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福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 福州市城市轨道交通网络规划研究 摘要：随着城市人口的不断增长和城市规模的不断扩大，城市的交通问题越来越成为城市 发展的瓶颈。由于城市轨道交通具有安全性好、不受气候影响、运输能力大、速度快、运 行正点率高、有利于环境保护和可持续发展能力强等优势，已经成为大城市解决交通问题 的首选方式。福州市做为一个迅速发展的城市，交通问题也不容乐观，建设城市轨道交通 是解决福州交通问题的有效手段。 轨道交通可以按照交通容量、敷设方式、路权、导向方式和轮轨支撑形式等进行分类， 虽然不同分类的依据不同，但是公认的基本类型通常包括地铁、城市市郊快速铁道、单轨、 轻轨、自动化导向的系统、磁浮系统和有轨电车等7 类。这7 类轨道交通方式做为解决城 市交通问题的交通形式，在实际应用中可以根据城市的具体情况分别选用。 虽然轨道交通有不同的使用形式，但是对于其规划的基本理论却是相通的。对城市轨 道交通规划的主要内容进行了阐述，对城市轨道交通规划的范围和使用年限做了分析。在 城市轨道交通规划中，规划路网规模是规划者首先要面对的问题，合理的规划规模能满足 城市居民出行的需求，也有利于城市的健康可持续发展，还可以节约前期建设资金，减少 轨道交通建设给城市带来的经济压力。分析了影响轨道交通规模的主要因素：城市形态、 城市规模和财政能力，研究了轨道交通网络规模的计算方法：从交通需求、线网服务覆盖 面和建设投资角度分别估算轨道交通规模。在理论研究的基础上，从这3 个角度，对福州 城市轨道交通建设规模进行了估算，综合分析研究结果表明，福州到2 0 3 0 年建设1 9 0k m 左右的轨道交通是合理的。 轨道交通建设中，网络的拓扑结构对轨道交通能否发挥其最大作用有至关重要的影 响。结合北京、莫斯科和伦敦等城市的轨道交通路网形态分析常见的路网形态，对网络的 拓扑评价要素进行了研究，并对福州市中心区备选路网形态进行了分析。在路网评价的几 个评价要素中，定量的要素有：路网吸引区覆盖强度，换乘次数，换乘站个数；定性的要 素有：换乘站站位均衡度，换乘站负荷均衡度。从定量和定性角度对福州市中心区2 线、 3 线、4 线共3 种路网形态进行了比较分析，4 线网络线网负荷强度大，线网对区域客流的 吸引强，同时具有换乘方便，换乘站符合度均衡，实施施工便利等几个优点，综合分析认 为，选择4 线网络做为福州市中心区的最佳路网结构。 建设城市轨道交通，依赖于最优规划方案的选择。城市轨道交通规划方案中，评价要 素包括5 个子系统：路网结构、运营效果、实施难度、社会效益和战略发展。对5 个子系 福州市城市轨道交通网络规划研究 统进行细分，又可以得到1 8 个定量和定性指标。采用层次分析法，结合工程实际，给出 了1 8 个评价指标的权重，并提供了对规划方案综合满意度的计算方法。针对福州市城市 轨道交通a 、b 、c 、d 共4 种规划方案，利用上述评价系统分别对4 种方案进行评价，由 于方案d 具有客流量大的优点，同时改善了线网结构，线网的直达性和均衡性都较好，结 合最终综合得分情况，从定量角度选择方案d 做为最优的规划方案。 对城市轨道交通规划理论的研究，对于国内城市轨道交通的建设具有理论指导的意 义。对城市轨道交通各个部分以及总体规划方案的定量研究，为轨道交通的建设和发展提 供了科学依据。利用此理论研究，对福州市城市轨道交通的建设规模、网络拓扑和规划 方案评价进行了研讨，为福州市城市轨道交通建设提供参考，对福州市轨道交通建设有实 用参考价值。在此基础上，对轨道交通的评价系统提出了更好的改进措施一结合g i s 的空 间分析进行方案评价，以选择出更好的规划方案。 关键词：城市轨道交通；网络规模；拓扑结构；规划方案择优 中图分类号：u 2 1 2 文献标识码：a 一2 一 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 s t u d y o nn e t w o r kp l a n n i n go fu r b a nm a s st r a n s i t 1 l n u z h 0 u a b s t r a c t ：晰t l lt h ec o n t i n u o u s l yr i s i n go f c i t yp o p u l a t i o na n df a s te x p a n d i n go f c i t ys c a l e ，u r b a n t r a f f i cp r o b l e mh a sb e e nt h eb o t t l e n e c ko fc i t yd e v e l o p m e n t t h a n k st oi t ss o u n ds a f e t y ，n o t a f f e c t e db yc l i m a t e ，m a s st r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t y ，f a s ts p e e d ，p u n c t u a t er u n n i n g s c h e d u l e ，s l i g h t