南京市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)問題探討

摘要：隨著城市人口的增加，交通壓力的增大，軌道交通越來越多地被應(yīng)用于國內(nèi)的大中型城市。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市軌道交通在提高地面交通運(yùn)輸能力，加快交通運(yùn)輸速度等方面效果顯著。針對(duì)南京市目前運(yùn)行的兩條地鐵的運(yùn)營情況以及到2030年全市軌道交通規(guī)劃綱要，提出設(shè)計(jì)中需要注意的關(guān)鍵問題，以期為南京市軌道交通取得更好的運(yùn)營效果提供參考。

關(guān)鍵詞：南京市；地鐵；規(guī)劃

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

1 引言

南京市軌道交通始于2005年，該年9月地鐵一號(hào)線正式投入營運(yùn)，隨后于2010年開通二號(hào)線，在很大程度上緩解了城市地面交通壓力，取得了良好效果。根據(jù)南京市軌道交通規(guī)劃，到2030年全市總共將有17條線路（包括7條地鐵線、8條市域快線和2條輕軌線）為市民出行服務(wù)。

目前提供服務(wù)的兩條地鐵線為一號(hào)線（包括西延線和南延線）和二號(hào)線。一號(hào)線是貫穿主城南北中軸線最重要的客流走廊，為城市南北方向的交通提供了便利；二號(hào)線是貫穿主城東西中軸線客流走廊，由東西走向橫貫主城區(qū)，成為東西城區(qū)的交通大動(dòng)脈。這兩條地鐵的開通在很大程度上緩解了南京市越來越繁重的交通壓力，同時(shí)由于地鐵交通速度快、運(yùn)量大、污染少、能耗較少，成為南京市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的解決方案。

針對(duì)南京市目前運(yùn)行的一二號(hào)線地鐵進(jìn)行分析，在很多方面都起到了良好效果，但從南京市軌道交通整體規(guī)劃的角度來看，仍然存在一些不足。文章主要對(duì)南京市軌道交通客流量預(yù)測(cè)、合適列車編組以及“40對(duì)”通過能力等幾個(gè)主要問題進(jìn)行探討。

2 南京市軌道交通客流量預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)客流量是進(jìn)行城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃、軌道交通工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料和重要依據(jù)。一般是按照預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)期客流量來確定系統(tǒng)的總體建設(shè)規(guī)模、機(jī)電設(shè)備容量和系統(tǒng)運(yùn)輸能力，進(jìn)行土建工程設(shè)計(jì)，并進(jìn)行項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益評(píng)價(jià)。在設(shè)計(jì)中，以預(yù)測(cè)的初、近期客流量確定系統(tǒng)分期建設(shè)規(guī)模和初始投資數(shù)量。

南京地鐵在1986年開始對(duì)地鐵線路初步規(guī)劃時(shí)，采用地鐵承擔(dān)客運(yùn)總量比例的辦法估算地鐵客流量，主要依據(jù)以下資料：南京市歷年經(jīng)濟(jì)發(fā)展資料；歷年公共交通統(tǒng)計(jì)資料、月票調(diào)查資料；規(guī)劃資料；機(jī)動(dòng)車、自行車等統(tǒng)計(jì)資料；國內(nèi)外已有地鐵城市的統(tǒng)計(jì)資料以及人口統(tǒng)計(jì)資料。在當(dāng)時(shí)，由于尚無O—D調(diào)查資料，這種基于調(diào)查資料分析的方法具有相當(dāng)?shù)目煽啃?，并且是定量分析與經(jīng)驗(yàn)分析結(jié)合，能夠較合理地規(guī)劃南京地鐵線路。但是，該方法具有一定局限性，因此，在1988年的預(yù)測(cè)中主要依據(jù)交通綜合規(guī)劃所作的資料，即在現(xiàn)狀O—D調(diào)查基礎(chǔ)上，制作2000年南京市居民O—D表，對(duì)規(guī)劃的地鐵線路客流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出了各期的客流量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，起到了良好的指導(dǎo)作用。

