城市轨道交通线网规划课件.ppt

城市轨道交通线网规划,城市轨道交通概论 第三章,了解：线网规划的意义和目标，线网规划的主要内容、历史沿革，确定线网合理规模的意义。城市轨道交通线网方案评价原则、准则。 理解：城市轨道交通线网规划的基本原理，线网规划的方法体系，包括确定线网的原则、研究的思路与方法，线网结构分析，线网构架的一般方法。城市轨道交通线网方案评价方法；预选方案评价方法，包括评价指标体系建立原则、结构，评价指标体系，评价方法。 掌握：城市轨道交通线网构架的类型、特点及使用条件，线路网络布局的基本原理，线网合理规模的确定方法，线网设计，通过实例了解国内外城市轨道交通线网规划的过程及方法。线网方案的综合评价，包括评价原理、指标体系，候选方案的综合评述。,一、 轨道交通线网规划的定义,3.1 轨道交通线网规划的基本原则和主要内容,人们的交通行为，实际上是交通需求和交通供给的动态平衡。轨道交通规划意义在于科学回答“需求”和“供给”之间的关系。从“需求”角度来看，轨道交通线网规划需要考虑：新城区建设、旧城区改造等土地发展要求、人口及就业变化情况、交通发展目标和城市重要建设项目的衔接等；从“供给”角度来看，轨道交通线网规划需要考虑：线网合理的规模、合理的构架、各条线路合理的运输方式、正线、联络线、车站和车场的位置等。线网规划：在一定线路数量规模条件下，确定路网的形态及各条线路走向的决策过程。线网规划具有非可逆性，线路一经建成便不可更改。,二、 线网规划的主要原则1、适应城市的可持续性发展在城市总体规划的基础上，根据远景客流预测分析，合理选择线网布局，正确把握土地利用，特别是地下空间利用与交通之间的相互作用的关系，适应城市的可持续发展。2、适应城市总体规划的交通结构轨道交通线路应考虑与城市地面公共交通、城市对外客运交通枢纽（火车站、轮船码头、长途汽车站、航空港）的联系，以适应城市总体规划的交通结构。,3、线路要沿主要客流方向布设快速轨道交通线路要沿主要客流方向布设，尽可能的经过大型客流集散点。 4、线路应贯通市中心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。5 、线路尽量沿城市道路干线走向布设一方面便于吸引沿线地面交通量，另一方面便于施工。,6、 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。7、 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。8 、线路经过中心城区时，宜以地下隧道为主减少拆迁、噪音、振动、与城市交通的相互干扰。,9、 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。10 、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。,巴黎地铁,伦敦轨道交通网络图,3.1 轨道交通线网规划的基本原则和主要内容,三、线网规划的作用 1、缓解中心区尤其是金融区、商业区（CBD）地区交通的供需矛盾，强化土地资源可能提供的交通供给。 2、加强主出行方向上（主要交通走廊）系统的速度和容量，以便于主城区外围与中心区的联系。 3、串联城市大型客流集散点（交通枢纽、商业服务中心、行政中心、规划大型居住区、规划工业区、 大学城、娱乐中心等），实现客流的合理疏解。 4、加强对外交通与市区的联系，方便卫星城镇与市区的联系，增强城市的辐射能力。,5、以高品质的供给引导交通方式选择的良性转移 6、节约能源，避免大气污染，改善环境。 7、启动内需，聚集商贸及房地产开发，支持旧城改造和新区开发，并成为城市产业发展的新增长点。,城市轨道交通系统建设是庞大而复杂的系统工程，具有非可逆性，线路一经建成不可更改。因此规划布局合理和规模适当的线网就显得很重要。它的好坏直接影响城市交通结构的合理性、工程项目的经济效益及社会效益。如果作为前期基础研究之一的线网规划发生失误，后期则难以挽回，因为用地控制、规划导向均与线网直接相关。,四、线网规划的意义 1、支持城市总体规划的实施和发展 2、有利于城市科学制定经济发展规划 3、线网规划有利于城市各项设施的建设 4、为控制快轨建设用地提供基础 5、为快速轨道工程立项建设提供依据 保持“轨道交通需求”和“轨道交通供给”这对矛盾处于动态平衡。,五、线网规划的年限,可以分为近期规划与远景规划。近期规划：主要研究线网重点部分的修建顺序以及对城市发展的影响，因此年限应与城市总体规划的年限一致。