p o p u l a t i o na n ds t r o n gs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta b i l i t y ，u r b a nr a i lt r a n s i th a sb e c o m et h ep r i o r c h o i c et os o l v et h et r a f f i cp r o b l e mo f b i gc i t i e s a sa f a s td e v e l o p i n gc i t y ，t r a f f i cp r o b l e m so f f u z h o ui ss e r i o u s a n dt h ec o n s t r u c t i o no fu r b a nm a s st r a n s i tc a r lb ea ne f f e c t i v ew a yt os o l v e t h i sp r o b l e m u r b a nr a i lt r a n s i tc a nb ec l a s s i f i e db yt r a f f i cc a p a c i t y ，l a y i n gm o d e ，r o a dw e i g h t ，s t e e r i n g m e t h o d ，s u p p o r t i n gf o r mo fw h e e l - r a i l ，e t c a l t h o u g hd i f f e r e n tc l a s s i f i c a t i o n sw e r eb a s e do n d i f f e r e n tp r i n c i p l e s ，t h ew i d e l yr e c o g n i z e dt y p e sg e n e r a l l yi n c l u d e ：s u b w a y ，s u b u r bh i g h s p e e d r a i l w a y ，m o n o r a i l ，l i g h tr a i l w a y ，t r a i n ，m a g l e vs y s t e ma n da u t o m a t i cg u i l d i n gs y s t e m a sm a i n t r a f f i cm o d e st os o l v ec i t yt r a f f i cp r o b l e m s ，t h e yc a nb ea p p l i e dt od i f f e r e n ts i t u a t i o n sa c c o r d i n g t ot h er e a lp r a c t i c eo fc i t i e s t h o u g hw a y so fr a i la p p l i c a t i o nd i f f e r e d ，t h eb a s i cp l a n n i n gp r i n c i p l e sw e r em o s t l yt h e s a m e i nt h i sp a p e r ，m a i nc o n t e n t so f u r b a nr a i lt r a n s i tp l a n n i n gw e r ei n t r o d u c e d ，i t sp l a n n i n g s c o p ea n ds e r v i c et i m ew e r ea n a l y z e d i nt h ep r o c e s so fp l a n n i n g ，t h ef i r s ta n df o r e m o s ti s s u ei s n e t w o r ks c a l ep l a n n i n g ar a t i o n a ln e t w o r ks c a l ec a nn o to n l ym e e tt h ec o m m u t i n gd e m a n d so f c i t yr e s i d e n t s ，b u ta l s os a v ep r e c o n s t r u c t i o nf u n d sa n dr e d u c et h ee c o n o m i cp r e s s u r eb r o u g h tb y t h ec o n s t r u c t i o no fr a i lt r a n s i t i t sb e n e f i c i a lt oa h e a l t h ys u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i ns p i t eo ft h e m a i nc o n t e n t s ，f a c t o r st h a ti n f l u e n c e dt h er a i lt r a n s i tn e t w o r ks c a l el i k ec i t yp a ：t t e