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1、地铁与轻轨,山东建筑大学,2015-2016学年第1学期,王军：13583157171,路网规划设计原则,路网基本结构,轨道交通客流量预测,路网方案设计的基本方法,4,1,2,3,第二章 城市轨道交通路网的规划,路网方案设计步骤,5,1 路网规划设计原则,路网规划包括规模、走向、类型等方面，是城市轨道交通规划的重要组成部分和具体体现。 基本原则 全局性、客流预测、线路走向、车站布置、交通组织、其他要求,全局性原则 路网规划必须符合城市总体规划。交通通引导城市发展，轨道交通发展改变了大城市发展模式，城市沿轨道交通走廊轴向伸展，城市快速干道及高速公路的发展带来了城市蔓延和副中心出现。 客流预测原则
2、 路网规划要与城市客流预测相适应。定量确定路线单向高峰小时客流量，以此确定线路规模和容量。 线路走向原则 规划路线应当尽量沿城市主干道布置，线路要贯穿客流集散数量大的场所。如：交通中心商业中心文化娱乐中心生活区等。,车站布置原则 线路布置要均匀，线路密度要适量。 一般两平行线间的距离在市区以1400m左右为宜，最好不少于800m，且不大于1600m。 交通组织原则 发展以快速轨道交通为骨干，常规的公共交通为主体，辅之以其他交通方式，构成多方位多层次交通体系。,基本原则之外还要满足一下要求： （1）客运负荷均匀 路网中各条规划线路上的客运负荷量要尽量均匀，要避免个别线路负荷过大或过小的现象。 （
3、2）地层和环境选线合理 在考虑线路走向时，应当考虑地面建筑情况，要注意保护重点历史文物古迹和保护环境。避开不良地质段和地下管线等构筑物。 （3）利用既有线路 尽可能利用城市原有的铁路设施。,（4）设置车辆停放和检修基地 要同时规划好车辆段（场）的位置和用地范围。 （5）设置环行线 一个城市轨道环线的布设，要在客流预测基础上，经过分析比较，优化组合确定，做到因地制宜。 （6）优化路网修建程序 在确定线路规划中的各条线路修建程序时，要与城市建设规划和旧城改造计划相结合。,2 路网基本结构,定义： 根据城市规划现状与规划情况编制的路网中各条线路所组成的几何图形。 要求： 一般与城市道路网的结构形式相
4、适应； 在确定时应首先考虑客流主方向； 需要考虑结构形式的合理性。 从几何形状区分，城市轨道交通路网的结构形式主要归纳如下图。,路网结构的基本类型,1、放射形(星形) 定义： 指路网所有线路只有一个交点的结构，如图2-1（a）。其唯一换乘站通常位于市中心的客流集散中心。 如目前的布拉格地铁网络系统图。 俄罗斯圣彼得堡地铁网络图。,布拉格地铁网,圣彼得堡地铁网,优点： 所有线路均可直接换乘； 郊区与市中心联系方便； 一次换乘即可到达目的地。 缺点： 换乘站客流量大，客流干扰严重； 换乘站设计施工难度大，建设费用高； 各副都中心之间联系不便，需到市中心换乘。,2、放射网状 定义： 指线路（至少3条
5、）多为径向线且线路交叉所成的网络多为三角形的路网结构，如图2-1(b)。 优点： 市中心区路线和换乘站密集而均匀，网络连通性好，乘客换乘方便。 郊区到市中心的出行方便，市中心区对市郊经济辐射距离较远。 缺点： 市郊区之间发生联系时，必须到中心区换乘站换乘，导致乘客走弯路。,3、放射形环状结构 定义： 是在放射网状的基础上增加环行线而成的路网结构，其环线一般与所有的径线交叉，如图2-1(c)所示。 优点： 整个路网连通性好； 有效的缩短市郊间乘客利用轨道交通出行的里程和时间； 起到疏散市中心客流的作用。,莫斯科地铁网,成都地铁网,4、棋盘式(栅格网状结构) 定义： 指由若干条线路（至少四条）大多
