（安全技术及工程专业论文）铁路参与城市交通的线网规划及衔接研究.pdf

堕壹窒堕查兰塑主丛塞生兰笪鲨窒 塑! ! 夏 a b s t r a o t inr e c e n ty e a r s a i o n g w i t ht h es o c i a ie c o n o m i c s f a s td e v e i o p m e n t t h ecit yt r a n s p o r t a t io n j a m s a n dt h ee n vir o n m e n tw o r s e nin ga r e b e c o m i n gi n c r e a s i n g i yo u t s t a n d i n g s ot h eo r b i tt r a n s p o r t a t i o n s c h a r a c t er sc a ns a t i s l ym o d e r np e o p ie s r e q u i r e m e n tf o rp e r s is t e n c e d e v e i o p m e n to ft r a f f i c s u c ha sg r e a tc a p a c i t y c e f e r i t y c o m f o r t s a f e t ya n d i e s sp c li u t i o ne t c b e c a u s ec o n s t r u c t i o no fu r b a nr a i1 w a yc a nd r i y ee x p i o i t a t i o na n d u s i n ga i o n g t h ei i n e a n di e a dd e v e i o p m e n to f t h e c i t y s i a y o u t t o w a r d s r e a s o n a b i ed ir e c t i o n s ot h eu r b a nr a i1 w a yb e c o m e se l f i c i a n tt os o iv e t h et r a f f i cp r o b i e mi nb i gc i t ie sw h i c his i n c r e a s i n g lyo u t s t a n d in g b u tm a s s c o n s t r u c t i o no fu r b a nr a i1 w a yi ss t iiin o tp r a c t i c a b i e i nm o s tc h i n e s ec i t i e sb e c a u s eo ft h et o o - m u c hh i g hc o s to f c o n s t r u c t i o n m e a n w h ii e 。a i o n gw i t ht h ea c c e i e r a t i o no fc i v iiiz a t i o n a n de x t e n d i n go ft a r r i t o r yinc i t i e s m a n yh i n g e sa n do t h e rii n e so f t h e mw e r eo i o s e di nc i t i e st e r r o r is t s ot h e yi o s t t h e irf o r m e r p o s i t i o na n df u n c t i o nw h i c hc a u s e st h ec a p a c i t ya n de q u i p m e n t sa r e i e a vi n g u n u s e d u n d e rt h ed u a ib a c k g r o u n d a i m a da tt h ep a r t i c i p a t i o no fn a t i o n a i r ai1w a yinu r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r ta n db a s e do nt h es ；t u a tio na n d c h a r a c t ero p e r a tin gh o m ea n da b r o a d t hisp a p e rm a k e sa d e m o n s t r a ti o na n de x p a tia tio n t h e r ea r et w op a r t si nt h i sp a p e r t h ef ir s to n ea n a i y z e st h e p o s s ib i1i t ya n dn e c e s s i t yo ft h ep a r t i c i p a t i o no fn a t i o n a ir a i1 w a y i nu r b a nt r a f f i c ，a n da i s oa d v i c e st h e i a y o u to fu r b