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1、城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能
城市軌道交通供電系統(tǒng),擔(dān)負(fù)著運(yùn)行所需的一切電能的供應(yīng)與傳輸,是城市軌道交通安全可靠運(yùn)行的重要保證。
城市軌道交通的用電負(fù)荷按其功能不同可分為兩大用電群體。一是電動(dòng)客車運(yùn)行所需要的牽引負(fù)荷,二是車站、區(qū)間、車輛段、控制中心等其他建筑物所需要的動(dòng)力照明用電,諸如:通風(fēng)機(jī)、空調(diào)、自動(dòng)扶梯、電梯、水泵、照明、AFC系統(tǒng)、FAS、BAS、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)等。
在上述用電群體中,有不同電壓等級(jí)直流負(fù)荷、不同電壓等級(jí)交流負(fù)荷;有固定負(fù)荷、有時(shí)刻在變化的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。每種用電設(shè)備都有自己的用電要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),而且這種要求和標(biāo)準(zhǔn)又相差甚遠(yuǎn)。城市軌道交通供電系統(tǒng)就是要滿足這些不同用戶對(duì)電能的不同需求,以使其發(fā)揮各自的功能與作用。
保證電動(dòng)客車暢行,安全、可靠、迅捷、舒適地運(yùn)送乘客,是供電系統(tǒng)的根本目的。
2、供電系統(tǒng)的構(gòu)成
根據(jù)功能的不同,對(duì)于集中式供電,城市軌道交通供電系統(tǒng)可分成以下幾部分:外部電源、主變電所、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)。對(duì)于分散式供電,城市軌道交通供電系統(tǒng)則可分成以下幾部分:外部電源、(電源開閉所)、牽引供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明配電系統(tǒng)、電力監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng),又可分成牽引變電所與牽引網(wǎng)系統(tǒng)。動(dòng)力照明配電系統(tǒng),又可分成降壓變電所與動(dòng)力照明。
但在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)時(shí),為便于設(shè)計(jì)管理,供電系統(tǒng)往往被劃分成:系統(tǒng)設(shè)計(jì);主變電所設(shè)計(jì);牽引變電所(或牽引降壓混合變電所)及降壓變電所設(shè)計(jì);牽引網(wǎng)設(shè)計(jì);電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì);雜散電流腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)(注:動(dòng)力照明隨同土建一起設(shè)計(jì))。
3、外部電源方案
城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案,根據(jù)城市電網(wǎng)構(gòu)成的不同特點(diǎn),可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。
(1)確定外部電源方案的原則
城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的特殊用戶,一般用電范圍多在10km~30km之間。城市軌道交通系統(tǒng)的外部電源方案,主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何種方式,應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定需要負(fù)荷之后,根據(jù)城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃、城市電網(wǎng)構(gòu)成特點(diǎn)、工程實(shí)際情況綜合分析確定。
(2)集中式供電
在城市軌道交通沿線,根據(jù)用電容量和線路長(zhǎng)短,建設(shè)專用的主變電所,這種由主變電所構(gòu)成的供電方案,稱為集中式供電。主變電所進(jìn)線電壓一般為110kV,經(jīng)降壓后變成35kV或10kV,供牽引變電所與降壓變電所。主變電所應(yīng)有兩路獨(dú)立的進(jìn)線電源。集中式供電,有利于城市軌道交通供電形成獨(dú)立體系,便于管理和運(yùn)營(yíng)。上海、廣州、南京、香港、德黑蘭地鐵等即為集中式供電方案。
(3)分散式供電
根據(jù)城市軌道交通供電的需要,在地鐵沿線直接由城市電網(wǎng)引入多路電源,構(gòu)成供電系統(tǒng),稱為分散式供電。這種供電方式一般為10kV電壓級(jí)。分散式供電要保證每座牽引變電所和降壓變電所均獲得雙路電源,要求城市軌道交通沿線有足夠的電源引入點(diǎn)及備用容量。建設(shè)中的沈陽(yáng)地鐵、長(zhǎng)春輕軌、大連輕軌、北京城鐵、北京八通線、北京地鐵5號(hào)線等即為分散式供電方案。
(4)混合式供電
將前兩種供電方式結(jié)合起來(lái),一般以集中式供電為主,個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充,使供電系統(tǒng)更加完善和可靠。這種方式稱為混合式供電。北京地鐵一線和環(huán)線、建設(shè)中的武漢軌道交通工程、青島地鐵南北線工程等即為混合式供電方案。
通過(guò)中壓電纜,縱向把上級(jí)主變電所和下級(jí)牽引變電所、降壓變電所連接起來(lái),橫向把全線的各個(gè)牽引變電所、降壓變電所連接起來(lái),便形成了中壓網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能的不同,把為牽引變電所供電的中壓網(wǎng)絡(luò),稱為牽引網(wǎng)絡(luò);同樣,把為降壓變電所供電的中壓網(wǎng)絡(luò)稱為動(dòng)力照明網(wǎng)絡(luò)。
中壓網(wǎng)絡(luò)有兩大屬性:一是電壓等級(jí),二是構(gòu)成形式。
中壓網(wǎng)絡(luò)不是供電系統(tǒng)中獨(dú)立的子系統(tǒng),但是它卻是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它的設(shè)計(jì)牽扯到外部電源方案、主變電所的位置及數(shù)量、牽引變電所及降壓變電所的位置與數(shù)量、牽引變電所與降壓變電所的主接線等。
關(guān)鍵詞 直線電機(jī) 軌道交通 軌道結(jié)構(gòu) 無(wú)縫線路 無(wú)碴軌道
直線電機(jī)軌道交通作為一種全新的城市軌道交通技術(shù)[1,2],在我國(guó)還沒(méi)有運(yùn)營(yíng)先例。其具有的大坡道、小半徑適應(yīng)能力對(duì)發(fā)展我國(guó)城市軌道交通具有很重要的應(yīng)用價(jià)值。
直線電機(jī)軌道交通是采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù),介于磁懸浮與輪軌系統(tǒng)之間的軌道系統(tǒng),區(qū)別于傳統(tǒng)軌道交通牽引模式。其軌道結(jié)構(gòu)是軌道交通系統(tǒng)行車的基礎(chǔ),非常復(fù)雜,軌道結(jié)構(gòu)感應(yīng)板要在軌道道床(或軌枕)上安置,與鋼軌、道床(或軌枕)以及三軌的尺寸鏈關(guān)系至為重要[2,3]。
因此,為了進(jìn)一步在國(guó)內(nèi)應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù),有必要對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性進(jìn)行分析,并結(jié)合國(guó)外的直線電機(jī)應(yīng)用情況,有針對(duì)性地進(jìn)行軌道相關(guān)問(wèn)題的研究,從而為合理地進(jìn)行軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工、保證系統(tǒng)的安全性及可靠性奠定良好的基礎(chǔ)。
1 直線電機(jī)軌道交通軌道結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性
作為一種新型的軌道交通形式,直線電機(jī)軌道交通的軌道結(jié)構(gòu),其力學(xué)特性與傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)有較大的不同。
(1)軌道結(jié)構(gòu)承受來(lái)自車輛的隨機(jī)動(dòng)荷載作用,在走行軌上承受輪軌垂直動(dòng)荷載、橫向水平荷載、縱向輪軌滾動(dòng)摩擦力、梁軌縱向附加力、安裝在軌道上的供電軌造成的附加外彎矩等。在載荷的反復(fù)作用下,軌道強(qiáng)度方面會(huì)受到影響,鋼軌在輪軌接觸處,由于巨大的接觸應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致鋼軌的損傷,在曲線側(cè)向切削力等作用下又會(huì)使這種損傷加劇;由于溫差存在,坡道及小半徑的影響,無(wú)縫線路會(huì)發(fā)生失穩(wěn)、斷軌等問(wèn)題。
(2)作為新型的城市軌道交通形式,車載直線電機(jī)本體與安置在道床結(jié)構(gòu)上的感應(yīng)板還存在著一定的相互作用,牽引力的作用點(diǎn)在軌道中心,而不是在走行軌上。除了感應(yīng)板與電機(jī)間作用力及氣隙的要求會(huì)對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的形式、設(shè)計(jì)參數(shù)等有一定的影響以外,軌道結(jié)構(gòu)的性能也會(huì)對(duì)直線電機(jī)正常安全的使用有重要的影響,軌道結(jié)構(gòu)的形式、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)方法及安裝工藝、養(yǎng)護(hù)維修水平等將成為影響該系統(tǒng)能否正常使用的關(guān)鍵。為了進(jìn)一步說(shuō)明軌道結(jié)構(gòu)的特性,這里就國(guó)外主要采用的軌道結(jié)構(gòu)形式分析如下。
2 國(guó)內(nèi)外軌道結(jié)構(gòu)使用情況
目前采用直線電機(jī)軌道交通的國(guó)家,其軌道結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)型式基本相同,但要在道床中間安設(shè)感應(yīng)板。這里針對(duì)直線電機(jī)的特點(diǎn),以加拿大及日本直線電機(jī)系統(tǒng)所采用的軌道結(jié)構(gòu)為主進(jìn)行分析。
2.1 鋼軌
在軌道結(jié)構(gòu)中,鋼軌是主要的部件。隨著地鐵車輛軸重的加大、年通過(guò)總質(zhì)量的增長(zhǎng)及列車速度的提高,目前各國(guó)地鐵都有選用重型鋼軌的趨勢(shì)[2]。但就直線電機(jī)軌道交通而言,國(guó)外一般采用50kg/m的鋼軌,有的也采用60kg/m鋼軌。
2.2 扣件及墊板
扣件種類從連結(jié)形式上分,可分為分開式和不分開式。不分開式扣件具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少、造價(jià)低的特點(diǎn),但不便于調(diào)高,一般用于有碴道床。目前日本及加拿大兩種形式均有,另外為了提高軌道結(jié)構(gòu)的減振性能在一些地段還采用了一些高彈性的扣件。
2.3 道床形式
直線電機(jī)軌道交通軌道結(jié)構(gòu)主要以整體道床軌道結(jié)構(gòu)為主,僅在車場(chǎng)線有少量的有碴軌道(見圖1)。加拿大溫哥華以高架線為主的直線電機(jī)軌道系統(tǒng)采用直聯(lián)式軌道結(jié)構(gòu);日本地下線的直線電機(jī)軌道結(jié)構(gòu)是采用預(yù)埋長(zhǎng)軌枕式整體道床;在馬來(lái)西亞吉隆坡地鐵,正線地下線、地面線及高架線上是采用預(yù)制板式道床軌道系統(tǒng)(見圖2),在地面車場(chǎng)線上采用了傳統(tǒng)的碎石道床結(jié)構(gòu)。
此外,日本在一些減振要求較高的運(yùn)營(yíng)線路上,采用了彈性軌枕式整體道床(見圖3)。此種軌道結(jié)構(gòu)與普通長(zhǎng)枕埋入式整體道床不同之處在于長(zhǎng)軌枕在兩端鋪設(shè)了減振橡膠套靴,軌枕中部懸空。
2.4 道岔及交
道岔號(hào)數(shù)的選用應(yīng)主要根據(jù)要求的道岔直、側(cè)向容許通過(guò)速度確定,直線電機(jī)軌道交通系統(tǒng)由于多采用徑向轉(zhuǎn)向架,從而可以采用較小的曲線半徑、小號(hào)碼道岔等,可以節(jié)省車輛段用地面積。就國(guó)外的道岔應(yīng)用來(lái)看可以分兩類:加拿大溫哥華的SkyTrain線、馬來(lái)西亞吉隆坡的PUTRA線正線采用可動(dòng)心軌轍叉單開道岔,不采用交叉渡線道岔,僅在車輛段采用固定型道岔[3]。日本多采用固定型道岔,并采用交叉渡線道岔,軌下基礎(chǔ)有整體道床、木岔枕和合成樹脂軌枕(見圖4)。
加拿大正線多采用6號(hào)、8號(hào)可動(dòng)心軌道岔結(jié)構(gòu)。日本正線多鋪設(shè)固定轍叉型8號(hào)單開道岔,車場(chǎng)線等采用5號(hào)單開固定型道岔。