m ，c i t ys i z ea n d f i s c a lc a p a c i t yw e r ea n a l y z e d am e t h o dt oc a l c u l a t er a i lt r a n s i tn e t w o r kw a sa sw e l ls t u d i e d ，t h a t i st or e s p e c t i v e l ye s t i m a t et h es c a l ef r o ma s p e c t so ft r a n s p o r t a t i o nd e m a n d ，c o v e r a g er a t eo f n e t w o r ka n dc o n s t r u c t i o ni n v e s t m e n t b a s e do nt h et h e o r e t i c a ls t u d ya n dt h e s et h r e ea s p e c t s ， c o n s t r u c t i o ns c a l eo ff u z h o uc i t yr a i lt r a n s p o r t a t i o nw a se s t i m a t e da n dt h er e s u l t ss u g g e s t e dt h a t i t sr a t i o n a lt oc o n s t r u c ta19 0 k i l o m e t e r - r a i li nf u z h o ui n2 0 3 0 i nt h ec o n s t r u c t i o no fr a i lt r a n s i t ，n e t w o r kt o p o l o g yh a da ne s s e n t i a le f f e c to nw h e t h e ri tc a n m a x i m i z ei t sf u n c t i o n ac o m m o nn e t w o r kp a t t e r nw a sa n a l y z e dw i t he x a m p l e so fu r b a nr a i l 一3 福州市城市轨道交通网络规划研究 t r a n s i ti nb e i j i n g ，l o n d o n ，m o s c o we t c e v a l u a t i o ne l e m e n t so fn e t w o r kt o p o l o g yw e r e r e s e a r c h e da n dt h ea l t e r n a t en e t w o r k p a t t e r n si nc e n t r a la r e ao ff u z h o uc i t yw e r ea n a l y z e d i nt h e e v a l u a t i o ne l e m e n t so fn e t w o r k ，t h e r ew e r et h r e eq u a n t i t a t i v ee l e m e n t si n c l u d e ds t r e n g t hi nt h e n e t w o r ka t t r a c t i o na r e a ，t r a n s f e rt i m ea n dn u m b e ro ft r a n s f e rs t a t i o n ；t w oq u a l i t a t i v ee l e m e n t s w e r eb a l a n c ed e g r e eo ft r a n s f e rs t a t i o np o s i t i o na n db a l a n c ed e g r e eo fl o a de q u a l i z a t i o ni n t r a n s f e rs t a t i o n ac o m p a r i s o na n a l y s i so nt h en e t w o r kf o r mo f t w o l i n e ，t h r e e - l i n ea n df o u r - l i n e w a sc a r r i e do u tu n d e rb o t hq u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v es t u d y t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tf o u r - l i n e p a t t e r nw a st h eb e s tn e t w o r ks t r u c t u r ef o rt h ec e n t r a la r e ao ff u z h o uc i t yo w i n gt oi t sh i g hl o a d i n t e n s i t y ，h i g ha t t r a c t i o n ， a n d ，i th a da