a nr a i1 w a ya n d t h ep ia n n i n go fj u n e t i o nb e t w e e nu r b a nr a i1 w a ya n do t h e rt r a f f i c w a y s t h es e c o n do n et a k e sc h e n g d un a t i o n a lr a il w a yh i n g ea sa t ) a p p i l e d e x a m p i eu s i n gt h em e t h o d s int h ef ir s tp a r ta n dm a k e sas p e c i f i c p i a n n in ga n dd e m o n s t r a t i o nf o rt h ep a r t i c i p a t i o n k e y w o r d s ：u r b a no r b i tt r a n s p o r t a t i o n ；u r b a nr a i1 w a y ：n e t p ia n n in g c o o p e r a t i o n ；j u n c t i o n ； 西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 第1 章绪论 1 1 研究的背景及意义 从世界经济发展趋势看，2 l 世纪不仅是知识经济的时代，更是现代城 市时代。由于我国国情的特殊性，我国城市的发展将很快进入以中心城市为 核心、以周边城市为支点的都市区时代。在都市区形成和发展过程中，中心 城市将发挥主导作用，因此客货流也将集聚到中心城市，这样就加大了中心 城市的交通压力。因此，必须在都市区范围内形成全天候的快速运输网络。 这样的快速运输网络不仅仅只包含一种交通方式，而是包含多种交通方式的 一个综合运输体系。要使综合运输体系中各种运输方式合理的规划和布局， 那么首先就得分析研究其协调性，使参与城市交通的各种交通运输方式不仅 能够协调发展，而且都能够充分发挥其作用。一个高效的城市交通体系，不 仅能使城市内居民出行换乘方便，还能使外来旅客迅速疏散到城市的各个角 落，从而提高整个城市交通运输系统的效率。 随着社会经济的发展，城市轨道交通将成为整个城市交通系统的骨干， 大城市的交通必须向以快速轨道交通为主体的多层次综合客运体系发展，这 已经是不争的事实。要高效地发挥城市快速轨道交通系统的作用，解决城市 的交通问题，除了要在线路规划、车站设计等方面进行好轨道系统自身的建 设外，城市轨道交通系统与城市其它交通方式配合衔接好，以共同为整个城 市客运服务，也是城市轨道交通建设中一个十分重要的课题。城市轨道交通 系统与其它交通方式的衔接配合，包括其线路与其它交通方式线路的衔接和 其车站与其它交通方式车站的换乘衔接两个方面本文将从铁路参与城市 客运交通的角度出发，具体研究铁路在参与城市客运交通合理的线规划布局 方式以及与其他交通方式的协调。 1 2 都市区内交通运输系统的分类 城市化成为当今世界发展的趋势，在城市化历程中，不同规模与发展阶 段的城市产生不同的交通需求，需要通过相应的运输工具及技术装备来满 足。按照交通运输方式的不同，都市区内交通系统可以分为常规公共交通、 轨道交通、小汽车交通和自行车交通。城市轨道交通系统又包括地铁系统、 轻轨系统、城市及市郊铁路系统、单轨系统、新交通系统等。 通过对世界几大城市与其城市布局和土地利用形态相适应的交通系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 和交通结构的分析，对于我国城市未来的发展有一定的借鉴作用。根据资料 显示，发现其全日和高峰小时的交通结构特点不尽相同。其中市区全日不同 交通方式构成比例见表1 1 及图1 一l ，城市中心区高峰小时不同交通方式 构成比例见表l 一2 【“。 从图1 1 中获知，伦敦、纽约、巴黎三个都市超过5 0 的全日出行都 是利用小汽车来完成的，这说明这三个都市在其都市区范围内平时仍然是以 小汽车出行为主；国外四个都市中只有东京利用小汽车出行不足3 0 ，这与 东京土地利用开发强度过高而导致道路交通状况不允许过多的小汽车出行 有关。与这四个都市相比较，北京仍然是传统的自行车交通工具和常规的公 共汽车交通工具担当全日出行的主体。小汽车和轨道交通所占比例目前还没 有对传统交通方式造成太大的威胁，但是这两者在不久的将来极有可能分别 替代自行车和公共汽车像其他四个都市一样成为全日出行的主体。对于早晚 高峰进出市中心的通勤交通而言，伦敦等大都市为了避免严重的交通拥挤、 交通污染等问题，仍然在很大程度上依赖了轨道交通快速、大运量的特点。 口小汽车 e 圈地铁及地域铁路 囫公共汽车 圈其他 北京伦敦纽约 巴黎东京 图l 一1 市区全日交通方式构成的条形图( ) 表1 一l 市区全日交通方式构成( ) 痢丽：卜j 壹 北京伦敦纽约巴黎糸京 小汽车1 2 4 6 45 l6 52 7 ， 地铁及地域铁路 6 91 92 92 65 8 公共汽车4 0 5 1 3 ，1 596 啪蚰己如 蚰如加m o 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 兰竺i 竺i ! 【! l ! l ! 