轨道交通线网规划

第4章城市轨道交通线网规划4.1轨道交通线网规划的主要内容4.1.1轨道交通线网规划的目的和意义规划工作的意义：科学回答“需求”和“供给”问题以及两者间动态影响关系和科学的平衡关系需求因素：新城区建设、旧城区改造等土地发展要求，人口、就业变化下的出行要求，交通发展目标要求，城市重要建设项目的交通连接等；供给因素：线网合理规模、线网合理构架、各条线路合理的运输规模和方式，以及正线、联络线、车站、车场的位置等。我国关于轨道交通规划的政策地铁建设条件：准备建设轨道交通的城市——地方财政一般预算收入在100亿元以上，国内生产总值达到1000亿元以上，城区人口在300万人以上，规划线路的客流规模达到单向高峰小时3万人以上；轻轨建设条件：准备建设轨道交通的城市——地方财政一般预算收入在60亿元以上，国内生产总值达到600亿元以上，城区人口在150万人以上，规划线路客流规模达到单向高峰小时1万人以上。建设条件（门槛），国办[2003]81号4.1.2轨道交通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。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。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。4.2轨道交通线网规划的基本原理轨道线网规划要在确定的规划期限内对整个轨道线网的大致走向、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。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。4.3.1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。近期规划：主要研究线网重点部分的修建顺序以及对城市发展的影响，因此年限应与城市总体规划的年限一致。远景规划：是研究城市理想发展状态下轨道交通系统合理的规划，因此没有具体的年限。4.3.2轨道交通线网规划流程1.选择轨道交通发展模式后，拟定线网规模。线路类型：客流追随型（SOD）、规划引导型(TOD)；发展模式：低密度高客流、高密度低客流2.建立城市的背景交通路网。该路网包含主要的道路及现有的轨道交通线路。3.交通路网客流特征分析。4.轨道交通初始线网方案设计：解析法、系统分析法5.线网方案分析。（客流分配）6.线网方案评价、比选和筛选。建立线网评价指标体系，对线网方案进行比较和筛选。7.线网方案更新优化。4.3.3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（规划背景）研究、线网构架研究和规划可实施性研究。4.4轨道交通线网合理规模4.4.1线网合理规模的含义和指标规模是从交通系统供给的角度来说的，从一个侧面体现系统所能提供的服务水平。它有多种规模量度。城市轨道交通线网的规模在规划实施期内，往往要根据城市发展的需求进行适当调整。相对而言，总长度的调整幅度不应很大。因此，城市轨道交通网的总长度是一个必须确定也是可以确定的基础数据。规模的合理性关系到建设投资、客流强度，也关系到理想的服务水平的设定、建设用地的长远控制。目前国外中等规模大城市轨道交通发展主要有两大类型一类是高线网密度、低客流负荷型的轨道交通发展模式，如斯图加特、哥本哈根等;另一类是低线网密度、高客流负荷型的轨道交通发展模式，如里昂、札幌等，均由少数几条地铁线路组成简单的交叉放射型线网，辅以其他交通方式，构成整个城市的公共交通系统。札幌现拥有4条地铁线路，负荷强度分别为：A线2.4万人次/日/km，B线1.89万人次/日/km，C线1.36万人次/日/km，D线1.64万人次/日/km，地铁网整体负荷强度为1.9万人次/日/km。高密度低运量与低密度大运量的选择决定了我们对服务水平的取舍，从现实的经济实力，倾向于投资较少的方案，而线网建设的长期性，又必须考虑乘客不断提高服务水平需求的矛盾。我国轨道交通适宜选取高运量、低密度的建设模式。（为什么？）线网规模指标1．城市轨道交通线网总长度式中：——城市轨道交通网第i条线路的长度，km。L——线网的总体规模，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。由于城市规模的差异，L不具有可比性niilL1il2．城市轨道交通线网密度σ=L/S或σ=L/Q式中：S——城市轨道交通线网规划区面积，km2；Q——城市轨道交通线网规划区的总人口，万人；σ——城市轨道交通线网密度，km/km2或km/万人。σ表征了线网对城市用地的覆盖率（简称线网覆盖率），定义为以轨道交通车站为圆心的500m、1km、2km半径的面积之和（Si）占整个城市面积的比例，体现了可达率指标。SSii3．城市轨道交通线网日客运周转量（人·km/日）式中：——第i条轨道交通线路的日客运量，人/日；——城市轨道交通网第i条线路的长度，km。niiilpP1ipil4.4.2线网规模的影响因素合理规模的影响因素有：城市的规模、城市交通需求、城市财力因素、居民出行特征、城市未来交通发展战略与政策和国家政策等。其中，城市规模又包含城市人口规模、城市土地利用规模、城市经济规模、城市基础设施规模四个方面。