時間：2022-05-07 10:52:24
序論：在您撰寫軌道交通畢業論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
摘要 本文主要介紹了上海軌道交通9號線泗九區間smw工法圍護結構的設計優化,通過優化縮短了工期,減少了工程造價,降低了施工難度。為同類工程施工提供了經驗。
關鍵詞 圍護結構 設計優化
1 工程概況
上海軌道交通9號線泗九區間全長658.986m,共有地下及地上兩部分組成,其中地下部分344.239m,起訖里程為dk18+631.239～dk18+287;地上部分314.747m,起訖里程為dk18+287～dk18+972.253。采用明挖法施工,基坑最大開挖深度12.80m,最大開挖寬度20.75m,其中dk18+631239～dk18+205基坑圍護結構采用smw工法,dk18+065～dk18+205段,滬松公路側基坑圍護采用格柵型水泥土擋墻.地下部分結構為閉合式單孔、雙孔及三孔箱型框架結構,地上部分結構為“u”型塢式結構。
2 原圍護設計情況
地下線圍護結構為smw工法圍護,基底加固采用雙液注漿加固,加固深度為基底下4m。支撐水平間距為3m/道,設計圍檁為400mm×250mm×12mm×15mm。
原設計地下部分圍護結構平面圖如圖1,剖面圖如圖2。
3 設計優化原因
本工程區間地下線部分,開挖深度相對較淺,最深處也只有12.8m,地層為砂性粘土和粉質粘土, 同時基坑開挖深度2倍范圍內無高層、重要建筑物,并且地基進行了雙液注漿加固,與上海其他地鐵基坑同類圍護結構相對具有可優化性,同時通過受力計算,完全滿足安全要求。
(1)安全分析:dk18+631.239～509上、下行線路間土體較薄,最窄處為3.48m,最寬處為7.9m,且基坑最深處為12.8m,如上、下行同時施工,基坑開挖和支撐架設時土體內力的支撐預應力變化復雜,同時支撐加力不對稱,中隔土體受力不均勻,產生偏壓,造成中隔土墻不穩定,出現中隔土體破壞,造成嚴重的安全隱患;如上下線分開施工,在后序施工的線路土方開挖過程中,形成的縱向土體位移不均勻,使已施工的相鄰結構受力和結構位移不均勻,造成已施工成型的結構開裂、破壞,為確保施工安全,避免結構位置發生偏移,取消上、下行線間的中隔土體,將上、下線基坑合為一個基坑,同時開挖。
(2)工期分析:通過圍護結構的優化,在保證安全的前提下,攪拌樁數量減少、攪拌樁日施工進度明顯加快,由8m·d-1提高至12m·d-1,同時通過將第二道支撐提至頂板上20cm,避免換撐,縮短了原設計中的邊墻養護時間,加快了施工進度。
(3)環境分析:在dk18+631.239～+377段區間兩側無高層、重要建筑物,附近無地下管線,圍護結構優化后,周邊環境不會受到影響。
(4)費用分析:本優化方案h型鋼節約費用約410萬元,圍檁、支撐及結構增加費用約250萬元,綜合節約工程費用約160萬元。
4 優化方案
(1) dk18+631.239～+509上、下行線路間勁性水泥攪拌樁及深層水泥攪拌樁取消,上下行線路間土體與上、下行線一起整體開挖,坑底進行抽條地基加固,支撐鋼管(?609—16)加長對撐;dk18+631.239～+509段上、下線主體結構頂板采用橫梁結構連接,橫梁凈距為2m/道,寬1m,厚度與頂板相同。具體形式見圖3、4。
(2) 原設計:dk18+631.239～+438.1采用φ850勁性水泥攪拌樁,每孔插700×300×14×20型鋼圍護。優化為:dk18+631.239～+571.239采用φ850樁,隔一孔插兩根700×300×13×24型鋼圍護;dk18+571.239～438.1采用φ850勁性水泥攪拌樁,隔孔插700×300×13×24型鋼圍護,dk18+438.1～dk18+377φ650勁性水泥攪拌樁每孔插500×300×14×20型鋼圍護,優化為?650勁性水泥攪拌樁隔孔插500×300×11×18型鋼圍護。
(3)將dk18+631.239～dk18+438.1段圈梁高程由原高度降至地面下2m;將dk18+438.1～dk18+377冠梁高程由原高度降至地面下1m,型鋼頂面高程同圈梁高程一致,地面需進行放坡,坡面采用土釘砂漿防護,dk18+631.239～+377段第一道支撐改設在圈梁上,第二道支撐設在主體結構的頂板上20cm處。
優化后施工圖見圖3～5。
5 結束語
通過設計優化節約工程成本,降低了施工難度,加快了施工進度;通過現場施工發現優化中未充分考慮上海地下水位較高這一特點,導致冠梁與smw工法接口處局部有滲水現象。
摘 要 從運營的角度對現行城市軌道交通總體設計中的客流、線路配線、列車配屬、環控制式、軌道等提出了看法。在新一輪城市軌道交通建設高潮中,必須要從系統的角度,綜合考慮已建軌道交通存在的一些問題。
關鍵詞 城市軌道交通,總體設計,運行
作為城市公共客運體系的骨干和城市最大規模的基礎設施項目,城市軌道交通的建設不但決定了城市公共交通發展的水平和方向,而且對城市經濟、城市結構和規劃發展方向均產生了巨大而深遠的影響。由于我國絕大多數城市處于一種超常規發展階段,城市總體規劃滯后,交通規劃、軌道交通的路網規劃處于一種不穩定狀態或空白狀態。作為城市軌道交通的總體設計單位必須要認識到這一特征。筆者結合自己十多年參與軌道交通建設、運營的切身體會后認為,運營業績應是貫穿城市軌道交通總體設計的主線,應成為軌道交通建設的出發點和歸宿點。為此,從運營角度談一談自己對城市軌道交通總體設計的一些看法。
1城市軌道交通總體定位
城市軌道交通的總體定位是決定項目建設的戰略性問題,它應偏重于宏觀性、整體性和策略性的分析。由于各城市在軌道交通前期研究階段技術積累不多,因此對軌道交通總體定位的把握在宏觀層面上、定性分析上就顯得格外重要。主要體現在以下幾個方面。
1.1 客流預測
客流預測是通過交通預測模型并在分析現狀的基礎上,對各年限內軌道交通線路客流的模型、分布、特征、規律等進行預測。然而,這種預測是利用沒有軌道交通情況下的現狀數據建立交通方式的分擔模式,由于模型與城市發展的規劃與變化的矛盾影響了其結果的可信度,因此對客流預測的結果要有一個理性的分析。要充分認識到現行客流預測不足的一面,以及還需要經過運營實踐反饋調整的另一面。國內對城市軌道交通系統規模的決策完全依靠預測客流這一做法,雖列入《地鐵設計規范》等國家標準,但設計依據似乎仍嫌不足。上海地鐵自1號線開通以來,關于客流大小的爭論就是一個最好的例證。唯客流論很容易摻入人為的因素。因此,不妨依據客流預測結果,再以國際上其它一些城市的形態、中心城市人口總量、人口密度和功能定位等相當的城市客流作為參考來比較,可能更接近實際情況。從表1可見,上海的市區人口數、人口密度、中心城區面積等指標,與東京、漢城等城市比較接近,所以其客流可參考這兩個城市來考慮。
1.2 城市超常規發展
我國正處于一個城市化進程加速發展階段,然而城市的總體規劃以及交通規劃、軌道交通路網規劃處于一種滯后或不穩定的狀態。根據發達國家的經驗,當城市發展成熟以及復合化功能提高以后,居住地和工作地選擇將會更加自由,交通更加活躍,地域之間的交通量將會更大。如東京市民生活半徑為60km,而北京市民生活半徑僅為20km。因此,現階段在軌道交通總體設計上對一些預留項目一定要有預見性。如車站換乘問題,以上海軌道交通4號線(明珠線二期)為例,作為上海路網中唯一的一條環線,它與路網中其它直徑線的換乘必然很多,如果全部采用“島—島”換乘模式,不論在換乘客流上怎么自圓其說,其在預見性方面的考慮顯然是不足的。北京復興門站換乘方式也有很深刻的教訓。筆者認為,像上海城市軌道交通的換乘型式,應首推華盛頓地鐵“側—島”換乘模式。
1.3 建設規模、速度及標準
各地建造城市軌道交通都面臨資金壓力,因此怎樣控制建設規模、建設速度和建設標準,不僅需要一個科學的態度,而且需要掌握好分寸,具有前瞻性。軌道交通工程尤其是地下工程有一個最大的特點,就是建造完以后很難更改,因此一味為了追求建設規模和速度而人為降低建設標準是不足取的。
2 線路總體設計與路網的關系
2.1 路網對單條線路的影響
每一座城市要修建軌道交通都不能沒有路網。每條線路在總體設計階段都需要在線路走向、換乘點設計、規劃控制、聯絡線設計、修建順序、停車場布置等方面和路網發生關系。線路走向不穩定會影響路網整體布局的合理性;換乘點不明確會導致換乘方式嚴重缺陷以及增加后續工程的建設難度;沒有預留停車場和聯絡線用地位置,就不能從整個線路的角度做到資源共享,這對工程建設和運營的經濟性都十分不利;不重視修建順序的研究,很難盡早合理發揮軌道交通的整體效益。
做好路網的規劃,最終是為了控制建設用地規劃,保證路網規劃的可實施性,減少今后工程實施難度并降低造價。在這一方面我們的教訓應該說是很深刻的了,如上海地鐵1、2號線人民廣場換乘問題,東方路站節點等問題,都是路網和單條線路沒有很好銜接的最好例證。
路網的規劃一定要做到專業規劃的深度。僅有概念性的路網規劃等于沒有路網規劃。除此之外,路網規劃還應考慮大交通網絡,包括公交、私車、市郊鐵路、地鐵輕軌等多種形式,應是一個多樣化的綜合體系。軌道交通的鋪設方式也應是多樣化的,地面、高架、地下有機結合,不能一味修建地下線。
2.2樞紐站設計
由上海市和法國索菲圖公司聯合編制的上海城市軌道交通路網規劃中,共設置了16座大型換乘樞紐站,其中4線換乘站為2座,3線換乘站12座,2條市域線換乘站為2座。這種以大型換乘樞紐站為錨固點,根據城市形態進行路網規劃的主題思想是合理的。但在樞紐站設計過程中,應與商業中心、行政中心、地面交通中心合理分布,不宜過于集中。應避免一味強調所謂“零距離”換乘。大型換乘樞紐站設計原則應“疏而不散”。作為客流的集散中心,必須要有充分的空間提供給客流“集與散”。像東方路這種4線換乘樞紐站,遠期日均客流總量可能高達60～70萬人次,如果不與周邊地塊規劃較好地融合(最好同步規劃),客流會對附近地面道路形成很大的沖擊。如法國巴黎著名的換乘樞紐站———拉德芳斯,全天客流為50多萬人次(其中包括少量公共汽車系統),換乘客流達40萬人次,而整個換乘樞紐站占地面積(結合地塊開發)達750hm2。
3 線路的配線設計
線路配線設置包括渡線、折返線、聯絡線、車輛停放線、存車線以及出入庫線。對比國內外線路配線的設計不難看出,國外配線設計注重功能設置,而國內線路配線設置則較多注重“形式”。如《地鐵設計規范》規定:每隔3至5個車站的站端設渡線或車輛停車線。為滿足規范要求而設一條渡線的例子舉不勝舉。國外配線設計還表現在注重長遠,甚至考慮到土建結構大修時運營組織方案;而國內配線設置只看到眼前,如投資規模是否大,建設節點目標能否完成等。這種線路配線的設計很難在運營階段發揮較好的客運效果。圖1為德國慕尼黑路網配線圖,從中可以得到一些啟示。
應該先有運營組織的設想,再考慮線路的配線設計。而我們較多的線路設計對遠期運營方式還是停留在“紙上談兵”階段,線路總體設計在運營方式上考慮還是“爛泥蘿卜吃一段揩一段”。這對運行里程較短的線路,問題還不算十分突出,無非是運行效能發揮不是最優,運營靈活性差一些。而對上海路網中規劃長達100多km的市域線來說,若不盡早進行研究運營模式,將來運營問題可能會非常突出。很明顯,市域線采用一個交路的運營模式肯定是不經濟的,而采用何種模式的確值得探討。研究市域線的運營模式一定要結合上海的城市特征及總體規劃。
