轨道线网规划课程设计任务书三

昆明市现有城市轨道规划线网的综合评价任务书昆明理工大学交通工程学院2012 年 6 月 16 日一、课程设计目的本课程设计是为了配合 城市轨道线网规划与设计 这门课程的 理论教学， 通过学生独立完成轨道线网规划设计的主要内容， 培养学 生综合运用轨道线网规划设计理论与方法分析问题和解决问题的能 力。二、课程设计内容本课题主要针对 2011 年6 月国家发改委批准的昆明城市轨道线 网进行综合评价。设计内容：1、昆明城市轨道线网的概述2、评价指标体系的建立3、指标的计算4、权重的确定5、综合评价三、课程设计的时间安排本课程设计的时间为 ，共计 11 天。课题主要内容和设计方法讲解 6.25昆明城市轨道线网的概述 1 天评价指标体系的建立 3 天指标的计算 4 天权重的确定 1 天综合评价 1 天课程设计报告的修改 1 天四、成果提交1、提交课程设计报告。14.线网方案的综合评价14.1概述目的和基本原理轨道网评价就是对规划方案进行全面而系统的定性定量分析，以确定轨道网在规划布局上与社会经济发展要求的适应情况及在等级、容量上与交通量的适应 情况，从而为拟定规划方案，优化轨道网布局提供依据。城市快速轨道交通线网 规划方案一旦采用，对城市基础设施的规模、城市发展格局的形成及城市发展的 速度等各个方面都将起到重要的影响，因此，对线网方案的评价必须作到科学、 准确、客观，必须使多个备选方案中真正最优方案成为推荐采用的方案。线网方案的评价涉及因素众多、因素间关系复杂，本次昆明市线网规划方案的评价体系的建立，借鉴了以往国内大部分城市线网方案的研究方法，本着定性与定量相结合的原则，根据昆明市的具体特点，运用系统工程学原理，建立了一套相对全面的评价指标体系，以对昆明快轨交通规划方案进行科学、准确、客观的评价。建立的过程线网评审对评价体系有三个基本要求：一是方法科学、二是体系完善、三是 要有可操作性。结合以上要求，本项目的评审体系由我院专家组， 根据国内近年 线网规划评价的成功经验，结合昆明城市特点，归纳调整之后提出14.2 评价指标体系的构成评价指标的选择是轨道网评价的重要内容，也是直接影响评价结果的关键。轨道网的评价系统一般由轨道网的结构评价、 运营效果评价、 实施评价、 社会效 益评价、战略发展评价五个子系统组成， 各个子系统又包括多个单因素指标， 在 实际中对全部单项指标进行评价是不可能也不必要的。如何在众多的评价指标 中，建立起一个科学、 合理的评价指标体系， 以全面系统地反映规划方案的总体 性能，这对于最终规划结果的合理性具有重要意义。指标体系建立的原则(1) 评价指标体系应能全面准确地反映快轨线网的特征，并应具有结构清 晰、层次分明、指标定义清楚、计算方法简单可行等特点。(2) 评价的目的是进行轨道交通线网规划方案的优选与排序，因而在评价 指标体系运行过程中应具有可操作性强、易于比较等特点；在评价体 系中可以用定量指标，也可以用定性指标，以全面的反映和评价线网 的特性。(3) 评价指标的筛选时遵循以下原则：在筛选具体的指标时，除遵循一般指标体系建立原则外，针对线网评 价问题，还应遵循下述原则。目的性原则：每一个评价指标应能独立反映线网规划的某一具体 方面的特征，并与线网规划方案选优的目标相联系。可测性原则： 即每一个指标都可用拟定的测定度量方法获得， 定 性指标也应具有分级比较的条件。灵敏性原则： 线网方案的变化应能使评价指标变化， 其变化的范 围应与线网方案优选的目标相联系。公正性原则： 评价指标应能适用于各种比较方案， 而不是对一种 方式有利而对其它方式不利。可处理性原则：评价指标的数量在充分反映评价方案的基础上应 尽可能减少， 过多的评价指标会使处理过程复杂， 不利于方案评 价。