城市地铁站点选址方案评价研究
论文题目…城市地钛施点进地方寨谖偷研究…学科、专业+二……交逼运输规划皇篱理………研究生姓名 ………………杨丽
媛………………导师姓名及专业技术职务…………~黄由衡…副教援………… 2010年10月 \删煳 Y1 9 1 7048 Choosing ScienceAdVisor Prof.Huang 1Yrouheng October,2010 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅:学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。燃名:~一鸣期:丛旌峄 、:一 .. { r、‘、 £。 摘要 随着城市的快速发展以及居民生活水平的逐步提高,城市交通压 与优质交通服务需求之间的矛盾日益突出,为此国内外许多大城市 纷投入大量资金开展地铁规划建设。然而地铁建设成本高、风险大, 站建设会长期影响地铁运行效率和社会经济效益。对城市地铁站点 址的研究,不仅能规避投资浪费,确保建设顺利实施,也能充分协 好站点布设与线路规划、城市发展之间的关系。文章以地铁站点为 础理论,探索了影响城市地铁站点选址的影响因素。以此为基础, 文改进传统评价方法,综合应用德尔菲法、层次分析法、熵权法、 糊物元分析理论和最优度理论,建立以“协调发展,按需设置,技 可行,经济合理”为根本原则的城市地铁站点选址三级评价指
标体 。该评价体系具有普遍适用性,既能充分体现地铁线路与城市规划要求,又与实际情况相结合,对站点选址的理论研究及实际问题解决有指导意义。文章将建立的评价体系应用到昆明地铁首期工程昆明站站选址方案比选中以解决实际存在的选址难题,经征询设计人员及专家意见,最终选址结果与本文评价体系评价结论相一致。关键词城市地铁,站点选址,指标体系,评价ln丑uencing factors on the site selection of metro station,and by means ofimproVing the preVious eValuating methods, that is utilizingComprehensiVely features of Delphi method,Analytical hierarchy process,王htropy-right method,Fuzzy matter-element analysis theo巧and Optimaltheory,builds a three-leVel evaluation system of station site selection iIlurban metro route based on the ultimate principle of coordinateddeVelopment,aVailable on request,technical feasibility and economy ofuse.The eValuation system is gen
eral applicable,and can embody routeplanning demand, and coincide with reality; besides, it has guidingsigllificance for theo巧research aIld resolVing practical problems.Thearticle applies the eValuation system to comparing stations site selectionprograms of the first—phase project of Kunming metro to solVe thepractical site selection problems.By consulting planners and experts,thefinal site selection is in accofd with the evaluation results of theevaluation svstem in the article.KⅦWoImS Urban metro,station site choosing,indicator system,evaluatiOn 玎 2.2.3城市地铁站址选择注意事项………………………..19第三章城市地铁站点选址影响因素分析………………………….20 3.1城市地铁站点选址原则………………………………..20 3.2影响城市地铁站点选址的影响因素分析……………………22 3.2.1与