筆者認為,市域線如果是一種制式,應在中心城區和市郊區采用交錯運營的模式,交錯點的選擇可分別設置在內、外環線附近,中間折返站最好采用雙島式車站方式,便于兩端折返。以規劃中的上海市r3線為例,其運行交路設想如圖2所示,具體折返點的選擇可根據規劃、客流等作進一步研究后酌定。
如果客流分布懸殊或因市域規劃等因素,中心區客流高度集中,新發展的城市帶發展不快,造成客流“中間大兩頭小”的特點而很不匹配,即使采用圖2的交路也避免不了土建設備投資的浪費;則采用不同制式的軌道交通,則可能會更為經濟合理,其運行交路亦可采用“紡錘型”。
4 列車配屬數
列車配屬數主要是根據客流和行車組織方案來表示?？傮w設計往往根據客流預測表,通過大小交路的設置,提出運營組織方案來滿足客流斷面的要求。初期列車配屬數通常約為每公里一列車。如上?，F運營線路長度為65km,列車配屬數為64列384節。從國內現有運營地鐵線路的實際情況來看,這種方式配屬列車不太合理。首先,客流斷面沒有明顯變化的情況,正常運營方案小交路很難實施;若采用大交路運營,列車行走里程增加,原有的列車配屬就顯得緊張。其次,按現行建設管理的實際情況,在土建、機電設備安裝完成后,列車才能陸續抵達進行調試;列車全部調試結束,一般比試運營要晚2年左右;為了使早已完工的線路盡早發揮運營功能,往往采用從其它線路借車的辦法,使原本不夠的車輛更加緊張。此外,客流的不確定性,以及土地利用和交通之間本身明顯的互動聯系,在客流預測階段不能很好地反映出來;若規劃沒有很好對地鐵沿線用地進行控制的話,軌道交通的導向作用將導致沿線地塊迅速開發。如上海地鐵1號線南延伸段沿線的開發密度過大,造成客流激增。鑒于以上因素,建議列車配屬按近期考慮。表2為國外部分城市車輛配屬一覽表。由表可知,若按6節編組計算,每公里列車配屬數約為2列。
5 環控模式
地鐵的環控模式不外乎3種:開式、閉式和屏蔽門模式。按新頒布的《地鐵設計規范》,在夏季當地最熱月的平均溫度超過25℃,全年平均溫度超過15℃,且地鐵高峰時間內每小時行車對數和每列車車輛數的乘積大于120時,可采用空調系統。鑒于此,上海地鐵環控系統制式也只有閉式系統(開、閉運行)和屏蔽門系統兩類。有趣的是,上海地鐵1號線采用屏蔽門系統(緩裝),2號線采用閉式系統(開、閉運行)方式。從表3可看出,線路規模相當的兩條地鐵線,且1號線客流大于2號線的情況下,2號線的照明、空調費就比1號線多將近1000萬元。由此,兩種制式技術經濟指標一目了然。
因此,上海地區地鐵環控最佳制式是采用屏蔽門系統。至于采用屏蔽門系統后長大區間隧道溫度升高問題,可采用局部預留冷源或增設中間風井的辦法來解決。香港地鐵“香港—九龍”海底隧道就是采用預留冷源的辦法。上海地鐵4號線設計時則采用增設中間風井的方法。
從地鐵新老規范中關于采用空調系統的規定對比來看,新標準的制定是有意識降低空調的使用條件,鼓勵使用空調提高舒適度。然而,現上海正在實施的部分線路中,車站設計采用“路塹”式,單層、側式站臺,環控只考慮通風不使用空調。這一設計標準值得商榷。顯然,現行做法可能與規范修訂的初衷相違背。
6 軌道結構
地鐵軌道結構的設計有別于干線鐵路,其自身的特點決定了軌道結構的設計原則是“減振、降噪,少維修”。國內外大量研究表明,地鐵軌道結構按其減振效果來劃分,可分成3大類:第一大類為一般扣件,其豎向剛度在20～69kn/mm,有一定的減振效果;第二大類為柔性扣件,其豎向剛度在10～25kn/mm之間,用于減振要求相對較高的區域;第三大類為特殊要求的減振軌道結構(減振型軌下基礎),用于對減振降噪有特殊要求的地段。
上海自地鐵1號線建設以來,在軌道結構設計上由于受特定環境的限制,走了一些彎路。地鐵1、2號線總體設計原則沒錯,但考慮到當時的投資及市場環境的制約,減振扣件設計采取模仿國外產品。但從這么多年的使用效果來看,是“有其形、無其魂”,主要還是歸結到橡膠制品加工工藝、配比、材料選用等問題。對此,雖做過大量反復改進,使產品的測試能滿足設計指標,但橡膠實施階段的老化問題總過不了關。不難理解,這是因為涉及到橡膠行業核心技術,不是憑簡單的模仿可以學到的。從國外軌道結構的設計來看,設計者對軌道扣件的設計只是產品的選型,而非軌道扣件產品的設計。設計只提供技術指標和相關參數,產品生產廠家去做動力學分析,設計出產品。從國外通行的做法中可以看出它的合理性:廠家的產品競爭不僅是價格競爭,還是專利和核心技術的競爭。這種產品選型的習慣做法既有利于技術進步,也有利于保證產品的質量。
軌道交通3號線自開通以來,噪聲影響一直是困擾管理者的一個難題。這個問題既涉及設計理念,也涉及建設標準。在軌道結構設計中,片面強調扣件高度可調節量而忽視扣件彈性,不能不算是一個失誤。高架結構噪聲是一個綜合性的問題,需要采用綜合措施才能解決。國內外的專業人士對解決這一問題的相關措施都較熟悉,但關鍵是建設標準怎么控制。如果一味強調造價,其結果是將使后期改造費用更高。
摘 要 從運輸能力、速度、造價等方面界定各類城市軌道交通系統, 并結合我國目前城市化水平的實際情況, 闡述我國城市軌道交通的發展方向。
關鍵詞 城市軌道交通 路網規劃 交通分類 國產化
1 引言
改革開放以來, 我國城市規模和經濟建設飛速發展, 城市化進程日益加快, 城市人口急劇增加, 100 萬人口以上的大城市已有34 個, 其中300 萬以上的有8 個。這些大城市一天的客運高峰期間, 旅客高度集中, 流向大致相同, 低運量的交通工具已遠遠不能滿足民眾出行的需要。而采取城市軌道交通系統, 發展多層次、立體化、智能化的交通體系, 是從根本上改善交通需求的重要戰略措施之一。
2 我國城市軌道交通建設發展的目標
現代化城市的交通體系, 應該在滿足廣大人民群眾生活需要的基礎上, 與城市發展布局高度協調, 把長遠規劃目標同近期調整改善結合起來。在我國, 近期應做好與城市交通量基本相適應的道路網絡系統, 逐步改善常規公共交通的服務管理質量, 有機地結合好綜合交通規劃, 拓展空間利用條件, 重點發展以軌道交通為骨干的公共交通網絡, 積極引入具有大、中客運量的地鐵和輕軌交通方式, 適應城市的可持續發展需要。
我國城市軌道交通尚處于初步發展階段, 應該以統籌兼顧, 優化格局, 合理分配資源, 凈化環境, 方便快捷, 因地制宜, 造價適中為目標。
3 城市軌道交通系統的選型原則
當今世界, 地鐵、輕軌、中心或側導式橡膠輪新交通系統、全部懸索的空中列車、線性電機車、跨座式單軌系統、磁懸浮列車, 無論是成熟的還是尚處試驗階段的軌道交通系統五彩紛呈。圖1 為目前世界上正在運營、研制的主要城市軌道交通系統; 表1 為各類軌道交通系統性能指標。我國目前正在運營、規劃、籌建的軌道交通系統大致包括有軌電車、輕軌、地鐵、獨軌、城市快速路等幾種形式。
表1 軌道交通系統輸送能力及旅行速度參考表
城市軌道交通系統的選型, 應根據路網規劃, 參考圖1、表1 的數據, 從輸送能力、旅行速度、造價等方面, 選擇適宜的形式。
4 各類城市軌道交通系統的適應性
4. 1 有軌電車
有軌電車輸送能力為2 000～ 1 500 人h, 運送速度一般為15～ 20 km /h, 與其他交通方式混合行駛, 能力較為有限。只在大連等少數城市作為風景保留, 不宜推廣。
4. 2 輕軌交通
根據我國城市情況分析, 通常認為人口在100 萬～ 200 萬人的大城市, 高峰小時形成2 萬～ 3 萬人客流, 配備輕軌交通系統已能滿足公交客運的需要。輕軌交通可以有專用車道, 也可以在地面與其他交通方式混合行駛, 多與城市道路網平建, 僅在交通繁忙道口或路段轉入地下或高架。相對于地鐵而言, 造價低, 容易建設, 建設周期短, 見效快。我國的中小城市適宜修建輕軌交通系統。
4. 3 地下鐵道 人口在200 萬以上, 高峰小時常形成4 萬人客流以上的特大城市, 其客運交通需要采用大運量的地鐵來承擔, 同時還要修建輕軌交通加以輔助聯網。市區內, 地鐵大部分在地下隧道中行駛, 車站也建在地下, 在接近市郊區而環境條件又允許時, 可盡量采用地面或高架線路, 以節約投資; 地鐵系統必須有專用車道, 采用全封閉形式。它的缺陷是投資昂貴, 施工難度大, 運行周期長, 見效慢。只有當一個城市的經濟發展達到較高水平時, 方可考慮修建地鐵。我國目前只有北京、上海、天津、廣州等城市擁有地鐵。
2. 4. 4 橡膠輪軌
橡膠輪軌系統是一種全線高架的軌道交通系統, 運行在專用軌道上, 不占用地面道路面積, 具有振動小, 噪聲低, 爬坡能力大, 轉彎半徑小, 投資省(1 km 地鐵資金可修建3 km 以上高架鐵路), 建造速度也比地鐵快許多。當前的獨軌、新鐵路交通系統和val 系統均屬橡膠輪系統。獨軌運輸能力為6 000～ 20 000 人次h, 重慶市的獨軌線
正在從日本引進。新交通系統是在鐵路和公路兩大交通系統的基礎上發展起來的, 客運能力為5 000～ 150 000 人次?h, 目前在我國還是空白。
城市快速鐵路是城市與遠郊或衛星城市間的理想交通系統, 輸送能力大, 速度高, 旅行時間一般不超過30～ 45m in 。在市區外全部建于地面, 市區內有與地面隔離的專用車道或部分高架部分地下運行, 較地鐵造價低。
5 建設標準及技術裝備國產化
現代城市軌道交通系統體現了當今高新技術的應用水平。我國的經濟條件還不是很富裕, 以高昂的代價來獲取高標準的城市軌道交通系統是不可取的。當前, 應著重在技術成熟、便于實施國產化、適應于大眾化的客運條件, 并滿足安全、經濟、快速和適當舒適的前提下來發展我國的軌道交通事業。
我國的北京、天津、上海、廣州都已有軌道交通運行線, 地下鐵道的技術進步及其裝備的國產化也取得了巨大的進展。但大量的技術設備還是從少數發達國家全盤引進, 常常是引用某國的貸款, 就必須購買某國的設備, 造成設備標準不一、一個城市一個樣的局面, 很難統一管理; 并且價格居高不下(為同樣國產設備的9～ 10 倍), 有的在整個軌道交通建設中占的比例高達60% 以上, 超過以往任何土建項目, 嚴重制約了我國軌道交通事業的全面發展。為了改變這種狀況, 應堅持“ 技貿結合”的方針, 有計劃、有組織地消化吸收國外先進技術, 努力開拓軌道交通技術設備國產化, 不斷擴大產品國產化率, 把外貸影響降到最低限度, 使我國的軌道交通事業駛上快速發展的軌道。
6 結語
大力發展軌道交通事業是我國目前的一項基本國策, 是我國各大城市實現可持續發展的基本策略?！笆濉逼陂g, 國家計劃城市軌道交通的投資達8 000 億元人民幣。顯然, 這是在為了迎接w to 的挑戰, 早日把我國建設成為中等發達國家的大背景下, 為城市軌道交通的發展提供的歷史性機遇?？梢灶A見, 城市軌道交通在我國大城市走向國際化過程中必將扮演重要的、不可取代的角色。如何適宜地發展我國城市軌道交通系統, 有很多政策性和技術性的課題需要研究。只有在充分研究論證的基礎上, 統籌規劃、精心設計、合理引進消化, 建立適合中國國情的城市軌道交通系統, 才能避免日后因現在的粗放發展而付出慘痛的成倍的代價。
摘要: 回顧了美國城市軌道交通項目評價方法的主要特點及基本原理,重點對um ta 評價方法的發展變化過程進行了綜述,分析各個時期um ta 評價方法的特點. 從中可以看出美國在進行城市軌道交通項目評價時的思路、價值取向、評價指標及存在問題,這對改善我國現行的評價方法有借鑒作用.
