都市快轨交通·第21卷第1期2008年2月
学术探讨
基于出行距离的快轨交通
站间距的确定方法
姚新虎
(西安公路研究所 西安 710054)
而本文研究的是一种基于乘客出行距离的快速轨道交
摘 要 分析影响城市快轨交通站间距确定的主要因素,研究快轨交通和常规公交的出行距离-出行时间曲线,指出临界距离是乘客选择快轨交通和常规公交的分界线,提出一种基于出行距离的快轨交通站间距的确定方法。结果表明,所确定的站间距能够体现快速轨道交通和常规公交的良好配合与协调。关键词 城市轨道交通 站间距 常规公交 协调
通站间距确定方法。通过这种方法,可以使快速轨道交通与常规公交的站间距达到合理设置与组合,充分发挥二者的优势,达到协调统一、优势互补的目的。
1 站间距确定的主要影响因素
1.1 列车运行速度
设轨道交通站间距为l1,列车启动和制动加速度的绝对值为a1,列车经过加速以后的正常行驶速度为v1,则列车在两站之间的平均运行速度vy1可表示为
a1v1
v(1)y12
a+(v/l)111
由式(1)可知,当其他因素不变时,站间距越大,则列车在站点之间的运行速度就越大。
包括快速轨道交通和常规公交在内的公共交通系统是我国大城市客运交通的主体,二者运行的协调与否将直接影响大城市交通系统的整体运行效率。对于沿固定线路运行的快速轨道交通和常规公交来说,站间距都是其线网规划及线路设计的重要元素。站间距离过小,会降低运营速度、增加能耗及配车数量,多设车站也增加了工程投资;站间距离过大,又会给乘客到站及离站带来不便,并增大车站负荷。以往对于快速轨道交通站间距的确定多是基于其技术、经济特点
收稿日期:2005-06-13 修回日期:2005-07-08作者简介:姚新虎,男,工程师,从事交通工程研究,
[1]
1.2 乘客步行时间
设轨道交通站间距为l,则乘1,乘客步行速度为vc
客步行到站或离站时间可按l1/2vc考虑,乘客出行总步行时间为
tlb1=1/vc
越长,乘客总步行时间越长。
(2)
可见,站间距越短,乘客总步行时间越短;站间距
,
PredictionofVibrationImpactofMetro
TrainsonAdjacentSensitiveBuildings
XieDawen LiuWeining LiuWeifeng SuYu SunXiaojing
(BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044)
Abstract:Atwo-dimensiondynamicfiniteelementmodelisestablishedtoassessthevibrationimpactofvehiclesonLine8ofBeijingmetroonadjacentsensitivebuildings.Vibrationvelocityistakenasthecontrolfactor.Theattenuationregulationsofvibrationsinlow-riseandhigh-risebuildingsarestudied.Theeffectoffoundationformsonvibrationresponsesisalsoanalyzed.Resultsindicatethatthevibrationinfluenceiskeptwithinthecontrolstandardsandthatthereisnoneedtotakespecialmitigationmeasures.
Keywords:metro;sensitivebuildings;vibration;influence;dynamicfiniteelementanalysis
基于出行距离的快轨交通站间距的确定方法
1.3 工程造价
从造价的角度考虑,站间距越大,越能节省投资成本
[2]
的出行时间T(T≥U(T,理论上快速轨道交B,则UR)B)通才具有吸引客流的可能性。所以,临界距离是乘客选择快速轨道交通和常规公交的分界线,其大小在一定程度上体现了快速轨道交通与常规公交的配合协调程度。
长期以来,我国城市公交的主要方式一直是常规公交,无论在技术还是在实践上都积累了丰富的经验,可以认为目前所制定的站间距是合理有效的,即常规公交的出行距离-出行时间曲线是已知的。因此,可以通过调整快速轨道交通的站间距来改变快速轨道交通的出行距离-出行时间曲线,进而达到对快速轨道交通与常规公交协调优化的目的。