地铁沿线城市发展规划协调程度…………………..22 3.2.2与地铁线路结构的协调性………………………….24 3.2.3站点交通功能…………………………………..27 3.2.4经济效益………………………………………28 3.2.5技术实施可行性…………………………………29 3.2.6可持续发展…………………………………….30 3.2.7其他因素………………………………………32第四章城市地铁站点选址方案选择……………………………..34 4.1城市地铁站点选址方案评价体系…………………………34 4.1.1城市地铁站点选址方案评价体系建立原则……………..34 4.1.2城市地铁站点选址方案评价步骤…………………….36 III 4.1.3城市地铁站点选址方案评价体系构建.. 4.1.4城市地铁站点选址方案评价指标分析.. 4.2城市地铁站点选址方案评价方法构建……. 4.2.1相关评价方法分析……………… 4.2.2城市地铁站点选址方案评价选择流程..第五章实证分析…………………………. 5.1昆明地铁首期工程昆明站站点概述……… 5.1.1昆明城市发展规划定位………….. 5.1.2昆明地铁首期工程线路规划………. 5.1.3昆明地铁首期工程昆明站站规划…… 5.2昆明地铁首期工程昆明站站比选站址分析… 5.2.1首期工程昆明站站点比选方案…….. 5.2.2首期工程昆明站站点比选方案分析…. 5.3昆明地铁首期工程昆明站站点选址……… 5.3.1昆明地铁首期工程昆明站选址方案
评价 5.3.2昆明地铁首期工程昆明站选址方案量值第六章结论与展望……………………….. 6.1主要研究工作总
结………………….. 6.2后续工作及其展望…………………..参考文献…………………………………………………73致谢……………………………………………………77攻读学位期间主要的研究成果………………………………….80 IV设先驱,综合国内外地铁建设经验的轨道交通系统。到2006年为止,我国的城市轨道交通系统承运的客运量已达到了181599万人次,是2001年的2倍。并且我国轨道交通承运的客运量逐年增长,其比例也逐年提高,从2001年的2.38%提高到了2006年的3.90%H’。截止到2007年,我国已有12个城市开通了轨道交通系统。通车总里程达到了729公里(含磁悬浮)。到2010年,国家又批复了国内20余座城市修建轨道交通系统。这意味着,轨道交通系统将会在我国大中城市得到普及,轨道交通系统将会成为我国交通系统优化的主要力量。但地铁建设成本高、风险大,一旦建成便难以更改,建设前对地铁合理规划显得尤为重要。 随着国内城市地铁建设的升温,地铁科学规划、合理建设的要求也受到当地和研究设计人员的极大重视。站点选址不仅影响地铁车站的设计和工程投资费用,同时还关系到车站周片区域以及线路沿线的发展,甚至还会影响城市整体规划和建设嘲,但地铁车站建设成本高、风险大,是城市百年市政工程,规划建设的效果将长期影响地铁运营效率和社会经济效益,为减少投资浪费,规避建设风险,协调城市建设规划,
有效带动社会经济发展,城市地铁车站的研究具有理论研究意义和现实指导作用。 l硕士学位论文 第一章绪论1.2国内外研究现状 城市地铁以轻轨电动高速机车运送乘客,是一种大运量的城市快速轨道交通系统,故称地下铁道,简称地铁口1。自从地铁建设投入运营,国内外众多学者开始关注到地铁建设给城市发展带来的极大推动作用,地铁建设的研究受到越来越多学者的重视和城市的关注。 (1)国外研究现状 国外对城市轨道交通建设的理论方法研究较早,形成了如下具有代表性的研究成果: 1970年,Diecsare在其博士论文中最早提出管线定位的问题以解决轨道交通线路规划问题。论文在确定一系列的约束条件下,以起终点间最小成本为目标建立数学模型,规划了轨道交通线路规划,但该方法只适用于解决一条线路的规划问题,并且模型方法较粗糙∞1。 