（交通运输规划与管理专业论文）城际铁路与城市轨道衔接问题研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 近年来，我国国民经济快速发展，而铁路是国民经济的先行企业，发展 尤为迅速，作为交通建设的首选方向轨道交通更是取得了长足的发展， 城际铁路( 包括客运专线) 建设方兴未艾，全国范围内各大城市相继进行城 市轨道交通( 特别是地铁) 的建设。在这个轨道交通蓬勃发展的时代背景下， 研究它的相关问题就显得很有必要，本文就是研究轨道交通的一个重要问题 一城际铁路与城市轨道的衔接问题。 文章从研究城际铁路与城市轨道衔接的意义入手，按照技术路线的逻辑 顺序逐层展开，首先介绍了一些相关该问题的基础知识，包括城际铁路的有 关内容，城市轨道的相关知识等，进而分析了二者的差异性和相关性。然后， 在此基础上分析了换乘和共线两种衔接模式的具体运用方式：在换乘研究方 面，结合实际分析了各种换乘模式的优势，进而研究了它的硬件保证( 换乘 枢纽设置) 和软件支持( 换乘组织优化) ；在共线研究方面，介绍了国外的先 进经验，分析了目前共线存在的困难，并以广佛城际线与广州地铁的衔接为 例，重点研究了城际铁路与城市轨道的共线运行方案。最后，通过引入模糊 区间d e a 模型并结合实例分析研究了换乘和共线两种衔接方式的适用情况，得 出如下结论：普速城际线与城市轨道宜考虑共线衔接模式，高速城际线与城 市轨道的衔接可多考虑采用换乘模式。 本文采用了理论研究与实证解析、定量分析与定性分析相结合的研究方 法，充分做到了理论联系实际，特别注意到了研究成果的现实意义、实践意 义。本文的技术成果对今后轨道交通建设、线网规划以致轨道交通运营组织 都有很强的指导意义。 关键词城际铁路；城市轨道；模糊区间d e a ；换乘；共线 西南交通大学硕士研究生学位论文 第li 页 一一一- 一 a b s t r a c t r e c e n f l y , o u rn a t i o n a le c o n o m yi sd e v e l o p i n gr a p i d l y a st h ep i o n e e r o ft h e e n t e r p r i s e s 。t h er a i l w a yh a dag r e a td e v e l o p m e n ti nt h ep a s t a n dt h ed i r e c t i o no f r a i lt r a n s p o r t a t i o ns h o u l db ec o n s i d e r e da st h ep r e f e r e n c e s ，i nm yo p m l o n n o w a d a v s t h ei n t e r c i t yr a i l w a y ( i n c l u d i n gd e d i c a t e dp a s s e n g e rl i n e ) i sb u i l d i n g i nf u l l s w i n g t h e c o n s t r u c t i o no fu r b a nr a i lt r a n s p o r t a t i o n ( t h es u b w a y e s p e c i a l l y ) h a sb e e nm a k i n gi nt h e s em a j o rc i t i e so f o u rc o u n t r y i nt h i sc a s e t h e i m p o r t a n c es h o u l db e a t t a c h e dt ot h es t u d y i n go ft h er a i lt r a n s p o r t a t i o n t h e c o m b i n a t i o nb e t w e e ni n t e rc i t yr a i l w a ya n d u r b a nr a i l w a ys y s t e m ，w i l l b e r e s e a r c h e di nt h i sp a p e r a tt h eb e g i n n i n g t h ep a p e rw i l lt a l ka b o u tt h em e a n i n go ft h ec o m b i n a t i o n b e t w e e ni n t e r - c i t yr a i l w a ya n du r b a nr a i l t h e n ，m o r ea b o u tt h et e c h n i c a lr o u t e1 s g i v e nb yt h ep a p e rl o g i c a l l y f i r s t l y ，an u m b e ro f b a s i ck n o w l e d g ea b o u ti th a s b e e ni n t r o d u c e d ，i n c l u d i n gr e l a t e dc o n