（交通运输规划与管理专业论文）城市轨道交通系统模式与方案研究.pdf

摘要 一、概述 y 经济的迅速增长，使社会向工业化、城市化方向发展，城市的常 住人口和流动人口迅速增加，造成大量的交通需求与交通基础设旌薄 弱之问的供需矛盾日益尖锐。我国较发达城市现有的交通已逐渐不能 适应人们的要求，道路拥挤、行车速度下降、塞车现象严重，机动车 辆的增加远远超过了公路、道路的修建速度，严重地制约了城市经济 的发展。为了解决这种矛盾，) 我国许多大城市都提出了优先发展公共 交通的对策，但现有的公共汽电车和出租车等公共交通工具速度慢、 运量小，不能完全满足人们的需要，而城市轨道交通包括地铁、轻轨 等公交工具具有速度快、运量大、安全舒适、污染小、噪声低等特点， 根据国内外经验，城市轨道交通已经成为城市交通的骨干，承担了大 部分的客运量，而且能够产生巨大的社会效益，因此成为未来交通发 展的方向。 二、城市轨道交通系统模式 一本论文较详细地介绍了城市轨道交通系统现有的模式。城市轨道 交通主要包括地铁、轻轨等模式；可以通过旧线改造或直接修建新线； 线路形式有地f 线、地面线和高架线；地铁属于大运量系统，运量范 围在单向高峰小时3 7 5 万人次，轻轨属于中等运量系统，运量范围 在单向高峰小时1 3 万人次；线路有全封闭、半封闭和开放式，根据 客运量大小，地铁和大于1 6 万人次小时的轻轨应采用全封闭的线路 形式，其余的可选择半封闭或开放式线路，半封闭式线路就是在平交 道口采取开放式，在平交道口之间采取封闭形式。夕 三、我国城市轨道交通系统模式选择 、虽然城市轨道交通有许多优点，但它的造价极高，尤其是地铁， 每公里约为5 亿人民币甚至更多，轻轨每公里造价约是地铁的1 5 一 l 3 。因此为了既达到修建目的，又节省资金，需要正确地选择轨道交 通模式。本论文较洋细地讨论了在选择时应考虑的影响因素，包括城 市自然地理条件、城市人【j 规模、城市经济发展水平、城市十地利用 规模、城市交通状况、城市特色、系统的运输能力、现实性、经济性、 系统特性、环境影响等几方面，以及系统模式选择原则和程序。对于 轨道交通系统模式即地铁或轻轨的选择，本论文从人口因素的角度通 过寻找城市人口和公交客运量的增长规律，确定了选择地铁或轻轨的 城市人口范围；根据地面线、地下线和高架线各自的特点和投资等因 素，确定了选择线路型式的方法；根据国内外有关移动自动闭塞和固 定闭塞的资料确定了选择信号控制方式的方法；通过分析运输需求与 运输价格的关系及变化规律，找出票价、客运量和客运收入之间的关 系，确定了制定票价的原则和方法。j 四、城市轨道交通车站与地面交通协调模式研究 y 一个优质公交路网不仅体现在线路设计合理，更重要的则体现在 各种交通工具的密切衔接、保证客流畅通上。现代化轨道交通车站已 并非单一考虑交通功能的需要，而是既位于城市繁华区、中央广场、 火车站、交通枢纽等客流集中、高度城市化地区的车站，又是能在满 足客流和运营需要，增加投资不多的情况下，充分利用该地平面和地 下空间，与当地建筑、市政工程结合而综合设计建设的车站，把交通、 商业服务、地下过街系统甚至停车场有机结合，构成城市中的一个全 新的立体式发展区域。因此，研究轨道交通车站与地面其他交通的协 调模式，以及车站的功能延伸，综合利用，充分发挥投资的城市效益 是当今轨道交通车站建设的重要课题，具有深远意义。奉论文分析了 我国城市轨道交通车站设置存在的问题，提出了使之与地面交通协调 的原则，并分别按地下线、地面线和高架线的线路型式以及每种线路 型式中线路在道路卜所处位置( 位于道路中间、道路一侧或道路两侧) 的不同，提出了十五种轨道交通车站与地面交通协调设置的方案，对 每个方案分析了布局要点、优缺点和适用范围。每种方案都有其自身 的特点和普遍性，在实际应用中还可以根据具体情况采取几种模式的 组合形式，凼此具有较强的实用价值和实践意义。孓、 a b s t r a c t y ，3 t 3 5 3 7 薅f 曲t h e d e v e l o p i n g o ft h e e c o n o m y a n dt h e i n c r e a s i n g p o p u l a t i o ni nc h i n e s e c i t i e s t h et r a n s p o r t a t i o ns i t u a t i o n si nt h el a r g e c i t i e si sg e t t i n gm o r ew o r s e t h e s es e r i o u sp r o b l e m sc a n n o tb es o l v e d w i t he x t e n d i n gs t r e e t sa n da d d i n gm o r ec a r s b u i l d i n gr a i l - b o u n d t r a n s i ts y s t e m ( r b t s ) i st h eb e s te s s e n t i a l m e t h o dt os o l v et h e t r a n s p o r t a t i o np r o b l e m o fc i t i e s r a i l b