1979年,Church和Cli肋rd提出了应用四步式方法解决路径选择问题。该方法先将研究区域划分成网络形式,并按标准对每个单元格打分,然后将其分数进行积累,最后得出权重值后应用最短路径算法选取权重最小的路径阳1。Cu玎ent、Revelle和C0hon在该算法的基础上又做了改进。他们除了考虑路径问题外,还将一定范围内的人口数量考虑在内,研究得出“覆盖路径模型”和“次路径模型’’九。 1982年,K.I.O斯卡洛夫通过分析调查前苏联国内外的一些大城市轨道交通情况,研究确定了快速轨道交通车站的合理步行范围,以及快速轨道交通与非快速轨道交通之间的协调问题以及两者的接运距离,同时还对快速轨道交通枢纽的规划布置等方面内容作
了充分的研究…1。 1988年,加拿大卡尔加里大学土木系用相关分析方法建立模型,该模型确定车站的选址并估算车车站设置的最优数目,同时该模型使地铁建设费用和列车运营费用之和达到了最小,解决了地铁线路规划时呈放射性辐射的得特殊情况n 2|;、Ⅳimsin曲e等则提出轨道交通关于线路或车站吸引范围的计算的相关方法〔13〕 o 1995年,M.Gendreau等将Glover(1990)提出的Tabu Research启发式方法应用到城市轨道线路规划中并建立了一套网格系统。该系统通过移动网格单元寻求相邻车站单元的较优方案n钔。 2001年,Amthony.A,Sake在kvinso研究基础上建立了平均站间距的优化模型。该模型在公交运营成本的基础上,将公交运行的时间做了分类,主要分为加减速时间、停靠时间、平稳运行时间以及其他特殊事项的延误时间等,通硕士学位论文 第一章绪论过时间类型的划分得出最优的平均站间距。但是该模型在运营成本中只考虑了车辆成本,并且没有将公共交通个在无信号交叉口的延误时间计算在内n 51; 20|04年,Chine和Steven.建立了最优站间距模型。该模型以总成本最小为目标,并对时间价值、出行密度以及步行速度等做了分析,该模型整体上能够增加乘客的可达性n 6l。 (2)国内研究现状 城市地铁在中国发展的时间不长,但最近几年建设速度非常快,多年的建设经验也获得一系列的建设成果。近年来主要形成了以多个高校及多个设计研究院为首的科研团队,高校包括中南大学、西南交通大学、同济大学、北京交通大学
等,而设计研究院包括铁四院、铁二院等。同时,国内也已经形成了关于轨道交通建设与运营等多方面的一系列研究成果,例如: 1990年,林志盈针对台北都会区轨道交通系统规划,就车站分类、站位选定、车站规划设计、车站换乘设施规划等做了初步的探讨,其中针对站位选定原则展开了研究u”。 2002年,覃蟊的博士论文《轨道交通枢纽规划与设计理论研究》解决了轨道枢纽选址问题并确定了车站的最优站间距。该论文改进了轨道交通路网规划方法,并将双层数学规划模型优化,最后确定较优的枢纽选址及站间距,同时绘制出了车站最优站间距随乘车距离变化而变化的曲线图n引;孙壮志将轨道交通站点置于轨道线路上优化,即在给定的轨道交通线路上,采用实际步行距离和三角形小区计算出站点和路段的覆盖量,进而优化站点。同时,给论文还给出了整个线路覆盖量的算法n引。 2004年,杜昌锦结合深圳地铁工程情况,分析了在城市交通、办公、商业最为集中的区域合理确定站位及站型的方法,并提出了设计思路及解决方案啪1,李君则分析了城市轨道交通车站分布的费用效益,并结合运营组织方式完善车站的分布,该方法避免了人为刻意追求按预定大站间距进行车站的分布的缺陷瞳¨。 2005年,覃蟊以轨道交通的系统总成本最小为优化目标建立了产站间距的优化模型。该模型将客流量和出行时间随站间距概率分布的条件考虑在模型中,具有一定的实际意义口2l;王兴海等结合沿江地区的社会经济发展、交通发展以及近远期城市规划情况的,提出了与沿江地区实际情况相结合的轨道交通站点规划原则及方法九等等。 2006年,徐浩等建立了
