城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計 概念特征北京交通大學

1、城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計 第一章概述 第一章 概述1.1 城市交通發(fā)展概況1.2 軌道交通發(fā)展歷史1.3 有代表性國家軌道交通的發(fā)展1.4 城市軌道交通的技術(shù)經(jīng)濟特征1.5 軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計的主要內(nèi)容 1.6 我國軌道交通系統(tǒng)建設(shè)程序 1.7 小結(jié)城市軌道交通系統(tǒng)的概念：服務(wù)于城市客運交通，通常以電力為動力，在固定導軌上輪軌運行方式為特征的車輛或列車與軌道等各種相關(guān)設(shè)施的總和。1.4 城市軌道交通的技術(shù)經(jīng)濟特征城市軌道交通系統(tǒng)可以根據(jù)多方面的特點來分類，如運輸能力、外形特點、采用的技術(shù)等。主要分為：有軌電車(Trolley Bus)輕軌鐵路(Light Rail Transit)地鐵(Un

2、derground Railway, Subway，Metro)市郊鐵路(Suburbs Rail)1.4.1 有軌電車利用街道上的軌道運行的電力車輛或列車系統(tǒng)。優(yōu)點：造價低，建設(shè)容易。缺點：所受干擾多，速度慢，通行能力低，平交道口多，極易與地面道路車輛沖突，引起道路交通堵塞。發(fā)展現(xiàn)狀：已經(jīng)比較少見，多數(shù)被改良為輕軌系統(tǒng)。1.4.2 輕軌鐵路（Light Rail Transit） 輕軌的概念：輕軌交通車輛軸重較輕，施加在軌道上的荷載相對于市郊鐵路或地鐵的荷載來說比較輕，故稱輕軌。是一種介于有軌電車和地鐵之間的中運量的軌道交通工具。歐洲與北美對地鐵的投資熱潮到80年代后讓位于輕軌系統(tǒng)。電氣化的

3、輕軌系統(tǒng)有許多優(yōu)于地鐵和市郊鐵路的地方，且造價低廉。線路工程量小，車輛輕，可以在更大的坡道上、更小的曲線上行駛。輕軌要求有至少40%的股道與道路完全隔離，以避免擁擠。這使得它與有軌電車不同。London的Dockland輕軌：全隔離Manchester的 Metrolink：部分隔離輕軌的種類輕軌系統(tǒng)主要有三種類型第一種是從有軌電車改造而成，如德國的斯圖加特輕軌。第二種是作為一個獨立系統(tǒng)開發(fā)，大部分新建的系統(tǒng)，如英國的Dockland輕軌。第三種是利用原有舊鐵路線路修建比較經(jīng)濟的系統(tǒng)，如英國Manchester的Metrolink輕軌。英國Manchester的MetrolinkMetroli

4、nk列車在車站輕軌的優(yōu)點 (1)比地鐵安全 由于動力來自車頂部，而非地鐵系統(tǒng)的第三軌。此外無須防護欄桿，因為它也可在街道上行駛。 (2)在建設(shè)上比地鐵更靈活 由于土地昂貴，尤其在鬧市區(qū)，輕軌系統(tǒng)可以放在街道，旅客可以在人行道上下車。 (3)更適合低運量場合 在中等規(guī)模城市用以補充巴士運輸。 (4)大部分線路按右行規(guī)則隔離時，在混合交通條件下的平均行車速度可以更高，從而比巴士更具吸引力。 (5)輕軌鐵路技術(shù)成熟，并已有豐富經(jīng)驗，不存在機械風險或大的費用過載問題。輕軌的主要參數(shù)(1)最小運行時間間隔：2分鐘；(2)每節(jié)車廂的乘客人數(shù)：m2/人計算，2節(jié)/組)；(3)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：2-4節(jié)（1

5、-2組）；(4)每小時單向最大運送能力：6750-13500人；(5)時刻表速度：20-25km/h；(6)最低經(jīng)濟運輸量：2100人/km天1.4.3 單軌系統(tǒng)單軌系統(tǒng)又稱獨軌系統(tǒng)，可分為跨座式和懸掛式兩種。一般使用道路上部空間，需要的專用空間較少，可以適應(yīng)急彎及大坡度，其投資小于地鐵系統(tǒng)。多特蒙德大學懸掛式單軌系統(tǒng)日本1964年在東京建成了一條13公里的跨座型單軌系統(tǒng)，即東京的濱松町羽田機場間的系統(tǒng)；1970年又開通了大船湘南江之島間的懸掛式單軌系統(tǒng)。羽田單軌系統(tǒng)單軌系統(tǒng)特點單軌電車一般均采用橡膠輪胎。優(yōu)點:占地小、投資費用少、噪聲低、振動小、乘坐舒適、對城市的景觀及日照等影響小、通過小半