關鍵詞: 城市軌道交通; 項目評價方法; 評價流程; 評價指標
在未來的5 至10 年,我國城市軌道交通建設將以超常速度發展. 由于我國是發展中國家,各類建設很多,建設資金相對緊缺,這就需要應用項目評價方法對軌道交通建設項目的建設時機、建設方案進行綜合比較和篩選,以便取得良好的投資效果. 目前,我國城市軌道交通建設項目預可行性研究及工程可行性研究中已有一套項目評價方法,但這種方法仍然有一定的局限性,其評價指標及評價方法尚待改進。
我國城市軌道交通建設體制與美國等發達國家有很大差別,但是,隨著我國加入wto , 城市軌道交通領域可能引入國外投資,相應的項目評價方法也應適應國際化發展的要求. 本文試圖綜述美國,尤其是um ta(urban mass transportation administration , 城市軌道交通管理局) 在城市軌道交通項目評價方面的發展狀況及特點[1～3 ] ,為改善我國城市軌道交通項目評價方法及提高評價水平提供借鑒.
1 交通項目評價方法的回顧
從19 世紀中期到20 世紀20 年代,美國各類運輸項目的投資決策、票價優化及政策制定等一直沿用歐美經濟學家提出的保本分析法. 早期運輸經濟學的發展是建立在效率概念的基礎上. 經過幾十年的相對沉寂之后,交通運輸經濟學家從20 世紀50 年代開始改進交通經濟分析方法,主要有經濟效果法和費用-效率分析法,從而可以更好地評價交通供給、交通需求及其平衡關系,較合理地確定票價和投資水平[4 ]. 相比而言,費用-效率法在各類期刊中出現得更多。
1. 1 費用-效率法
1978 年,fielding 等人[5 ] 提出了9 項評價交通項目的指標,其中3 項反映效率,4 項反映效益,還有2 項兩者兼有. 效率指標與各個城市當時的發展目標密切關聯,因而具有較強的地方及時間特征. 由于這種指標系中不包括資本成本,因而對投資者(公司、財團等) 的資金優化配置不能起指導作用.
1981 年horn 曾收集9 個具有軌道交通的發達國家大城市(其軌道交通運量分擔率為2 %～40 %) 的費用-效率法評價指標,發現它們之間存在很大差異[6 ]. 他不贊成使用費用-效率法,因為其指標的標準化是很難辦到的. 他認為,沒有一套指標體系能夠公正地評價美國各城市的軌道交通項目. stokes 認為,在軌道交通系統選擇時應當主要考慮各城市的具體發展目標[7 ]. um ta 不贊成這種觀點,因為沒有一個統一的評價指標系,就不能有效、公正地進行聯邦政府對城市軌道交通的投資決策.
構建一個具有廣泛適應性的評價指標體系,難免會引起指標的相互交叉和重疊. 為此,有人提出了歸并為單一指標的做法. 1980 年倫敦交通運輸部使用單位總成本的客運周轉量來評價交通系統的改善效[8 ]. 1984 年forkenbrock[9 ] 提出單位投資增量所引起的旅客增量這一指標. 這種做法雖然能夠簡化評價過程,對備選方案加以篩選,但是不能直接度量整個項目的經濟效益總量變化,因而不能得到項目投融資者的支持.
1. 2 經濟效果法美國有關交通規劃的教科書普遍建議同時使用費用-效率法和經濟效果法,費用-效率分析法對地方的項目評價較為適用,但是國家政府的投資分析應該采用經濟效果法,即使經濟凈現值取得最大值.
軌道交通項目一般有兩個目標:凈現值的最大化;設備利用的最大化. 這就要求評價中對各種影響效果,例如居民的遷移、低收入乘客、空氣質量等進行量化,甚至包括社區目標的量化. 在評價指標中應該包含經濟福利的因素[1 ].
2 項目評價的基本原理
2. 1 經濟理論
軌道交通項目,屬于公用事業,在理論上可以通過比較其替代方案的經濟成本和效益來進行評價. 一般來說,項目目標就是要使凈效益最大化,即將整個項目在工程壽命期內的成本和效益均被貼現到基年(項目立項或開工時),其貼現率應合理地體現社會對資金的時間成本及資本金的機會成本.
交通項目的直接成本是預計的建設費用和運營費用,間接成本是指如空氣、噪聲污染等額外影響造成的費用. 直接效益包括運營收入、出行時間的節省、從其它交通方式轉移過來的乘客所避免的交通事故等. 間接效益包括比采用其它交通方式乘客所節省的時間效益,其中工作時間效益通常以平均工資率來進行估價,非工作時間效益以該價值的一半進行估價. 分析期內的出行需求根據所研究地區的交通規劃按比例增加.
支付意愿(wtp) 是一個用來衡量直接和間接效益的概念. 對大多數的乘客來說,wtp 比他們實際支付的費用高. 城市軌道交通出行的wtp 可以利用標準出行模型來估計. 間接效益的wtp 可用條件評價法[10 ] 來分析.
2. 2 政策評價理論
交通項目評價在重視項目經濟效益的同時,應從福利經濟學的概念和原理出發進行分析. 除了評價項目在經濟方面的影響外,還必須評價非經濟方面的影響,例如,城市人口分布的合理性、政治上的公平性,這些可能難以定量計算,可以采用比較性的、描述性的文字或表格來定性說明. 其中一些比較重要的影響因素要提交專家討論,經確認后可以作為項目方案設計的約束條件來看待,例如重要場所周圍的空氣質量、歷史遺址的保護等.
夠定量分析時,需要進行盈虧分析及不確定性分析. 因為很多預測數據往往與實際差異很大. 例如,上個世紀80 年代對北美已建的軌道交通系統的客流預測進行了評價,發現預測值高出或低于實際值至少10 % , 還有一些高出30 % 甚至更多[11 ]. 1984 年gordon 等人采用回歸方程對世界各國城市輕軌客流預測結果誤差做了較系統的分析,發現客流預測值普遍偏高[12 ].
3 umta 采用的評價方法
3. 1 umta(1976 -1978) 評價規則umta (1976) 項目評價規則于1976 年正式使用. 該規則把經濟效果看作是費用-效益評價分析的理論基礎,明確地提出了多種成本和效率水平的評價指標,其中效率通過“總體目標”和“局部目標”兩方面來量度[13 ],總體目標沒有分層次,不可計量,也沒有進行國民經濟效益的評價. 因此在1978 年,umta 依據聯邦政府的“城市軌道交通發展政策”修訂了1976 年的評價規則,它規定聯邦政府軌道交通發展基金只分配給“人口稠密且具有明確的市中心區的城市”(一般指那些“較古老的市中心”). 同時,申請財政援助的城市必須提交一份財政規劃和支持交通運輸的措施,例如車站附近地區的停車政策,在中央商務區(cbd) 的汽車限制. 考慮到方案比較時的不確定性,1978 年的umta 評價方法規定:“申請者必須清楚地說明交通設施進行部分或全部立體交叉的必要性??. 這就意味著,如果有一個常規公交方案在主要性能上與軌道交通方案差不多,那么常規公交”方案將會被選中. 軌道交通方案要獲得支持必須提供更有力的證據[14 ].
1978 年um ta 評價方法仍然有其不足之處. 例如,在1983 年對加利福尼亞薩克拉門托的輕軌項目的評價實踐中[ 14 ] ,盡管使用了節約能源、加速經濟增長等指標,但這些指標難以定量化,這使得評價者對某些指標的實際作用模糊不清,因人而異. um ta 看重規劃年度單位乘客的年平均總成本,該指標偏好于高架方案;當地城市規劃者則傾向于使用規劃年度的年總運營和維修成本,該指標偏好于輕軌方案.
3. 2 umta(1984) 評價規則
um ta(1984) 評價規則是1984 年修訂的,該方法引入福利經濟學的概念,采用邊際評價,其評價規則涉及:成本-效率、地方財政的支持、私營部門的參與、方案定量分析結果、虧損行業的參與、地方政府的支持. 在評價前期,該方法通過設置約束條件排除一些明顯較差的方案,這些約束也包括政治方面的因素. 在評價后期的方案選擇時,該方法把國會的有關標準合成了一個綜合指標,以便能對項目進行明確的等級劃分[ 15 ].
項目評價過程分為三輪. 在第一輪評價中,軌道交通備選方案必須滿足兩項必要條件. 一是線路的單向高峰小時最高斷面流量至少達到1. 5 萬人次,二是被評價項目每日每乘次的出行成本不大于10 美元. 10 美元大約是一個公共汽車乘客改乘軌道交通后平均節省的社會效益的3 倍. 人均出行成本有兩種算法: ① 每日每乘客的工程投資、運營及維修成本和乘客的旅行時間成本之和,即為“ 總成本-效率”(ce) 指標; ② 上述總成本中除去當地政府投資成本,即為“聯邦政府的成本-效率”(fce) 指標.
在第二輪評價中,軌道交通項目必須滿足下面三項條件: ① 相對于公共汽車方案來說,軌道交通項目引起公交客運總量的增加; ② 在已有的備選方案中,推薦方案的每個乘客的成本最小; ③ 該項目每日每個新增乘客的聯邦政府的成本應不大于6 美元.