t e n to fi n t e rc i t yr a i l w a y ，u r b a nr a i l a n d o t h e rr e l e v a n tk n o w l e d g e ，a n dt h e nt h ed i f f e r e n c e sa n dr e l e v a n c eo ft h e ma r e a n a l y z e d w h a t sm o r e ，t h ew a yo ft h ec o n c r e t ea p p l i c a t i o na b o u tt w om o d e s o f c o m b i n a t i o ni sa n a l y z e d o nt h er e s e a r c ho ft r a n s f e r e n c e ，t h ea d v a n t a g e so ft h e v 撕o u st r a n s f e rm o d e sa r ea n a l y z e dc o m b i n e dw i t ht h ea c t u a l i t y ，a n dt h e n ， h a r d w a r ec o n f i g u r a t i o n ( t h e s e a to fh i n g e ) a n ds o f t w a r es u p p o r t ( t h e o p t i m i z a t i o no ft h et r a n s f e ro r g a n i z a t i o n ) a b o u ti t a r es t u d i e d i nt h er e s e a r c ho f c o 1 i n eo p e r a t i o n ，a d v a n c e df o r e i g ne x p e r i e n c ei si n t r o d u c e d ，a n dt h ed i f f i c u l t i e s o fc o 1 i n eo p e r a t i o na r ea n a l y z e d t h es c h e m eo fc 0 l i n eo p e r a t i o nb e t w e e n i n t e r c i t yr a i l w a ya n du r b a nr a i l i s e x p l a i n e db ys t u d y i n g t h ee x a m p l eo f c o m b i n a t i o nb e t w e e n g u a n g f oi n t e r - c i t y r a i l w a y ( g u a n g f os u b w a y ) a n d g u a n g z h o us u b w a y f i n a l l y ，t h ea p p l i c a t i o n o ft w of o r m s o fc o m b i n a t i o n b e t w e e nt r a n s f e ra n dc o 1 i n eo p e r a t i o n i s a n a l y z e db yr e s e a r c h i n g t h e i m r o d u c t i o l lo ff u z z yi n t e r v a ld a t ae n v e l o p m e n ta n a l y s i s ( f i d e a ) m o d e l c o m b i n e dw i t he x i s te x a m p l e t h ec o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ：t h ef o r mo f c o 1 i n eo p e r a t i o ni sc o n s i d e r e db e t w e e na v e r a g e s p e e di n t e r 。c i t yr a i l w a ya n dt h e f o r mo ft r a n s f e ri ss u i t a b l eb e t w e e nh i g h - s p e e di n t e r c i t yr a i l w a ya n du r b a n r a i l w h e ni tc o m e st ot h er e s e a r c hm e t h o d ，t h ep a p e rc o m b i n i n gs u b s t a n t i a t i o n a n a l y z ew i t ht h e o r e t i c a lr e s e a r c h ，a n dq u a l i t a t i v e w i t hq u a n t i t a t i v e ，e x a c t l y , 