2.5 感應(yīng)板結(jié)構(gòu)及安裝
直線電機(jī)軌道交通感應(yīng)板設(shè)置在軌道中心線處。一般采用反作用力板和其下部的支撐結(jié)構(gòu)固定在梁體(高架結(jié)構(gòu))或軌枕或整體道床結(jié)構(gòu)上。電機(jī)結(jié)構(gòu)不同,對(duì)氣隙的要求也不同,一般來(lái)說(shuō),氣隙越大,效率越低。因此感應(yīng)板的安裝精度、方式等將成為直線電機(jī)式地鐵能否低耗、平穩(wěn)、安全運(yùn)行的前提。
感應(yīng)軌和直線電機(jī)間的間隙應(yīng)保持在10mm左右[23,5],但在列車運(yùn)行中,由于受到頂面縱向推進(jìn)力、側(cè)向中心推進(jìn)力、感應(yīng)軌護(hù)鐵垂向磁力以及軌道振動(dòng)沖擊引起的荷載影響等,其間隙在列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有一定的變化。因此,為了保證列車良好的安全性能,對(duì)軌道的幾何形位要求較高。
反力板一般多為平板式感應(yīng)板,主要由鋁制(或銅制)頂板梁與下部的護(hù)鐵組成,護(hù)鐵有塊狀、薄板等形狀(見圖5)。加拿大多為可調(diào)式感應(yīng)板安裝方式,日本多采用剛性扣板式扣件來(lái)扣壓感應(yīng)板(見圖6)。
無(wú)論是加拿大還是日本,在車場(chǎng)道岔、附帶曲線處的感應(yīng)板均斷開,采用較短長(zhǎng)度的感應(yīng)板。此外加拿大肯士頓試驗(yàn)線采用了5號(hào)可動(dòng)心軌道岔,感應(yīng)板采取了補(bǔ)強(qiáng)的方式,在岔心處感應(yīng)板采用并列雙感應(yīng)板式結(jié)構(gòu)(見圖7)。
2.6 其他
除了道岔部分外,其他全線焊聯(lián)成無(wú)縫線路。為防止區(qū)間內(nèi)的溫度力傳給道岔結(jié)構(gòu),避免影響道岔的正常使用,道岔兩端采用了鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)。
此外,加拿大大部分的高架橋結(jié)構(gòu)沒(méi)有另外加設(shè)防脫護(hù)軌。
3 軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析研究
在我國(guó),由于直線電機(jī)系統(tǒng)尚無(wú)成功運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn),因此必須針對(duì)直線電機(jī)軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn),研究其在軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)關(guān)注的特殊問(wèn)題,探討其設(shè)計(jì)方法。我們重點(diǎn)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了初步研究。
(1)直線電機(jī)無(wú)碴軌道的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)分析列車通過(guò)時(shí),由于牽引方式的改變、感應(yīng)板的安裝對(duì)無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)受力與變形的影響;
(2)研究直線電機(jī)軌道交通橋上無(wú)縫線路軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,尤其是在大坡道與小半徑曲線上、在制動(dòng)力或牽引力的共同作用下,軌道結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)措施、容許鋪設(shè)無(wú)縫線路的最小曲線半徑等。
為此,我們建立了一體化的設(shè)計(jì)分析模型,見圖8。其中,梁的形式、支座位置、無(wú)碴軌道的形式等均可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行改變。該模型全面考慮了無(wú)縫線路、無(wú)碴軌道、橋梁結(jié)構(gòu)的相互耦合作用問(wèn)題,避免了過(guò)去孤立進(jìn)行力學(xué)分析的缺陷[5],并可有效地分析坡道、小半徑等問(wèn)題。因此,此模型的建立,為直線電機(jī)軌道交通無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)、橋上無(wú)縫線路、橋梁的設(shè)計(jì)等提供了一種更為全面、系統(tǒng)的方法。
此外,針對(duì)該軌道交通系統(tǒng)必須對(duì)直線電機(jī)與感應(yīng)板的氣隙及軌道不平順進(jìn)行一定控制的要求,我們還建立了無(wú)碴軌道與車輛系統(tǒng)的空間耦合分析模型,并對(duì)影響軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素進(jìn)行了研究[6]。
4 結(jié)語(yǔ)
直線電機(jī)軌道交通作為一種先進(jìn)的軌道交通形式,在我國(guó)才剛剛起步,軌道結(jié)構(gòu)相關(guān)的研究在國(guó)內(nèi)尚存在一定的欠缺。結(jié)合中國(guó)的實(shí)際情況,對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入細(xì)致的研究是非常必要的。希望通過(guò)進(jìn)一步的分析研究,為今后該系統(tǒng)在中國(guó)的廣泛應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
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【關(guān)鍵詞】快速軌道交通;常規(guī)公交;協(xié)調(diào);規(guī)劃
【中圖分類號(hào)】U491.1/U121 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
1、問(wèn)題提出
在我國(guó)己投入運(yùn)營(yíng)的各條地鐵線路中,除北京1、2號(hào)線外,上海、廣州、天津的地鐵客流量卻差強(qiáng)人意。如地鐵錦江樂(lè)園站,由于在地鐵車站布局時(shí)沒(méi)有充分考慮與其他公交線路的換乘,造成地鐵運(yùn)營(yíng)后車站周圍交通混亂。又如,廣州地鐵1號(hào)線與地面公交之間的步行換乘時(shí)間(含候車時(shí)間)達(dá)11-16分,乘客普遍感到不便。[1]
而西安為了緩解市區(qū)交通壓力,提高城市公共交通服務(wù)水平,以及滿足逐漸增長(zhǎng)的人口對(duì)交通的需求,也逐步開始發(fā)展地鐵系統(tǒng),并于2011年開通并運(yùn)營(yíng)第一條地鐵線路,將西安市南北中軸線上的龍首原、鐘樓、小寨等商圈緊密聯(lián)系起來(lái),目前日均客流量達(dá)16萬(wàn)人次左右。但是西安地鐵的發(fā)展會(huì)不會(huì)像上海、廣州那樣與公交線網(wǎng)脫鉤、分庭抗禮,再一次重蹈覆轍?
2、現(xiàn)狀與分析
2011年9月,西安地鐵2號(hào)線一期投入運(yùn)營(yíng),線路長(zhǎng)20.56km。目前,正在建設(shè)1號(hào)線一期、2號(hào)線二期、3號(hào)線一期,線路總長(zhǎng)為69.85km,計(jì)劃分別于2013、2014和2015年建成通車。西安2015-到2040年的地鐵中長(zhǎng)期規(guī)劃目標(biāo)是加密市區(qū)軌道交通線路、建設(shè)市域軌道交通線路,以使主城區(qū)出行以軌道交通為主、大西安都市圈內(nèi)各中心市鎮(zhèn)與主城區(qū)都有軌道交通連接。
西安地鐵2號(hào)線從2011年通車運(yùn)營(yíng)以來(lái),至2012年11月,日均客運(yùn)量達(dá)16.13萬(wàn)人次。2011年西安市常規(guī)公交日均客運(yùn)量約475.96萬(wàn)人次,地鐵僅占3.49%。在2013年端午節(jié)期間,西安地鐵二號(hào)線運(yùn)送乘客69.19萬(wàn)人次,日均為23.06萬(wàn)人次。但相比去年端午節(jié)三天總客流44.7萬(wàn)人次,日均14.9萬(wàn)人次,今年客流量上升54.77%。
由此看出,從橫向比較入手,相比常規(guī)公交而言,目前地鐵的客運(yùn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后,對(duì)緩解交通擁堵只起到輕微的作用。但從縱向比較來(lái)看,地鐵的客運(yùn)量同比提升了近一半,地鐵本身準(zhǔn)點(diǎn)、快捷、舒適等特點(diǎn)正在吸引大批客流轉(zhuǎn)向快速軌道交通方式,并且它也將發(fā)揮巨大作用,改善交通布局,緩解城市交通擁擠狀況。
2009年9月,西安市交通局副局長(zhǎng)強(qiáng)院省稱,目前公交營(yíng)運(yùn)車輛6304輛,營(yíng)運(yùn)線路為213條,線路長(zhǎng)度達(dá)4707.45公里,線網(wǎng)密度達(dá)2.4公里/平方公里。公共交通占市民總出行量的分擔(dān)率為35.31%,日均客運(yùn)量達(dá)到381.91萬(wàn)人次,基本形成由各級(jí)不同功能道路所組成的城市道路交通網(wǎng)絡(luò),呈“兩軸,三環(huán),八線”的骨架形態(tài)。西安地鐵1、2號(hào)線走廊內(nèi)空調(diào)公交車所占比重分別是9.64%和18.92%,普通車無(wú)人售票且長(zhǎng)安通有效的公交車所占比重分別是34.94%和39.19%。由此可看出在西安地鐵1、2號(hào)線走廊內(nèi)服務(wù)水平較高的公交車相對(duì)較少,這也直接會(huì)影響客流向服務(wù)水平較高的快速軌道交通大量轉(zhuǎn)移。西安600路、36路等公交線路等與地鐵二號(hào)線長(zhǎng)距離重復(fù),不少人提出縮短甚至撤銷這些公交線路。但在2013年7月針對(duì)西安600路公交高峰客流量狀況做的一項(xiàng)調(diào)查中顯示,西安600路公交高峰期全程上(下)車人數(shù)達(dá)202人,車輛停靠站點(diǎn),乘客上車后達(dá)到較擁擠程度(≥一平方米站立8人)的站點(diǎn)約48.72%。由此看出,盡管快速軌道交通能一定程度上緩解城市交通擁堵,但在目前階段城市軌道交通未形成網(wǎng)絡(luò),達(dá)到一定規(guī)模的情況下,與常規(guī)公交的線路協(xié)調(diào)需要慎重考慮,進(jìn)一步做出規(guī)劃。
3、對(duì)策與措施
結(jié)合居民出行的多樣化,根據(jù)《西安市城市總體規(guī)劃2004---2020》可知,其目標(biāo)是形成以公共交通為主體,快速交通為骨干,其他公交為輔助的多元化、快速、高效、環(huán)保的城市公共交通體系。面對(duì)多樣化的出行,要求具有不同速度和舒適特性的兩種重要公共交通方式(軌道交通和常規(guī)公交)加強(qiáng)相互之間合作,滿足不同的出行需求。
3.1 線網(wǎng)的協(xié)調(diào)。城市快速軌道交通建設(shè)投資巨大、工程復(fù)雜、施工期較長(zhǎng),要形成完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程??焖佘壍澜煌ㄌ厥獾慕Y(jié)構(gòu)形式、空間形態(tài)和資源占用,決定了其在線網(wǎng)密度和覆蓋程度方面都難以與常規(guī)公交相比。在這種情況下,快速軌道交通客流的吸引與疏散需要常規(guī)公交及其他交通方式的支持。因此與常規(guī)公交系統(tǒng)的配合與銜接,對(duì)擴(kuò)大快速軌道交通的吸引范圍,增加其客流量具有重要的作用。
3.2 層次的協(xié)調(diào)。從點(diǎn)的層次來(lái)講,通過(guò)城市快速軌道交通換乘樞紐的規(guī)劃,達(dá)到換乘樞紐位置合理,形式合適,規(guī)模恰當(dāng),乘客能夠方便的換乘。在線路層次上,通過(guò)快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和常規(guī)公交線網(wǎng)調(diào)整,以及快速軌道交通站間距的確定,使兩種交通方式按照各自的功能定位合理分工、相輔相成,發(fā)揮互補(bǔ)作用,最大程度地提高城市公交整體運(yùn)輸效率。從面的層次來(lái)講,城市快速軌道交通線網(wǎng)的規(guī)劃要在滿足自身合理性的前提下,也要盡量考慮為常規(guī)公交發(fā)展創(chuàng)造有利空間,預(yù)防或避免后期矛盾的產(chǎn)生,致力于提高城市公共系統(tǒng)的整體功效。[4]
3.3 主體的協(xié)調(diào)。城市快速軌道交通具有運(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),適合擔(dān)當(dāng)城市客運(yùn)交通骨干的重任。常規(guī)公交線網(wǎng)要在快速軌道交通線路在建的同時(shí),優(yōu)化調(diào)整其影響區(qū)域的常規(guī)公交線路,使常規(guī)公交能夠適應(yīng)新市場(chǎng),同時(shí)使常規(guī)公交避免與快速軌道交通爭(zhēng)奪客流的同時(shí),又能為快速軌道交通接運(yùn)充分的換乘客流。
4、結(jié)束語(yǔ)
結(jié)合西安目前的發(fā)展,應(yīng)從以下方面著手。首先,結(jié)合地鐵建設(shè)和城市路網(wǎng)的完善,常規(guī)公交要實(shí)現(xiàn)對(duì)西安主要客流集散點(diǎn)的連接,實(shí)現(xiàn)區(qū)域間及客流大站的快速直達(dá),縮短市民的出行距離和時(shí)間。其次,對(duì)部分超長(zhǎng)常規(guī)公交線路進(jìn)行科學(xué)分割劃分,實(shí)行分段運(yùn)營(yíng);然后,加大微型常規(guī)公交,適時(shí)開通多條微型常規(guī)公交線路,解決市民最后一公里的出行問(wèn)題。最后,發(fā)展智能化常規(guī)公交,盡量使乘客出行方便。為乘客提供全面的信息,使乘客迅速方便地達(dá)到目的地。