远景规划：是研究城市理想发展状态下轨道交通系统合理的规划，因此没有具体的年限。,1 城市背景研究 主要是对城市的人文背景和自然背景进行研究，从中总结指导轨道交通线网规划的技术政策和规划原则。主要研究依据是城市总体规划和综合交通规划等。具体的研究内容包括城市现状与发展规划、城市交通现状和规划、城市工程地质分析、既有铁路利用分析和建设必要性论证等。,六、 轨道交通线网规划的主要内容,城市背景,1)城市现状与发展规划城市性质、城市地理环境、地形地质概况、城市区域与人口、城市布局、国民经济和社会发展规划。2)城市交通现状与规划城市道路交通现状分析、道路网结构和布局、城市客运交通的发展和现状、城市交通发展总体战略、城市轨道交通现状。,2 线网构架研究 线网构架研究是线网规划的核心，通过多规模控制-方案构思-评价-优化的研究过程，规划较优的方案。这部分研究的内容主要包括：合理规模研究、线网方案的构思、线网方案客流测试、线网方案的综合评价。,3 实施规划研究 实施规划是轨道交通规划可操作性的关键，集中体现了轨道交通的专业性，主要研究内容是工程条件、建设顺序、附属设施规划。具体内容包括车辆段及其他基地的选址与规模研究、线路敷设方式及主要换乘节点方案研究、修建顺序规划研究、轨道交通线网的运营规划、联络线分布研究、轨道交通线网与城市的协调发展及环境要求、轨道交通和地面交通的衔接等。,实施规划,实施规划是轨道交通是否具备可操作性的关键，集中体现轨道交通的专业性，主要研究内容是工程条件、建设顺序、附属设施的规划。,轨道网规划要在确定的规划期限内对整个轨道网的大致走向、总体结构、用地控制、车辆段及换乘站的配置作出规划，轨道网规划的过程实际上是对初级路网不断优化完善的动态滚动过程。 主要有两类轨道交通线网的设计方法：经验归纳法、形态分析法、经营规模规划法、客流分析法。,3.2 轨道交通线网规划的基本原理,一、 城市轨道交通线网的设计方法,1、 经验归纳法：先根据各种预先设定的研究因素，提出若干个初始构思方案，然后研究这些方案的共性部分，构成线网构架方案研究的重要基础。对不同的部分再进行归纳提炼，得出一些预选方案，然后对这些预选方案通过交通模型进行测试，最后提出推荐方案。,经验归纳法的有缺点,简单易行，以经验为基础有一定可信度。先有线网后有客流，只能说明预选方案是所提方案中的最佳方案，不能说明它是最优方案。对预先设定的研究因素不同的取舍，会带来不同结果的风险，线网的归纳提炼和人的经验直接相关，增加了人为的不确定性。,经验归纳法规划轨道交通路网应考虑的因素,（一）与客流有关的因素 （二）轨道交通规划和建设的各种制约条件 （三）与运营有关的影响因素,线网规划的基本理论（基本方法）,2、形态分析法：在总结现有世界个大城市轨道交通路网形态的基础上，从形态分析的角度提出一些共同的网络形态日本学者曾提出18种类型，他们基本上是单线形、环线形、十字形、三角形、辐射形、网络形为单元组成的。我国学者试图运用图论的基本概念对形态分析，形态优化作一些定量的工作。,两条线路情况下的线网形态(线网构架的类型）,“鱼形”换乘,弧弦形换乘,三条线路情况下的线网形态,多条线路情况下的线网形态,多条线路情况下的线网,线网形态的基本结构1,网格式,线网形态的基本结构2,无环放射式,线网形态的基本结构3,有环放射式,最佳的线网形态,莫斯科地铁网,伦敦地铁网,柏林地铁网,巴黎地铁网,纽约地铁网,北京地铁,上海十五规划图,上海十五规划图,上海远景规划图,上海远景规划图,上海轨道交通线网规划,上海市轨道交通路网由中心城线网和郊区线网两部分组成。中心城线网又分骨架线和加密线两个层次。上海的远期轨道交通线网总长度将达到约 805km，中心城长度约 480km；430座车站（其中换乘站186座），网络建成后将承担上海市公交客运量的52%。,市域级快速轨道交通,市域快速轨道交通由4条市域快速地铁线（市域R线）和几条支线组成，全长近435公里，共有139个车站。线路主要有：R1：宝山一一金山，全长约106.5公里。R2: 青浦一浦东国际机场，全长约115公里。R3：嘉定一海港新城，全长约129.5公里。R4：杨高路一枫径，全长约87公里。,市区级地铁,市区级地铁M1：虹桥机场一外高桥。M2：龙漕路一巨峰路。M3：富锦路一上海南站。M4：铁路上海站一虹桥路。M5：外环线一华夏路。M6：外环线一一金桥出口加工区。M7：外环线一一铁路浦东客站。M8：中原新村一三林。,轻轨,市区轻轨 L1：铁路上海西站一外环线。 