d v a n t a g e so f c o n v e n i e n tt r a n s f e r s ，b a l a n c el o a dd e g r e e o f t r a n s f e rs t a t i o n sa n dc o n v e m e n tc o n s t r u c t i o n as o u n do p t i m a lp l a n n i n gm e t h o di sd e c i s i v ei nt h ec o n s t r u c t i o no fr a i lt r a n s i t t h e r ew e r e f i v es u b s y s t e m si n c l u d i n gn e t w o r ks t r u c t u r e ，o p e r a t i o ne f f e c t ，i m p l e m e n t i n gd i f f i c u l t y ，s o c i a l b e n e f i ta n ds t r a t e g yd e v e l o p m e n ti nt h ee v a l u a t i o ne l e m e n t so fu r b a nr a i lt r a n s i t t h e r ew e r e a n o t h e re i g h t e e nq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ef a c t o r sa f t e raf u r t h e rs u b d i v i s i o no ft h ef i v e s u b s y s t e m s w e i g h t so ft h ee i g h t e e nf a c t o r sw e r eo f f e r e db yu s i n ga n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ， 、】 ，i t hc o m b i n a t i o no f e n g i n e e r i n gp r a c t i c e am e t h o d t oc a l c u l a t et h ec o m p r e h e n s i v es a t i s f a c t o r y d e g r e ew a sa l s op r o v i d e d w i t ht h ee v a l u a t i o ns y s t e ma b o v e ，t h ef o u rp l a n n i n gs c h e m e so fu r b a n r a i lt r a n s i ti nf u z h o uw e r ee v a l u a t e d s i n c es c h e m edn o to n l ym a i n t a i n e di t sa d v a n t a g eo f h i g h p a s s e n g e r sf l o w ，b u ta l s oi m p r o v e dt h en e t w o r ks t r u c t u r e b e s i d e s ，i ti sb e t t e rf o ri t sn o n s t o p t r a n s i ta n d p r o p o r t i o n a l i t y t h u si tw a sc l o s e da st h ef i n a lp l a n n i n gs c h e m eq u a n t i t a v e l y k e yw o r d s ：u r b a nr a i lt r a n s i t ；n e t w o r ks c a l e ；n e t w o r kt o p o l o g y ；o p t i m u ms e e k i n gp l a n n i n g s c h e m e c l cn u m b e r ：u 21 2d o c u m e n tc o d e ：a 一4 一 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的研究 成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢的地方外， 论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡献的同志，都 在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人承 担应有的责任。 糊做作者亲笔签名窃万鸯 elf 期： 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名灭一力呖 期： i ， 。