教学PPT城市地下交通设施规划城市地下铁路.ppt
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1、第四章 城市地下交通规划,城市地下交通规划,城市交通是指人口、物质和信息在城市的流动。城市交通分为动态交通和静态交通两种形态;步行或车辆行驶属于动态;交通设施包括地下轨道交通(地铁,轻轨)地下道路交通(快车道,城市隧道)地下人行通道静态交通系统包括驻足或候车、贮存过程、车辆停放;地下静态交通设施一般指地下停车库。城市地下交通按照城市功能分为地下步行系统空间(地下步行街、地下行人过街道)和地下机动车交通系统空间(地下快速路、地下停车系统)、地下轨道交通系统空间(地铁、城铁、轻轨)。,优点:完全避开了地面交通的干扰和地形的起伏,最大限度地提高车速;不受城市街道布局的影响,有可能选择最短距离,提高运
2、输效率;基本上消除了对城市的大气污染和噪声污染;节省城市交通用地,可节约土地购置费用;能有效地发挥防灾作用。缺点造价高工期长内部发生事故时危险性大,城市地下交通的特点,同地面城市规划相结合,考虑近期(10年)、远期(25年)城市道路、人口密度的总体发展趋势;同现有地面道路交通网相配合的原则;在现有城市人口集散、繁华、交通流量大的地域,至少应有一个地下车站连接地面的交通中心;分期建设同地面整体系统交通网的布局相配套原则;同一定规模的其他地下建筑相连接的原则,如地下街、下沉式广场、地下停车场、防护疏散通道等;同现时及远期财力、施工技术水平相协调的原则;地铁防护效果同应急状态下的运输、疏散相配合的原
3、则。,城市地下交通的规划原则,第四章-2 城市地下铁路规划,4.1城市轨道交通4.2城市地铁路网4.3城市地铁线路4.4城市地铁车站,4.1 城市轨道交通发展,按照线路敷设方式地下线地面线高架线按照线路营运范围市区轨道交通 地铁,轻轨市域轨道交通 法国RER,德国S-Bahn,日本私铁地区铁路交通 市郊铁路,德国DB(DB 全称Deutsche Bahn是德国铁路公司),日本JR East,城际铁路,通勤铁路,按照路权A类 全封闭系统B类 半封闭系统C类 开放系统(有轨电车)按照车辆特征(我国按照宽度规格)A型车3mB型车2.8mC型车2.6m(不同驱动方式)电传动车、线性电机车、独轨车、自动
4、导轨车、磁悬浮车,线性电车车厢,城市轨道交通车辆,日本跨座式独轨车,日本千叶市悬挂式独轨车,英国伯明翰Maglev线轨道结构,日本神户的港岛AGT线,城市轨道交通车辆,独轨(高架)悬挂式独轨 景观和采光影响小,噪音、振动跨座式独轨 橡胶轮,噪音小,轮粉尘污染,难救援,适用于运动场短途运输自动导轨AGT系统的输送能力比独轨系统小,但其建设费用较低,噪声也较小,通常用于连接新开发区与附近的铁路车站或交通枢纽。,上海地铁车辆,上海磁悬浮,我国城市快速轨道交通工程项目标准,轨道交通按照系统容量分类,轨道交通的基本概念,地铁泛指地下快速轨道交通,包括城市地铁、轻轨、区域快铁、一般铁路。在专业领域,轻轨与
5、地铁的区分方式在于运量的不同,轻轨指每小时单向运输量小于20000人的城市轨道交通系统,而地铁指每小时单向运输量大于20000人的城市轨道交通系统。地铁列车最高时速达到80km/h。一列车按照6辆编组,每辆车定员310人,其中座位62个,全列车就可载人1860人。地铁交通造价昂贵,城市人均国民收入达到200300美元以上的城市才可能修建地铁。百万人口规模以上的大城市,由于常规的地面公交已不适应客流的需要,宜兴建地铁。前苏联早期规范是高峰小时单向客流量达6000人时可修建地铁;法国巴黎、里昂、马塞城市高峰小时单向客流量达8000人时修地铁;美国华盛顿等城市地铁高峰小时客流量达到10000人.我国