指标体系的构成对于线网方案评价这样复杂问题， 一般很难直接建立最终的评价指标， 根据 实际的评价问题， 将指标体系进行了分层处理， 对于昆明线网方案评价， 采用三 层处理。即总体层、系统层和指标层。总体层反映评价的最终目标；系统层反映 评价目标的各个侧面， 有具体的指标表征； 指标层是最原始的可直接获取或可测 量的基础数据。由 3 个层次构成的指标体系结构如图 14-1 所示。总体层系统层指标层轨道交通线网方案的综合评价工程难易程度可实施性远景线网运营水平近期线网可实施性出行时间满足率社会效益公交出行比率机动车平均速度图14-1评价指标体系的构成(1) 系统层的构成及意义系统层主要反映影响总体目标的各个侧面， 分为 5 类，分别从网络视角、 乘 客视角、建设视角、 综合交通体系视角和城市规划视角对线网进行分析。 具体内 容和含义如下。1) 结构特征网络视角 线网的结构特征是指线网的空间尺度特性和协调性， 用来反映线网规划方案 的覆盖能力和线网结构的合理程度。 一个好的线网规划方案应具有良好的覆盖性 和合理的线网结构，并与其它交通系统有较好的协调与衔接。2) 客运效果乘客视角 线网的客运效果是指在线网上承担的客流的质和量的特征， 用来反映线网的 运营成果。好的线网应承担较大的客运量和具有较好的服务水平并具有较高的运 营效率。3) 实施性建设视角 线网的实施性是指线网方案在具体实施时的难易程度。 具有较好实施性的线 网方案应有以下两个方面特点：快轨交通线路实施的工程难度较低 形成近期线网的结构、实施及运营条件较好4) 社会效益综合交通视角 线网的社会效益是指线网给整个社会带来的有关出行的效益。 这种效益主要 体现在：由于轨道交通网的修建带来居民出行时间的节省、 出行质量的提高以及 由于快轨交通承担了大量的客流从而对城市道路交通的改善等。5）发展战略目标一一城市规划视角发展战略目标是指线网方案与城市总体发展规划的吻合程度。快轨交通线网 的规划必须服从城市的总体规划，符合城市土地利用的发展方向，并与城市交通 规划战略相吻合，以促进规划目标的实现和增加城市发展机会。 系统层由具体的 指标支撑，各系统层下的指标只对本系统层产生影响。（2）指标的含义具体的指标名称及意义如下。1）线网总长（Ci） 定义：为规划区轨道交通线网各条线路长度之和。 目的：宏观评价快轨交通静态线网的建设投入成本指标， 长度在功能相同条件下越短越好。 单位：无 计算方法：见定义 指标计算:CiLmax式中：Ci线网总长的评价扌曰标得分（01）L线网总长（km ）Lmax昆明轨道网规模的上限（km ）LminLmaxLmin 昆明轨道网规模的下限（km ） 指标边界条件：根据轨道交通线网合理规模的研究，中心城线网长度 下限为85km （不足85km按85km计算），上限为145km （超过145km 按145km 计算）。根据中心城各组团之间空间关系，确定各组团与主城轨道交通网 连接的长度，并依此确定中心城区轨道交通线网长度 边界条件为下限115km，上限为175km，代入上面 的指标计算公式。2）核心区线网密度（C2） 定义：为线网研究核心区轨道交通线网长度与核心区面积之比 目的：反映快轨交通线网在核心区的服务水平。 单位：km/km 2 计算方法：见定义。min（当C2指标计算：maxmaxmin（当式中：C2核心区线网密度评价指标的得分（01）P通过核心区的轨道交通线网密度（km/km 2）pmin 通过核心区的轨道交通线网密度的下限（km/km 2）pmax 通过核心区的轨道交通线网密度的上限（km/km 2）P*通过核心区的轨道交通线网长度的最佳值（km/km 2） 指标边界条件：参考国外先进城市指标， 结合大城市轨道交通线网合 理规模的研究，得出结论为：核心区线网密度应以 “适 度”最佳，密度过小时，线网达不到服务水平，密度 过大时，不仅增加工程造价和施工难度，而且反而影 响线网的运行效率。