目前，主流的客流預(yù)測(cè)方法是四階段預(yù)測(cè)法，主要借住兩款軟件工具——TransCAD交通規(guī)劃軟件和東南大學(xué)的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析軟件“交運(yùn)之星”。具體步驟如下：一、獲取南京市統(tǒng)計(jì)資料，包括經(jīng)濟(jì)、人口和交通方面；二、將收集的數(shù)據(jù)匯入數(shù)據(jù)庫，通過人機(jī)對(duì)話方式標(biāo)定公共交通量（地面公交+軌道交通）的多元回歸預(yù)測(cè)分析模型；三、構(gòu)建預(yù)測(cè)年度的OD分布矩陣，并進(jìn)行地鐵交通區(qū)城市居民出行吸引預(yù)測(cè)；四、用城市人口及相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行修正。通過該方法對(duì)南京市2008年、2015年以及2030年這三個(gè)特征年度南北線全線客流預(yù)測(cè)結(jié)果如表1。[1]

表1 特征年度南北線全線客流預(yù)測(cè)

客流量的預(yù)測(cè)對(duì)于地鐵的規(guī)劃意義重大，關(guān)系到地鐵建設(shè)規(guī)模、車組編排、車站設(shè)置等等方面的設(shè)計(jì)。南京地鐵目前只開通兩條線路，因此必須使用科學(xué)的方法對(duì)未來客流量進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。該方法為今后南京地鐵客流量預(yù)測(cè)提供了一個(gè)很好的參考。

3 南京市軌道交通列車編組問題

南京地鐵2號(hào)線車輛編組的形式主要為“兩動(dòng)一拖”的3輛車編組和“兩動(dòng)兩拖”的4輛車編組。為設(shè)計(jì)出合適的列車編組，首先必須對(duì)客流量情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，根據(jù)歷史資料，采用科學(xué)預(yù)測(cè)方法，南京地鐵2號(hào)線全線客流量預(yù)測(cè)結(jié)果如表2。[2]

表2 南京地鐵2號(hào)線全線客流量預(yù)測(cè)表

對(duì)比“兩動(dòng)一拖”的3輛車編組和“兩動(dòng)兩拖”的4輛車編組，在牽引加速性能方面有如下區(qū)別：由于“兩動(dòng)兩拖”4輛車編組所用車輛數(shù)較“兩動(dòng)一拖”3輛車編組多，因而其牽引重量較大?！皟蓜?dòng)兩拖”編組且乘客為站立6人/情況下，在平直道上全動(dòng)力時(shí)的啟動(dòng)加速度可達(dá)到0.827m/；經(jīng)過40.12s，運(yùn)行603.92m，速度達(dá)到80km/h，剩余加速度為0.333m/。

從滬寧路站——馬群站區(qū)間段內(nèi)有30j大坡道，在乘客以8人/計(jì)時(shí)，“兩動(dòng)兩拖”編組在失去1/2動(dòng)力情況下，動(dòng)車組仍然能夠啟動(dòng)，并加速到65km/h，經(jīng)274.2s將列車行駛至下一站。雖然，“兩動(dòng)兩拖”的編組方案能滿足南京地鐵2號(hào)線牽引及故障運(yùn)行能力的要求，但其動(dòng)力性能沒有“兩動(dòng)一拖”編組方案的動(dòng)力性能好。“兩動(dòng)一拖”編組的啟動(dòng)加速度可達(dá)到1m/，其加速性能和運(yùn)行時(shí)間都好于“兩動(dòng)兩拖”編組。

根據(jù)以上分析，如果想在牽引加速性能方面更優(yōu)，南京地鐵2號(hào)線應(yīng)該選擇“兩動(dòng)一拖”編組方案。但是地鐵列車編組方案的確定不止由牽引加速性能決定，還應(yīng)考慮運(yùn)載客流量、列車造價(jià)等其他因素，在此，我們只針對(duì)牽引加速性能做部分探討，不涉及其他因素。但最終確定南京市地鐵列車編組時(shí)應(yīng)全面考慮所有因素。

4 “40對(duì)”通過能力問題

我國《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，城市地鐵系統(tǒng)的通過能力按不低于30對(duì)列車設(shè)計(jì)。該指標(biāo)已被實(shí)踐證明可以達(dá)到?，F(xiàn)在有業(yè)內(nèi)人士主張將系統(tǒng)通過能力提高到每小時(shí)40對(duì)，即行車間隔90s。

根據(jù)專家研究，必須具備以下條件，才能使系統(tǒng)通過能力提高到每小時(shí)40對(duì)列車：

（1）信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)間隔應(yīng)達(dá)到75s。

行車間隔要達(dá)到90s，必須有信號(hào)的設(shè)計(jì)間隔為75s與之相匹配，這樣才能保證在行車秩序被打亂后能夠進(jìn)行調(diào)整。但就目前市場(chǎng)上所使用的信號(hào)系統(tǒng)來看，較先進(jìn)的ATC信號(hào)系統(tǒng)也只能達(dá)到行車間隔為120s。

