蕪湖城市軌道交通2號(hào)線總體技術(shù)研究

　　摘要:研究適宜蕪湖城市軌道交通2號(hào)線的制式、行車(chē)組織、敷設(shè)方式、線站位等總體技術(shù)方案。通過(guò)分析蕪湖城市人口、交通等現(xiàn)狀及規(guī)劃，提出蕪湖軌道交通建設(shè)必要性;以客流預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)中運(yùn)量各種系統(tǒng)制式運(yùn)能、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境適應(yīng)性、安全性等方面對(duì)比分析，得出系統(tǒng)制式采用跨座式單軌更適宜;以系統(tǒng)制式研究結(jié)論為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)比主要跨座式單軌車(chē)輛技術(shù)參數(shù)，分析各車(chē)型運(yùn)能、載客率、線路適應(yīng)性、單價(jià)，綜合經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，推薦采用MB型車(chē);結(jié)合選定車(chē)型，通過(guò)對(duì)供電、信號(hào)、道岔制式多方案比選，推薦采用DC750V受流及集中供電、CBTC信號(hào)系統(tǒng)、整體梁型道岔;通過(guò)初近遠(yuǎn)期4/4/6、4/6/6、6/6/6編組方案和大小交路、單一交路方案及配線設(shè)置研究，推薦初近遠(yuǎn)期列車(chē)編組采用4/6/6方案，運(yùn)營(yíng)交路近遠(yuǎn)期采用大小交路1∶1套跑，配線設(shè)置滿足運(yùn)維需求并兼顧景觀要求;結(jié)合蕪湖市建設(shè)條件及制式特點(diǎn)，對(duì)敷設(shè)方式及線站位從經(jīng)濟(jì)性、風(fēng)險(xiǎn)等方面分析得出合理推薦方案。

　　關(guān)鍵詞:軌道交通;跨座式單軌;總體設(shè)計(jì);系統(tǒng)制式;線站位

　　城市軌道交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，總體技術(shù)方案的選擇對(duì)是否滿足交通需求、投資、建設(shè)周期、運(yùn)營(yíng)組織及成本影響極大。縱觀我國(guó)城市軌道交通發(fā)展歷程，城市軌道交通系統(tǒng)模式以地鐵為主，對(duì)地鐵系統(tǒng)的總體技術(shù)方案研究較多且已基本形成相對(duì)明確的結(jié)論。然而，對(duì)于需要建設(shè)軌道交通但又達(dá)不到建設(shè)地鐵標(biāo)準(zhǔn)的城市而言，地鐵系統(tǒng)的相關(guān)研究成果無(wú)法照搬。因此，對(duì)于蕪湖同類(lèi)的中等規(guī)模城市，研究其系統(tǒng)、車(chē)輛、供電、信號(hào)等制式及行車(chē)組織、敷設(shè)方式、線站位等總體技術(shù)方案具有重要意義。

　　1蕪湖城市軌道交通建設(shè)必要性

　　2011年，蕪湖行政區(qū)劃進(jìn)行調(diào)整，將原巢湖市無(wú)為縣二壩鎮(zhèn)、湯溝鎮(zhèn)納入蕪湖，蕪湖市中心城區(qū)面積由826.7km2變?yōu)?290.37km2。基于此，《蕪湖市城市總體規(guī)劃(2012～2030)》提出著力構(gòu)建“多中心、組團(tuán)式、擁江發(fā)展”的空間發(fā)展格局，中心城區(qū)空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃為“龍湖為心、兩江三城”。但現(xiàn)狀城市空間以外延式拓展布局為主，組團(tuán)式發(fā)展形態(tài)仍未真正形成，現(xiàn)狀城市發(fā)展與規(guī)劃的“擁江發(fā)展”格局還存在差距［1］。2014年蕪湖中心城區(qū)人口已達(dá)168萬(wàn)人，預(yù)測(cè)2020年人口為251萬(wàn)，2030年人口為292萬(wàn)［2］;出行總量達(dá)983.6萬(wàn)人次/d，出行需求大;同時(shí)中心城區(qū)處于擁堵及堵塞狀態(tài)的道路占比達(dá)34.2%，部分道路已達(dá)超飽和狀態(tài)，如不建設(shè)以軌道交通為主導(dǎo)的公共交通，將難以滿足巨大的出行需求［3］。

　　2蕪湖城市軌道交通2號(hào)線概況

　　軌道交通2號(hào)線為東西向骨干線路，可強(qiáng)化江南城區(qū)中心區(qū)、城東產(chǎn)業(yè)組團(tuán)與江北新城之間的聯(lián)系;東起萬(wàn)春湖路站，西至江北火車(chē)站，線路長(zhǎng)30.405km，設(shè)車(chē)站19座(高架站17座、地下站2座)，設(shè)江北停車(chē)場(chǎng)1座、夢(mèng)溪路車(chē)輛基地1座(見(jiàn)圖1)。