研究表明，一般圈层结构的大型 城市，其核心区的线网密度（P ）为1.2 km/km 2。 昆明都市核心区是指一环路以内范围，面积约 14km 2，是以行政、商业、 服务、贸易、金融、信息、 文化、办公、文化体育、公共设施为主的高密度开发 的城市功能区。3） 非直线系数（ C3） 定义：轨道交通线路实际长度与轨道交通线路各主要吸引点之间空间直线长度之比，环线按主要集散点之间的实地距离与空间直线 距离之比。 目的：反映快轨交通线网各线的顺直程度。 单位：无 计算方法：线网总长/各线主要客流集散点空间直线距离之和。 指标计算：Cmax3max min式中：C3非直线系数评价指标得分（01 ）x 线网非直线系数。（km ）Xmax非直线系数的上限。（km ）xmin 非直线系数的下限。（km ） 指标边界条件：依据轨道交通线路一般规律，上限（x max ）为2及以上，下限（X min ）为1。4）换乘节点数（C4） 定义：轨道交通线网线路相交点的数量。 目的：反映快轨交通静态线网提供换乘的灵活程度。 单位：个计算方法：两线相父：1个；三线相交：3个。指标计算：min（当*时）*C4minmax-（当*时）*max（当式中：C4换乘节点评价指标的得分（01 ）。换乘接点数（个）nin 昆明市轨道交通线网的换乘接点数的下限（个）max 昆明市轨道交通线网的换乘接点数的上限（个）*昆明市轨道交通线网的换乘接点数的最佳值（个）边界条件：线网以两两相交一次为换乘节点数的最优值，即最优值为C2 ,其中，n为线路条数；以仅有一条线和所有线相交为 n 777下限；以两两相交2次为上限。昆明线网方案共有5条线路，最优值为： * = C；= 10。5）覆盖中心区面积率（C5） 定义：为线网研究中心区轨道交通沿线每侧 750米范围的用地面积与中心区总用地面积之比。 目的：反映快轨交通静态线网的覆盖性。 单位：% 计算方法：见定义 指标计算：minminmax式中：C5中心区覆盖率的评价指标得分（01）a中心区覆盖率（%）amax -中心区覆盖率的上限（km ）amin中心区覆盖率的下限（km ） 指标边界条件：以线网研究中第三方案的 2、3号线（含米轨方案六的2、3号线）的覆盖率为下限，以覆盖率为 100%即全部覆盖为上限，依此为边界条件，代入上面指标 计算公式进行计算。此处中心区采用第一章概念界定 中的中心城核心区，面积为14 km 2的区域。6）与大型客流集散点衔接数量（C6） 定义：轨道交通线网线路与大型客流集散点衔接的数量。 目的：反映快轨交通线网对大型客流集散点的覆盖性。 单位：个 计算方法：加总衔接的大型客流集散点数量。 指标分级计算：C n nmin6 nmax nmin式中：C6与大型客流集散点衔接数量的评价指标得分（01）n线网通过的主要客流集散点的当量个数。（当量个）nmax 线网通过的主要客流集散点个数的上限。（当量个）nmin 线网通过的主要客流集散点个数的下限。（当量个） 指标分级标准：经过对昆明市总体规划的研究，可确昆明市的主要客流集散点，并且本评价对特大型、大型、中型三种集 散点进行了当量换算，确定中型客流集散点换算系数为1，大型为2，特大型为3,则昆明市共有规划主要 客流集散点N当量个。规划轨道网至少应通过该城市的50%的主要客流集散点，则指标的上限应为100%昆明集散点共：大型25个，中型55个，小型37个7）日客运总周转量（Cy） 定义：规划年度轨道交通线网各线客运周转量之和。 