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 il 页 t h e o r yw i t hp r a c t i c ea r ea p p l i e df u l l y ，a n dp a ym o r ea t t e n t i o nt ot h ep r a c t i c a l s i g n i f i c a n c eo fr e s e a r c hr e s u l t s t h ec o n c l u s i o n sw i l lg i v eg u i d a n c es i g n i f i c a n c e t ot h ec o n s t r u c t i o n ，t h ep l a no ft h er a i lt r a n s i t ，a n dt h eo r g a n i z a t i o no fr a i lt r a n s i t o p e r a t i o n k e y w o r d st h ei n t e rc i t yr a i l w a y ；u r b a nr a i l ；f u z z yi n t e r v a ld a t ae n v e l o p m e n t a n a l y s i s ( f i d e a ) ：t r a n s f e r ；c o - l i n e 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密d 使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ) 学位论文作者签名：。叼指导老师签 日期：d 1 7 r ，( 日 西南交通大学 学位论文创新性声明 本人郑重声明所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均 已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： ( 1 ) 在城际铁路与城市轨道的换乘研究中，针对换乘组织优化提出了具体的 优化思路。 ( 2 ) 在城际铁路与城市轨道的共线研究中，提出了应综合运用各种共线运行 方案的观点，并以此为指导研究了广佛城际线与广州地铁的共线运行方案， 即采用共线错峰方案和同速运行方案相结合的共线方案。在客流非高峰时段 列车运行采用半循环交路；在客流高峰时段采用环行交路，并给出实际交路 图。 ( 3 ) 通过引入模糊指标将区间d e a 模型发展为模糊区间d e a ，并以此模型为 工具对城际铁路与城市轨道衔接模式进行选择分析评价。以共线和换乘作为 决策单元；选取旅客列车车底数( 包括城际列车、轨道交通车辆) 、2 0 年平 均投资额、年均运营成本( 年数不限) 、运营组织管理难易程度、相关客运人 员数作为输入指标，选取日运送客流量、年均运营收入( 年数不限) 、城际旅 客满意程度作为输出指标，并对每一项指标进行了深刻的剖析：阐释了每一 指标对决策单元的影响，说明了每一指标的获取方式；结合实证( 广佛城际 线与广州地铁衔接模式选择) 分析运算，得出结论：普速城际线与城市轨道 宜选择共线衔接模式，高速城际线与城市轨道的衔接则更适合采用换乘模式。 学位论文作者签名：奄 日期：dc y ，f 。厂孓 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 论文的研究背景 第1 章绪论 随着国民经济的稳步增长，交通建设越来越成为影响经济发展的重要因 素：特别是特大中心城市的繁荣更带动了周围城镇的大发展，而连接城市的交 通则逐渐成了制约都市圈发展的瓶颈。我国现在正在建设和筹备建设部分城 际铁路( 包括客运专线) 以缓解或解决这一严峻问题。所以，城际铁路的良 好运作就显得尤为重要。当前，许多城市都计划修建地下铁道，大力发展城 市轨道交通，那么如何将城际铁路与城市轨道进行有效衔接的问题就需要较 好的解决。一方面，城际铁路与城市轨道换乘枢纽的研究对于提高一个城市 的综合运输水平十分重要。作为旅客转乘的重要场所，换乘方案设计的好坏 直接决定了旅客换乘方便与否。就我国目前而言，城际铁路建设及各大城市 城市轨道交通起步比较晚，在城际铁路与城市轨道换乘方面的研究更显不够， 加上交通运营和管理上的各自为政，对于换乘枢纽内的换乘接驳考虑的不足， 因此对这方面的研究就更有必要。同时，研究铁路运输与城市轨道的换乘有 利于发挥两种交通方式的自身优势实现效益的最大化，促进城市交通这个大 环境的建设，实现城市交通可持续发展。另一方面，根据国外的先进经验， 将城际铁路与城市轨道通过共线运营的方式实现有效衔接，同样很有意义。 它可以节省建设资金，提高城市轨道交通线路的利用率；减少换乘，缓解换乘 站的拥挤状况，提高轨道交通服务水平；提供多样化的城市轨道交通服务，创 造社会效益；通过城际客运专线支线与市域主干轨道交通线路的共线运营实 现市域主干线对于其原非服务区的轨道交通服务，从而能使得非服务区的村 镇能够通过主干线直达中心城。可见，这一研究具有理论和实践的双重价值。 1 2 国内外研究现状 本文主要就城际铁路与城市轨道有效衔接进行研究，这一研究主要包括 换乘和共线两个方面，下面就这两个方面的国内外研究现状进行一下概述。 