　　3軌道交通2號(hào)線制式研究

　　3.1系統(tǒng)制式

　　(1)系統(tǒng)制式研究原則①滿足規(guī)劃運(yùn)量規(guī)模;②提供合理服務(wù)水平;③符合城市整體交通需求;④滿足國(guó)產(chǎn)化要求;⑤將投資控制在合理范圍之內(nèi)。

　　(2)客流指標(biāo)軌道交通2號(hào)線客流預(yù)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1。從特征年客流預(yù)測(cè)指標(biāo)可知，2號(hào)線遠(yuǎn)期最大斷面客流為2.05萬(wàn)人次/h，屬于中運(yùn)量［5］。因此，2號(hào)線系統(tǒng)制式應(yīng)從中運(yùn)量系統(tǒng)中選擇。

　　(3)系統(tǒng)制式分析根據(jù)原建設(shè)部CJJ/T114－2007《城市公共交通分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》，滿足蕪湖軌道交通2號(hào)線規(guī)劃運(yùn)量規(guī)模的系統(tǒng)制式有:地鐵系統(tǒng)(B型車(chē)、LB型車(chē))［6］、輕軌系統(tǒng)(C型車(chē)、LC型車(chē))、跨座式單軌［7］、中低速磁浮、自動(dòng)導(dǎo)向軌道系統(tǒng)(膠輪特制車(chē))［8］，中運(yùn)量各類(lèi)型軌道交通系統(tǒng)分析比較見(jiàn)表2。

　　3.2車(chē)輛制式

　　(1)車(chē)輛主要技術(shù)參數(shù)主要針對(duì)跨座式單軌車(chē)輛進(jìn)行研究?？紤]跨座式單軌車(chē)輛在國(guó)內(nèi)外實(shí)際適用情況，重點(diǎn)研究在我國(guó)重慶及日本應(yīng)用的大型單軌車(chē)(簡(jiǎn)稱(chēng)MA型車(chē))和在巴西等國(guó)應(yīng)用較多的輕型單軌車(chē)(簡(jiǎn)稱(chēng)MB型車(chē))，兩種車(chē)型參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表3［9－10］。

　?。?)車(chē)輛制式分析

　?、龠\(yùn)能及載客率MA型車(chē)6輛編組時(shí)，車(chē)輛長(zhǎng)89.400m，定員962人/列，載客率10.76人/延米;系統(tǒng)能力26對(duì)/h，系統(tǒng)運(yùn)能25012人/h［11］。MB型車(chē)6輛編組時(shí)，車(chē)輛長(zhǎng)74.164m，定員856人/列，載客率11.54人/延米，接近地鐵B型車(chē)12.27人/延米;系統(tǒng)能力30對(duì)/h，系統(tǒng)運(yùn)能25680人/h［12］。MB型車(chē)載客率高，相同編組時(shí)，運(yùn)能高且列車(chē)長(zhǎng)度短，利于減小車(chē)站規(guī)模。

　　②車(chē)輛總體構(gòu)造MB型車(chē)總體上車(chē)輛高度小、地板面高度和整體重心低，側(cè)傾力矩小，動(dòng)力學(xué)性能和乘坐舒適度優(yōu);采用單軸轉(zhuǎn)向架，所需的車(chē)輪數(shù)量少，轉(zhuǎn)彎半徑小，過(guò)彎阻力小，曲線通過(guò)能力強(qiáng)，彎道輪胎磨損小，噪聲及能耗低。

　?、酃╇婋妷篗A型車(chē)與MB型車(chē)分別采用DC1500V和DC750V電壓制式，MA型車(chē)的電壓要求更符合目前國(guó)內(nèi)軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)，也較為經(jīng)濟(jì)合理。

　?、軝z修疏散MA型車(chē)、MB型車(chē)車(chē)廂地板距軌道梁頂面分別為1.13m、0.45m。全線貫通的應(yīng)急疏散平臺(tái)與軌道梁面高差較小時(shí)，日常檢修、維護(hù)及緊急情況下救援疏散更便捷，也有利于保證區(qū)間高架系統(tǒng)整體景觀的協(xié)調(diào)性。

　　⑤國(guó)產(chǎn)化及車(chē)輛單價(jià)MA型車(chē)國(guó)產(chǎn)化率更高，在價(jià)格方面具有優(yōu)勢(shì)。

　?、薰こ滩町愜壍懒?軌道梁基準(zhǔn)尺寸為MA型車(chē)型軌道梁為I型斷面，寬×高=850mm×1500mm，MB型車(chē)型軌道梁為矩形斷面，寬×高=690mm×1300mm。盾構(gòu)隧道斷面:MA型車(chē)盾構(gòu)直徑為7.0m，MB型車(chē)盾構(gòu)直徑為5.8m。道岔:MA型車(chē)正線主要采用關(guān)節(jié)式道岔，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，側(cè)向允許列車(chē)通過(guò)的速度為≤25km/h;MB型車(chē)正線主要采用換梁型道岔，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，側(cè)向允許列車(chē)通過(guò)的速度達(dá)40km/h。綜上，MB型車(chē)雖然單價(jià)高，供電電壓低，但載客率高，相同編組時(shí)運(yùn)能大，線路適應(yīng)性強(qiáng)，檢修疏散便捷，土建工程更經(jīng)濟(jì)，推薦采用。

