城市轨道交通概论单元ppt课件.ppt

,1.了解城市轨道交通规划的原则与内容,2.了解我国轨道交通线网设计的定义,3.了解轨道交通线网的基本结构,4.了解线路设计的基本知识,城市轨道交通规划是城市交通规划中的重要环节,一个科学、合理、完善的轨道交通网是城市客运交通的发展方向，对城市发展起到决定性的引导激发作用,城市轨道交通的建设难度大，改造调整更加难,城市轨道交通规划既要科学，又要大胆，更要谨慎,一.城市轨道交通规划的地位和作用,二.城市轨道交通规划的原则,二.城市轨道交通规划的原则,城市可持续发展应重视公共交通，公共交通首选轨道交通。城市轨道交通规划作为未来城市轨道交通发展方向的指南针，必须符合可持续发展的原则，用最小的自然资源作代价来换取最大的社会效益。,主要问题：,地铁亏损,A,节能问题,B,一些城市发展地铁忽视了经济效益，地铁长期处于亏损状态，这将影响地铁的持续健康发展。,一条公里的线路，耗电量是一万亿度。这一耗电量是非常大的，我们应该认真思考怎样把地铁的耗电量降下来，真正节约能源。,举例：香港地铁,一、总体规划，分步实施，以老养新 “线跟人走”和“人跟线走”两个阶段，二、“地铁+物业”的成熟模式 授予地铁公司物业发展权是香港政府发展地铁政策的独特之处，而这也已经成为香港地铁公司最重要的业绩支撑。三、统筹开发地铁资源,二.城市轨道交通规划的原则,城市轨道交通规划应与社会经济协同发展。与此同时，城市轨道交通规划还应与国家的路线、方针、政策，尤其是城市发展方针、目标相一致；与城市总体规划、土地利用规划、产业布局规划相一致，并且应该结合地方特色，统筹兼顾。注重保护历史文物，城市传统风貌和自然景观等。,二.城市轨道交通规划的原则,城市交通系统最优化要求各种运输方式合理配置，协调发展，最终达到满足城市居民出行的需求。因此，应将城市交通系统作为一个整体，在城市总体交通规划的基础上，结合各种交通运输方式的发展规划，制定城市轨道交通的发展规划。,二.城市轨道交通规划的原则,城市的发展是动态的，城市交通的发展也是动态的。动态的发展需要动态的规划来适应，一成不变的静态交通规划是不符合科学发展观的，也不能适应现代化城市发展的需要。,二.城市轨道交通规划的原则,规划必须客观，要采用科学的理论和方法来指导规划工作。城市轨道交通规划应反映客观事实，提出未来城市交通模式和方向，从而为城市决策者提供真实可靠的决策依据。,二.城市轨道交通规划的原则,规划的目的是为了实施。轨道交通规划既要满足社会经济发展的需要，又要受建设能力的制约，应在两者之间寻求一个平衡点，以保证规划是在最大可能实现前提下的对需求的适应。,二.城市轨道交通规划的原则,城市轨道交通规划应本着经济节约的原则，最大限度地挖掘交通潜力，有步骤、有目的地在财力允许的基础上逐步建设轨道交通网络，而不能不顾经济实力盲目发展。,三.城市轨道交通规划的内容,规划流程,三.城市轨道交通规划的内容,1.社会经济调查,目的,针对交通规划的需求，对指定范围的社会经济状况进行全面的了解，详尽收集资料，通过分析和整理以供规划中使用。,综合经济调查,个别经济调查,收集编制交通网所需的全部资料,为规划线路设计确定位置、标准、施工程序以及为经济评价提供依据,三.城市轨道交通规划的内容,2.土地使用规划,目的,合理有效地使用有限的土地,三.城市轨道交通规划的内容,3.出行需求的分析与客流预测,四阶段法,出行生成模型,出行吸引模型,出行分布模型,出行分配模型,城市轨道交通规划四阶段预测法,交通需求预测建模步骤示意图,客流需求预测过程示意图,三.城市轨道交通规划的内容,3.出行需求的分析与客流预测,客流预测,确定城市轨道交通网络规模、交通方式选择、线路运输能力、车站规模设备能力、运营组织、经济效益评价的重要依据,在规划路网时，先要根据居民出行调查及城市道路网等资料初拟路网规划图，然后预测路网客流量以证明路网设计的合理性，如发现不当之处，要重新调整路网规划，并重做客流预测，多次反复，直到满意为止。,三.城市轨道交通规划的内容,4.