在换乘这一研究方面，理论研究和实践探索起步都比较早，已经获得了 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 较为丰硕的研究成果。文献 4 5 均通过对交通方式的换乘关系进行研究， 提出了优化各交通方式间松弛时间( 即缓冲时间) 来提高衔接的效率问题。文 献 6 7 均通过对换乘服务水平的研究以及通过对换乘设施建设、维护、运 行总成本和乘客的期望值研究，得出各种条件下的乘客最优占有空间。文献 8 探讨了换乘枢纽步行设施服务标准，得出了城市综合交通枢纽中通道设施 人群步行服务标准。文献 2 6 重点研究了换乘枢纽的换乘模式、换乘枢纽的 布局规划和换乘枢纽信息系统构建三方面的内容。在参考国内外换乘枢纽换 乘模式先进经验的基础上，对铁路运输与城市轨道之间的换乘模式做了详细 的研究，并针对每种换乘模式做了详细的优缺点分析：换乘枢纽的布局规划是 换乘枢纽设计过程中的重点，通过对布局模型的分析，确定了换乘枢纽位置 的初选、优选、确定和评价的方法：信息系统的构建是现代换乘枢纽的重要组 成部分，通过对信息系统规划目标、总体结构、技术支持手段三方面的具体 研究，得出了换乘枢纽信息系统构建的方法。文献 5 4 阐述转换点的概念、 特点，分析转换点内部换乘、外部衔接过程的步行行为。再以实例调研为基 础，对转换点内部换乘方式分类比较，考察内部换乘如何便捷地完成，换乘 方式的特点及适用的城市区位；再对转换点的外部衔接方式分类比较，探讨 转换点与城市空间结合的类型、适用情况，及转换点的外部衔接与内部换乘 方式的结合。最后阐述根据转换点所在城市区位，周边城市空间类型对转换 点定位并整体设计，在不牺牲交通效率的情况下，达到转换点与城市空间的 融合并尽可能地激发城市的活力。文献 2 2 中对国内的铁路与城市轨道己有 的衔接方式进行了分析。提出了衔接的基本原则。概括了目前国内城市轨道 交通与铁路衔接的基本形式和布局模式。针对上海西站周围环境与交通规划， 提出上海西姑交通枢纽城市轨道交通与铁路衔接方式的初步建议。文献 2 3 中，以综合运输体系中的综合交通枢纽为研究对象，运用系统分析的思想和 方法对综合交通枢纽加以研究。文献主要分为四个部分：综合交通枢纽的系统 分析、综合交通枢纽协调发展关系分析、综合交通枢纽场站布局规划和综合 交通枢纽布局方案的系统评价。文献 2 4 中，分析了枢纽换乘中所存在的问 题和枢纽的系统特性，在此基础上提出了实现客流换乘合理性的系统条件， 由这些条件引出整个系统在换乘衔接上所要实现的指标，建立了客流在各交 通方式间分配的预测模型，提出了两种预测思路，并阐述了各自的特点。另 外，对于枢纽的布局进行了研究，提出了几种布局模式，并对站前广场的交 通组织进行了论述。在方案评价方面，贯彻以人为本的思想，反映枢纽运能 水平的前提下结合对枢纽客流换乘的系统分析建立了枢纽换乘衔接的综合评 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 价指标体系和评价模型。 城际铁路与城市轨道有效衔接的另外一种办法是采用共线运行方式。我 国学者在这一方面进行了很有意义的探索：从技术设备和运营组织两方面，对 城际铁路( 含城际客运专线) 进入市区后能否与城市轨道共轨做了初步探讨。 研究了共线运营的通过能力，共线运营非正常事件的处理对策及共线运营的 方案等内容。国外对共线运营则有更深入的研究和更广泛的实践，有如下成 果：依据几何形态上的岔线形式、系统制式或投资主体划分为三种最基本的 共线运营方式。一是不同运营主体之间所实施的共线运营。在日本轨道交通 共线运营中，这是一种常见的形式，其需要考虑不同运营主体间运营组织的协 调和运营收益的清算。例如日本东京都线与京王线所采用的共线运营就属于 这种方式。二是不同制式( 供电、车辆制式等) 线路通过线路技术改造实现共 线运营的方式。例如德国卡尔斯鲁厄为使得其市域铁路( s - b a h n ) 与轻轨的共 线运营，采用了改造过的双压供电机车 2 ( d u a lv o l t a g el r v ) 进行牵引。三 是空间几何形态上的岔线实施共线运营的基本形式。此种形式在国外也是常 见的形式，例如，巴黎的r e r b 线两端分别自a u l n a y s o u s b o i s 站和 b o u r g 一1 a r e i n e 站分别分出了b 3 与b 5 、b 4 与b 2 四条岔线。通过共线运营，不同 岔线上的列车交路会跨越到b 路上，以满足其客运需求。需要注意的是，在实际 的应用中，共线运营往往是三种基本方式交叉组合的形式。 1 3 论文的研究内容 1 3 1 研究目标 本论文的研究目标是研究城际铁路与城市轨道的换乘模式和组织优化用 以方便旅客和提高效益；探讨城际铁路与城市轨道共线运营存在的问题，提 出共线运行方案，运用模糊区间d e a 理论对城际铁路与城市轨道的衔接模式 选择作出科学的分析评价。 