在第三輪評價中,根據ce 及fce 將項目分成高、中、低3 個等級. ce 及fce 指標都較大的方案歸入高等級,兩種指標都不高的方案歸入低等級,其它情況歸入中等級.
為了提高推薦方案的等級,當地政府會設法提高當地融資的匹配條件,該條件可以降低每個新增乘客的fce , 提高其評價等級. 同樣,如果當地的運營維修成本能通過稅收或其它途徑來保證,方案的評價等級也可提高. 另外,當地的汽車停車和限制政策也會在一定程度上提高軌道交通項目的評價等級.
這套評價規則的一個明顯特點是將軌道交通項目引起的新增乘客看作是某種經濟利益. 它認為每增加一個新乘客,就意味著軌道交通向社會作出了將近6 美元的社會效益. 這種度量方法是以估計所節省的時間成本及汽車行駛成本為基礎的,由此估算出乘客的支付意愿.
該方法用于政策分析有不少優點:評價標準減少;對它們的限制條件的減少;通過三個階段的評價來處理不確定性因素;它是一個合理的、全面的費用-效率法. 這種方法最后歸結為一個指標來選擇方案,使得方案比選易于操作. 但是,這種方法在某些方面還存在一些缺點,例如對每位新增乘客成本及乘客支付意愿的確定方法還不能令人信服,有些規則仍然有一定的模糊性.
3. 3 umta(1986) 評價規則um ta 于1986 年更加完善的評價規則(一本手冊),這又使評價方法進了一步. 該方法補充了乘客的支付意愿的評價標準[16 ] ,還對效益、成本的定義和指標都進行了標準化. 為了減少各城市在客流預測方面弄虛作假帶來的影響,該規則加強了對需求預測模型的檢查和限制,對項目運營維修成本的范圍也做了規定. 為了消除重復計算,對土地價值的增加、出行成本的減少等作了區分. 該手冊同時強調,如果項目是有效益的,即使公共客流量減少,聯邦政府也可以對其進行撥款. 這套規則最明顯的改進之處就是基于出行預測模型的數據對估算出行效益的支付意愿進行確定. 在評價指標方面還有一些需改進之處:更精確地定義了時間成本;獨立計算方案的外部效應,而不是假定它們與直接效益成比例;為各城市的支付意愿調查推薦了一種標準方法.
這種方法引入了一些有用的政策分析概念,使人們可以更全面地進行分析. 此外還在分析指標中,加入決策過程中的一些非指標數據的分析,這在一定程度上可以影響項目的等級劃分. 這是一個有用的框架結構,考慮了非經濟信息的作用. 該方法承認規則中的不確定性,但是沒有考慮實際評價中的不確定性,這會導致在項目評價中產生不良影響.
4 結語
(1) um ta 把成本-效率作為最重要的評價指標,而不是去度量項目的經濟效益. 應該盡可能去評價包括間接成本和效益在內的社會經濟效益,改善其實用性.
(2) 如果對空氣污染、交通擁擠阻塞和其它間接影響能夠以公平的方式實行貨幣化估算,那么就可以對非經濟方面的影響進行權衡分析. 這樣可以讓決策者更全面地進行項目的決策. um ta 應當使用均衡分析法,對項目非經濟方面的影響作出客觀公正的評價.
(3) 不確定性和偏差. 評價指標涉及多方面的因素,如何減少這些因素的不確定性對評價結果的正確性有重要意義. 評價中的一些關鍵數據,如預測客流量、運營及維修費用等,其數據往往有較大偏差,如何減少這些因素的影響對改善決策的正確性也是很重要的. 在我國近階段的城市軌道交通建設中,需要借鑒國外經驗逐漸完善項目評價方法,確保所推薦的建設項目具有顯著的經濟效益和社會效益,這樣才能維持和促進地方政府、中央政府、各類企業等多方面的資本投入城市軌道交通建設,盡快改善我國的城市交通條件.
摘 要 介紹我國城市軌道交通自動售檢票(afc)系統的發展歷程,指出“一卡通”是afc系統的發展方向,ic卡技術的應用促使地鐵收費系統與其他公共交通收費系統共用一張卡進行收費。為使afc系統穩健發展,提出保證系統順利實施和高效運作需要把握的關鍵和相應措施。
關鍵詞 城市軌道交通 自動售檢票系統 ic卡
在地鐵大系統中,自動售檢票系統(afc系統)以其高度的智能化設計,扮演著售票員、檢票員、會計、統計、審計等角色,以數據收集和控制系統實現了票務管理的高度自動化。隨著電子技術的高速發展,自動收費系統理念和技術也發生了巨大變化,一卡通、電子錢包等便利手段的應用愈來愈普及。面對這種日益膨脹的社會需求,我們有必要回顧我國城市軌道交通afc事業的發展歷程,切實解決目前及今后afc事業發展必須考慮的問題,使系統建設有序健康地開展。
1 我國城軌交通afc事業的發展歷程
十幾年來,我國軌道交通afc事業從無到有,從小到大,經歷了啟蒙、實踐、調整三個階段。
1.1 啟蒙階段
20世紀80年代末,上海地鐵憑借在國外收集到的資料,艱難地開始了afc系統和設備的研制,當時城軌交通afc系統概念在中國還是一片空白;在90年代初廣州地鐵1號線可行性研究報告中,票務收費方式是人工還是自動仍是一個重要章節。在這個階段, 對afc系統的功能設置是以學習國外成功的系統經驗為主。在此期間,香港地鐵把其寶貴的建設和運營經驗傳授給內地;同時,國際著名的專業廠家也通過產品和系統介紹,將其城軌交通afc系統許多好的技術和經驗推薦給了我國,這些都為廣州地鐵和上海地鐵afc系統在建設之初就擁有基本完善的功能奠定了基礎。
我國城軌交通首個afc系統供貨合同簽訂正值20世紀90年代中期。當時國際上的磁卡afc系統技術已相當成熟,而ic卡技術在交通收費方面的應用研究才剛剛開始,巴黎地鐵和香港地鐵正考慮將非接觸ic卡應用到軌道交通及公交收費,我國對公交ic卡應用的研究還只是處于接觸式ic卡水平。由于當時ic卡成本非常高,所以在磁卡、ic卡、條形碼等多種媒介之間,都傾向于選擇磁卡。
1.2 實踐階段
從1998年底開始,afc系統在中國內地的城市軌道交通中投入使用,逐步展現出其良好的票務管理水平和高效的客流處理能力,使地鐵公司票務收益管理實現了以最少的人力物力、高效低成本的運作,系統所發揮的作用令設計者、建設者和乘客接受了它。在這個階段,國內的軌道交通afc系統用戶通過使用和摸索,在掌握原系統豐富多樣、科學嚴謹的功能的同時,整理歸納了許多適用于軌道交通票務管理需要的新功能,使afc系統的功能更為完善。經過幾年的實踐,可以從以下幾方面看到軌道交通afc系統的優越性。
(1) 準確的客流及票務統計分析數據:為運營調控、市場營銷、新線建設提供了科學的決策依據,也為提高服務質量和信息處理能力創造了條件。
(2) 高效的afc設備:使車站客流井然有序、快速通過,減少了有意、無意的逃票,保障了地鐵公司的票務收益。
(3) 自動售檢票系統:可大大減少現金交易、人工記賬及統計工作,人員可精簡,準確率和效率較高。
(4) 維修管理系統:使維修資源得以較好的利用,并可達到反應快、修復快的效果。
1.3 調整階段
在短短幾年內,ic卡技術在軌道交通afc系統的應用由研究摸索迅速發展到大規模的實際應用。非接觸式ic卡以其儲存量較大、保密性較強、可實現一卡多用等特性,逐步取代了磁卡的地位,如今已成為各城市軌道交通收費系統的首選票質媒介。
非接觸式ic卡技術在軌道交通afc系統的大規模應用,猛烈沖擊著以磁卡為車票媒介的已有afc系統,同時也推動新建線路的afc系統在功能上擴展和性能上提高,使系統結構更為簡單、高效,成本得以下降。
廣州和上海在建設新線的同時,重視對已有系統的調整,把改造原有的磁卡afc系統提到了重要的議事日程。在調整階段,遇到了與國際上許多大都市同樣面臨的抉擇:一是一步到位地改為全ic卡系統,即所有票種均為ic卡;二是先將儲值票改為ic卡,單程票仍沿用原有的磁卡,時機合適再改為全ic卡系統。
我們在考慮改造方案時認為,我國與國外大都市軌道交通的最大不同點之一在于:我國的線網才開始修建,而國外一些大都市已建有上百公里基本穩定的線網。在國外大都市線網內,儲值票改用ic卡、單程票仍沿用磁卡是完全可行的;而我國城市軌道線網才剛剛開始建設,新線采用全ic卡系統勢在必行,如果原建線路仍沿用磁卡單程票或只部分增設ic卡單程票,則磁卡單程票就不能在新線通行,或造成系統內兩種單程票通行,使系統變得復雜,乘客容易混淆。因此,已建線網越簡單,進行全ic卡系統改造越有利。在分析對比了國內外情況后,廣州地鐵果斷決策:在修建廣州地鐵2號線afc系統的同時,改造1號線的原磁卡收費系統,將其改造為全ic卡系統,使新建線路的afc系統有一個統一的技術標準。目前廣州地鐵的全ic卡afc系統已投入使用,上海地鐵也已經完成改造和使用了ic卡儲值票,并即將啟用ic卡單程票。
1.4 現狀
現在全國新建的軌道交通afc系統都選用了非接觸式ic卡技術,具有很高的信息處理能力和更高的安全性,系統設備更為簡化,卡票現象大為減少,機械維修和調整維修的工作量也相應減少;同時,也為乘客帶來更大的方便,乘客不需從提包中取出車票也能方便地檢票通過。
ic卡技術的應用使公交行業聯營成為發展趨勢,為廣大乘客帶來更大便利。目前,上海“一卡通”和廣州“羊城通”系統已拓展到多個城市的交通領域,如上海在公交、地鐵、出租車、輪渡、停車場及輕軌交通中采用一卡通,北京、大連也實現了公交、輕軌交通的一卡通。
2 把握afc系統發展的關鍵
afc事業符合城市信息化建設的發展方向,人們可以憑借一張卡享受公共交通、市政、金融、醫療、購物、園林等服務。但我們還要看到,無論對于正在擴展線網的上海、廣州、北京,或正在起步建設線網的深圳、杭州、南京等,以及正在策劃afc建設項目的城市,在系統建設時應把握以下7個方面。
2.1 系統的安全性應放在首位
系統安全是城市交通一卡通成功的關鍵,它關系到市民、乘客的切身利益,也關系到各營運方的經濟收益。在系統設計時,必須把系統安全放在首位,建立一套嚴格的安全管理體系,制定一系列規范要求,從防范對卡的攻擊、健全密鑰管理體系、強化設備及網絡安全等方面著手,全面保證系統的安全。密鑰管理體系是系統安全的重要組成部分,由于系統對各運營商是開放的,要考慮各運營商的獨立性和安全性,既保證密鑰的高安全性,同時又要方便相關運營商的加盟,以保證系統合理健康地發展。因此,城市一卡通必須具有統一的密鑰管理標準和ic卡結構規范。
2.2 基于線網確定afc系統功能
