城市轨交规划与设计总复习.docx
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城市轨交规划与设计总复习
城市轨道交通系统的概念
服务于城市客运交通，通常以电力为动力，在固定导轨上以轮轨运行方式为特征的车辆或列车与轨道等各种相关设施的总和。
城市轨道交通系统的分类
按系统制式分地铁轻轨独轨有轨电车自动导轨市郊铁路磁悬浮
按线路敷设方式分地下线地面线高架线
按系统运能分高运量：
5-7万人次／小时
大运量：
3-5万人次／小时
中运量：
1-3万人次／小时
城市轨道交通系统的特点
（1）采用列车编组化运行，运量大；
（2）运行系统独立，列车运行稳定、干扰小、速度高、准时；
（3）可采用地下和高架敷设方式，占用地面空间小；
（4）采用电能，清洁环保；
（5）线路固定，容易设置明确标注，形成交通出行习惯;
（6）技术水平高，发展余地大。
城市轨道交通系统的发展
国外城市轨道交通1.1863年1月10日，世界上第一条地铁线路在英国伦敦建成通车。
2.美国第一条地铁是1867年在纽约建成的，世界上唯一24小时不间断运营的地铁。
3.巴黎首段地铁于1900年7月开通。
4.日本东京1927年12月开通了浅草——涩谷线，是亚洲最早的地铁。
中国城市轨道交通1.香港1979年建成第一条地铁。
2.北京地铁始建于1965年7月1日，1969年10月1日第一条地铁建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。
3.广州地铁1号线路于1999年6月28日全线建成开通。
4.深圳地铁始建于1999年，于2004年12月28日正式通车。
城市轨道交通规划概念
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、预测并提出对应的、科学合理的发展方案与实施的全过程。
城市轨道交通规划三大目标
（1）协调好交通需求与供给之间的关系
（2）实现城市土地规划发展目标
（3）实现交通战略目标
城市轨道交通规划四大理念
（1）城市轨道交通的可持续性
（2）规划的滚动性
（3）线路功能分级和服务一体化
（4）轨道交通对城市格局的引导作用（TOD）
交通分区概念
交通分区（TrafficZone）是城市交通规划预测的基本分析区。
交通需求预测四阶段
交通生成交通分布方式划分交通分配
居民出行内容
包括城市居民和流动人口的出行，调查的内容包括居民的职业、年龄、性别、收入等基础情况，以及各次出行的起点、讫点、时间、距离、出行目的、所采用的交通工具等出行情况。
居民出行调查方法
家访调查法电话询问法邮递调查法
交通生成的概念
交通生成预测是交通需求四阶段预测中的第一阶段，是交通需求分析工作中最基本的部分之一。
目标是求得未来各个交通分区的交通发生量和吸引量。
交通生成影响因素
（1）土地利用
（2）家庭
交通生成预测的方法
原单位法交叉分类分析法增长率法回归分析法等
交通分布的概念
交通分布预测是把交通生成量预测获得的未来各小区的出行发生量和吸引量转换成交通小区之间的空间OD量，即OD矩阵。
交通分布预测的方法
增长系数法（平均增长系数法、福来特法、底特律法）
构造模型法（重力模型法（无约束重力模型单约束重力模型双约束重力模型）、机会模型法）
方式划分的概念
方式划分是交通需求预测四阶段法的第三阶段，任务是研究各交通分区间人们出行利用各种交通方式的比例（如出行是使用小汽车、自行车、公共交通还是步行）。
方式划分阶段研究的重点是出行者的交通方式选择行为，建立模型预测基础设施或服务等条件变化时，交通方式间交通需求的变化。