L2：陈太路一一虹口公园。L3：铁路上海西站一军工路。L4：外高桥保税区一外环线。L5：长江西路一科苑路。,广州轨道交通线网规划历史,一、20 世纪80 年代“十字”线网规划二、20世纪90年代初期的线网规划三、20 世纪90 年代后期的线网规划四、20002002 年近期线网发展规划研究,20世纪80年代“十字”线网规划,20世纪90年代线网规划,广州地图,1997年规划的远景线网规划,2002年规划的远景线网规划,广州地铁,形态分析法,从几何、数学角度（代数拓扑学）对网络的换乘情况、覆盖情况、网络等作出描述和优化（即进行数字化，进行数学分析，实现构造优化模型。）寻找网络构成的共同一般规律，以期在生成初期网络后进行形态上的调整以生成满意的路网。,线网规划的基本理论（基本方法）,3、经营规模规划法：从规模经营的角度，提出一个路网合理规模的问题。通过对规划要素的研究，建立合理适用的规划模型，而模型的建立是以运营收入运营支出为原则建立的，通过模型的测算为达到运营的收支平衡，最小的日客运量是多少？同时利用这种方法对其他规划要素，如线路规模（固定资产规模）平均满载率等进行规划,线网规划的基本理论（基本方法）,4、客流分析法：最传统的规划方法，它的理论基础是交通工程学。这种方法是建立在大量客流资料的基础上，有OD调查作为研究的基本资料。香港地铁路网和广州地铁早起路网就是用这种方法规划的。从香港路网修建的实践看是比较成功的，他们今天实际发生的客流与当年预测值相比，误差在5以内。这种方法抓住了各种规划因素的核心客流,OD调查,交通现状起讫点(Origin-Destination, OD)数据是需求预测过程中最重要的基础资料，它通常需要通过抽样调查获得。OD调查的费用与规模成正比。OD调查的方式：口头调查方式简单方便；调查问卷的方式可以获得出行者更多的信息，诸如收入、年龄、职业、对服务属性的选择等。,伦敦轨道交通网络图,上海市城市轨道交通路网规划图,二、 轨道交通线网规划的工作流程,3.2.2 轨道交通线网规划的工作流程,线网规划是城市总体规划中的专项规划，在城市规划流程中，位于综合交通规划之后，专项详细控制性规划之前。线网规划是长远的、指导性的专项宏观规划。它强调稳定性、灵活性和连续性的统一。 稳定性：规划核心在空间上（城市中心区）和时间上（近期）要稳定。 灵活性：规划延伸条件在空间上（城市外围区）和时间上（远期）要有灵活变化的余地。 连续性：线网规划要在城市条件不断变化的情况下，不断调整完善。,3.3 轨道交通线网规划的方法体系,(1)线网规划是综合的专业交通规划，同时又是全市综合交通规划的延续和补充，由于轨道交通的特点，规划和建设均对全市规划格局产生相当程度的影响，因此线网规划既有相对的独立性，又要与城市的总体规划有机地融为一体。 (2)线网规划的研究工作涉及城市规划、交通工程、建筑工程及社会经济等多项专业。各专业及相互联系紧密有彼此独立，因此整体研究方法是一个包含多项子方法的集合体系。 (3)线网规划作为一项复杂的系统工程，除本身各子系统具有复杂的关系外，各种外界的影响因素和边界条件对线网规划又产生了不同程度的影响。因此，不能把线网规划作为一个孤立的系统来进行规划，既要重视其自身的建设运行机制，又要注重与外部环境及各影响因素的协调关系。,3.3.1 线网规划特点,范围：一般是规划的城市建成区范围。 年限：近期规划和远期规划。近期规划：主要研究线网重点部分的修建顺序以及对城市发展的影响， 因此年限应与城市总体规划的年限一致。远景规划：是研究城市理想发展状态下轨道交通系统合理的规划，因 此没有具体的年限。,3.3.2 规划范围与年限,指规划工作的基本程序和主要指导思想。 规划全过程：基础研究、线网构架研究和规划可实施性研究。,3.3.3 规划技术路线,案例：天津城市交通规划研究框架,研究轨道交通线网规模的目的是从宏观上探讨规划对象城市轨道交通建设的合理规模，作为制定线网规划方案的参考。因为它并未同具体的轨道交通线路的布线等联系起来，所以只是从宏观上给出判断轨道交通合理规模的上下限，是支持定性分析的参考数据。,3.4 轨道交通线网规模研究,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。,1 线网合理规模的含义和指标,3.4.1 线网合理规模的含义和指标,从系统能力和线网密度来看有四种性质的规模度量,轨道交通线网规模构成,规模的合理性关系到建设投资、客流强度，也关系到理想的服务水平的设定、建设用地的长远控制。