一套具有一维和二维空间的城市轨道交通站间距优化模型,该模型充分结合了城市人口的空间分布,与城市人口实际情况相吻合m1;魏金丽借鉴了国内外城市轨道交通布设的先进经验,分析了轨道交通站点选址的影响因素,并将定量分析与定性分析相结合,在以站间距和站点数量为约束 3硕士学位论文 第一章绪论条件的前提下,以轨道交通系统总成本为目标函数建立了模型∞1;吴红兵则建立了基于乘客出行时间最短的站间距优化模型,并重点分析了影响站间距的各类因素,包括客流、乘客出行时间、土地开发、工程造价、城市空间结构等啪1。 2007年,张瑞介绍了地铁车站的重要作用并得出地铁站位在方案设计中应该引起足够的重视的结论四;过文魁把轨道交通枢纽站点类型划分成为公共中心区站、居住区站、景观开放区站、交通枢纽区站、新城开发区站和一般的发展区站,并对不同类型的站点功能进行了详细研究,同时对站位设施布局提出了建议〔嚣】 o 2008年,魏金丽在客流量随车站间距概率分布的前提下建立了站间距优化模型,并在分析其影响因素的基础上,提出了站点选址的优化方法,对车站分布做了一定的优化啪1;李峰分析了城市轨道交通车站对一系列因素的影响,并以轨道交通站间距为变量,采取定性分析与定量分析相结合的方法建立计算模型,同时在考虑轨道交通建设、运行以及方面各方利益的基础上,建立了最大净现值为目标的轨道交通站间距优化模型,并对车站的分布做了详细评价,该论文对站点部分的分析系统性较强畸1;傅搏峰等学者运用步行接驳客流聚集效应函数曲线对轨道交通站点的影响范围作了初步的界定,并引入景
观生态学中的景观优势度概念,计算出站点周边影响片区内的各类土地的优势度指数,同时应用定量分析与定性分析相结合的方法对郊区轨道交通站点进行了分类啪3等等。 总而言之,国内外学者虽然对城市地铁规划和车站建设进行了详细研究,但总体来看,对地铁车站分布的研究甚少,多是在线路规划阶段从整条线路的角度对城市地铁车站总体分布或者车站间距展开分析讨论,但车站分布只是线路规划阶段的一个重要环节,在具体车站建设实施过程中,因受实际情况和社会因素的影响,车站站位会与规划线路中的站位有所偏差,而设计人员在车站设计时多以经验为指导,造成许多地铁车站分布缺乏系统性和科学性的现象,而在学术界也没有形成一个完整的站点研究体系,使所建立的数学模型得出的结论不能真正应用到实际当中,同时理论研究的应用范围也受到。在现有的评价体系研究中,车站的评价指标要么太多没有分析指标之间的关联性,要么指标太少不能全面反映实际实施情况,而指标的选取也不完全具有科学依据。因此,对城市地铁站点选址进行科学分析和系统研究是非常重要,也是非常必要的。 1.3研究目的和意义 城市地铁建设是百年市政工程,其建设意义无论对沿线周边片区交通可达性的改善,还是沿线经济发展以及周边土地开发价值的拉动,都具有不可比拟的重要意义。因城市空间规划以及建设条件的不同,城市地铁站点位置的不同选择从 4硕士学位论文 第一章绪论一定程度上来说会对站点周边甚至沿线片区的交通、经济以及土地利用产生不同的影响,甚至会对整条地铁线路或整个地铁线网的客流分布产生影响。就地铁建设而言,其建设投
资大,建设周期长,施工条件受多方因素影响,地铁一旦建成就难以更改,若地铁建设前期的规划方案不成熟或者不合理,可能会对地铁的建设运营带来巨大的损失例。为规避投资浪费,避免站点建设的主观臆断性,科学地对地铁站点选址对地铁建设显得尤为重要。 本文立足城市地铁站点选址中存在的实际问题,结合城市的线路规划和城远发展,吸取国内外先进的研究成果,同时兼顾城市地铁近期与远期建设、城市静态和动态的规划,建立科学合理的城市地铁站点选址评价指标体系,旨在以理论指导实际,完善地铁站位选址理论,解决地铁车站建设中的实际问题。分析过程中将定性与定量结合,科学合理地为地铁车站设计和建设提供理论依据,也弥补城市地铁线路规划中的细节问题,为城市地铁线路规划甚至线网规划提供进一步完善的依据。总之,城市地铁线路站点选址的研究意义重大,具体体现如下: (1)弥补城市地铁线路规划中的不足 城市地铁线路规划中虽然确定了线路车站数量和规划站位,但在车站设计中是将线路规划站位进一步细化和明确,而具体实施过程中受实地情况以及社会因素的影响,地铁实际站位与线路规划中的规划站位有所偏差。整体来讲,科学合理的地铁站位选址是对线路规划的进一步补充,改善线路规划中规划站位的不 口^巴o (2)为城市地铁车站建设提供理论基础 城市地铁车站建设投资大、影响广,站点选址是线路规划中的一个环节,但对后续的车站结构设计、建筑设计以及方案的实施提供了技术依据。并且目前对站点选址的研究过于简单,设计人员对线路站点布设的主观意识过强缺乏比较系统的分析研究,使理论研究和实际操作