一般來說,城市軌道交通是網狀線路,在修建每個城市軌道交通的afc系統時,要對系統進行總體規劃,確保系統穩定運行和可持續發展。afc系統在整個線網中是一個功能統一的大系統,應該以路網而不是以單條線路來確定系統的功能需求,必須把確定線網的票務政策放在首位,以盡可能完善的票務政策作為系統功能需求制定的基礎,這將決定系統的規模、應用和投資。即使是剛剛起步建設第一條軌道交通線路的城市,也應該從線網角度來考慮功能需求,可預留部分功能和容量,切忌采取先建一個簡單系統來滿足現在需求、待日后再去完善的做法,以免造成很大的浪費。
在系統結構方面,要考慮到將來多應用系統的特點;在系統的可擴展性和兼容性方面,要考慮電子和計算機技術的更新周期以及信息量的增加;在現場設備選型方面,要有前瞻性以及人性化的乘客操作界面;在系統構成方面,可以區域中央計算機取代每條線路中央計算機,提高管理和指揮的層次。
2.3 協調推進城市公交大系統的健康發展
公交一卡通是城市一卡通的子系統之一,也應遵循建設部關于ic卡實行“統一規劃、統一發卡、統一標準、一卡多用”的原則。由于ic卡在“大公交”行業(包括公共汽車和軌道交通)應用較早,許多地方的條件已比較成熟,因此可以首先建立和完善城市“大公交”一卡通系統,同時考慮城市一卡通的兼容和進入條件,根據統一的原則和規范,再擴展到煤氣、自來水、園林、小區物業管理的市政、購物等其他服務收費領域。
必須注意,在建立交通一卡通系統之初,運營各方就必須從搭建共同的信息平臺出發,充分協商系統的功能定位和接口標準,做好系統的總體規劃,避免各自為政或先入為主,避免功能欠缺或不能兼容,避免重復建設和資源浪費。因此,協調建立城市軌道交通與地面公交一體化的高效、安全的城市大公交系統,是我們今后一個時期的工作重點。
然而,由于系統建立過程會涉及多個營運公司的經濟利益,為了有效地推進項目的順利實施,最大限度地發揮城市公共交通的作用,以及城市一卡通的早日實現,需要地方政府給予大力的協調和支持,目前上海在這方面的工作成效是顯著的。
2.4 加強信息管理和利用
在經濟全球化時期,企業隨時掌握和分析市場信息至關重要。ic卡技術的應用為信息利用開辟了廣闊的空間,交通一卡通在給市民帶來方便的同時,系統也搜集了大量的公共交通信息。通過這些基礎資料,可以分析各公交運營系統的發展趨勢,為城市公交資源的利用和調整提供決策參考,促進城市管理水平的提高,同時也促進各公交系統的運營管理、服務水平和經濟效益的提高,使企業走上可持續發展的成功之路。
因此,提高信息利用率、增強系統的決策分析能力是afc系統的發展方向之一,應強化系統的整理分析原始數據和信息的能力,把票務系統與線網的信息管理系統相結合,找出票務收益規律,為城市公共交通服務和管理提供及時、準確的決策分析意見,促進交通市場的營銷推廣。
2.5 維修管理方式的優化
隨著線網的形成和發展,在afc大系統中必然不斷有不同公司的產品集成進來,afc現場設備數量和品種會越來越多。由于軟件維護和硬件維護工作量大、技術難度高,要求有高素質的系統維護人員,因此應該將獲得最佳質量和最高效率的維修方式作為線網afc系統持續發展階段的工作重點。
香港地鐵的現行維修管理模式非常值得借鑒。當城市具備2條軌道線路以上時,地鐵公司宜采用車站一體化管理的維修策略,將大量較為簡單的現場設備日常維護工作交由負責車站維護的通用機電工種人員完成或委外維護,而讓具有afc維修經驗的人員集中去做技術含量高的系統維護和車間維修工作,從而充分利用現有的技術資源,提高業務水平。當然,對于新線系統的一線維護的掌握和新人的現場實踐是不可缺的,以使系統維護可良性地運作。
2.6 按標準化建設新系統
現在,全國許多地方都在為本地的信息化建設而積極推進城市一卡通或交通一卡通,這是一個既令人興奮也令人關注的態勢。
我國ic卡應用發展很快,而相應的技術標準和規范制定卻比較滯后,先行建立的系統缺乏統一的協調和規劃,同一地區、同一行業之間的系統技術標準和水平相差較大,沒有建立統一標準的信息平臺,沒有統一的密鑰系統和數據格式,系統的擴展性和兼容性不足,給城市一卡通和交通一卡通的實施帶來較大的困難。因此,一卡通標準化必須引起高度重視。
目前,國家和行業對ic卡及機具產品已有了明確的標準和規范,在今后的ic卡工程建設中,用戶和系統供應商都要嚴格按標準和規范執行。為了使城市一卡通和交通一卡通系統健康平穩地發展,還要加快afc系統有關標準、規范的制定和完善,在項目建設時要保證系統的軟、硬件技術標準一致,以有利于系統的擴展、更新和升級,使系統安全和產品質量建立在統一的技術標準平臺上,資源共享,互連互通。
2.7 全面實現afc系統的國產化
城市軌道交通afc系統國產化是用戶和系統集成商共同關注的問題?？v觀我國目前的軌道交通afc市場,系統設備的國產化正逐步推進,國際知名的專業廠家為獲得中國市場的更大份額,紛紛與國內廠家聯手,在中國制造高品質的afc現場設備,一些核心部件也逐步實現國產化,形勢非常喜人。
與此同時,也應該清醒地看到,國內目前還沒有非常成熟的城市軌道交通afc系統軟件開發商,原因在于開發商必須具備豐富的票務管理經驗并將其融入到程序設計中,而不是簡單地按業主的需求編程序。目前,國外的專業廠家對軟件設計并沒有開放,導致用戶在項目的維護和升級方面對其依賴性很強,而國內廠家也暫時無法給予很有效的幫助。
鑒于這種情況,國內的afc設備廠家和系統集成商應主動尋找合作機會,彌補系統開發能力不足的缺陷,使afc系統國產化得以全面實現。建議國內這些廠家和系統集成商聘請國際上經驗豐富的afc系統設計專家,參與和指導軟件設計,建立高效、實用、嚴謹、全面的程序庫,逐步實現afc系統軟件的標準化。
3 結語
我們展望我國軌道交通afc系統的前景充滿信心,相信其完善的系統功能和性能,將為施展靈活的營銷策略和管理手段提供便利的工具;加快城市信息化建設,早日實現城市一卡通,為市民帶來更多便利。
摘 要 由于軌道交通項目的非排他性與公共性,其效益具有外溢性和間接性,不僅體現在軌道交通項目微觀經濟效益本身,而且體現在巨大的外部宏觀社會經濟效益,對整個城市發展和社會進步具有舉足輕重的作用。依據2000年交通統計資料,采用項目“有無對比法”思路,對上海市已建成軌道交通體系的社會經濟效益進行了量化評估和非量化說明。
關鍵詞 城市軌道交通, 社會經濟效益, 估算分析
城市軌道交通體系從經濟屬性上講,它屬于城市公共產品,是根據國民經濟和社會發展需要而產生的,對于國家、社會或交通使用者所產生的宏觀國民經濟效益遠遠超過其建設者或運營者本身的微觀經濟效益,極大地促進了所在城市和地區的經濟發展。在實踐中,由于軌道交通體系的外溢經濟效益具有間接性和不易量化的特點,因而通常不易被人理解。本文結合2000年上海市已建成的軌道交通體系實際統計資料,對其經濟效益進行量化估算和分析,為進一步的城市軌道交通項目投資決策提供依據。
1 上海市已建成城市軌道交通網絡概況
在上海市現行城市軌道交通總體規劃方案中,未來上?？瓦\交通主體將由地鐵和輕軌相配合的城市軌道交通體系來承擔,共設有11條地鐵線路(總長約385km)和10條輕軌線路(總長約177km)。而到目前為止,上海市已建成并投入運營的3條城市軌道交通線路總長65km;軌道交通1號線南起莘莊,北達上?；疖囌?全長20.97km,遠期日運載能力為100萬人次;軌道交通2號線一期西起中山公園至浦東張江,全長19km;軌道交通3號線明珠線一期從上海南站至江灣鎮,全長24.97km[1]。從運營線路全線范圍看,其平均站距為1.4km左右,客流直接吸引范圍半徑為600～800m,相鄰車站客流直接吸引范圍已經接近重合,以各線路為軸線的帶狀區域都處于城市軌道交通系統的客流直接吸引范圍內,大大改善了軌道沿線的地面交通擁擠狀況,具有明顯的外部經濟效應。
2 城軌交通項目社會經濟效益的一般構成
城市軌道交通項目的社會經濟效益按照其是否可采用經濟尺度來計量的原則,可以區分為有形效益和無形效益。有形效益指能在市場上定值的效益;無形效益則是指不易用貸幣衡量的效益,或者量化只存在理論上可能的效益。另外,該效益亦可以區分為直接效益和間接效益:直接效益是指與項目主要目標效益密切相關的效益;而間接效益是指與項目非主要目標效益相關的效益,即帶有“副產品”性質的效益。依據這一分析框架,可對城市軌道交通項目社會經濟效益作如表1分類和總結。
3 上海市軌道交通體系社會經濟效益分析
通過對城市軌道交通體系社會經濟效益內容構成的分析,并結合上海城市軌道交通統計資料實際數據,考慮到相關資料可獲得性,對上海市軌道交通體系社會效益進行量化估算和非量化說明1)。
3.1 對減輕地面公交系統投資壓力的社會經濟效益b1
隨著軌道交通1、2號線及3號線的逐步建成并投入運營,初步形成了上海市軌道交通網絡的骨架,在針對中、長距離的居民出行中越來越體現出它的吸引力,在很大程度上分散了軌道交通沿線地面公交客運承載壓力,減少了地面公交系統基礎設施的大量投入,節約了社會資源。
3.1.1 取代公交車輛購置費
根據2000年上海市交通統計資料:城市軌道交通系統日均客流量51.03萬人次;單位車輛日均客運量,常規公交及專線車為404人/輛·日,出租車48人/輛·日;客運結構中常規公交及專線車、出租車、地鐵分別占客運量的73.8%、21%和5.2%;地面客流分配至公交車及出租車的比例為3.52∶1。若將2000年上海市軌道交通日均客運量按現有的客運結構分配至地面,完全由地面公交和出租車來承運(即無軌道交通項目時),則客流分配結果為:常規公交及專線車39.73萬人次,出租車11.3萬人次。由此,以目前軌道交通對地面客運量分流后的地面公交飽和程度及擁擠程度為標準,需增加配備的車輛數量為:常規公交及專線車984輛,出租車2355輛,共計3339輛。若客車按中檔市價約80萬元/輛計,出租車采用普桑轎車市價約11萬元/輛計,共需初始投資104625萬元。根據國家民用汽車報廢標準,客車使用年限為10年,出租車使用年限8年,采用直線折舊法,則2000年總計節約車輛使用費用約11110.13萬元。
3.1.2 節約交通基礎設施投資費
在現有的機動車輛保有量(2000年全市機動車總量為104.7萬輛)基礎上,增加3339輛大型機動車輛必將對城市道路交通系統增加巨大的交通壓力,造成新的交通堵塞和擁擠。如要維持現有的交通狀況擁擠水平,必須增加城市公交基礎設施建設,以適應新增車輛的運行。
(1) 需增加的城市道路水度及道路面積:2000年上海市車均道路面積126.04m2/輛,車均道路長度9.21m/輛,單位面積道路投資約為235元/m2。增加3339輛大中型客運車輛后,要維持當前的道路交通狀況,則需增加城市道路長度30.75km,需增加城市道路面積42.08萬m2,總共需投資約為9888.8萬元。若使用年限按標準10年計,并采取直線折舊法,則2000年需增加道路折舊費用約為988.88萬元。