o u n d i n n e r - c i t yp u b l i c t r a n s p o r t a t i o nh a sd i f i e r e n tk i r i d s ：t h e s t r e e t sc a r s ，t h el r t ( l i g h t r a i lt r a n s i t ) a n dt h em e t r os y s t e m e x p e r t sh a v ed o n e al o t so fr e s e a r c h e so i lt h e s ep r o b l e m ，b u t t h e r ea r eal o to fp r o b l e m st h a lh a v et ob ed e e p l yr e s e a r c h e d b a s e d o nr e f e r r i n gi n t e r r e l a t e dd o m e s t i ca n do v e r s e a sd a t u m ，t h i sp a p e r g e n e r a l i z e dt h ed e v e l o p i n g s i t u a t i o no fr a i l b o u n dt r a n s i ti n t h e w o r l d a n dw i t ha n a l y z i n gt h ea c t u a l i t yo fo u rc o u n t r yr b t s ，t h i s e s s a yd i s c u s s e s t h e n e c e s s i t y t h a tr b t ss h o u l db eb u i l ti n o u r c o u n t r y ；a n di n t r o d u c e st h ee x i s t i n gm o d e o fr b t sm o r ed e t a i l e d l y ， i n c l u d i n gr b t s m o d e 、r b t s sb u i l d i n gm o d e 、l r t sb a s i cm o d e a n dt h ei n t e g r a t i v em o d eo fl r ta n du r b a ns t r e e t s ；a n dd i s c u s s e st h e s e l e c t i n ga n dd e c i d i n gm e t h o d so fs o m eo n e sa m o n g t h e s em o d e s b a s e do nt h e s em a t u r i n gm e t h o d sm o d e t h i sp a p e rm a k e sm o r e d e e p l yr e s e a r c he m p h a s i z e do n “t h e s t a t i o n sa n dg r o u n dh a r m o n i z e d m o d eo fr b t s ”，s u b m i t sf i f t e e n s c h e m e sa n dt h e na n a l y z e s d e t a i l e d l ye v e r ys c h e m e 北方交大硕士学位论文 前言 胃u舌 经济的飞速发展和人口的急剧增长，使城市交通问题成为困扰世 界的严重问题。在此情况下，地铁、轻轨等城市轨道交通这种容量大、 速度快的公共交通系统应运而生，它能最大限度地缓解交通拥挤和乘 车难等问题，因此越来越受到国内外大中城市的青睐。目前我国已有 几座城市建成了地铁，还有很多城市正在修建或积极准备修建城市轨 道交通，这将成为城市交通未来发展的方向。 我国对城市轨道交通系统的研究还刚刚起步，有许多问题有待于 继续研究和深化。本文在参考国内外有关资料的基础上，概括了世界 城市轨道交通发展情况，并通过对我国城市交通现状的分析，论述了 我国发展城市轨道交通系统的必要性；比较详细地介绍了城市轨道交 通系统现有的模式，包括城市轨道交通模式、城市轨道交通修建模 式、轻轨交通基本模式以及轻轨线路与城市街道一体化模式；就其中 一些模式的选择和确定的方法做了论述；在这些比较成熟的模式基础 上，着重对“城市轨道交通车站与地面交通协调模式”做了较深入的 研究，提出十五种方案，并对每种方案做了详细分析。 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 第一节城市轨道交通概述 一、基本概念 国际公共交通联盟和联邦德国、美国一些城市的公共交通研究单 位编辑出版的“公共交通词释”，对城市轨道交通作了解释，即城市 内用于客运的地面、高架和地下的轨道交通统称为城市轨道交通系 统。城市轨道交通系统包括地铁、轻轨、有轨电车以及城市的近郊列 车等形式。 地铁( u n d e r g r o u n dr a i l w a y 或s u b w a y ) 是一种容量大速度快的 城市公共交通工具。