6、高峰小时客流量达10000人时可建设轻轨交通线,高峰小时客流量达到30000人以上时可建设地铁。,轨道交通基本概念,地铁的主要工程设施线路。地铁隧道线路一般为双线,有的为四线。可分长途运输和短途运输,或快车线和慢车线。线路的轨距一般为1.435米。车站。车站可以分为岛式与侧式两种。地铁在市中心区一般采用地下方式,在城市边缘或近郊区可采用地面或高架方式,以降低工程造价。出入口和通风亭。每个车站应有四个出入口,可与附近的建筑结合,也可布置在街道两侧或广场里面;出入口有盖,也可露天,设计应具有识别性,并与环境相协调。通风亭因有一定的体量,应重视视觉形象和环境要求。地铁内部各种设施。主要有给排水、通讯
7、广播、照明通风、售票检查、车辆通话、运行自动连锁、计算机控制、车辆速度、地点、时间等数据的中央控制,包括各种服务、管理、控制设施。,轨道交通基本概念,地铁常用技术指标载客量高峰小时单向的客运量为4000060000人 行驶速度设计车速70km/h,实际旅行速度3040km/h;快速地铁设计110km/h,实际70km/h。转弯半径最小转弯半径 正线300m,联络线200m。行车次数每小时40对(间隔1.5min),实际间隔2-3或4-5min 站距平均站距以1.0-1.5公里为宜,轨道交通基本概念,轻轨常用技术指标载客量高峰小时单向的客运量为1000030000人 行驶速度设计车速60-80k
8、m/h,实际旅行速度2035km/h。转弯半径最小转弯半径 正线100m,辅助线50m;最大坡度 正线67。行车次数高峰每小时20-30对,低峰不小于10对。,目前,世界上拥有城市轨道交通系统的300多个城市中,拥有地铁的城市约占5,拥有地铁和轻轨的城市占11,拥有轻轨和有轨电车的占84。轻轨运量适中,造价是地铁的1/21/3,运量也是地铁的1/2。我国大城市人口集中,交通拥挤,在当今的经济水平下,发展轻轨交通或以地铁轻轨结合,辅之以常规的地面公交,将是解决城市交通较切实可行的办法。,表4.1世界主要国家地铁建设概况,表4.1世界主要国家地铁建设概况(续),第一条地下铁道伦敦1863年1月10
9、日采用明挖法施工,蒸汽机车牵引;线路长6.4km。第二条地下铁道伦敦1890年12月18日,盾构法开挖:电气机车牵引形式;线路长5.2km。1897年,英国格拉斯哥(缆索牵引、1936年改为电力牵引)20世纪上半叶,伦敦、格拉斯哥、芝加哥、布达佩斯、波士顿、维也纳、巴黎、柏林、纽约、东京、雅典、莫斯科等12座城市建造了地下铁道1985年止,全世界地铁线路全长4,767km,4.1 城市轨道交通的发展,最早的地铁:1863年1月10日伦敦明挖法施工6.4km地铁,蒸汽机车最快地铁:美国旧金山“巴特”地铁,最快时速128km,最豪华地铁:莫斯科,运量最多,欧洲地下宫殿,线路长146.5km,103
10、个车站内艺术博物馆最长的地铁:美国纽约地铁,线路30条,全长432.4km,498个车站最清新地铁:新加坡地铁,明亮、清洁、安全最方便地铁:巴黎地铁,每天发车4960列,主要出入口均设有电脑显示屏.最先进地铁:法国里昂地铁,全部由微机控制,无人驾驶,轻便、省钱、省电、车辆运营噪声和振动都有很小,地铁之最,地铁照片,纽约地铁,莫斯科地铁,新加坡地铁,伦敦地铁,莫斯科地铁照片,新加坡地铁,地铁照片,纽约地铁,纽约地铁,平壤地铁,世界最长的艺术博物馆斯德哥尔摩地铁,中国地铁照片,北京地铁8号线一期森林公园站地铁站台,北京地铁机场专线国际机场站台,现阶段,申报发展地铁的城市应达到下述基本条件:地方财政
