城市轨道交通规划与设计.docx
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城市轨道交通规划与设计
第一章
1.1城市轨道交通系统的概念、构成及基本形式（重点）
城市轨道交通系统：
主要服务于城市的市内和郊区，在固定轨道上运行，通常以电力为动力的客运交通系统。
构成：
车站建筑、结构工程、线路、车辆、车辆段、供电系统、通信系统、信号系统、环控系统、给排水系统等。
基本形式：
地铁、轻轨、单轨系统、市郊铁路、有轨电车、自动导向系统、线性地铁、磁悬浮系统。
（1）地铁：
①单方向输送能力在3万人次/h以上。
②了解其优缺点；
③掌握地铁系统的技术经济参数。
（2）轻轨（LRT）：
①在有轨电车的基础上发展起来的电气牵引、轮轨导向、车辆编组运行在专用行车道上的中运量城市轨道交通系统，单方向输送能力在1.5万~3万人次/h。
②掌握轻轨系统（LRT）的技术经济参数。
（3）单轨系统（独轨系统）：
①由电气牵引、具有特殊导向和转折装置、车辆编组运行在专用轨道梁上的中运量轨道交通系统。
②分为悬挂式、跨坐式。
③掌握单轨系统的技术经济参数。
（4）市郊铁路：
①由电气或内燃机车牵引，轮轨导向、车辆编组运行在城市中心与市郊、市郊与市郊、市郊与新建城镇间，以地面专用铁路为主的大运量快速轨道交通系统。
②所有权归属铁路部门。
（5）有轨电车：
由电气牵引、轮轨导向、单车或两辆编组运行在城市路面线路上的低运量轨道交通系统。
（6）自动导向系统（AGT系统）：
①掌握AGT的技术经济指标；
（7）线性地铁（又称小断面地铁）：
①掌握线性地铁的技术经济指标；
（8）磁悬浮系统（了解）
1.2城市轨道交通的地位与作用（次重点）
1、掌握其优势；
2、了解其地位；
3、了解其作用。
1.3城市轨道交通系统的发展
1、了解城市轨道交通的发展历史；
2、了解国外发展概况；
3、了解国内发展概况；
4、当前世界大城市轨道交通发展趋势：
①交通类型多样化；
②交通布局网络化；
③资金来源多元化；
④经营市场化；
⑤管理法制化；
⑥服务与管理信息化。
5、我国城市轨道交通的未来发展趋势：
在大城市实现以地面常规公交为主体向以轨道交通为骨干的城市交通体系过渡。
第二章
2.1规划与设计的重要性与主要内容（次重点）
1、规划与设计的重要性：
轨道交通项目工期长、投资大，在城市规划中，轨道交通网络的规划与设计非常重要，直接影响城市的基本布局和功能定位，对城市发展有极强的引导作用，对促进城市结构调整、城市布局整合、城市土地开发、交通结构及城市和交通运输系统的可持续发展都有巨大的影响。
是保障空间预留、避免今后高昂的工程建设成本的基本前提。
2、规划与设计的主要内容：
①特定城市社会与经济环境下轨道交通系统的功能定位；
②轨道交通线网规划；
③轨道交通系统客流预测；
④轨道交通工程可实施规划；
⑤轨道交通系统的线路和车站设计；
⑥轨道交通的枢纽设计与规划；
⑦轨道交通系统与其他交通方式的衔接设计；
⑧轨道交通系统的安全防护设计；
⑨运营规划。
2.2城市轨道交通系统规划的意义和目标（次重点）
1、规划的意义：
①科学制定城市经济发展计划的需要；
②制定城市各项设施建设计划的需要；
③控制轨道交通建设用地、降低工程造价的需要；
④轨道交通工程立项建设的依据。
2、规划的目标：
①协调好交通需求与供给之间的关系
从“需求”方面，轨道交通系统应满足的要求（了解）
从“供给”方面，轨道交通规划应考虑的方面（了解）
②实现城市土地规划发展目标
主要目标包括哪几个方面（了解）
2.3我国城市轨道交通系统规划存在的问题（次重点）
1、与城市总体规划联系不够紧密；
2、对客流预测中的不确定性考虑不够；
3、规划方案没有充分重视用地控制规划，使规划方案缺乏可操作性；
