地铁工程第二讲(4学时)-规划.ppt

地铁工程第2讲,地铁交通系统规划,两个概念,城市轨道交通系统的概念：服务于城市客运交通，通常以电力为动力，在固定导轨上轮轨运行方式为特征的车辆或列车与轨道等各种相关设施的总和。 地铁：轴重相对较重，单方向输送能力在3万人次 / h以上的城市轨道交通系统。有地下、地面和高架三种形式。,讲 解 内 容,地铁交通系统规划概述 可行性研究 地铁交通系统线网规划,规划的意义和目标,规划的意义 1.科学制定城市经济发展计划的需要 2.制订城市各项设施建设计划的需要 3.控制轨道交通建设用地、降低工程造价的需要 4.轨道交通工程立项建设的依据 规划的目标 1.协调好交通需求与供给之间的关系 2.实现城市土地规划发展目标 3.实现交通战略目标,规划的基本原则,可持续发展原则 用最小的自然资源为代价换取最大的社会效益 协同性原则 与社会、经济、国家政策、城市其它规划等协同 整体性原则 城市交通规划下的城市轨道交通规划 动态性原则 随时间的变化要实现动态规划,规划的基本原则,客观性原则 真实、可靠、科学、合理 可操作性原则 实施性高、制约因素少等 经济性原则 有步骤、有目的、分批、分期发展。,规划的主要内容,社会经济调查 分综合经济调查和个别经济调查 城市自然条件、自然资源方面的资料 城市经济与社会方面的资料 城市环境资料 城市交通资料 调查步骤 准备调查、实施调查、资料分析,规划的主要内容,土地使用规划 轨道交通规划必须与土地使用规划协调运作 出行需求的分析与预测 采用国际上通用的“四阶段法” 居民出行生成模型 出行分布模型 交通方式选择模型 交通量分配模型,规划的主要内容,轨道交通系统的规划和评价 应考虑的因素 主要出行方向和主要出行路径 用最少的里程连接最多的客流集散点 城市的主要出入口 开发潜力最大的地区 分散换乘点和减少换乘次数 与其它城市公共交通的配合 线路规划、站点设置和环境保护,等,可行性研究内容,论证内容 建设的必要性 项目的可行性 技术的先进性 经济的合理性,可行性研究内容,工作程序 资料收集 市场调查与预测 方案论证 评价与分析,可行性研究内容,工作阶段 表4.1 机会研究 初步可行性研究 详细可行性研究 评价和决策,可行性研究内容,研究方法 系统研究方法 定量分析为主,定性分析为辅 动态分析为主,静态分析为辅 预测分析为主,统计分析为辅 技术与经济分析并重 方案比选法,线网规划的意义,城市轨道交通系统建设是庞大而复杂的系统工程，具有非可逆性，线路一经建成不可更改。因此规划布局合理和规模适当的线网就显得很重要。它的好坏直接影响城市交通结构的合理性、工程项目的经济效益及社会效益。如果作为前期基础研究之一的线网规划发生失误，后期则难以挽回，因为用地控制、规划导向均与线网直接相关。,线网规划的意义,线网规划的意义 1支持城市总体规划的实施和发展 2有利于城市科学制定经济发展规划 3线网规划有利于城市各项设施的建设 4为控制快轨建设用地提供基础 5为快速轨道工程立项建设提供依据,线网规划的主要内容,1前提与基础研究 主要是对城市的人文背景和自然背景进行研究，从中总结指导轨道交通线网规划的技术政策和规划原则。主要研究依据是城市总体规划和综合交通规划等。具体的研究内容包括城市现状与发展规划、城市交通现状和规划、城市工程地质分析、既有铁路利用分析和建设必要性论证等。,线网规划的主要内容,2线网构架研究 线网构架研究是线网规划的核心，通过多规模控制-方案构思-评价-优化的研究过程，规划较优的方案。这部分研究的内容主要包括：合理规模研究、线网方案的构思、线网方案客流测试、线网方案的综合评价。,线网规划的主要内容,3实施规划研究 实施规划是轨道交通规划可操作性的关键，集中体现了轨道交通的专业性，主要研究内容是工程条件、建设顺序、附属设施规划。