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我对地铁设计中几个问题的看法
我对地铁设计中几个问题的看法
【摘要】本文对如何看待地铁预测客流量，北京地铁客运量增长缓慢问题，关于跑40对通过能力问题，以及远期列车编组问题发表了自己的看法。
认为预测客流量有不确定性，在设计中应留有余地。
票价高是制约北京地铁客运量增长的主要因素。
我国地铁列车采用动车、拖车混合编组，启动、制动加减速度低，加上终点站返返能力制约，无法跑到40对通过能力。
根据发达国家地铁列车编组逐渐加长的发展史，现在不应该缩短在建项目远期的列车编组长度。
【关键词】客流量、通过能力、列车编组、留有余地。
1引言
随着我国经济的飞速发展和综合国力的提高，我国城市快速轨道交通建设进入了大发展时期。
目前，对地铁设计中的几个重大技术问题，如远期预测客流量、地铁现状客运量估价、通过能力跑40对、以及缩小远期列车编组等问题上，存在着不同意见。
对这些重大技术问题，如果得不到正确合理的解决，势必影响我国城市快速轨道交通建设的健康发展。
为此笔者愿就此问题发表一点拙见，作为引玉之砖，以期引起业内同行们的关注和思考。
2预测客流量分析
目前在对快速轨道交通项目评审中，部分专家往往认为预测的远期客流量偏大，要求压缩远期预测客流量，缩小列车编组长度。
对此我想从客流预测的机理上发表一些看法。
预测客流量在轨道交通设计中的作用
预测客流量是进行城市快速轨道交通工程设计的基础资料。
它是确定系统的总体建设规模，机电设备容量，车辆配置，系统运输能力，以及工程分期建设的依据。
但由于各种条件制约，目前客流预测结果还有不尽人意的地方，业内人士也有不同看法。
客流量预测的基础资料
当前进行轨道交通客流量预测，使用的基础资料有两类：
一类是城市近十几年来的统计资料。
包括城市人口数量、国内生产总值、历年公共交通客运量、居民出行OD、出行方式等。
另一类是未来第十年的城市总体规划资料。
如城市规划人口、城市经济发展规划、城市道路网规划、公共交通规划、地铁沿线的土地利用和开发规划等。
客流量预测方法
现在轨道交通客流量预测，都是采用交通流四步法：
即按出行生成、出行分布、出行方式划分和交通流分配四步进行预测。
客流预测，首先根据城市既有资料的特征因子，建立和较核数学模型。
然后代入未来第十年的城市规划参数，进行城市未来第十年的交通量预测。
在此基础上，用趋势外延法进一步进行初期、近期和远期城市交通量预测，并由此预测快速轨道交通承担的客运量、站间OD、车站上下车人数、以及区间断面客流量等数据。
如何看待预测客流量
预测客流量有不确定性
从客流预测原理看出，在预测模型中对各因子的取值大小，直接影响预测客流量的大小。
未来城市总体规划的变更或实施滞后，也会影响预测客流量大小。
另外，客流量预测的时间跨度长达30年，预测使用的城市规划资料又与客流预测年限不吻合，这就必然会造成预测误差。
其预测结果有一个置信度范围。
因此，我主张在设计中不要把预测客流量看的太死，对系统运输能力应该留大不留小。
为以后可持续发展留有余地。
预测客流量会随着经济的发展而增长。
客流量是社会经济活动和文化生活活动的产物。
它会随着城市经济的发展而增加。
随着人民生活水平的提高，大批骑自行车的乘客会转乘公共交通上下班。
由于城市面积的扩大，地铁线路向郊区延伸，扩大了它的服务范围和吸引量。
随着城市化的发展，大批农业人口涌进城市经商和做工，使公共交通客运量增加。
随着汽车时代的到来和城市道路堵塞，迫使乘小汽车的人在郊区换乘地铁进城上班。
看一看已有百年地铁历史的发达国家，仍在不断地扩建地铁网络、现在地铁车内拥挤不堪，甚至要用人推送的现状，就说明了这一点。
预测客流量是否总是偏大
有人提出现在地铁预测客流量普遍偏大，要求压缩。
上海的例子并非如此。