4、网络规划缺乏层次性，难以体现发展重点；
5、车站交通功能定位模糊，对交通枢纽认识较浅。
上述问题使轨道交通系统在建设中产生了一些不利后果：
1、缺乏交通需求和交通供给之间的动态平衡关系研究，表现在或者规模失控、或者促使城市土地畸形发展、或者部分线路客流效益得不到保证；
2、缺乏投入和效益的宏观分析，不能制定合理工程进度和投资强度制约下的修建计划，造成政府决策的盲目性，影响线网建设的可持续发展；
3、线路走向因缺乏论证而不稳定，影响线网整体的合理布局；
4、没有预留适度的工程条件，为后续工程建设增加了难度；
5、没有预留轨道交通工程用地条件。
2.4规划与设计的基本理论与理念
1、城市轨道交通系统的影响因素：
（分两方面分析：
城市特性方面、轨道交通系统特性）
⑴城市特性方面：
①城市自然地理条件；②城市规模、性质；③城市人口；④城市发展潜力和发展趋势；⑤城市经济；⑥城市土地利用规模；⑦城市交通状况
⑵轨道交通系统特性：
①系统的形式；②运行方式（主要有地下、高架、地面3种运行方式）；③技术水平。
2、轨道交通系统的区域性：
城市轨道交通包括地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车等多种形式，根据运输能力又划分为大运量、中运量、低运量3种形式。
有轨电车→服务于城市中心区
轻轨→促进城市范围进一步扩大
地铁→联系外围郊区和市中心
市郊铁路→促进都市圈的形成
3、城市轨道交通规划研究方法：
①对城市交通发展前景进行判断
②对客运主流向进行分析
③利用交通预测模型从系统功能、网络结构、分期建设、社会贡献4个方面对各轨道交通网络方案进行评价和分析。
4、设计阶段的设计方法：
设计阶段不但涉及轨道交通的使用功能、服务水平，而且是影响投资和运营费用的关键环节。
⑴应做好客流预测；
⑵做好沿线周边环境调查；
⑶确定合理的车站形式和埋深；
5、规划的理念：
⑴概念性规划：
概念性规划以城市的性质、基本职能、发展方向和城市体系等重大问题为研究内容。
它对未来一定时段内可能进行的开发建设进行宏观的原则性指导，是城市未来空间发展的战略规划。
它的直接目的是为了制定城市发展战略提供思路，实质上是对城市长期发展具有重大影响的要素的综合协调和安排。
⑵城市轨道交通系统对城市格局具有引导作用：
城市轨道交通系统引导城市结构发展就是通过大幅度提供交通供给，引导周边土地高强度利用。
一般整个过程分为4个阶段：
团状开发、波浪状开发、带状开发、面状开发。
⑶城市轨道交通应具有可持续发展
⑷应兼顾交通疏堵的发展引导
⑸规划具有滚动性
⑹实现线路功能分级和服务一体化
6、设计的理念：
⑴改变车站设计理念
⑵合理设置车站出入口
⑶以人为本：
①方便、快捷；②舒适；③安全
2.5规划与设计的系统分析方法
1、系统分析的目的：
通过对系统的分析，认识各种替代方案的目的，比较各种替代方案的费用、效益、功能、可靠性及与环境的关系等，得出决策者所需要的资料和信息，为最优决策提供科学、可靠的依据。
2、系统分析的基本要素：
①目标；②可行方案；③费用；④模型；⑤效果；⑥准则；⑦结论。
3、系统分析的内容：
①对现有系统的分析；②对新开发系统的分析。
4、系统分析的步骤：
①明确问题与确定目标；
②搜集资料，探索可行方案；
③建立模型；
④综合评价；
⑤检验和核实。
5、系统分析原则：
①外部条件与内部条件相结合的原则；
②当前利益与长远利益相结合的原则；
③局部效益与整体效益相结合的原则；
④定量分析与定性分析相结合的原则。
6、系统分析方法
2.6我国城市轨道交通系统的特点及建设程序
1、特点：
①投资大；②工期长；③涉及面广；④系统、专业多，接口繁杂。
2、建设程序：
见图2-2，P55页。
2.7规划设计的过程与层次
1、线网方案设计的基本步骤：