6、呈平行四边形交叉，所构成的网络多为四边形路网结构，其形状如图2-1(d)。 优点： 在内城区分布比较均匀； 存在回路，结构连通性好，乘客换乘选择多； 能提供很大的运输能力，客流分布比较均匀。 缺点：二次换乘多；无到市中心的径向路线，市郊到市中心出行不便。,墨西哥地铁网,5、棋盘加环线形式 如图2-1(e)所示。 提高环线上乘客的直达性和减少换乘次数； 改善环外平行线间乘客的换乘条件，缩短了出行时间； 减轻了市中心的线路负荷，起到疏散客流作用。,北京地铁50年代规划网络图,北京地铁1995年规划网络图,北京地铁2015年轨道网络图,广州地铁规划网络图,6、对角线形 定义： 在棋盘加环线的基础上，
7、增加对角线走向线路。 优点： 这种形式可弥补棋盘形非直线系数大的缺点。 适用： 只有对角线方向的客流确实较大，并且有布置线路的适宜条件时，才能采用这种形式的路网。,7、条带形(树状)结构 定义： 指几条线路有n-1个交点（换乘站），且在网络中没有网格结构，形如树枝状，如图2-1(l)。 适用： 沿江或沿山谷条带状发展的城市地域。 缺点： 结构连通性差，换乘不方便； 客流分布不均，给行车组织带来困难。,8、其他形状 国内外许多规模不大的城市，或城市地理位置特殊等原因，客流流向较为集中单一，也就形成了如图21（g）（l）的几何图形。 9、混合形 结合城市的具体情况，将上述几何图形的两种或多种有机地
8、结合在一起，成为一个完整的路网结构形式。,3 城市轨道交通线路客流预测,3.1 客流量发展的主要决定因素 1、城市的扩张和发展 城市化进程加速-城市面积扩大-出现新中心：高新区、副中心-人口聚集-客流量时空分布规律大变化 2、对高质量城市公共交通的需求 经济发展-生活水平提高-出行增加-乘车质量要求提高 3、城市经济辐射吸引的流动人口规模 经济发展-辐射作用加大-吸引的流动人口增加-加重交通负荷 4、城市公共交通建设的自身发展需求 交通基础建设滞后加大建设（还债）,3.2 客流量预测的思路和方法 客流预测的意义和目的 城市轨道交通建设的目的是为了满足城市居民出行的需求。这种需求数量的变化随着交
9、通状况、路网建设、不同交通方式的竞争而呈动态性变化。城市轨道交通建设的模式和规模要适应近期城市交通发展的需求，又要适应远期城市交通发展的要求，因此，在研究城市当前客流特点和规模的基础上，进行城市客流预测是十分必要的。 其目的是： （1）客流预测是进行轨道交通项目宏、微观投资决策的依据。 （2）客流预测是轨道交通项目可行性研究和项目评估的基础。,3 城市轨道交通线路客流预测,3 城市轨道交通线路客流预测,3.2 客流量预测的思路和方法 客流预测的思路 先根据居民出行调查（ODorigin&destinnation）分布图和道路网等基础资料-初拟路网规划图-预测客流量验证路网初设合理性-发现问题调
10、整路网规划-重新预测-循环反复-直到合理。 思路中调查基础资料和预测客流量是重点难点。,3 城市轨道交通线路客流预测,1、交通调查基础资料 调查包括：居民出行调查、道路交通状况调查、公交线路随车调查、社会经济调查 调查目的：确定客流量预测的有关参数 包括-居民平均出行次数 不同交通方式的平均出行时间 高峰小数系数 不同出行目的出行次数的构成比例 不同职业的平均出行次数及不同交通方式出行量的构成比 不同交通方式换乘系数 客流量预测需要的基础资料主要有：居民出行规划人口交通分布现状及发展趋势：项目多复杂,基础资料调查不容易 客流量预测呢有难度,客流预测的难度 (1)城市发展带来的不确定因素 客流预
11、测必须以城市发展规划为依据。 (2)预测技术尚需改进完善 时间跨度大：30年 由于这项技术尚处于不断发展研究之中，积累资料不足，数学模型和预测技术尚未定型，还需不断改进完善，对预测数据的把握以及评价标准上，都有很大的难度。 (3)票价的竞争性和敏感性对客流量的波动性 票价对客流具有较大的敏感性，同时也说明票价对客流具有可调节性和可控性 (4)线网规划不完整，线路总体规模不明 一般来说，城市中心区建设的形态和规模应该是比较稳定的，对于城市远景发展规模也是相对稳定的，这为城市轨道交通线网规划提供了基本条件。,客流量预测的一些基本概念,(1)线路客流量：单位时间内乘坐某条轨道交通线路的乘客数量，为该
