从运营角度谈城市轨道交通的总体设计

摘 要 从运营的角度对现行城市轨道 交通 总体设计中的客流、线路配线、列车配属、环控制式、轨道等提出了看法。在新一轮城市轨道交通建设高潮中,必须要从系统的角度,综合考虑已建轨道交通存在的一些 问题 。

关键词 城市轨道交通,总体设计,运行

作为城市公共客运体系的骨干和城市最大规模的基础设施项目,城市轨道交通的建设不但决定了城市公共交通 发展 的水平和方向,而且对城市 经济 、城市结构和规划发展方向均产生了巨大而深远的 影响 。由于我国绝大多数城市处于一种超常规发展阶段,城市总体规划滞后,交通规划、轨道交通的路网规划处于一种不稳定状态或空白状态。作为城市轨道交通的总体设计单位必须要认识到这一特征。笔者结合自己十多年参与轨道交通建设、运营的切身体会后认为,运营业绩应是贯穿城市轨道交通总体设计的主线,应成为轨道交通建设的出发点和归宿点。为此,从运营角度谈一谈自己对城市轨道交通总体设计的一些看法。

1城市轨道交通总体定位

城市轨道交通的总体定位是决定项目建设的战略性问题,它应偏重于宏观性、整体性和策略性的 分析 。由于各城市在轨道交通前期 研究 阶段技术积累不多,因此对轨道交通总体定位的把握在宏观层面上、定性分析上就显得格外重要。主要体现在以下几个方面。

1.1 客流预测

客流预测是通过交通预测模型并在分析现状的基础上,对各年限内轨道交通线路客流的模型、分布、特征、 规律 等进行预测。然而,这种预测是利用没有轨道交通情况下的现状数据建立交通方式的分担模式,由于模型与城市发展的规划与变化的矛盾影响了其结果的可信度,因此对客流预测的结果要有一个理性的分析。要充分认识到现行客流预测不足的一面,以及还需要经过运营实践反馈调整的另一面。国内对城市轨道交通系统规模的决策完全依靠预测客流这一做法,虽列入《地铁设计规范》等国家标准,但设计依据似乎仍嫌不足。上海地铁自1号线开通以来,关于客流大小的争论就是一个最好的例证。唯客流论很容易掺入人为的因素。因此,不妨依据客流预测结果,再以国际上其它一些城市的形态、中心城市人口总量、人口密度和功能定位等相当的城市客流作为 参考 来比较,可能更接近实际情况。从表1可见,上海的市区人口数、人口密度、中心城区面积等指标,与东京、汉城等城市比较接近,所以其客流可参考这两个城市来考虑。

1.2 城市超常规发展

我国正处于一个城市化进程加速发展阶段,然而城市的总体规划以及交通规划、轨道交通路网规划处于一种滞后或不稳定的状态。根据发达国家的经验,当城市发展成熟以及复合化功能提高以后,居住地和工作地选择将会更加自由,交通更加活跃,地域之间的交通量将会更大。如东京市民生活半径为60ｋｍ,而北京市民生活半径仅为20ｋｍ。因此,现阶段在轨道交通总体设计上对一些预留项目一定要有预见性。如车站换乘问题,以上海轨道交通4号线(明珠线二期)为例,作为上海路网中唯一的一条环线,它与路网中其它直径线的换乘必然很多,如果全部采用“岛—岛”换乘模式,不论在换乘客流上怎么自圆其说,其在预见性方面的考虑显然是不足的。北京复兴门站换乘方式也有很深刻的教训。笔者认为,像上海城市轨道交通的换乘型式,应首推华盛顿地铁“侧—岛”换乘模式。

1.3 建设规模、速度及标准

各地建造城市轨道交通都面临资金压力,因此怎样控制建设规模、建设速度和建设标准,不仅需要一个 科学 的态度,而且需要掌握好分寸,具有前瞻性。轨道交通工程尤其是地下工程有一个最大的特点,就是建造完以后很难更改,因此一味为了追求建设规模和速度而人为降低建设标准是不足取的。

2 线路总体设计与路网的关系

2.1 路网对单条线路的影响

每一座城市要修建轨道交通都不能没有路网。每条线路在总体设计阶段都需要在线路走向、换乘点设计、规划控制、联络线设计、修建顺序、停车场布置等方面和路网发生关系。线路走向不稳定会影响路网整体布局的合理性;换乘点不明确会导致换乘方式严重缺陷以及增加后续工程的建设难度;没有预留停车场和联络线用地位置,就不能从整个线路的角度做到资源共享,这对工程建设和运营的经济性都十分不利;不重视修建顺序的研究,很难尽早合理发挥轨道交通的整体效益。 路网的规划一定要做到专业规划的深度。仅有概念性的路网规划等于没有路网规划。除此之外,路网规划还应考虑大交通 网络 ,包括公交、私车、市郊铁路、地铁轻轨等多种形式,应是一个多样化的综合体系。轨道交通的铺设方式也应是多样化的,地面、高架、地下有机结合,不能一味修建地下线。