,(1)城市轨道交通线网总长度式中： 城市轨道交通网第i条线路的长度，km。 L 反映了线网的规模,由此可以估算总投资量、总输送能力、总设备需求量、总经营成本、总体效益等，并可据此决定相应的管理体制与运作机制。,2 线网规模的指标,(2)城市轨道交通线网密度 =L/S 或 =L/Q式中： S城市轨道交通线网规划区面积，km2； Q城市轨道交通线网规划区的总人口，万人； 一个总的城市轨道交通网密度，km/km2或km/万人。,城市轨道交通线网密度是指单位人口拥有的线路规模或单位面积上分布的线路规模，它是衡量城市快速轨道交通服务水平的一个主要因素，同时对形成轨道交通车站合理交通区的接运交通组织有影响。实际中由于城市区域开发强度的不同，对交通的需求也不是相对均等的，往往是由市中心区向外围区呈现需求强度的逐步递减，因此线网密度也应相应递减。评价城市轨道交通网的合理程度需按不同区域（城市中心区、城市边缘区、城市郊区）分别求取密度。,(3)城市轨道交通线网日客运周转量（人km/日） 式中： 第i条轨道交通线路的日客运量，人/日； 城市轨道交通网第i条线路的长度，km。,城市轨道交通线网日客运周转量是评估城市轨道交通系统能力输出的指标。表达了轨道交通在城市客运交通中的地位与作用、占有的份额与满足程度。它涉及到轨道交通企业的经营管理，是轨道线路长度、电力能源消耗、人力、轨道和车站设备维修及投资等生产投入因子的函数。所以，在一定程度上，城市轨道交通网的规模还可用能源总消耗量、产业总需求量、人力总需求量等反映生产投入规模的指标来表示，可根据需要选择使用。,城市轨道交通网的规模在规划实施期内，往往要根据城市发展的需求进行适当调整。相对而言，总长度的调整幅度不应很大。因此，城市轨道交通网的总长度是一个必须确定也是可以确定的基础数据。,合理规模的影响因素有：城市的规模、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和国家政策等。其中，城市发展的规模又包含城市人口规模、城市土地利用规模、城市经济规模、城市基础设施规模四个方面。,3.4.2 线网规模的影响因素,3.4.3 城市轨道交通线网规模计算方法,上述因素对快速轨道线网规模的影响作用有的可以量化，有的无法量化，所以确定城市轨道交通线网规模要采用定量计算和定性分析相结合的方法。这里需要指出的是，轨道交通规模只是一个参考数据，它可以从宏观上判断一个城市大概的轨道交通规模范围，不能作为轨道交通各条线路布线的依据。在目前的规划实践中，主要是确定线网长度或线网密度，对系统能力输出的研究以国外为多。,1 系统能力输出规模指标的确定 对系统能力输出的研究国内外有不同作法，国外研究者多从估计轨道交通企业的成本函数出发，判断轨道交通系统的规模经济性，为管理者制定票价提供参考依据，为经营者对新服务项目的增设或已有服务项目的终止提供成本分析依据，并进而讨论放松管制和私有化问题。,2 线网长度、线网密度规模指标的确定 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,1) 服务水平法,该法先将规划区分为几类，例如分为中心区、中心外围区及边缘区，然后或类比其他轨道交通系统发展比较成熟的城市的线网密度，或通过线网形状、吸引范围和线路间距确定线网密度，来确定城市的线网规模。,服务水平法技术路线,规划区域分类,界定各类分区的线网密度,轨道线路长度：（线网密度*各类分区面积）,确定各类分区的面积,高密度低运量与低密度大运量的选择决定了我们对服务水平的取舍，从现实的经济实力，倾向于投资较少的方案，而线网建设的长期性，又必须考虑乘客要求不断提高服务水平的矛盾。,2) 交通需求分析法,L= Q /其中： L 线网长度（km）； Q 城市出行总量 公交出行比例； 轨道交通出行占公交出行的比例； 轨道交通线路负荷强度（万人次/公里日）。,未来居民出行总量 Q： Q = m 人口出行强度(次/人日)，一般情况，居民出行强度相对比较稳定。,部分城市居民出行强度 :,交通方式结构,(1)公共交通占交通总量的比例 东京公共交通年客运量占城市总客运量的70.6%，莫斯科公共交通年客运量占城市总客运量的91.6%。 目前我国多数城市交通结构不尽合理，主要反映就是公交比例过低。一般认为:远景公共交通的出行比例应在50%以上。