l 论文使用授权的说明 沙 7 毛，l 弓 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校有权送 交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以 采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书 不保密，本论文属于不保密 学位c 毕业，论文作者亲笔签名：劣巧寿 指导教师亲笔签名： 日期： 日期： 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 1 引言 城市自古以来就是人类活动的中心和社会进步的重要标志，而交通运输是社会发展的 基础，常被人们比喻成城市的血液循环系统，是社会生产、流通、分配和消费，以及社会 上的人们工作、交往和旅游的先决条件。交通运输文明发展历史与人类社会的发展历史相 依相随，而交通运输的发展水平又与社会的科学技术发展程度息息相关，与人类活动范围 的大小成正比。 早期人类文明的发展与河流相关，其中一个重要原因就是史前人类文明的发展所依靠 的主要交通运输方式就是水运。随着社会的发展，到公元前3 5 0 0 年，开始出现了带有轮 子的车辆，人类在陆地上的交通运输方式开始发展起来。直到1 9 世纪，由于道路没有路 面铺装，木质车轮也没有装置充气轮胎，特别是没有出现驱动车轮的动力机械，因此轮子 出现后的几千年，人类的陆地交通工具没有根本性的改变。 1 9 世纪以后，由于出现了蒸汽机、电力机等非畜力动力机械，交通运输也开始迅速发 展起来。当时发达的资本主义国家，最早发展起来的是小汽车。小汽车的大量发展，使城 市规模开始不断扩大。随着人口和小汽车数量的不断增加，小汽车的效率越来越低，城市 交通问题成为城市管理者头痛的问题。随着社会经济和科技的发展，人们认识到，轨道交 通是现代化都市的标志之一，日益采用城市快速轨道交通做为城市公共交通的骨干网络， 才有可能解决城市交通拥堵和环境日益恶化的问题i l 】。 1 1 城市轨道交通的发展历史 城市轨道公共交通的雏形是轨道公共马车，这种轨道交通方式，还不能算作是现代意 义上的城市轨道交通。现代意义上的世界第l 条城市轨道交通是1 8 6 3 年1 月1 0 日在伦敦 开通的城市地下铁路。尽管当时地下隧道内烟雾熏人，乘坐条件较差，但轨道交通进入伦 敦市区成功解决了路面交通的拥堵，立刻得到了其它大城市的竞相效仿。随后在1 8 8 8 年， 美国弗吉尼亚州的里磁门德市出现了第l 条投入商业运行的有轨电车系统。此后城市轨道 交通开始迅速发展起来1 2 】。 伦敦自1 8 6 3 年创建世界上第l 条地下铁道以来，不断提高技术水平，伦敦地铁系统是 世界上的先进技术范例之一，尤其是地铁实现了电气化以后，伦敦地铁几乎每年都有新进 展。目前伦敦地铁线路总长度超过4 0 0k m ，年客运总量突破8 亿人次。 受伦敦成功建设地下铁道的影响，美国纽约于1 8 6 7 年建成了第1 条地铁。随着纽约城 一s 一 福州市城市轨道交通网络规划研究 市规模的扩大，城市人口不断增加，到1 9 0 0 年市区人口已有1 8 5 万，同时地铁建设也在 不断地发展。目前纽约地铁线路总长度超过4 2 0k m ，年客运量超过1 0 亿人次。 法国巴黎第l 条地铁修建于1 9 0 0 年，全长约1 0k m ，它为巴黎地铁网络的不断发展和 完善打下了基础。目前巴黎市区己拥有地铁线路1 5 条，线路超过2 0 0k m ，年客运量超过 1 2 亿人次。 2 0 世纪初3 0 年，是世界轨道交通发展迅速的一个时期。在欧洲和美洲有9 座大城市 相继修建了地下铁路，欧洲、日本、印度、美国和中国等国家的轻轨交通也发展起来。美 国的有轨电车线路总长达2 5 万k m 。尽管当时美国拥有小汽车己近30 0 0 万辆，9 0 的通 勤交通是依靠有轨交通【3 】o 2 0 世纪3 0 5 0 年代，由于第2 次世界大战的影响，世界城市轨道交通出现了建设低潮， 但仍有日本的东京和大阪，苏联的莫斯科等少数城市在此期间修建了地铁。 日本东京的第l 条地铁于1 9 2 7 年建成通车。虽然日本的地铁也是效仿欧洲技术建成的， 但他们在修建地铁的同时，着重开发主要车站及其临近公共聚集场所，这些场所能促进地 下商业中心的建设，而且与地下车站连成一片，使地铁这一公益性基础设施获得了新的活 力，取得了较好的经济效益和社会效益，成为以后地铁修建效仿的方面之一。 1 9 3 2 年莫斯科第l 条地铁开始动工，线路全长1 1 6k m ，共设车站1 3 座，到1 9 3 5 年5 月建成通车运营。以后莫斯科的地铁建设即使在二战期间也没有停止过。至今，莫斯科已 拥有地铁线路9 条，总长度约2 5 0k m 。莫斯科的地铁车站都由著名建筑师设计，并配有雕 塑作品，其艺术水平很高，使旅行者有身临宫殿的感觉，且有便利的换乘设施，其年客运 量己超过2 6 亿人次。 第2 次世界大战结束后的3 0 年里，世界上地铁建设蓬勃发展。在此期间，加拿大的多 伦多、蒙特利尔，意大利的罗马、米兰，美国的费城、旧金山，前苏联的列宁格勒、基辅， 日本的名古屋、横滨，韩国的汉城以及中国的北京等约3 0 座城市相继建成了地铁。代表 性的城市有： 韩国的汉城，第1 条铁路于1 9 7 4 年建成通车。现在共有线路超过1 5 0k m ，年客运量 超过1 3 亿人次；加拿大的蒙特利尔，第l 条地铁于1 9 6 6 年建成通车，现在线路总长为7 0 k m ，年客运量约3 5 亿人次。 