11、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;申报建设轻轨的城市应达到下述基本条件: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。国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知(国办发200381号)当城市每年的 GDP达到500亿元以上时,认为有条件建设地铁;而每年的 GDP达到300亿元以上时,则认为有条件建设轻轨交通。,4.2 地铁线路网规划,5.2.1 地铁线路网规划内容5.2.2 地铁线路网型式5.2
12、.3 地铁线路网规划要点,概述,地铁路网规划是全局性的工作,首先应当在城市发展总体规划中有所反映,根据城市结构的特点,城市交通的现状和发展远景,进行路网的整体规划,然后在此基础上,才能分阶段进行路网中各条线路的设计。从广义上讲,地铁路网实际上是由多条线路组成的,可以互相换乘城市快速轨道交通系统。在一些地铁非常发达的城市中,仅仅是地铁的地下段部分,就己经形成了一个比较完整的路网。,4.2.1 地铁线路网规划内容,(1)轨道交通的必要性客流量;建设资金;运营亏损(2)线网规模研究线网的总长度及其线路的数目。(3)线网结构研究线网的形态结构(4)线路规划原则线路走向、车站分布、线路敷设方式(5)联络
13、线规划两条正线间的连接线,同地面城市规划相结合的原则。考虑近期(10年)、远期(25年)城市道路、人口密度的总体发展趋势。同现有地面道路交通网相配合的原则。在现有城市人口集散、繁华、交通流量大的地域,至少应有一个地下车站连接地面的交通中心。分期建设同地面整体系统交通网的布局相配套原则。同一定规模的其他地下建筑相连接的原则。如地下街、下沉式广场、地下停车场、防护疏散通道等。同现时及远期财力、施工技术水平相协调的原则。地铁防护效果同应急状态下的运输、疏散相配合的原则。,(1)地铁线路网的规划原则,(2)地铁线网规划步骤,(1)收集和调查的历年社会经济(GDP、人均收入)、土地利用(居住人口及岗位分
14、布、流动人口)、路段交通量、OD流量及流向资料,为现状诊断及客流预测提供基础数据。出行端点可以分为起点和讫点(Origin和Destination,也就是OD点)(2)通过对交通线网各路段的交通量(观测交通量或理论分配交通量)、拥挤度(或饱和度)、车速、行程时间等指标分析,对现状交通线网进行诊断分析,发现城市交通现状及目前发展趋势下可能存在的问题。(3)分析未来城市的人口(包括常住人口、流动人口)总量、出行特征(频率、距离、方式)、交通结构等方面的情况,对轨道交通客运需求进行预测。预测结果是方案设计和评价的基础。(4)城市发展战略研究。远景的城市人口、工作岗位的数量及分布,城市发展形态与布局结
15、构,中心区及市区范围的人口密度及岗位密度。,(2)地铁线网规划步骤,(5)城市综合交通战略研究。从城市交通总能耗、总用地量、总出行时间等角度论证不同时期的城市轨道交通客运份额合理水平确定不同时期城市轨道交通客运目标。(6)在现状诊断和需求预测基础上,结合城市综合交通战略、城市轨道交通建设资金供给等方面确定未来若干规划期的轨道交通线网发展规模。(7)根据轨道交通线网规模,结合客流流向和重要集散点编制线网规划方案。先考虑重要换乘枢纽的点位。方案设计与客流预测是相互作用的在具体预测过程中需要不断重复上述过程。(8)针对各线网方案,利用预测的客流分析结果进行客流测试,得到各条规划线路各断面、站点的客流
