关于市域快速轨道交通线规划设计研究

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  摘要隨着大都市和城市群的发展,市域快速轨道交通的发展越来越受到业界的关注,通过国外快速轨道交通发展特征分析,提出快线所具有的实用性。针对国内市域快线发展及交通需求,以广州14号线为例,提出了市域快速轨道交通系统的概念,并结合线路与客流特点,通过确定功能定位,提高线型设计标准、控制站点设置数量、采用快慢车组合运营等,实现快速功能的设计方法,为市域轨道交通线路在规划设计是提供借鉴作用。
  关键词市域轨道交通线快速功能 规划研究
  Abstract: Fast lane of development and traffic demand for the domestic market domain, take Guangzhou on the 14th line for example, the concept of a regional express rail transit system was point out, combined with lines and passenger, by determining the functional orientation, improving linear design standards, and control sites to set the number of speed car operations combination, to achieve rapid functional design for the city rail transit line in the planning and design provide a reference.Key words: city rail transit; fast function; planning studies
   中图分类号:U213.2 文献标识码: A 文章编号:
  
  
  
  0、引言
   我国城市轨道交通已走向快速发展时期,城市轨道交通的发展更加多样性、多元化、多层次和网络化。特别是随着城市建设的重点逐渐转向外围的一些发展新城时,新城与中心城之间的联系变得更加密切,居民的出行空间进一步扩大,轨道的需求构成中,长距离的出行呈现增长的趋势,需要提供更快捷、直达性更强的服务,快线系统正是应对这种需求而产生,因此,市域快速轨道交通的发展越来越受到各界的关注。在国外,纽约、巴黎、东京等国际化大都市的快线建设已经具有一定实践和经验,特别是开行快慢线组合运营模式的成功经验。在国内,由于快速轨道交通系统还处于建设阶段,还没有完整的快线系统,如北京的6号线,上海的11号线,东莞的市域快线,广州的14号线、21号线等线路。面对新的市域快速轨道交通线路,应对城市发展的需求,必须加快对快线系统规划的研究,以提前预留好相应的建设条件,更好的满足未来居民多样化的出行需求。本文就广州轨道交通14号线工程为例,分析了工作中的规划设计经验和一些体会,探讨市域快速轨道交通线规划设计理念,以求抛砖引玉,引起同行的关注。
  1、概述
   根据《城市公共交通分类标准》定义,市域快速轨道系统是一种大运量的轨道运输系
  统,客运量可达20~45万人次/日(一般不采用高峰小时客运量的概念)。市域快速轨道系统适用于城市区域重大经济区之间中长距离的客运交通。其功能是满足城镇发展和人口分布相对均衡的组团式城市空间结构或者都市圈外围组团或卫星城与城市核心区的交通出行需求。城市外围区地域面积广,相对于中心区用地开发强度和人口密度都要低,居民的平均出行距离比较长。作为连接中心区与外围新城的重要交通方式,如何实现市域轨道交通线路的快速功能,是提高轨道交通服务质量,加强新城与中心区空间联系的重要手段。
   目前,国内已建和在建的市域轨道交通线路看,大多均未实现市域快速功能。为此,运用新理念、新技术,积极探索市域快速轨道交通线路快速功能的实现方法具有重要的指导意义。本文以国家中咨公司刚审查通过《2015年建设规划》中轨道交通14号线工程为例,探讨如何实现市域轨道交通线路的快速功能。
  2、研究意义
   市域快线是特大城市轨道交通路网中的重要组成部分。在我国城市轨道交通研究中已经积累了丰富的理论与方法, 但是对于距离较长的市域轨道交通线路的研究正处于起步阶段,仍没有形成系统的理论与方法。快线作为特大城市轨道交通建设中出现的形式,需要提前研究市域快线规划设计阶段对于指导设计、建设及今后的运营具有重要的作用;特别是在线网规划阶段进行考虑,提前预控各种条件,实现用地规划与轨道建设的有机结合,保证轨道交通健康发展。充分发挥轨道交通大运量运输的优势,取得更好的经济效益和社会效益等方面有重要意义。
  3、国内外快线发展分析
   目前国外采用市域快慢线运营的线路大致有纽约地铁、东京地铁京成线、京王线、都
  营浅草线和香港地铁机场线+东涌线等线路,国内在建或待建的市域快线有上海地铁11号线、东莞R2线、深圳11号线等线路,其均采用地铁模式。文献【8】在对城市轨道交通快线发展的研究基础上提出了快线发展特征分析,主要体现如表1和表2。
   其特征及适用条件见表1。  
  表1            国外城市快线模式比较表
  
  
  
   其快线系统的主要实现方式见表2。  
  表2               快线系统方式一览表
  
  
  