中国的北京，第1 条地铁线路于1 9 6 9 年1 0 月建成通车，线路全长2 3 6k m 。随后的几 条线路的通车，使北京地铁运营线路和客运量不断增加。据2 0 0 7 年1 2 月1 9 日北京日 报的报道，北京城市轨道交通的l 号、2 号、5 号、1 3 号、八通线这5 条正在运营的地 6 一 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 铁，运送乘客总量已突破了1 0 6 亿人次，由此可见，城市客运交通的需求量很大，发展城 市轨道交通正是解决城市交通问题的必由之路。 中国香港的第l 条地铁线路于1 9 7 7 年建成通车，由于香港面积较小，居民都居住在依 山傍水的窄小走廊地带，要想通过大规模拆除房屋、拓宽道路来减轻交通拥堵程度是不可 取的，所以目前香港还在继续修建地铁。香港地铁由政府的地铁公司经营，其建成后的运 输效率和为港岛带来的巨大经济效益是举世闻名的。目前年客运量超过1 0 亿人次。 在这一阶段初期，由于汽车工业的发展，西方国家的私人小汽车数量急剧增加，大量 汽车涌上街头，城市道路面积明显不够用，于是导致5 0 年代世界上各大城市都纷纷拆除 有轨电车线路。世界范围内的城市地面轨道交通通行里程急剧萎缩。到了6 0 年代，小汽 车增长的弊端显现出来，西方一些人口密集的大城市，除考虑修建地铁外，又把注意力转 移到地面城市轨道交通上来。 2 0 世纪8 0 年代至今的时间里，地铁在原有的基础上，取得了长足进步，世界上3 0 多 座城市在此期间建成或正在修建地铁，美洲有华盛顿、温哥华等城市，欧洲有布鲁塞尔、 里昂、华沙等城市，亚洲更多，有神户、香港、加尔哥达，以及上海和天津等城市。 1 2 城市轨道交通分类 依据不同的标准，对城市轨道交通类型进行分类。如：按交通容量分类、按敷设方式 分类、按路权分类、按导向方式分类、按轮轨支撑形式分类、按牵引方式分类和按车辆的 编组形式分类等。虽然对其分类的标准不同，但是公认的基本类型通常包括地铁、城市市 郊快速铁道、单轨、轻轨、有轨电车、自动化导向的轨道交通和磁悬浮系统等7 种【4 】。 1 2 1 地铁 地铁( s u b w a y ) 是由电力机车牵引、轮轨导向和车辆编组，运行在全封闭的地下隧道内， 或根据城市具体条件，运行在地面或高架线路上的大容量快速轨道交通系统。 在地铁的建设中，为了降低工程费用，目前地铁系统中地面和高架线路所占的比重越 来越大。在世界范围内，地铁地下部分约占7 0 ，地面和高架部分约占3 0 ，甚至有的城 市地铁系统全部采用高架形式，只有部分城市地下铁道系统是完全在地下的。地铁是历史 遗留下来的一个专有名词。 1 2 2 城市市郊快速铁道 城市市郊快速铁道是由电力机车或内燃机牵引，轮轨导向，车辆编组运行在城市中心 与市郊、市郊与市郊、市郊与新建城镇问，以地面专用线路为主的大运量快速轨道交通系 一7 一 福州市城市轨道交通网络规划研究 统。 1 2 3 单轨 单轨系统( m o n o r a i l ) 是指通过单一轨道梁支撑车厢，并提供导引作用而运行的轨道交通 系统，其最大特点是车体宽度比承载轨道宽。以支撑方式的不同，单轨般包括跨座式和 悬挂式2 种类型。由于单轨系统的单方向为50 0 0 - 2 00 0 0 人次愚，故单轨常被认为是轻轨 系统的一种。但实际上，单轨车辆的轮轨支撑形式以及走行方式与轻轨列车有很大的不同。 从严格意义上来说，单轨应该独立列为一种城市轨道交通形式。单轨系统大多数情况下采 用高架方式，其景观性较好。根据需要，单轨列车可在地面或地下运行。 1 2 4 轻轨 轻轨交通是在有轨电车基础上发展起来的电力机车牵引、轮轨导向和车辆编组，运行 在专用行车道上的中运量城市轨道交通系统。 轻轨交通的运量在公共汽车和地铁之间，它可以根据城市的特点和具体情况，采用地 下、地面及高架相结合的形式进行建设，可以降低建设费用，具有很大的灵活性和适应性。 轻轨交通还可以根据客流的需要采用不同车型，如单车和铰接车组成不同的编组方式。 1 - 2 5 有轨电车 有轨电车( t r a m ) 是使用电力机车牵引、轮轨导向、单辆或2 辆编组，运行在城市路面 线路上的低运量轨道交通系统。有轨电车的历史比较久远，其前身是1 9 世纪初期的有轨 马车。由于科技的不断进步，到了1 9 世纪末又逐渐由蒸汽驱动过渡到电力驱动，形成了 近代有轨电车的雏形。有轨电车运量小，且在街道路面上与其它交通混合行驶，其安全性 和准时性较差。 1 2 6 自动化导向的系统 自动化导向的轨道交通通常是高架的，与其它交通完全隔离。其特点是载客量小，多 节车厢，运送能力为4 0 0 0 - 1 6 0 0 0 人次h ，运送速度为3 0 - - 3 5k m h 。 1 2 7 磁浮系统 磁浮系统( m a g l e vs y s t e m ) 是一种运用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，依靠电磁力 来使列车悬浮并走行的轨道运输方式。它是一种新型的没有车轮、采用无接触行进的轨道 交通系统。磁浮交通系统是2 0 世纪一项伟大的技术发明，相对于其它形式的轨道交通来 说，它投入实际使用的历史并不长。上海磁浮试运营线是目前唯一投入商业运营的线路。 目前世界上许多国家都在对磁浮技术进行积极的研究，其中主要以德国和日本的技术较为 成熟。 