,(2)轨道交通占公交的比例 从国外一些大城市的轨道交通运行情况看，巴黎的轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的65%(平均运距约5.3km)，纽约的轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的54.9%，墨西哥城的轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的42.9%，莫斯科的轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的40%。,远期公共交通预测总客流量Q可以通过交通需求预测获得。轨道交通方式占公共交通方式出行量的比重与常规公交的线网密度、服务水平、轨道交通的线网密度和服务水平有关。表列举了国内几个城市规划的轨道交通方式占公共交通方式的比例。,因此，建议各城市根据自身的实际情况，在0.30.6之间取值。,线网负荷强度,线网负荷强度是指快速轨道线每日每公里平均承担的客运量，它是反映快速轨道线网运营效率和经济效益的一个重要标。,从统计资料上看，香港、莫斯科的地铁有较好的经济效益，例如香港1990年每人公里车费收入为0.5元，每人公里经营开支（含折旧）为0.34元，盈利0.16元。,线网负荷与效益,从国外轨道交通日平均线路负荷强度的指标看，大部分在2.54.0万人次/公里日之间，建议我国城市轨道交通线路负荷强度取2.54.0万人次/公里日。,从国内外快速轨道交通建设的经验来看，一般分为两种模式。 一种是高密度低负荷轨道交通系统；这种形式的快速轨道网经济效益很差，政府要进行大量补贴，或采取扶持政策； 另一种是低密度高负荷快轨网，如著名的莫斯科快速轨道系统和相关快速轨道系统是世界上效益最好的萌个系统。 我国的城市目前还只能采用低密度高负荷的模式，以最少的资金获得较大的经济效益。 从国内外快轨线网来看，建议q在2.54.0之间取值。,吸引范围几何分析法是根据轨道交通线路或车站的合理吸引范围，在不考虑轨道交通运量并保证合理吸引范围覆盖整个城市用地的前提下，利用几何方法来确定轨道交通线网规模的方法。它是在分析选择合适的轨道线网结构形态和线间距的基础上，将城市规划区简化为较为规则的图形或者规则图形组合，然后以合理吸引范围来确定线间距，最后在图形上按线间距布线再计算线网规模。,3) 吸引范围几何分析法,L=S m（km）其中： S城市建成区面积(km)， m线网密度(km/ km)。,A 轨道交通车站的吸引范围,快速轨道的面积线网密度实质上表示了轨道线网的覆盖面。市中心区和市边缘区的线网密度有所不同。轨道网密度由市中心向外应逐渐降低。居民利用快速轨道交通的出行时间由三部分构成：,起点到车站的时间；乘坐轨道交通的时间；由车站到目的地的时间。,在市中心，乘客到车站的距离一般在15min以内，一般在车站停留时间为35min。步行速度为4kmh，因此可以得出轨道车站的吸引范围为650800m。在城市外围区，步行去车站的距离为8001000m。加上考虑利用自行车、公交换乘等，外围地区车站的吸引范围能达到2 km。,B 轨道交通的线网密度,快速轨道的面积线网密度实质上表示了轨道线网的覆盖面。市中心区和市边缘区的线网密度有所不同。轨道网密度由市中心向外应逐渐降低。,线网密度是衡量快速轨道交通有效性、方便性和可达性的一个重要指标。 线网密度是路网线路总长与城市用地面积之比。,在城市中心区，客流的需求是多方向的，而在边缘区，利用轨道网的客流主要考虑向心方向。在市中心，考虑到能覆盖并能满足各方向的客流需求，可以把轨道网化成一个棋盘形格局，线网间距为1.5km 在外围区，把轨道网简化成相距4km的平行线(分别如图52，图53所示)。,图52 市中心轨道网简图,图53 郊区轨道交通简图,从下面的简图可以看出，市中心区的轨道面积线网密度为：21.5(1.51.5)1.33 kmkm2，外围区的轨道面积线网密度为14440.25 kmkm2。这些指标是根据我国城市居民的出行特点总结得出的，可在进行我国城市的轨道交通线网规划时使用。根据我国城市情况，线网密度取1.2 km/km2比较适宜。,表 国内外大城市轨道交通线网密度,例：某市中心区的面积为68.1 km2,全市远景的总面积为555 km2。,按上述线网指标计算 线网长度=68.11.2+486.90.25=203.4km。 相应地，全市线网平均密度为0.366km/km2。