传统的所谓“地下铁道”实际上既有地下部分， 也有地上部分，主要行驶在地下隧道，是与其他交通完全隔离的全封 闭交通系统，采用载客量大的车辆，以列车方式运行，乘客在高站台 上、下车。地铁列车包含多节车厢，因在封闭的轨道中行驶要求有高 度的安全性和可靠性，要求正点运行，因此，所有行车信号以及监测 调度通讯都要有现代化设备提供保证，所有线路设施、固定建筑、车 辆设备和信号系统均有较高的设计标准。例如站台长度一般要求在 1 0 0 2 0 0 米，线路的曲线半径要求在不小于1 5 0 米，线路的客运能力 为单方向每小时3 0 0 0 0 7 5 0 0 0 人等。我国目前地铁的特点是深入地 下，全部在隧道内，以列车运行。例如北京地铁现为6 辆编组，列车 最小间隔为2 分钟，客运量每天2 0 0 万人。 轻轨即轻型轨道交通( l i g h tr a i lt r a n s i t ，简称l r t ) ，在有 些国家也称之为“城市铁路”、“快速有轨电车”和“准地铁”。是 六十年代以来发展起来的一种介于公共汽车和地下铁道之间的中运 量的轨道交通工具。它没有十分严格的定义。国际公共交通联合会 ( u i t p ) 认为轻轨交通车辆施加在轨道上的荷载，相对于地面铁路和 地铁的荷载较轻，故称轻轨。它的容量幅度变化较大，在有轨电车和 北方交大硕士学位论文第一章绪论 地铁之间的各种轨道交通均称为轻轨。轻轨是从原来有轨电车的基础 上发展起来的，也是结合城市的历史条件或客观条件的产物。轻轨的 尺寸通常比地铁要小，结构较轻，轨距与地铁相同或略小，也以编组 运行，所挂客车2 6 辆不等，运载能力为每小时1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 人。 一般多采用地面或高架形式，条件困难处也可转入地下。轻轨的站点 多布置在地上，造价便宜，站距也比地铁短，有利于扩大服务面。它 不要求与其他交通完全隔离，在关键性地段采用立体交叉，在交通并 不十分繁忙的地方，也可以与其他交通混合行驶。它也不要求达到象 地铁系统那样大的运能和速度。不同城市完全可以根据自己的条件和 要求，因地制宜，并没有一个固定模式。 有轨电车是早期较普遍使用的城市有轨交通。一般以2 辆编组， 运载量与铰接式公共汽车相近，线路一般均在地面道路上，因此与地 面道路交通有干扰，加上它的行驶速度较低，不少城市己相继拆除。 此种做法正确与否，专家尚无定论，有人认为在不甚繁忙的道路上， 这种有轨交通设旌仍不失为一种运量适中、乘坐平稳舒适、价格低廉 的大众化城市运载工具。 由于篇幅和时间的关系，本论文重点讨论地铁和轻轨，以后文中 出现的城市轨道交通仅包含地铁和轻轨两种模式。 二、城市轨道交通的特点 现代化的地铁和近代日臻完善的轻轨等城市轨道交通系统，集多 专业先进技术于一身，主要有以下特点： 1 有自己的专用车道，有轨运输，电气牵引，可以在地面、地下 隧道和高架轨道上运行。 2 速度快。地铁平均运行速度大于3 5 k m h ，车辆技术速度一般在 8 0 1 0 0 k m h ；轻轨平均运送速度在2 5 3 0 k m h ，比公共汽车约快一 倍，车辆技术速度一般在6 0 8 0k m h 。由于采用电力驱动，加速性 能良好，加速度一般设计在i m sz 左右( 公共汽车在0 3m s ：左右) 。 3 运量大。地铁单向高峰小时客运量可达3 0 0 0 0 7 5 0 0 0 人次， 比地面公共汽车或无轨电车大7 l o 倍。采取灵活编组的方法，一般 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 为4 6 辆，高峰时增加到8 1 0 辆，用改变车辆编组及列车发车频 率来满足客运量的需求。轻轨单向高峰小时客运量可达到1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 人次，列车容量1 0 0 0 人。也可以根据需要不断增加运送能力， 更好地协调运输上运量与运能的关系。 4 运行舒适。采用大容量、宽敞、舒适的现代化车辆。车辆上引 入最新技术成就，例如弹性减振装置、空气弹簧、隔音材料、电子控 制等。因此，振动小，噪声较低。一般车厢内不超过6 5 d b ，车厢外部 约8 0 d b ，比公共汽车还低。车厢设施完善，乘坐舒适。车辆的适应性 较好，既可单车运行也可编组运行。 5 安全准点。与公路交通相比，轨道交通更安全，这主要归因于 该交通方式的导向手段，轨道与其他交通线路分离，以及技术安全设 备等。另一个有利因素是机务人员的高技能水平。由于与其他交通方 式隔离且具有优先权，因此能够准点运行，而且减少了交通事故。 6 有益于环境保护，且节省能源。轨道交通没有大气污染：按人 公里能源消耗，以地铁为1 0 0 ，轻轨电车为9 6 ，而橡胶轮胎的公共 汽车为3 0 0 。 第二节世界城市轨道交通发展概况 一、城市轨道交通发展回顾 1 8 6 3 年，世界上第一条地铁在伦敦问世，揭开了城市轨道交通发 展的序幕。在此后的一百多年里，全世界先后共有3 2 个国家和地区 的7 8 座城市建成地铁，线路总长度约为5 0 0 0 公里：有1 1 个国家和 地区的2 9 座城市建成轻轨，线路总长度约为1 2 5 0 公里。