。首先,站间距增大,相应的轨道车辆行驶速度就
可以得到提高,在发车间隔和车站停车时间不变的情况下,可以减少配车数。另外,较大的站间距,还可以减少车站数量,降低建筑造价。例如:1条24km长的轨道线路,将其站间距从1000m增大为1600m,就可以少建设9座车站;1座地铁车站的投资约2亿元人民币,车站总数减少9座,可以节省十几亿投资;如果把这些资金用于延长几公里线路,就能增加若干平方公里的吸引范围,至少有几万到十几万的居民受益。
2 站间距的确定方法
2.1 基本原理
便捷和便宜是市民选择公共交通工具的主要依据
[3]
2.2 模型构建
由于规划是对研究对象所进行的总体控制,不可能照顾到每个细节,因此在构建模型之前,可以首先建立如下三条假设前提:
(1)城市快速轨道交通线路和常规公交线路各自的站间距都是相等布置的;
(2)快速轨道交通列车和公交汽车的行驶都是经历启动加速※匀速行驶※减速停车的过程,并且各自加速和减速的加速度绝对值相等;
(3)
(3)城市轨道交通线路和常规公交线路都是直线型,并且不考虑纵坡的影响。
在以上假设前提下,由式(1)可知,快速轨道交通列车在两站之间的平均运行速度为
a1v1
=v1y1a(v1+1/l1)则对于出行距离s,旅客出行时间可表示为
sl111
Tts1=b1va1c11交所花费的出行时间可表示为
vsl212T=ts2b2
v2c222
均为临界距离s时,有
llv112112
ssvvavvac111c222
间的关系,进一步推导可得出
l1
2
l2sv2s
±vva c22l21
(7)(6)(5)
。在市区范围内,不同公共交通工具出行费用之
间的差距一般较小,故乘客通常以旅行时间T作为轨道交通与常规公交间选择的主要标准。设出行者对于某个出行目的,有m种交通工具(m∈A)可供选择。若交通工具i的效用值为U(T)(T为一次旅行时间),则i出行者选择交通工具i的条件为
U(T)=max{U(T∈m}i
＊
i
＊i
式中,U(T)为出行者所选择的交通工具i的效用值。
城市中常规公交的一般运送速度为16～25km/h,低于快速轨道交通的30～40km/h,但它的站点密度与线路覆盖范围要比轨道交通大,乘客步行到站与离站的平均时间短。对于一般的起讫点来说,乘客出行距离与出行时间的关系如图1所示。当出行距离s短于临界距离时,乘用常规公交的出行时间TB少于乘用快速轨道交通的出行时间T(T>U(T,乘客多R,则UB)R)选用常规公交;随着出行距离的增加,快速轨道交通省时的优越性逐渐显露,当出行距离s大于临界距离时,乘用快速轨道交通的出行时间TR少于乘用常规公交
(4)
同理可得出,对于同样的出行距离s,乘用常规公
令TT1=2,即快速轨道交通和常规公交出行距离
式(7)反映了快速轨道交通站间距与临界距离之
图1 公交出行时间与出行距离的关系
都市快轨交通·第21卷第1期2008年2月
s122ac22211(8)
表1 参数取值表
区 域
居民步行速度vkm/h)c/(常规公交站间距l2/m常规公交行驶速度vkm/h)2/(
市区4750151.1301.0
郊区4950201.1501.0
将式(8)中的l舍去一个不合理根,最终得到1 l12
l2sv2s
+vva c22l214v2s21vva1c22l21
(9)
常规公交车辆加速度am/s)2/(轨道交通行驶速度vkm/h)1/(
2
轨道交通车辆加速度am/s)1/(
2
应用式(9),可以通过选择临界距离的途径,达到确定轨道交通站间距的目的。采取这种方式所确定的快速轨道交通站间距,充分体现了快速轨道交通和常规公交的配合与协调:在这个临界距离以下的公交出行,基本都由常规公交方式承担;而在临界距离以上的公交出行,基本都由快速轨道交通方式承担。在确定快速轨道交通站间距时,可在居民出行调查所得出的公交出行距离比重图的基础上来选定临界距离。
临界距离s/m
2250(3倍常4500(5倍常
规公交站间距)
布等情况,加以适当的调整。
4 结语
(1)分析了影响城市快速轨道交通站间距确定的三个主要因素;
(2)通过对出行距离-出行曲线的研究,得出临界距离是乘客选择快速轨道交通和常规公交的分界线;
(3)提出了一种基于乘客出行距离的快速轨道交通站间距确定方法,以此确定的站间距能够很好地体现快速轨道交通与常规公交的配合与协调;
(4)实例说明基于公交乘客出行距离的快速轨道交通站间距确定方法是合理有效的。参考文献
[1]朱蓓玲.合理确定地铁车站站间距离[J].铁道标准设
计,1999(3):19-20.