,4) 回归分析法,这种方法先找出影响城市轨道交通网络规模的主要因素（如人口、面积、国内生产总值、私人交通工具拥有率等），然后利用其它轨道交通系统发展比较成熟的城市的有关资料，对线网规模及各主要影响因素进行数据拟合，从中找出线网规模与各主要相关因素的函数关系式，然后根据各相关因素在规划年限的预测值，利用此函数关系式确定本城市到规划年限所需的线网规模。,式中 L 城市轨道交通线路长度，km； P 城市人口，万人； S 城市面积，km2；bn,b1,b2回归系数，如对世界48个城市轨道交通系统进行回归，其中：,以上方法分别体现了城市交通需求、城市人口规模和城市用地规模等主要因素对轨道线网规模的影响作用，应用时可用上式分别计算出应有的线网总长度，然后取其平均值或最大值，作为控制路网规划线路总长度的参考值。,3 线网长度、线网密度规模指标计算方法的特点,服务水平法的优点是借鉴了其他城市的经验，计算简单，但是却存在类比依据不足，让人难以信服的缺陷。因为影响一个城市的轨道交通线网规模的因素很多，要借鉴其他城市的网络密度来进行类比分析，须得两个城市中影响网络规模的许多因素至少基本相同才具有可比性。但在现实中，很难找到两个在多方面都相近的城市。即使有，也很难说就可以拿来作为本城市设计网络规模的依据，因为被类比城市本身的网络规模就可能是不完善甚至是不合理的。因此，用这种方法很难得出一个令人信服的结果，只能作为参考。,交通需求分析法从交通需求满足供给的角度出发匡算线网规模，易于理解，但是计算数据需要进行推算。,回归分析法有较强的理论根据，所得结果容易被大家所接受。但在具体应用中存在着难以寻找合适的拟合样本等问题。,吸引范围几何分析法的特点是根据城市用地规模和轨道交通服务水平来确定轨道交通线网规模，因此能够保证一定的服务水平，而且由于城市规模比交通流量容易控制，规划线网规模受不确定因素干扰少，可以用来确定规模范围。缺陷是没有考虑轨道交通运量的限制，而且假定将合理吸引范围覆盖整个城市用地也会导致规划线网规模偏大。,总之，以上几种方法各有特点和一定的局限性，它们是对同一事物不同侧面的反映，在实际工作中可共同使用，相互印证，重点是在把握所规划城市或地区的特点和发展趋势的基础上来对线网规模进行匡算。对各模型的差异性结果应经多方面定性分析及综合协调后加以判定。,3.5 线网规划方法和线网方案的形成,3.5.1 线网规划方法,总结起来，轨道交通线网规划有两种主要方法，一种是以定性分析为主、定量分析为辅的线网规划方法，一种是以定量分析为主、定性分析为辅的线网规划方法。现将有关方法介绍如下。,1 点线面要素层次分析法 这种方法以城市结构形态和客流需求的特征为基本，对基本的客流集散点，主要的客流分布，重要的对外辐射的方向及线网结构形态，进行分层研究，充分注意定性分析和定量分析相结合，快速轨道工程学与交通测试相结合，静态与动态相结合，近期与远景相结合，经多方案比较而成。,城市轨道交通线网规划是一个庞大而复杂的工程，因此线网构架研究必须分类、分层进行。“点”、“线”、“面”既是三个不同的类别，又是三个不同层次的研究要素。“点”代表局部、个体性的问题，即客流集散点、换乘节点和起终点的分布；“线”代表方向性问题，即轨道交通走廊的布局；“面”代表整体性、全局性的问题，即线网的结构和对外出口的分布形态。,(1)“点”的分析。客流集散点，即客流发生、吸引点和客流换乘点，是轨道交通设站服务、吸引客流的发生点。 (2)“线”的分析。“线”的分析是研究道路交通网络，即城市客流流经的路线，尤其是主要交通走廊，是分析和选择线路走向的基本因素。 (3)“面”的分析。在进行线网构架方案研究时，“面”上的因素是控制构架模型和形态的决定性因素，这些因素包括城市地位、规模、形态、对外衔接及线网作用和地位、交通需求、线网规模等特征。,2 功能层次分析法,这种方法根据城市结构层次和组团的划分，将整个城市的轨道交通网按功能分作三个层次，即骨干层、扩展层、充实层，骨干层与城市基本结构形态吻合，是基本线网骨架，扩展层在骨干层基础上向外围扩展，充实层是为了增加线网密度，提高服务水平。,这种方法是以原有的快速轨道交通路网为基础，进行线网规模扩充，以适应城市发展。为此，必须在已建线路的基础上，调整规划已有的其他未建线路，来扩充新的线路、并将每条线路依次纳入线网后，形成最终的线网规划方案。 这种方法的优点是投资效益高，便于迅速缓解城市交通最严重的拥挤路段。缺点是不易从总体上把握线网构架，不易起到引导城市发展、形成合理城市结构的目的。