1999年4月，上海市为进行地铁1号线北延伸段设计，委托上海城市综合交通规划研究所，对1号线的客流量重新进行了预测。
预测结果，延伸后的1号线到2005年，全日客运量为68万人次，高峰小时最大断面客流为万人次。
上海地铁1号线2001年平均日客运量为42万人次，节日达60万人，高峰小时断面客流量为万人次。
由此可见上海地铁1号线新预测的客流量，小于2001年的实际客运量。
3我国地铁现状客运量分析
图1北京地铁客运量统计表
现在有人经常说北京地铁1号线运营30年，高峰小时断面客流才达到万人次。
于是拿北京地铁类比，认为一些正在筹建项目的远期预测客流量偏大，要求压缩。
我经过对北京地铁、上海地铁的实际客运量调查研究之后，有不同看法。
北京地铁客运量分析
北京地铁1号线于1971年开通，已有30年的运营历史。
北京环线地铁于1987年12月投入运营，也已运营了15年。
目前北京地铁全日客运量为150万人次。
地铁1号线高峰小时最大断面客流量约为万人次，行车间隔为分钟。
北京地铁采用人工售检票。
1987-1995年单程票价为元，月票每张18元。
1996年1月，单程票改为2元，月票改为40元。
1999年12月单程票改为3元，地铁专线月票改为50元，地铁与公交通用月票为80元。
从北京地铁近13年的统计表可以看出，在1987-1995年票价为元时，地铁的客运量增长率一般在10%左右。
1996年、2000年的两次客运量大跌落都是由于车票涨价引起的。
1996年1月票价由元改为2元，当年的客运量减少亿人次，折合每天减少乘客万人次，降幅为21%。
1999年12月票价由2元改为3元，2000年的客运量又减少了6千万人次，折合每天减少乘客万人次，降幅为%。
上海地铁客运量分析
上海地铁1号线于1993年建成，运营9年来客运量增长很快。
目前1号线的票价分为2元、3元、4元三种，1号线换乘2号线的票价为5元。
从地铁1号线的客流统计表可以看出，1993年地铁1号线试营业期间，票价为5元，年客运量为万人次，1994年月票价改为2元、3元，当年客运量达到万人次。
增长了倍。
从1995-1998的4年中，地铁1号线的客运量平均每年增长25%。
1999年3月1号线的票价调为3元、4元，使当年客运量减少了1685万人次，折合每天减少乘客万人次，降幅为13%。
图2上海地铁客运量统计表
制约地铁客运量增长的因素
车票价格
通过对北京地铁和上海地铁实际客运量的分析说明，车票价格是制约我国地铁客运量增长的主要因素。
地铁票价每涨一次其客运量就下跌一次。
由于票价高，使大批乘客被拒之地铁门外。
例如北京地铁环线的票价为3元，在地面上与其并行的44路汽车票价为1元。
结果44路汽车的客流量很大，而地铁的客流却不那么火爆。
地铁1号线也有类似情况。
目前北京地铁的专线月票为50元，地铁与公交通用月票为80元，因企业改革地铁公司不再增发新的地铁月票。
近日报纸披露，黑市上一张地铁月票的价格已经炒到1000元。
这说明还是有很多人想少花钱乘坐地铁上班，如果把北京地铁的票价降到可与公共电汽车竞争的水平，我相信地铁的客运量定能大幅度增加。
职工收入水平
经济条件是职工出行选择交通工具的基础。
这与我国职工收入低密切相关。
北京市2000年全市职工的平均工资为15726元，低收入职工的月工资不足千元。
花3元钱买一张地铁票相当于职工收入的1/200-1/300，这自然会使他们对地铁望而却步。
而在香港和其他发达国家，乘一次地铁的票价只相当于其收入的1/1000，甚至更低。
乘坐地铁出行的比例就高。
因此，目前我国劳动者的收入水平不高，是制约地铁客流量增长的第二位因素。
地铁线路网规模
地铁在城市交通中发挥的作用与线网规模有密切关系。
凡是地铁线网发达的城市，地铁就起着骨干交通的作用。
