城市轨道交通联络线规划布局研究
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摘要
目前我国已被获批运营、开建、筹划地铁的城市共有28个。随着城市轨道交通的线网建设速度不断加快,网络化特征日趋凸显,对网络中各条线路相互连通的要求也越来越迫切。车辆的相互调动,跨线运营,车辆及其检修车辆段的资源共享,都需要联络线来实现。联络线作为线网规划中的重要组成部分,如何在已有线网和车辆段的基础上合理布局是亟待解决的问题。
本文首先分析了联络线的设置条件和技术标准。其次借助连通图建立数学模型,分析了联络线的设置数量,目标是使用较少的联络线来实现线网中各条线路的连通。再次对联络线的两种布局方法进行深入研究,并针对建设成本优化法建立了连通图模型并编程计算,通过此方法对2010年北京市城市轨道交通线网的联络线进行布局,结果表明该方法具有较强的适用性。最后,以2015年北京市城市轨道交通联络线布局进行实例研究,对北京市复杂的制式和车辆段分布进行分析整理,在建设成本优化法的基础上提出一种分制式建设成本优化法,最终得到较为合理的北京市联络线布局。
研究表明建设成本优化法适用于开始筹备、规划建设城市轨道交通的城市,这种城市线网规模中等且考虑到资源共享其制式单一；分制式建设成本优化法适用于城市轨道交通运营较早、线网制式较为复杂且已具备网络化特征的城市。
At present, China's urban rail has been approved operations; a total of 28 metro cities are built and planned. Network of urban rail transit construction continues to accelerate, the increasingly prominent features of the network press many more demands of the connectivity between the lines. Each line is not in contact with the vehicles, which transfer to each other for the transition operation; resources of vehicle and its maintenance depot need to be shared, which requires connecting lines to realize. The layout of connecting line is playing an important role in network planning, how to plan it rationally combined with the distribution of existing nets and depots is a serious problem to be solved.
In this thesis, in the first, the setting conditions and technical standards of the connecting line are analyzed. In the second, it builds a mathematical model related to connected graph to analyze the connecting line number set in the line network, which makes it come true to achieve the line network connectivity of the various lines with less of the connecting line. In the third, the thesis studys two layout methods of the connecting line in a deep level and establishs mathematical models as well as projects calculations based on construction cost. Through studying the layout of the connecting line for Beijing urban rail transit network in 2010, it shows a strong applicability in this method. Finally, this thesis takes layout of connecting line for Beijing urban rail transit in 2015 as the case study; it sorts complex vehicle standards and the depot distribution. Based on the construction cost optimization method, a method called sub-standard construction cost optimization method is proposed to obtain a reasonable layout of connecting line.
Studies have shown that construction costs optimization method is suitable for the city with pre-preparations, planning and construction of the urban rail transit; and those medium-sized nets with the single standard. Sub-standard construction costs optimization method is suitable for the city in which urban rail transit has been operated easier; and it have the network characteristics with many more complex stardards.
本文首先分析了联络线的设置条件和技术标准。其次借助连通图建立数学模型,分析了联络线的设置数量,目标是使用较少的联络线来实现线网中各条线路的连通。再次对联络线的两种布局方法进行深入研究,并针对建设成本优化法建立了连通图模型并编程计算,通过此方法对2010年北京市城市轨道交通线网的联络线进行布局,结果表明该方法具有较强的适用性。最后,以2015年北京市城市轨道交通联络线布局进行实例研究,对北京市复杂的制式和车辆段分布进行分析整理,在建设成本优化法的基础上提出一种分制式建设成本优化法,最终得到较为合理的北京市联络线布局。
研究表明建设成本优化法适用于开始筹备、规划建设城市轨道交通的城市,这种城市线网规模中等且考虑到资源共享其制式单一；分制式建设成本优化法适用于城市轨道交通运营较早、线网制式较为复杂且已具备网络化特征的城市。
At present, China's urban rail has been approved operations; a total of 28 metro cities are built and planned. Network of urban rail transit construction continues to accelerate, the increasingly prominent features of the network press many more demands of the connectivity between the lines. Each line is not in contact with the vehicles, which transfer to each other for the transition operation; resources of vehicle and its maintenance depot need to be shared, which requires connecting lines to realize. The layout of connecting line is playing an important role in network planning, how to plan it rationally combined with the distribution of existing nets and depots is a serious problem to be solved.