[2]蒋玉琨.合理设置轨道交通站间距的经济技术分析[J].
中国铁道科学.2002(1):121-125.
[3]周立新,李英,缪和平.城市轨道交通系统的换乘研究
[J].城市轨道交通研究,2001(2):35-38.
[4]毛保华,蒋帆,刘迁.城市轨道交通[M].北京:科学出版
社,2001.
3 算例
首先,根据有关资料或研究结果来确定参数值。据统计,城市公交乘客的平均步行速度v4km/h(参c=考文献[4],84页),城市快速轨道交通车辆的加速度和减速度参照广州地铁取a1.0m/s(参考文献1=[4],33页),常规公交车辆的启动和减速加速度参照有关资料取a1.1m/s。2=
常规公交站间距、快速轨道交通车辆的平均行驶速度及常规公交车辆的平均行驶速度,按《城市道路交通规划设计规范》的推荐值,分市区和郊区分别取值,则各参数的取值如表1所示。
将以上数据代入式(9),得市区内的轨道交通站间距为1043m,郊区轨道交通站间距为1469m。如此确定的快速轨道交通站间距,体现了城市快速轨道交通和常规公交对城市公交客流的分担比重。在实际应用时,可在其基础上再适当考虑具体的地形以及客流分
2
2
DeterminingtheSpacingbetweenRailTransitStations
BasedonPassengerTripDistance
YaoXinhu
(Xi'anHighwayResearchInstitute,Xi'an710054)
Abstract:Thepaperanalyzesthemainfactorswhichaffectthespacingofurbanrailtransitstations,studiesthetripdistance-triptimecurvesforurbanrailtransitandbus-route,andpointsoutthatthecriticaldistanceisthedividinglinebywhichpassengerschooseurbanrailtransitorbus-route.Thepaperputsforwardamethodtodeterminethespacingbetweenurbanrailtransitstationsbasedonpassengertripdistance;thestationspacingfixedbythismethodcanwellcoordinateurbanrailtransitandbus-route.Keywords:urbanrailtransit;stationspacing;bus-route;coordination
都市快轨交通·第21卷第1期2008年2月
学术探讨
基于出行距离的快轨交通
站间距的确定方法
姚新虎
(西安公路研究所 西安 710054)
而本文研究的是一种基于乘客出行距离的快速轨道交
摘 要 分析影响城市快轨交通站间距确定的主要因素,研究快轨交通和常规公交的出行距离-出行时间曲线,指出临界距离是乘客选择快轨交通和常规公交的分界线,提出一种基于出行距离的快轨交通站间距的确定方法。结果表明,所确定的站间距能够体现快速轨道交通和常规公交的良好配合与协调。关键词 城市轨道交通 站间距 常规公交 协调
通站间距确定方法。通过这种方法,可以使快速轨道交通与常规公交的站间距达到合理设置与组合,充分发挥二者的优势,达到协调统一、优势互补的目的。
1 站间距确定的主要影响因素
1.1 列车运行速度
设轨道交通站间距为l1,列车启动和制动加速度的绝对值为a1,列车经过加速以后的正常行驶速度为v1,则列车在两站之间的平均运行速度vy1可表示为
a1v1
v(1)y12
a+(v/l)111
由式(1)可知,当其他因素不变时,站间距越大,则列车在站点之间的运行速度就越大。
包括快速轨道交通和常规公交在内的公共交通系统是我国大城市客运交通的主体,二者运行的协调与否将直接影响大城市交通系统的整体运行效率。对于沿固定线路运行的快速轨道交通和常规公交来说,站间距都是其线网规划及线路设计的重要元素。站间距离过小,会降低运营速度、增加能耗及配车数量,多设车站也增加了工程投资;站间距离过大,又会给乘客到站及离站带来不便,并增大车站负荷。以往对于快速轨道交通站间距的确定多是基于其技术、经济特点
收稿日期:2005-06-13 修回日期:2005-07-08作者简介:姚新虎,男,工程师,从事交通工程研究,
[1]
1.2 乘客步行时间
设轨道交通站间距为l,则乘1,乘客步行速度为vc
客步行到站或离站时间可按l1/2vc考虑,乘客出行总步行时间为
tlb1=1/vc
越长,乘客总步行时间越长。
(2)
可见,站间距越短,乘客总步行时间越短;站间距
,
PredictionofVibrationImpactofMetro
TrainsonAdjacentSensitiveBuildings
XieDawen LiuWeining LiuWeifeng SuYu SunXiaojing
(BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044)
Abstract:Atwo-dimensiondynamicfiniteelementmodelisestablishedtoassessthevibrationimpactofvehiclesonLine8ofBeijingmetroonadjacentsensitivebuildings.Vibrationvelocityistakenasthecontrolfactor.Theattenuationregulationsofvibrationsinlow-riseandhigh-risebuildingsarestudied.Theeffectoffoundationformsonvibrationresponsesisalsoanalyzed.Resultsindicatethatthevibrationinfluenceiskeptwithinthecontrolstandardsandthatthereisnoneedtotakespecialmitigationmeasures.