目的：反映快轨交通线网客运效果和作用。 单位：万人*公里 计算方法：运用emme/2模型计算。 指标计算：CQ QminQmax Qmin式中：C7日客运总周转量的评价指标得分（01 ）Q 日客运总周转量。（万人次）Qmax 日客运总周转量的上限。（万人次）Qmin 日客运总周转量的下限。（万人次） 边界条件：根据国外同类大城市地铁运量的情况，结合昆明市远景交通量的分析，以客流预测结果决定上下限进行计算。8）客流断面不均衡系数（Cs） 定义：中心城轨道交通线网各线客流断面最大值与平均值之比。 目的：反映快轨交通线网承担客流的均衡程度，以评价线网的客运效率，该指标越低约好。 单位：无Qi / K Q2 / K 2 Qn /K nPn 计算方法：在emme/2模型运算结果基础上，利用下列公式计算:其中：p 线网断面不均衡系数；QiQn各线双向最大断面流量之和；KiKn各线流量平均值，为：各断面流量之和 /断面数量n线路条数。 指标计算：Cmax8maxmin式中：C8客流断面不均衡系数的评价指标得分（01）书客流断面不均衡系数。ipmax客流断面不均衡系数的上限。tmin 客流断面不均衡系数的下限。 边界条件：显而易见，客流断面不均衡系数的下限为1，上限结合轨道交通线路的客流规律特点确定为：2.5及以上。9）换乘系数（C9） 定义：衡量乘客直达程度的指标，其值为轨道交通线网出行人次与换乘人次之和除以轨道交通线网出行人次。 目的：反映快轨交通线网对乘客出行的直达程度，换乘系数越小,表明直达程度越好。 单位：% 计算方法：利用emme/2模型计算。 指标计算：式中：maxC9maxminC9换乘系数的评价指标得分（01） 入换乘系数。?max换乘系数的上限。Amin换乘系数的下限。 边界条件：参照轨道交通的一般规律，换乘系数的下限定为1.2，上限为2.0及以上。10）线路负荷强度（Cio） 定义：快轨交通线网日客运量与线网总长之比。 目的：反映快轨交通线网单位线路长度承担的客流量，以评价线网的运营效率和经济性。 单位：万人次/公里日 计算方法：见定义。 指标计算：minC10maxmin式中：C10 线路负荷强度的评价指标得分（01） 一一线路负荷强度。（万人次/公里日） max 日客运总量的上限。（万人次/公里日） min 日客运总量的下限。（万人次/公里日） 边界条件： 参照国内外地铁情况， 线网负荷强度上限定为 3.0 万人次/公里日及以上,结合昆明城市发展规模及考虑机场线的纳入上限定为2.5万人次/公里日及以上，下限定为：1.5万 人次/公里日及以下。11）工程难易程度（ C11 ） 定义：轨道交通工程施工的难易程度。 目的：从施工角度评价快轨交通线网的实施难易程度。 单位：无 计算方法：通过对轨道交通线路跨越各类工程难点的分析得出。 指标计算： 工程难易程度是一个定性指标, 一般由技术人员凭借工程经验和技术分析,对该项指标进行打分。各方案该项得分 由我院专家打分,打分情况详见评价表。12）远景线网运营评价（ C12） 定义：轨道线网形成后运营的可行性、经济性、灵活性水平。 目的：从运营角度评价快轨交通线网的可实施性程度和运营成本水平以及灵活适应能力 单位：无 计算方法：通过对轨道交通线路运营水平分析得出。 指标计算： 运营评价是一个定性指标， 一般由技术人员凭借工程经验 和技术分析，对该项指标进行打分。各方案该项得分由我 院专家打分，打分情况详见评价表。13） 基本线网的可实施性（ C13 ） 定义：形成基本线网 （指由骨干线组成的线网基本骨架） 的修建难度 和运营效率。 