相分离。因此,地铁站点的选址为城市地铁车站的建设提供了理论基础。 (3)为地铁的高效运营提供技术支持 城市地铁的服务功能主要是通过地铁线路站点直接体现的,出行者是否选择地铁作为出行交通方式在很大程度上取决于出行者到达站点的便利程度以及到达目的地的便捷性。也就是说,地铁线路站点选址的合理性直接影响到地铁线路周边片区出行者的吸引力和地铁运营系统的服务水平,进而直接影响线路的运行效益。因此,线路站点选址的研究能地铁运营提供技术支持。. (4)引导城市可持续发展 地铁车站具有吸引客流的功能,较大人流的聚集为站点出入口周边商业的发展创造了商机,进而拉动沿线周边片区经济的发展。从整条线路的角度来讲,站 5硕士学位论文 第一章绪论点的合理选址能够带动沿线经济带状发展,促使各类商业朝地铁沿线聚集,形成 “廊道效应”。地铁站点布局的合理性不仅能够优化城市交通结构,提升城市整体交通系统性能,同时还为地铁沿线的可持续发展提供了引导方向。1.4研究的主要内容和思路 本文以系统工程、交通工程、道路铁道工程、经济学等作为指导,应用统计学、层次分析法、德尔菲法、模糊物元分析理论以及优度算法等理论和方法为基础,对城市地铁线路站位选择进行了深入研究,具体内容如下: 第一章:绪论。该部分主要对研究背景以及国内外研究现状进行整理,并明确论文研究的目的和意义,为论文的研究指导方向; 第二章:城市地铁规划基础理论。该部分主要分析城市地铁线路规划及地铁车站基础理论。首先介绍城市地铁的概念和特征,然后分析城市地铁线路规划和地铁车站规划理论,最后分析
城市地铁站点与地铁线路规划之间的关系; 第三章:城市地铁线路站位选择相关问题研究。该部分内容是本论文的一个重点部分,首先探讨城市地铁线路站位对客流吸引、乘客出行时间等因素的影响,然后再探讨客流量、城市经济发展水平等对城市地铁站位确定的影响,最后在此基础上明确城市地铁线路站位选择原则,为构建城市地铁线路站位选择评价指标体系打下了基础; 第四章:城市地铁线路站位选择评价。这一章是本论文的重点与创新点。该部分首先分析城市地铁站位选择评价指标体系构建原则,然后探讨城市地铁线路站位选择评价指标体系的构建步骤,并对各个评价指标进行分类,对各个评价指标计算方法展开探讨,最后在现有评价方法的基础上应用德尔菲法、层次分析法、模糊物元分析法和优度算法等方法建立科学合理的城市地铁线路站位选择评价模型。 第五章:案例分析。以云南省昆明市地铁首期工程昆明站为研究对象,应用第三章和第四章所建立起来的理论体系对首期工程昆明地铁线路站位比选方案进行研究论证。 第六章:结论与展望。 根据以上思路,论文的基本结构如图1一l所示: 67硕士学位论文 第二章城市地铁站点选址概述 第二章城市地铁站点选址概述2.1城市地铁站点概述2.1.1城市地铁概述 (1)城市地铁概念 城市轨道交通是一种依托轨道运行,借助电力驱动,以列车编组方式在城市区域快速行驶的交通工具,是一种现代化的城市公共客运系统凹3。《城市道路交通规划设计规范(GB50220—95)》将轨道交通定义为:在轨道上行驶的以电能为动力的快速交通工具的总称。通常以3万人次/小时为界限又将其划
分为大运量快速轨道交通和中运量快速轨道交通两大类型。城市轨道交通的建设能为城市人口(包括居民与流动人口)提供大众化、方便快捷的出行服务。由于轨道交通运行速度快、容量大、行车准时,因而特别适用于市内和城郊之间大规模的、集中性的、定点、定时、定向的出行需求,随着城市交通拥堵问题越来越严峻,轨道交通成为现代城市公共客运交通系统骨干的地位也越来越明显,其将成为城市客流组织的主导力量口¨。 城市轨道交通系统主要有地铁和轻轨两种形式。地铁和轻轨两者都可以建在地下、地面或高架上,并不是所谓的在地下行使的叫地铁,在地面或高架行驶的叫轻轨。虽然一般情况下地铁的承重略大于轻轨,但地铁和轻轨都选用轨距为1435毫米的国际标准双轨作为列车轨道。划分两者的最主要依据是单向最大高峰小时客流量。一般情况下,承受能力适应最大高峰小时客流量3—6万人次的一般为地铁,而承受能力适应最大高峰小时客.
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