城市轨道交 通正以其运量大、速度快、安全舒适等显著的优势越来越为世人所瞩 目。 城市轨道交通的发展经历了一个曲折的过程。世界进入十九世纪 下半叶以来，工业化和城市化迅速发展，大量农村剩余劳动力涌入城 市，进一步加强了城市的地位，同时也激化了城市交通的矛盾。以马 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 车为主的城市公共交通已无法满足人们的交通需求，城市化要求城市 交通系统的规模与其发展的规模相适应。在这种历史背景下，1 8 6 3 年世界上第一条地铁在伦敦出现，开始采用蒸汽机车牵引，1 8 9 0 年改 为电力牵引，人们从马车时代逐渐进入机动车时代。1 8 8 1 年德国柏林 首次出现了有轨电车，此后风靡全世界，几乎欧洲大陆的所有大城市 都建立了广泛的有轨电车网络，到十九世纪末和本世纪初有轨电车成 为主要的城市交通工具，到三十年代以后，欧洲、日本、印度和我国 的有轨电车有了很大发展。我国北京、上海、天津、沈阳、大连、长 春、鞍山等城市都相继出现了有轨电车。但旧式的有轨电车运行速度 慢、正点率低、噪音大、舒适性差，随着汽车交通的发展受到很大冲 击。许多城市的轨道被迫拆除，有轨电车逐渐消失了。同样地铁的发 展也十分缓慢，自1 8 6 3 年问世以来到1 9 6 2 年的一百年问，全世界总 共只有2 7 座城市修建了地铁。 自本世纪二十年代后期到五十年代，欧美国家基本进入了汽车化 时代。随着大量小汽车进入城市，私人轿车开始泛滥，造成交通拥挤， 道路不堪重负，行车速度下降，使得各种现代化交通工具无法发挥它 们的优越性，同时也带来了停车、噪音、废气污染、交通事故等一系 列问题。七十年代以来，由于能源危机，城市人口猛增，城市规模日 益扩大，致使政府部门不得不对私人交通采取种种限制措施，并开始 鼓励优先发展城市公共交通事业。本世纪六十年代前西德在改造旧式 有轨电车基础上，利用现代技术，将有轨电车系统改造和发展成新的 轻轨形态的电车。现代化的轻轨交通是一种集多专业先进技术于一身 的系统工程，能快速而安全地完成中等客运量的运输任务，并比较容 易适应城市道路和城市环境的要求。 与此同时，到了二十世纪下半叶，随着经济的迅猛发展，城市人 口也急剧增加，现有的交通无法满足交通需求的增长。商品经济的高 度发展又使人们的时间观念逐渐加强，人们迫切需要大容量、快速的 交通工具，于是地铁又得以迅速发展。近三十年来，仅修建地铁的城 市就是前一百年修建城市总和的两倍。地铁、轻轨等快速轨道交通系 统又重新被人们所重视。可以说，城市轨道交通是经济发展、人口增 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 长、交通需求和科技进步的必然结果，是与其它交通方式竞争的产 物，它将成为未来城市交通发展的方向。 二、世界主要地铁和轻轨概况 i 英国 伦敦1 8 6 3 年开通世界上第一条地铁。作为世界上最早的地铁系 统，由蒸汽牵引转化为电力牵引，伦敦地铁已运营了1 3 0 余年，现已 发展成一个具有4 1 0 余公里，5 0 条线路的庞大的世界第一大规模的地 铁网，1 9 9 2 年完成客运量达7 5 1 亿人次。至于1 9 8 2 年在伦敦东部的 码头地区兴建的1 2 公里长的轻轨，部分是利用了前英国铁路公司的 旧线改造的。其目的是利用轻轨铁路易于施工、造价低、见效快的特 点以及早辟通伦敦区域交通局和英国铁路公司所属的有轨路网之间 的有效联系。 2 法国 巴黎地铁1 9 0 0 年开通，具有当今世界最先进的系统。巴黎地下 铁路网是公共交通系统的主要组成部分。地下铁路、高架线路及路顽 线路全长达3 0 0 余公里，其中地下线部分1 9 2 公里。巴黎地铁素以线 路多( 1 7 条线路) 、添乘方便( 4 2 5 个车站) 而闻名于世。其中1 5 条呈放射线( 含5 条橡胶轮胎列车) 、两条为环线。特别是巴黎南部 奥利国际机场启用7 2 公里长的自动化线路，能在半小时之内保证乘 客到达巴黎市中心，再花半小时又能抵达巴黎北部的夏尔戴高乐机 场。 自1 9 8 2 年起，法国交通部开始注重轻轨系统的研究，并于1 9 8 6 年在南特市开通法国第一条1 0 6 公里的环形轻轨线路，旅行速度可 达2 1 5 2 3 5 公里小时。其目的是寻求一种运营速度快、客运量大、 投资较少、建造时间较短、运营成本低廉、乘坐舒适的新型城市公共 交通工具。 3 德国 柏林1 9 0 2 年建成第一条地铁，目前已形成有9 条线路共1 1 3 公 北方交大硕士学位论文第一章绪论 里的地铁网，年客运量( 1 9 9 t 年) ；7 4 亿人次。由于德国西门子公司 本身在世界有轨车辆制造方面的先进性，决定了柏林西区地铁车辆的 大容量( 每辆车有7 2 个坐席、3 3 2 个站席) 、宽敞、明亮、舒适、行 驶快速、平稳的特性，吸引了众多的乘客。车站布局集中、多层衔接、 设施完善、技术先进、管理完善，是世界上比较著名的地铁系统。 德国是世界上轻轨铁路最发达的国家。斯图加特市目前共有1 2 条全长共1 1 3 公里的轻轨线路，年客运量( 1 9 8 6 年) o 9 1 亿人次。此 外，波恩、科隆、多特蒙特、埃森、汉诺威、卡尔斯鲁厄等城市也先 后修建了轻轨。 