（考点：
Logit思想模型）
影响出行方式选择的因素
出行者特性出行特性交通设施特性
交通分配的概念
交通分配是指将各交通分区之间的出行分布量按照一定的规则分配到交通网络的各条道路上去，进而求出路网中各路段的交通流量的工作过程。
交通分配的方法
最短路径分配多路径分配（麦克罗林法）容量限制分配——增量分配
客流的概念
客流是指在单位时间内，轨道交通线路上乘客流动人数和流动方向的总和。
它表明了乘客在空间上的位移以及数量，也强调了这种位移具有方向性和具有起讫位置。
根据客流的时间分布特征全日客流全日分时客流高峰小时客流
根据客流的空间分布特征断面客流车站客流
根据客流的来源基本客流转移客流诱增客流
城市轨道交通客流预测指标
客流预测工作的成果体现为客流预测指标，它们为建设项目的分析与评价提供依据。
（1）需求总体指标
（2）流量流向指标
（3）空间不均衡性指标
（4）时间不均衡性指标
（5）敏感性因素指标
城市轨道交通线网规划的意义与作用
（1）线网规划是城市总体规划的重要组成部分，是轨道交通工程项目建设报审、立项的必要条件，是线路设计的主要依据。
（2）线网规划是确定轨道交通建设规模、修建顺序以及编制轨道交通近期建设规划的依据。
（3）线网规划是确定线网结构、换乘车站和换乘形式的基本依据。
（4）线网规划是城市轨道交通工程建设用地规划控制的重要依据，有力控制和降低工程造价。
（5）线网规划是城市轨道交通系统分阶段建设的基础，利于使轨道交通建设和运营进入良性循环，保持可持续发展的势态。
（6）线网规划方案影响到城市结构和城市形态与功能，对城市土地的发展有强大的刺激作用，其内容将支持城市总体规划的实施和发展。
城市轨道交通线网规划三大主要内容
（1）前提与基础研究
（2）远景线网规模及其构架（3）分阶段实施规划
合理规模的概念
线网规模是从交通系统供给的角度来说的，从一个侧面体现系统所能提供的服务水平。
它主要以线网密度和系统能力输出来反映，其中系统能力输出又与系统的运营管理密切相关。
合理规模的指标
（1）城市轨道交通线网总长度L
（2）城市轨道交通线网密度
（3）城市轨道交通线网日客运周转量（人·km/日）
合理规模的影响因素
城市的规模（城市人口规模城市土地利用规模城市经济规模城市基础设施规模）
城市交通需求城市财力因素居民出行特征
城市未来交通发展战略与政策国家政策等。
合理规模的指标
国外——系统能力规模指标（效益）
国内——线网长度、线网密度指标
合理规模的计算
（1）服务水平法
（2）交通需求分析法（3）吸引范围几何分析法（4）回归分析法
三种基本构架类型
（1）放射型线网
（2）设置环线的线网（3）棋盘式线网
两种组合构架的特点
（1）有环网格结构形态
有环网格结构形态是网格结构形态与环形线路的组合形态。
该结构形态的最大特点是减少了环线客流的换乘次数，提高了客流的直达性；环外平行线路客流可通过环线换乘从而减少了换乘次数，缩短了出行时间；通过环线换乘减轻了中心区的客流负荷．起到疏散客流的作用。
（2）有环放射结构形态
有环放射结构是在无环放射结构的基础上增加环行线而成的，其环行线一般与所有放射线路交叉。
有环放射结构是对无环放射结构的改进，因而该线网结构既具有无环放射式线网的优点，又克服了其周边方向交通联系不便的缺点，方便了环行线上的直达乘客和相邻区域间需要换乘的乘客，并且环行线能截流郊区之间的客流，疏解市中心区的交通压力。
线网构架三要素
1）主要交通走廊2）主要客流集散点3）线网功能等级
线路方向及路由的确定
1）根据线路的功能定位对线路进行总体布局