轨道交通系统的规划,线路规划应采用网络结构形式，即路网结构,线路规划还应考虑能与其他公共交通方式以及城市间铁路、航空、水运换乘便利，衔接紧密,站点设置一般能在容纳大交通量的地区，尤其是能充分接近高密度居住区为最好,换乘枢纽应能满足各种交通方式的便利换乘，尽量缩短乘客的换乘时间,地面轨道交通的噪声、振动等公害最为严重,地下线可以避免振动和噪声，但造价高昂,高架的振动和噪声也应控制在一定范围内，同时应考虑对城市景观的影响,规划、决策人员对城市轨道交通系统未来各个时期，包括从无到有、从线到网的不断发展的过程，进行分析、预测并提出相应的、科学合理的规划方案与实施计划的全过程,一.线网规划,定义,一.线网规划,分类,路网规划,线路规划,确定路网的基本结构、总体规模及主要站点、枢纽的布局形态，同时给出路网的可实施性论证，以期逐步形成科学合理的交通网络，使其能够起到客流组织的主导作用并与城市总体的发展与形态的合理演化相协调,确定线路的走向、站点的设置、与其他交通路线或交通方式的换乘及分段修建计划等,一.线网规划,规划时期,近期规划,中期规划,中远期规划,远景规划,线路建成运行后25年,线路建成运行后510年,线路建成运行后10年以上,线路建成运行后25年,划分原因：主要应考虑到引起城市轨道交通线路或路网客流量的突变因素,一.线网规划,原则,快速轨道交通线路要沿主要客流方向布设，尽可能经过大型客流集散点,为了加强中心城对周围区域的辐射力和吸引力线路应贯通市中心,线路尽量沿城市道路干线走向，一方面便于吸引沿线地面交通量，另一方面便于施工,一.线网规划,原则,力争多设换乘点，尽量使得城市内任意起终点间的乘客出行至多换乘1次即可到达目的地,选择线路走向要考虑城市的自然人文地理等制约条件，选择较好的地形、地质条件，注意历史文物保护,线路经过中心城区时，宜以地下隧道为主，以减少拆迁、噪音、振动、与城市交通的相互干扰,一.线网规划,原则,规划线路时要考虑车辆段、停车场的位置和连接两线路之间的联络线,在现阶段规划我国城市轨道交通时，规划线路应涉及城市开发区及新的规划区域,一.线网规划,规模的确定,定性的确定,定量的分析,线网的规模与城市发展规划紧密结合,线网的规模与经济发展政策紧密相关,线网的规模与城市交通发展政策紧密相关,轨道交通服务水平目标的制定,定性分析和定量计算相结合,一.线网规划,线网结构,典型路网结构的基本特点,路网线路分布比较均匀，客流吸引范围比例较高线路按纵横两个走向，乘客容易辨识方向换乘站较多，纵横线路间的换乘方便，路网连通性好线路走向单一，对角线方向出行需要绕行平行线路间换乘比较麻烦，一般需要换乘两次应尽量将交叉点布置在大的客流集散点上，以减少换乘次数，方便乘客墨西哥市地铁路网基本上属于这种形式,网格式,典型路网结构的基本特点,路网中心点的可达性很好市中心与市郊之间联系很方便，有利于市中心客流疏散任何二条线路之间可直接换乘任何两个车站之间只需换乘一次当多条线路集中于市中心某一点时，容易造成客流组织混乱，并增加施工难度和工程造价由于没有环行线，使得郊区之间的联系很不方便捷克的布拉格市地铁路网基本上属于这种形式,无环放射式,典型路网结构的基本特点,具有放射形路网的优点克服了放射形路网周边方向交通联系不便的缺点，方便了环线上的直达乘客和相邻区域间需要换乘的乘客能起到疏解市中心客流的作用莫斯科市地铁路网基本上属于这种形式,有环放射式,典型路网结构的基本特点,能克服中心区第一点交叉式的缺点,中心区多点交叉式,莫斯科市地铁线网示意图,2010年上海市轨道交通运营线路图,东京轨道交通运营线路图,马德里轨道交通运营线路图,纽约轨道交通运营线路图,线路是城市轨道交通工程的基本组成部分，线路的设计必须满足行车安全、平顺与养护维修工作方便等要求并保证乘客一定的舒适度，符合有关设计规范的要求。,线路按其在运营中的作用，分为正线、辅助线和车场线。,辅助线包括折返线、渡线、联络线、出入段线、安全线、停车线、试车线等。,正线指列车正常运行的线路，一般为双线。,车场线为场区作业线路，包括牵出线、车底（空车）停留线、检修线及综合基地内各种作业线。