资料来源：陆化普解析城市交通 注：对北京而言，其他一栏主要是指自行车：对其他都市而言，其他一栏主要是 指摩托车等 从表1 2 可以看出，在上班高峰时段( 早7 ：o o 1 q ；0 0 ) ，四个都 市进入城市中心区的出行绝大部分由地铁和地域铁道来承担，所占比例均在 7 5 以上，东京更是高达9 1 ，说明了其几乎完全依赖轨道交通来解决市中 心的通勤问题。这与前面在大都市区平日全天的交通方式分担特点不同“1 。 通过对大都市区与市中心各种交通方式承担交通流量的比例的分析，在 都市区内存在交通方式的换乘问题，尤其是大运量的轨道交通方式与其它交 通方式之间的衔接与协调。因此对于都市区范围内的各种交通方式的协调规 划是实现客流迅速疏散的关键所在。 表l 一2 城市中心区高峰小时交通方式构成( ) 项目交通方式构成比例 鲡 伦敦纽约巴黎东京 小汽车1 41 61 76 地铁及地域铁路7 67 5 7 59 1 公共汽车896l 摩托车2022 资料来源：陆华普懈析城市交通 1 3 都市区内各种交通方式之间的协调衔接形式 需求的变化使原来以单一的地面交通方式为主的客运交通方式越来越 不适应城市发展的需要。如何把各种交通方式有机地衔接起来，充分发挥各 种交通方式自身的优势，相互协调，相互补充，组成一个统一的整体，己成 为各方研究的重点。都市区内各种交通方式的协调主要是以枢纽站和换乘节 点的形式来实现的。而城市客运交通枢纽是城市客运交通系统中的关键结 点，做好客运交通的枢纽布局规划，可以衔接各种不同交通方式，保证居民 出行顺利并实现中转换乘，可以提高整个系统的综合运输效率。 城市客运交通枢纽按照不同的划分标准，具有不同的划分类型”。 1 、按公共交通在城市综合客运交通体系中的地位分为：城市公交换乘 枢纽和城市对外交通枢纽。其中城市公交换乘枢纽主要服务于市内以公共交 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 通为主体的各种客运交通方式之间的换乘：城市对外交通枢纽大多位于城市 内外交通结合部，主要解决城市内外交通的转换问题。同时作为重要的交通 吸引点也担负着大量市内交通的换乘功能。 2 、按承担的客流性质分为：换乘型枢纽、集散型枢纽和混合型枢纽。其 中换乘型枢纽以承担公共交通之间或公共交通与其他客运交通方式之间的 换乘客流为主，而区域性集散客流较小；集散型枢纽以承担公共交通枢纽所 在区域的集散客流为主，换乘客流较小；而混合型枢纽是既有大量换乘客流 又有大量区域集散客流的公共交通枢纽。 3 、按交通方式的组合分为：线路换乘枢纽、方式换乘枢纽和复合型枢 纽。其中线路换乘枢纽是位于公共交通线路交汇处，乘客可以在不同线路之 间换乘的枢纽：方式换乘枢纽是指在公共交通与其他客运交通方式衔接处， 乘客可以在不同客运交通方式之间换乘的客运枢纽；而复合型枢纽指兼具线 路换乘枢纽和方式换乘枢纽特征的客运枢纽。 4 、按服务区域分为：都市级换乘枢纽、市区级换乘枢纽和地区级换乘 枢纽。其中都市级换乘枢纽指位于火车站、航空港、客运港、公路主枢纽 等对外交通出入口以及城市中心区和c b d 地区，吸引全市范围和对外交通 客流的轨道交通枢纽；市区级换乘枢纽指位于城区内交通中心处或辐射卫星 城、城市新开发区等的公共交通枢纽：地区级换乘枢纽指位于地区性区域中 心客流集散点的公共交通枢纽。 1 4 国内外研究状况 世界各国许多城市市区不断扩大，原来的郊区已成为市区，因此一部分 原有的传统铁路成为了城市铁路。并且许多的大城市都有卫星城市，发达国 家居民每天会频繁利用到城市交通工具出行。于是，不少国家在以前国有铁 路的基础上发展城市铁路，并将铁路延伸到郊区以及卫星城，在整个大都市 区域范围内形成城市快速铁路网络。 1 4 1 国外的发展状况 目前，世界上机动化水平较高的城市大多有比较成熟与完善的轨道交通 系统，很多城市轨道交通运量占城市公交运量的5 0 以上，有的甚至达7 0 以上。以拥有1 0 0 0 万人口的巴黎为例，巴黎市区的公共交通运输系统主要 由地铁、公共汽车、城市铁路组成。部分地铁线与公共汽车线延长至近郊， 城市铁路则从远郊穿过市区通往相对方向的远郊，形成以市中心向外辐射的 8 条径向铁路运输线。并且在轨道交通与城市常规公共交通以及小汽车交通 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 更 之间已经形成了完善的换乘系统。 表卜3 国外几个大城市的城市( 市郊) 铁路概况 城市名称伦敦 巴黎纽约东京大阪 人口城市 g 3 82 1 57 3 18 1 72 7 8 ( 万人)都市圈1 2 1 l1 0 6 5 1 7 9 52 9 4 61 7 0 0 都市圈城市1 5 7 9 1 0 58 0 05 9 22 1 2 ( 平方公里)都市圈1 0 6 2 l1 2 0 l l1 9 7 5 51 3 5 0 29 8 0 0 营业轨道交通里程城市 3 9 41 9 93 9 82 4 11 3 7 ( 公里)都市圈3 2 4 21 5 1 21 1 0 91 8 2 91 2 1 5 资料来源：吕永波，方素梅我国大城市市郊铁路研究 在德国汉堡及其周边地区，快速轨道交通网友城市快速铁路( s b a h n ) 、 地铁( u b a h n ) 和a k n 铁路组成。它们形成一个以汉堡为中心的辐射状交 通网络。