(2) 需增加的城市停車泊位數:2000年上海市總計停車泊位97773個,車均泊位供給數為0.2個/輛。從而以現有停車泊位使用密度為標準,新增加3339輛車后共需增加停車泊位668個,按普通停車泊位規格(5m×2.5m),共需投資196.23萬元。同樣采用使用年限10年及直線折舊法,則2000年需增加停車泊位折舊費用約為19.62萬元。
綜上可知,2000年上海市已建軌道交通體系減輕地面公交系統投資壓力所節約的社會資源約為12118.63萬元。
3.2 節約乘客出行時間的社會經濟效益b2
節約乘客出行時間效益是指乘客旅行時選乘軌道交通而不乘地面公交車輛所節省的時間為社會創造價值而產生的效益。從理論上講,軌道交通乘客節省的乘車時間效益可以由工作出行時間價值和休閑出行時間價值兩部分構成。但由于實際生活中軌道交通乘客屬于工作時間出行所占比例很小,可以忽略不計,而近似用閑暇時間價值來衡量。另外考慮到上下班途中所節省時間應該作為閑暇時間效益來衡量,故采用如下模型計算:
b2=q×t×1/2×g
式中:b2為乘客出行節約時間效益;q為軌道交通年客運量,萬人次;t為單位乘客平均節約時間,小時(按國際慣例,休閑時間價值為工作時間價值的25%～75%[2],故本式中取為工作時間價值的1/2);g為人均小時國民收入,元/h。
根據上海市2000年客運量資料[1]:軌道交通1號線日均客運量30.46萬人次/日,平均乘距9.55km;軌道交通2號線日均客運量11.94萬人次/日,平均乘距6.16km。市中心區公交車輛平均速度約12km/h,軌道交通平均速度35km/h。據《上海統計年鑒2001》,計算出工作客流系數為0.56,人均小時gdp為17.08元/h(假設每人每月工作小時為168h)。
由以上資料及模型,可以計算出2000年上海市軌道交通體系吸引地面客流實現的節約乘客出行時間效益b2為6.221億元2)。
3.3 安全性提高的社會經濟效益b3
軌道交通系統為全封閉全隔離交通,其本身事故比地面交通事故要少的多。同時,由于軌道交通對地面公交客運量的分流,緩解了地面道路交通的擁塞程度,從而間接減少了地面機動車輛發生交通事故的頻率。這不但減少了交通事故損失,而且還給社會、個人和家庭幸福創造了有利條件,形成了巨大的社會效益,有利于整個社會的安定團結。對于采用軌道交通體系的安全性提高效益,可按同樣客運量條件下每增加一輛機動車平均每年增加的交通事故損失進行估算3)。
根據上海市2000年客運量資料[1]:1999年全市發生交通事故26104起,交通事故損失15924.4萬元;2000年全市發生交通事故41262起,交通事故損失20391.6萬元。而1996年到2000年平均每年全市機動車輛增加數量約為5萬輛,從而在現行交通狀況下平均每增加一輛機動車輛所增加的事故損失費為893.44元/輛。由此,在現有道路設施供應及機動車輛保有量條件下,增加3339輛機動車輛可能增加的交通事故損失費為298.32萬元。即軌道交通體系提高交通安全性的直接效益b3約為298.32萬元。
3.4 提高勞動生產率的社會經濟效益b4
由于在途時間短,乘車疲勞度下降,軌道交通舒適度可使乘客的勞動生產率提高。根據蘇聯“固定基金、基本建設投資和新技術經濟效果研究會”與蘇聯科學院經濟研究所的研究表明,運輸疲勞使勞動生產率降低的數值:軌道交通為1.4%,公交車為7%[3]。即乘客乘坐軌道交通比乘坐公交車可使勞動生產率少降低5.6%。按照項目有無對比法的思路,假定無軌道交通之前乘客的交通工具為公交車,可采用以下模型計算軌道交通系統提高市民勞動生產效率效益:
b4=(q/n)×η×g×w×6.2%
式中:b4為減少乘客交通疲勞的效益;q為城市軌道交通年工作客流量,人;n為工作客流往返系數,介于1～2之間;η為工作客流系數;g為人均小時國民生產總值,元/h·人;w為勞動者日工作時間,h;6.2%為軌道交通乘客比公交車乘客生產率提高的增加系數,其計算方法為[(1-1.4%)/(1-7%)-1]。
假設工作客流往返系數為1.8,運用本模型及上海市2000年客運量資料[1]可計算出2000年城市軌道交通減少乘客交通疲勞效益b4約為2.68億元。
3.5 軌道交通體系節省能源的社會經濟效益b5
從能源情況看,城市軌道交通系統使用的是無污染、廉價的電能。較之公交車,它不僅具有無污染、噪聲小等優點,而且節能、運量大、方便快捷、運輸效率高。無論是從環境保護、可持續發展等國家大政方針而言,還是從節約燃油等國家能源政策講,它作為主要的常規“綠色交通”,其未來發展前景是公共汽車難以比擬的。
圖1為幾種主要交通工具的單位能耗示意圖[4]。鐵路交通單位能耗量相當于公共汽車單位能耗的57.8%,節約能源42.2%。而軌道交通由于車體輕、路況好,單位能耗低于一般鐵路。按一般鐵路能耗計,軌道交通單位能耗比公交車節約能耗30kj,比私用汽車節約2131kj。
根據2000年客運資料[1]計算出軌道交通年客運公里數為1.33×105萬人·km。按前文客流公配比例(3.2∶1)將軌道交通客流分配至公交車和出租車,得出同等公交車客運公里數為1.04×105萬人·km,同等出租車客運公里數為2.95×104萬人·km。由此可得節省能耗數量為9.71×1011kj,相當于汽油約2.11萬t,以現價計折合人民幣7846.92萬元。
3.6 改善城市污染狀況的社會經濟效益b6
城市軌道交通作為一種出色的綠色交通工具,通達、有序,安全、舒適,低能耗、低污染,為減輕現階段由于城市交通污染造成的城市生態環境日益惡化的程度、改善城市居民生活環境做出了巨大貢獻。
3.6.1 減少交通廢氣污染的社會經濟效益b6.1
上海市因近年機動車輛的大幅增加,機動車尾氣污染物排放已成為大氣環境的主要污染源。以1996年為例,上海機動車尾氣co、cox、nmhc占市中心區排污分擔率分別達到了86%、56%和96%。可見機動車尾氣污染已成為城市大氣污染的主要因素,嚴重危害著市民的健康,已成為嚴峻的社會問題。而城市軌道交通系統由于采用電力牽引,可以在城區實現大氣污染的零排放,有利于減輕城市大氣污染,改善城區大氣環境質量。其城市生態環境效益可依據以下模型計算:
b6.1=tq×pfzl
式中:b6.1為廢氣污染減輕效益;tq為軌道交通替代的公交客運車輛數,t·km;pf為公交車單位排放廢氣量,l/t·km;zl為治理廢氣單位成本,元/l。
3.6.2 緩解城區熱污染的社會經濟效益b6.2
機動車輛尾氣散熱、排放的co2,以及公路硬表面吸放熱,是造成城市熱污染、產生城市熱島效應的主要因素。據研究測試,昆明城市熱島效應最大值為2.7℃[4]。由于上海市光輻射強度高于昆明,且城區遠大于昆明,其熱島效應(即熱污染)更為嚴重。 圖2為不同交通工具單位運量排放的co2系數。當鐵路的co2排放系數為100時,公交車為268,小汽車為834[4]。而城市軌道交通承擔的co2排放到了遠離城區的電站所在地,大大減輕了城區的co2污染,降低了市中心的熱島效應。
由上文計算可知,2000年上海市因軌道交通系統分流城市公交客運量而節約燃油、減少城區排放溫室效應氣體co2約為1.6萬t(噸油co2排放系數為0.75)[4]。據世界銀行估算,每噸co2造成的溫室效應帶來的損失為20美元[4],則全年可減少溫室效應損失32萬美元,折人民幣約264萬元。
3.7 帶動沿線不動產增值的效益b7
城市軌道交通體系的建成通車,提高了沿線居民和企業可達性,造成軌道交通沿線土地和房產的需求增加,從而使沿線的不動產增值。其增值效益可采用以下模型計算:
b7=∑(p2i-p1i-δei)
式中:b7為沿線不動產的增值效益;p1i為軌道交通建設前沿線不動產i的價格,元;p2i為軌道交通建設后沿線不動產i的價格,元;δei為由其他原因造成的沿線不動產i的價格上漲幅度,元。對于δei的測算采用市場比較法,即選定一塊與不動產i的地段、結構、類型相似,但不在城市軌道交通沿線的不動產j,比較在軌道交通建設前后不動產j的價格變化之差即為所求的δei。
3.8節約用地效益b8
與一般地面交通相比,城市軌道交通最突出的特點是它絕大部分在地下或高架上運行,對地面占用比較少。即使仍在地面運行,由于其運輸能力大,單位人公里占用土地面積減少,也節約了城市用地,這對土地日益稀缺的城市來講顯得尤為重要。城市土地不斷增值的規律,使城市軌道交通的此項節約效益從長期來看是一筆十分可觀的收益。軌道交通建設節約城市用地的效益為:
b8=(ag-aq)×ps
式中:b8為城市軌道交通節約用地的效益,元;ag、aq分別為公交車和軌道交通單位人公里占用土地面積,m2/人·km;ps為城市土地機會成本,元/m2。
3.9其它難以量化計算的社會經濟效益b9
軌道交通體系所形成的社會經濟效益是十分廣泛的,除了上文提到的較易量化的社會經濟效益以外,還包括其它很多在現實中難以量化的社會效益。主要包括:軌道交通體系建設帶動沿線地面、空間、地下交通和其它經濟項目成片開發的效益;沿線企業利用軌道交通體系效益的外溢性所產生的間接微觀經濟效益;改善城市交通結構,吸引大量客流,增加城市活力的效益;減少城市交通噪聲,提高居民生活質量,增加就業機會等方面效益。這部分社會效益也是相當可觀的。但是定量計算的難點在于軌道交通對這些相關效益的影響程度無法明確界定,本文限于篇幅不再作詳細討論。
4 結語
上海市是一個發展中的現代化國際大都市,公共交通問題已成為制約其發展的一個重要因素。城市軌道交通體系作為未來上海市客運網絡骨干,以其嚴密的組織運行,快速、準時、安全、舒適的特性及高水平服務質量吸引大量地面客流,有效緩解地面公交系統的客運壓力和擁擠程度,改善地面交通狀況,形成巨大的社會經濟效益。另外,由于該系統對地面客流的吸引,可以減少城市各種機動車輛的運用數量,從而使城市中機動車排放廢氣和噪聲總量降低,緩解道路公交因客流的快速增長而產生的日益加重的城市環境污染,體現出了可觀的生態環境經濟效益。
城市軌道交通系統能夠實現城市經濟效益、社會效益、生態環境效益三者的有機統一,是具有巨大國民經濟外溢效益的現代化城市交通工具。