西安快速軌道交通建設(shè)相對(duì)于國(guó)內(nèi)一線城市起步較晚,管理體制及發(fā)展模式都在探索和變革之中。在這種情況下更應(yīng)按照建設(shè)國(guó)際化大都市的總體目標(biāo),以國(guó)內(nèi)外先進(jìn)軌道交通企業(yè)為標(biāo)桿,確立“地鐵+物業(yè)”的多元化發(fā)展模式,科學(xué)規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)地鐵,充分做好與常規(guī)公交等系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:軌道交通;接運(yùn)公交;優(yōu)化模型;粒子群算法
中圖分類號(hào):U213.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
目前,長(zhǎng)沙市已對(duì)城市軌道交通進(jìn)行了詳盡的短期與中長(zhǎng)期規(guī)劃,到2014年長(zhǎng)沙市地鐵1號(hào)線以及地鐵2號(hào)線均已投入運(yùn)營(yíng)。屆時(shí)長(zhǎng)沙市交通狀況將能改善和緩解居民出行難、過(guò)江難、高峰小時(shí)擁堵的狀況。但軌道交通系統(tǒng)自身規(guī)劃超前,而軌道交通與其他交通方式的整體規(guī)劃相對(duì)落后,尤其是與常規(guī)公交的配合與銜接的協(xié)調(diào)規(guī)劃。因此,在長(zhǎng)沙市軌道交通即將運(yùn)營(yíng)的情況下,研究接運(yùn)公交線網(wǎng)的優(yōu)化可為長(zhǎng)沙市軌道交通與公交接駁規(guī)劃提供決策依據(jù),具有較大的顯示意義。
1長(zhǎng)沙軌道1號(hào)線及附近常規(guī)公交線網(wǎng)現(xiàn)狀
長(zhǎng)沙地鐵一號(hào)線一期工程位南北走向,主線沿著芙蓉路,在市中心局部路段該走黃興路,從而實(shí)現(xiàn)在長(zhǎng)沙最繁華的五一廣場(chǎng)與地鐵2號(hào)線交匯,方便乘客換乘。由于長(zhǎng)沙市軌道交通一號(hào)線、二號(hào)線正處于建設(shè)中,相關(guān)接運(yùn)公交線網(wǎng)尚未正式開建,目前處于公共交通主體地位的方式仍是常規(guī)公交。線路主要存在以下狀況:1)與軌道交通處于同一流向的公交線路比較多,存在較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng);2)與主干道垂直的線路比較少,軌道交通一號(hào)線、二號(hào)線站點(diǎn)分布均為主干道,用于銜接支路的線路較少。多數(shù)公交線路均通過(guò)繞行方法駛進(jìn)較繁華區(qū)域。
2接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化模型構(gòu)建
2.1接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化原則
(1)宏觀層次(區(qū)域?qū)哟危?/p>
①以城市用地規(guī)劃布局為前提,以軌道線網(wǎng)規(guī)劃為基礎(chǔ),構(gòu)建依托于軌道線路的常規(guī)公交區(qū)域運(yùn)營(yíng)體系。在主干線上,公交線路以集約化模式運(yùn)營(yíng),著力優(yōu)化線路,以短線為主,并適當(dāng)增加線路與發(fā)車頻率;在支線區(qū)間內(nèi),實(shí)行多線路、便捷化的集疏式運(yùn)營(yíng)模式,提高區(qū)域城市公交線網(wǎng)效率;②地面常規(guī)公交與軌道交通線路有效銜接,提升軌道交通與接運(yùn)公交整體運(yùn)行效率。
(2)中觀層次(線網(wǎng)層次)
①由于軌道交通建設(shè)成本高、建設(shè)周期長(zhǎng),各城市擁有軌道線路網(wǎng)并不完整,則需要地面常規(guī)交通的延伸與補(bǔ)充;②地面常規(guī)公交線路與走向應(yīng)根據(jù)軌道線路的走向進(jìn)行調(diào)整,線路平行重合部分需抽疏,而在軌道線路服務(wù)范圍外,地面公交需起輔助作用,服務(wù)于乘客,避免無(wú)效競(jìng)爭(zhēng),充分利用公交資源,又可提高城市公共交通服務(wù)能力;③增加“魚刺”形常規(guī)公交線路,即以軌道交通線路為主軸,結(jié)合城市用地布局,增加與主軸相垂直的公交線路,發(fā)揮接運(yùn)公交的作用。
(3)微觀層次(站點(diǎn)層次)
①合理設(shè)置接運(yùn)公交站點(diǎn),即實(shí)現(xiàn)常規(guī)公交線路的終點(diǎn)匯集在軌道交通終點(diǎn)或沿線主要站點(diǎn),形成地鐵-公交的換乘樞紐站。在客流上下較大的地鐵站點(diǎn)一般需設(shè)置大型公交換乘站,以方便乘客換乘中轉(zhuǎn);②接運(yùn)公交線輪盡可能短,與軌道交通銜接緊湊,減少乘客換乘時(shí)間;③人流集聚地區(qū),避免軌道交通與常規(guī)公交的地面平交,可設(shè)置地下不行通道或地下不行廣場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與地鐵交通站的銜接。
2.2長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線接運(yùn)線網(wǎng)優(yōu)化建模
2.1模型假設(shè)
為解決軌道網(wǎng)絡(luò)與公交線路的接運(yùn)優(yōu)化的問(wèn)題,王煒教授提出了“逐條布設(shè),優(yōu)化成網(wǎng)”的優(yōu)化思想(圖1所示),該思想有著簡(jiǎn)便實(shí)用,是有效解決優(yōu)化軌道交通接運(yùn)公交線網(wǎng)問(wèn)題的較優(yōu)思路[2]。
圖1 “逐條布設(shè),優(yōu)化成網(wǎng)”的優(yōu)化思想
城市軌道交通與接運(yùn)公交系統(tǒng)優(yōu)化受到復(fù)雜的外部與內(nèi)部因素的影響,則在建模之前需要對(duì)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行一些簡(jiǎn)化和假設(shè)。因此先只考慮軌道交通右側(cè)的交通影響區(qū)接運(yùn)公交線網(wǎng)規(guī)劃,之后延伸研究范圍,則假設(shè)接運(yùn)公交只沿著方塊的邊緣作水平或垂直移動(dòng),且是沿著由左向右,由上向下單向行駛,也即公交線路在任一節(jié)點(diǎn)也只是水平向右或垂直向下延伸。為了表示公交線網(wǎng)的延伸,對(duì)公交線路進(jìn)行離散化計(jì)算,作如下參數(shù)定義[3]:
(1)
(2)
(3)
圖2軌道交通車站影響區(qū)域離散化表達(dá)
3長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化模型求解算法
3.1遺傳算法與粒子群算法的比較
1)共性
(1)兩種算法均屬于啟發(fā)式算法,均用于研究復(fù)雜系統(tǒng),通過(guò)簡(jiǎn)單的組織將低層次的元素以復(fù)雜的結(jié)構(gòu)反映在高層次上,并表現(xiàn)出智能的特征,以此解決復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。
(2)兩種算法求解均基于概率運(yùn)算的隨機(jī)搜索算法。
(3)兩種算法都具有并行性,搜索過(guò)程從一個(gè)集合出發(fā),即群體搜索,加上并行搜索,則降低算法陷于局部極小的可能性。
(4)兩種算法均屬于全局最優(yōu)解求解方法。在解空間中隨機(jī)生成初始種群,并在全局解空間中進(jìn)行搜索,且搜索范圍集中于性能高的部分。
2)特性
(1)遺傳算法需要實(shí)現(xiàn)從表現(xiàn)型到基因型的映像即編碼工作,每個(gè)個(gè)體實(shí)際上是染色體帶有特征的實(shí)體。初代種群產(chǎn)生之后,按照適者生存和優(yōu)勝劣汰的原理,逐代演化產(chǎn)生出越來(lái)越好的近似解,以前的知識(shí)隨著種群的改變而被破壞。粒子群算法直接在問(wèn)題域上進(jìn)處理,無(wú)需轉(zhuǎn)換。
(2)遺傳算法的信息傳遞是隱形的,由雜交和變異完成;粒子群算法由兩個(gè)基本方程表現(xiàn),是顯性的。遺傳算法通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)獲得最終的解,粒子群算法通過(guò)合作來(lái)獲得最終的解。
3.2 粒子群算法過(guò)程
基本粒子群算法流程如下:
Step1:初始化:初始粒子產(chǎn)生,設(shè)定其位置與速度;
Step2:評(píng)價(jià)粒子:計(jì)算每個(gè)粒子的適用值;
Step3:更新最優(yōu):粒子當(dāng)前位置適應(yīng)值與之前經(jīng)歷的最好位置適應(yīng)值作比較,更新粒子最優(yōu)位置;粒子當(dāng)前位置適應(yīng)值與群體粒子所經(jīng)過(guò)的最佳位置作比較,更新全局最優(yōu)位置;
Step4:更新粒子:根據(jù)方程(5-1)和(5-2)確定粒子下一步的速度與位置;
Step5:停止條件:若為達(dá)到停止條件則返回步驟step2。
根據(jù)上述粒子群算法原理、基本思想與算法流程,并參考粒子群算法在車輛路徑優(yōu)化和多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化等相關(guān)領(lǐng)域上的應(yīng)用,對(duì)上章節(jié)構(gòu)建的長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線接運(yùn)路線優(yōu)化模型進(jìn)行求解。具體過(guò)程如下[6]:
1)初始化
本文根據(jù)整數(shù)編碼與二進(jìn)制編碼的各自特點(diǎn),通過(guò)將兩者相結(jié)合形成序號(hào)編碼方法,并以此方法對(duì)粒子群進(jìn)行初始化。
首先將每條公交線路以個(gè)體的身份進(jìn)行編碼,例說(shuō),假定一條公交線路,在直角坐標(biāo)系中,其路徑可表示為為:{(1,1),(2,1),(3,2),…,(10,4)};以二進(jìn)制編碼來(lái)表示坐標(biāo),則該路徑可表示為:{0001,0001,0010,0001,0011,0010,…,1010,0011}。然后遵循從左到右,從上到下的順序,使用序號(hào)編碼法對(duì)交通線路每個(gè)站點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)進(jìn)行編序,從左上角第一個(gè)坐標(biāo)開始,逐個(gè)定義與坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)的序號(hào)K(從0開始計(jì))。則存在如下關(guān)系:;;。式中:mod與ROUND分別表示求余和取整的運(yùn)算法則。
而初始群體由一定數(shù)量的柵格作為個(gè)體組成,為簡(jiǎn)化粒子群的初始化運(yùn)算,可截取一段現(xiàn)有的公交線網(wǎng)作為初始群體,再進(jìn)行以下的優(yōu)化分析。
2)適應(yīng)度函數(shù)
以構(gòu)建的長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為粒子群算法的適應(yīng)度函數(shù),相應(yīng)的計(jì)算各粒子適應(yīng)度。
3)速度狀態(tài)的計(jì)算與更新
粒子(公交)每移動(dòng)一個(gè)位置均有一個(gè)對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度值,將每個(gè)粒子的適應(yīng)度與自身所經(jīng)歷的最優(yōu)適應(yīng)度作比較,選出新的個(gè)體最優(yōu)狀態(tài)pi;同理,將種群中本次迭代的最優(yōu)粒子適應(yīng)度與種群已知最優(yōu)適應(yīng)度比較,選出群體最優(yōu)狀態(tài)pg。采用“換位減”算子的思想,根據(jù)狀態(tài)更新公式(5-1)、(5-2),計(jì)算粒子的下一個(gè)狀態(tài),并作更新。
4)判斷是否滿足終止條件,若是,則運(yùn)算結(jié)束,得出結(jié)果,否則,返回2)繼續(xù)迭代運(yùn)算。
表1 交通小區(qū)1-9居民出行OD表
4 結(jié)論
從常規(guī)公交路線優(yōu)化建模思想出發(fā),以接運(yùn)路線效率最大為優(yōu)化目標(biāo),并綜合考慮優(yōu)化范圍、接運(yùn)公交長(zhǎng)度、非直線系數(shù)、接運(yùn)線路重復(fù)率、換乘系數(shù)共五方面的約束條件,并在一定假設(shè)的基礎(chǔ)上構(gòu)建接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化模型。結(jié)合軌道交通接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化區(qū)域離散化思想,以粒子群算法為基礎(chǔ)計(jì)算求解最優(yōu)接運(yùn)公交線網(wǎng),最終得到長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線接運(yùn)公交線網(wǎng)優(yōu)化方案表,為長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線沿線的公交線網(wǎng)的調(diào)整提供建議與理論依據(jù)。