见P56页①~⑦。
2、系统选择的步骤：
①确立线路走向；②确定线路规模；③确定线路的封闭程度；④确定线路设置方式；⑤确定特殊条件。
2.8城市轨道交通系统规划设计原则
1、城市轨道交通系统规划与设计的要求：
①轨道交通规划应满足城市总体规划；
②路网布设要均匀，线路密度要适量，乘客换乘要方便；
③轨道交通规划应结合城市特点，充分考虑城市轨道交通多元化的趋势，合理确定轨道交通的建设标准和形式。
2、轨道交通系统规划一般原则：
①轨道交通规划要体现稳定性、灵活性、持续性的统一；
②轨道交通规划要有超前意识，要做好线网规划用地控制；
③轨道交通要支持城市建设与发展，提高项目生命力；
④轨道交通要兼具城市发展与运输的综合规划能力；
⑤轨道交通要以“绿色交通”为指导原则；
⑦网络布局必须与城市用地布局相结合，与城市发展形态相一致；
⑧充分考虑轨道交通与土地利用的相互影响，处理好满足需求与引导发展的关系；
⑨线路走向应与城市主客流方向一致，应连接城市主要客流发生吸引源，吸引交通流量的最大化；
⑩轨道交通作为城市交通的骨干，应与现有交通工具相配合，协调发展，以最大限度地提高其使用效率；
组建大型换乘中心，使之成为城市发展的副中心或新区开发的先导和依托点；
与城市建设计划和旧城改造计划相结合，以保证轨道交通建设计划实施的可能性和连续性，工程技术上的经济性和合理性；
依据城市形态地理态势，与城市的地质、地貌和地形相联系，以降低轨道交通工程造价；
考虑运营上的配合。
3、车站设备配置原则：
①实用性；②功能匹配；③先进性；④经济性；⑤安全性。
第三章
3.1城市轨道交通系统线网规划概述
1、线网规划的必要性（线网规划的意义及作用）：
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。
2、线网规划的特点：
线网规划强调稳定性、灵活性、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：
线网规划要在城市的条件在不断变化的情况下，不断调整完善。
城市轨道交通线网规划具有的特点：
P63页①~③。
3、城市轨道交通网络设计的基本思路：
①在城市规划方案基础上拟定多个可行路网方案；
②基于四阶段法进行客流预测；
③对方案进行综合评价，确定近期与远期分阶段实施方案。
4、线网规划的主要内容：
线网背景研究、线网架构研究、实施规划研究。
从规划年限来看，线网规划可分为近期规划和远景规划。
近期规划：
主要研究线网重点部分的建设顺序以及对城市发展的影响；
远景规划：
研究城市理性状态下（或者饱和状态）轨道交通系统合理的规划。
5、线网规划的研究基础：
①城市总体规划；②城市社会经济发展目标和战略；③城市综合交通规划；④城市轨道交通建设现状。
6、线网规划的基本程序：
见P66页图3-1。
3.2线网背景研究
1、线网背景研究内容：
对城市总体规划、城市交通规划、经济发展规划、补充交通调查、城市相关政策、原规划线网的研究和分析；对城市特征进行分析、对城市规划理念分析；充分了解国内外有关线网的研究。
2、客流需求预测的内容：
包括4个方面（见P67页①~④）
3、客流需求预测的基本程序：
见P67-P68页①~⑧。
4、基础数据调查：
是进行客流需求预测的前期工作，其主要内容包括社会经济调查和交通运输调查两方面。
轨道交通建设项目承担的客运量主要包括两部分：
转移客流量和诱增客流量。
转移客流量：
由于快速轨道交通具有的速达、准时、安全、可靠、方便等优点，是原来由地面常规公交和自行车方式承担的全市性比较集中的中、长距离客流转移到轨道交通来的运输需求。
（掌握此概念）
诱增客流量：
由于轨道线路建设所导致的促进沿线土地开发、人口聚集，使区域之间可达性增加、服务水平提高、居民出行强度增加而新产生的客流。