6、徑曲線能力和爬坡能力強。缺點：運能較小、速度低、能耗大、粉塵污染、道岔等結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)生事故時疏散和救援工作比較困難。主要技術(shù)特性指標 (1)最小運行時間間隔：2分鐘； (2)每節(jié)車廂乘客人數(shù)：m2/人計算)； (3)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：2-6節(jié)； (4)每小時單向最大運送能力：8400-25200人； (5)時刻表速度：30km/h； (6)最低經(jīng)濟運輸量：4000人/km天。 日本已投產(chǎn)單軌電車的特性 1.4.4 自動導向系統(tǒng)(AGT)自動導向系統(tǒng)(Automatic Guideway Transit, AGT)是一種通過非驅(qū)動的專用軌道引導列車運行的軌道交通方式。 主要技術(shù)特征：軌道采用混

7、凝土道床、車輛采用橡膠輪胎，有一組導向輪引導車輛運行，列車運行自動控制，可實現(xiàn)無人駕駛，自動化程度較高。較早的AGT系統(tǒng)是日本1981年開通的兩條線路：一是神戶新交通公司開通的三宮中公園線路，全長公里；二是大阪市住之江公園中埠頭間的公里線路。目前這兩條線路均采用無人駕駛的ATO系統(tǒng)，運營速度2227km/h，最大速度達到60km/h；高峰期最小間隔達到了3分左右。主要技術(shù)特性指標 (1)最小運行時間間隔：2分鐘； (2)每節(jié)車廂乘客人數(shù)：70人； (3)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：412節(jié)； (4)每小時單向最大運送能力：8400-25200人； (5)時刻表速度：30km/h。 1.4.5 地鐵 地

8、鐵：軸重相對較重，單方向輸送能力在3萬人次 / h以上的城市軌道交通系統(tǒng)。有地下、地面和高架三種形式。地鐵的特點一般線路全封閉，在市中心區(qū)全部或大部分位于地下隧道內(nèi)，因而可實現(xiàn)信號控制的自動化。優(yōu)點：容量大、速度快、安全、準時、舒適、運輸成本低、節(jié)省能源、不污染環(huán)境、不占城市用地。缺點：建設(shè)成本高、周期長、見效慢。適用于出行距離較長、客運量需求大的城市中心區(qū)域。地鐵的建設(shè)需要大量用戶來證明隧道開挖的可行性。因此，50萬人口以下的城市很少能建地鐵。原蘇聯(lián)曾有一項政策，城市只有達到100萬人口以上才能建地鐵。地鐵站間距在km(市中心)之間，在郊區(qū)可達2km左右。地鐵分類重型地鐵：即傳統(tǒng)的普通地鐵，

9、軌道基本采用干線鐵路技術(shù)標準，運量最大。輕型地鐵：是一種在輕軌線路、車輛等技術(shù)設(shè)備工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的地鐵類型，運量較大。微型地鐵：又稱線性地鐵、小斷面地鐵，隧道斷面、車輛輪徑和電動機尺寸均小于普通地鐵，運量中等，行車自動化程度較高。主要技術(shù)特性指標(1)最小運行時間間隔：2分鐘；(2)每節(jié)車廂的乘客人數(shù)：m2/人計算)；(3)每列車編組車廂節(jié)數(shù)：6-10節(jié)；(4)每小時單向最大運送能力：50400-84400人；(5)時刻表速度：30-60km/h；(6)最低經(jīng)濟運輸量：12200人/km天。線性地鐵小斷面地鐵線性地鐵即小斷面地鐵的特點是斷面較一般地鐵要小，可降低建設(shè)成本(投資為一般地鐵的6