16、量、换乘量以及周转量等指标,为方案评价提供基础数据。(9)建立评价指标体系,对各方案进行定性、定量的分析和比较。(10)选择较优方案,并结合线路最大断面流量等因素确定轨道交通的系统模式。,(3)客流需求预测,(1)全线客流:包括全日客流量和各小时段的客流量及比例。(2)车站客流:包括全日、早、晚高峰小时的上下车客流,站间断面客流量以及相应的超高峰系数。(3)分段客流:站间OD表、平均运距及各级运距的乘客量。(4)换乘客流:各换乘站分向换乘客流量。(5)出人口分向客流。我国地下铁道设计规范(GB 501571992)规定,设计年限近期宜为交付运营后第10年,远期不宜少于交付运营后25年。,(3)
17、客流量主要影响因素,城市性质及地位城市人口土地利用规模及分布形态城市人口密度、房屋建筑密度、工商企业集中程度城市内部交通枢纽城市对外交通枢纽 客流预测的难度主要有:预测年限长,积累的资料不够,预测技术不完善;城市发展过程是动态的,城市规划也是动态的,轨道交通发展规划的背景难稳定;不同交通方式之间的票价竞争性和敏感性对客流量的波动大;线路的调整影响相邻线路的客流量。,(3)客流量预测四阶段五步骤,预测过程分为四个阶段:生成预测、分布预测、方式划分预测、分配预测。预测5个基本步骤收集资料。主要包括土地利用规划资料及交通供给资料等出行生成预测。出行分布预测。出行方式预测。客流分配预测。,(3)城市轨
18、道交通需求的四阶段预测法,(3)城市轨道交通需求的四阶段预测法,(3)客流量生成吸引预测方法,一般影响出行产生量的因素可分为两类:一为住户的人口特性,另一为住户的收入水平和小汽车拥有量。影响出行吸引的因素主要与建筑面积及其使用性质(商业、学校、服务业、制造业等)有关。客流量的预测方法常用的1)出行率法,2)回归模型。,(3)客流量交通方式划分,交通方式划分就是要把各交通小区之间的分布交通量划分给各种交通方式,从而在各自的交通网上进行分配。客运交通一般分为两种方式,公共交通指公共电、汽车以及轨道交通等;个体交通指小汽车,自行车交通和步行交通。划分方法分担率曲线法。损失最小模型。,(3)客流量交通
19、方式划分,(3)轨道交通量分配,轨道交通量分配是把交通方式划分阶段所得到的各小区之间的轨道交通量分配到将来的轨道交通线网上去,以求取线网中各轨道交通线路所承担的交通量,从而为确定轨道交通设施规模等服务。分配方法(1)最短路径法。(2)多路径概率分配法。,(3)轨道交通量分配,(1)最短路径法(2)多路径概率分配法在OD间同时选定多条路径(路线),按各条路径的特性值(时间、费用)的大小比例将各OD间的轨道交通量分配到各条路径(线)上去。,(4)线网规模估算,目前国内还没有轨道线网规模具体标准负荷强度法估算其长度负荷强度是指某条城市轨道交通线路每日单位长度(双线公里)的平均客流量,单位为万人次/k
20、m.d)。负荷强度法是利用远期的城市公共交通客流总量除以线网平均负荷强度来计算线网规模,L.Q/qL为规划区内规划线路总长度,km;Q为规划区内规划期公共交通预测总客运量,万人次;为规划期内规划区轨道分担的客流量比例;q为规划区内线路平均负荷强度,万人次/(km.d)。,(4)负荷强度法例题,已知:某城市规划区域内的规划常住人口815万人,流动人口250万人,规划期末常住人口、流动人口的平均出行次数分别为2.57、3.50人次/(人d),步行出行量为20,各种交通方式的平均换乘系数为1.57人次/人次,公交客运量占运载工具客运量的比例为70,轨道交通客运量占公共交通客运量的比例为70平均运载强