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關(guān)鍵詞:軌道交通 地鐵 輕軌 容量
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,城市人口和機(jī)動(dòng)車的快速增加已大大超過(guò)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的最大承受能力,交通狀況嚴(yán)重惡化。城市交通問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響城市功能的發(fā)揮和城市的可持續(xù)發(fā)展。為此,1985年4月19日,國(guó)務(wù)院在國(guó)發(fā)[1985]59號(hào)文指出:“為解決城市交通擁擠問(wèn)題,必須綜合治理。……從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,在一些大城市要考慮快速軌道交通和地下交通,以緩和地面交愛(ài)的緊張狀況”①。到1998年,我國(guó)已有京、津、滬、穗四大城市擁有地鐵,總通車?yán)锍碳s75km。1998年,廣州市地鐵2號(hào)線、深圳市地鐵1號(hào)線和上海市地鐵3號(hào)線相繼獲國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng)動(dòng)工后,今年將有15個(gè)城市獲國(guó)家立項(xiàng)。據(jù)最新統(tǒng)計(jì),目前在建和計(jì)劃建設(shè)的地鐵共21條線,長(zhǎng)350km,總投資預(yù)計(jì)達(dá)1400多億元。另外,鑒于軌道交通成本巨大的特點(diǎn),國(guó)家要求在今后建設(shè)地鐵時(shí),設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率必須在70%以上②。
由于我國(guó)軌道交通建設(shè)處于起步階段,有必要澄清軌道交通的概念、性質(zhì)和特點(diǎn),學(xué)習(xí)國(guó)外和境外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),加以總結(jié),避免重大決策失誤,更好地為我國(guó)今后大規(guī)模的軌道交通建設(shè)服務(wù)。
1、城市軌道交通的概念
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)在軌道交通概念方面存在諸多的混淆,比如認(rèn)為地鐵必定是在地下行駛的交通工具,卻不知國(guó)外地鐵有的部分在地面、甚至在高架行走,例如,新加坡有2條地鐵線,48個(gè)站(15個(gè)地下、32個(gè)高架和1個(gè)地面站),83km(其中地下19km、高架60.2km和地面3.8km)③。而我國(guó)現(xiàn)在地鐵幾乎是全地下結(jié)構(gòu),導(dǎo)致成本居高不下,如廣州市地鐵1號(hào)線,建設(shè)成本高達(dá)8~9億元/km!軌道交通特征和概念的模糊不清可能會(huì)影響我國(guó)新的交通設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和營(yíng)運(yùn),不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失,而且影響城市的健康發(fā)展。
快速軌道(Rapid Rail Transit or Rail Rapid Transit)是城市地下鐵道(地鐵)、輕型軌道交通(輕軌)、單軌(獨(dú)軌)交通、有軌電車、新交通(new transport system, NTS)、高速磁浮列車和市郊(郊區(qū))列車(通勤列車)等城市軌道交通的統(tǒng)稱④。其共同特點(diǎn)是:運(yùn)量大、速度快、安全可靠、準(zhǔn)點(diǎn)舒適,可以在地面、高架和地下、半地下(open cuttings)的輪軌上行駛。輪軌系統(tǒng)一般有鋼輪一鋼軌系統(tǒng)和膠輪一混凝土軌系統(tǒng)兩大類,世界上軌道交通主要以鋼輪一鋼系統(tǒng)為主,我國(guó)也不例外。軌道交通通常以電力驅(qū)動(dòng)(直流電、交流電或線性電機(jī)傳動(dòng),電壓有600V,750V或1500V),一架空線網(wǎng)受電或第三軌(側(cè)軌)受電,自動(dòng)或人工操作控制。城市軌道交通的站距一般在市區(qū)1km左右,在郊區(qū)2km左右。但是,城市或區(qū)域之間的高速鐵路站距較大,否則達(dá)不到200km/h以上的運(yùn)行速度。
地鐵(subway, metro, the underground),是地下鐵道的簡(jiǎn)稱,別名有地下鐵(mass transit railway, MTR)、重軌(heavy rail)、快速軌道(rapid rail)、大都市鐵路(metropolitan railways)。地鐵可以在地面、高架和地下運(yùn)行,有人把行駛在高架軌道上的地鐵稱為(高架地鐵)。地鐵是大容量的客運(yùn)工具,高峰單向容量為3~7萬(wàn)人次/h,量大運(yùn)行速度達(dá)120km/h,平均營(yíng)運(yùn)速度為30~45 km /h,這與站距有關(guān)。地鐵需要道路完全隔離和封閉,從而確保了快速和準(zhǔn)時(shí),但線路一旦建成,更改非常困難,只能考慮延長(zhǎng)線。地鐵由于建設(shè)成本非常高昂,一般由市政當(dāng)局或公共公司所擁有。地鐵的信號(hào)和控制系統(tǒng)很復(fù)雜,用以滿足地鐵的快速和發(fā)車時(shí)間間隔。車站一般比較寬敞,高站臺(tái)、有電動(dòng)扶梯,有利于乘客上下地面。地鐵一般位于城市核心區(qū)或城市內(nèi)環(huán)路之內(nèi)。
輕軌(LRT)是輕型軌道交通(light rail transit)的簡(jiǎn)稱,是由原來(lái)的有軌電車(streetcar、trams or tramway)演變而來(lái)的。1978年3月在布魯塞爾召開和第一屆國(guó)際輕軌交通會(huì)議上統(tǒng)一了輕軌的稱謂,英文簡(jiǎn)寫LRT,認(rèn)為輕軌交通的荷載比地鐵和常規(guī)列車輕⑤。根據(jù)輕軌定義,獨(dú)軌(單軌)交通、新交通系統(tǒng)(New Transport System)、輕軌地鐵(Light Metro)、輕型快速交通(Light Rapid Transit)、高架線性系統(tǒng)等都屬于輕軌范疇。輕軌線路有地面、高架和地下線,地下線比較少見。輕軌建設(shè)成本為地鐵的1/3~1/5[7]。輕軌一般位于城市內(nèi)環(huán)路之外。
市郊(通勤)鐵路(commuter rail)擔(dān)負(fù)著大城市市區(qū)與郊區(qū)衛(wèi)星城鎮(zhèn)或社區(qū)之間的客運(yùn)聯(lián)系,一般與地鐵站或輕軌站有方便的換乘關(guān)系。通勤鐵路以架空線網(wǎng)供電,站距長(zhǎng)、速度快。它屬于重軌交通,與貨運(yùn)列車的兼容性強(qiáng)。
高速鐵路指導(dǎo)運(yùn)行于大城市或區(qū)域之間,甚至國(guó)家之間的高速軌道交通,如歐洲之星(TGV)、日本的新時(shí)速、中國(guó)的廣深準(zhǔn)高速列車,營(yíng)運(yùn)速度在200以上,最大速度達(dá)350km/h。新研制的磁浮高速列車,時(shí)速將達(dá)500km/h。一般把高速鐵路歸為區(qū)域或國(guó)家鐵路系統(tǒng),所以狹義上說(shuō)不是城市軌道交通的研究范圍。
2、城市軌道交通的基本特征
目前,世界上擁有城市軌道交通的城市有320多個(gè),其中有地鐵的占5%,有地鐵和輕軌的占11%,有輕軌和有軌電車的占84%,全世界軌道交通的營(yíng)運(yùn)線路長(zhǎng)達(dá)5200km。發(fā)展中國(guó)家發(fā)展很快,目前有730多km的營(yíng)運(yùn)線路,占全世界的14%④⑦。軌道交通在世界上的分布情況,見圖1⑧。
軌道交通與其他交通模式的特征比較見表1和表2。
綜上所述,小汽車機(jī)動(dòng)性強(qiáng),從門到門,但是道路面積大,綜合運(yùn)能不大,能耗大,污染嚴(yán)重;公共汽車機(jī)動(dòng)性好,基礎(chǔ)工程簡(jiǎn)單,成本低,能耗雖然不大,但是綜合運(yùn)行速度慢,影響運(yùn)能,污染大;有軌電車工程造價(jià)低,能耗低,成本低,無(wú)空氣污染,運(yùn)行速度慢,運(yùn)能提不高;輕軌運(yùn)量和運(yùn)行速度均較大,安全、準(zhǔn)點(diǎn)、能耗低、無(wú)污染,造價(jià)比地鐵低,但是占用地面空間;地鐵運(yùn)量大,運(yùn)行速度大,安全、準(zhǔn)點(diǎn)、能耗低、無(wú)污染,不占用地面空間,工程造價(jià)高,但是綜合效益好。
3、因素分析
3.1線路類型
線路類型影響軌道交通的營(yíng)運(yùn)速度和容量、服務(wù)質(zhì)量和投資成本。根據(jù)線路的隔離和封閉程度,可以分為三種類型:
A型線路:全封閉、無(wú)平面交叉、具有專用的路權(quán)(exclusive rights-of-way),如地鐵線路,營(yíng)運(yùn)速度30~45km/h;
B 型線路:大部分線路處于封閉和隔離狀態(tài),有部分平面交叉口。在交叉口,軌道交通優(yōu)先通過(guò),以確??焖俚臓I(yíng)運(yùn)速度,具有大部分的路權(quán)(substantial rights-of-way),如輕軌線路,營(yíng)運(yùn)速度25~35km/h;
C型線路:只要小部分線路處于封閉或隔離,與其他交通混行,有大量的平面交叉口,如有軌電車和常規(guī)公交車線路,營(yíng)運(yùn)速度14~18km/h。
三種類型線路與服務(wù)質(zhì)量和投資成本關(guān)系見圖2。
服務(wù)質(zhì)量
從圖2可知,A型線路比B、C型線路具有更高的投資成本和服務(wù)質(zhì)量,但是它占地更多,線路更改更加困難,彈性小。
線路類型在軌道交通中的應(yīng)用見表4。
3.2 線路結(jié)構(gòu)形式
線路結(jié)構(gòu)形式有地面或半地面分級(jí)、高架軌道和地下軌道三種形式。線路在垂向的結(jié)構(gòu)形式對(duì)軌道交通的建設(shè)成本影響最大。世界軌道交通建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明,一般情況下,地面結(jié)構(gòu)與高架、地下結(jié)構(gòu)的投資成本的比例,大致在1:2:6的關(guān)系。如果建設(shè)一條15km長(zhǎng)的軌道交通,在地名分級(jí)系統(tǒng)約3.3億美元,高架6.6億美元,而地下結(jié)構(gòu)則高達(dá)20億美元。特別是地下結(jié)構(gòu),成本與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件、施工方法、車站規(guī)模等關(guān)系很大,但是與軌道交通技術(shù)水平影響不大。軌道交通結(jié)構(gòu)形式與建設(shè)成本(含設(shè)備)的關(guān)系如表5。
為了更清楚地說(shuō)明線路結(jié)構(gòu)對(duì)建設(shè)成本的影響,表6列出了世界一些大城市的軌道交通成本情況。
3.3系統(tǒng)技術(shù)類型
軌道交通之間的技術(shù)差別主要是列車的控制方式。根據(jù)軌道交通的控制方式,大致可以很分為三種技術(shù)類型:①司機(jī)控制的交通系統(tǒng);②自動(dòng)控制的鋼輪一鋼軌系統(tǒng);③人工/自動(dòng)聯(lián)合控制的交通系統(tǒng),如有軌電車、膠輪系統(tǒng)等。
自動(dòng)控制系統(tǒng)與司機(jī)控制的系統(tǒng)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):
·可在地面、地下和高架行駛,車道窄、占地少;
·噪聲低、無(wú)空氣污染、衛(wèi)生清潔;
·性能優(yōu)、安全可靠、車輛耐用、易維修;
·因多節(jié)車輛編組,容量大、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、能耗低、單位營(yíng)運(yùn)成本低;
表6 案例城市軌道交通建設(shè)成本(12)(1983)
其主要缺點(diǎn)如下:
·與其他交通兼容性差,在地面行駛問(wèn)題更多;
·只能在軌道上行駛,線路在低密度區(qū)不經(jīng)濟(jì);
·改線或更改調(diào)度靈活性差、車輛更新困難(因車輛壽命長(zhǎng))
·投資成本高
膠輪系統(tǒng)指橡膠輪胎(充氮?dú)猓┰阡摻罨炷淋壍郎线\(yùn)行,并附有鋼輪一鋼軌作用,以防萬(wàn)一胎破裂,目前已經(jīng)在巴黎、蒙特利爾、阿德萊得、墨西哥和日本的Sapporo用。膠輪系統(tǒng)與鋼輪一鋼軌系統(tǒng)比較有明顯的特點(diǎn):噪聲小、爬城能力大(最大7%,而其他5.5%)、能大、控制系統(tǒng)復(fù)雜、造價(jià)高,只能在全封閉的軌道上行駛。
3.4營(yíng)運(yùn)服務(wù)類型
在分析和選擇軌道交通模式時(shí),發(fā)車頻率(間隔)和列車容量是必須考慮的重要因素。發(fā)車頻率和容量影響軌道交通系統(tǒng)以及乘客的成本費(fèi)用。如果發(fā)車間隔長(zhǎng),營(yíng)運(yùn)成本就低,但是增加了乘客的等待時(shí)間成本。從理論上來(lái)說(shuō),全自動(dòng)控制系統(tǒng)確保了列車的高容量??瓦\(yùn)量與發(fā)車成正比,因?yàn)榘l(fā)車頻率(一般30~120次/h)提高可以增加軌道交通的吸引力。但是,發(fā)車頻率與車站設(shè)施、列車速度、安全程度等有關(guān)。單位營(yíng)運(yùn)成本與客運(yùn)量的關(guān)系曲線,見圖3。當(dāng)列車頻率一定(如30次/h)時(shí),列車容量增加,客運(yùn)量也增加。隨著客運(yùn)量的增加,總營(yíng)運(yùn)成本(包括軌道交通系統(tǒng)成本和乘客時(shí)間成本)下降,但是當(dāng)列車容量一定的情況下,存在一個(gè)最佳客運(yùn)量,此時(shí),總成本最小。