,线路设计是在已经确定的城市轨道交通线网的条件下，研究某一条或某一段线路的具体位置，确定其相关细节，包括线路的路由方案、敷设方式以及站点的选择等。,2.3 城市轨道交通线路设计,辅助线设计,线路设计内容和设计原则,线路平面设计,线路纵断面设计,1.线路设计内容线路设计分为平面、纵断面和横断面设计。从平面上看： 线路由直线和曲线组成。平面设计的技术要素： 最小曲线半径、夹直线最小长度、最小圆曲线 长度、缓和曲线线形和长度。,曲线包括圆曲线和缓和曲线,一、线路设计内容和设计原则,一、线路设计内容和设计原则,1.线路设计内容从纵断面上看： 线路由坡段和坡段间的连接组成。纵断面设计的技术要素： 最大坡度、坡度代数差、竖曲线线形和曲线半径。横断面设计要满足各个断面的限界要求。,一、线路基础知识概述,车站“驼峰”示意图,2.线路设计过程,一、线路基础知识概述,一、线路基础知识概述,3、线路设计所需技术资料,城市规划类资料,现状资料,工程前期研究资料,其它相关资料,4.线路设计原则 线路路径应以城市轨道交通路网规划为依据，调整要有充分理由。 新线长度一般不宜小于10km，以保证运营效益。 线路敷设型式：在市中心区，宜采用地下线；在市中心区外围，且街道宽阔，宜首选地面和高架线。轨道线路与其他线路相交，应采用立体交叉方式。,一、线路基础知识概述,地下线平面位置和埋设深度应根据地面建筑物、地下管线和其他地下构筑物现状与规划、工程与水文地质条件、结构类型和施工方法以及运营要求等因素，经技术经济综合比较确定。 车站应布设在主要客流集散点和各种交通枢纽点上，尤其是轨道交通线网规划的换乘点。,一、线路基础知识概述,线路经过铁路客运车站时，应设站换乘。有条件的情况下，应预留联运条件。 线路工程的设计年限初期按照建成后第3年要求进行设计，近期按照第10年要求设计，远期按第25年要求设计。地铁、轻轨正线采用右侧行车的双线路线，采用1435mm标准轨距。旅行速度不应低于最高行车速度的30%45%。,一、线路基础知识概述,地铁、轻轨线路按独立运行进行设计。 车辆段出入线应连通上下行正线。 停车线或渡线宜每隔35个站设置一处，较均匀地分布线路各中间站。,一、线路基础知识概述,一、线路基础知识概述,辅助线设计,线路设计内容和设计原则,线路平面设计,线路纵断面设计,二、线路平面设计,二、线路平面设计,O,ZY,YZ,QZ,JD,概略定线时未加设缓和曲线平面曲线要素,二、线路平面设计,详细定线时加设缓和曲线平面曲线要素,ZY,YZ,JD,二、线路平面设计,1.线间距1）正线左右线间关系,二、线路平面设计,二、线路平面设计,1.线间距,区间并行地段线间距,当左右线并行布置时，两线路中心线之间的水平距离，简称为线间距。,车站地段线间距,道岔地段线间距,二、线路平面设计,地下线盾构法施工线间距,地下线路明挖法施工线间距,地面、高架线线间距,二、线路平面设计,地下岛式车站线间距,地下侧式车站线间距,地面、高架车站线间距,二、线路平面设计,交叉渡线地段线间距,单渡线地段线间距,停车线、折返线地段线间距,二、线路平面设计,2.线路里程及标示地铁线路里程以公里数标示，如：K8+700m。地铁里程以右线为基准，一般从起点开始，以公里标K0+000表示，依此推算各点里程。双线并行地段，左线采用右线的投影里程。双线不并行地段，左、右线分别采用各自里程，并在两端并行地段衔接的右线整百米处标明关系。,二、线路平面设计,2.线路里程及标示线路里程标示精度:可研阶段m；初步设计阶段cm；施工设计阶段mm。里程计算一般包括起终点、直缓、缓圆、圆缓、缓直、车站中心、道岔中心以及特殊点的里程等。,二、线路平面设计,2.线路里程及标示断链： 是因局部改线或分段测量等原因造成的里程不连续的现象。,二、线路平面设计,2.线路里程及标示内业断链在设计阶段产生，因某种原因要修改局部尺寸；在平面图上标示在曲线资料下方，长、短链数目100+L；L等于曲线设计实际长度与投影长度的差值， L0，为长链； L0，为短链。,101.456,二、线路平面设计,2.