In this thesis, in the first, the setting conditions and technical standards of the connecting line are analyzed. In the second, it builds a mathematical model related to connected graph to analyze the connecting line number set in the line network, which makes it come true to achieve the line network connectivity of the various lines with less of the connecting line. In the third, the thesis studys two layout methods of the connecting line in a deep level and establishs mathematical models as well as projects calculations based on construction cost. Through studying the layout of the connecting line for Beijing urban rail transit network in 2010, it shows a strong applicability in this method. Finally, this thesis takes layout of connecting line for Beijing urban rail transit in 2015 as the case study; it sorts complex vehicle standards and the depot distribution. Based on the construction cost optimization method, a method called sub-standard construction cost optimization method is proposed to obtain a reasonable layout of connecting line.
Studies have shown that construction costs optimization method is suitable for the city with pre-preparations, planning and construction of the urban rail transit; and those medium-sized nets with the single standard. Sub-standard construction costs optimization method is suitable for the city in which urban rail transit has been operated easier; and it have the network characteristics with many more complex stardards.
引文
[1]毛保华.城市轨道交通规划与设计[M].北京：人民交通出版社.2006
[2]北京城建设计研究总院.GB50157—2003,地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社,2003
[3]顾保南,叶霞飞.城市轨道交通工程[M].武汉：华中科技大学出版社.2010
[4]高煜.对城市轨道交通联络线优化配置的思考[J].有色冶金设计与研究,2009,30(3),79～81
[5]蒋玉琨.轨道交通路网规划中联络线布局方法[J].中国铁道科学,2006,27(5),122～126
[6]刘冰.地铁车辆段与综合基地段设计初探[J].现代城市轨道交通,2006(1)
[7]叶霞飞.城市轨道交通规划与设计[M].北京：中国铁道出版社.1999
[8]张莹.天津地铁车辆段分布与联络线设置的研究.现代城市轨道交通,2005(1),35～37
[9]于涛.城市轨道交通车辆段与综合基地资源共享的规划研究[D].成都：西南交通大学.2008
[10]王瑞震.天津轨道线网车辆基地资源共享方案研究[J].铁道工程学报,2006(7),81～85
[11]吴小萍,陈秀芳等.城市轨道交通网络规划决策系统研究[J].中国铁道科学.2002,23(5),6～10
[12]马沂文.对地铁车辆段用地情况的分析[J].都市快轨交通,2004(1),42～47
[13]叶霞飞,李君,霍建平.国内外城市轨道交通车辆段对比研究[J].城市轨道交通研究,2003,6(1),72～77
[14]欧阳全裕,姜传治,杨作刚.地铁地面铁路联络线线路技术标准研讨[J].铁道标准设计.2006(4),5～6
[15]宋键.城市轨道交通的线路、网络、体系[J].城市轨道交通研究,2008,11(1),1～5
[16]吴小萍,陈秀方.城市轨道交通网络规划理论方法研究进展[J].中国铁道科学.2003,24(06),111～117
[17]吴红.降低城市轨道交通投资研究[J].中国铁路,2008(9),63-66
[18]李君.城市轨道交通车辆段布局优化方法研究[D].上海：同济大学,2003
