠位於山頂的纜車站以鋼索牽引,所以亦屬於纜車的系統類型。
俄羅斯莫斯科單軌鐵路於2004年開始試營運,2008年才正式啟用
- 俄羅斯
- 莫斯科:莫斯科單軌鐵路(俄語:Московская Монорельсовая Транспортная Система,羅馬化:Moskovskaya Monorelsovaya Transportnaya Sistema)全長4.7公里(2.9英里),是俄羅斯首都莫斯科的一個單軌系統。莫斯科單軌鐵路計劃開始於1998年,並在2004年11月20日開始實驗開通,在2008年1月10日開始正式開通[4]。莫斯科單軌鐵路由莫斯科地鐵營運[5]。
迪士尼樂園單軌電車系統
聖保羅地鐵15號線是世界上首個使用龐巴迪Innovia單軌列車300的系統
- 中國大陸
- 泰國
- 義大利
- 博洛尼亞馬可尼快線路線全長5公里,於2015年動工。
- 巴西
- 埃及
- 開羅單軌鐵路(阿拉伯語:مونوريل القاهرة)是目前正在埃及開羅建設的、由兩條路線組成的單軌快速交通系統,這將是世界上最長的無人駕駛單軌鐵路系統。 兩條路線將新行政首都和十月六日城與開羅大都市區連接在一起。
- 中國大陸
- 台灣
- 馬來西亞
- 越南
- 胡志明市地鐵將興建兩至三條單軌線路或輕軌線路,全長37公里。
- 泰國
- 曼谷當地單軌系統規劃則包括棕線、灰線、藍線、挽浦蘇凡納布線。
Monorail. Penang Master Plan – Penang. 2016-02-26 [2017-11-02]. (原始內容存檔於2017-10-30).