1 3 2 研究内容 鉴于城际铁路、城市轨道交通运输组织的复杂性，确定研究内容如下： ( 1 ) 城际铁路、城市轨道交通的差异性和关联性 ( 2 ) 城际铁路与城市轨道的换乘模式 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 ( 3 ) 城际铁路与城市轨道换乘枢纽设置 ( 4 ) 城际铁路与城市轨道的换乘组织 ( 5 ) 城际铁路与城市轨道共线存在的问题 ( 6 ) 城际铁路与城市轨道共线运行方案 ( 7 ) 城际铁路与城市轨道衔接模式的选择 1 3 3 拟解决的关键问题 本论文的研究关键是研究城际铁路与城市轨道换乘模式的适用性及组织 优化思路；城际铁路与城市轨道共线存在的问题及共线运行方案；对换乘和 共线两种衔接模式进行选择分析评价。 1 4 技术路线 本论文的研究技术路线如图1 1 所示。 城际铁路与城市轨道的衔接模式 换乘衔接共线衔接 换乘衔接模式研究共线存在的问题分析 换乘枢纽设置运行方案研究 实证分析 城际铁路与城市轨道的衔接模式选择评价 图1 1 技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章城际铁路与城市轨道系统比较分析 只有充分理解城际铁路和城市轨道的特性( 作为一个有机整体的系统 性) ，才能有效研究城际铁路与城市轨道的衔接。而要进行合理、有效的衔接 就必须妥善解决城际铁路与城市轨道衔接中的各种问题。笔者认为：城际铁 路与城市轨道衔接的核心问题是城际铁路与城市轨道的衔接模式。从宏观角 度来看，就是考虑城际铁路与城市轨道的衔接可采用哪些模式，每种模式都 有哪些优缺点，应用于什么样的现场实际，每种模式所需要的条件支持以及 如何科学合理的选择城际铁路与城市轨道的衔接模式等问题；在微观上，我 们所要考虑的则是上述问题所对应的外部环境和内部条件要求，外部环境是 指城际铁路与城市轨道的衔接要考虑其社会效益，一定程度上满足社会需要， 具体来说就是要充分考虑服务对象的需求，内部条件反映的是城际铁路与城 市轨道的衔接对运营企业的经济效益，具体的说就是如何有效使用技术设备、 采用适宜的运营模式、运用合理的运输组织来进行城际铁路与城市轨道的高 效衔接用以实现运输企业理想的经济效益。下面，我们就在简单介绍城际铁 路与城市轨道基本知识的基础上，从城际铁路与城市轨道的差异性、关联性 入手，逐步对上述问题加以分析研究。 2 1 基本知识综述 2 1 1 城际列车的概念与特征 城际铁路与城市轨道的建设在国外起步较早。6 0 年代初期英国铁路就首 创了城间快车( i n t e rc i t y ，i c ) 客运模式。直到1 9 6 4 年1 0 月日本东海道新干 线的诞生，标志着城际铁路开始进入高速化时代先后出现了日本新干线，法 国t g v ( t r a i nag r a d ev i t e s s e ) ，德国i c e ( i n t e rc i t ye x p r e s s ) ，摆式列车 ( t i l t i n gt r a i n ) 等多种高速铁路模式( 见表2 1 ) 。 目前我国已经开行的城际列车与上述的城际列车还有较大差距，我国城 际列车的发展主要经历了两个阶段：第一个阶段为列车在客货混运、运能紧 张的既有线上运行，在现有条件下采取运输组织措施开行城际列车。这些措施 有：抽线换开( 抽调货物列车增开城际列车) 、分流加开( 从其他线路分流客货 列车以增开城际列车) ，组织旅客列车按城际列车模式运行等。第二个阶段是 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 表2 1世界高速铁路主要模式 序号高速铁路运营模式特征 l新干线全部新建，客运专线 2t g v部分新建，客运专线 3i c e部分新建，客货混跑 4摆式列车部分改建，客货混跑 列车在新建和客运专线上运行，线路通过能力可以确保城际列车高密度地运 行。根据线路等级及规模，客运专线可以是轻轨或常规铁路，也可以是准高速 或高速铁路。 凡是两城镇之间开行的高速或快速直达列车只要列车的设备，开行时间 等条件达到要求都可定义为城际列车。具体来说城际列车的概念应包含以下 4 层含义：运营目标满足数量和质量日益增长的客运需求，提高综合竞 争力；区域范围经济较发达地区，首先是距离较近的相邻城市间，其次 是较远的大城市之间；运输组织列车密度较大、运行有规律、旅行速 度高，购票方式简便；列车服务舒适度好、等级较高新型旅客列车。因 此，城际列车可定义为：为满足数量和质量日益增长的客运需求，在经济较发 达城市或地区间开行的密度较大、运行有规律、旅行速度高、购票方式简便、 舒适度好、等级较高的旅客列车。在这里特别指出类似广佛城际即由地方政 府筹建的地铁模式的城际列车也在我们的研究范围之列。 城际列车可以按不同特征进行分类。按距离划分，可分为区域经济圈内的 城际列车、跨区域连接多个城市的客运专线上开行的城际列车：按出发和到 达时间划分的“朝发夕归 ；按运送旅客出行目的的旅游城际列车；按季节性 或节假日，有春节、暑期等开行的城际列车；按时间间隔开行的公交化城际列 车等等。 2 1 2 城际铁路的概念及特征 城际铁路是指连接旅客运量需求以铁路运输为主导地位的两个城镇之间 的铁路。在此基础上，可以将城际铁路划分为单式城际铁路和复式城际铁路 单式城际铁路是指连接两个城镇的铁路线上只存在着彼此之间唯一对应的旅 客运量需求的铁路。复式城际铁路是指连接多个城镇的铁路，同时每两个城镇 之间也可能存在着旅客运量需求。