4 饿罗斯 莫斯科1 9 3 5 年开通地铁，并始终坚持以地铁为骨干的城市交通 建设方针。加上流动人口，莫斯科可以说是一个人口逾千万的超级大 城市，但它的城市交通问题解决得较好，城市环境也更加良好，其主 要原因就在于莫斯科5 0 余年来所坚持的这条总方针。目前该市共有9 条线路，全长2 3 9 公里，1 9 9 1 年客运量达2 5 2 l 亿人次，是世界上客 运量最高的地铁系统。 5 美国 纽约的地铁在市中心区的公共交通系统中起着举足轻重的作 用。自1 9 0 4 年开通第一条地铁至今，共有3 0 条线路全长4 3 2 公里， 年客运量( 1 9 9 1 年) 约为1 5 亿人次，承担了约7 0 的客运总量。地铁 车站多采用多层分线制建造，通常有4 条线路，可以在一对线路上行 驶普通的地铁车辆，而在另一对线上开辟地铁快车线来往于重要车站 之间。地铁出入口大都设在街道两端或者建筑物内。如1 9 7 3 年建成 的世界贸易中心大楼，就是一栋具有l l o 层高的塔式建筑，其下面就 有3 条地铁线和一条穿越哈德逊河到新泽西岸的隧道，非常便于中心 大楼工作人员和来往人员的乘降。 费城1 9 0 7 年开通轻轨，至今共有3 条线路，全长4 l 公里。8 0 年代后，匹兹堡、波特兰、圣何塞、布法罗等城市先后建成轻轨共约 i 5 0 多公里。 6 日本 6 北方交太硕士学位论文 第一章绪论 东京高密度人员的流动，在很大程度上得益于有效的地铁系统的 大容量、高频童、快速的运行。1 9 2 7 年至今共开通1 2 条合计2 3 0 公 里地铁线路，( 1 9 9 3 年) 年客运量达2 1 5 9 亿人次，位居世界第二。 以上是世界修建地铁与轻轨较早，运营里程较长的有代表性城市 的地铁与轻轨概况。此外近3 0 年来，又有许多国家和地区相继修建 了大量的地铁和轻轨，也有许多城市正在积极酝酿修建。事实证明， 地铁与轻轨是有强大生命力的有发展前途的交通方式。 第三节我国发展城市轨道交通的必要性 随着经济的迅速增长，社会向工业化、城市化方向发展，城市的 常住人口和流动人口迅速增加，建筑密度和居民的出行密度越来越 高。城市基础设施，特别是交通设施面临着严峻的考验。经济迅速增 长所引起的大量交通需求与交通基础设施薄弱之间的供需矛盾日益 尖锐。我国较发达城市现有的交通已逐渐不能适应人们的需求，道路 拥挤、行车速度下降、塞车现象严重，虽然采取增车扩路等措施，城 市交叉路口的高架立交道路也越来越多，形成城市内的立体交通，但 机动车辆的增加远远超过了公路、道路的修建速度，不能从根本上解 决车辆的拥挤问题，这些都严重地制约了城市经济的发展。 为解决这种供需不平衡的矛盾，以适应国民经济高速发展和扩大 对外开放的需要，在我国经济改革的发展战略中提出了优先发展能 源、交通等基础行业的对策。我国各大城市也提出了优先发展城市公 共交通运输业、建设现代化的城市交通运输体系的战略规划与对策。 城市公共交通是确保城市活力的重要因素，但现有的公共汽电车和出 租车等交通工具速度慢、运量小，不能完全满足人们的需要。新时期 人们对现代城市公共交通的要求是：运送迅速、容量大、上下方便、 安全舒适、经济合理、低噪声、少污染，并需具备适当发展余地。 在特大及大城市，由于城市用地扩大，市内交通的主要形态会由 原来的中心城区交通为主的单一形态，逐步向中心城区、中心城与卫 7 北方交太硕士学位论文 第一章绪论 星城、中心城与郊区之间交通形态的方向转变。大批居民外迁出行时 间已从6 0 分钟延长到9 0 分钟甚至更长，迫切要求发展长距离、不受 街道交通拥塞和干扰影响的快速大容量交通工具。 世界许多国家的大城市如伦敦、巴黎、纽约、东京、莫斯科等， 其贯穿市区的公共交通，大都采取大力发展大容量快速交通系统的方 针。在伦敦每天客运量的构成中，城市轨道交通系统包括地铁、轻轨 和城市铁路要占到3 8 的比例，占第一位，说明大多数人的出行偏重 于利用城市轨道交通；巴黎的城市轨道交通运量( 包括地铁和城市铁 路) 在市内交通结构中占第一位，达到4 2 ：在纽约客运交通量结构 中，地铁系统占有绝对优势，为4 4 ，加上6 5 城市铁路运量，轨道 交通部分占5 0 5 ；在莫斯科客运交通量结构中，地面公共汽电车占 了绝对优势，为5 5 ，其次是地铁和轻轨，分别为2 8 和1 1 ，如把有 轨电车也作为轨道交通考虑在内( 因为莫斯科方面正在考虑将部分有 轨电车改造为轻轨) ，则有轨快运交通比例可能高达4 6 ；东京市内 交通客运量构成中，城市地面和高架铁路( 实际是快速有轨电车) 占 最大比重，达4 9 。其次为地铁和轻轨交通，占总运量的3 0 ，合计 有轨快运系统占7 9 ，总体上来说东京也是一个以轨道交通为主的城 市。 我国已建成通车的北京地铁，客流量每年都在以平均2 0 的速度 增长。1 9 9 5 年年客运量已达5 5 8 亿人次，日均客运量达1 5 3 万人次， 重大节假日达到1 9 0 万人次。虽然北京地铁线路长度仅为公交线路长 度的2 ，但却承担了北京公交客运量的1 5 ，事实说明北京地铁已成 为北京市不可忽视的主要客运交通工具。 城市轨道交通的特点如第一节所述，此外它的优越性还在于其社 会效益。 1 城市轨道交通的兴建改变了城市面貌，带动了沿线经济发展， 从而产生巨大的社会效益。 2 城市轨道交通节约了乘客时间，产生了极大的社会效益。 