摘要：工程咨詢設計是利用準確適用的信息和專家的智慧及經驗，運用手段、管理、和工程技術等方面的知識，為建設項目的決策和管理提供咨詢的智力服務。城市軌道建設項目是大型的系統工程，有其自身的特殊性，本文針對當今城市軌道交通建設方興未艾的形勢，結合城市軌道交通項目的特點，重點論述了咨詢設計在該特殊行業的作用及如何發揮其作用的。
關鍵詞：軌道交通；咨詢設計；項目管理
o引言-中國城市軌道交通建設方興未艾
據統計，今后五年中國城市軌道交通將有大，將建成總長度四百五十公里左右的城市軌道交通線路。中國人口過百萬的三十四個城市中，有二十個超大城市和特大城市正在建設和籌建自己的軌道交通。其中，北京、上海、廣州在續建地鐵。北京規劃未來地鐵總長將達到四百零八公里。上海目前已有三條地鐵線投入營運，“十五”期間將建設包括磁懸浮、輕軌、地鐵在內的十條軌道交通線路，全長超過二百公里；廣州全長十八點四八公里的地鐵一號線已在一九九九年六月通車，目前全長二十三公里的地鐵二號線工程正在積極展開，預計到2010年將構成全長近一百三十公里的廣州軌道交通網絡。此外，深圳、南京已在動工興建地鐵。西安、沈陽、成都、大連、青島、哈爾濱、鄭州、天津、長春、重慶、武漢等城市已在擬建地鐵及輕軌交通。中國城市軌道交通建設方興未艾。據中國國家計委有關部門提供的資料顯示，“十五”計劃期間，中國城市軌道交通建設投資將達二千億元人民幣。
軌道交通建設項目是大型的綜合性系統工程。它具有投資大、建設周期長、專業繁多、設計面廣的特點，在其整個建設過程中，設計咨詢起著至關重要的作用。設計咨詢是一種高智能的技術服務活動，咨詢設計的質量及效果直接項目的結果。咨詢設計服務，將貫穿于建設項目的前期策劃、設計、建設和運營管理過程中。隨著中國加入wto的臨近，建設項目的管理和設計咨詢業務均必須與國際接軌，使之規范化、科學化、國際化，尤其是設計咨詢更應超前，同時帶動軌道交通項目建設管理的規范化。
1城市軌道交通建設項目的特點
城市軌道交通交通建設項目與一般的建設項目有很大區別，它主要表現在以下幾個方面：投資大
一項軌道交通建設投資動輒幾十億、幾百億元，京、滬、穗近年來修建地鐵的綜合平均造價已高達每公里六億至八億元人民幣。投資的巨大使得工程的資金風險很大。
工期長
一個軌道交通建設項目從籌劃運作開始到運營使用一般需要5年左右的時間，如受政府審批和資金籌措等方面的因素影響，時間會更長。
涉及面廣
軌道交通項目是一個城市的生命線工程，它直接關系到居民的生產、生活，關系到城市的國民經濟發展，她除能解決沿線及周邊地區的交通外，還能促進房地產市場、市場的開發，帶動整個地區乃至城市的繁榮和發展。在建設過程中，會涉及到城市交通、建筑、市政、環保等方面，甚至帶動相關產業的發展，它涉及到的方方面面及建設的意義，是一般建設項目遠不能及的。
系統、專業多，接口繁雜
軌道交通項目包括土建、機電、運營管理和投資經濟四大系統，下有二十幾個子系統三十多個專業，有多個單獨的分項分部工程，各系統、專業接口復雜。
由于城市軌道交通的上述特點，首先運作項目的業主必須具備專業的項目管理能力、寬泛的專業知識和較強的決策能力，但僅靠業主的實力是遠遠不夠的，這就必須充分發揮設計咨詢公司在城市軌道交通交通建設項目中的作用。
2設計咨詢在城市軌道交通交通建設項目中的作用
城市軌道交通項目同其它建設項目一樣，都必須經歷從醞釀、策劃開始，進而通過可行性、論證決策、計劃立項之后，進入項目設計和施工階段，直至竣工驗收和交付使用的項目周期。從項目建議書開始，咨詢設計貫穿于整個項目建設過程。在項目策劃階段，即參與項目的組織策劃、項目融資策劃、項目目標策劃和項目管理策劃。
項目組織策劃指建立工程項目法人責任制（即項目甲方），按現代組織模式組建與項目建設有關的管理機構及人事安排；融資策劃即為實現項目建設提供資金保障；目標策劃即制定項目投資目標、質量目標和進度目標的體系設定與實現；項目管理策劃是對項目實施的任務分解和任務組織工作的策劃，著力于提出行動方案和管理界面的設計。
項目管理策劃結構如下圖：&nbs
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3優化項目管理模式，充分發揮咨詢設計公司的作用
以上談到城市軌道交通建設項目的系統性和行業特點以及設計咨詢的作用。作為一個城市軌道交通資深的設計咨詢公司，我們積累了近年來國內多個城市的軌道交通建設經驗，近幾年國內各個城市的軌道交通的建設及國外的建設模式，可以歸納為以下三種方式：
第一種方式：政府作為投資的主體，委托項目法人代行政府控制的職能。這種模式在已建成的地鐵線路中采用，如北京地鐵復八線、城市鐵路；上海地鐵一、二號線；廣州地鐵一號線。
第二種方式：采用多元投資體制，促進軌道商業化運作。這在正在建設的北京地鐵5#線、上海正在建設的幾條線路中采用。
第三種方式：交鑰匙工程，即由工程總承包商負責整個項目的融資、設計咨詢、施工及調試。這在國際上已是通行的建設模式，相信在加入wto后，建設模式會逐步與國際接軌，而在這方面，設計咨詢公司有很大優勢，這與建設部對勘察設計行業改制的要求也是一致的。
以上建設方式可在今后的實踐中繼續摸索，但不管采用怎樣的建設方式，設計咨詢的作用是不變的，甚至如果采用第三種方式，設計咨詢公司將成為項目的主體。
軌道交通建設項目的管理，追求的是成本、質量和工期三大目標，咨詢設計也是同樣的，為實現上述三大目標體系，充分發揮咨詢設計公司的作用，必須制定相應的管理模式，配置合理的組織機構，具體措施是：
實現工程咨詢設計的相關主體單位：
a．甲方即業主或委托方，甲方應設專門機構對設計咨詢系統實施全程監控，并根據設計方的主要技術要求，提供或配合設計方搜集所需的基礎資料，編制并下達設計任務書，組織項目設計方案競賽與設計招標策劃。
b．乙方即設計方，對于大型系統工程，由于多系統、多單項工程，往往會涉及到多家設計單位，因此為實現項目設計的總體協調，必須設定一家有資質的設計單位作為總體單位，統一設計原則，協調系統接口。
c．監督方即設計監理方，由有資質的單位承擔，代表甲方對設計方的設計質量進行監督，審查全套設計圖紙。
項目咨詢設計系統管理結構
a項目咨詢設計的組織結構如圖3。建設項目法人聘請設計技術決策機構、設計監理和專家組，后者代表業主對設計咨詢成果進行評審決策，總體設計單位是設計咨詢工作執行的主體，對整個項目各子系統起協調和統一的作用，分項設計單位可根據情況設置一個和多個，總體組由多個設計單位的資深專家組成。這樣的層次結構能明確執行層和決策在技術和管理上的歸屬。
以上組織結構是實現項目咨詢設計系統三大目標體系的組織保障。
規范的質量保證體系是實現項目質量控制的保障
咨詢設計提供的產品為具有高含量的咨詢設計成果。設計方案的優劣與質量的好壞決定整個工程建設的造價和質量，質量是建設項目追求的關鍵目標。
①嚴格按iso9001質量保證體系進行設計控制和管理，各分包單位也要制定相應的質量保證措施并交總體院和甲方審查備案；
②對單項工程的協調和管理建立專門制度和紀律規定，如方案審查制度；定期例會制度；文件審查會簽制度；資料管理制度；相互來往聯系單制度；統一軟件環境制度等等。以上活動均以表格進行記錄，并按照統一要求編號，使管理規范化。
③嚴格按工程質量控制程序進行設計。
高素質的人才是項目成功的保證
設計咨詢業與其他行業的不同關鍵在于它具有較高的技術含量。因此，高素質的人才是項目成功的保證。在項目實施過程中，有三類人是非常關鍵的，他們是：既懂技術又懂管理的項目負責人；有較高業務素質、認真敬業的專業技術人員；懂、會經營、熟悉國際工程運作的經營管理人員。這三種人不論對設計咨詢單位還是對業主，都是非常重要的。
咨詢設計單位加強規范化管理，與國際接軌
總之，工程項目的咨詢設計，包括投資機會、編制項目建議書、可行性研究、工程設計（包括初步設計、技術設計和施工設計）、建設階段咨詢、生產準備階段咨詢、生產階段咨詢包括后評估等。軌道交通工程作為大的系統工程，必須嚴格按照建設程序進行項目建設，并突出設計咨詢系統的重要作用，使項目的建設更經濟、更合理。
摘 要:城市軌道交通建設對城鎮化水平提高具有非常重要的影響，為加快推進城市軌道交通建設，就需要拓寬融資渠道，更多介入民間投資。投資行為市場化是激勵城市軌道交通建設高效運作的捷徑。由于傳統體制的原因，在操作過程中會存在諸多障礙，所以打破行業壟斷、建立有效的價格機制以及民間投資的服務和監督是市場化融資行為得以落實的保障。
關鍵詞:城市;軌道交通;市場化融資策略
一、城市軌道交通:未來城市交通方式的主要選擇
(一)城市軌道交通的世界趨勢
城市軌道交通全稱叫做城市快速軌道交通，是指利用軌道作為車輛導向的運輸方式，以客運為主，目前國際上技術比較成熟、已經上線運營的城市軌道交通主要有地鐵、輕軌、市郊電車、有軌電車和單軌交通、導軌以及線性電機牽引的軌道等7種子系統，其中以市郊鐵路、地鐵、輕軌和有軌電車的應用最為廣泛，以線性牽引電機牽引系統最有發展前途。從19世紀60年代世界上第一條城市地鐵誕生起到目前，由于城市軌道交通具有占地少、載客量大、運載效率高、節省能源、污染少、使用壽命長等其他任何路面交通工具無法比擬的優勢，再加上有自己的專用通行道，與城市道路沒有平面交叉，不受市內道路交通的干擾等特點，已成為世界許多大都市客運交通的骨干。城市軌道交通是解決時間集中、客流量大的大城市交通問題的最有效和最理想的方式。像東京、倫敦、巴黎、莫斯科等世界發達國家的都市在城市軌道交通方面已經達到很高的水平。這些國家雖然家庭汽車的擁有率很高，但絕大部分人仍選擇軌道交通作為主要的交通工具。國外研究結果表明，當城市規模大于100萬人時，以城市軌道交通為骨干方式的交通系統結構具有明顯的技術經濟優勢。在人口不到100萬的大中城市，為適應可持續經濟發展戰略的長遠需要，也需要發展城市軌道運輸。發達國家的大城市中在改善市區交通的同時都在積極發展與衛星城間的公共運輸系統，城市軌道交通是城市發展的必然選擇。
二、城鎮軌道交通建設思路的總體構想