一3 一 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 1 3 城市轨道交通网络规划国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 1 8 8 2 年，索里亚在马德里的城市改建方案中，就对轨道交通在城市规划中的系统布置 提出了较为科学的看法。他的“线状城市”方案认为城市的形状应采用线状，同时轨道交通 应以地下、地面和高架相结合的方式进行规划建设。在他设计的城市中，以l 条宽度不小 于4 0m 的干道作为“脊梁骨 ，电气化铁路就铺设在这条干道的轴线上，1 条长5 0k m 的 有轨电车环行线，离市中心的半径约7k m ，形成线状城市的骨干。在索里亚的设计方案中 最为大胆的设想是使电车轨距与火车轨距相通，从而将新线与一个主要的铁路车站相连， 以便能利用有轨电车线为工厂企业进行货物运输。可以看出，尽管索里亚在1 8 8 2 年提出 的方案是用于马德里城市交通改建的，但这些思想至今仍是城市轨道交通建设的指导思 想。特别是关于城市有轨交通建设可采用地下、地面和高架3 种方式结合的方法，正是目 前世界各大城市所普遍采用的【5 6 】。 1 3 2 国内研究现状 从2 0 世纪6 0 年代末以来，我国约有2 0 多个城市进行了轨道交通项目( 预) 可行性研究， 上海、北京、广州和天津等城市更是进行了轨道交通建设实践，取得了一定的成果和经验。 文献 7 】为使我国城市轨道交通路网规划从定性走向定量，同时作理论上的准备工作， 应用系统分析和网络图论的方法，对轨道交通路网规划的关键环节，如路网合理规模、路 网形态、初级路网规划方法及软件数据流图逐一作了探讨。概括了路网规划的主题思想， 对轨道交通规划前期工作有指导意义，轨道网基本图式是轨道网规划中要分析的首要问题 之一；文献 8 】采用图和网络流的理论结合轨道交通的特点，从各种不同的角度对轨道网基 本图式进行研究。探讨了轨道网基本图式的构造方法，小型路网的基本图型和形态优化方 法。对我国目前的城市轨道交通路网规划前期工作具有指导意义；文献【9 】提出了改进城市 快速轨道交通路网规划的探索性思路：轨道交通路网规划是定性分析与定量分析的； 轨道交通路网结构特性与道路网结构特性有所差异，轨道交通网要求建成以后换乘站 数不能太多，乘客换乘不能超过2 次，覆盖范围要尽可能吸引乘客，要加强与地面其它交 通方式的换乘。在实际建设中，有必要加强轨道交通网络的这些自身特性，以使得轨道交 通建成以后有良好的经济和社会效益；文献【1 0 】在规划城市快速轨道交通路网时，应考虑 对城市地下空间利用的因素。日本对于这一问题已经开展了较长时间的研究，并付诸实施， 轨道交通的地下部分往往设计自行车和汽车停车场以及行人步行通道等。随着中国城市人 1 ：3 的继续膨胀，城市地下空间的综合利用迟早会成为一个重要问题；文献【l l 】在研究国内 一o 一 福州市城市轨道交通网络规划研究 外大城市轨道交通经验的基础上，提出了“枢纽锚定全网”的轨道交通网络优化理论：文献 【1 2 】介绍了基于随机效用理论的非集聚模型的基本公式和基于非集聚模型基本公式m n l 客流预测模型及其参数标定方法，探讨出行的各阶段的选择肢集合和特性变量的选择，最 后提出了非集聚模型需要进一步深入研究的几个问题；文献 1 3 】首先研究轨道线网规模与 线网宏观结构，采用回归分析法以及分类分析法，建立轨道线网规模与城市规模及城市结 构函数关系，在分析国外大城市轨道线网结构及城市空间结构结合成功经验的基础上，结 合国内7 个大城市轨道线网规划实际，建立轨道线网宏观结构。在分析国内外轨道线网客 流预测常用方法的缺陷基础上，提出了一种基于4 阶段法改进的客流预测分析框架体系， 并就分层策略性交通方式划分法和联合方式划分的交通分配模型进行了深入研究。针对组 团式结构轨道线网布局，建立了“宏观定性控制，微观定量分析，综合评价决策”轨道线网 规划布局思路，提出点。线面相结合的轨道线网初始方案产生方法，并以鞍山市的实例证 明该方法是切实可行的，最后对轨道线网评价决策的指标体系作了初步探讨；文献【1 4 】对 上海市城市轨道交通做了探讨，指出将公共交通引导城市发展模式( t o d ) 做为上海轨道交 通网络规划的新理念。采用t o d 模式将有利于引导中心城区向郊区新城疏解，支持城市 由一个核心组团向多个核心组团发展，而且开展地面交通一体化和沿线周边地块的开发规 划，也有利于轨道交通与地区发展的互相促进。 目前，国内在快速轨道交通路网规划方面的研究还处于起步阶段，进展很快，但也存 在许多有待进一步发展和完善之处。普遍存在问题是理论依据不足、城市交通模型不完善、 客流调查数据和预测与实际偏差较大，以及路网规模过于庞大。例如，北京、上海、成都、 济南、天津和广州6 城市规划的快速轨道路网总规模就是亚洲现有地铁总规模的2 3 倍。 这样大的投资对于中国这样一个发展中的大国来说，是难以承受的。即使到2 1 世纪中叶， 即一般认为的城市快速轨道交通规划的远期，中国人均收入也刚刚达到中等发达国家水 平，资金将仍然是制约经济发展的重要因素。因此，加强轨道网络规划理论方法的研究与 实践，是支持城市快速轨道交通发展的必要条件。目前比较成型的城市轨道交通路网规划 方法是“点线面要素层次分析法”。该方法强调定性分析与定量分析相结合，将路网规划 分为“点“线“面”3 个层次进行分析，得到路网规划预选方案，然后进行路网结构特征分析 和客流测试，通过对预选方案的补充和调整，运用评价指标体系对其进行评价，最终得到 推荐方案。