　　3.3供電制式

　　(1)供電電壓制式城市軌道交通車(chē)輛電壓制目前常用的主要有DC1500V和DC750V兩種［13］。相同編組形式下，DC1500V電壓制式供電距離更大［14］，為DC750V供電距離的1.25～1.5倍，有利于減少牽引變電所數(shù)量，從而減少軌道交通土建及機(jī)電設(shè)備投資［15］，單從供電電壓制式方面分析，蕪湖軌道交通2號(hào)線宜采用DC1500V電壓制式;但從供電制式與車(chē)輛制式相統(tǒng)一的角度出發(fā)，2號(hào)線采用MB型車(chē)整體上更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、便捷，故推薦采用與MB型車(chē)匹配的DC750V。

　　(2)外部電源供電方式城市軌道交通外部電源供電方式可分為集中供電、分散供電和混合式供電［16］。因混合式供電運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜，電源開(kāi)閉所對(duì)主變電所的支援能力差，可靠性較低，故重點(diǎn)研究集中供電與分散供電方式，兩種供電方式對(duì)比見(jiàn)表4。分散供電雖然投資較省，但可靠性低，且從蕪湖市外電現(xiàn)狀及規(guī)劃看，220kV、110kV變電站具有中心城區(qū)豐富，其他地區(qū)匱乏的特點(diǎn)，分散供電也難以實(shí)現(xiàn)，故推薦2號(hào)線采用集中式供電。

　　4行車(chē)組織

　　4.1列車(chē)編組方案研究

　　2號(hào)線初、近、遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大斷面流量分別為0.69萬(wàn)人次、1.48萬(wàn)人次和2.05萬(wàn)人次，結(jié)合前述車(chē)輛選型研究結(jié)論，對(duì)2號(hào)線車(chē)輛編組研究3個(gè)方案。

　　方案一:初、近期4輛，遠(yuǎn)期6輛編組;

　　方案二:初期4輛，近、遠(yuǎn)期6輛編組;

　　方案三:初、近、遠(yuǎn)期均采用6輛編組。

　　3個(gè)方案對(duì)比見(jiàn)表7。方案一近期采用4輛編組，高峰小時(shí)開(kāi)行對(duì)數(shù)30對(duì)，遠(yuǎn)期采用6輛編組時(shí)，開(kāi)行對(duì)數(shù)降為28對(duì)，降低了服務(wù)頻率;方案三初期能力富余較多，且初期運(yùn)用車(chē)數(shù)多，車(chē)輛購(gòu)置費(fèi)高;方案二初期車(chē)輛購(gòu)置費(fèi)低，初期服務(wù)頻率較高，與客流增長(zhǎng)相匹配。故推薦2號(hào)線列車(chē)編組方案為初期4輛，近遠(yuǎn)期6輛編組。

　　4.2運(yùn)營(yíng)交路方案研究

　　(1)客流特征2號(hào)線各設(shè)計(jì)年度早高峰斷面流量示意見(jiàn)圖2～圖4。

　　由圖2～圖4可知，①初期、近期、遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流“向心”特點(diǎn)突出;②初期高峰小時(shí)最大斷面客流量位于蕪湖火車(chē)站—弋江路區(qū)間，近、遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大斷面客流量均位于文化路—北京路區(qū)間，其中遠(yuǎn)期下行方向有3個(gè)區(qū)間斷面流量在2萬(wàn)人次以上，有6個(gè)區(qū)間斷面流量在(1.5～2)萬(wàn)人次間，上行方向斷面流量均較小;③近、遠(yuǎn)期客流斷面差異較小，高峰客流斷面呈現(xiàn)明顯的潮汐現(xiàn)象。

　　(2)列車(chē)運(yùn)營(yíng)交路方案根據(jù)2號(hào)線客流特征，列車(chē)運(yùn)營(yíng)交路研究3個(gè)方案，見(jiàn)圖5～圖7。

　　結(jié)論

　　(1)蕪湖軌道交通2號(hào)線系統(tǒng)制式推薦采用跨座式單軌。

　　(2)遠(yuǎn)期采用大小交路方案進(jìn)行運(yùn)營(yíng)組織，可以滿足客流需求，經(jīng)濟(jì)性好。

　　(3)線路起自萬(wàn)春湖路站，一期工程終點(diǎn)設(shè)置在北京路站，滿足初近期客流需要的同時(shí)，也為二期工程建設(shè)預(yù)留靈活條件。

　　(4)一期工程除蕪湖火車(chē)站段采用地下敷設(shè)方式外，其余地段均采用高架敷設(shè)方式。

　　參考文獻(xiàn)

　?。?］中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司．蕪湖市城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2016～2020)［Z］武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2015．

　　周江天胡江民

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