现将2001年8月英国卫报发表的世界六大地铁概况摘录世界五大地铁概况表表1城市指标巴黎莫斯科东京纽约墨西哥第一条线建成年份19001935192718681969线路条数1411122511线网长度2102642851055159车站数量297162209468175单程票价8法郎5卢布160日元美元比索日客流量440900700470420
北京地铁目前只有2条线，直达性较差，大部分乘客都要经公共交通换乘才能到达目的地，在城市交通中起不到骨干作用，也是影响客运量增长的一个原因。
政府宏观管理
北京地铁客运量增长缓慢，与政府的宏观管理有关系。
如果政府职能部门对全市的公共交通有一个合理的调控规划，变无序竞争为合理分工。
地铁的客运量也会大量增加。
2001年上海市政府因打浦路过江隧道能力紧张，取消了几条经该隧道开往浦东的公交车路线。
鼓励乘客坐地铁2号线过江，并规定在黄浦江两侧乘车在4站以内的票价为1元。
这一调控为地铁2号线增加了一大批客流。
城市基础设施条件
城市基础设施也是影响地铁客运量增长的一个因素。
北京的城市道路网较发达，公交车的营运速度不算低，能满足职工上下班要求，许多人选择公交车上下班。
上海的城市道路网先天不足，堵车严重，公交车不能保证职工的上班时间。
而上海地铁因速度快、准时，成为上班族的首选交通工具。
尽管上海地铁的票价比北京地铁高，乘坐地铁的人还是越来越多。
上海地铁1号线才运营8年，高峰断面客流量已达万人次。
笔者认为，在当前形势下应该注重总结我国新建地铁的新鲜经验，而不是老回头向后看。
因为我国今后的发展模式肯定与过去30年的发展模式不同。
4关于40对通过能力问题
新修编的《地下铁道设计规范》，将地铁的通过能力提高到每小时40对。
对此我是有疑虑的。
目前世界上有近百座城市建成了快速轨道交通，其中只有俄罗斯的莫斯科地铁，圣彼得堡地铁，跑到了每小时40对列车以上。
东京地铁最高跑到32对，香港地铁近几年花7亿港元资金改造信号设备，也只能跑到34对列车。
并认为行车密度再增加的可能性很小。
有专家认为，地铁跑40对通过能力要具备以下条件：
信号的设计间隔应达到75秒
信号是保证列车运行安全的设备，列车要跑90秒的行车间隔，信号的设计间隔应达到75秒，作为调度员调整运行秩序的余量。
目前最新的信号设备区间可以跑到75秒。
列车的起动、制动加减速度要大
地下铁道站间距短，列车起动、制动频繁。
要跑40对能力，列车的起动加速度应达到m/s2，制动减速度不能小于m/s2。
莫斯科地铁采用全动车编组，车辆的起动、制动加减速度能达到上述条件，已经跑到了40对、45对。
欧美各国和我国在建的地铁，全部采用动车、拖车混合编组，列车的起动加速度约为m/s2左右，制动减速度在m/s2上下，因此这些地铁没有一个能跑到40对。
列车停站时间不能超过25秒
列车停站时间是限制车站通过能力的重要因素。
要跑40对能力，列车的停站时间不能超过25秒钟。
莫斯科地铁车内每平米余富面积站立人，加上列车间隔较短，上下车的人不太集中，其停站时间就短。
像我国这样的人口大国，车内每平米余富面积站立6个人，要缩短停站时间很困难。
折返站通过能力是最终制约因素
折返站的通过能力，是最终限制系统通过能力的环节。
经过几家设计单位按移动闭塞信号和折返站配线计算，4辆以上编组的列车，其折返站的最大通过能力不超过每小时34对。
总而言之，正是由于上述条件制约，使绝大多数城市的地铁都跑不到40对通过能力。
有同志说，里尔地铁可以跑到每小时60对列车。
据我所知，里尔地铁属于新交通系统.其车宽,车高。
采用胶轮车和无人驾驶。
列车由2辆车组成，长，列车定员为130人，系统运输能力约8000人次，它和我们讨论的大容量地铁是两回事。
法国人能使里尔地铁跑60对，却不能让巴黎地铁跑40对，这不是很能说明问题吗？
笔者认为，像通过能力这样的重大技术问题，应该在调查研究的基础上，先进行专题``论证，再进行现场实际测试，取得成功之后再推广较为稳妥。