交通干线的走向与城市发展轴线相一致，承担了大量涌向中心城市 的通勤客流。在距离是中心半径5 k m 的辐射圈里，大部分公共交通由快速轨 道交通承担，其站点间的距离非常短，乘客从距离最近的s b a h n 或u b a h n 换乘不会超过5 分钟。在距离市中心5 1 5 公里的范围内，公共交通 为居民的主要出行工具，而在外围地区( 距离市中心1 5 公里以上) ，小汽车 则是主要的交通工具。完备的换乘设施和高密度的公共汽车运输是乘客能够 快速的实现换乘的目的。 在汉堡，各种交通方式的衔接点又换乘设施连接，其中主要在快速轨道 交通站点的附近。在h v v 经过的地区，共有1 8 8 个快速轨道交通车站，其中 有1 5 0 个车站能换乘公交车；有2 0 个车站已经形成主要的换乘枢纽，乘客 可以方便、安全、舒适的抉乘；在其余的车站，公交车停靠在路边：在7 3 个车站，都设有p r ( 停车换乘) 停车场。 日本东京是一个国际性大都市，仅距城市中心半径2 0 k m 的范围内就聚 居着8 2 0 万人口。铁路( 包括地面和地下铁路) 是这个城市最主要的公共交通 方式，也几乎是世界上唯一能够赢利的城市铁路系统。东京有地铁线路1 5 条，穿城而过的是一条国铁和部分私铁，城外有一条环形线铁路，大部分地 铁和私铁与国铁相连，车站相通，国铁承担市内主要客运交通任务。 与其他国际性大城市不同，包围着东京中心高密度发展地区的著名城市 环路不是大容量快速汽车道路，而是一条环形铁路一一山手环线。如同其他 城市环路一样，山手环线起着减轻城市中心地区交通压力的作用，同时也将 大量的职工和购物者带到城市中心。而大型综合换乘枢纽有效地将地面公共 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 交通、汽车停车、自行车停车和商店布局组织在一起，缩短了乘客的换乘时 间，方便了乘客的活动。 1 4 2 国内的发展状况 由于新建地铁和轻轨投资巨大，建设周期长，并且对于我国大多数城市 来说，城市客流量还没有达到修建地铁和轻轨的要求。而利用国有铁路参与 城市轨道交通运营，其运能较大、噪音小、运营和建设费用低的特点对于我 国这样一个发展中国家来说。无疑是解决城市交通的有效途径。 目前，我国只有一部分大城市如北京、上海、天津、广州、深圳等城市 她铁正在运营或修建“1 。而除地铁之外的轻轨铁路、市郊铁路寥寥无几。现 在作为城市地铁的有力补充形式的城市铁路及市郊铁路的发展已经引起了 大家的重视。北京已经开始利用枢纽内的内环、中环、外环参与城市交通。 其中内环主要承担城市内的客货运输，中环和外环主要为城市近郊服务。武 汉将废弃已久的一部分老京汉铁路改造成为轻轨线路，使其为城市交通服 务。上海既有的内环线已利用作为市内轨道交通线，并与其它铁路支线和地 铁( 轻轨) 统筹规划使用。广州正在考虑利用既有铁路( 路基) 开行城市交通列 车，这样既可解决目前市内交通阻塞问题，亦能增加铁路运营收入。 然而，交通方式的多样化使交通方式间的协调和衔接显得尤为重要。因 为交通衔接是城市交通线路形成网络的纽带，对线网功能的发挥有着重要的 影响。以广州为例，由于广州地铁l 号线与广州火车东站换乘方便，在地铁 1 号线开通后，广州火车东站的交通状况的到了显著的改善，广深线的客流 量显著回升。 北京地铁在换乘方面做了很大的改进，在出站口的布置等方丽做了许多 工作，如：阜成门站与华联商场、西单站与西单文化广场、北京站与恒基中心 等都设置在一起：地铁车站的附近都有地面公交为其接运乘客：地铁的出口 往往与过街通道联在一起。这些措施既缓解了地面交通的压力，又方便了人 们的出行。 但同时又必须看到，北京地铁的换乘在许多方面仍然存在不足。例如， 几乎所有的地铁站附近都没有汽车停车场和自行车停放处，这就无法吸引私 人小汽车的客漉，造成地铁附近的自行车乱停乱放：地铁之间换乘距离过远， 如复兴门站，一线地铁与环线地铁的换乘乘客需要走比较远的距离。这些都 需要改进，并在即将修建的项目中规划好。 我国目前各大城市还没有形成完整的轨道交通网络，为了充分发挥城市 轨道交通的能力，加强轨道交通与其它交通方式衔接体系的研究是今后重要 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 的和关键性的方向。 1 5 本论文总体安排及技术路线 本论文是在城市化进程加快，城市大规模向外扩张的现实情况下，讨论 了利用铁路枢纽内线路参与城市客运交通必要性和可行性。通过分析国内外 城市铁路的发展情况，结合我国现实的国情。提出了适合我国大城市发展城 市铁路是的线网规划方法，并从与其他城市交通方式的衔接与协调方面出 发，对线网的合理布局方式提出了相应的规划方法。 本文共分五章进行了分析和讨论。 第一章是绪论，通过对国内外城市铁路发展状况的分析，提出了利用铁 路枢纽内的线路参与城市客运交通的实际问题。 第二章对铁路参与城市客运交通的必要性和可行性进行了具体的分析。 并且通过对我国大城市具体情况的研究，分析了利用铁路枢纽内现有铁路参 与城市客运交通所面犒的问题。 第三章对铁路参与城市客运交通时的线网规划进行了探讨。本章通过对 线网形态和线网合理规模的讨论，结合与其他交通方式的衔接，提出了铁路 参与城市交通合理的一个线网布局方案。 第四章进一步讨论了铁路参运城市交通时与其他方式的衔接与协调方 法。