  3、广州14号线工程概况及特点分析
  3.1工程概况
   14号线全线(广州火车站~良口)、支线(新和~镇龙),总长约114.2km。是一条联系北部副中心与中心城的市域轨道交通快线,为解决从化地区居民出行提供一条重要的交通干线;知识城线是一条联系知识城与中心区联系的交通线,为解决知识城内部居民出行提供重要的交通干线。
   14号线工程主线共设车站21座,高架站15座,平均站间距为4.6km,最大站间距为7.8km。知识城线共设7座车站,均为高架,平均站间距4.3km。该线比一般的城市轨道交通线路长,而车站数量少,基本为高架线,具有明显的市域特点,这种线路特点非常适合较高速度的轨道交通车辆的运行。
  3.2客流需求特点分析
   通过客流预测分析,工程客流主要有以下特点:
   1)客流强度低,平均乘距长,全日周转量高。
   (1)该工程初期全日客流量和高断面客流量分别为25万人次/d和1.1万人/h,远期将达到80.6万人次/d和2.79万人/h;
   (2)远期只有27.5%的客流运距小于20km,大部分客流运距较大,其中运距超过全长1/3(30km)的占47%,超过50km以上的占18%,因此约47%的客流存在加快旅行速度的需要,以满足地区交通规划要求。说明线路客流强度将明显低于中心线路,平均乘距远大于市中心线路,长距离出行的乘客较多,属于中运量级线路,客流规模相对市区线路而言较小,属于市郊线路。
   2)线路在各设计年份客流强度较低,日平均运距与高峰小时平均运距较大,均大于25公里,且随着二期工程与车站的全部开放,运距继续增大,说明线路主要承担城市副中心及其以远的郊区与中心区的客流输送任务。
   3)客流以组团间交换为主,直达比例高。该工程覆盖越秀区,白云区,从化市,萝岗区的知识城地区,沿线站点可分别组成不同组团,进而分析包括支线在内的全线客流交互情况。市区组团:广州火车站-黎家塘;从化组团:太平-良口;支线组团:知识城北-镇龙;新和组团:新和。
   (1)全線客流分布情况分析
   从不同特征年的区域客流交互分布情况分析,市区组团内部的客流交互比例始终最大,说明14号线工程覆盖了市区至从化副中心间的客流走廊。
   (2)从化中心城区对外OD分析
   从化中心城区对广州市中心客流流向明显,OD比例高,可形成对该地区有针对性的列车运营模式,以满足庞大的客运需求与加强广州市中心与从化中心城区的联系。
  
  
  
   图1 全线客流分布情况图图 2从化中心城区对外OD分析图
   从14号线客流出行和空间分布特点,有条件实施轨道交通的快速功能。因此,采用快慢线组合运营模式以符合该工程组团客流的特点。
  4、14号线工程功能设计
   针对该工程所具有的鲜明的线路特点和客流特点,本文从线路设计标准、站点设置、运营管理、引入TOD发展规划理念几个方面研究了如何实现市域轨道交通的快速功能。
  4.1明确市域快速功能定位,提高线路设计标准
   在规划初期就明确线路的功能定位。从化市作为广州的副中心需要快速交通与广州市中心区的联系,从化本身的发展也需要大容量的公共交通系统的支持,根据本线的客流特点分析,14号线是从化市与中心区的快速联系通道,以解决从化到广州中心组团的交通需求为重点,兼顾白云区、从化市沿线组团开发建设,是实现将从化街口副中心纳入“珠江新城地区1小时出行圈”规划目标的重要举措。
   14号线是作为一条连接中心与北部副中心的市域快线,在设计中更需要合适的技术标准,更好地适应该工程的建设和运营,充分发挥本工程的效益。从全程旅行时间的节省、造价、能耗、噪声、国产化及生产周期等多方面综合考虑,确定14号线工程的最高运营车速为120km/h。其速度受线路线形的制约,为适应最高速度车辆的运行,轨道、曲线半径、限界、通风等均采用比较搞的技术标准。
  4.2合理控制站点数量,增大平均站间距
   14号线中心城内站点较密,平均站间距在2.0km左右,同时受线路曲线条件限制,
  难以实现轨道交通的快速功能。在中心城区外,平均站间距约4.5km,最长达7.0km。为了实现14号线的快速功能,充分考虑该工程以组团交换为主、直达客流比例大的客流分布特点,对站位设置主要考虑如下:(1)控制站点设置的数量,增加站间距,减少轨道交通由于进站停车引起的时间延误,从而提高了轨道交通的旅行速度。(2)14号线主要解决各组团间与中心区的联系问题,应处理好轨道交通与各区镇内部交通的常规公交、社会车辆以及非机动车的交通衔接。(3)引入TOD发展规划理念,增加土地综合使用的效率,对站点周边2km范围内整合开发,促使组团间的可持续发展,实现交通引导性的客流。
  4.3采用快慢组合运营模式
   对于这种超长线路,要实现其快速功能,特别是实现副中心到中心区1小时出行圈,
  如果按照普通线路的运营模式,将很难实现快速功能。根据各个区域的客流分析,客流交换主要集中在各个组团,同时客流的特点体现为直达性和组团性,制定了快慢车组合运营的方案,开行大站车和普通车,缩短组团客流间的旅行时间,提高列车满载率。
   结合组团之间的相互关系,全线采用大小交路运营,采用快慢车组合运营模式,快慢
  车组合运营中开行大站车、普通车(图3)。大站车中间停靠6座车站,普通车每站均停,并在中途站实现快车运营的越行功能。根据客流预测结果,大站车和普通车的开行比列为1:2(图4)。
  