2）确定线路的必经控制点
3）调整控制点之间的路由，最大限度地吸引客流
4）结合地质、地形现状进行选线
5）根据施工方案和施工条件进行选线
6）结合土地利用进行选线
7）根据城市的经济实力进行选线，减少拆迁工程
8）尽量避让保护建筑
影响选线的因素
（1）线路的性质、作用及地位
（2）客流集散点和主客流方向
（3）城市道路网及建设情况
（4）线路的敷设方式及技术条件
（5）与城市发展的近、远期结合
三种线路敷设方式及特点
1）地下线一般在交通繁忙路段和市区内繁华地段采用，是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。
2）地面线在较空旷、道路和建筑物稀少的地带采用，土建工程造价低。
缺点是隔断线路两侧的交通，一般用在偏远市郊路段。
3）高架线一般在市区外建筑稀少及空间开阔地段采用，介于地面和地下之间的一种线路，既保持了专用道的形式，占地较少，又对城市交通干扰较小。
线路平面位置选择及其特点
1）地下线——位于道路规划红线范围内
地下线——位于道路规划红线范围内
A位：
位于道路中心，对两侧建筑物影响小，地下管网拆迁较少，施工相对容易，是较为普遍的一种线路位置。
但若采用明挖法，对道路交通干扰较大。
B位：
位于规划的慢车道和人行道下方，施工时能减少对城市交通的干扰和对机动车路面的破坏，但由于它靠建筑物较近，市政管线较多且线路不易顺直，需结合站位设置统一考虑。
C位：
位于待拆的已有建筑物下方，对现有道路及交通基本上无破坏和干扰，地下管网极少。
但房屋拆迁及安置量大，需要和城市改造同步进行。
地下线——位于道路范围以外
在有利的条件下，地下线位于道路范围之外，可以达到缩短线路长度、减少拆迁、减低工程造价的目的。
有利条件如下：
1）地质条件好，基岩埋深很浅，隧道可以用矿山法在建筑物下方施工；
2）城市非建成区或广场、公园、绿地；
3）老的街坊改造区，可以同步规划设计，并能按合理的施工顺序施工。
2）高架线——在城市中穿越时一般沿道路设置，一般应结合规划道路的横断面考虑，设于道路中心或快慢车行道分隔带上。
高架线——位于道路中心线上：
对道路景观较为有利，噪声对两侧房屋的影响相对较小，在路口交叉处对拐弯机动车影响小，是采用较多的一种线路形式。
高架线——位于快慢车分隔带上：
可充分利用道路隔离带，减少高架桥柱对道路宽度的占用和改建，对一侧建筑物干扰小，但对另一侧干扰大，适用于道路两侧环境要求不一样的地区。
3）地面线——位于道路中心带上
地面线——位于快车道一侧
地面线——位于道路中心带上：
不阻隔两侧车辆按右行方向出入，对城市景观的影响和噪声都较小。
但是乘客需要通过地下通道或天桥进出站。
地面线——位于快车道一侧：
城市道路无分隔带时，该位置可以减少道路改移量，只需对一侧的道路进行改造。
缺点需要修建辅路，增加交通管理的复杂性。
影响车站分布的因素
1）大型客流集散点
2）城市规模大小
3）城区人口密度
4）线路长度
5）城市地貌及建筑物布局
6）城市轨道交通线网及城市道路网状况
7）对站间距离的要求
车站站位选择及其特点
1）跨路口站位——这种站位便于各个方向的乘客进入车站，减少了路口人流与车流的交叉干扰，而且与地面公交线路有良好衔接。
在有条件时应优先选用。
2）偏路口站位——这种站位偏路口一侧设置，施工时可减少对城市地面交通以及对地下管线的影响，高架时，较容易与城市景观相协调。
缺点是路口客流较大时，容易使车站两端客流不均衡，影响车站的使用功能。
一般在高架线或路口施工难度较大时采用。
3）位于道路红线以外站位——典型的有：
