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        城市軌道交通線(xiàn)路曲線(xiàn)組合優(yōu)化策略研究

        2020-11-26 11:55:29陳冬
        商品與質(zhì)量 2020年46期
        關(guān)鍵詞:坡道高架列車(chē)運(yùn)行

        陳冬

        遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

        隨著我國(guó)城市化的發(fā)展進(jìn)程越來(lái)越快,城市的交通運(yùn)輸問(wèn)題也日趨嚴(yán)重,出現(xiàn)了交通堵塞、行車(chē)、乘車(chē)?yán)щy、大氣污染嚴(yán)重等問(wèn)題。

        1 概述

        限制條件指影響平縱斷面設(shè)計(jì)的各類(lèi)因素。城市軌道交通線(xiàn)路設(shè)計(jì)應(yīng)符合城市總體規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃、軌道交通線(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃、城市近期建設(shè)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等。線(xiàn)路平面設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)城市現(xiàn)狀或規(guī)劃,以及運(yùn)營(yíng)要求等因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。線(xiàn)路縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮與沿線(xiàn)建構(gòu)筑物、各級(jí)道路、橋梁、鐵路、河流的凈距要求和節(jié)能要求等,合理選用縱坡[1]。

        2 模型構(gòu)建

        2.1 乘客出行成本

        乘客出行成本一般由購(gòu)票成本與時(shí)間成本組成。小交路折返站的選擇不會(huì)影響票價(jià),因此主要考慮乘客的時(shí)間成本??紤]到列車(chē)的旅行速度相同的情況,乘客在車(chē)時(shí)間不會(huì)發(fā)生變化,在此選擇乘客的候車(chē)時(shí)間作為乘客出行成本,而線(xiàn)路較長(zhǎng)時(shí)旅客更關(guān)心車(chē)廂擁擠程度,若擁擠程度較高,則乘客出行成本更高。城市軌道交通的發(fā)車(chē)間隔一般較小,乘客出行時(shí)不需關(guān)注列車(chē)時(shí)間表,可將乘客視為均勻達(dá)到,因此可將乘客的平均候車(chē)時(shí)間取發(fā)車(chē)間隔的一半。滿(mǎn)載率是衡量車(chē)廂擁擠程度的重要指標(biāo),滿(mǎn)載率越高,車(chē)廂越擁擠,乘客的出行成本也隨之增加。

        2.2 企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本

        企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本主要包括與列車(chē)走行公里相關(guān)的列車(chē)運(yùn)行成本,以及均攤到運(yùn)營(yíng)時(shí)段每小時(shí)的列車(chē)購(gòu)置成本。

        3 影響列車(chē)行駛速度的因素

        在設(shè)計(jì)階段,通過(guò)分析直接影響列車(chē)運(yùn)行的三種力—牽引力、列車(chē)運(yùn)行阻力、列車(chē)制動(dòng)力可知,列車(chē)運(yùn)行阻力按形成原因可分為基本阻力和附加阻力?;咀枇κ侵噶熊?chē)運(yùn)行過(guò)程中任何情況下均存在的阻力,與線(xiàn)路條件無(wú)關(guān)。附加阻力是指列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中特定的運(yùn)行情況下存在的阻力,包括:坡道附加阻力wi、曲線(xiàn)附加阻力wr、隧道空氣附加阻力ws。其中,坡道附加阻力、曲線(xiàn)附加阻力與線(xiàn)路條件密切相關(guān)。其中,Ly 為圓曲線(xiàn)長(zhǎng)度;α 為交點(diǎn)轉(zhuǎn)角;曲線(xiàn)阻力功與半徑無(wú)關(guān),與交點(diǎn)轉(zhuǎn)角成正比。轉(zhuǎn)角越大,曲線(xiàn)總長(zhǎng)加大,列車(chē)需克服曲線(xiàn)阻力做功變大,導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)費(fèi)用增加。當(dāng)列車(chē)位于上坡道時(shí),坡道附加阻力與列車(chē)運(yùn)行方向相同,坡道阻力為正值;當(dāng)列車(chē)位于下坡道時(shí),坡道附加阻力與列車(chē)運(yùn)行方向相反,坡道阻力為負(fù)值,等效于下滑力。因此,可從減小運(yùn)行阻力的角度,優(yōu)化線(xiàn)路條件,提高列車(chē)運(yùn)行速度。簡(jiǎn)而言之,就是在滿(mǎn)足限定條件下,盡量選用大半徑和合理的縱坡,以減小運(yùn)行阻力,提高列車(chē)運(yùn)行速度

        4 設(shè)計(jì)體會(huì)

        4.1 線(xiàn)路平面設(shè)計(jì)