21、度取3.2万乘次(kmd),则规划区域内规划期内线网的规模为:远景出行总量 815x2.57+250 x3.52970(万人次/d)运载工具总客运量 2970 x0.801.57=3730(万人次d)公共交通客运量 3730*702611(万人次/d)轨道交通客运量 26llx701828(万人次/d)线网规模为 1828/3.2571(km),(4)线网规模估算,线网密度法估算其长度线网密度是指单位指标的城市轨道交通线网长度。单位指标一般是面积、人口或其他主要社会经济指标。相应的线网密度分别称为面积线网密度、人口线网密度。利用面积线网密度估算线网规模。L/i L为规划区域内规划线网总长,km
22、;A为规划区域面积(km2);i为面积线网密度(kM/km2)。,4.2.2 线网方案设计,第一,分析已经形成的客流走廊现状及未来可能形成的客流走廊的客流增长趋势。城市性质及地位。城市人口、土地利用的规模及分布形态。市内公共交通枢纽及对外交通枢纽。,4.2.2线网方案设计,第二,线路位置必须满足城市地形、地质、历史文物等自然条件及人文地理条件的要求。城市自然地理条件。城市人文地理条件。城市经济实力;。轨道交通的敷设方式。比较:地下隧道对通风、照明、消防要求较高;造价昂贵、长久耐用,将来很难进行改建。地面线路及高架线路,对通风、照明要求不高,需防治噪声、线路建筑形态与周围建筑环境协调。当线路两侧
23、建成建筑群后难改建。,4.2.2线网方案设计,第三,应充分考虑轨道交通系统中车流与人流的特点,尽可能减少旅客出行时间,节省运营成本,提高运输效率。(1)线网结构。(2)线路的起终点及换乘站的选址。(3)市中心区换乘站选址足够的用地。,4.2.2线网设计步骤,在远景城市发展战略、城市公共交通发展战略基础上,借鉴国内外城市轨道交通线网规划经验,拟定线网规模。建立城市综合交通现状交通线网,。综合交通现状交通线网客流特征分析。综合考虑城市主要客流分布、一定规模下的线网形态特征及其功能特点、城市地理、地形、地质、环境等因素,拟定若干轨道交通线网方案。线网方案客流分析。建立线网评价指标体系,对各线网方案进
24、行比较和筛选。线网方案更新及优化。,4.2.2轨道交通线网方案设计流程图,分离式:优点是线网上列车能更安全地进行高密度快速运行;缺点是路线系统不能发展,换乘次数及换乘距离均会增加。联合式:是可实行列车共线运营减少或方便旅客换乘。条件是共线区段的起终点站设道岔的接轨站,共线区段的通行能力要满足要求。特大城市(如500万人以上)宜以分离式线网为主,一般大城市(100-300万人)宜以联合式线网为主。,4.2.2地铁线路网的基本关系,线路之间的关系按其交叉点分为三类。线路之间无交叉(类)平行,相距较远,地理因素隔断。线路之间交叉一次(类)呈十字形、x字形、Y字形及T字形四种。线路之间交叉两次及以上(
25、类)为两线各个方向之间的换乘创造最方便的条件;提供很大的换乘能力,平衡各换乘站的换乘客流。,4.2.2地铁线路网的基本关系,4.2.2线网形态结构,最常见、最基本的线网形态结构是三种:网格式无环放射式有环放射式,4.2.2线网形态结构,网格式线网线路分布比较均匀,客流吸引范围比例较高;乘客容易辨识线路方向;换乘站较多,线网连通性好。缺点是对角线方向的出行绕行距离较大,市中心区与郊区之间的出行需换乘。二是平行线路间的换乘比较麻烦一般要换乘2次或2次以上。当线网密度较小、平行线之间间距较大时,平行线间的换乘很费时间。无环放射式线网使各区域至中心点绕行距离最短,线网中心区域的可达性最好,市中心与市郊
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