本章主要是从两个方面来进行论述的，一是从客运量方面出发，在大运 量的城市铁路和其他轨道之间，以及与其他城市交通方式之间做好量上衔接 规划；m - - 是从运营管理方面出发，使铁路参与城市交通时能够在运营管理模 式上与其他方式达成协调一致。 第五章是对成都铁路枢纽内的线路参与城市交通时的线网具体规划。本 章通过对成都未来的城市发展规划和具体的城市轨道交通规划，结合对成都 铁路枢纽未来客流的预测和与其他交通方式的衔接，对城市铁路线网布局做 出了具体的规划。 最后是对文章的总结，以及对未来展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章必要性与可行性分析 2 1 铁路参与城市客运交通的必要性 2 1 1 现代化大城市客运公共交通发展的需要 1 、城市化程度的加速和城市布局结构的调整，是发展城市客运系统的 客流基础。随着城市人口的不断增加，城市客运总量也在不断的攀升。目前 我国城市化程度为3 0 根据世界各国城市化发展规律，城市化在达到3 0 以后。会有一个加速发展的时期，到7 0 后才有趋于稳定。根据资料介绍， 我国城市化水平在2 0 1 0 年预计可达到4 5 ，城镇人口可达6 3 亿。随着城 市人口的迅速增长，城市客运总量也将持续增加，而我国要在短期内还清城 市交通基础设施的欠账是不现实的。因此，要想解决特大城市日益增加的公 共交通和私人交通量的交通问题，没有城市及市郊铁路的参与，交通问题是 不好解决的。 2 、城市范围的不断扩大，城市产业结构布局的调整，导致城市公共交 通客运需求结构发生了很大的交化。近年来，城市开发建设的重点从市区向 郊区转移，城市半径不断延长，这样就使由市中心到郊区、郊区到郊区以及 郊区到卫星城镇的人口流动量大幅增加，长距离客流量的稳步上升就要求有 适应性强、运输效率高的大容量快速轨道交通方式( 包括城市及市郊列车) 与之相适应。 3 、随着城市居民生活水平的提高，对出行工具的快速性、安全性、方 便性、舒适性等提出了新的要求。在城市半径增大，城市运量增加的条件下， 只有平稳性好、容蠡大的快速轨道交通能够更好的担当此任f 1 0 】。 2 1 2 铁路自身发展的需要 作为城市公共交通的一部分，城市铁路通过与其他公共交通的有机结 合，一方面可以解决城市公共交通拥堵的问题另一方面在充分利用现有设 备及能力的基础上增加城市及市郊铁路运量的同时，也有利于促进干线客流 的增加。从而扩大铁路市场份额，提高铁路市场竞争力。尤其是铁路通过参 与城市交通，有利于突破传统观念的束缚，”打破行业界限，加快铁路客运体 制改革的步伐，有利于增强铁路参与市场竞争，适应市场的综合实力。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 2 铁路参与城市客运交通的可行性 2 2 1 自身优势 铁路本身属于轨道交通，利用铁路参与城市交通运输，具有投资省、充 分利用既有设备资源等诸多优势，既可以充分利用既有线路或修建新线开行 城市列车，也可以利用国铁优势，改建利用不充分或已经闲置的专用线、联 络线、支线为城市轻轨，也可以积极参与城市轨道交通( 特别是轻轨) 的勘 测、( 预) 可行性研究、工程设计及经营管理工作，促进城市轨道交通的发 展。同时，又能将城市轨道交通变为国铁的经济增长点，促进国铁的减员增 效。 另外，国铁在参与城市及市郊铁路的建设与运营方面具有无可比拟的优 势，轻轨的线路、信号、供电、调度指挥等于国铁相似，国铁在技术规章、 经营管理、专业人才、闲置资产、物资供应等方面都具有明显的优势。 l 、技术规章：国铁在车、机、工、电、辆、行车安全等方面建立了一 套完整的规章制度和行之有效的保障体系，可以为城市铁路提供参考。 2 、经营管理：国铁具有丰富的运输组织、调度指挥和经营管理经验， 可为城市铁路提供借鉴。 3 、专业人才：国有铁路具有运输、机务、电务、车辆、行车安全、经 营管理等专业人才，可以转入到城市铁路或以劳务输出的形式为其提供服 务，也可为城市铁路职工提供专业技能培训。 4 、闲置资产：国有铁路具有既有线路连接以及城市所在地闲置的铁路 专用线的优势，可以直接投入城市铁路项目，减少资金投入，缩短建设周期。 f l o l 2 2 2 物质条件和技术保障 我国城市人口在1 0 0 万以上的大城市有3 7 座，都建有规模庞大的铁路 枢纽，拥有大量的铁路正线、联络线、支线等线路，还配置了众多的铁路车 站和机车车辆等技术装备，为铁路发展成为城市轨道交通，参与城市客运交 通提供了有利条件。 既有铁路枢纽装备是发展城市客运系统韵物质条件。铁路枢纽有总图规 划，并被纳入城市总体规划，与城市发展相吻合。枢纽范围一般均是在城市 管辖区以内，线路和车站附近的一般市居民生活、生产比较集中，客货运站 的能力与城市的城间需求基本适应。在3 7 个特大城市中，3 3 个城市的铁路 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 枢纽已经形成，有1 4 个城市开行着6 5 对市郊列车( 1 9 9 9 年图定) 。各铁路 枢纽都有衔接各方向的铁路正线，其枢纽线路、支线、联络线、机务段、客 车整备所，还有其他工务段、通号等设备，都能为开行城市及市郊列车服务 【1 0 l 。 