具体内容包括车辆段及其他基地的选址与规模研究、线路敷设方式及主要换乘节点方案研究、修建顺序规划研究、轨道交通线网的运营规划、联络线分布研究、轨道交通线网与城市的协调发展及环境要求、轨道交通和地面交通的衔接等。,线网规划的原则,线路走向应与主客流方向一致 线网规划与城市发展规划一致 规划线路尽量沿城市主干道 线路布置均匀/密度适当/换乘方便 线路与其它交通路网衔接 客运负荷量均匀 考虑地面及其周围建筑情况 p84,线网规划的基本原理,轨道网规划要在确定的规划期限内对整个轨道网的大致走向、总体结构、用地控制、车辆段及换乘站的配置作出规划，轨道网规划的过程实际上是对初级路网不断优化完善的动态滚动过程。,线网规划的基本原理,主要有两类轨道交通线网的设计方法： 解析法：根据城市人口、土地资料，用运筹学的图论和数学规划的方法建立目标函数，求解选出线路走向。 系统分析法：根据城市的交通现状和土地发展方向，构架初始线路或线网，用交通规划方法，进行轨道交通线网的客流预测，并评价择优。系统分析法是定性经验和定量数据相结合的动态规划过程。,线网规划中几个概念,客运量 客流量 居民流动度 运程 客流密度 车辆容量 列车编组数 列车容量 列车行车间隔 通过能力 输送能力 p80,路网规模 L=Q / 其中： L线网长度（km）； Q城市出行总量； 公交出行比例； 轨道交通出行占公交出行的比例； 轨道交通线路负荷强度（万人次/公里日）。,线网规划中几个概念,线网规划中几个概念,路网规模 由路网的线路数量和线路总长度两部分组成 长度的计算有三种方法 （1）以城市公共交通客流总量计算 （2）以城市用地面积计算 （3）以人口总数计算 p94,线网规划中几个概念,L反映了线网的规模,由此可以估算总投资量、总输送能力、总设备需求量、总经营成本、总体效益等，并可据此决定相应的管理体制与运作机制。,线网规划中几个概念,线网密度 =L/S 或 =L/m 式中：S城市轨道交通线网规划区面积，km2； m城市轨道交通线网规划区的总人口，百万人； 一个总的城市轨道交通网密度，km/km2或km/万人。,线网规划中几个概念,城市轨道交通线网密度是指单位人口拥有的线路规模或单位面积上分布的线路规模，它是衡量城市快速轨道交通服务水平的一个主要因素，同时对形成轨道交通车站合理交通区的接运交通组织有影响。实际中由于城市区域开发强度的不同，对交通的需求也不是相对均等的，往往是由市中心区向外围区呈现需求强度的逐步递减，因此线网密度也应相应递减。评价城市轨道交通网的合理程度需按不同区域（城市中心区、城市边缘区、城市郊区）分别求取密度。,线网规划中几个概念,路网负荷强度 路网上每公里线路每年平均承担的客运工作量或客流量 线网负荷强度是指快速轨道线每日每公里平均承担的客运量，它是反映快速轨道线网运营效率和经济效益的一个重要标。,线网规划的方法体系,线网规划是城市总体规划中的专项规划，在城市规划流程中，位于综合交通规划之后，专项详细控制性规划之前。线网规划是长远的、指导性的专项宏观规划。它强调稳定性、灵活性和连续性的统一。,线网规划的方法体系,稳定性：规划核心在空间上（城市中心区）和时间上（近期）要稳定。 灵活性：规划延伸条件在空间上（城市外围区）和时间上（远期）要有灵活变化的余地。 连续性：线网规划要在城市条件不断变化的情况下，不断调整完善。,线网规划的方法体系,规划范围与年限 范围： 一般是规划的城市建成区范围。 年限： 近期规划和远期规划。,线网规划的方法体系,规划技术路线 指规划工作的基本程序和主要指导思想。 规划全过程：基础研究、线网构架研究和规划可实施性研究。,线网规划的方法体系,线网规划的方法体系,线网规划的方法体系,线网规划的方法体系,路网结构 （一）路网按线路布置方式的划分 1、分离式路网 2、联合式路网 （二）路网线路之间的基本形态关系 1、线路之间无交叉 2、线路之间交叉一次 3、线路之间交叉两次及以上,路网形态结构基本类型,线网规划的方法体系,路网形态结构基本类型,1、放射形线网 A 以城市中心区为核心，呈全方位或扇形放射发展。 