,3 逐线规划扩充法,4 主客流方向线网规划法,要点是根据城市居民的交通需求特点，确定近期最大程度满足干线交通需求，远期引导合理城市结构和交通结构形成的功能特点，进行初期、近期和远期的交通需求空间分布特点的量化分析，并结合定性分析与经验，提出若干轨道交通线网规划方案。具体做法是在现状与未来道路网上进行交通分配，按照确定的原则绘制流量图，根据流量图确定主客流的方向，然后沿主客流方向 布线提出若干线网规划方案。,网络分析的结果既反映了大的客流集散点、客流集中的线路，也反映了现在与将来的土地利用状况，以及对整个城市的全面分析与能动引导。 要注意，不同发展阶段的城市对网络分析结果的利用思路不同。对城市结构稳定、城市土地利用基本定型的城市，主要依据现状交通分布特性规划轨道网；对城市结构不稳定，正在处于土地利用调整期的城市，主要依据未来交通分布特性规划轨道网。,1 轨道交通网络结构类型及其运输特性 轨道交通路网的规模与形态虽然各不相同，但其基本结构形态可归结为下面5种各具不同运输特性的类型。,3.5.2 线网方案的几何特征,图54 轨道交通路网结构形态的五种基本类型（a）星型结构（b）树状结构（c）栅格结构（d）放射网结构（e）放射环形网状结构,(1)星形结构。 星形结构是指路网中所有线路只有一个交点(换乘站)的结构，见图54(d)。其唯一的换乘站一般都位于市中心的客流集散中心。这种结构中所有线路间都可以实现直接换乘，但换乘站上的客流大，换乘客流间相互干扰也大，除容易引起混乱与拥挤外，换乘站的设计与施工难度也较大，一般多采用分层换乘。这也使得车站的埋深加大，车站建设费用增加，乘客换乘时间延长，车站通风、排水及运送旅客的运营费用也会有所增加。由于所有线路都通达市中心，使得市郊与市中心间联系便利，市中心可达性极好；但市郊之间联系不便，必须经过市中心的换乘站。,(2)树状结构。 树状结构是指n条线路只有n1个交叉点(换乘站)且在网络中没有网格的结构，形同树枝状，见图54(6)。这种结构连通性差，线路间换乘不便，两条树枝线间至少要换乘2次才能实现互通；此外，线路上客流分布不均，同一线路上两个换乘站之间的路段因为担负着大量的换乘客流，客流量较换乘站外侧路段显著为高，给线路的行车组织带来困难。,(3)栅格网状结构。 栅格网状结构是指线路(至少4条)大多呈平行四边形交叉，所构成的网格多为四边形的路网结构，这种结构形同棋盘，如图54(c)。这种结构的线路在内城区分布比较均匀，但线路深入市郊的不多；由于存在回路，这种结构连通性好，乘客换乘的选择较多；但由于没有通达市中心的径向斜线，市郊到市中心的出行不便。,(4)放射网状结构。 放射网状结构是指线路(至少3条)多为径向线且线路交叉所成的网格多为三角形的路网结构，见图54(d)。从目前已经采用这种结构且发展比较成熟的几个系统的情况来看，多数线路都在市中心区发生三角形交叉，市中心区线路和换乘密集而均匀，网络连通性好，乘客换乘方便，在规模不大的情况下，任意两条线路间都可以实现直接换乘，路网中交织成网的部分影响区范围较小，但伸入市郊构射线很长。这种结构由于各个方向都有线路通达市中心区，市郊到市中心的出行方便，市中心区对市郊的经济辐射距离较远。其缺点是市郊间发生联系时必须到市中心区的换乘站换乘，导致乘客走弯路。,(5)放射环形网状结构。 放射环形网状结构是在放射网状结构的基础上增加环形线而成的路网结构，常见于一些规模很大的系统，如莫斯科、巴黎、东京等。其环线一般与所有径向线交叉，见图54(e)。这种结构具有放射网状结构的全部优点，同时由于环线与所有径向线都能直接换乘，整个网络的连通性更好，线路间换乘更方便，而且能有效地缩短市郊间乘客利用轨道交通出行的里程和时间。如在图54(e)中，从d到6沿虚箭头线的行程就比沿实箭头线的要短得多。,目前世界上大城市轨道交通的发展思路大致可以概括为三种： 1)在原来的轨道交通线网基础上，开辟快车线。如巴黎,莫斯科等。 2)在原来线网的基础上，向外围延伸，线路逐渐延长。 3)轨道交通线网的规划是长远的，实施计划要分期、分段进行，保持工程实施和运营的连续性，以便尽快发挥效益。,2 轨道交通线网发展趋势,轨道交通线网发展已经使轨道交通成为影响特大城市的结构与功能发展的重要因素，概括归纳如下： （1）轨道交通线网的系统形成，已成为整个城市客运交通的基础和骨架。 （2）轨道交通线路的布局，已成为城市土地利用规划和交通规划的双重核心。 （3）轨道交通车站分布，将成为吸引大量居民的中心，社会活动的中心和文化、商业聚集的中心，在城市规划结构中占有重要地位。