12、线路进站量与线路换乘量之和；一般包括全日客流量（万人/d）和各小时段的客流量（万人/h）。 (2)线网客流量：单位时间内，城市轨道交通线网中各线路客流量之和（万人/d）。 (3)客流强度：客流量与长度的比值，可分为线网客流强度及线路客流强度（万人/km/d）。,(4)全线客流高峰小时系数：全线高峰小时内的客流量占全日客流量的比例。 (5)高断面高峰小时系数：高峰小时单向最大断面客流量与对应断面全日单向断面客流量的比值。 (6)车站进站量：在单位时间内，付费进入轨道交通系统并在车站上车乘坐轨道交通的乘客人数（万人/d或万人/h）。 (7)车站出站量：在单位时间内，在车站下车离开轨道交通系统的乘客
13、数量人数（万人/d或万人/h）。,(8)线路平均运距：单位时间内，某一轨道交通线路上所有乘客一次乘车的平均距离。 (9)线网平均乘距：单位时间内，轨道交通线网所有乘客利用轨道交通完成一次出行的平均距离。 (10)客运周转量：设计线在单位时间内所完成的客运工作量，它是一项综合指标，用客流量与其相应运距的乘积表示。,3 城市轨道交通线路客流预测,2、常用客流量预测方法 指数平滑法、比例增长法和多元回归法 数学法基础资料模拟客流增长曲线预测规划年全县客流量提出路网站点客流量 吸引范围法、吸引系数法 以站点设定吸引范围，一次吸引600700m步行，二次吸引轨道站点进出口公交延伸。进站上车人数公式 三次
14、吸引系数法公式：一次步行，二次骑自行车，三次公交吸引系数0.47、0.08、0.45。不同乘客吸引系数通用公式与实际值公式见P22。 本法常用在“未调查交通情况时的客流量预测”。计算简单，曾用在武汉、西安轨道交通可行性分析中。,3 城市轨道交通线路客流预测,2、常用客流量预测方法 转移曲线法 主要采用“四阶段法”，即城市客流生成、分布、交通方式划分及交通量分配。 这种方法常用在“已调查过交通情况时的客流量预测”，根据四个阶段建立交通发生模型、分布模型、吸引模型、分配模型进行客流量预测。,城市轨道交通客流预测 程序,1根据规划目的来确定预测的范围 2收集并分析项目相关的基础数据 3选择需求预测的
15、方法，建立需求预测模型 4预测 5. 对预测结果进行灵敏度分析，评价不同方案 预测结果的可信度。 6. 确定推荐方案，整理数据结果并撰写相关的 技术报告,轨道交通客流量预测流程图,传统的四阶段法,1,2,3,4,交通 形成 预测,交通分部预测,交通方式划分预测,交通分配,交通生成预测,方法：采用单位系数法按不同的出行目的预测各交通小区出行的生成量和吸引量，先要对城市轨道交通路网规划范围内进行交通小区的划分。 预测区域内每一个交通小区的 交通出行产生量 交通出行吸引量 目的：获得城市在未来社会经济发展规模、人口规模和土地利用特征下，未来城市各交通小区可能产生和吸引到的总交通量,式中：Pi 第i个
16、交通小区出行生成量（人次/ 日）； Xpi第i个交通小区的总人口数、成人数、学生数或就业岗位数； Cpi相应的出行生成系数。,（1）交通的生成 出行生成预测模型,式中：Aj 第j个交通小区出行吸引量（人次/日）； Xaj交通小区的总人口数，就业岗位及用地面积； Caj相应的出行吸引系数。,出行吸引量预测模型 ：,交通分布预测,解决的问题： 每一交通区所产生的出行量到哪个分区去了? 它所吸引的出行量又来自哪里？ 目的： 获得未来城市交通出行在空间上的分布,式中：iji交通小区至j 交通小区居民出行量； F(lij )两交通小区i至j之间的出行阻抗函数； Kij两交通小区i至j之间的布局调整系数。,2)出行分布预测模型 采用重力模型，并引入修正系数，即复合重力模型为：,式中：k为出行方式划分参数。,以下式迭代消除j交通小区出行吸引总量的误差：,交通方式选择预测,就是预测乘客对交通