目的：从近期线网与远景线网结合的角度， 评价快轨交通线网实施性。 单位：无 计算方法：通过对轨道交通近期线网的综合分析得出。 指标分级计算： 与工程难易程度指标相类似， 该项指标亦属于定性指标。近期路网实施的可能性是由城市的建设条件、投资能力、交通结构、交通需求等综合因素决定的，只有对多方面进行分析才能得出比较客观的结论。该项 指标的得分情况详见评价表。14） 一次公交出行的平均出行时间（ C14 ） 定义：城市居民在市域范围内以公交方式一次出行的平均出行时间。 目的：评价快轨交通线网的修建对居民出行时间的改善程度。 单位：分钟计算方法：运用emme/2模型进行计算C14maxmax min指标计算:式中：C14 公交出行时间改善的评价指标得分（01）n公交出行时间（分钟）。nmax公交出行时间的上限（分钟）nmin 公交出行时间的下限（分钟）边界条件：根据昆明交通分析，参考城市道路交通规划设计规范对公交方式出行的要求，以10分钟下限，50分钟及以上 为止限，将此边界条件代入以上的计算公式，得到评价得 分。15）公交出行比例（C15） 定义：公交出行占全方式出行的比例。 目的：从城市交通结构的改变来评价快轨交通线网的影响。 单位：% 计算方法：运用emme/2模型进行计算。 指标计算：C15minmaxmin式中：C15 公交出行比例的评价指标得分。（01）K公交出行比例（% ）。Kmax公交出行比例的上限（% ）。Kmin 公交出行比例的下限（% ）。 边界条件：根昆明市交通分析，参考国内外公交状况，以50%及以上为上限，45%及以下为下限，将此边界条件代入以上的计 算公式，得到评价得分。16）平均机动车速（Ci6） 定义：城市中心区（14km 2的区域）早高峰时段道路交通机动车速的平均值。 目的：评价快轨交通的建成对城市道路机动车速的影响。 单位：公里/小时 计算方法：运用emme/2模型进行计算 指标计算:式中：C16平均机动车速的评价指标得分。（01）V 平均机动车速（公里/小时）。V max 平均机动车速的上限（公里/小时）。V min 平均机动车速的下限（公里/小时）。 边界条件：根据昆明市交通分析，以远景的“基本情形”为下限，以可能达到的机动车速 25 公里/小时为上限， 代入以上的指标计算公式进行计算。17） 与土地利用吻合程度（ C17 ） 定义：快轨交通线网与总体规划拟定的土地利用吻合程度。 目的：从土地利用方面评价快轨交通线网与总体规划的一致性。 单位：无 计算方法：通过对轨道交通线网的综合分析得出。 指标计算： 土地利用是一个综合课题， 轨道网与土地的吻合程度只有依靠定性的分析方法进行确定。根据本院以往的经验和对昆明总体规划的总体把握，得出方案的评价指标得分，具 体结果见评价表。18） 沿线土地开发价值（ C18 ） 定义：快轨交通线网沿线土地利用开发价值。 目的：从沿线土地开发角度，来考察快轨交通线网的作用与潜力。 单位：无 计算方法：通过对轨道交通线网的综合分析得出。 指标计算： 本项指标依然要利用定性的方法得到， 要研究沿线土地的开发价值，一方面要对沿线的土地利用规划有全面的把握，另一方面要借鉴相类似的国内外实例进行分析，综合考虑才能得到科学客观的结论。19） 线网的发展适应性（ C19 ） 定义：线网分期实施过程中，线网线路的可调节性和组合的灵活性。 目的：考虑城市规划发展的可变因素，快轨交通线网与其适应能力。 单位：无 计算方法：通过对轨道交通线网的综合分析得出。 指标计算：线网的发展适应性指标的计算依然是一个定性分析问题。要从轨道网本身的性能和与土地利用结合的紧密程度两 方面进行分析和把握，指标的评判结果详见评价表。