该方法在实际应用中收到了比较好的效果。 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 1 4 福州市交通现状及原因 东南快报于2 0 0 7 年1 1 月8 日报道：截至2 0 0 7 年9 月，福州市区拥有公共汽车 1 9 8 0 辆，万人公交车辆拥有率为8 2 标台；营运线路1 1 1 条，线路长度l6 5 0 1 6k m ，线网 长度4 4 2 3 5k m ；日客运量1 4 2 万人次。 随着福州市经济的发展，城市人口密度不断增加，城市建设规模不断扩大。城市的几 条主要干线公交集散流量不断增大，如八一七路范围公交客流集散量约2 7 万人次日，五 一一五四路范围公交客流集散量约2 3 万人次日，工业一国货路范围公交客流集散量约1 8 万人次日，出现了越来越多的城市交通问题。出现这些交通问题的因素主要是以下方面： 1 ) 由于城市基础设施建设的滞后，造成交通拥堵，车速缓慢，公共交通服务质量下降。 尤其是早晚上下班高峰时间，车上乘客密度高达挤站8 1 0r u m 2 ，即使如此，站台上还是 有很多人一时上不了车，以致造成候车时间长，车上秩序差，车内拥挤混乱，使职工上下 班乘车越来越困难。交通拥堵路段已经成为困扰中心大部分城区的难题，2 0 0 4 年高峰时段 中心城区约有4 0 的干道路段车速低于2 0k m h ，比1 9 9 9 年增加了6 0 1 5 】。 2 ) 福州市的布局与规划。由于历史原因，福州市现状不合理。火车站位于城区中心地 带，带来大量的客货运交通流。福州规划的新城位于老城区东面，新城建成以后，与老城 区之间必然也会有大量的交通，福州的交通问题不容乐观。 3 ) 公共交通结构不当。福州的公共交通工具以公共汽车为主。公共交通是低运能的交 通工具，随着经济的发展，交通瓶颈问题将越来越明显。缺少与经济发展适应的高、中、 低运能不同的交通结构的合理布局。 4 ) 静态交通设施供应不足。市区路外公共停车泊位共有约l1 9 7 3 个，主要分布在八一 七路至六一路沿线地带内。而目前市区汽车总量已超过1 5 万辆，摩托车超过1 0 万辆，且 主要集中在鼓台核心区( 不足4 0l ( i i l 2 ) 内f ”】。接驳换乘点停车空间也严重缺乏，给接驳换乘 带来不便。以福州火车站附近为例，现有地下出租车停车场和社会停车场，总面积约为88 1 5 i n 2 ；现有公交站为78 0 0m 2 ，远不能满足乘客接驳换乘的需要。 5 ) 城市电动自行车拥有量增加。伴随经济的发展，带来了大量的城市流动人口，而现 代大容量的交通方式的滞后，使城市客运交通显得更为艰难。人们为了出行方便，购买电 动车作为私人交通工具，大量电动车与其它交通车辆混行造成福州市区交通更加混乱。 1 5 福州市交通问题的解决办法 福州市目前出现的交通拥堵等交通情况，由于福州城市用地规模的限制，以及城市道 一l l 福州市城市轨道交通网络规划研究 路密度已经达到国家标准，依靠传统的修建新的城市道路的方法已经不能解决这样的问 题。要解决这样的交通问题，必须靠发展新的交通方式一城市轨道交通来解决。 发展福州市城市轨道交通，可以解决下面几个问题。 ( 1 ) 解决交通拥堵问题 福州的交通现依靠传统的公共汽车，已不能满足城市交通发展的需要。以福州到闽侯 的交通为例，在3 2 4 国道福州白湖亭与福厦高速公路入口段，由于福州到闽侯的公共交通 和上下高速公路的车辆的汇合，交通条件非常差，交通事故频发，汽车尾气的排放使环境 条件也十分恶劣。同时，城市核心区主要道路交叉口高峰小时饱和度都在1 0 左右，东街 口八一七路现状高峰小时饱和度 l ，交通拥堵严重。杨桥路国货路、工业路国货路、 五四路五一路等干道平均停车延误占总行程时间的2 0 以上。而通过建设城市轨道交通 可以很好地解决这些问题。轨道交通的站距长，运行速度快。对城市多中心或放射状分布、 城市群的形成和发展，以及相互间的人员交流起十分重要的作用。 ( 2 ) 实现城市的可持续发展 城市轨道交通的建设是大城市经济可持续发展战略必不可少的条件。我国的汽车的保 有量和汽油的消耗量己十分巨大，这已使我国成为石油进口的大国。适当调整交通产业的 运输方式结构已成为当务之急。根据可持续发展的战略要求和我国经济发展阶段的特征及 需要，发展城市轨道交通是大城市经济可持续发展的正确选择。 ( 3 ) 解决环境和安全问题 轨道交通系统具有专用的运行线路，其本身事故比地面交通事故要少的多，而且由于 轨道交通对地面公交客运量的分流，缓解了地面道路交通的拥塞程度，从而间接减少了地 面机动车辆发生交通事故的频率。这不但减少了交通事故损失，提高了乘客本身的安全性 保障，而且为社会和家庭的幸福创造了有利条件，增加了由整个社会的安定团结所形成的 巨大社会效益。 1 6 研究内容和研究方法 1 6 1 研究内容 论文主要研究福州市城市轨道交通规划，研究内容包括： 1 ) 城市轨道交通在发展城市交通中的作用和意义，以及其规划存在的问题； 2 ) 城市轨道交通规划原则、内容和方法； 3 ) 城市轨道交通的合理规模分析，以及影响轨道交通规模的因素，并根据此研究福州 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 市城市轨道交通规模； 4 ) 城市轨道交