从系统的角度来看，城际铁路指城际铁路系 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 统，它由城际铁路基础设施子系统；城际铁路列车运行子系统；城际铁路提 供的完整运输产品和运输服务营销子系统等3 个子系统组成。从列车的开行 方式来看，城际铁路主要是指两种形式：一是在跨区域连接多个城市的客运 专线上开行的城际列车，另一种是发达经济区内实现列车按公交化开行的城 际铁路系统。这里特别说明一点，目前，在我国也有部分城际线路由地方政 府兴建，线路管理由地方负责，虽不归属铁道部，如广佛城际线( 广佛地铁) 但从研究角度来讲，我们也把它称为城际铁路。城际铁路与城市轨道交通线 路在线路平面、纵断面等相关技术标准上存在诸多不同。城际铁路线通常采 用较高的最小曲线半径标准，根据相关规定，设计速度为2 0 0k m h 的客运专线 的最小曲线半径不小于22 0 0m ，困难条件下不小于20 0 0 m 。其技术标准高于 城市轨道交通。 2 1 3 城市轨道交通综述 我国提倡建设资源节约型、环境友好型社会，城市轨道交通正是实现这 一要求的理想城市客运方式。目前国内外都在大力发展城市轨道交通来解决 城市交通问题。在我国，有2 0 多个城市开始筹建城市轨道交通系统。在这些 城市中，上海的条件是最好的，可继续大力发展城市轨道交通建设，北京只 具备了建设的必要条件，可以新建和续建，而其他城市虽然只具备了建设城 市轨道交通的基本条件，也可以继续创造条件而努力发展本地的城市轨道交 通建设，如沈阳、哈尔滨等城市都在筹备建设城市地铁等城市轨道交通系统。 上海无疑是我国城市地铁建设的典范，在建设规模上，预计未来日客运量将 达到1 2 0 0 万人次。轨道交通与地面公交日客运周转量之比达到6 ：4 。城市 轨道交通的发展要特别重视可持续发展：一是经济上的可持续发展，经济的 可持续性表现为要求轨道交通服务供给的高效率和基础设施运营的高效性， 这主要体现在运营方面，目前，除香港地铁外，其他国内外城市地铁都处于 收支平衡甚至是亏损状态，这就要求城市轨道交通必须获得足够的资金以维 持系统的正常运作和未来发展，同时要求城市轨道交通要通过运营服务的使 用和收费等环节来实现系统成本的回收，当前还离不开政府的补贴。二是社 会的可持续性，城市轨道交通是承担一定社会责任的企业行为，必须满足社 会各阶层的需要，要体现公平性。三是环境的可持续性，很多工业发展都需 要大量不可再生资源，同时并产生大量废物污染环境。国家已经注意到这个 问题，开始提倡环境的可持续性发展，城市轨道交通很好的满足了这一要求， 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 城市轨道交通消耗的资源相对较少，特别是对环境的友好。它对环境的污染 主要是噪声和振动，发展城市轨道交通可以有效降低汽车等其它公交方式带 来的对空气的严重污染，造福子孙，功在千秋。 2 2 城际铁路与城市轨道的差异性分析 2 2 1 服务对象的差异性 城际铁路服务的客流是城市群以及沿线的居民区开发区旅游区等集中的 客流，以工作、上学、购物、旅游等为主。服务的距离范围一般在5 0 3 0 0 公里之内。城市轨道交通主要是满足市内客流的需要。城际旅客出行一般具 有以下几个特征： ( 1 ) 出行者因公务而出行所占比例最高，其次为探亲访友；随着城市( 镇) 化的进一步发展，上班和上学的出行次数增加。 ( 2 ) 出行者在进行交通方式选择时，对安全性的要求最高，其次为时间。 对价格的承受能力较强。 ( 3 ) 城际出行的高峰小时峰值不明显，高峰小时系数在8 7 一1 0 1 。 ( 4 ) 主要城市之间的客流和沿线市县( 镇) 之间的客流兼而有之。 从客流分析特点可见，城际铁路应和其他交通方式一起，共同高质量地 完成经济区内主要城市之间和沿线市县( 镇) 之间的客流运输任务，城际铁 路的功能定位宣为：主要承担城际线沿线各个城市之间的客流；兼顾城市组 团、主要市县( 镇) 之间的客流。 相对城市轨道交通而言，城际铁路具有出行需求较城市内部低、运输距 离长、出行构成复杂等特点。出行需求较低决定了城际列车发车密度较低； 运输距离长决定了城际列车运行速度高、站间距离长；为满足不同性质的出 行需求，城际铁路宜考虑开行直达列车和沿途停两种列车以满足不同客流的 需要，此外，城际铁路要做到和城市公交有机衔接，特别是城际铁路与城市 轨道的有效衔接。 2 2 2 设备运用的差异性 2 2 2 1 固定设备分析 这里我们主要分析轨道交通线网规划设置问题，城市轨道交通是主要服 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 务于城市的交通，又可分为市区网和市域网；而市区网和市域网没有较清晰的 概念界定，在我国还没有真正意义的市域轨道网，在这里我们将其统称为城市 网。城市规模的不同，线网的层次划分也不尽一致，规模小的城市也可能只有 一个层次。线网规划既是一个微观问题也是一个宏观问题，要通盘考虑，线 网规划中一定要明确城市轨道交通网的主要功能及服务对象，明确划分市区 网和市域网的必要性，并把城市轨道交通网放到整个区域交通的大环境下来 考虑。我们知道，城市网主要满足市内交通，服务于市内的旅行需要，而城 际网则服务于一个城市群。