1 、线路 国有铁路和城市轨道交通都属于有轨交通系统，轨距相同，并且铁路的 一部分线路逐渐伸入城市中心，沿线有充足的客源；从铁路路基承载能力方 面来讲，国有铁路线路不仅允许多编组旅客列车通过，而且要承担货物列车 的通过任务，国有铁路参与城市交通运营，服务对象为城市居民，列车编组 一般为4 8 节，因此，国有铁路完全有能力承担城市客运交通流量。另外 国有铁路线路的曲线半径一般大于6 0 0 m ，而城市轨道交通正线的曲线半径 一般小于l o o m ，所以国有铁路线型能够满足城市轨道交通对线型的要求。 国有铁路与城市轨道交通线路技术特征比较见表2 1 【1 0 l 。 表2 - 1 国有铁路与城市轨道交通技术特征比较 国有铁路城市轨道交通 长 宽高最高速度长宽高最高速度 ( m )( m )( m )( k r a h )( m )( 1 1 1 )( m ) ( k i a h ) 3 43 82 0 01 92 8 93 7 4 57 0 车型 特征 车辆外侧晟大宽度( m )车辆外侧最火宽度( m ) 车体外侧车项外侧底架外侧车体外侧车顶外侧 底架外侧 3 42 7 3 22 82 6 52 8 线路 最小转弯半径( m )最大坡度( )最小转弯半径( m )最大坡度( ) 正线支线正线1 支线正线支线正线支线 特征 ) 5 0 0) 3 0 0 1 1 2 05 5 3 54 5 数据来源：李立峰国有铁路参与城市轨道交通运营的研究与规划 2 、车站 一些伸入市区的国有铁路车站往往起到了城市大型公共交通换乘枢纽 的核心作用。围绕铁路车站，可以形成一个集地面交通、轨道交通为一体的 多层次，全方位的多种交通方式之间可以相互换乘的城市公共交通枢纽。铁 路枢纽在城市交通的特殊功能决定了铁路参与城市交通的有利条件。我国铁 路客运站也是大城市客流集散中心地的最佳选择。 另外，国有铁路车站一般是集聚型的，其规模较大，并附有售票房、行 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 李包裹放、站前广场等辅助设施，站间距较大，一般大于5 k m 。而城市轨道 交通车站是集散型的，其功能是为居民出行服务的。轨道交通车站又一个特 征，即车站沿着轨道，按车辆编组长度作线型的布置，并附有候车的站台及 客流集散、售检票等功能的站厅，其规模较小，站间距一般不大于5 k m 。因 此，在国有铁路参与城市轨道交通时，可以合理利用国有铁路现有的站台及 其附属设施，通过一定的改造和缩短站间距的方式使国有铁路能更好的为城 市交通服务。 ( 3 ) 通信与信号 国有铁路通信设备的作用是保证迅速正确的组织铁路运输，指挥列车运 行及铁路职工互相间的公务联络。铁路通信通常采用电话通信、电报通信和 无线电通信等现代化通信设备。国有铁路改造为城市轨道交通时，可以对其 通信和信号设备进行适当的改造，以提高通过能力，保证行车安全。借鉴国 外的经验，改造后的城市铁路的通信和信号系统应具备独立的通信网络，应 设有有线和无线通信、电视监视系统和广播同系统。信号系统初期有列车自 动保护( a t p ) 和调度集中( c t c ) 两个子系统组成，正线及维修基地均采用 微机连锁，正线按车载信号行车，维修基地按她面信号行车。 ( 4 ) 环控系统 环控系统方面，国有铁路通过空调机调节空气温度、湿度、空气流动的 速度和质量，维持车厢内乘客能够接受的环境条件。城市轨道交通系统主要 是为城市居民出行服务的，高峰期流量大，对环控系统要求更高。 ( 5 ) 界限 界限是指列车在沿固定的轨道安全运行时所需要的空间尺寸，为保证列 车运行安全，各种建筑物及设备均不得侵入赛跟范围，界限越大，安全度越 高，但工程量及工程投资也随之增加。因此合理界限的确定既要考虑保证列 车运行的安全，又要考虑系统建设成本。 表2 2 国有铁路车辆与轻轨车辆界限比较( m ) 车辆长度车辆宽度车辆高度 车辆两车钩车体车体外墙外 车顶外底架外车顶地板面 指标 定距中心距离 宽度侧最人宽度侧宽度侧宽度高度高度 轻轨1 2 61 9 5 21 92 82 ，6 52 。83 5 1 51 1 国铁3 4j 、2 13 23 81 1 资料来源：李立峰国有铁路参与城市轨道交通运营的研究与规划 如表2 - 2 ，国有铁路机车车辆界限能够满足城市轨道交通车辆宽体车的 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 车辆界限，国有铁路建筑物接近界限也能满足城市轨道交通建筑物界限，国 有铁路改造为城市轨道交通，界限基本满足，改造工程量不大。 2 2 3 客源基础 由于城市范围的扩大，城市人口的增加以及城市产业结布局的调整，促 迸了城市入口的流动。尤其像北京、上海这样日流动人口高达2 0 0 3 0 0 万人 的大城市，这些流动人口就构成了城市铁路发展的客源基础。 并且随着假日经济的兴起，人民生活、消费水平的提高以及消费观念的 改变，假日旅游成为人们休闲度假的主要方式。为了适应新形势下的客运需 求，围绕当地景点开发，有的地方铁路增开了市郊旅游列车，收效显著。尤 其在2 0 0 0 年“五一”期间，铁路旅客列车日输送量已达春运高峰水平，创 历史新高。北京的郊游列车全部满员，有的列车超员4 0 。这说明铁路的优 势不仅仅局限于中长途运输，在高强度的短途运输市场上也具有较大的发展 潜力。 2 3 所面1 临的问题 铁路参与城市客运交通运营，首先必须突破传统观念的束缚，明确铁路 市场的发展方向。