10、0-80%)。此外，它車身矮、重量輕、噪聲低，可以采用較小的曲線半徑和較大的坡道，也可高架，維護較容易。目前在日本已有幾條線路建成投產(chǎn)。線性地鐵能力略低于一般地鐵系統(tǒng)。線性地鐵的缺點是運營成本與一般地鐵差不多。1.4.6 市郊鐵路市郊鐵路是溝通城市邊緣與遠郊區(qū)的手段，它與城市間的長距離鐵路相同。由于服務(wù)于人口密度相對稀疏的郊區(qū)，站間距比較大，它使得列車的運行速度可以提高許多。目前城市間高速鐵路的商業(yè)速度已達到250km/h以上，一般地，市郊鐵路線路的最高速度可以達到100km/h以上。市郊鐵路主要為通勤者提供運輸服務(wù)，故有時也稱通勤鐵路(commuter rail)或地區(qū)鐵路(regional

11、 rail)。倫敦鐵路（1）1.4.7 橡膠輪胎鐵路橡膠輪胎鐵路：采用輪胎車輛的鐵路系統(tǒng)。線路采用鋼軌或混凝土路面，多節(jié)輪胎電車鉸接在一起形成列車，電力驅(qū)動，能力小于鋼軌鐵路系統(tǒng)。優(yōu)點：噪聲較低。缺點：1）輪胎承重不如鋼軌，不適合運量太大的系統(tǒng)； 2）高速運營時會導致輪胎過熱，實際速度不高，目前最大速度一般在6070km/h； 3）輪胎運行阻力大于鋼軌系統(tǒng)，能耗較大；4）股道干燥時，輪胎摩擦系數(shù)高于鋼軌；5）由于輪胎車輛由股道引導，其技術(shù)較鋼軌鐵路更復(fù)雜；6）股道交叉與折返較鋼軌系統(tǒng)更復(fù)雜，所需時間也更多；7）輪胎車輛由于需要一個導向軌，使車輛結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。磁懸浮鐵路磁懸浮列車是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生

12、的吸引或排斥力將車輛托起，使之懸浮于線路上，利用電磁力導向，使用直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成推進力，推動列車前進。磁懸浮鐵路特點與傳統(tǒng)的鐵路相比，磁懸浮鐵路去除了輪軌接觸，因而無剛體直接摩擦阻力，可獲得比一般高速鐵路更高的速度，目前試驗速度已達500km/h以上；無機械振動與噪聲；無環(huán)境污染；可獲得高舒適度和平穩(wěn)性；由于沒有鋼軌、車輪、機械傳動和接觸導電軌等摩擦部件，維修費用大為降低。由于磁懸浮列車運行中所需電功率主要用來克服空氣動力學阻力，其人公里能耗為一般高速列車的，另外，磁懸浮列車還有爬坡、越障能力強，更有利于實現(xiàn)全自動化控制等優(yōu)點。所以，磁懸浮鐵路將成為未來客運交通中最具競爭力的一種交通工

13、具。磁懸浮列車的發(fā)展從1981年英國伯明翰機場到火車站的第一條磁懸浮線開通，1986年西柏林M-Bahn磁懸浮試驗線投入運營，日本的HSST系列磁懸浮列車的開發(fā)，以德、美、日等所研制的試驗樣車為先導，實用的磁懸浮列車即將進入國際市場。1.4.9 軌道交通方式的比較軌道交通方式的比較（續(xù)）軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計的主要內(nèi)容 重要性城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計是一項涉及城市規(guī)劃、交通工程、建筑工程以及社會經(jīng)濟等多種學科理論的系統(tǒng)工程。軌道交通項目工期長、投資大，在城市規(guī)劃中，軌道交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計非常重要，直接影響城市的基本布局和功能定位，對城市發(fā)展有極強的引導作用，對促進城市結(jié)構(gòu)調(diào)整、城市布局整合，對

14、整個城市土地開發(fā)、交通結(jié)構(gòu)以及城市和交通運輸系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展都有巨大影響。重要性我國作為發(fā)展中國家，各大城市正處于快速發(fā)展期，不同于西方發(fā)達國家處于發(fā)展成熟期的城市，做好城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計工作更具有獨特的意義，是保障空間預(yù)留避免今后高昂的工程建設(shè)成本的基本前提。主要內(nèi)容 （1）特定城市社會與經(jīng)濟環(huán)境下軌道交通系統(tǒng)的功能定位。主要包括城市經(jīng)濟地理特征分析、城市規(guī)劃總體目標與城市交通結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性分析、軌道交通的功能評估等。主要內(nèi)容 （2）軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃。主要包括線網(wǎng)規(guī)模確定、線網(wǎng)構(gòu)架方案選擇和方案評估等，線網(wǎng)規(guī)劃是城市軌道交通線路設(shè)計和建設(shè)的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容 （3）軌道交通系統(tǒng)客流預(yù)測。在