  
  
   图3全线运行交路示意图图图4 全线开行列车停站示意
  4.4合理确定站立密度,提高旅客舒适度
   车厢内站席面积标准是影响列车定员、乘客服务水平和系统规模的重要因素,在进行系统方案设计前应先合理确定乘客站立标准和对应的服务水平。根据《城市轨道交通工程项目建设标准》中第四章第三十七条规定“车内面积扣除坐席区及相关设施的面积后,按6人/㎡计”。
   目前随着我国人民的生活水平的大幅度提高,带空调的公共汽车已很普遍,而最近几年低地板横排座位设置以全座位为主的公交车也越来越多,因此地铁改善地铁乘车舒适度特别是远期舒适度势在必行。各国地铁通过提高舒适度来吸引更多的乘客乘坐地铁,欧洲地铁规定每平米面积站立4人/㎡,莫斯科地铁规定为4.5人/㎡。上海根据城市特点,制定车内面积扣除坐席区及相关设施的面积后按5人/㎡计。
   因此,按照属于超长线路,旅行时间较长,其定员乘车计算原则强调以人为本,尽量安排多的座位来提高乘客舒适度。采用车辆2+2横排座位,站立密度按照5人/㎡计,满足本线旅客的出行要求。
  5、结语
   通过上述的各种方法,14号线普通列车副中心到中心运行时间为71.5min,旅行速度达56km/h;大站车列车副中心到中心运营时间是55.8min,旅行速度达74km/h;远高于中心区轨道交通线路的旅行车速(中心区一般为28km/h~33km/h),确保了从化副中心至中心城中心的出行时间控制在1h之内。
   市域轨道交通是特大型城市解决市域交通出行的重要方式,如何实现其快速功能是发挥市域轨道交通作用的重要支撑。本文从功能定位、设计标准、站点设置、运营组织等方面,以广州14号线工程为例,提出了具体的解决方案,以期能对其他城市轨道交通线路的规划建设起到借鉴作用。
  
  参考文献
  广州市轨道交通线网规划(2011-2040).广州市人民政府,2010。
  广州市轨道交通2015年建设规划.广州地铁设计研究有限公司,2011。
  广州市轨道交通14号线线站位规划选线报告.广州地铁设计研究有限公司,2011。
  广州市轨道交通14号线一期工程(嘉禾望岗—街口)可行性研究报告.广州地铁设计研究有限公司,2011。
  关于市域轨道交通快速功能设计的探讨—以上海轨道交通11号线南段为例.城市轨道交通,2009。
  快速轨道交通引导型卫星城市的规划及发展.兰州交通大学学报,2005.
  市域轨道交通快慢车组合运营的通行能力研究.城市轨道交通研究,2009.
  关于城市轨道交通快线发展的研究.都市快轨交通,2006.
  Research on the Regional Rapid Rail Transit
  WANG Chunsen
  Guangzhou Metro Design & Research Institute Co. Ltd. Guangzhou 510010
  Abstract: Since the development of metropolis and urban agglomeration, the regional rapid rail transit is more and more concerned. The practicability of rapid rail transit lines are raised with an analysis on characteristics of rapid rail transit in the other countries. Based on the needs of domestic regional rapid lines and urban traffic, a concept of regional rapid rail transit is proposed, within the consideration of line characteristics and passenger volume, identifying its functions, upgrading the standard of line type, verifying the number of stations, realizing the operation combination of rapid line and normal line, which realizes the function of rapid transit, and is considered as an example of regional rail transit lines plan and design.
  
  Keywords: Regional rail transit, function of rapid transit, plan and research
  
  作者简介:王春森,1980-12-12,男,四川,2003年7月毕业于西南交通大学,土木工程,本科,工程师,主要从事城市轨道交通线路规划、设计、研究工作。
  
  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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