4、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)對(duì)軌道交通的特征描述過(guò)于籠統(tǒng),缺乏詳盡的對(duì)比分析。在軌道交通的概念和內(nèi)涵方面,也比較模糊、不確切。由于特征和適用性了解不透,特別可行性研究不深,導(dǎo)致有些城市軌道交通規(guī)劃隨意性大,一會(huì)兒上地鐵、一會(huì)兒上輕軌,線網(wǎng)規(guī)模大大超過(guò)預(yù)期的發(fā)展水平,為了獲得立項(xiàng),客運(yùn)量也常常過(guò)高估計(jì)。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,市政府是軌道交通巨額投資的主體,如果決策失誤,市政府將永遠(yuǎn)背上沉重的財(cái)政包袱。世界經(jīng)驗(yàn)表明,只有滿足經(jīng)濟(jì)實(shí)力(包括經(jīng)濟(jì)潛力)和人口密集兩個(gè)重要條件,才能上軌道交通,如北京、上海、天津三座直轄市,副省級(jí)市廣州、深圳已經(jīng)滿足條件;而新直轄市重慶位于內(nèi)陸,盡管人口密集,但是經(jīng)濟(jì)實(shí)力弱,地鐵中途停工就是最好的說(shuō)明。每個(gè)城市應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,苦練內(nèi)功,加強(qiáng)軌道交能特征比較研究,選擇正確的交通模式和線路結(jié)構(gòu),才能促進(jìn)城市交通健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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城市軌道交通系統(tǒng)投資大、建設(shè)周期長(zhǎng),對(duì)社會(huì)影響深遠(yuǎn)??茖W(xué)、合理地制定線網(wǎng)規(guī)劃是確保城市軌道交通的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,至關(guān)重要的一步。我國(guó)從20世紀(jì)50年代開始就比較注重軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃工作,但是,不可否認(rèn)的是,我國(guó)的線網(wǎng)規(guī)劃仍存在不足,具體反映在以下幾個(gè)方面:
(1)與城市總體規(guī)劃的聯(lián)系不夠緊密,忽視可實(shí)施性研究。
城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃中的一項(xiàng)專項(xiàng)規(guī)劃,因此城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)與城市總體規(guī)劃緊密聯(lián)系。
(2)對(duì)城市軌道交通客流預(yù)測(cè)的不確定性考慮不夠,線網(wǎng)規(guī)模失控。
首先,我國(guó)城市軌道交通項(xiàng)目審批的條件之一是該城市具有較高的客流量,部分城市在軌道交通項(xiàng)目建設(shè)上存在一定的盲目現(xiàn)象,導(dǎo)致了線網(wǎng)規(guī)劃的客流預(yù)測(cè)結(jié)果偏大。其次,由于我國(guó)的城市軌道交通起步較晚,在其客流的預(yù)測(cè)上使用的是公共交通客流預(yù)測(cè)的方法,缺乏適合軌道交通本身客流特點(diǎn)的方法,導(dǎo)致客流預(yù)測(cè)不確定性。另外,在城市交通模型中難以建立土地發(fā)展和交通預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)聯(lián)系,雖然土地發(fā)展與交通預(yù)測(cè)均已構(gòu)建了各自領(lǐng)域的模型,不過(guò)目前還無(wú)法實(shí)現(xiàn)模型的兼容,所以只能通過(guò)定性分析去研究二者的關(guān)系。由于對(duì)客流預(yù)測(cè)的不確定性考慮不夠,導(dǎo)致出現(xiàn)交通需求與交通供給之間的不平衡,線網(wǎng)規(guī)模失控。
(3)線網(wǎng)規(guī)劃缺乏層次性,難以體現(xiàn)發(fā)展重點(diǎn)。
部分城市對(duì)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃重視不夠,研究范圍僅僅局限于建成區(qū)早,往往只是“建設(shè)一種交通方式,研究一種交通方式”,忽略了城市軌道交通多元化的發(fā)展趨勢(shì),不能從系統(tǒng)的角度協(xié)調(diào)處理軌道交通與其他交通方式的關(guān)系。
(4)車站功能定位模糊,對(duì)交通樞紐的認(rèn)識(shí)較淺。
車站最基本的功能是最便捷地集散客流,再根據(jù)不同車站的輔助功能和擴(kuò)展功能的區(qū)別便形成了形式各樣的車站。城市軌道交通車站根據(jù)其服務(wù)功能、服務(wù)半徑等可分為對(duì)外交通樞紐、交通換乘樞紐和一般車站等。交通樞紐根據(jù)其周邊土地利用性質(zhì)和土地開發(fā)強(qiáng)度又可以分為城市節(jié)點(diǎn)型交通樞紐和一般交通樞紐。目前,國(guó)內(nèi)部分城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃對(duì)城市交通樞紐的認(rèn)識(shí)較淺,忽視了城市節(jié)點(diǎn)型交通樞紐和一般交通樞紐之間的差異性。
2城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的意義
軌道交通建設(shè)投資巨大,在我國(guó),一個(gè)城市用于軌道交通建設(shè)投資,約占城市GDP的0.72%左右。城市軌道交通項(xiàng)目的改建工程存在非常大的難度,而線網(wǎng)規(guī)劃能夠提供軌道交通工程建設(shè)的立項(xiàng)依據(jù),因此,一個(gè)合理的軌道交通規(guī)劃就有著戰(zhàn)略性的意義。其意義表現(xiàn)在。
(1)合理的線網(wǎng)規(guī)劃將有利于城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展,可以控制城市建設(shè)用地規(guī)劃,支持總體規(guī)劃的實(shí)施和發(fā)展,引導(dǎo)城市的可持續(xù)發(fā)展。
(2)城市軌道交通作為城市城市公共交通系統(tǒng)的骨干,特別是在解決城市交通擁堵的問(wèn)題上。合理的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃對(duì)于推進(jìn)我國(guó)城市化進(jìn)程、優(yōu)化城市發(fā)展布局,擴(kuò)大內(nèi)需和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。
(3)線網(wǎng)規(guī)劃為城市各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)創(chuàng)造有利條件。城市軌道交通作為城市最大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施。有了線網(wǎng)規(guī)劃,軌道交通建設(shè)與城市建設(shè)就可以相互協(xié)調(diào)、配合,協(xié)調(diào)發(fā)展。
(4)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃能夠完善城市交通與對(duì)外交通的有機(jī)銜接,擴(kuò)大城市的輻射能力及吸引范圍,提升城市的區(qū)位優(yōu)勢(shì),促進(jìn)城市總體規(guī)劃的實(shí)施和城市環(huán)境的改善,有較好的社會(huì)效益。
總之,線網(wǎng)規(guī)劃是城市軌道交通規(guī)劃中不可缺少的重要組成部分,并且對(duì)城市總體規(guī)劃具有重要影響。
3城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案的選取
城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,可以利用系統(tǒng)論的方法對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案的可行性進(jìn)行分析,選擇出最優(yōu)或者最滿意的實(shí)施方案。具體地,可以按照以下步驟確定城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案。
(1)明確城市軌道交通建設(shè)的具體目標(biāo)。
在認(rèn)真分析城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和城市總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,明確(或者是細(xì)化)城市軌道交通建設(shè)的具體目標(biāo)。
(2)對(duì)城市交通運(yùn)輸需求量進(jìn)行科學(xué)合理的分析和預(yù)測(cè)。
在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)規(guī)劃與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,結(jié)合運(yùn)輸需求影響因素,科學(xué)地分析和預(yù)測(cè)城市現(xiàn)狀及未來(lái)的客流量和主客流方向,真正實(shí)現(xiàn)軌道交通的骨干作用,提高其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
(3)研究城市軌道交通的發(fā)展條件。
線網(wǎng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)充分考慮城市的人文景觀、地理結(jié)構(gòu)、用地規(guī)模、人口規(guī)模和城市的經(jīng)濟(jì)水平等因素的影響。而且,軌道交通線網(wǎng)要與城市常規(guī)公共交通網(wǎng)銜接配合好,充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)。常規(guī)公共交通能夠提供門到門的服務(wù)。
(4)提出城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方案。
擬定出兩個(gè)以上的比選方案,以便進(jìn)一步分析比較,得出最優(yōu)實(shí)施方案。確定線路起走向、線網(wǎng)換乘結(jié)點(diǎn)、交通樞紐銜接點(diǎn);落實(shí)車場(chǎng)和聯(lián)絡(luò)線的位置以及規(guī)劃用地落實(shí);明確各條線路的建設(shè)順序和分期建設(shè)規(guī)劃明確。其中,每個(gè)可行方案要解決兩個(gè)重要的問(wèn)題:一是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模;二是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(5)對(duì)各個(gè)城市軌道交通建設(shè)可行方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。
根據(jù)城市的具體情況和城市軌道交通建設(shè)的具體目標(biāo),確定方案評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,選擇合適的評(píng)價(jià)方法,建立評(píng)價(jià)模型,分析計(jì)算出評(píng)價(jià)值。進(jìn)而進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),為最后最優(yōu)方案或最滿意方案提供決策依據(jù)。其中,最常運(yùn)用的評(píng)價(jià)方法是層次分析法。
(6)確定實(shí)施方案。
根據(jù)以上各個(gè)部分的分析和評(píng)價(jià),選出最優(yōu)或者最滿意的方案作為實(shí)施方案,提供給決策者。
4結(jié)語(yǔ)
城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃涉及的專業(yè)面廣,技術(shù)含量高,綜合性強(qiáng)。城市軌道交通的規(guī)劃與建設(shè)在城市發(fā)展和規(guī)劃中均占有重要地位,城市發(fā)展要依靠軌道交通的實(shí)施,軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)成為大城市建設(shè)發(fā)展的立足點(diǎn),因此進(jìn)行合理科學(xué)的城市交通線網(wǎng)規(guī)劃顯得尤為重要。本文利用系統(tǒng)論的方法,簡(jiǎn)要分析了城市交通線網(wǎng)規(guī)劃方案的選取步驟,能夠使得城市軌道交通線網(wǎng)充分發(fā)揮其重要作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 毛保華,姜帆,劉遷.城市軌道交通[M].北京:科學(xué)出版社,2001,4.