15、城市規(guī)劃與綜合交通規(guī)劃基礎(chǔ)上進行客流預(yù)測，它是確定軌道交通網(wǎng)絡(luò)及線路建設(shè)規(guī)模、能力水平的依據(jù)。主要內(nèi)容 （4）軌道交通工程可實施規(guī)劃。主要包括車站、車輛段、換乘點的選址與規(guī)模、線路敷設(shè)方式規(guī)劃，線網(wǎng)建設(shè)順序與運營以及軌道交通與地面交通的銜接設(shè)計等內(nèi)容。主要內(nèi)容 （5）軌道交通系統(tǒng)的線路和車站設(shè)計。包括線路的走向、線路平縱斷面設(shè)計、車站的數(shù)量及分布、車站的站型設(shè)計以及換乘站的設(shè)計等。主要內(nèi)容 （6）軌道交通的樞紐設(shè)計與規(guī)劃。主要包括城市地區(qū)樞紐點規(guī)劃、樞紐客流分析、樞紐換乘設(shè)計、樞紐用地分析、樞紐不同方式間的協(xié)調(diào)等。主要內(nèi)容 （7）軌道交通系統(tǒng)與其他交通方式的銜接設(shè)計。主要研究軌道交通系統(tǒng)與其他

16、方式的銜接，包括地面交通、城市間交通等，具體包括車站周邊其他交通方式站點布局及設(shè)計。主要內(nèi)容 （8）軌道交通系統(tǒng)的安全防護設(shè)計。安全防護的內(nèi)容包括地震防護、火災(zāi)防護、水災(zāi)防護以及雜散電流防護等設(shè)施的設(shè)計，需要考慮軌道交通運營中的安全對策與應(yīng)急措施。主要內(nèi)容 （9）運營規(guī)劃.從規(guī)劃與設(shè)計階段開始考慮運營問題是一條軌道交通線路建設(shè)成功與否的重要前提條件，直接關(guān)系到軌道交通系統(tǒng)建設(shè)目標的實現(xiàn)。這些內(nèi)容也可以作為工程可實施規(guī)劃的內(nèi)容。我國軌道交通系統(tǒng)建設(shè)程序 一個項目從提出項目設(shè)想、開發(fā)、建設(shè)、施工到開始生產(chǎn)活動這個過程，一般稱為項目建設(shè)周期，這個周期主要可以分為三個階段：投資前階段、投資階段和生產(chǎn)階

17、段。 建筑工程和設(shè)備安裝項目建議書可行性研究項目決策總體設(shè)計施工圖設(shè)計調(diào)試和運營準備試運營驗收正常運營初步設(shè)計項目投資前階段運營階段項目投資階段軌道交通項目周期的各個階段及其主要的活動 根據(jù)我國現(xiàn)行的投資建設(shè)程序，投資前期工作主要包括軌道線網(wǎng)規(guī)劃、機會研究、預(yù)可行性研究及可行性研究，從而得到項目建議書、可行性報告以及進行項目決策。軌道交通項目是重大的基礎(chǔ)設(shè)施項目，按我國目前基本的建設(shè)程序規(guī)定，需要國家進行審批，主要的審批程序有：軌道線網(wǎng)的審批，項目建議書（預(yù)可行性研究報告）的審批，可行性報告的審批，初步設(shè)計的審批。第一種方式：政府作為投資的主體，委托項目法人代行政府控制的職能。這種模式在已建成的地鐵線路中采用，如北京地鐵復(fù)八線、城市鐵路；上海地鐵1、2號線；廣州地鐵1號線。第二種方式：采用多元投資體制，促進軌道交通商業(yè)化運作。這在目前正在建設(shè)的北京地鐵5號線和上海正在建設(shè)的幾條線路中采用。第三種方式：交鑰匙工程，即由工程總承包商負責整個項目的融資、設(shè)計咨詢、施工及運營。目前因國內(nèi)公司資金實力方面的原因，暫時還未采用。1.7 小結(jié)軌道交通在城市交通中的作用是巨大的。首先，軌道交通大都采用與地面隔離的線路設(shè)備，運行準點性好，吸引力較其他公共交通方式大得多。1.7 小結(jié)軌道交通在城市交通中的作用是巨大的。首先，軌道交通大都采用與地面隔離的線路設(shè)備，運行準點性好，吸引力較其他公共交通方