设于火车站站前广场或站房下，以利客流换乘；与城市其它建筑同步实施，和新开发建筑物相结合；结合城市交通规划，建设城市综合交通枢纽等。
平面线形三要素
直线圆曲线缓和曲线
平面线形的概念
线路中心线在水平面上的投影线形称为线路的平面线形
缓和曲线的选取与作用
为缓和行车方向发生的突变和离心力的突然产生与消失，需要在直线与圆曲线之间插入曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线曲率半径的过渡曲线，此曲线为缓和曲线。
曲线超高
曲线超高是曲线外轨顶面与内轨顶面的水平高度之差。
列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨。
为抵消离心力将曲线外轨适当抬高，使列车自身重力产生的水平分力抵消离心力，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。
里程标注方式
轨道交通线路里程以右线为基准，一般从起点开始，以公里标K0+000表示，以此推算个点里程。
双线并行地段左线采用右线的投影里程；
双线不并行的地段左右线分别采用各自里程，并在其两端并行地段衔接的右线整百米处注明两线里程关系及左线断链。
纵断面线形组成
轨道交通的纵断面是由坡段和连接相邻坡段的竖曲线组成的。
坡段的特征用坡段长度和坡度值来表示。
坡段长度Li：
前后两个变坡点之间的水平距离；
坡度i：
两个变坡点之间的高程Hi除以坡段长度Li，其值通常以千分数表示。
影响纵断面设计的因素
1）地下线结构顶板覆土厚度
2）地下管线及构筑物
3）地质条件
4）施工方法
5）排水站位置
6）桥下净高
7）防洪水位
纵断面设计的主要技术要素有坡度、坡段长度和竖曲线。
坡段长度基本要求
坡段长度不宜太长也不宜太短。
1）一般情况下线路纵向最小坡段小于列车长度时，可以使列车长范围内只有一个变坡点，以避免变坡点附加力叠加影响和附加力的频繁变化，保证行车的平稳。
2）坡段长度还应满足竖曲线既不相互重叠，又能相隔一定距离，两竖曲线夹直线长度不宜小于50m，以利于列车运行和线路的维修。
最大纵坡
1）最大坡度与列车的动力（牵引力）和列车编组有关。
2）我国《地铁设计规范》（GB50157--2003）规定正线的最大坡度不宜大于30‰，困难地段可采用35‰，但均不包括各种坡度的折减值。
3）高架轻轨线按我国轻轨样车技术条件规定，正线的限制坡度为60‰。
最小纵坡
1）隧道内的最小坡度主要为了满足纵向排水需要，一般情况下线路的坡度与排水沟坡度一致，隧道内线路坡度一般不小于3‰。
2）为了便于道岔的养护与维修，道岔应铺在较缓的坡道上，一般规定设在不大于5‰的坡度上，在困难的条件下可设在不大于10‰的坡度上。
3）地面和高架桥上正线最小坡度在采取了排水措施后不受限制。
竖曲线采用的线形
竖曲线有圆曲线和抛物线两种，我国城市轨道交通线路基本上采用圆曲线线形。
折返线的作用
实现列车折返的辅助线成为折返线。
折返线主要供运用时的列车折返（包括始发、终点站的折返和中间小交路的折返）以及非运营时的存车，以实现列车的合理调度和正常运行。
站前折返
指列车经由站前渡线折返
优点：
站前折返时，列车空走少，折返时间较短，乘客能同时上下车，可缩短停站时间，减少费用。
缺点：
这种方式存在一定的进路交叉，对行车安全有一定威胁，客流量大时，可能会引起站台客流秩序的混乱。
站后折返
站后折返由站后尽端折返线折返，可避免进路交叉。
此外，列车还可采用经站后环线折返的方法。
优点：