,3.5.3.1 线网架构的基本要素 1 主要交通走廊 2 主要客流集散点 3 线网功能等级,3.5.3 线网方案的形成,主要交通走廊反映城市的主客流方向，对其识别有以下方法： 方法一：经验判断法根据城市人口与岗位分布情况，设定影响范围，通过对线网覆盖率的判断来确定线路的走向。此法较为简单，只需将人口与岗位分摊到交通小区中并打印出相应的人口与岗位分布图，在此图上根据经验判断画出线路走向。这种方法目前使用较多，但仅考虑了人口密度的分布情况，忽视了人员出行行为的不同。因此在线网布设时可能与实际客流方向不完全吻合。,1 主要交通走廊,方法二：出行期望经路图法规划年出行预测得到远期全人口、全方式OD矩阵；将远期OD矩阵按距离最短路分配到远期道路网上得到出行期望经路图；按出行期望经路图上的交通流量选线，产生初始线网。,OD调查,交通现状起讫点(Origin-Destination, OD)数据是需求预测过程中最重要的基础资料，它通常需要通过抽样调查获得。OD调查的费用与规模成正比。OD调查的方式：口头调查方式简单方便；调查问卷的方式可以获得出行者更多的信息，诸如收入、年龄、职业、对服务属性的选择等。,方法三：两步聚类识别法先通过动态聚类，将所有的交通流量对分类成2030个聚类中心，而后通过模糊聚类法，以不同的截阵选择合适的分类，并进行聚类计算，最后可获得交通的主流向及流量并结合走廊布局原则及方法确定主要交通走廊。模糊聚类法：模糊聚类法的产生：将模糊数学理论应用于聚类分析 模糊聚类分析的基本过程： （1）计算样本或变量间的相似系数，建立模糊相似矩阵； （2）利用模糊运算对相似矩阵进行一系列的合成改造，生成模糊等价矩阵； （3）最后根据不同的截取水平对模糊等价矩阵进行截取分类 模糊聚类分析的步骤： （1） 建立模糊相似矩阵R=(sij)nn ，其中sij为相似系数，其定义可以有多种形式：夹角余弦，相关系数或距离 （2） 创建模糊等价矩阵R* （3） 选取截取水平(01)，对样本进行模糊聚类,2 主要客流集散点主要客流集散点是在确定轨道交通线路骨架以后确定轨道交通线路具体走向的主要依据。客流集散点按照性质分为交通枢纽、商业服务行政中心、文教设施、体育设施、旅游景点和中小型工业区等。,方法四：期望线网法这是由法国SYSTRA公司与上海规划设计院合作进行上海轨道交通规划时采纳的方法。此法借助于上海交通所开发的交通预测模型，也可称为蜘蛛网分配技术。这里的期望线有别于城市交通规划中通常使用的期望线，更多的考虑了小区之间的路径选择，期望线网可以清晰的表达交通分区较细情况下理想的交通分布状况。它是连接各交通小区的虚拟空间网络，在该网络上才采用全有全无分配法将公交OD矩阵进行分配，从而识别客流主流向确定交通走廊。,不同运量等级的客运走廊需要确定中运量或是大运量的轨道交通系统，而且轨道交通在城市不同地区对城市发展与支持社会经济活动中发挥的功能也不同，轨道网络功能层次划分正是根据这一特点确定轨道线路的服务水平与等级。轨道线路功能层次可划分为市域快线、市区干线和市区辅助线。,2 线网功能等级,市域快线：在市区与卫星城镇之间，为长距离出行提供快速的交通联系。 市区干线：在市区内部为中距离出行提供快速便捷的交通联系。 市区辅助线：作为市区干线的补充线，以保证整个轨道交通网络系统整体功能发挥。,3.5.3.2 线网构架的一般思路,1 基本思路 初始方案集生成客流测试方案评价推荐线网方案的形成。,2 研究过程,（1）第一阶段: 方案构思,（2）第二阶段:归纳提炼,根据线网规划范围与要求，分析城市结构形态与客流特征，进行“面”、“点”、“线”层次分析，通过现场勘探，广泛搜集资料，从宏观入手对线网方案进行初始研究，构思线网方案。这些方案除有各自的特点外，还有许多共性，成为线网构架方案研究的重要基础。,对初始构思方案进行分类归纳后，又经内部筛选提炼，推出其中的部分方案，向各有关单位征求意见，并要求提出补充方案。结过“筛选方案补充再筛选”的提炼过程，形成基础方案。这次筛选中保留各种有较强个性的方案，合并共性方案，尽量全面听取各种思路和观点，形成代表不同政策倾向、不同线网构架特征和规模的方案,（3）第三阶段: 方案预选,（4）第四阶段:预选方案分析与交通测试,前几阶段的方案深化主要以定性分析为主，从这一阶段开始，需要通过定量分析对方案作进一步的论证，用交通模型进行测试，进入定性与定量分析相结合的系统分析阶段。,以基础方案为基础，以线网规划的技术政策和规划原则为指导，根据合理规模和基本构思要求，又进一步选择出几个典型的、不同线路走向和不同构架类型的方案，