20世紀(jì)60年代中期北京開始建設(shè)地鐵,到2000年全國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)到137km.目前,全國(guó)約有20座城市編制了城市軌道交通建設(shè)發(fā)展規(guī)劃,其中北京規(guī)劃的軌道交通線路15條(含2條支線),共693km;上海市規(guī)劃的軌道交通線路17條,共780多km;天津市規(guī)劃的地鐵線路9條,共234.7km;廣州市規(guī)劃的軌道交通線路8條,共205.5km;南京市規(guī)劃的軌道交通線路7條,共263.1km.全國(guó)15個(gè)大城市的線網(wǎng)規(guī)劃總里程已達(dá)2200km左右。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快,北京、上海等特大城市迫切需要修建城市軌道交通以緩解城市的交通壓力,而城市軌道交通線又以其具有“能力大、快捷、安全和環(huán)?!钡葍?yōu)點(diǎn),呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
1.2城市軌道交通發(fā)展中存在的主要問(wèn)題從國(guó)內(nèi)外的實(shí)際情況看,城市軌道交通對(duì)解決城市公共交通、城際間交通問(wèn)題具有不可替代的作用,且社會(huì)效益巨大。但從2002年起,工程造價(jià)過(guò)高的問(wèn)題越來(lái)越引起政府決策部門和有關(guān)咨詢單位的高度重視,已經(jīng)成為制約我國(guó)城市軌道交通發(fā)展的重要問(wèn)題之一。
回顧20世紀(jì)90年代,我國(guó)在廣州、上海和北京建成的3條地鐵線,綜合平均造價(jià)5~7億元/km,與國(guó)外相比,我國(guó)建材和勞動(dòng)力價(jià)格均低于較發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),但是我國(guó)的軌道交通工程造價(jià)卻遠(yuǎn)比其他國(guó)家和地區(qū)高出很多。
由于我國(guó)城市軌道交通造價(jià)過(guò)高,形成了多數(shù)城市需要城市軌道交通,想建城市軌道交通,但又在經(jīng)濟(jì)上負(fù)擔(dān)不起的局面。我國(guó)有百萬(wàn)以上人口的城市34座,其中超過(guò)200萬(wàn)人口的大城市有11座,規(guī)劃修建2200km軌道交通線,若按照單位公里實(shí)際造價(jià)5.5億元人民幣估算,需要建設(shè)資金12100億元,這對(duì)我國(guó)目前仍處于財(cái)政收入總量有限、投資主體相對(duì)單一及各方面建設(shè)資金缺口很大的狀況來(lái)說(shuō),是無(wú)法承受和長(zhǎng)期支持的,可以說(shuō),巨額的建設(shè)資金投入,已成為城市軌道交通事業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要障礙。
2、城市軌道交通造價(jià)構(gòu)成分析
2.1城市軌道交通造價(jià)構(gòu)成分析根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外軌道交通的綜合分析,其工程造價(jià)的一般構(gòu)成為,土建工程造價(jià)占50%~55%;技術(shù)設(shè)備的建設(shè)、購(gòu)置及安裝費(fèi)用約占50%(其中軌道占2%~7%、機(jī)車車輛占13%~17%、車輛段停車場(chǎng)占5%~6%、牽引供電占7%~10%、通信信號(hào)占10%~12%、其他占1%~4%)技術(shù)設(shè)備中車輛、牽引供電和通信信號(hào)等的購(gòu)置費(fèi)用占工程總造價(jià)的30%~35%,借款利息占工程總投資的4%~8%.由此可見,降低土建工程費(fèi)和提高技術(shù)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化水平,是降低軌道交通造價(jià)的主要手段,即通過(guò)建設(shè)工程合理規(guī)模的確定、結(jié)構(gòu)形式的選擇、設(shè)計(jì)優(yōu)化,以及施工方法的優(yōu)化等措施,通過(guò)積極推進(jìn)一般設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,才能真正降低軌道交通工程造價(jià)。
2.2城市軌道交通造價(jià)過(guò)高的原因根據(jù)對(duì)北京和上海已建成的城市軌道交通造價(jià)進(jìn)行綜合分析,可知其造價(jià)過(guò)高的主要原因是猜測(cè)客流量偏高、列車編組偏長(zhǎng)、機(jī)電設(shè)備尚未標(biāo)準(zhǔn)化和系列化、技術(shù)裝備的國(guó)產(chǎn)率不高、車站預(yù)留空間過(guò)大及車站間距較短等,這些都直接導(dǎo)致了城市軌道交通造價(jià)過(guò)高。其中僅行車密度1項(xiàng),假如通過(guò)提高信號(hào)控制系統(tǒng)的水平,將行車間隔由2.0min縮短至1.5min,即行車密度由目前的30對(duì)/h增加到40對(duì)/h,實(shí)行小編組高密度,則列車編組長(zhǎng)度可以相應(yīng)縮短,車站站臺(tái)長(zhǎng)度也可縮短,而每減少1km長(zhǎng)度的站臺(tái)卻可以降低工程造價(jià)2.5~3.0億元。
3、降低城市軌道交通工程造價(jià)的措施
3.1搞好城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃,注重資源共享城軌交通項(xiàng)目是具有一次性投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,社會(huì)效益好而自身經(jīng)濟(jì)效益差的特點(diǎn)。因此,發(fā)展城軌交通要堅(jiān)持“量力而行、規(guī)范治理、穩(wěn)步發(fā)展”的方針,防止盲目發(fā)展或過(guò)分超前。為此,從設(shè)計(jì)的角度,努力做好各項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作具有非常重要的意義。
(1)做好城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃城市軌道交通線均位于各大城市的人口稠密和商業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū),其建設(shè)不可避免地要引起既有建筑物的拆遷或采取加固措施。這就給軌道交通線的建設(shè)帶來(lái)很大困難,比如北京地鐵復(fù)八線的拆遷費(fèi)用接近1.0億元/km,占工程總造價(jià)的16%,明顯偏高。為了使城市軌道交通的建設(shè)與城市發(fā)展相融合,與所在城市財(cái)力狀況的變化相適應(yīng),形成城市發(fā)展與軌道交通建設(shè)的良性互動(dòng),減少拆遷,避免重復(fù)建設(shè)等無(wú)效投入,必須結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃,對(duì)城市軌道交通線網(wǎng)做好近、遠(yuǎn)期規(guī)劃。結(jié)合軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃,對(duì)線路走向、車站、出入口、風(fēng)亭以及車輛段的位置進(jìn)行初步安排,并進(jìn)行規(guī)劃控制,避免在線網(wǎng)總體布局規(guī)劃尚未充分論證,甚至在還沒(méi)有編制線網(wǎng)布局規(guī)劃的情況下,就匆忙開始新線建設(shè),造成大拆大改,或新建建筑對(duì)城軌交通線路的侵占。
避免在線網(wǎng)總體布局規(guī)劃尚未充分論證,甚至在還沒(méi)有編制線網(wǎng)布局規(guī)劃的情況下,就匆忙開始新線建設(shè),造成大拆大改,或新建建筑對(duì)城軌交通線路的侵占。
(2)統(tǒng)籌車輛段(停車場(chǎng))布置,控制中心與主變電所等注重資源共享每條城市軌道交通線,根據(jù)運(yùn)營(yíng)功能要求,需要設(shè)置1個(gè)車輛段和停車場(chǎng),其投資一般約占該條線總投資的6%,雖然所占比例不高,但對(duì)整個(gè)城市來(lái)講,假如每條城市軌道交通線都設(shè)置1個(gè)車輛段和停車場(chǎng),資源不能得到充分利用,就明顯造成浪費(fèi)。因此,以整個(gè)軌道交通網(wǎng)為基礎(chǔ),通過(guò)設(shè)置建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與能力相當(dāng)?shù)穆?lián)絡(luò)線,做到多條線協(xié)調(diào)共享車輛段和停車場(chǎng)資源,統(tǒng)一配備車輛運(yùn)營(yíng)檢測(cè)設(shè)施,減少車輛段規(guī)模,以達(dá)到資源共享、節(jié)省綜合投資的效果。
3.2采用適宜的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制建設(shè)規(guī)模(1)做好客流猜測(cè),控制建設(shè)規(guī)??土鞑聹y(cè)是城市軌道交通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),直接影響技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程規(guī)模和工程造價(jià)的確定。目前地鐵設(shè)計(jì)中通常采用四階段法進(jìn)行猜測(cè),雖然理論上較為成熟,但對(duì)于某個(gè)具體項(xiàng)目的猜測(cè)結(jié)果還應(yīng)結(jié)合整個(gè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)情況進(jìn)行合理修正。按照目前的設(shè)計(jì)規(guī)范,項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模受高峰斷面客流影響較大,而隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的形成,換乘點(diǎn)的增多,每條軌道交通線的實(shí)際高峰斷面流量值要低于猜測(cè)值。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合線網(wǎng)的實(shí)施計(jì)劃,對(duì)遠(yuǎn)期的高峰斷面流量猜測(cè)值進(jìn)行調(diào)整,使猜測(cè)的客流量基本接近實(shí)際流量,盡量使車站規(guī)模、型式、間距和車輛編組符合實(shí)際客流增長(zhǎng)的需要,并盡量接近實(shí)際客流量,以減少建設(shè)規(guī)模,降低工程造價(jià)。
(2)量力而行,選擇適宜的線路敷設(shè)方式城市軌道交通線按高峰小時(shí)斷面流量可分為有軌電車(小于1萬(wàn)人次)、輕軌(1~3萬(wàn)人次)、地鐵(3~6萬(wàn)人次)按照線路敷設(shè)方式的不同,可分為地下線、地面線和高架線,線路敷設(shè)方式不同,其造價(jià)差別很大。根據(jù)統(tǒng)計(jì),高架線一般是地下線造價(jià)的1/4~1/3,地面線是高架線造價(jià)的1/3~1/2.因此,在規(guī)劃設(shè)計(jì)軌道交通線時(shí),一定要根據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和猜測(cè)的斷面客流量大小,適當(dāng)考慮城市景觀的協(xié)調(diào)性量力而行,選擇適宜的線路敷設(shè)方式,以做到性能造價(jià)比最優(yōu)。
(3)功能為主,嚴(yán)格控制車站規(guī)模由于地鐵車站斷面比線路區(qū)間斷面大很多,每延米地鐵車站工程量是區(qū)間地鐵工程量的10倍左右。不言而喻,地鐵車站的造價(jià)也比線路區(qū)間的造價(jià)大很多,因此,控制地鐵車站的規(guī)模是降低地鐵工程造價(jià)的要害之一。車站的功能主要是集散旅客,而不是旅客停留的空間,應(yīng)具有簡(jiǎn)潔、旅客進(jìn)出方便快捷的特點(diǎn)。建設(shè)單位應(yīng)首先考慮集散功能的需要,而不該給車站賦予太多的商業(yè)和社會(huì)服務(wù)功能,反而影響了車站主體功能的實(shí)現(xiàn),影響投資效率和旅客出行的舒適度。在國(guó)外,如巴黎、柏林、法蘭克福、維也納、新加坡等國(guó)家的地鐵車站均十分簡(jiǎn)單、方便和實(shí)用,但并沒(méi)有影響公眾對(duì)城軌交通形象的評(píng)價(jià)與認(rèn)同,更沒(méi)有因此而影響上述城市的世界級(jí)旅游名城的地位,相比之下,我國(guó)的地鐵車站卻規(guī)模過(guò)大、裝修過(guò)于豪華。新晨
3.3提高城市軌道交通技術(shù)裝備的國(guó)產(chǎn)化率(1)提高技術(shù)裝備的國(guó)產(chǎn)化率前些年,我國(guó)地鐵技術(shù)設(shè)備主要依靠進(jìn)口,且價(jià)格昂貴。實(shí)踐證實(shí),過(guò)分追求國(guó)際先進(jìn)水平,大量采用國(guó)外的技術(shù)設(shè)備,不僅提高了工程造價(jià),而且還增加了建成后的運(yùn)營(yíng)成本。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前地鐵車輛進(jìn)口價(jià)格為120~180萬(wàn)美元/輛,而長(zhǎng)客廠提供給北京復(fù)八線的車輛為68萬(wàn)美元/輛(國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到54%),北京現(xiàn)使用的國(guó)產(chǎn)地鐵車輛僅相當(dāng)于40萬(wàn)美元/輛。由此可見,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的車輛的價(jià)格僅為國(guó)外車輛價(jià)格的1/2~1/4,不僅價(jià)格低,而且北京的國(guó)產(chǎn)地鐵車輛已安全運(yùn)營(yíng)30a,充分說(shuō)明了國(guó)產(chǎn)車輛的可靠性。通信、信號(hào)系統(tǒng)和牽引供電設(shè)備,也可通過(guò)國(guó)內(nèi)廠家與國(guó)外進(jìn)行技術(shù)合作加以解決。因此,只要我們認(rèn)真貫徹城市軌道交通項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化率確保不低于70%的要求,就可大大降低工程造價(jià)。
(2)技術(shù)裝備的現(xiàn)代化可逐步實(shí)現(xiàn)根據(jù)我國(guó)國(guó)情,對(duì)于軌道交通技術(shù)裝備的現(xiàn)代化不必要求一步到位,運(yùn)營(yíng)初期,客流量有一個(gè)增長(zhǎng)的過(guò)程,假如技術(shù)裝備一步到位,不但增加了投資,而且會(huì)出現(xiàn)運(yùn)營(yíng)初期功能過(guò)剩、設(shè)備維修工作量增大的不足。如有些城市要求列車追蹤間隔縮短到1~1.5min,這必然要大幅度增加信號(hào)設(shè)備和車輛的投資,而實(shí)際上可能15~20a后運(yùn)量才能達(dá)到如此繁忙程度,顯然造成不必要的浪費(fèi)。有些城市要求地鐵設(shè)置環(huán)控門(屏蔽門),而設(shè)置環(huán)控門對(duì)列車控制和車輛技術(shù)提出了很高的要求,相應(yīng)地提高了造價(jià),性能價(jià)格比不高。目前,即使在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家,設(shè)有環(huán)控門的地鐵也不普遍,對(duì)此可以緩建或不建。