站后折返避免了前述进路交叉，安全性能好；而且，站后列车进出站速度较高，有利于提高旅行速度。
一般说来，站后尽端折返线折返是最常见的方式。
站后渡线方法则可为短交路提供方便；环形线折返设备可保证最大的通过能力，但施工量大，钢轨在曲线上的磨耗也大。
缺点：
站后折返的不足是列车折返时间较长。
停车线、存车线作用上的区别
停车线主要用于故障列车临时停放及夜间存车，以减少故障列车对正常行车的干扰和组织线路局部事故时的列车折返。
存车线是为了夜间在站停放列车而设置的线路，以便早晚及时按列车运行图发收车，减少列车的空走时间，保证列车正点安全运行。
车站设计的原则与目标
1）车站选址要满足城市规划、城市交通规划及城市轨道交通线网规划的要求，并综合考虑该地区的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑物的拆迁及改造的可能性等情况合理选定。
2）车站总体设计要注意与周围环境的协调，如与城市景观、地面建筑规划相协调。
3）车站的规模及布局设计要满足线网远期规划的要求。
4）车站站位应尽可能地靠近人口密集区和商业区，最大限度地方便乘客出行。
5）车站的设计应尽可能地与物业开发相结合，使土地的使用达到最经济。
6）车站的设计应简洁明快大方、易于识别，并应体现现代交通建筑的特点，同时还应与周围的城市景观相协调。
7）车站设计应能满足设计远期客流集散量和运营管理的需要，应具有良好的外部环境条件，最大限度地吸引乘客。
8）车站应在满足使用功能的前提下，尽量缩小建筑空间，使其规模、投资达到最合理。
9）车站公共区应按客流需要设置足够宽度的、直达地面的人行通道，出入口的布置应积极配合城市道路、周围建筑、公交的规划等因素综合考虑，通道和出入口不应有影响乘客紧急疏散的障碍物。
车站设计要尽量兼顾过街人行通道的要求。
10）贯彻以人为本的思想，车站需解决好通风、照明、卫生等问题，以提供乘客安全、快捷和舒适的乘降环境。
在经济条件许可下，也应尽量从以人为本的出发点来考虑设计标准。
11）车站应考虑防灾设计，确保车站的安全性。
12）车站设计要考虑其经济性。
车站的分类
1）按车站与地面相对位置分地下车站地面车站高架车站
2）按车站的运营性质分终点站一般中间站中间折返站换乘站等
3）按结构横断面形式分矩形断面车站（单层、双层、多层，单跨、双跨、三跨）
拱形断面车站（单跨、多跨连拱）
4）按车站的施工方法分明挖站暗挖站明暗挖结合站等
5）按车站站台形式分岛式车站侧式车站一岛一侧一岛两侧等
6）按车站适用功能分一般车站换乘车站折返车站等
7）按车站服务的对象及功能分
城市标志（landmark）站（作为城市的象征或著名建筑物）
与干线或机场等交通连接的换乘枢纽站（完成与机场或其他交通方式的接续运输过程）
市郊地区车站
农村地区车站等
车站的组成
1）轨道交通一般由车站主体、出入口及通道、通风道及风亭（地下）和其它附属建筑物组成。
2）车站主体是列车的停车点，它不仅要供乘客上下车、集散、候车，一般也是办理运营业务和运营设备设置的地方。
典型车站形式及其特点
1）地下岛式（侧式）双层（局部双层）车站
这是国内最常用的一种车站型式。
一般采用明挖法施工，必要时也可采用暗挖施工，它埋置深度一般不超过20米。
岛式车站
空间利用率高，可以有效利用站台面积调剂客流，方便乘客使用，站厅及出入口也可灵活安排，与建筑物结合或满足不同乘客的需要。
缺点是车站规模一般较大，不易压缩。
侧式车站
不如岛式车站站台利用率高，对乘客换方向乘车也造成不便。
但由于站台设置在线路两侧，售检票区可以灵活地设置，车站两侧也可结合空间开发统一利用，设置单层车站的条件也优于岛式车站。