        選擇一個(gè)合理的路由對(duì)軌道交通的建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展都有很有利的作用,也可以對(duì)線(xiàn)路的平面走向進(jìn)行有效控制,保證與道路線(xiàn)網(wǎng)和常規(guī)的公路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)縫銜接。線(xiàn)路的路由選擇可以依據(jù)對(duì)線(xiàn)路的功能進(jìn)行定位之后再對(duì)線(xiàn)路實(shí)施整體化的布局,布局完成之后要及時(shí)確定線(xiàn)路沿線(xiàn)所必經(jīng)過(guò)的幾個(gè)控制點(diǎn),也就是客流量較大的集散點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,調(diào)整好各控制點(diǎn)之間的線(xiàn)路路由之后,要在最大限度上吸引當(dāng)?shù)氐目土鳎⒔Y(jié)合所處地區(qū)的地質(zhì)、地形條件進(jìn)行線(xiàn)路的選擇確定路由[2]。

        4.2 選擇合理的線(xiàn)路敷設(shè)方式

        線(xiàn)路的敷設(shè)方式有三種,分別是地下敷設(shè)、地面敷設(shè)、高架敷設(shè)。選擇合理的線(xiàn)路敷設(shè)方式對(duì)工程來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵的一步,這不僅直接影響著整個(gè)項(xiàng)目的投資金額和建設(shè)規(guī)模,還直接影響到方案的可行性和合理性。因此,在選擇線(xiàn)路的敷設(shè)方式時(shí),要結(jié)合線(xiàn)路在城市中的位置、城市道路條件、社會(huì)影響、管線(xiàn)情況及其他特殊水文地質(zhì)情況。地鐵在中心城區(qū)內(nèi)宜采用地下敷設(shè)以減少對(duì)交通、噪聲和城市景觀的影響,有軌電車(chē)宜沿有路中綠化帶的道路地面敷設(shè),跨坐式單軌宜采用橋墩立于路中綠化帶的高架敷設(shè)方式。

        在某M2 線(xiàn)的設(shè)計(jì)中就涉及城市中心區(qū)內(nèi)泉水保護(hù)的原因?qū)Φ叵潞透呒芊笤O(shè)方式做了較為完整的方案研究,最終確定以地下方式敷設(shè);在下穿黃河后線(xiàn)路進(jìn)入鵲山片區(qū)則采用了高架敷設(shè)方式以節(jié)約造價(jià)。在新津有軌電車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中,本來(lái)預(yù)留有軌電車(chē)沿道路外側(cè)地面敷設(shè)的條件,但在道路施工過(guò)程中管線(xiàn)為避免對(duì)高壓線(xiàn)塔基礎(chǔ)的影響,大量管線(xiàn)侵入有軌電車(chē)建設(shè)控制范圍,考慮到協(xié)調(diào)難度大、社會(huì)輿論風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題,則進(jìn)行了高架敷設(shè)和路面敷設(shè)方案的比選研究。

        4.3 選擇合理設(shè)置車(chē)站位置

        車(chē)站位置設(shè)置是否合理將會(huì)在很大程度上決定所容納的客流量,車(chē)站一定要盡量建在靠近乘客主要集散點(diǎn)的地方,有條件的可以選在附近有汽車(chē)站、火車(chē)站的區(qū)域,這樣可以有效提高乘客旅途的速度,同時(shí)也為乘客的轉(zhuǎn)乘帶來(lái)便捷,但是對(duì)一些突發(fā)的客流點(diǎn)一定要保持距離,以便于發(fā)生緊急情況時(shí)可以進(jìn)行疏散撤離。車(chē)站之間的間距大小也會(huì)影響列車(chē)行進(jìn)的速度和工程投資、系統(tǒng)服務(wù)水平。在城市中心區(qū),地鐵車(chē)站的服務(wù)范圍在500-800m,站間距在1km 范圍內(nèi)比較合適,而在城市外圍區(qū)域,應(yīng)適當(dāng)加大站間距,以降低工程造價(jià),提升列車(chē)旅行速度。但是車(chē)站站位的設(shè)置有時(shí)不能過(guò)于拘泥于站間距的要求,主要考慮的應(yīng)該是功能需求,滿(mǎn)足合理的服務(wù)水平[3]。

        5 結(jié)語(yǔ)

        分析了線(xiàn)路平面曲線(xiàn)、縱斷面坡度對(duì)列車(chē)運(yùn)行速度的影響,以及線(xiàn)路條件與列車(chē)運(yùn)行速度的關(guān)系。在滿(mǎn)足控制點(diǎn)安全凈距的條件下,從降低列車(chē)運(yùn)行阻力的角度,應(yīng)選用較大的平面曲線(xiàn)半徑和較小的縱斷面坡度,以提高列車(chē)運(yùn)行速度。

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