线网规模与其影响因素的有向连接图城市轨道交通线网规模城市人口城市交通需求城市面积城市国民生产总值城市基础设施投资比例城市交通发展战略及政策国家交通政策城市规模形态及布局4.4.3线网合理规模的计算方法在目前的规划实践中，主要是确定线网长度或线网密度，对系统能力输出的研究以国外为多。2．线网长度、线网密度规模指标的确定线网规模分析中估计的成分很多，因此从多方面、多角度进行估算很有必要。1)服务水平法2)交通需求分析法3)吸引范围几何分析法4)回归分析法1)服务水平法该法先将规划区分为几类，例如分为中心区、中心外围区及边缘区，然后或类比其他轨道交通系统发展比较成熟的城市的线网密度，或通过线网形状、吸引范围和线路间距确定线网密度，来确定城市的线网规模。服务水平法技术路线规划区域分类界定各类分区的线网密度轨道线路长度：（Σ（线网密度*各类分区面积））确定各类分区的面积L=Q•α•β/γ其中：L——线网长度（km）；Q——城市出行总量；α——公交出行比例；β——轨道交通出行占公交出行的比例；γ——轨道交通线路负荷强度（万人次/公里·日）。2)交通需求分析法3)吸引范围几何分析法吸引范围几何分析法是根据轨道交通线路或车站的合理吸引范围，在不考虑轨道交通运量并保证合理吸引范围覆盖整个城市用地的前提下，利用几何方法来确定轨道交通线网规模的方法。它是在分析选择合适的轨道线网结构形态和线间距的基础上，将城市规划区简化为较为规则的图形或者规则图形组合，然后以合理吸引范围来确定线间距，最后在图形上按线间距布线再计算线网规模。L=S•m（km）其中：S－城市建成区面积(km²)，m－线网密度(km/km²)。线网密度的确定是该方法的关键。A轨道交通车站的吸引范围据统计，在市中心区，乘坐轨道交通的大多数乘客居住在距车站步行时间不大于15分钟的范围内。一般在车站停留时间为3—5分钟，步行速度为4km/h。由此确定市中心区轨道交通车站吸引范围为650—800m(可取750m)。在城市中心外围地区，步行去车站的距离每侧在800—1000m的范围内，除此之外骑自行车或乘公交车去车站换乘的距离不超过2km，由此确定城市中心外围区轨道交通车站的吸引范围每侧为2km。B轨道交通的线网密度线网密度是衡量快速轨道交通有效性、方便性和可达性的一个重要指标。线网密度是路网线路总长与城市用地面积之比。(a)(b)均匀棋盘形路网条件下，轨道交通线网线间距为1.5km时，线网理论密度约为1.33km/km2；线间距为4km，线网理论密度为0.25km/km2。Q：上述结果如何推算得到？这些指标是根据我国城市居民的出行特点得出，可在我国城市的轨道交通线网规划时使用。伦敦和莫斯科在30km2的市中心范围内，线网密度分别为2.0km/km2、1.98km/km2。根据我国城市情况，市中心线网密度取1.2km/km2比较适宜。4)回归分析法式中：L——城市轨道交通线路长度，km；P——城市人口，万人；S——城市面积，km2；bn,b1,b2——回归系数，如对世界48个城市轨道交通系统进行回归，其中：210bbSPbL09966.0,64013.0,839.1210bbb。以上方法分别体现了城市交通需求、城市人口规模和城市用地规模等主要因素对轨道线网规模的影响作用，应用时可用上式分别计算出应有的线网总长度，然后取其平均值或最大值，作为控制路网规划线路总长度的参考值。4.5线网构架的类型一、路网线路间的基本关系分析（一）路网按线路布置方式的划分（1）分离式路网各条线路在不同标高的平面上相交，在交叉处采用分离式立体交叉，路网中各条线路独立运营，不同线路的列车不能互通。（2）联合式路网——纽约、伦敦各条线路在同一平面交叉，交叉处用道岔连接，因此各线路间可以互通列车，乘客可直接到达位于另一条线路的目的地车站。（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二、路网形态结构基本类型路网几何结构图形棋盘式网状结构放射网状结构放射-环状网状结构(1)放射形线网——无环放射型代表城市为捷克布拉格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，维持市中心活力；各线路之间换乘次数少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。Q：缺点？三、路网形态结构的特征分析(2)设置环线的线网—有环放射型代表城市为巴黎、莫斯科、上海由穿越市区的径向线和环绕市区的环线构成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。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。为什么？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。(3)棋盘式线网——北京棋盘式线网有以下优点：1)线网布线均匀，换乘节点能分散布置；2)线路顺直，工程易于实施。缺点:该类型线网对角线出行绕行较大，市区和郊区之间需要换乘；平行线路间的相互联系较差，其客流换乘需要通过第三线来完成。据前苏联有关研究，棋盘式线网的运输效率较放射线加环线线网低18%。基本思路初始方案集生成—客流测试—方案评价—推荐线网方案的形成。4.6线网规划方案的生成