（2）列車的起動(dòng)加速度應(yīng)在1.0m/以上。

地鐵站間距短，車輛起動(dòng)制動(dòng)頻繁。根據(jù)模擬計(jì)算，要使城市地鐵系統(tǒng)的通過能力達(dá)到40對(duì)，列車的起動(dòng)加速度應(yīng)達(dá)到1.0～1.1m/，制動(dòng)減速度不低于1.2m/。

莫斯科地鐵系統(tǒng)的通過能力之所以能夠到達(dá)40對(duì)，是因?yàn)槠洳捎萌珓?dòng)車編組，車輛的起動(dòng)制動(dòng)加減速度能夠達(dá)到上述所列的標(biāo)準(zhǔn)；而我國已經(jīng)投入運(yùn)營的地鐵以及在建的軌道交通項(xiàng)目，全部采用動(dòng)車拖車混合編組，列車的起動(dòng)加速度約為0.8m/左右，制動(dòng)減速度在1.0m/左右。

（3）列車停站時(shí)間不能超過25s。

分析研究莫斯科地鐵發(fā)現(xiàn)，為縮短停站時(shí)間，采取的是列車停穩(wěn)時(shí)車門已經(jīng)打開，車門關(guān)閉時(shí)列車已經(jīng)起動(dòng)的做法。另外，莫斯科地鐵規(guī)定車廂內(nèi)每平米余富面積站立4.5人，加之列車間隔較短，上下車的人數(shù)不那么集中，也為縮短停站時(shí)間提供了條件。但由于我國大中型城市人口眾多，在車廂內(nèi)每平米余富面積站立6個(gè)人的條件下，要想縮短列車停站時(shí)間是非常困難的。

（4）折返站通過能力。

折返站的通過能力是限制系統(tǒng)最終能力的主要環(huán)節(jié)。按我國目前的信號(hào)設(shè)備和折返站配線計(jì)算，折返站的最大通過能力不超過每小時(shí)34對(duì)。因此從折返站的能力看也無法通過40對(duì)列車。

綜上所述，就目前我國地鐵的技術(shù)能力以及特殊的城市人口狀況，通過能力達(dá)到40對(duì)只是一個(gè)奮斗目標(biāo)，還不是可以實(shí)現(xiàn)的實(shí)際生產(chǎn)力。南京市地鐵設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行通過能力是應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)前技術(shù)力量，合理設(shè)計(jì)，切不可盲目追求數(shù)據(jù)的好看而讓設(shè)計(jì)出的參數(shù)無法達(dá)成。

5 結(jié)語

南京市，作為江蘇省省會(huì)，又是有著悠久歷史的名城和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，傳統(tǒng)城市公共交通面臨的壓力日益增加，軌道交通正逐漸為公共交通減壓，地鐵一二號(hào)線的開通取得的效果非常明顯。為迎接2014年青年奧運(yùn)會(huì)的召開以及日后城市化進(jìn)程的加快，南京市正積極進(jìn)行城市軌道交通規(guī)劃，在這個(gè)過程中，一方面應(yīng)當(dāng)充分借鑒之前地鐵建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)和國外較好的設(shè)計(jì)理念，另一方面也應(yīng)意識(shí)到自身技術(shù)能力的不足和特殊的城市特點(diǎn)，不斷學(xué)習(xí)提高軌道交通建設(shè)實(shí)力，相信在不久的將來一定能夠建成滿足城市需要的軌道交通網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡曉龍，陳森發(fā).南京地鐵南北線客流預(yù)測(cè)與運(yùn)能規(guī)劃的應(yīng)用性研究[J].規(guī)劃師，2004，12.

[2]何曄，南京地鐵2號(hào)線列車編組的比較研究[J].城市軌道交通研究，2004，12.

[3]梁廣深，地鐵設(shè)計(jì)中幾個(gè)熱點(diǎn)問題的探討[J].城市軌道交通研究，2002，06.

[4]王仕春， 城市軌道交通規(guī)劃選線存在問題及建議[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2011，06.

[5]楊濤.城市交通：新世紀(jì)的挑戰(zhàn)與對(duì)策—南京城市交通發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃研究[M].南京：東南大學(xué)出版社，2001.