5关于远期列车编组问题
国外地铁列车编组的发展趋势
在地铁设计中，有些专家极力要求新建地铁缩短列车编组数量，这不符合世界地铁一百多年的发展史。
各国地铁列车的编组数量经历了一个由短到长的发展过程。
请看，东京地铁列车编组由4辆发展到6、8、9、10、12辆；汉城地铁由6辆发展到8、10辆；莫斯科地铁由6辆到8、9辆；巴黎普通地铁由5辆到6、8辆；地铁快车线由4辆到6、8、9辆。
改善乘车舒适度势在必行
目前我国地铁设计都是按车厢内每平米余富面积站立6个人计算，乘车条件要差一些。
欧洲地铁规定每平米面积站立4个人，莫斯科地铁规定为人。
想通过提高舒适度，吸引更多的乘客乘坐地铁。
现在我国人民的生活水平大幅度提高了，带空调的公共汽车已很普遍，新建地铁车站也增加了空调，由此改善地铁乘车舒适度势在必行。
青岛地铁列车编组该不该缩短
青岛地铁经过多年反复论证，确定采用B型车，列车6辆编组。
现在有人建议将该线改为4辆车编组，我认为这样做会留下后遗症。
青岛地铁远期高峰小时预测客流量为万人次。
按列车6辆编组、系统通过能力30对计算，远期高峰小时应开行28对列车。
为改善乘车舒适度，若按每平米面积站立4个人计算，远期高峰小时需开行38对列车，已接近了部分专家提倡的40对能力。
因此从发展角度看，青岛地铁列车采用6辆编组是合适的。
试想，当青岛地铁按4辆编组把车站建好后，40对能力也用足了之后，该系统将永远被锁定在车内每平米面积站立6个人的境地。
想减少定员提高舒适度、想扩大系统运输能力等都无从谈起。
而随着经济的发展和实际客运量的增加，会使车厢内更加拥挤。
这样的服务水平是不能满足乘客需要的。
如果将来跑不到40对能力，那情况会更糟。
我国是个人口大国。
我主张，在列车编组问题上应该为后人多留一点发展余地。
当前跑40对能力只是一个奋斗目标，还不是现实能达到的生产力。
因此，不要急于让大家现在就缩短列车编组，应该把40对能力作为以后改善乘车舒适度和提高系统运输能力的储备。
6缩短列车编组不是降低车站造价的有效方法
众所周知，站台长度和车站管理用房面积,是控制车站长度的两大因素。
在车站内增加了空调以后，管理用房面积成为主要控制因素。
据统计，设在站厅层的生产用房面积约达1900m2，站台层的用房约400m2。
据此布置的车站长度约在170—180m。
如果将列车编组缩短1—2辆车，就会出现站厅层长度大于站台层长度。
从施工方法考虑车站无法错台施工，最终车站结构还得按站厅层长度施工。
如果把站厅层与站台层长度拉齐，车站结构就得加宽，由此又增加了车站投资。
如果从车站缩短节省的投资中扣除车站加宽增加的投资、扣除区间隧道加长增加的投资，其节省的投资大打折扣。
因此，缩短列车编组长度不是降低车站投资的有效方法。
如果将站厅层的部分房间移到地面上,对降低车站投资会更有效。
何必以缩小列车长度、牺牲系统发展潜力为代价来降低车站投资呢。
7历史的经验值得注意
地下铁道的隧道结构一旦建成，改建十分困难，代价沉重。
东京地铁早期修建的丸之内线，车站是按4辆车编组修建的。
因客运量增加，被迫从60年代开始，对车站按6辆车长进行改造。
因为改造是在不停运的情况下进行的，只能利用夜间的3-4个小时进行施工。
由于施工场地狭小和技术复杂，这一改造工程用了15年时间才完成。
1984年建成的天津地铁1号线一期工程，线路长，设8座车站，站台按3辆车编组设计。
现在1号线要按6辆编组向两端延伸，对既有的8座车站要加长改造。
改造的方法就是将部分区间结构爆破拆除，用以加长车站。
有的车站改为换乘站须整体拆除重建。
其代价是很大的。
为此天津地铁已经停运，改造工程即将开始。
我希望上述教训不要再重演。
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