20） 环境影响和文物保护（ C20 ） 定义：线网建设、运营对昆明市环境影响和文物保护的水平。 目的：考虑轨道交通与城市环境和文化延续的协调程度。 单位：无 计算方法：通过对轨道交通线网的综合分析得出。 指标计算：线网的环境影响和文物保护指标的计算依然是一个定性分析问题。要从轨道网建设和运营对环境和文化延续两方面进行分析和把握，指标的评判结果详见评价表。14.3 权重的确定权重是指对于评价目标， 评价系统或评价指标之间相对重要程度。 权重的确 定对方案评价的意义重大， 所以需仔细分析、 慎重进行。 本次评价采用专家咨询 结合层次分析法来确定系统和指标的权重， 以保证权分配的客观合理。 结合专家咨询意见和层次分析法计算结果，确定各评价子系统及指标权重如下表所示:各评价子系统及指标权重表表 14-1子系统子系统权重指标名称指标权重C1线网加权长度0.20结C2中心区线网密度0.17构0.24C3非直线系数0.04评C4换乘节点数0.19价C5覆盖面积率0.20C6与大型客流集散点衔接数量0.20客C7日客运总周转量0.32运C8客流断面不均衡系数0.16效0.23C9换乘系数0.22果C10线网负荷强度0.30实C11工程难易度0.300.20C12远景线网运营水平0.35施C13基本线网的可实施性0.35社会效益C14公交平均出行时间0.410.19C15公交出行比例0.30C16平均机动车速0.29战略0.14C17与土地利用吻合程度0.25发展C18沿线土地开发价值0.24C19线网发展适应性0.28C20环境影响和文物保护0.2314.4综合满意度函数在计算出各评价指标分级指数和确定出系统及指标权重的基础上，运用综合满意度函数法，分别计算各线网规划方案的综合满意度函数值，计算公式如下：(1)各系统层综合满意度Ui :式中：fj表示第I个子系统第j个指标的得分;W ij对应fij的权重(2)整体综合满意度U :U = DWi(B)*u i式中：Wi(B)子系统i的权重;Ui子系统i的得分。以U值的大小，作为线网方案排序和选优的依据。14.5方案综合评价在众多快速轨道交通线网方案的基础上，通过初步的筛选归类，共获得6个预选方案，将这6个方案按层次分析法分别进行评价计算和排序。各方案的综合评价 通过对评价指标的统计分析， 分级计算，其广义效用函数值及评价结果见下 列各表：(1)方案一表 14-2子系统子系统权重指标名称权重理论值指标得分指标评价子系统得分总评价结构评价0.24Ci线网加权长度0.201180.91好0.66一般0.74较好C2中心区线网密度0.171.290.55较差C3非直线系数0.041.260.73较好C4换乘节点数0.1980.67一般C5覆盖面积率0.2088.5%0.61一般C6与大型客流集散点衔接数量0.20810.54较差客运效果0.23C7日客运总周转量0.322198.90.50差0.60一般C8客流断面不均衡系数0.161.520.65一般C9换乘系数0.221.30.82好C10线网负荷强度0.302.020.52差实施0.2Cii工程难易度0.300.81好0.87好C12远景线网运营水平0.350.91好C13基本线网的可实施性0.350.87好社会效益0.19C14公交平均出行时间0.4115.230.86好0.75较好C15公交出行比例0.3063%0.90好C16平均机动车速0.29180.44较差Cl7与土地利用吻合程度0.250.85好战略0.14Cl8沿线土地开发价值0.240.90好0.88发展Cl9线网发展适应性0.280.90好好C20环境影响和文物保护0.230.85好