關(guān)鍵字:城市軌道;交通節(jié)能;現(xiàn)狀;對(duì)策
中圖分類號(hào): TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
城市軌道交通行業(yè)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)正逐漸發(fā)展壯大的新興行業(yè),是城市大運(yùn)量公共交通的主要方式。有關(guān)研究資料表明,同等運(yùn)量條件下城市軌道交通比汽車等能耗低3~4倍,因此城市軌道交通是一種節(jié)能型的公共交通方式。
盡管如此,由于城市軌道交通系統(tǒng)組成復(fù)雜、設(shè)備數(shù)量眾多,其在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中還是需要消耗大量能源,如果在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)等各環(huán)節(jié)做好節(jié)能研究、策劃和管理工作,一定程度上還是可以節(jié)約能源的。
1 城市軌道交通能耗的主要特點(diǎn)
1.1 電力是主要能源
(1)能耗峰谷明顯
軌道交通作為公共交通一年四季都在運(yùn)營(yíng),一般每天運(yùn)營(yíng)的時(shí)間大概從凌晨5點(diǎn)左右至深夜11點(diǎn)多,在運(yùn)營(yíng)期間電力消耗要占90%以上,運(yùn)營(yíng)結(jié)束后有一些設(shè)備維修、調(diào)試工作以及部分設(shè)備靜態(tài)運(yùn)行,也會(huì)有一定電力消耗。
此外,隨著全球氣候變暖,上海等一些南方城市夏季高溫時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng),軌道交通空調(diào)工況運(yùn)營(yíng)的時(shí)間一般要5~6個(gè)月左右,這段時(shí)間內(nèi)的電力消耗很大。
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在運(yùn)營(yíng)條件比較成熟的軌道交通線路上通常情況下用于列車牽引的電力消耗比重超過(guò)50%,其它各類動(dòng)力照明等電力消耗不到總量的一半。
(2)各種線路能耗可比性不足
由于軌道交通線路和車站有地下、高架、地面、溝塹等多種多樣形式,一條線可能也是多種形式相結(jié)合的,在線路上運(yùn)行的列車、在站場(chǎng)配備的各設(shè)備系統(tǒng)等也是各有差異,客運(yùn)量大小也各不相同,即使在同一個(gè)城市里也幾乎不可能建成各種條件基本相同的2條線路。因此,對(duì)不同線路之間的能源消耗和節(jié)能效果進(jìn)行比評(píng)有一定難度。
2 城市軌道交通節(jié)能的主要工作思路
針對(duì)電力消耗是軌道交通主要能耗的特點(diǎn),節(jié)約電力消耗主要可考慮三個(gè)方面的工作:一是減少非必要的機(jī)電設(shè)備數(shù)量或控制設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間,如控制變壓器容量、減少非運(yùn)行時(shí)段照明數(shù)量等;二是提高設(shè)備的效率或改變運(yùn)行方式來(lái)降低電力消耗,如環(huán)控設(shè)備和電梯等采用變頻器、節(jié)能坡和節(jié)能運(yùn)行圖等;三是應(yīng)用新能源替代電能,如太陽(yáng)能光源、地?zé)崮芸照{(diào)和風(fēng)能發(fā)電等。這些工作需要從設(shè)計(jì)、工程建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)齊抓共管才能取得一定成效。
2.1 城市軌道交通節(jié)能理念及設(shè)計(jì)
雖然城市軌道交通在世界上已經(jīng)有100多年的歷史,但是現(xiàn)代化的城市軌道交通在國(guó)內(nèi)真正大規(guī)模發(fā)展也只是近10多年來(lái)逐漸開始的。這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等方面還很少涉及,而且國(guó)外在這方面也還沒(méi)有系統(tǒng)化,目前也很難借鑒。因此,在設(shè)計(jì)階段提出合理的節(jié)能理念對(duì)于提高節(jié)能效果有重要意義。
此外,對(duì)于線路各項(xiàng)節(jié)能設(shè)計(jì)要作專題審查,對(duì)綜合節(jié)能效果要有量化評(píng)估,在設(shè)計(jì)階段就要明確一條線路的能耗水平。
(1)節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用及前提條件
現(xiàn)在節(jié)能設(shè)備種類繁多,日常應(yīng)用也比較廣泛,通常主要是電子整流設(shè)備,如節(jié)能燈、LED光源、變頻器等,還有一些是新能源設(shè)備,如太陽(yáng)能設(shè)備、風(fēng)能設(shè)備等等。但是城市軌道交通對(duì)安全性要求很高,在應(yīng)用節(jié)能設(shè)備需要考慮對(duì)其它系統(tǒng)的影響,尤其是一些電子整流設(shè)備的應(yīng)用對(duì)于供電系統(tǒng)諧波污染比較嚴(yán)重,部分設(shè)備還存在電磁干擾,對(duì)于依賴自動(dòng)控制的城市軌道交通有較大的安全影響。
(2)合同能源管理模式的應(yīng)用
雖然城市軌道交通行業(yè)是公共服務(wù)產(chǎn)品,但是隨著市場(chǎng)化運(yùn)作逐漸推廣,對(duì)于公共服務(wù)產(chǎn)品控制成本也顯得更加重要。由于種種原因,現(xiàn)在節(jié)能應(yīng)用時(shí)經(jīng)濟(jì)效益并不突出,有的還出現(xiàn)節(jié)能不節(jié)錢的情況,為此在做好節(jié)能同時(shí)如何節(jié)省成本是當(dāng)前節(jié)能工作需要重視的問(wèn)題。合同能源管理是一種基于市場(chǎng)化運(yùn)作的新的節(jié)能機(jī)制,由專業(yè)化的能源管理公司通過(guò)與客戶簽訂能源服務(wù)合同來(lái)為客戶實(shí)施節(jié)能項(xiàng)目,為客戶提供能源系統(tǒng)診斷和節(jié)能項(xiàng)目可行性分析,幫助項(xiàng)目融資,進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、原材料和設(shè)備采購(gòu)、安裝調(diào)試、工程驗(yàn)收、節(jié)能量監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)以及項(xiàng)目管理和操作人員培訓(xùn)等一條龍服務(wù)。
(3)加強(qiáng)日常管理提高節(jié)能效果
① 建立有效制度
節(jié)能工作并不是一時(shí)的事情,必須制度化長(zhǎng)期進(jìn)行。管理單位可從能源和設(shè)備使用、節(jié)能績(jī)效評(píng)估和考核、新技術(shù)研究等方面建立有效制度,并且在日常管理工作中加以落實(shí)。
組建管理機(jī)構(gòu)
為了促進(jìn)節(jié)能的日常管理,可由管理單位主要領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥組建一個(gè)專門的管理機(jī)構(gòu)來(lái)開展工作是比較有成效的方法。這個(gè)機(jī)構(gòu)主要可以負(fù)責(zé)制定節(jié)能策略和工作目標(biāo)、編制規(guī)劃和工作計(jì)劃、節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析、節(jié)能績(jī)效考核等有關(guān)方面的工作。
② 加強(qiáng)宣傳教育
對(duì)于節(jié)能的意義、政策以及工作制度和措施等要大力宣傳,由于行業(yè)的特殊性,不僅要行業(yè)的從業(yè)人員都學(xué)習(xí)和執(zhí)行有關(guān)節(jié)能政策、制度,而且要對(duì)廣大乘客宣傳,共同理解和促進(jìn)節(jié)能工作。
3 城市軌道交通能耗指標(biāo)和計(jì)量分析
3.1 能耗指標(biāo)的分類及考核指標(biāo)選擇
城市軌道交通的能耗指標(biāo)可以從不同的角度分析,大體有以下幾種。
(1)與客運(yùn)周轉(zhuǎn)量掛鉤
千瓦時(shí)/人公里,即以單線(或網(wǎng)絡(luò))年度總耗電量與客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的比值。類似可以引申分類能耗指標(biāo),如牽引能耗指標(biāo),即以單線(或網(wǎng)絡(luò))年度牽引系統(tǒng)耗電量與客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的比值。
(2)與客流量掛鉤
千瓦時(shí)/人次,即以單線(或網(wǎng)絡(luò))年度總耗電量與客流量的比值。
(3)與運(yùn)能掛鉤
千瓦時(shí)/車公里,即以單線(或網(wǎng)絡(luò))年度總耗電量與列車總行駛里程(或運(yùn)營(yíng)里程)的比值。
(4)與票務(wù)收入掛鉤
千瓦時(shí)/元,即以單線(或網(wǎng)絡(luò))年度總耗電量與票務(wù)收入的比值。
由于城市軌道交通有多個(gè)專業(yè)系統(tǒng)組成,能耗指標(biāo)還可以按系統(tǒng)進(jìn)行分類。這些能耗指標(biāo)分別體現(xiàn)了與城市軌道交通相關(guān)各個(gè)方面與能耗的關(guān)系,通過(guò)分類統(tǒng)計(jì)和計(jì)算都可以掌握能耗的實(shí)際情況和變化趨勢(shì)。
3.2 節(jié)能評(píng)價(jià)體系
其實(shí)一條線路實(shí)際的能耗水平以及節(jié)能的潛力在線路設(shè)計(jì)時(shí)已基本確定,在線路投入運(yùn)營(yíng)后基本只能通過(guò)加強(qiáng)管理保持或略微降低線路的能耗水平。因此,如果能在設(shè)計(jì)階段就對(duì)線路的能耗水平有比較客觀的評(píng)價(jià),就有助于線路運(yùn)營(yíng)后制定正確的節(jié)能目標(biāo)和考核節(jié)能工作成效。
3.3 合理設(shè)置計(jì)量系統(tǒng)
不管采用什么能耗指標(biāo),要正確反映線路或網(wǎng)絡(luò)的能耗狀況必須建立在能耗準(zhǔn)確計(jì)量的基礎(chǔ)上。目前上海地區(qū)的各條軌道交通線路對(duì)電力系統(tǒng)都設(shè)置了總計(jì)量裝置,但這些計(jì)量裝置一般都設(shè)在主變電所,牽引變電所和降壓變電所計(jì)量裝置還不盡完善。這些計(jì)量數(shù)據(jù)的采集主要依靠人工方法,實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性都不夠理想,往往造成原始統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)出錯(cuò),影響能耗分析結(jié)果;還有對(duì)車站各專業(yè)系統(tǒng)的分類計(jì)量設(shè)置還不夠細(xì)致,這樣對(duì)于線路能耗變化的具體原因分析比較困難,也就難以對(duì)癥下藥采取正確的節(jié)能措施。
參考文獻(xiàn):
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一、鄭州市軌道交通建設(shè)概況
近幾年,我國(guó)的城市軌道交通進(jìn)入了空前發(fā)展的時(shí)期,已建成通車的有北京、上海、廣州、深圳、武漢、南京等城市,此外,全國(guó)還有30多個(gè)城市開展了城市軌道交通的前期工作,其中包括鄭州市。鄭州市城市快速軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2008—2015年)于2009年獲得國(guó)家正式批復(fù)同意,確定了近期(2008—2015年)建設(shè)軌道交通1號(hào)線一期工程和2號(hào)線一期工程,總長(zhǎng)44.47公里,共設(shè)置車站35座,總投資約252億元。其中1號(hào)線一期工程全長(zhǎng)26.20公里,設(shè)站20座,全部為地下線,總投資約152億元,于2009年6月6日全面開工建設(shè),計(jì)劃2013年建成通車,1號(hào)線為東西向直徑線,貫穿城市東西發(fā)展主軸,覆蓋城市東西主軸客流走廊,經(jīng)過(guò)二七商業(yè)中心、省市行政中心、火車站、新鄭州站、鄭東新區(qū)核心區(qū),連接老城區(qū)與鄭東新區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū);2號(hào)線一期工程全長(zhǎng)18.27公里,設(shè)站15座,全部為地下線,總投資約104億元,于2010年12月28日正式開工建設(shè),計(jì)劃2015年建成通車,2號(hào)線為南北向直徑線,貫穿城市南北發(fā)展主軸,覆蓋城市北向放射客流走廊,連接多處市級(jí)商業(yè)中心。
二、鄭州市軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)面臨的問(wèn)題
1.軌道交通建設(shè)的占地問(wèn)題。軌道交通建設(shè)需要城市地下、地面或地上空間來(lái)設(shè)置線路的區(qū)間、車站及車站出入口、風(fēng)亭、停車場(chǎng)、車輛段以及車輛綜合基地。隨著鄭州城區(qū)建筑和人口規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城區(qū)已無(wú)法容納軌道交通的停車場(chǎng)、車輛段及綜合基地等附屬物,只能選擇郊區(qū),這將大量占用綠地或農(nóng)田。如果措施不利或不當(dāng),線網(wǎng)密度較大,線路走向、站場(chǎng)選址、敷設(shè)5.建養(yǎng)并舉,重在服務(wù)??萍计脚_(tái)大部分是帶有公共服務(wù)特征的公益性平臺(tái),平臺(tái)要想長(zhǎng)期健康運(yùn)行,需要政府有長(zhǎng)效的養(yǎng)護(hù)機(jī)制,才能充分發(fā)揮平臺(tái)資源的效用。而建設(shè)平臺(tái)、養(yǎng)護(hù)平臺(tái)最終的目的,都是為了讓平臺(tái)更好地進(jìn)行服務(wù),因此,服務(wù)才是平臺(tái)的根本職責(zé)所在,是支撐自主創(chuàng)新的靈魂所在。只有服務(wù)取得切實(shí)成效,平臺(tái)才能最終進(jìn)入良性發(fā)展軌道。3地都把平臺(tái)服務(wù)作為平臺(tái)建設(shè)的最終目的。
三、合肥、南京、上海3地經(jīng)驗(yàn)對(duì)鄭州科技公共平臺(tái)建設(shè)的啟示
鄭州科技公共平臺(tái)建設(shè)運(yùn)行至今,作為整體的平臺(tái)體系,它是完善的、卓有成效的,但由于各平臺(tái)服務(wù)對(duì)象不一,管理單位不同,信息和資源來(lái)源有別,共享推進(jìn)工作難度有殊,在近些年的運(yùn)行服務(wù)中,也出現(xiàn)了各平臺(tái)建設(shè)服務(wù)進(jìn)度成效差別較大的現(xiàn)象。中原經(jīng)濟(jì)區(qū)戰(zhàn)略的實(shí)施,勢(shì)必帶來(lái)中部新一輪的資源重組與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí),中原城市群資源共享與優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)趨勢(shì)將更加明顯。因此,鄭州科技平臺(tái)建設(shè)必須認(rèn)清形勢(shì),積極借鑒外地做法,當(dāng)好科技自主創(chuàng)新的基石。