二者功能定位和服务对象大不相同，因此，线网 的规模和空间布局上就有明显差异，为了有效的组织运营，应充分考虑与区 域轨道网的关系，做好城市网和城际网的衔接规划。 2 2 2 2 移动设备分析： 因为城际铁路与城市轨道满足的需求不同，所需要的动力设备和承载工 具也有不同。在这里我们重点研究对城际铁路与城市轨道衔接有重要影响的 车辆设备和供电制式。 城市轨道目前的主要模式和未来趋势是地铁模式，我国地铁主要使用以 下3 种车型。 ( 1 ) a 型车：a 型车载客量大，性能稳定。在上海、广州等城市普遍使用。 a 型车多采用铝合金车体，v v v f 交流传动、乘客信息自动化技术，整个车的 设计标准和制造水平很高。由长春客车厂和浦镇客车厂合作生产的1 列a 型 车已完成联调，该列车已实现了完全的自主知识产权和本地化生产，采用 d c l 5 0 0 v 架空接触网供电、受电弓受流、v v v f 调速与特性控制的交流传动、 直交逆变的三项辅助供电系统、电气制动与空气制动混合制动系统和特性模 拟控制、车载a t c 系统、无木骨架和无木螺钉的内装及高性能的低位牵引、 无摇枕转向架等多项新技术。 ( 2 ) b 型车：b 型车载客量适中，车体材料和结构型式多样化，牵引控制 系统包括直流变阻、直流斩波调阻、直流斩波调压、交流变压变频等多种类 型。该型车自第一辆起，就由我国自行研发制造，完全实现了自主生产和国 产化。目前，北京地铁1 、2 、1 3 号线、大连轻轨、天津滨海线、广州地铁4 、 5 号线等都使用这种车辆。 ( 3 ) c 型车：c 型车是一种小型车，采用铝合金车体、由i g b t 或i p m 功率 元件组成牵引控制系统的逆变装置，实现v v v f 变流变压变频控制和三相交流 异步牵引电机驱动。目前，在上海市市区轻轨线( l 线) 上有所使用。具体 技术规格见表2 2 西南交通大学硕士研究生学位论文第1o 页 表2 2 地铁主要车型技术规格表 a 型车b 型车c 型车 序号项目名称 四轴车 四轴车 四轴车 1 9 4 9 1 9 l 车辆长度m2 4 4 2 2 81 9 8 2 1 9 5 2 4 4 2 车辆宽度m 3 o2 82 6 0 6 车辆高度受流器车( 有空调无空调) 3 8 3 6 3 m 受电弓车( 落弓高度)3 8 3 8 3 8 0 2 4车厢内净高m2 0 5 2 1 52 0 5 2 1 52 1 0 5地板面高皿1 1 3l 。l o1 1 4 6 车辆定距m 1 5 71 2 61 2 6 7 固定轴距m2 5 2 22 o 8轮径( 新轮) 衄 西8 4 0西8 4 0西8 4 0 9轴重t1 61 41 4 带司机室的端车3 63 3 3 63 3 1 0 空车重量t( 视车体材料 无司机室的中间车 3 83 6 的不同) 定员人数( 人，站带司机室的端车2 3 02 0 0 1 1 3 1 0 立标准6 人m 2 ) 无司机室的中间车 2 4 52 1 8 定员人数( 人，站 带司机室的端车 1 9 81 7 3 1 22 6 5 立标准5x m 2 ) 无司机室的中间车2 1 2 1 8 9 1 3 最高运行速度o n h 一1 8 08 08 0 1 4 动拖比 2 ：11 ：1 ( 2 ：1 )1 ：1 而城际铁路适应不同的速度目标值，所选车辆不尽相同，普速城际线与 城际客运专线则分别选用适应不同速度要求的车体，还有一些情况，如广佛 城际线采用地铁模式，使用b 型车。正是因为城际车型的复杂性使共线运营 的困难大为增加。 在供电制式方面：城市轨道交通系统通常采用直流7 5 0v 地面接触轨或 直流1 5 0 0v 架空接触网制式，其市郊线或市域线一般采用直流1 5 0 0 v 架空接 触网或工频2 5 k v 架空接触网制式。这些供电制式经过长期的发展，已经成熟 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 并基本定型。除上述主要制式外，由于历史原因或某些国家的特定条件，直流 3 0 0 v 、6 0 0 v 、8 2 5v 、1 0 0 0v 、1 2 0 0v 、15 0 0v 接触轨，直流3 0 0 0v 架空接 触网，交流6 2 5k v 、1 5k v 、2 0k v 架空接触网，以及一些双制式供电的线路 在一些国家也有使用，但未得到推广。历史上，在国外，城市轨道最广泛采用 的是直流l5 0 0v 接触网供电，而城际铁路通常采用的供电制式主要有两 种：a c 2 5k v 交流制和3 k v 直流制。随着a c 2 5k v 交流制技术的出现，原来采 用直流制的许多国家，新建线路均开始改用a c 2 5k v 或1 6 2 3 h z 的1 50 0 v 交流 制。目前我国铁路则一律采用a c 2 5k y 交流供电制式。 2 2 3 发展模式的差异性 在吸收国外先进经验的基础上，我国逐渐发展形成了适应我国国情的城 际铁路运营模式，根据地区的不同特点，经济情况，客流布局，我国主要采 用以下两种运营模式。 2 2 3 1 城际客运专线模式( 一般跨经济区) 近年来，我国经济始终保持高速稳步发展，各经济区经济变得越来越活 跃，经济区的联系也逐渐增多，7 客流量也越来越大，这就要求一种更加快捷 高效的客运方式来满足经济区间客流增长的需要，城际客运专线应运而生， 城际客运专线的特点决定了其必然成为满足经济区间城际客运需求的有效途 径。 