B 至少以三条相互交叉的线路为基本骨架，逐渐扩展、加密。 C 中心区多点换乘。 D 放射形线网突出优点是： 1) 方向可达性较高。 2) 符合一般城市由中心区向边缘区土地利用强度递减的特点。,线网规划的方法体系,2、环形路网 环线主要有两个作用： 一为加强中心区边缘各客流集散点的联系； 二为截流外围区之间的客流，通过环线进行疏解，以减轻中心区的交通压力。,路网形态结构基本类型,线网规划的方法体系,轨道交通网络中的环线与城市道路网中的环线，其作用有明显的差异。 在城市道路网络中，环线的作用在于分流过境交通，屏蔽中心区道路交通，虽然环线会造成车辆一定程度的绕行，但高速度可以抵消空间上的损失，因此环线对过境或跨区这样的交通出行有较大的吸引作用。,路网形态结构基本类型,线网规划的方法体系,轨道交通是方向固定的交通系统，受技术条件的限制，线路间的转换不能象汽车那样灵活，而是要通过换乘站的换乘来实现，而换乘的时间损耗是明显的。因此轨道交通环线的作用受到限制，尤其是交通屏蔽作用不如道路环明显。轨道交通环线的客流取决于沿线人口和就业数量，也就是环线自身串联的客流集散点的规模。,路网形态结构基本类型,线网规划的方法体系,3、 混合型路网 环形和放射形路网的组合路网,使用广泛.,路网形态结构基本类型,路网形态结构基本类型,捷克布拉格地铁网(放射形（星形 ）),路网形态结构基本类型,墨西哥地铁网(棋盘式（栅格网状结构）),路网形态结构基本类型,莫斯科地铁网（放射形环状结构）,线网规划方案的形成,线网架构的基本要素 1. 主要交通走廊 2. 主要客流集散点 3. 线网功能等级,线网规划方案的形成,1主要交通走廊 方法一：经验判断法根据城市人口与岗位分布情况，设定影响范围，通过对线网覆盖率的判断来确定线路的走向。此法较为简单，只需将人口与岗位分摊到交通小区中并打印出相应的人口与岗位分布图，在此图上根据经验判断画出线路走向。这种方法目前使用较多，但仅考虑了人口密度的分布情况，忽视了人员出行行为的不同。因此在线网布设时可能与实际客流方向不完全吻合。,线网规划方案的形成,1主要交通走廊 方法二：出行期望经路图法规划年出行预测得到远期全人口、全方式OD矩阵；将远期OD矩阵按距离最短路分配到远期道路网上得到出行期望经路图；按出行期望经路图上的交通流量选线，产生初始线网。,线网规划方案的形成,1主要交通走廊 方法三：两步聚类识别法先通过动态聚类，将所有的交通流量对分类成2030个聚类中心，而后通过模糊聚类法，以不同的截阵选择合适的分类，并进行聚类计算，最后可获得交通的主流向及流量并结合走廊布局原则及方法确定主要交通走廊。,线网规划方案的形成,1主要交通走廊 方法四：期望线网法这是由法国SYSTRA公司与上海规划设计院合作进行上海轨道交通规划时采纳的方法。此法借助于上海交通所开发的交通预测模型，也可称为蜘蛛网分配技术。这里的期望线有别于城市交通规划中通常使用的期望线，更多的考虑了小区之间的路径选择，期望线网可以清晰的表达交通分区较细情况下理想的交通分布状况。它是连接各交通小区的虚拟空间网络，在该网络上才采用全有全无分配法将公交OD矩阵进行分配，从而识别客流主流向确定交通走廊。,线网规划方案的形成,2主要客流集散点 主要客流集散点是在确定轨道交通线路骨架以后确定轨道交通线路具体走向的主要依据。客流集散点按照性质分为交通枢纽、商业服务行政中心、文教设施、体育设施、旅游景点和中小型工业区等。,线网规划方案的形成,3线网功能等级 不同运量等级的客运走廊需要确定中运量或是大运量的轨道交通系统，而且轨道交通在城市不同地区对城市发展与支持社会经济活动中发挥的功能也不同，轨道网络功能层次划分正是根据这一特点确定轨道线路的服务水平与等级。