Keywords:metro;sensitivebuildings;vibration;influence;dynamicfiniteelementanalysis
基于出行距离的快轨交通站间距的确定方法
1.3 工程造价
从造价的角度考虑,站间距越大,越能节省投资成本
[2]
的出行时间T(T≥U(T,理论上快速轨道交B,则UR)B)通才具有吸引客流的可能性。所以,临界距离是乘客选择快速轨道交通和常规公交的分界线,其大小在一定程度上体现了快速轨道交通与常规公交的配合协调程度。
长期以来,我国城市公交的主要方式一直是常规公交,无论在技术还是在实践上都积累了丰富的经验,可以认为目前所制定的站间距是合理有效的,即常规公交的出行距离-出行时间曲线是已知的。因此,可以通过调整快速轨道交通的站间距来改变快速轨道交通的出行距离-出行时间曲线,进而达到对快速轨道交通与常规公交协调优化的目的。
。首先,站间距增大,相应的轨道车辆行驶速度就
可以得到提高,在发车间隔和车站停车时间不变的情况下,可以减少配车数。另外,较大的站间距,还可以减少车站数量,降低建筑造价。例如:1条24km长的轨道线路,将其站间距从1000m增大为1600m,就可以少建设9座车站;1座地铁车站的投资约2亿元人民币,车站总数减少9座,可以节省十几亿投资;如果把这些资金用于延长几公里线路,就能增加若干平方公里的吸引范围,至少有几万到十几万的居民受益。
2 站间距的确定方法
2.1 基本原理
便捷和便宜是市民选择公共交通工具的主要依据
[3]
2.2 模型构建
由于规划是对研究对象所进行的总体控制,不可能照顾到每个细节,因此在构建模型之前,可以首先建立如下三条假设前提:
(1)城市快速轨道交通线路和常规公交线路各自的站间距都是相等布置的;
(2)快速轨道交通列车和公交汽车的行驶都是经历启动加速※匀速行驶※减速停车的过程,并且各自加速和减速的加速度绝对值相等;
(3)
(3)城市轨道交通线路和常规公交线路都是直线型,并且不考虑纵坡的影响。
在以上假设前提下,由式(1)可知,快速轨道交通列车在两站之间的平均运行速度为
a1v1
=v1y1a(v1+1/l1)则对于出行距离s,旅客出行时间可表示为
sl111
Tts1=b1va1c11交所花费的出行时间可表示为
vsl212T=ts2b2
v2c222
均为临界距离s时,有
llv112112
ssvvavvac111c222
间的关系,进一步推导可得出
l1
2
l2sv2s
±vva c22l21
(7)(6)(5)
。在市区范围内,不同公共交通工具出行费用之
间的差距一般较小,故乘客通常以旅行时间T作为轨道交通与常规公交间选择的主要标准。设出行者对于某个出行目的,有m种交通工具(m∈A)可供选择。若交通工具i的效用值为U(T)(T为一次旅行时间),则i出行者选择交通工具i的条件为
U(T)=max{U(T∈m}i
＊
i
＊i
式中,U(T)为出行者所选择的交通工具i的效用值。
城市中常规公交的一般运送速度为16～25km/h,低于快速轨道交通的30～40km/h,但它的站点密度与线路覆盖范围要比轨道交通大,乘客步行到站与离站的平均时间短。对于一般的起讫点来说,乘客出行距离与出行时间的关系如图1所示。当出行距离s短于临界距离时,乘用常规公交的出行时间TB少于乘用快速轨道交通的出行时间T(T>U(T,乘客多R,则UB)R)选用常规公交;随着出行距离的增加,快速轨道交通省时的优越性逐渐显露,当出行距离s大于临界距离时,乘用快速轨道交通的出行时间TR少于乘用常规公交
(4)
同理可得出,对于同样的出行距离s,乘用常规公
令TT1=2,即快速轨道交通和常规公交出行距离
式(7)反映了快速轨道交通站间距与临界距离之
图1 公交出行时间与出行距离的关系
都市快轨交通·第21卷第1期2008年2月
s122ac22211(8)
表1 参数取值表
区 域
居民步行速度vkm/h)c/(常规公交站间距l2/m常规公交行驶速度vkm/h)2/(
市区4750151.1301.0
郊区4950201.1501.0
