作者:钱清泉 来源: 发布时间:2014-6-12 13:21:57
城市轨道交通制式选择的破与立

 
城市轨道交通(Rail Transit)种类繁多,技术指标差异较大,世界各国评价标准不一,并无严格的分类。由于地区、国家、城市及服务对象的不同,城市轨道交通制式的选择存在相当大的不确定性。如何合理选择轨道交通制式以适应当地的实际条件需要,尚无统一的评判标准。
 
我国城市轨道交通正处于快速发展时期,其系统型式也由地铁一种型式向多样化发展。然而,由于没有科学的、系统化的城市轨道交通制式选择决策方法作指导,因此出现了城市轨道交通规划线网缺乏层次性,线路功能和客运服务目标不明确,运输能力与客流量不适应等问题。
 
症结一 影响选择的因素多样性
 
具体线路的实际需求不同、所具备的条件相异,因此需要从全局的高度来统筹多种因素的影响,并选择合适的城市轨道交通制式。
 
在推进城镇化的大背景下,我国的城市轨道交通究竟应该如何进一步发展?有些人认为,只有采用大客运量的城市轨道交通系统,才能从根本上改善城市公共交通状况。然而,这是否能成为医治城市交通问题的万能药?是否就是现有条件下的最优选择?
 
答案是否定的。例如,对于大城市的郊区以及中小城市来说,人口相对较少,并不需要如此大的动量;财政压力大,应该修建相对便宜的交通方式;土地资源相对丰富,拆迁阻力少,地面交通会是比较好的选择。
 
同理,大城市拆迁压力巨大,选择一种占地面积少、转弯半径小的制式是不错的选择。城市地形构造特别,有些地方难以建造地铁,如重庆市等。而部分城市交通压力大,地铁的审批与建设周期长,则可以选择周期相对较短的交通制式。
 
总之,如何从运力需求、城市交通特征、技术合理性、环境影响、工程经济性、城市人员模型以及经济拉动等方面综合选择一种或多种城市轨道交通制式,是一个现实且亟待解决的问题。
 
城市规划部门在选择轨道交通制式时,需要综合考虑多方面因素,选择最适宜本地交通条件和需求的制式。同时,城市轨道交通制式的选择应适应城市综合交通和绿色交通的需求,并充分考虑网络化运营、资源共享及维护费用等因素。
 
症结二 因素是耦合的
 
影响城市轨道交通制式选择的主要因素是相互耦合关联的,应从全局的高度来综合考虑各种因素的相互作用机理,应用科学方法优化城市轨道交通制式选择的决策机制。
 
一些城市在选择交通系统型式过程中,常常对各种影响因素进行分类,并将其作为不相关的独立因素进行评估,或采用对多种影响因素进行简单加权综合的方法,以判断哪种交通方式最优。
 
但这却忽略了各种评估因素之间的内在关联。如果没有分析清楚这种相互作用关系,在制定规划过程中容易产生一定的潜在缺陷。如轨道交通运输能力与城市人口规模之间存在相互耦合的关系:交通方式的运输能力应当适应城市人口规模,同时运输能力的提高也会给城市人口流动以及规模的改变带来影响。此外,环境因素对城市交通特征和轨道交通工程经济性问题也有相互影响:地区资源和城市地貌等影响着交通线路的流量和交通模式,同时也影响施工的方式和工期。
 
因而,在交通方式的方案制定中,需要对各类评判指标间的相互影响因素进行详细分析。
 
症结三 城市需要与选择相互作用
 
一方面,城市轨道交通的建设具有不可逆性——建成后的修改调整几乎是不可能的。同时,城市轨道交通制式具有延续性,对未来的制式选择起了关键的作用。例如,现有地铁模式的城市往往为了成网以及管理经营的连续性的目的,更倾向于选择轮轨交通而非磁浮交通。当然,随着规划建设的深入,线网层次、线路功能定位和系统型式选择的调整弹性快速递减。
 
另一方面,随着城市轨道交通在社会生活中发挥着越来越重要的作用,往往会引起人口的聚集、社会对轨道交通运量需要的增加以及财政压力的减少等,这些因素的综合作用又会反过来影响城市轨道交通制式的选择。
 
措施与倡议
 
综上所述,在制定适合本地地情的城市轨道交通方案过程中,需要综合各种评判指标进行全局优化。
 
应当综合考虑各类交通方案的特点,分析评判指标间的内在联系,制定评估体系中的统筹标准;局部上各自建立有自己特色的优化模型和评价模型,同时充分考虑城市轨道交通制式与社会发展的相互促进关系,全局上建立统一的交通方案优化模型和评价体系;在决策中明晰各类交通方案的优势劣势,扬长避短,借用现代信号处理方法对各影响因素进行处理,剖析影响因素间的内在影响机理,并建立切实可行的实施方案。
 
考虑到目前此类评价体系的研究尚待充实,因此结合我国城镇化过程中轨道交通建设的具体实践经验,制定一套科学合理、行之有效的综合评价体系具有重要的现实意义。
 
建议轨道交通行业协会以及各方力量组成战略联盟,根据特点,结合现代信号处理、大数据处理、模糊神经网络等方法,对评判指标进行解耦或者对其进行全局分析,从众多相互关联的评判指标中制定一个行业认可的全局优化策略,结束评判标准混乱的局面,有利于建立一套科学的轨道交通制式准则,以促进国家轨道交通行业发展。
 
因此,在当前国家加快城市轨道交通等基础设施投资的背景下,研究科学的系统型式选择理论和方法体系,辅助做好规划线网的系统型式选择工作是十分迫切的。倡议以城市轨道交通协会为牵头,联系各设备制造企业、运营单位以及地方政府成立一个联合体,对影响城市轨道交通制式选择的主要因素进行科学全面的研究,掌握主要影响因素的内在联系以及对制式选择的影响机理,制定一个行业认可的城市轨道交通选择准则,引导城市轨道交通发展。■
 
(钱清泉,中国工程院院士,中国著名铁道电气化与自动化专家。曾荣获“铁道部有突出贡献的中青年专家”、“全国优秀科技工作者”、“全国五一劳动奖章”等十余项荣誉称号。)
 
《科学新闻》 (科学新闻2014年4月刊 观点)
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