（掌握此概念）
5、客流预测的基本方法：
四阶段法
3.3线网架构研究
1、线网架构规划方法：
线网架构研究应坚持定性分析与定量分析相结合，且以定性分析为主的研究方法。
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
国内两种较成熟的线网架构规划的方法（2种）：
①面、点、线要素层次分析法；
②“以规划目标、原则、功能层次划分为前导，以枢纽为纲，以线路为目进行编织”的方法。
2、线网架构的3种基本形式：
①无环放射型线网；
②有环放射型线网；
③网格型线网。
3、无环放射型线网的特点：
以城市中心区为核心，呈全方位或扇形放射发展。
其基本骨架包括至少3条相互交叉的线路，逐步扩展、加密。
规划这类线网时，要避免市中心区的线路过多，否则不仅会造成工程处理困难，而且容易产生换乘客流过于集中的现象。
无环放射型线网的优点：
①方向可达性较高；
②符合一般城市由中心区向边缘区土地利用强度递减的特点。
4、有环放射型线网的特点：
环线因线路闭合，可避免和减少折返设备，能与已有城市交通网络相配合。
在城市轨道交通线网中布置环线，主要有两个作用：
①加强中心区边缘各客流集散点的联系；
②截流外围区之间的客流，通过环线进行疏解，以减轻中心区的交通压力。
5、网格型线网：
（适合于市区呈片状发展、而街道呈棋盘式布局的城市）
优点：
①线网布线均匀，换乘节点能分散布置；②线路顺直，工程易于实施。
缺点：
①线路走向比较单一，对角线方向的出行需要绕行，市中心区与郊区之间的出行常需要换乘；②线网平行线路间的相互联系较差，平行线路间的换乘比较麻烦。
6、城市轨道交通线网的发展趋势：
①在原来的轨道交通线网基础上，开辟快车线；
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，实施计划要注意适应城市的发展需求，每条线路都是分期、分段实施，保持工程实施和运营的连续性，以便尽快发挥效益。
7、线网规模：
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。
8、确定线网合理规模的影响因素：
①城市的规模、形态和土地使用布局；
②城市交通需求（决定城市轨道交通线网规模最直接和最具决定意义的因素）；
③城市财力因素；
④居民出行特征；
⑤城市未来交通发展战略与政策；
⑥国家政策。
9、线网规模指标：
①城市轨道交通线网总长度（计算公式见P77式（3-1））：
反映了线网的规模，由此可以估算总投资量、总输出能力、总设备需求量、总经营成本、总体效益等，并可据此决定相应地管理体制与运作机制。
②城市轨道交通线网密度（计算公式见P78式（3-2））：
衡量城市快速轨道交通服务水平的一个主要因素。
③城市轨道交通线网日客运周转量（计算公式见P78式（3-3））：
评估城市轨道交通系统能力输出的指标。
线网合理规模的主要标志是线网长度和线网密度。
10、目前线网长度、线网密度规模指标的确定有4类方法：
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。
11、按交通需求分析预测轨道交通规模（公式见P80页式（3-4）和式（3-5））（掌握）
12、低运量、高密度的线网：
着重于提高轨道交通的舒适和方便程度；
高运量、低密度的线网：
着重于提高轨道交通的运输能力和运输效率。
13、线网方案综合评价思路：
思路图见P84页图3-5。
14、线网评价指标的筛选应遵循的基本原则：
①实用性——表现为指标的选取既要全面又要精炼化，指标数量既要能够反映评价方案，又能实现计算简洁实用，因此避免遗漏重要的敏感性指标的同时，还要注重不可过多地选取无关紧要的次要指标而使整个指标体系过于复杂、反应不灵敏；