[19]尚漾波.城市轨道交通车辆段规模及布局规划评价方法研究[D].上海：同济大学,2009
[20]钟华.城市轨道交通车辆段综合开发模式研究—以北京市为例[D].北京：北京交通大学,2009
[21]郭欢,陈峰.城市轨道交通资源共享研究[J].铁道工程学报.2010(1),99～103
[22]马剑,李卫军.北京轨道交通网络化运营车辆资源共享初探[J].现代城市轨道交通.2010(1),37～40
[23]郭欢,陈峰.城市轨道交通车辆基地的优化[J].城市轨道交通研究.2010,13(8),73～76
[24]徐成永.城市轨道交通线网用地规划与控制[J].都市快轨交通.2005,18(6)
[25]朱军,宋键.城市轨道交通资源共享探讨[J].城市轨道交通研究.2003,6(2),5～8
[26]朱蓓玲.上海城市轨道交通网络化背景下车辆基地布局及功能特点[J].城市轨道交通研究.2010
[27]姜汉生,朱捷.浅谈城市轨道交通车辆段、停车场资源共享[J].铁道标准设计.2003,9,64～67
[28]孙惠泉.图论及其应用[M].北京：科学出版社.2004
[29]吴唯佳,宁阳.北京城市轨道交通线网规划的问题分析[J].北京规划建设.2010(2),98～104
[30]宋增民.图论与网络最优化[M].南京：东南大学出版社,1990
[31]刘桂真.图与网络：优化决策的图论方法[M].上海：上海科学技术出版社,2008
[32]郑猛,陈华,佘世英.城市轨道交通环线及其应用[J].城市轨道交通研究.2008,11(3),1-6,12
[33]贾颖绚等.北京地下联络线运营列车振动对既有地铁结构的影响[J].中国铁道科学.2008(9)：29～5
[34]张鹏,滕一陛,兰淑桂.地铁车辆段多线共址平面布置方案分析[J].铁道工程学报.2010(2),2
[35]谢小星.地铁线路停车线及渡线设置探讨[J].城市轨道交通研究.2006,9(3),27～30
[36]郑明远.轨道交通时代的城市开发[M].北京：中国铁道出版社,2006
[37]温清.关于地铁车辆检修制度[J].城市轨道交通研究.2006,7(4),58～60
[38]朱卫国.城市轨道交通线网规划的工作要点[J].都市快轨交通.2007,20(2),10～13
[39]王辉.城市轨道交通线网规划和综合评价研究[D].重庆：重庆交通学院,2004
[40]邱光宇.关于城市轨道交通线网规划的探讨[J].都市快轨交通.2006,19(4),14～16,20
[41]罗小强.城市轨道交通线网布局规划理论与方法研究[D].西安：长安大学.2010
[42]欧阳长城.城市轨道交通线网发展特征分析[J].城市轨道交通研究.2010,13(1),7～11,21
[43]苗彦英.东京城市轨道交通路网分析[J].城市轨道交通研究.1998(2),66～67,57
[44]陆锡明,陈必壮,王祥.基于轨道交通网络的大城市综合交通规划理念[J].城市交通.2010(4),52～59
[45]肖瑞金.国外地铁车辆段的设计和车辆维修设施[J].都市快轨交通.2005,18(1),75～79
[46]许斯河.关于地铁辅助线设计的探讨[J].世界轨道交通.2004(9),20～22
[47]江永,叶霞飞.国外典型大城市轨道交通配线方法和经验[J].城市轨道交通研究.2007,10(12),35～39
[48]魏德勇.城市轨道交通线路配线综合评价研究[J].现代城市轨道交通.2006(5),53～55
[49]沈景炎.城市轨道交通车站配线的研究[J].城市轨道交通研究.2006,9(9),1～5
[50]王力.浅谈地铁车辆大、架修工艺设计[J].科技资讯.2009(12),64～65
[51]梁广深,邱庆珠.城市轨道交通供电制式分析探讨[J].城市轨道交通研究.2004, 7(6),10～13
[52]方彦,李厚春.城市轨道交通供电方式的分析和比较[J].铁道机车车辆.2004,24(4),69～70
[53]陈园.城市轨道交通限界设计要点分析[J].科技交流.2010(1),79～82
[54]陈中杰,刘健平.对地铁车辆限界若干问题探讨[J].城市轨道交通研究.2010,13(5),57～58
[55]COMPETITION COMMISSION. London underground limited:A report on passenger and other services supplied by the company. London:Competition commission-Cm 1555,1991
[56]Transport for London. London Underground and the PPP:Data Summary 2006/07. Mayor of London,2007:1～28
[57]Port R J, Thomson JM. Study of Mass Rapid Transitin Developing Countries[R].TRL Report, UIO,1990,2-20
[58]Harry T Dimitriou. A Developmental Approach to Urban Transport Planning[M]. Gateshead Tyne&Wear,1995:25-50
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[58]Harry T Dimitriou. A Developmental Approach to Urban Transport Planning[M]. Gateshead Tyne&Wear,1995:25-50