轨道线路功能层次可划分为市域快线、市区干线和市区辅助线。,线网规划方案的形成,3线网功能等级 市域快线：在市区与卫星城镇之间，为长距离出行提供快速的交通联系。 市区干线：在市区内部为中距离出行提供快速便捷的交通联系。 市区辅助线：作为市区干线的补充线，以保证整个轨道交通网络系统整体功能发挥。,线网规划方案的形成,面、点、线要素层次分析法 轨道交通线网构架的研究应采用定性和定量分析相结合、以定性分析为主的方法进行。 所谓定性分析主要是指对城市背景的深入分析，对方案工程问题的比较论证，对远景各种边界条件的合理判断等。,线网规划方案的形成,面、点、线要素层次分析法 所谓定量分析主要是指利用先进的预测模型，对远景交通需求分布进行预测。因此，这种规划方法也被形象地称为“规划师和模型师的有效结合”。这里的理论基础主要采自城市规划学和交通工程学中的相关理论。它既可避免主观臆断，又避免过于依赖模型而失去对模糊边界条件的合理把握，比较符合我国的实际情况。,线网规划方案的形成,面、点、线要素层次分析法 “面”、“线”、“点”既是3个不同的类别，又是3个不同层次的研究要素： 1）“面”的分析即整体形态控制，拟定轨道交通线网基本构架。 2）“点”的分析即线网服务对象的比选，城市大型客流集散点分析。 3）“线”的分析即交通走廊分析，线网内各线路可能的路径分析。,线网规划方案的形成,具体方案形成过程 第一阶段: 方案构思 根据线网规划范围与要求，分析城市结构形态与客流特征，进行“面”、“点”、“线”层次分析，通过现场勘探，广泛搜集资料，从宏观入手对线网方案进行初始研究，构思线网方案。这些方案除有各自的特点外，还有许多共性，成为线网构架方案研究的重要基础。,线网规划方案的形成,具体方案形成过程 第二阶段: 归纳提炼 对初始构思方案进行分类归纳后，又经内部筛选提炼，推出其中的部分方案，向各有关单位征求意见，并要求提出补充方案。结过“筛选方案补充再筛选”的提炼过程，形成基础方案。这次筛选中保留各种有较强个性的方案，合并共性方案，尽量全面听取各种思路和观点，形成代表不同政策倾向、不同线网构架特征和规模的方案。,线网规划方案的形成,具体方案形成过程 第三阶段：方案预选 以基础方案为基础，以线网规划的技术政策和规划原则为指导，根据合理规模和基本构 思要求，又进一步选择出几个典型的、不同线路走向和不同构架类型的方案，成为初步预选方案。,线网规划方案的形成,具体方案形成过程 第四阶段：预选方案分析与交通测试 前几阶段的方案深化主要以定性分析为主， 从这一阶段开始，需要通过定量分析对方案作进一步的论证，用交通模型进行测试，进入定性与定量分析相结合的系统分析阶段。,线网规划方案的形成,具体方案形成过程 第五阶段：调整补充预选方案，并选出候选方案 通过分析和测试，预选方案均各自存在优点和不足之处，需要对其进行优化完善。在此基础上可以对方案进行补充。由于补充方案只是通过定性分析进行优化，其线网整体性能是否真正得到优化还是未知的。因此接下来对补充方案进行同等条件下的交通测试，进一步以定量分析论证，确认补充方案是优化方案，并推荐为候选方案。,线网规划方案的形成,具体方案形成过程 第六阶段：推荐最终方案 在以上定性与定量分析基础上，又采用线 网方案评价系统，对预选方案分组评价、排序，推选出优化方案。,候选方案的综合评述,经过以上过程，可以从预选方案中推选出23个(不宜过多)候选方案，对其进行综合的比较和评价，这部分评价以定性分析为主。,候选方案的综合评述,1线网结构 1) 基本特征：该项主要比较线网特征与城市结构特点的符合程度。 2) 线网的覆盖性和密度：线网在城市特定区域面积覆盖率应大于某一值。 3) 对外延伸和接口条件：城市主要出入口应有轨道交通线路衔接。,候选方案的综合评述,2运营效果 1) 承担的客运量。从轨道交通本身而言，其线路是否可