由于轨道交通比公共汽车运营速度快，从而节约了乘客乘车的大 量时间，又由于轨道交通缓解了地面交通，地面交通的车速也可相应 北方交大硕士学位论文第一章绪论 提高，这样又节省了公共汽车乘客的乘车时间。此项价值会随着商品 经济和市场经济的发展和不断完善逐渐被人们所认识。 3 城市轨道交通可减少乘客乘车的疲劳，从而可提高劳动生产 率。 4 城市轨道交通可减少交通事故，从而减少了经济损失，增加了 城市的社会效益。 一个以现代化地铁为主体的城市客运交通系统既能充分反映城 市经济发展的实力和工业的综合发展水平，又可以在提高城市自身地 位、吸引外资、促进城市经济发展等方面发挥重要作用。 目前中国建设地铁城市均属特大城市，人口在三、四百万以上。 这些城市范围大、人口多、密度高、城市公共客运量大，建设大运量 的地铁系统是十分必要的。但是在、二百万人口的大城市里，公交 运量相对要小些，尤其是在当前资金筹措比较困难的情况下，应当从 实际需要出发，建设起步早、见效快、造价低的经济而实用的中运量 的轻轨交通系统，以推动我国城市快速轨道交通多层次的全面发展。 欧洲一些城市和北美的中等城市多数把轻轨铁路作为基本的公共交 通工具。 综上所述，无论从我国目前交通现状和国内外经验，还是从城市 轨道交通的社会效益等方面来看，在我国目前情况下，修建地铁、轻 轨为主的城市轨道交通都是十分必要的。 第四节我国城市轨道交通发展现状 我国城市轨道交通建设尚处于起步阶段。现正式运营的有：北京 1 9 6 9 年l o 月开通的我国第一条地铁，至今共2 条线路4 1 6 k m ，1 9 9 5 年日客运量1 5 3 万人次。天津1 9 8 0 年建成的一条7 4 k m 地铁，1 9 9 3 年日客运量3 万人次。上海1 9 9 3 年开通的一条1 6 i k m 地铁，1 9 9 5 年日客运量2 5 万人次。广州1 9 9 7 年首段5 4 k m 试运行的地铁。香港 地区1 9 7 9 年至今共开通的3 条全长4 3 2 k m 地铁线路，1 9 9 1 年日客运 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 量1 9 9 万人次。 目前许多城市正积极酝酿修建地铁，尤其是在8 0 年代中期至9 0 年代的现在，即北京、天津两市已建成4 9 2 k m 运营线路之后的近十 年中，据不完全统计中国现有1 3 座城市1 7 条线路( 总长度约2 8 9 k m ) 进行了工程可行性研究报告，另外还有1 1 座城市1 3 条线路( 总长度 约3 2 3 k m ) 进行了预可行性研究报告，总共线路长度约6 1 2 k m 。而正 在实施的只有上海地铁1 号线1 6 1 k m 已经通车，北京地铁复八线 ( 1 2 8 k m ) 和广州地铁l 号线( 1 8 4 5 k m ) 正在施工，共4 7 3 5 k m ，总实 现率仅占7 。其原因一是资金不足、筹资困难：二是地铁标准高、进 口设备多、建设周期长、见效慢、造价高。致使许多城市望而生畏、 议而不决，处于停滞状态。我国在长春、鞍山等市现仍存在有轨线路， 这些城市正准备将它们改造成现代化轻轨，并在此基础上修建新轻轨 线路。此外，大连、沈阳、武汉、重庆等城市也积极准备修建轻轨， 并完成可行性研究报告。 截止到1 9 9 7 年底我国己建成或准备修建轻轨与地铁情况如下： 我国轻轨发展情况表表i l 城市线路全长( k m )完成情况 上海新闵线1 3 2已申报立项 浦东轻轨p d - a 线2 5 4可行性研究阶段 重庆l 号线 1 6 ，6 鞍山l 号线 2 01 9 9 2 年完成可行 性研究报告 沈阳i 号线 2 2 5已申报立项。 武汉l 号线一期工程 2 1 4 3正在施工 古田至岳家嘴 l 号线二期工程太平 6 3完成可行性 洋至金家墩火车站研究报告 岳家嘴至武昌南站 8 广州天河至黄埔线2 6可行性研究阶段 哈尔滨地下轻轨线1 6可行性研究阶段 重庆地下轻轨朝沙线1 6 6可行性研究阶段 杭州i 号线 1 4 1可行性研究阶段 o 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 我国地铁发展情况表 表1 一! 城市线路全长( k m )完成情况 北京l 号线 2 3 6 1 9 6 9 年建成运营 北京站至苹果园站 复八线 1 2 8正在施工 复兴门至八王坟 复八线西单站1 9 9 4 年建成运营 复八线王府井、1 9 9 4 年完成施工 东单站及三区间图，目前正在施工 复兴门折返线 l _ 0 1 9 8 7 年建成运营 复兴门至西单区间 i 0 0 41 9 9 0 年建成运营 天安门至天安门东3 3 91 9 9 4 年完成施工 图，目前正在施工 西单南北线1 9 5已申报立项 东单南北线 2 7 7 可行性研究阶段 天津一期工程7 4始建于1 9 7 0 年4 新华路至西站月，1 9 8 5 年正式运 营。 二期工程1 0 8全线由地下、高架、 新华路至双林地面线路三部分组 成，1 9 9 5 年完成初步 设计。 