由于城市铁路具有最为接近铁路运输的特点，并且具有极 大的发展空间，在这方面铁路有可能参与并发挥其自身优势，因此国有铁路 参与城市交通的重点是发展城市及市郊铁路。 其次，铁路参与城市交通要在市场经济条件下能够生存和发展，就必须 与城市其他交通方式相互协调有机配合，并建立适应市场的管理机制和运 营机制。行业分割的管理机制不但使城市交通体系中各种运输方式难以协 调，而且使城市轨道交通建设得不到应有的重视。国有铁路要参与城市客运 交通运营，就必须打破行业界线，使资金来源形式多渠道化，运营管理实现 公交化。通过多方式的融资和管理渠道来促进城市客运交通合理协调的发 展，同时也促进铁路自身的持续性发展，形成双赢的局面。 最后，在我国大城市结构基本形成的基础上，铁路参与城市客运交通时 的线路规划布局在很大程度上受到城市现有规模的限制。因此，在进行线路 规划设计时必须和城市的发展紧密结合，在占地、线路位置的选择和走向、 基础设旆的设置、车站与换乘点的组织、运营设备的性能以及施工进展等方 面，均要充分考虑到对城市有限空间的和用、对城市环境和景观的保护以及 与其它公共交通方式的衔接因素。 在实际操作中，围有铁路参与城市交通运营在技术上还存在着一些问 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 题。 首先是车站的选择，由于为城市交通服务，原有的车站布置就不适合， 需要增加停车站点。由于运行距离短，起停频繁，因此应该采用运行速度快， 起停迅速的动车组。而在车辆构造上不能采用现行的国铁客运车辆，因为 城市交通的特点是客流大且集中，乘坐距离短，对座位要求相对较低，因此 应该选用与地铁车辆一样的大开门、多开门、宽敞、座位少且车门统一控制 的客运车辆以适应城市交通的特点。 表2 - 3 主要城市铁路类型的动力单元技术指标 项目城市轻轨地铁城郊快速铁路区域快速铁路 牵引单元( m )2 5 4 02 5 - 4 0约2 65 0 8 0 可扩展至( m )7 51 2 0最大3 0 03 0 0 平均线路长( k m )1 5 - 2 51 5 3 01 0 0 一1 5 0 平均站间距( k m )l 一31 32 48 一1 0 车宽( m )2 3 - 2 6 52 4 - 3 02 8 2 92 8 3 2 最大起动加速度( m s 2 ) 1 3 1 50 8 - i 3 o 7 - 1 1 50 7 一1 1 2 最大制动减速度( m s 2 )1 5 3 o1 0 - i 30 7 一1 0o 7 1 o 资料来源：成都铁路枢纽与城市交通运输系统的整合规划 从动力形式方面来讲，应该选择无噪音、污染小的电力动车组，但地铁 的第三轨供电方式不可取，因为车辆完全在地面上行使，即使完全封闭，乘 客也不安全，因该采取架空线路的受电方式。其次由于城市交通的特点，列 车运行中需尽量减少噪音对周围环境的干扰。城市铁路主要类型的动力单元 技术指标及牵引动力配置情况如表2 - 3 及2 4 所示。 表2 - 4 城市铗路车辆牵引动力配置情况 项目城市轻轨 地铁城郊快速铁路区域快速铁路 牵引单元重量( t )4 0 - 8 59 0 2 2 0i 0 0 2 4 0 1 0 0 1 6 5 牵引单元功率( k w )4 1 0 - 6 0 01 2 0 0 - 3 4 0 01 2 0 0 2 4 0 01 2 0 0 2 4 0 0 电机功率( k w )1 5 01 5 0 2 8 01 5 0 2 0 03 0 0 最高速度( k m h )7 0 1 0 07 0 一1 2 0l o o 1 4 01 2 0 一1 6 0 轴重( t )7 一1 01 2 - 1 81 2 1 81 6 2 0 资料来源：成都铁路枢纽与城市交通运输系统的整合规划 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 第3 章网络布局规划理论分析 城市铁路是具有良好发展前景的一种城市客运方式，不仅有助于增强中 心城市的对外辐射功能，促进地区( 城市群) 社会经济发展，而且也有助于 特大城市“都市圈”经济的发展【1 4 】。要使城市铁路系统更好的发挥其城市 客流疏导作用就必须做好网络布局规划。下文将从线网布局的基本形态、合 理规模、线网规划与换乘枢纽和环线的关系几个方面进行论述。 3 1 线网基本形态 城市交通网络的空间布局和城市土地利用的空间结构是相辅相成。一方 面城市轨道交通网络布局必须以城市土地利用的空间结构为基本立足点，另 一方面作为大运量交通方式，轨道交通有利于城市中区人空的疏散，引导城 市土地利用向合理的方向发展。因此，城市铁路的线网规划也必须与城市用 地布局规划的调整相接合。下面分析几种轨道交通线网布局方法。 3 1 1 放射状线网 该类型的线网一般是以城市中心为核心，里全方位或扇形放射发展。这 类线网规划时必须注意在中心城区规划线路过多，造成客流向中心城区集 聚，从而增加了中心区的交通压力。放射线网的优点是方向可达性较强，方 便城市中心区与城市周边组团或卫星城市交通连接。城市中心区与郊区或卫 星城之间的联系非常方便，由于各条线路之间都相互交叉，任意两条线路之 间的换乘就必较方便，因此也就缩短了旅客的换乘距离和换乘时间。但是放 射状线网的缺点是，由于所有的线网都是由中心区向外发散，随着客流的增 多，中心区换乘量将会大大增加，中心区的交通压力也随之增大。