线路里程及标示外业断链由于线位设计变更或外业测量产生的；在平面图上标示在直线段上临近整百米处上方标示，长、短链数目100+L；,二、线路平面设计,3.平面设计步骤,Step 1,Step 2,Step 3,建立平面坐标控制系统,右线交点坐标计算,曲线要素计算,Step 4,右线里程计 算及标示,二、线路平面设计,3.平面设计步骤,Step 9,Step 10,Ste 9,线路详细坐标计算,左右线间距计算,辅助线设计,线路设计内容和设计原则,线路平面设计,线路纵断面设计,三、线路纵断面设计,1.影响纵断面设计的因素,三、线路纵断面设计,2.设计原则 纵断面设计要保证列车运行的安全、平稳及乘客舒适，以及景观协调性。 线路纵断面要结合不同的地形、地质、水文条件，线路敷设方式与埋深或架高要求，隧道施工方法，地上、地下建筑物及基础情况，线路平面条件等，进行合理设计，力求方便乘客使用和降低工程造价。,三、线路纵断面设计,尽量设计成节能坡道，即车站位于纵断面高处，区间位于低处，车站之间形成凹形坡，以便于列车运行时节省能源。 地下区间线路必须穿过地面构筑物与住宅区时，适当增加埋深。 正线最大坡度宜采用30 ，困难地段可采用 35。相邻坡段坡度代数差不受限制。,三、线路纵断面设计,左右线坡道的设计应根据区间结构形式确定，当两线位于同一隧道时，左右线坡度应一致，在曲线地段，左线坡度进行调整，使曲线范围内同一法线断面上的左右线标高相同；当左右线分设单线隧道内，应使车站范围内左右线坡度及标高一致。 车站站台范围内的线路应设在一个坡道上，坡度宜采用20 。,三、线路纵断面设计,3.纵断面设计步骤,Step 1,Step 2,Step 3,绘制基础资料图,确定敷设方式和过渡段,找出线路控制高程,Step 4,三、线路纵断面设计,3.纵断面设计步骤,Step 5,Step 6,Step 7,设计右线曲线,左线坡度设计,左线竖曲线设计,Step 8,左、右线轨 顶高程计算,辅助线设计,线路设计内容和设计原则,线路平面设计,线路纵断面设计,辅助线的分类折返线渡线停车线车辆段（场）出入线,联络线安全线,四、辅助线设计,1、折返线作用：(1)主要用于列车折返作业需要;(2)实现行车的合理调度和正常运行。,四、辅助线设计,1、折返线布置形式：按折返方式划分为：站前折返和站后折返；按折返线与站台的位置关系分：纵列式和横列式；按折返线与正线的衔接方式分：尽端式和贯通式。按折返线的性质分：双折返线、交叉渡线折返线、单折返线、单侧线折返线和综合折返线。,四、辅助线设计,a站后折返、纵列式、尽端式、双折返,b站前折返、横列式、尽端式、单折返,c站后折返、尽端式、交叉渡线折返,d横列式、贯通式、综合折返线,e站后折返、单侧线折返,f站后折返、纵列式、贯通式、综合折返,1、折返线布置原则：为了缩短折返时间，保证最小的行车间隔，折返线的有效长度宜为远期列车长度加40m(信号安全防护距离)。对于尽头式的折返线其末端应设缓冲车挡，车挡的功能可按空载列车运行速度不大于3Okm/h考虑。,四、辅助线设计,折返线不能作为临时停放故障列车的停车线使用。若在折返线上增设检查坑和相应设施时，可作为夜间停放列车的存车线。对于终点站的折返线，有时可以延长线路并增设渡线作折返线使用，但必须根据列车对数和信号要求核算其折返能力。,四、辅助线设计,1、折返线设计长度：,四、辅助线设计,5m,a,a,L交,L效,L挡,1、折返线设计长度：,四、辅助线设计,2、渡线作用：满足列车改变行进方向或列车路线的需要。,四、辅助线设计,2、渡线设置原则：每隔3 5个站设置渡线，或配合折返线、停车线和存车线设置。城际间轨道交通车站渡线一般可在车站两端设置渡线组成“八”字渡线，始发站和有始发作业条件的中间站，两端各设一组“八”字渡线。,四、辅助线设计,3、停车线作用：(1)临时存放故障列车，以减少对正常行车的干扰。(2)用于线路局部事故时组织临时交路，避免局部故障造成全线停。(3)夜间进行线路和设备维修时，工程车辆可利用存车线灵活调度，及时折返，避免长距离绕行。,四、辅助线设计,3、停车线布置形式：根据停车线与站台的位置关系分：纵列式和横列式。