上海l 号线1 6 11 9 9 5 年建成运营 锦江乐园至上海站 2 号线西起虹桥机场 2 7 0 3 4初步设计工作 东至浦东规划铁路正在进行 客站龙车站 北方交大硕士学位论文 第一章绪论 续表i 一2 城市线路全长( k m )完成情况 广州l 号线 1 8 4 51 9 9 3 年1 2 月2 8 日 西郎至广州东正式动工，1 9 9 7 年 7 月首段5 4 k m 开 通试运行。 青岛东西线 1 7 1 1 9 9 4 年完成可行 性研究报告 一期工程( 西镇至 2 4 8 1 9 9 4 年完成施工 胜利桥) 试验段图设计 罔尿南北线一期工程 1 6 8 41 9 8 8 年完成可行 小行至迈皋桥性研究报告 深圳1 号线2 5 41 9 9 5 年完成可行 东起罗湖火车站向性研究报告 西经国贸至联检站 重庆i 号线 1 7 4已申报立项 武汉l 号线 2 1 1 9 9 5 年完成可行 性研究报告 大连东西线8 71 9 9 5 年完成可行 性研究报告 南北线 1 2 5 1 9 9 5 年完成可行 性研究报告 成都1 号线1 4 8可行性研究阶段 2 北方交大硕士学位论文 第二章城市轨道交通系统模式 第二章城市轨道交通系统模式 第一节城市轨道交通主要模式 城市轨道交通有三种主要模式：有轨电车、轻轨、地铁。 地铁和轻轨界限不明显，轻轨也有全封闭大部分在地下运行的， 而地铁也有高架和地面方式运行的，分析对比这两个系统，最本质的 区别主要是客运量，并不是地下还是地上之分。般把客运量大的系 统称为地铁；客运量中等的系统称为轻轨。客运量大的系统必须采取 全封闭，地下与高架部分比例较大，信号系统要求也高，车辆的轴重 也较大；客运量中等的系统，封闭程度随客运量的减小而适当降低， 因此，地下、高架部分比例就可以适当减少，车辆的轴重也较小。 地铁是最为普遍的有轨交通形式，在城市中是一种大运量、快速 先进的交通系统，它能适应城市比较集中的出行活动，有效地把城市 大规模经济和社会活动的地点联系起来，同时还能保持良好的城市环 境。地铁的特点是与其它交通完全隔离，有自己先进的通信、信号及 自动化系统。客运量可达单向高峰小时3 7 5 万人次，旅行速度大于 3 5 公里，j 、时，一般以列车方式运行，可改变车辆编组及列车发车频 率来满足客运量的需求。 轻轨是客运量高峰小时在1 3 万人次的快速轨道交通系统，它是 从有轨电车发展起来的一种形式，故具有有轨电车的特点，大运量高 级型式的轻轨又接近于地铁，所以也具有某些地铁的特征，它比有轨 电车有更照好的性能和大得多的容量，比地铁有较小的投资。轻轨系 统是介于有轨电车和地铁之闻的种交通工具，它的性能、运量、舒 适性、对环境的影响、安全可靠性、造价等均低于地铁而高于有轨电 车，填补了有轨电车和地铁客运量的空白。 地铁与轻轨都是具有速度快、运量大、运行舒适、安全准点等特 点的轨道交通形式，此外它们还各有自身的特点。 北方交大硕士学位论文 第二章城市轨道交通系统模式 地铁 1 地铁绝大部分在地下运行，与其他交通完全隔离，没有交叉干 扰，而且节约空间。 2 有自己先进的通信、信号及自动化系统，安全、准点率高。 3 由于大部分运行在地下，因此对城市环境和景观影响很小。 4 地铁投资巨大，这是目前地铁修建速度缓慢的最主要原因。据 有关资料统计，地铁每公里造价高达5 亿人民币左右甚至更多。 5 工期长。地下铁道工程比较艰巨复杂，需长时间完成。如东京 和莫斯科现各自都有2 0 0 多公里地下铁道，是经过六十年不懈的努力 才完成的，平均每年修建3 3 5 公里。北京现有4 0 多公里的地下铁 道，是用了约1 5 年时间建成的，平均每年近3 公里。 轻轨 l _ 轻轨采用信号控制，但其信号系统比地铁简单。在交通量不大 的情况下，采用自动信号控制。 2 灵活，适应性强。在市中心交通拥挤或街道狭窄的地段进入地 下隧道行驶。设计方式多样，技术要求低于地铁，曲线半径小，坡度 大，能适应多种地形条件，容易融入城市现有格局。 3 适用范围广。轻轨系统适用于人口为1 0 0 2 0 0 万的大城市干线 或特大城市的市区外围、卫星城、旅游景区、经济开发区等与市区联 系的交通干线。 4 工期短，见效快。建造这种系统所需的全部时间主要取决于制 造车辆的时间，而不是建设工程完成的时间。从决定建造到获得营业 收入的时间不超过3 年。 5 投资、运营费用比地铁低。根据国外经验，轻轨交通的建设投 资要比地铁少得多，通常轻轨每公里造价指标平均约为地铁投资的 l 5 l 3 。系统的线路、停车站设施比较简单，单位车重牵引功率较 低，因此在同等运力条件下，设备折旧、维护保养等费用均低于地铁 或公共汽车。 5 车辆有四轴单车、六轴和八轴铰链车等形式。采用轻型结构， 自重在1 1 0 0 1 5 0 0 k g m 范围。 