2 2 3 2 发达经济区内修建城际铁路模式 经过改革开放数十年的发展，我国逐渐形成了以某些核心城市为中心的 都市发展经济圈。在这些经济圈内，由于城市化和产业结构一体化进程的加快， 区内城市之间实现按公交化方式开行的城际列车，已成为经济区内经济高速 发展的需要。发展这种经济区内城市群之间的城际铁路系统是我国城际铁路 的又一种发展模式。 2 0 0 4 年1 月，国务院常务会议讨论并原则通过“中长期铁路网规划”， 提出以环渤海圈、长江三角洲、珠江三角洲为重点地区，建设城际客运铁路， 逐步形成城际快速客运系统。环渤海京津冀地区的城际轨道交通是以北京和 天津为中心、京津为主轴，以石家庄、保定、唐山、秦皇岛为重点城市，形 成北京一石家庄、北京一秦皇岛为两翼的两个辅轴，并逐步建成主轴与辅轴 之间连接的放射状的网状构架。到2 0 2 0 年，线网规模超过7 0 0 k m ，含北京一 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 天津、北京一石家庄、北京一唐山一秦皇岛等城际铁路。长江三角洲城际铁 路规划线网构架是以宁沪、沪杭为主轴，沪、宁、杭为中心，向整个长江三 角洲地区辐射的、以主轴加鱼刺形为主的网络结构。到2 0 2 0 年，线网规模超 过8 0 0 k m ，含上海一南京、上海一杭州、杭州一宁波、常州一苏州、苏州一 嘉兴等城际铁路。珠江三角洲城际铁路规划以广深、广珠城际快速轨道交通 线为主轴，形成衔接港澳的放射型网络。到2 0 2 0 年，线网规模约6 0 0 k m ，含 广州一深圳、广州一珠海、广州一佛山、佛山一肇庆、广州一东莞一惠州、 虎门一中山一江门等城际铁路线。同时，我国铁路又通过修建跨区的城际客 运专线( 如京沪客运专线) 来联系各主要经济区。 总的来说，城际铁路有普速和高速两种模式，而城市轨道普遍采用公交 化模式，普速和高速城际线的运营条件差别很大，这就要求在研究城际铁路 与城市轨道衔接问题时一定要区别对待。 2 2 4 运输组织的差异性 城际铁路运输组织较为多样，概括起来具有如下特点： ( 1 ) 短站距、小编组、高密度的公交化运行( 也可能采用较大的列车编组， 城际列车8 辆编组及两列连挂1 6 辆的编组模式) 。这是由客流成分和旅客平 均运程决定的。长短途客流对运输质量的需求存在较大差异，长途客流主要 追求运输速度和舒适性，短途客流主要追求乘车的便捷、快速。城际铁路服 务对象主要是商务、公务、上下班通勤、探亲访友、购物旅游等客流，平均 运距介于城市交通与普通铁路之间，旅客能承受的候车时间比较短，适宜推 出小编组、高密度公交化列车。尤其是高峰时段密集到发。 ( 2 ) 快速通达。城际轨道交通线一般满足2 5 0 - - 3 0 0 k m 的时速要求( 也有 普速线) 。采用快慢结合的运行组织，保证列车达到一定的速度，大大缩短沿 线城市间的时空距离。 ( 3 ) 适应城际客流特征。城际铁路能适应城际客流分布特征，为旅客提供 公交化运输服务，使高峰时段的旅客出行需求得到满足，具有强大的运输能 力。 ( 4 ) 有利于乘客迅速到达主城中心。城际铁路在主城边沿交通枢纽进行换 乘( 或组织共线) 市内轨道交通可直达目的地，提高出行效率和舒适度。 相对于城际铁路运输组织的复杂，城市轨道运输组织则较为单一，通常 采用单一的运行图，固定列车交路，公交化的组织方式：与城际列车相比， 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 编组更小( 城际列车有小编组也有较大的编组) ，行车密度更大。运输组织的 差异性也造成了城际铁路与城市轨道衔接问题的复杂性。 2 3 城际铁路与城市轨道的关联性分析 关于对城际铁路与城市轨道的研究，应充分注意到城际铁路与城市轨道 是一个有机整体，应充分把握其系统性，既要注意到该系统的差异性，也要 把握其关联性。这种关联性体现在诸多方面：如对城际旅客来讲，既需要城 际铁路满足城市间的旅行，又需要城市轨道将其送到目的地。按客流划分， 前一部分可视为城际客流，后一部分则是市内客流，这样就把城际铁路和城 市轨道连接到一起，可以说，这是研究城际铁路与城市轨道衔接的思想基础； 这种关联性还体现在线网规划设计上，如在进行城市轨道交通线网规划时， 要充分考虑与该城市连接的其它线网( 包括城际网) ，进行全景规划和合理布 局或为后续的城际网建设留有足够的空间；在设备运用上也要注意到这种关 联性，即为适应衔接的需要，要对未来的设备改造和技术更新留有余地。总 之，只有充分注意n - 者的关联性，才能做到城际铁路与城市轨道的有效合 理衔接。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 第3 章城际铁路与城市轨道换乘研究 目前，换乘仍是城际铁路与城市轨道的主要衔接方式，而合理的换乘是 保证服务质量提高运输效益的重要条件。本章首先研究城际铁路与城市轨道 的换乘模式，进而研究支持各种换乘模式的硬件设备( 换乘枢纽) 和软件保 障( 换乘组织) 。 3 1 换乘模式研究 3 1 1 线路衔接方式 3 1 1 1 城市轨道交通采