2）地下双洞（或三洞）岛式车站
●这种车站一般采用暗挖法施工，根据地质条件确定车站的埋深，站厅一般根据周围环境条件，采用明挖法或结合地面建筑采用其他方法。
●这种车站一般在地质条件较好、地面不具备敞口明挖条件的地段采用，其优点是施工时可减少对地面环境的干扰，乘客使用也比较方便，缺点是施工难度相对较大。
明挖法施工的车站结构
明挖法施工的车站，施工方法简单、技术成熟、工期短、造价低、便于使用，但施工时对周围环境影响较大，适用于环境要求不太高的地段。
盖挖法施工的车站结构
在地面交通繁忙地区可以很快的恢复路面，尽可能小的影响交通，但其施工难度要大于明挖法。
矿山法施工的车站结构
采用这种施工方法的车站一般位于岩石地层，在松软地层中，施工难度和土建造价要高于明挖法车站。
盾构法施工的车站结构
两圆形隧道组成的岛式站台车站与其他盾构车站相比，施工简单，工期短，造价低，适用于道路较窄，客流量较小的车站。
三拱塔柱式车站施工较为简单，在工程地质和水文地质条件较差的地段也可以采用，但总宽度较大，一般为28~30m，需在较宽的路段内方可使用，适用于中等客流量的车站。
立柱式车站传统型的立柱式车站施工工序多，工程难度大，造价也高，但和三拱塔柱式车站相比，它具有总宽度较窄、能满足大客流量的优点。
高架车站结构形式及其特点
高架车站主要是根据所在位置和设置的站房确定车站型式，它一般采用侧式站台形式，尽可能减少车站宽度，降低车站造价。
地面车站结构形式及其特点
地面车站一般分单层、双层或结合周围环境进行开发的多层车站，其形式主要根据功能要求和环境特点确定。
地面车站主要解决好乘客进出站流线，尽可能简捷，缩小站房面积，降低车站造价。
站台长、宽确定的思想
站台长度L为远期列车编组长度加上允许的停车附加距离。
站台宽度B是根据车站远期预测高峰小时客流量、列车运行时间间隔、结构横断面形式、站台形式、楼梯及自动扶梯位置等因素计算确定的。
交通枢纽的概念
交通枢纽是当运输对象（旅客、货物）使用某种运输工具、沿特定路线运行到达并进行换乘或转运时，能满足其改用其它运输工具或使用其它路线运行的场所。
城市轨道交通枢纽的概念
城市轨道交通枢纽作为城市客运枢纽的一种重要形式，是以城市轨道交通为主体，实现多条轨道交通线路的换乘、多种交通方式的转换，并具有相应的服务功能和控制设备的综合性交通设施。
轨道交通枢纽的基本功能
1）换乘2）停车3）集散4）引导
轨道交通枢纽的构成（六个子系统）
轨道交通常规公交换乘通道站厅停车场服务设施
五种换乘方式及其特点
1）站台直接换乘换乘线路短，没有换乘高度的损失，乘客换乘非常方便。
2）站厅换乘一般用于相交车站的换乘，它的换乘距离比站台换乘要长，在很多情况下乘客在垂直方向上要往返走行，带来一定的高度损失。
3）通道换乘该方式布置较为灵活，预留工程少；
换乘走行距离较长，旅客使用不方便
4）站外换乘高架线与地面线之间的换乘，因条件所迫，不能采用付费区内换乘的方式；
两线交叉处无车站或两车站相距较远；
规划不周，已建线未作换乘预留，增建换乘设施又十分困难。
5）组合换乘在换乘方式的实际应用中，若单独采用某种换乘方式不能奏效时，则可采用两种或多种换乘方式组合，以达到完善换乘条件、方便乘客使用、降低工程造价的目的
停车换乘的概念
停车换乘（P&R）是个体交通与公共交通之间的一种换乘形式，即通过小汽车等个体交通至停车换乘点换乘快速公共交通进入中心区，是城市客运交通体系一体化的重要环节。
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