4 北方交大硕士学位论文 第二章城市轨道交通系统模式 三种模式基本特征如下 表：一1 分类有轨电车轻轨地铁 1 运能 5 万 h 人h ， 线路全部地面地面专用道，部分线路全封闭，完全一 型式线，采用混平交道、轻轨优独立专用 合道( 部先，市中，i i , 立交r = 1 5 0 - 2 0 0 m ， 分专用r = 2 5 5 0 m ， l m = 3 - 4 道) l m = 6 7 3 轨道与道路面轨道外露轨道外露 铺设 4 车站 型式地面地面、高架( 地地下、高架( 地 下、 面) 站间距约5 0 0 m5 0 0 一1 0 0 0 m1 0 0 0 一2 0 0 0 m 站台长2 0 3 0 m6 0 1 0 0 m1 0 0 一2 0 0 m 站台高低站台低或高站台高站台 站台无地面站台设风雨地下车站设旋配 设施棚及护栏、高架套齐全 站作成半封闭型 建筑 车站地面地面与高架站采地下车站设独立 出入用横道线或过街出入口或与人行 地道、天桥结合过街设旌结合 5 运行多线混合独立运行为主，各线独立运行 方式1 至仃有条件地段可混 合运行 运行按计划时地面线凭了望行列车调度用a t s 组织间表由驾驶，车站、道口列车防护用a t p 驶员掌握设信号，地下线( 自动驾驶 按路口信设自动闭塞信号a t o ) 号行驶 北方交大硕士学位论文 第二童城市轨道交通系统模式 续表2 一1 分类有轨电车轻轨地铁 最小 6 0 s e c1 2 0 s e c1 2 0 s e c 间隔 平均 速度 1 7 一1 8 k m h2 5 3 0 k m h3 5 k m h 6 车辆 车型四轴车( 二轴四轴、六轴、八四轴车 车)轴三种 车体 2 2 2 4 m2 4 2 6 5 m2 8 m ，3 2 m 宽 轴重 1 5 t 轮径 7 6 0 m m7 6 0 m m8 4 0 m m 车地高地板 ( 1 ) 高地板( 2 ) 低地 高地板 板板 车门固定梯级 ( 1 ) 活动梯级( 2 ) 无 无 梯级 列车l 一2 辆 2 3 ( 4 ) 辆 5 8 辆 编组 列车2 0 3 0 m 6 0 一1 0 0 m l0 0 2 0 0 m 长度 7 供电 电压d c 6 0 0 vd c 7 5 0 v ( 6 0 0 v )d c 7 5 0 v ，15 0 0 v 授电架空线架空线三轨或架空线 方式 8 减振轨道埋入道1 车辆用弹性车1 轨道措施同左 减噪路轮等2 高架线敏感区 2 轨道用无缝线段设声屏障 路及弹性扣件 系统 1 6 北方交大硕士学位论文 第二章城市轨道交通系统模式 第二节城市轨道交通修建模式 从世界各国的城市轨道交通发展和建设来看，目前城市轨道交通 有以下两种修建模式： 一、改造旧线模式：即对旧的有轨电车系统或市内铁路进行改造， 充分利用既有线路，采用新型的技术和设备将其改造成标准的轻轨系 统。这种方式的优点是节省投资，土建工程量少。缺点是不能根据客 流变化选线，改造时受既有线技术条件的限制。 二、自成系统，单独新建轨道交通专线模式：在没有有轨电车系 统或既有有轨电车线路不能满足大客流需要时，单独修建轨道交通线 路。这种模式的优点是修建的技术条件好，能够满足运量要求，但与 改造既有线模式相比投资大，土建工程量也大。 上述两种修建模式的选择应根据各城市实际情况而定，我国大连、 哈尔滨、长春等市仍然保留有轨电车系统，考虑目前资金短缺，在满 足运量的前提下，应充分利用这些既有线路，以节省投资。 第三节我国轻轨交通基本模式 国外的轻轨交通无固定模式，采用的标准差距很大，如德国轻轨 交通分成四级，逐级提高运能、增加车辆宽度、提高平均速度，实际 上是反应了轻轨交通的发展过程和趋势，即增加运能，提高速度。 我国是土地辽阔、人口众多、资金短缺的国家，根据我国国情， 经过多年研究，人们对轻轨交通模式提出如下总体构想： 一、运量适应范围 运量是决定建设规模的基本要求，是运输能力的重要指标。轻轨 交通是介于公共汽车和地铁之间的中运量级交通，根据国外经验，结 合中国城市的特点，并控制一定的规模，确定轻轨适应范围宣为单向 高峰小时通过断面为l 3 万人次。考虑我国人口密度高、高峰时乘客 北方交大硕士学位论文 第二章城市轨道交通系统模式 量大、为满足更多运量、为发展留有余地，确定最大通过断面为3 万 人次，意味着每列车最大载客量( 定员) 为1 0 0 0 人，行车最小间隔为 2 分钟的密度。根据车辆编组和载客量、为适应各城市不同客运量要 求，划分为i 、i i 、i i i 级( 详见表2 2 、2 3 、2 4 ) ，使建设标准有 较大的灵活性和选择性。 我国轻轨交通系统等级及其主要特征( 一) 表2 2 等级初级阶段( i i i 级) l 运能( 万人h ) 08 1 5 地面线占有较大比重，可采用半 2 线路特征 封闭式专用道。主要路口立交，次 要路口可设平交道口，并保证轻轨 车优先通过。 3 列车编组( 辆y 0 ) 233 4 载客定员( 人，列) 4 3 06 5 06 5 0 载客超员( 人列) 6 0 09 1 09 1 0 6 单向最大通过能力r 列 2 02 02 4 1 1 、 7 高峰小时单向通过最大 0 8 61 31 5 6 断面( 万人h ) 8 超高峰小时超员通过单 1 2 01 8 22 1 8 向最大断面( 万人h ) 9 列车长度( i i l ，列) 4 3 56 5 76 5 7 l o 车站站台长度( m ) 4 87 07 0 1 1 车站站台高度( m m )4 5 0 或6 0 0 1 2 最高行车速度( k m h ) 6 0 1 3 平均( 旅行) 速度( k h 泊) 2 伊一2 5 1 4 信号半自动闭塞或自动闭塞信号，平交 道口轻轨车优先通过。 1 5 备注1 、高峰时道口关闭。 2 、i 级轻轨、车辆车门处有踏步， 级和i 级应采用无踏步，以增加 载客量。 3 、列车长度暂按六轴单铰接式电 动车辆样车计算。 g 北方交大硕士学位论文 第二章城市轨道交通系统模式 我国轻轨交通系统等级及其主