1.選取支柱產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新平臺(tái),將其納入鄭州科技創(chuàng)新平臺(tái)體系并實(shí)行動(dòng)態(tài)管理。充分調(diào)研鄭州在優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略支撐產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、科技民生等領(lǐng)域建設(shè)的優(yōu)勢(shì)特色平臺(tái)。選取基礎(chǔ)較好、需求廣泛的平臺(tái)給予重點(diǎn)培植,充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)和科研優(yōu)勢(shì),引導(dǎo)其逐步納入鄭州公共服務(wù)平臺(tái)體系。對(duì)此類平臺(tái)要按照鄭州科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)服務(wù)要求進(jìn)行考核,根據(jù)服務(wù)效能,擇優(yōu)獎(jiǎng)勵(lì),形成“政府購(gòu)買服務(wù),平臺(tái)自主發(fā)展”的良性互動(dòng)局面。
2.在鄭州產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)內(nèi)建設(shè)科技平臺(tái)服務(wù)站點(diǎn)。目前,鄭州科技公共平臺(tái)對(duì)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)和支柱產(chǎn)業(yè)的特色資源缺乏,針對(duì)不強(qiáng),平臺(tái)的觸角無(wú)法延伸到產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)開展服務(wù),而產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)恰恰應(yīng)該是平臺(tái)彰顯支撐效用的主要陣地。因此,可在產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)選取龍頭企業(yè)或科研單位重點(diǎn)支持打造,引導(dǎo)培植其建立服務(wù)本產(chǎn)業(yè),并涵蓋研發(fā)、孵化、成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)交易整個(gè)流程的科技公共平臺(tái),實(shí)現(xiàn)科技資源之間的互相調(diào)取。
3.將資源共享制度建設(shè)納入自主創(chuàng)新體系,出臺(tái)資源共享辦法與儀器補(bǔ)貼辦法。把科技公共平臺(tái)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)集群服務(wù)機(jī)構(gòu)、資源整合、儀器共享等納入鄭州市自主創(chuàng)新體系中,出臺(tái)資源共享辦法與儀器補(bǔ)貼辦法,設(shè)立資源共享和儀器共享的專項(xiàng)資金用于整合外地的科技資源、挖掘本地行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)資源。
4.加強(qiáng)科技平臺(tái)與其他科技工作的銜接。平臺(tái)建設(shè)和資源整合工作要融入整個(gè)科技工作中,把大型儀器共享和工程中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)結(jié)合起來(lái),把新購(gòu)儀器的聯(lián)合評(píng)議和科技立項(xiàng)結(jié)合起來(lái),從源頭上防止重復(fù)購(gòu)置,優(yōu)化科技經(jīng)費(fèi)的使用效能;把產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)納入平臺(tái)中,形成服務(wù)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新支撐。
5.建設(shè)鄭州市科技創(chuàng)新公共服務(wù)中心。選定合適地點(diǎn),建設(shè)鄭州市科技創(chuàng)新公共服務(wù)中心,把科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)、科學(xué)儀器設(shè)備共享服務(wù)、專業(yè)技術(shù)公共服務(wù)、科技文獻(xiàn)信息服務(wù)、科技創(chuàng)業(yè)公共服務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)公共服務(wù)、科技中介機(jī)構(gòu)、投融資公共服務(wù)及企業(yè)孵化等集中在一起,發(fā)揮科技資源的聚集優(yōu)勢(shì),形成科技服務(wù)的合力,打造國(guó)內(nèi)一流的科技創(chuàng)新服務(wù)中心,形成覆蓋中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的科技創(chuàng)新服務(wù)基地。方式不合理,大量無(wú)限占地將不可避免。同時(shí),近幾年國(guó)家嚴(yán)控建設(shè)用土地,在評(píng)價(jià)中應(yīng)考慮此方面的問(wèn)題。
2.建設(shè)期的環(huán)境影響問(wèn)題。根據(jù)鄭州市軌道交通1號(hào)線一期工程的建設(shè)情況,建設(shè)期軌道交通環(huán)評(píng)表現(xiàn)出的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):一是對(duì)鄭州市交通的擁堵情況估計(jì)不足,交通疏導(dǎo)措施分量仍顯不足,部分施工段堵車疊加效應(yīng)明顯,行車?yán)щy。二是施工時(shí)間控制不合理,噪聲擾民時(shí)常發(fā)生。三是圍擋不合理,部分施工段視覺(jué)景觀較差。四是清渣車密封不嚴(yán),土渣掉落情況嚴(yán)重。針對(duì)以上情況,軌道交通環(huán)評(píng)不能機(jī)械地照搬一般情況,在具體實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。
3.對(duì)環(huán)境敏感目標(biāo)的影響問(wèn)題。不論是線網(wǎng)規(guī)劃環(huán)評(píng),還是具體工程環(huán)評(píng),都應(yīng)足夠重視建設(shè)對(duì)環(huán)境敏感目標(biāo)的影響。
(1)文物是重要的環(huán)境敏感目標(biāo)。鄭州市是國(guó)家歷史文化名城,是具有3600年歷史的我國(guó)最古老城市之一,全市公布文物保護(hù)單位513處(其中,全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位43處,省級(jí)文物保護(hù)單位76處,市縣級(jí)文物保護(hù)單位380處)。在1、2號(hào)線一期工程的建設(shè)中,紫荊山站附近的黃河博物館被遷建;1、2號(hào)線部分線路對(duì)商代城墻文物有振動(dòng)影響;二七塔周邊的景觀可能會(huì)受到軌道交通出口、風(fēng)亭、人流等的影響;對(duì)祭伯城遺址也會(huì)有一定影響。因此,對(duì)文物的影響問(wèn)題是鄭州市建設(shè)軌道交通的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。
(2)綠地、公園等也是重要的敏感目標(biāo)。鄭州是園林城市,將規(guī)劃建設(shè)公共綠地總面積6667公頃,建設(shè)賈魯河、須水河、金水河、熊兒河、東風(fēng)渠、七里河、十八里河等沿河綠化帶和防護(hù)綠地。而隨著軌道交通建設(shè)的深入,將不可避免地破壞、切割綠地;鄭州市已將南水北調(diào)中線總干渠鄭州市段兩側(cè)一定范圍劃定為一級(jí)、二級(jí)水源保護(hù)區(qū),軌道交通建設(shè)也將會(huì)對(duì)南水北調(diào)產(chǎn)生較大影響,保護(hù)措施較難提出;鄭州國(guó)家森林公園位于鄭州市東北部,屬森林公園類自然風(fēng)景旅游區(qū),軌道交通建設(shè)對(duì)其的影響將遲早發(fā)生。
4.公眾參與的問(wèn)題。軌道交通建設(shè)影響大,公眾關(guān)注度高,公眾意見可能決定著軌道交通建設(shè)命運(yùn)的走向。在實(shí)踐中,存在不少難點(diǎn)和問(wèn)題。一是公眾的知識(shí)層次問(wèn)題。具體的軌道交通建設(shè)項(xiàng)目,施工期和運(yùn)營(yíng)期所產(chǎn)生的環(huán)境影響是直接面對(duì)公眾的,諸如施工期的征地拆遷等社會(huì)影響、運(yùn)營(yíng)期的噪聲和風(fēng)亭異味等環(huán)境影響均有明確的指向?qū)ο?,?duì)此類影響,公眾容易參與,也較易認(rèn)識(shí),且能提出明確的意見和要求。而對(duì)于軌道交通線網(wǎng)的環(huán)境影響,由于軌道交通規(guī)劃所產(chǎn)生的環(huán)境影響具有潛在性、間接性、宏觀性,不同于具體的軌道交通項(xiàng)目,一般公眾難以明確其影響范圍和程度,除非具備一定的專業(yè)知識(shí),否則很難提出建設(shè)性的意見和要求。二是公眾參與容易流于形式,公眾參與只當(dāng)做擺設(shè),公眾意見得不到充分表達(dá)。三是公眾參與方式不科學(xué)不合理,易產(chǎn)生不公平。城市是市民生活工作的地方,軌道交通的建設(shè)也是為了方便市民的生活。因此,評(píng)價(jià)中要考慮公眾的科學(xué)參與。
5.后評(píng)價(jià)的問(wèn)題。環(huán)境影響項(xiàng)目后評(píng)價(jià)可以看做是前期環(huán)境影響評(píng)價(jià)過(guò)程向項(xiàng)目建設(shè)、營(yíng)運(yùn)階段的一種延伸,是改進(jìn)整個(gè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)過(guò)程及其方法學(xué)的一種非常有效的工具,后評(píng)價(jià)可以對(duì)環(huán)境影響預(yù)測(cè)和環(huán)保設(shè)計(jì)成果進(jìn)行驗(yàn)證,為進(jìn)一步加強(qiáng)工程環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。積極開展軌道交通環(huán)境影響后評(píng)價(jià),對(duì)于鄭州市軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
三、鄭州市軌道交通環(huán)境影響評(píng)價(jià)的改進(jìn)措施
1.重視線網(wǎng)規(guī)劃及調(diào)整。線網(wǎng)的布置應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,綜合城市發(fā)展特點(diǎn)及態(tài)勢(shì);嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范,科學(xué)確定線網(wǎng)密度,線路走向、站場(chǎng)選址、敷設(shè)方式應(yīng)合理可行。評(píng)價(jià)中應(yīng)優(yōu)先在措施中提出線網(wǎng)線路調(diào)整建議,而不是敏感目標(biāo)的調(diào)整。
2.建設(shè)期環(huán)境措施可操作性要強(qiáng)。結(jié)合鄭州城市交通客流預(yù)測(cè)的特點(diǎn)確定交通疏解和施工方式、時(shí)間;在評(píng)價(jià)中積極建議采用盾構(gòu)法施工隧道;注重圍擋對(duì)景觀的影響及觀感;評(píng)價(jià)中的措施應(yīng)在征求規(guī)劃、交通、城管等部門及公眾的意見基礎(chǔ)上提出;充分借鑒北京、上海等城市軌道交通建設(shè)在環(huán)境保護(hù)方面的成功經(jīng)驗(yàn)和做法,但不能一味機(jī)械照搬。
3.加強(qiáng)公眾參與,重視后評(píng)價(jià)。
(1)加強(qiáng)公眾參與。公眾參與應(yīng)遵循知情、真實(shí)、平等、廣泛、主動(dòng)等原則。在組織的公眾參與中,評(píng)價(jià)應(yīng)注重維護(hù)公眾合法的環(huán)境權(quán)益,在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中體現(xiàn)以人為本的原則,通過(guò)公眾參與,提出經(jīng)濟(jì)有效并切實(shí)可行的減緩不利環(huán)境影響的措施;應(yīng)注意平衡各方面利益,化解不良環(huán)境影響可能帶來(lái)的社會(huì)矛盾,建議通過(guò)“ZZIC”、“心通橋”等新的溝通形式,推動(dòng)軌道交通環(huán)評(píng)的公平性和科學(xué)性,推動(dòng)政府決策的民主化和科學(xué)化。
(2)重視后評(píng)價(jià)。軌道交通主管部門和環(huán)境保護(hù)部門應(yīng)重視軌道交通建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響后評(píng)價(jià),積極牽頭、督促軌道建設(shè)運(yùn)營(yíng)企業(yè)開展后評(píng)價(jià)工作。在評(píng)價(jià)中,應(yīng)重點(diǎn)對(duì)已經(jīng)完成的軌道交通建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)目的、環(huán)保執(zhí)行過(guò)程、環(huán)保投資及效益、環(huán)保措施的有效性和環(huán)境影響進(jìn)行系統(tǒng)客觀分析;通過(guò)環(huán)保實(shí)踐,確定項(xiàng)目預(yù)期的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的可達(dá)性;通過(guò)環(huán)評(píng)回顧分析和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià),總結(jié)環(huán)保經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),提出環(huán)保補(bǔ)救措施和環(huán)境管理改進(jìn)建議,實(shí)現(xiàn)軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。
4.持續(xù)關(guān)注敏感目標(biāo),盡量避免提出對(duì)敏感目標(biāo)的遷移、改建等建議。軌道交通建設(shè)是一條一條建設(shè),而影響卻具有累積和疊加效應(yīng),因此,在措施中應(yīng)盡量避免提出對(duì)敏感目標(biāo)的遷移、改建等建議。要注意建成區(qū)和未建成區(qū)的區(qū)分,建成區(qū)的環(huán)境敏感目標(biāo)保護(hù)措施應(yīng)具有適用性,對(duì)于尚未規(guī)劃的區(qū)域,對(duì)其未來(lái)的環(huán)保目標(biāo)應(yīng)考慮采取環(huán)保措施,并為可能采取的環(huán)保措施預(yù)留實(shí)施的條件。