因此放射 状线网适合轴向发展的城市。 3 1 2 环状线网 环状线网主要是以中心城区为环心，在中心城区边缘绕城而成。环形线 网主要用于解决过境交通和绕行交通问题。随着城市化进程的加快，环形线 网在发挥将过境交通流完全引出中心城区作用的同时，也成为了连接大都市 区外围卫星城或次级经济节点，引导区域土地利用的方向和城市空间布局的 有序发展的重要组成部分。 环形线网的主要特点是能将过境交通流量完全从城市中心区引导出来， 缓解中心城区的交通压力，引导城市向外围有序发展。但是环形路网的缺点 是可达性较差，乘客需要一次或两次以上的换乘才能到达目的地。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 3 1 3 棋盘式线网( 方格网状) 棋盘式线网的特点是平行线多、相互交叉次数少。这种形态的线网分布 比较均匀，客流吸引范围较大，线网纵横交错换乘方便。但是由于线网平行 线路之间的联通性较差，乘客必须经过两次以上的换乘来实现出行。并且由 于对角线方向出行需要绕行，所需的出行时间较长，并需要多次换乘。因此 方格网状的线网比较适合城市呈片状发展的城市。 3 1 4 环放线网 环放线网是目前世界上许多大城市经常采用的一种线网布局方式。它是 由穿越市区的放射线和环绕市区的环线构成的。线网中的环线加强了边缘组 团间的联系，同时也截留了外围客流，减轻了城市中心区的交通压力。而线 网中的放射线则是配合环线，加强了城市中心区域周围组团间的联系，并且 将环线上换乘下来的客流输送到其需要到达的目的地。环放线网的特点就是 能够迅速让乘客到达其目的地，并且般只需要一次换乘就可以完成出行。 环放线网适合组团式发展的大城市。 3 1 5 混合式线网 混合式线网的网状结构可以是棋盘式，也可以是棋盘+ 环线结构，但是 必须是开放式结构，而以放射状结构联系城市中心区和边缘组团以及卫星 城。混合式线网的放射线一般不经过城市中心区，而是连接在内环线上，并 通过换乘枢纽实现换乘，以减轻市中心的交通压力。混合式线网与环放 线网相似，都适合于组团式发展的大城市。 基本线网形态示意如图3 1 所示。 放射状 环放式 环状 棋盘式 图3 - 1 基本线网形态示意图 混台式 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 3 2 线网合理规模 影口向线网规模的因素有很多，不同的城市有自己特定的城市发展格局、 土地规模、经济发展状况和城市建设背景等。综合起来对城市轨道交通建设 规模有影响的因素有：城市交通需求，城市规模形态和土地使用布局，城市、 社会、经济发展水平，国家政策等等。 上述因素对轨道交通规模的影响有的可以量化，有的无法量化，所以确 定城市轨道交通线网规模应该采用定性和定量相结合的方法。这里需要指出 的是轨道交通规模只是一个参考数据，它可以从宏观上判断一个城市的轨道 交通规模范围，但是不能作为线路布线依据【1 7 】。作为轨道交通方式之一的 城市铁路也可以采用相同的方式来估计其合理的线网规模。 1 、以公共交通客流总量计算 以公共交通客流总量计算路网线路总长度o ： l 矗= a q q ( 3 - 1 ) 式中：三。为路网规划中线路总长度； a 为城市铁路在未来城市公共交通总客流中占的比重； 口为远期公共交通预测总客流量： g 为线路负荷强度； 远期公共交通预测总客流量q 可以通过交通需求的预测得到。而城市铁 路占公共交通方式出行量的比重与常规公交的线网密度、服务水平、轨道交 通线网密度和服务水平有关。 2 、以人口线网密度计算 城市的人口数反映了城市的人口规模以人口总数为基础的人口密度指 标实质上反映了人口对城市铁路线网规模的影响程度。根据对世界主要城市 的城市铁路的分析，对我们推算出人口规模决定适合的城市铁路线网规模有 很好的借鉴意义。其计算公式如3 2 ： 三詹= 6l j t( 3 - 2 ) 式中：三。为线网规划中线路总长度； 占，为人口线网密度指标； 硝为市区人口总数： 3 、以面积线网密度计算 城市铁路的面积线网密度实质上表示了城市铁路的覆盖面。市中心区和 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 市边缘区的线网密度有所不同。其密度由市中心向外应逐渐降低。居民利用 城市铁路的出行时间由三部分构成：一是起点到车站的时间；二是乘坐城市 铁路的时间：三是由车站到达目的地的时间。 由于城市铁路一般在城市外围区域运行，因此车站的距离为 8 0 0 一1 0 0 0 l l l 。加上考虑利用自行车、公交换乘等外围地区车站的吸引范围能 达到2 k i n 。目前国外大城市轨道交通面积线网密度见表3 一l 。 表3 - 1 国外大城市轨道交通线网密度 线网密度( k m k a l 2 )线网密度( k m k m 2 ) 城市名称城市名称 市中心全市市中心全市 伦敦2 0 00 ，2 4柬尿0 ，3 9 莫斯科 】9 80 z i汉城 o ，i 9 巴黎2 4 8o 7 3 新加坡0 1 l 纽约0 4 4北京1 1 4 0 3 4 墨西哥o 1 2香港0 3 6 资料来源：陆化普朱军等城市轨道交通规划的研究与实践 各城市可根据其规划的城市中心区用地面积和外围区用地面积，利用以 上分析的指标，推算由轨道交通线网面积密度确定的轨道线网规模。计算时 如式3 - 3 ： l 茸= 占l 户彳