②非重叠性——指标体系要层次分明、结构清晰，指标之间要尽量独立，避免相互关联造成冗余，对不可避免的重叠可从关联影响矩阵入手对权重进行修正；
③可行性——指标的确定要体现可比性，为此应力争使指标实现定量化。
对定性指标要能够界定评分标准，对定量指标要能够确定指标值。
15、候选方案的综合评述：
见P90-91页
16、线网建设顺序规划的原则：
见P91-92页①~⑦。
17、联络线的作用：
①车辆跨线运营；②调转运营车辆；③运营车辆送修；④向新建线运送物料；⑤线路之间车辆救援。
18、联络线的布置形式：
①双线联络线；②单线联络线；③渡线联络线。
19、联络线设置的一般要求：
见P95页①~⑦。
第四章
4.1线路规划
1、线路规划：
在已经确定的城市轨道交通线网的条件下，研究某一条或某一段线路的具体位置，确定其相关细节，包括线路走向、路由方案、敷设方式以及辅助线分布、线路交叉形式的选择等。
2、线路设计的阶段划分：
①可行性研究阶段：
通过线路多方案比选，完善线路走向、路由、敷设方式，确定车站、辅助线等的分布，提出设计指导思想、主要技术标准、线路平纵剖面及车站的大致位置等。
②总体设计阶段：
根据可行性研究报告及审批意见，通过方案比选，初步确定线路平面位置、车站位置、辅助线形式、不同敷设方式的过渡段位置，提出线路纵剖面的初步标高位置等。
③初步设计阶段：
根据总体设计文件及审查意见，完成对线路设计原则、技术标准等的确定，确定线路平面位置、基本确定车站位置及站线纵剖面设计。
④施工设计阶段：
根据初步设计文件及审查意见，有关专业对线路平纵剖面提出的要求，对部分车站位置及个别曲线半径等进行微调，对线路平面及纵剖面进行精确计算和详细设计，提供施工图纸说明文件。
3、轨道交通线路规划的特点：
①线路难以改建，线路设计要作长期的考虑；
②线路一般为双线；
③运距短，站点密，停车频繁，中等运营速度。
4、影响线路位置的因素：
①线路的性质、作用及地位；
②客流集散点和主客流方向；
③城市道路网及建设状况；
④线路的敷设方式和技术条件；
⑤与城市发展的近远期结合。
5、线路方向及路由选择要考虑的主要因素（重点）：
①线路的作用；②客流分布与客流方向；③城市道路网分布状况；④隧道主体结构施工方法；⑤城市经济实力；⑥线路条件；⑦施工条件；⑧施工干扰；⑨对城市的影响；⑩费用与工期
6、特大型客流集散点：
一般说来，产生3万上下车人次/小时或20万上下车人次/日及以上客流量的地点。
7、通过特大型客流集散点，线路路由有下列方式可供选择：
①路由绕向特大型客流集散点；
②考虑吸引客流条件：
包括客流量大小、吸引范围内居住及工作人口多少、照顾客流集散点的多少、乘客便利条件及与其他交通工具换乘条件等；
③采用支路连接；
④延长车站出入口通道，并设置自动步道；
⑤调整路网部分线路走向；
⑥调整特大型客流集散点。
8、线路位置比选的内容：
①线路条件比较；②房屋拆迁比较；③管线拆迁比较；④改移道路及交通便道面积比较；⑤其他拆迁物比较；⑥地铁主体结构施工方法比较。
9、城市轨道交通线路一般采用的三种敷设方式：
地面、高架和地下。
10、三种敷设方式的特点：
见表4-1，P103页。
具体内容了解见P104~P105文字内容。
注：
在我国，新建轨道交通线路如不能做到全封闭，一般认为也应达到65%以上，才能符合快速的要求。
一般城市中心地区宜采用地下线，其他地区条件许可时采用高架线或地面线。
11、线路敷设方式规划的一般要求（了解）：
见P104页：
①~⑤。
4.2线路设计
1、城市轨道交通线路设计分平面、纵断面、横断面三个部分，各自均要满足一定的标准。
2、城市轨道交通系统线路分类方法：
⑴按与地面的关系：
①隧道（地下线路）；②地面线路；③高架线路。
⑵按在运营中的作用：
①正线：