将式(8)中的l舍去一个不合理根,最终得到1 l12
l2sv2s
+vva c22l214v2s21vva1c22l21
(9)
常规公交车辆加速度am/s)2/(轨道交通行驶速度vkm/h)1/(
2
轨道交通车辆加速度am/s)1/(
2
应用式(9),可以通过选择临界距离的途径,达到确定轨道交通站间距的目的。采取这种方式所确定的快速轨道交通站间距,充分体现了快速轨道交通和常规公交的配合与协调:在这个临界距离以下的公交出行,基本都由常规公交方式承担;而在临界距离以上的公交出行,基本都由快速轨道交通方式承担。在确定快速轨道交通站间距时,可在居民出行调查所得出的公交出行距离比重图的基础上来选定临界距离。
临界距离s/m
2250(3倍常4500(5倍常
规公交站间距)
布等情况,加以适当的调整。
4 结语
(1)分析了影响城市快速轨道交通站间距确定的三个主要因素;
(2)通过对出行距离-出行曲线的研究,得出临界距离是乘客选择快速轨道交通和常规公交的分界线;
(3)提出了一种基于乘客出行距离的快速轨道交通站间距确定方法,以此确定的站间距能够很好地体现快速轨道交通与常规公交的配合与协调;
(4)实例说明基于公交乘客出行距离的快速轨道交通站间距确定方法是合理有效的。参考文献
[1]朱蓓玲.合理确定地铁车站站间距离[J].铁道标准设
计,1999(3):19-20.
[2]蒋玉琨.合理设置轨道交通站间距的经济技术分析[J].
中国铁道科学.2002(1):121-125.
[3]周立新,李英,缪和平.城市轨道交通系统的换乘研究
[J].城市轨道交通研究,2001(2):35-38.
[4]毛保华,蒋帆,刘迁.城市轨道交通[M].北京:科学出版
社,2001.
3 算例
首先,根据有关资料或研究结果来确定参数值。据统计,城市公交乘客的平均步行速度v4km/h(参c=考文献[4],84页),城市快速轨道交通车辆的加速度和减速度参照广州地铁取a1.0m/s(参考文献1=[4],33页),常规公交车辆的启动和减速加速度参照有关资料取a1.1m/s。2=
常规公交站间距、快速轨道交通车辆的平均行驶速度及常规公交车辆的平均行驶速度,按《城市道路交通规划设计规范》的推荐值,分市区和郊区分别取值,则各参数的取值如表1所示。
将以上数据代入式(9),得市区内的轨道交通站间距为1043m,郊区轨道交通站间距为1469m。如此确定的快速轨道交通站间距,体现了城市快速轨道交通和常规公交对城市公交客流的分担比重。在实际应用时,可在其基础上再适当考虑具体的地形以及客流分
2
2
DeterminingtheSpacingbetweenRailTransitStations
BasedonPassengerTripDistance
YaoXinhu
(Xi'anHighwayResearchInstitute,Xi'an710054)
Abstract:Thepaperanalyzesthemainfactorswhichaffectthespacingofurbanrailtransitstations,studiesthetripdistance-triptimecurvesforurbanrailtransitandbus-route,andpointsoutthatthecriticaldistanceisthedividinglinebywhichpassengerschooseurbanrailtransitorbus-route.Thepaperputsforwardamethodtodeterminethespacingbetweenurbanrailtransitstationsbasedonpassengertripdistance;thestationspacingfixedbythismethodcanwellcoordinateurbanrailtransitandbus-route.Keywords:urbanrailtransit;stationspacing;bus-route;coordination