,四、辅助线设计,3、停车线设置原则：(1)为使故障车辆尽快退出正线运营，每隔一定距离的车站站端应加设车辆临时停车线。(2)停车线应与正线连通。,四、辅助线设计,(4)临时停车线仅作为故障列车临时待避，一般不做日常技术检查，可不设检查坑。(5)有时故障列车还需要救援车或其他列车牵引回段，停车线的长度，除满足列车停放外，还应考虑采用救援车或其他列车与故障列车连挂作业的要求。,四、辅助线设计,3、停车线设计长度：,四、辅助线设计,3、停车线设计长度：,四、辅助线设计,车 站,车 站,4、出入段线作用：(1)满足高峰小时收发车的需要;(2)满足车场收、发车的需要，尽量避免敌对进路对正线运营的干扰。,四、辅助线设计,4、出入段线布置形式：按车辆段出入线与正线的接轨点的不同分为：中部接轨和终端接轨；按车辆段出入线与正线的交叉方式分为：平面交叉和立体交叉。,四、辅助线设计,四、辅助线设计,4、出入段线设置原则：为保证列车从车辆段出入线方便地到达两条正线或从正线方便地进入车辆段或停车场，车辆段或停车场出入线应该能连通上下行两条正线;,四、辅助线设计,应按双线双向运行设计，避免与正线平面交叉。当出入段线与正线产生交叉时，车辆段或停车场出入线最好采取与正线立交的方式;车辆段出入线应在车站接轨，在接轨点外具备一度停车再启动条件。车辆段出入线与正线运营有干扰时，应进行通过能力计算。,四、辅助线设计,5、联络线作用：(1)联络线是车辆送修的通道；(2)联络线是调转运营车辆的通道；(3)联络线可作为临时运营正线；(4)联络线可作为后建线路的设备运输通道。,四、辅助线设计,5、联络线布置形式：,四、辅助线设计,5、联络线布置形式：,四、辅助线设计,(3)考虑线网的修建顺序，使后建线路通过联络线从新建的线路上运送车辆和设备。(4)联络线尽量在车站端部出岔，便于维修和管理。困难情况下也可在区间出岔，但应注意避免造成敌对进路。(5)联络线的设置应考虑运营组织方式，要注意信号制式及限界的兼容性。,四、辅助线设计,6、安全线作用： 防止车辆段(停车场)出入线折返线或支线上运行的列车未经许可的情况进入正线，确保正线列车安全、正常运行。,四、辅助线设计,6、安全线布置形式：,四、辅助线设计,6、安全线设置原则：(1)当出入段线上的列车在进入正线前需要二度停车，且停车信号机至警冲标之间的长度小于列车制动距离时应设置;(2)折返线末端与正线接通时应设置;,四、辅助线设计,(3)当岔线(支线)与正线接轨时应设置;(4)安全线长度一般不应小于40m，当设置安全线有困难时，可设置脱轨道岔，以确保正线行车安全。,四、辅助线设计,小结,轨道交通系统线路按其在运营中的作用，可分为正线、辅助线和车场线。辅助线包括折返线、渡线、联络线、停车线、出入线、安全线等。我国轻轨交通的线路设计规范尚未制订，本章以我国地铁设计规范为依据，介绍了有关轨道交通系统线路设计的有关内容，包括线路总体设计、平纵断面设计方法。,思考题,已知线路起点里程为K25+536.32，起点到某曲线JD的距离D=893.86m。该曲线R=500m，l0=60m，=355123，试计算该曲线的曲线要素，并推算各主点的里程。,我国已建地铁平均站间距离,上海、东京轨道交通车站间距比较,一、判断题1、“规划”是研究如何从全面和长远的角度确定发展目标，并对现有资源进行优化配置，从而达到目标的理论和方法。（ ）2、城市轨道交通是一种技术要求高、施工难度高的“二高系统。（ ）3、轨道交通系统的规划有线路规划、站点设置、环境保护等方面的内容。（ ）4、线网的规划研究首先要确定城市轨道交通线网合理的走向。（ ）5、线路经过中心城区时，宜以地下隧道为主，以减少拆迁、噪音、振动、与城市交通的相互干扰。（ ）6、地铁：最小曲线半径在正线上一般取250m。（ ）7、考虑乘客的乘降方便，城市轨道交通车站的站间距在市区一般的距离为2000m。（ ）,二、问答题1、城市轨道交通规划的原则和线网规划的原则有什么区别？2、线网规划的定义是什么？3、线网规划分那两类？4、线网的基本结构有几种？三、作图题作图并说明什么是合理纵断。,