连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路，是列车正常运营的线路，一般为双线；
②辅助线：
包括车辆段出入线、停车场出入线、车站配线（存车线、渡线、折返线）及两线路之间的联络线；
③车场线：
简称场线，包括牵出线、车底（空车列）停留线、检修线及综合基地内各种作业线。
3、线路设计的特点：
①城市轨道交通线路一经建成运营，无论在地下、地面还是在地面之上，线路的位置改变都十分困难；
②线路允许的设计坡度较大；
③线路一般为双线，一般车站处只有2股道，通常每条线路设有1个车辆段和1个停车场；
④运距短，站点密，停车频繁，中等运营速度；
⑤车站长度较短。
4、线路设计的基础资料：
P107页，具体内容需了解。
①城市规划类资料：
包括。
。
。
。
②现状资料：
包括。
。
。
。
③工程前期研究资料：
包括。
。
。
。
④其他相关资料：
包括。
。
。
。
5、线路设计原则：
①~⑩P108页，需了解。
6、线路设计的主要技术标准：
见表4-2，P109页，需了解。
7、线路平面设计：
⑴线路平面位置：
（需掌握）
地下线的三种位置（A位、B位、C位），且掌握三种位置的特点；见图4-4，P110页。
高架线：
设于道路中心或快慢车行道分隔带；
地面中心线：
道路中心带或快车道一侧。
⑵辅助线类型及设计：
①折返线和临时折返线：
掌握站前折返线、站后折返站（P111页，图4-7、4-8）
②存车线：
与折返线结合布置（图4-9）、单独布置（图4-10）
③车场出入线：
P112页，图4-11。
⑶平面曲线设计：
掌握线路平面最小曲线半径，见表4-3，P113页；
了解圆曲线计算公式、缓和曲线函数计算公式，并会查表4-4，知道缓和曲线设置要求。
⑷了解平面设计计算的步骤。
8、线路纵断面设计（重点）：
⑴确定敷设方式和过渡段：
在纵断面设计中，主要是确定洞口以及过渡段的位置和形式。
主要有以下方式：
①在道路中间开口：
双线同时出洞（占用道路宽度较大，常采用的出洞方式）、单线出洞（为解决路幅较窄而提出的敷设方式）
②在道路红线以外开口；
③结合地形等环境条件开口。
⑵分析控制点：
（了解）
⑶纵断面方案设计应注意的几点（了解）；
⑷制图与坡度计算：
①最大纵坡：
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。
隧道内和路堑地段的正线最小坡度不宜小于3‰，困难地段在确保排水的条件下，可采用小于3‰的坡度。
高架轻轨线规定正线的限制坡度60‰。
②车站纵坡：
地下铁道车站站台计算长度线路应在一个坡道上，最好为平坡。
考虑到纵向排水沟的坡度，最大坡度一般为2‰，困难条件下为3‰。
地面和高架桥的车站站台段线路应设置在平道，在困难地段设置在不大于3‰的坡道。
③辅助线最大坡度：
（了解）
④最小纵坡：
隧道内的最小纵坡主要是为了满足纵向排水需要，一般不小于3‰。
地面和高架桥上正线最小坡度在采取排水措施后不受限制。
⑤竖曲线：
为了缓和变坡度的急剧变化，使列车通过变坡点时产生的附加加速度不超过允许值，相邻坡度差等于或大于2‰时，应设竖曲线。
竖曲线有圆曲线、抛物线两种，我国主要采用圆曲竖线形。
了解竖曲线的计算公式（P120页）
⑥了解坡段长度的设置。
9、线路与地面建筑物之间的安全距离：
（熟悉）见P121页1~3。
第五章
5.1车站规划
1、车站分布是保证轨道交通吸引客流、提高通过能力的一条重要的技术措施。
车站分布主要考虑客流集散、城市规划、地区发展、与其他交通衔接等，还要考虑轨道交通本身的许多技术条件。
2、线网规划阶段进行车站位置初步选择的意义主要是：
①有利于车站用地控制；
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