2.2枢纽站设计3 线路的配线设计

线路配线设置包括渡线、折返线、联络线、车辆停放线、存车线以及出入库线。对比国内外线路配线的设计不难看出,国外配线设计注重功能设置,而国内线路配线设置则较多注重“形式”。如《地铁设计规范》规定:每隔3至5个车站的站端设渡线或车辆停车线。为满足规范要求而设一条渡线的例子举不胜举。国外配线设计还表现在注重长远,甚至考虑到土建结构大修时运营组织方案;而国内配线设置只看到眼前,如投资规模是否大,建设节点目标能否完成等。这种线路配线的设计很难在运营阶段发挥较好的客运效果。图1为德国慕尼黑路网配线图,从中可以得到一些启示。

应该先有运营组织的设想,再考虑线路的配线设计。而我们较多的线路设计对远期运营方式还是停留在“纸上谈兵”阶段,线路总体设计在运营方式上考虑还是“烂泥萝卜吃一段揩一段”。这对运行里程较短的线路, 问题 还不算十分突出,无非是运行效能发挥不是最优,运营灵活性差一些。而对上海路网中规划长达100多ｋｍ的市域线来说,若不尽早进行 研究 运营模式,将来运营问题可能会非常突出。很明显,市域线采用一个交路的运营模式肯定是不 经济 的,而采用何种模式的确值得探讨。研究市域线的运营模式一定要结合上海的城市特征及总体规划。

笔者认为,市域线如果是一种制式,应在中心城区和市郊区采用交错运营的模式,交错点的选择可分别设置在内、外环线附近,中间折返站最好采用双岛式车站方式,便于两端折返。以规划中的上海市Ｒ3线为例,其运行交路设想如图2所示,具体折返点的选择可根据规划、客流等作进一步研究后酌定。

如果客流分布悬殊或因市域规划等因素,中心区客流高度集中,新 发展 的城市带发展不快,造成客流“中间大两头小”的特点而很不匹配,即使采用图2的交路也避免不了土建设备投资的浪费;则采用不同制式的轨道 交通 ,则可能会更为经济合理,其运行交路亦可采用“纺锤型”。

4 列车配属数

5 环控模式 因此,上海地区地铁环控最佳制式是采用屏蔽门系统。至于采用屏蔽门系统后长大区间隧道温度升高问题,可采用局部预留冷源或增设中间风井的办法来解决。香港地铁“香港—九龙”海底隧道就是采用预留冷源的办法。上海地铁4号线设计时则采用增设中间风井的 方法 。

从地铁新老规范中关于采用空调系统的规定对比来看,新标准的制定是有意识降低空调的使用条件,鼓励使用空调提高舒适度。然而,现上海正在实施的部分线路中,车站设计采用“路堑”式,单层、侧式站台,环控只考虑通风不使用空调。这一设计标准值得商榷。显然,现行做法可能与规范修订的初衷相违背。

6 轨道结构 上海自地铁1号线建设以来,在轨道结构设计上由于受特定环境的限制,走了一些弯路。地铁

1、2号线总体设计原则没错,但考虑到当时的投资及市场环境的制约,减振扣件设计采取模仿国外产品。但从这么多年的使用效果来看,是“有其形、无其魂”,主要还是归结到橡胶制品加工工艺、配比、材料选用等问题。对此,虽做过大量反复改进,使产品的测试能满足设计指标,但橡胶实施阶段的老化问题总过不了关。不难理解,这是因为涉及到橡胶行业核心技术,不是凭简单的模仿可以学到的。从国外轨道结构的设计来看,设计者对轨道扣件的设计只是产品的选型,而非轨道扣件产品的设计。设计只提供技术指标和相关参数,产品生产厂家去做动力学 分析 ,设计出产品。从国外通行的做法中可以看出它的合理性:厂家的产品竞争不仅是价格竞争,还是专利和核心技术的竞争。这种产品选型的习惯做法既有利于技术进步,也有利于保证产品的质量。

轨道交通3号线自开通以来,噪声 影响 一直是困扰管理者的一个难题。这个问题既涉及设计理念,也涉及建设标准。在轨道结构设计中,片面强调扣件高度可调节量而忽视扣件弹性,不能不算是一个失误。高架结构噪声是一个综合性的问题,需要采用综合措施才能解决。国内外的专业人士对解决这一问题的相关措施都较熟悉,但关键是建设标准怎么控制。如果一味强调造价,其结果是将使后期改造费用更高。

参考 文献

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