城市軌道交通作為城市發展的重要基礎設施之一，為了提高其建設效率必須開放市場，打破壟斷，形成有序競爭的格局。(1)政府職能轉換:更新觀念即放棄“政府有責任提供基礎設施，就等于基礎設施必須由政府投資”的傳統觀念，政府無須大包大攬城市軌道交通和社會公用設施項目。政府的作用應體現為資金先導、政策指導、信息引導，政府應充分運用各項政策杠桿，將有限的財力與民間潛在的資金實力相結合，形成城市軌道交通和公共設施建設中的巨大合力。(2)市場環境營造:在市場機制能基本發揮作用的領域，政府實施維護和促進競爭的政策，保證各類投資主體公平合理地參與基礎設施領域的競爭;在公共性、自然壟斷性較強的供水、供電、供氣等領域，政府應根據市場準入、價格和服務等具體因素，制定約束市場供求雙方的規則，以形成基礎設施建設有序競爭的格局。(3)經營城市理念:加快推進經營性城市基礎設施的市場化運作必須破除城市基礎設施建設必須由政府投資，城市基礎設施運營必須由國有企業承擔或由國有企業控股的陳舊觀念，將政府投資逐步退出社會資本和其他國內外資本有投資意愿的經營性基礎設施項目，通過多種方式吸引各類經濟成分和國內外投資者參與項目建設和運營，實現政府投資的放大效應。(4)運行機制創新:首先是資金籌措多元化。堅持市場導向，依據市場規律，注意發揮政府投入的示范效用和對非國有經濟的帶動作用，以政府杠桿資金吸引社會資金的廣泛參與，努力實現建設資金來源多渠道、籌集多形式、投入多層次，并按市場原則實行資金要素的合理流動。其次是建設行為企業化。將企業行為引入基礎設施建設和發展中去，實現建設主體逐步由政府轉向企業，創新運作機制，做到既有政策引導和政府支持，又有價值規律與市場杠桿的自動調節，形成基礎設施建設和發展的高平臺。第三是資源享用商品化。將部分城鎮資源適度商品化和商業化，改變無償享有公用設施和社會資源的狀況，優化資源配置，創造可持續融資機制，實現建設資金的良性循環。第四是有償轉讓市政項目的經營權。借鑒bot(建設、經營、移交)、boo(建設、擁有、經營)、boot(建設、擁有、經營、轉讓)、abs(資產收益抵押)投資模式，在不改變城市軌道交通原來用途的前提下，有償、有期限地轉讓城鎮道路、橋梁、公園、公廁、電力、通訊、自來水、熱電等公共設施經營權，有償轉讓供水、供氣、公交等公用事業企業的部分股權。走社會化服務、市場化運行、企業化經營的路子，由福利性服務向經營性服務轉變。
三、城市軌道交通的市場化融資方式選擇
根據城市基礎設施所能帶來的未來現金流的差異可以將其劃分為經營性基礎設施、準經營性基礎設施以及非經營性基礎設施三種類型，對于不同類型的基礎設施應該采取不同的投融資策略。城市軌道交通屬于準公共產品，具有較強的公益性;軌道交通運輸在一定程度上是可分割的，因而具有排他性，其運營具有時空局限性，盈利空間有限;權益具有放大性，資產的保值增值能力強，具有極強的現金獲取能力。正是由于城市軌道交通的準公共物品性質和經營上的上述特點，所以其建設和運營上就不一定必須單一地依托財政支持。目前制約我國城市軌道交通基礎設施建設的主要因素是缺乏資金，在城市軌道交通建設融資中存在三大問題:投資主體的投資模式單一，票價機制尚待進一步完善，綜合開發觀念尚待形成。城市軌道交通基礎設施，相對于一般的城市道路和橋梁設施建設，對私人投資有較大的吸引力，政府應制定切實可行的優惠政策，采取多種方式，鼓勵社會資本參與投資，并由政府提供必要的財政資金進行補貼和引導。
(一)金融衍生工具選擇
金融衍生工具在城市軌道交通建設過程中是一種很好的市場化融資模式:(1)有保護的可提前退還債券:政府政策的制定或改變、稅法更改、匯率波動等，可能導致基礎設施項目未來現金流的不利變化，使基礎設施項目的經濟價值下降，從而給債券持有者帶來損失。而設計一個保護性可提前退還債券，可以允許債券持有者在不利事件發生時，以預先確定的價格提前退還債券，收回現金。債券的持有者不但購買了債券本身，還購買了債券的看跌期權。(2)可退還股票:可退還股票的購買者有權在發行后的若干年內以預先規定的價格退還股票。此類可將普通股退還給發行者的金融創新用來減少首次公開發行時股價的低估和信息不對稱問題。由于信息的不對稱，投資者不能肯定政府是否會對該基礎項目的建設持支持態度，因此由于信息不足造成的對政府的不信任也許會導致股價低估甚至無人購買股票。所以，一旦這種可將股票退還獲得現金的承諾由主辦政府來承擔，股價下跌所帶來的風險就可以被這種可退還的允諾所規避。因此，通過這種方式就可以吸引原本害怕無法收回投資成本而不愿投資的私人投資者。從另一個方面來說，這種附在股票上的可退還性也可以增加股票的價值。(3)可轉換含看漲期權的債券:可轉換債券的持有者有權在將來某些事件發生時，將債券轉換成公司的股票。當基礎設施投入營運后的收益由于特殊事件的發生達到或者甚至高于人們的期望時，對于發行者而言可以提前付清欠款而要求贖回，債券持有人為了分享更多的利益，可以把債券轉換為股票。原本的負債就可以轉變為公司的權益資本。
(二)有償轉讓市政項目的經營權
1.bot模式:即(build-operation-transfer)，是1980年代以來國際上廣泛采用的一種比較新穎的基礎設施項目投資方式，即在一定的經營期內，將基礎設施項目交由國內或國外承包者建設、經營，特許經營期結束后，此項目設施完整地轉交給國有部門單位管理經營。這種方式對解決基礎設施瓶頸矛盾、緩解資金緊張以及加快經濟發展有一定作用，實質是一種債權與股權相結合的產權形式。適合城市軌道交通基礎設施建設項目的融資。bot有三個基本特征:(1)包括建設、擁有、經營和移交全過程，在國際上也稱為boot。項目公司在特許期內對項目資產的所有權不是完整意義上的所有權。(2)政府特許經營。即項目公司必須經政府特別許可才擁有建設、經營資產的權利，政府與項目公司的關系由特許經營協議確定。(3)項目融資。項目融資是一種無追索權或者只有有限追索權的融資貸款，其核心是歸還貸款的資金來自于項目本身。bot也存在一些明顯的缺點:前期準備和談判階段就需要較大投入、咨詢費用高、運作周期長、過程復雜。該方式在運營過程中需要一定的適用條件，即需要支持項目融資的國家金融體系來支撐。
2.tot模式:即(transfer-operation-transfer)，國際上較流行的一種項目融資方式。它是指政府部門或國有企業將建設好的項目一定期限內的產權和經營權有償轉讓給投資人，由其進行運營管理，投資人在一個約定的時間內通過經營收回全部投資和得到合理的回報，并在合約期滿之后，再交回給政府部門或原單位的一種融資方式。tot模式也適合城市軌道交通設施建設項目的融資。tot融資模式由轉讓方負責籌資建設，受讓方不介入項目建設，從而也就不承擔建設期風險，它只要用與已建成設施經營收費權資產價值的等價資金作為投資，就可獲得未來收益的權利，而與城市交通基礎設施資產價值的形式無直接的關系。
3.ppp模式:即(public private partnership)，是指政府、營利性企業和非營利性企業基于某個項目而形成的相互合作形式。ppp的基本特征為共享投資收益，分擔投資風險和責任。ppp模式的本質即通過政府政策的引導和監督，在政府資金的支持下，在項目的建設期和運營期廣泛采取民營化方式，向公用事業領域引入民間資本。在該模式中通常將公用事業的大部分甚至整個項目的所有權和經營權都交給社會投資者，從而引進專業化管理，達到建立市場競爭機制、提高服務水平的目的。ppp模式是一種公共部門與私人企業合作模式，是指政府、盈利性企業和非盈利性企業基于某個項目而形成的相互合作形式，適用于包括城市軌道交通設施在內的基礎設施項目的融資與建設。通過這種合作形式，合作各方可以達到比預期單獨行動更為有利的結果。合作各方參與項目時，政府并不是把項目的責任全部轉移給私人企業，而是由參與合作的各方共同承擔責任和融資風險。在項目建設期，政府直接投資可理解為資本補貼或前補貼;在項目運營期，政府提供資金支持可理解為運營補貼或后補貼。為簡便起見，將這兩種在不同階段政府資金介入的ppp模式命名為前補貼模式和后補貼模式。(1)前補貼模式。具體做法是:把整個地鐵項目分為a、b兩個部分。a部分包括地鐵車站、軌道和洞體等土建工程的投資和建設，由政府出資的投資公司來完成;b部分包括車輛、信號等設備的投資、運營和維護，由社會投資組建的ppp項目公司來完成。運營期間政府部門保障ppp公司的收益，在雙方核定的期限結束后ppp項目公司無償將地鐵項目的全部資產移交給政府或續簽經營合同。(2)后補貼模式。具體做法是:按照目前國內固定資產投資項目的資本金制度，國有企業與民間企業共同出資組建項目有限責任公司，負責地鐵新線項目的投資、建設和運營。在項目投入運營后，當實際發生客流量比預測客流量增加或減少的幅度超過一定比例，由政府和項目公司按一定比例共同承擔或享有。在雙方核定期限結束后，企業同樣要無償將項目全部資產移交給政府。
4.證券融資:通過發行股票進行城市軌道交通基礎設施建設融資，可以達到利用外資而不借外債;利用內資不借內債的效果。尤其是在經濟發達地區，成立輕軌、地鐵等專門股份有限公司，由公司承擔發行股票、募集資金，并進行綜合開發經營。同時，政府還應賦予股份公司在土地征用、制定運價、建設方面一定的優惠政策。在成立城市軌道交通基礎設施股份公司時，國家的入股形式可以多樣化，既可以投資入股，也可以以現有的交通基礎設施作價或其他形式入股。在融資的同時，應注意加強國有資產股的管理，防止國有資產流失。
(三)市政債券的實施
市政債券在美國、日本、英國和法國等西方發達國家是一種成熟的、信用等級非常高的融資工具，已有近百年的發展歷史。戰后的日本將市政債券作為一種強有力的融資工具為其基礎設施的建設提供了大量資金。美國在1920年代就開始發行市政債券來募集基礎設施所需要的大量資金。市政債券由市、縣、鎮等地方公共機構發行，目的在于募集當地開發公共設施建設所需資金。發行市政債券確實能夠給小城市軌道交通建設解決資金的壓力問題，但在實施過程中也有很多需要注意的問題:(1)政府發行市政債券的目的是為了彌補財政赤字和擴大公共投資，市政債券作為地方政府債券在主要解決上述問題的同時還要注意其他各種證券的競爭風險;(2)發行者必須具有很高的信用等級，對于我國，發行者必須是政府機構，尤其是經濟比較發達地區的政府機構;(3)市政債券的發行規模是一個很嚴肅的經濟學問題，總的來說不能超過地方政府每年財政收入的一定比例，不應過少，如果數量過少，就會影響債券的流通性，并且不能滿足城市基礎設施建設的需要。但也不能過大，因為數量過大，如果政府不能到期還本付息，一方面會降低政府的信譽度，另一方面會增加地方政府的負債規模。
(四)信托參與方式
基礎設施項目投融資改革成功的關鍵是能夠通過參與各主體的協調，設計出好的融資計劃，風險控制方案、收益共享方案。在這個過程中，信托公司等金融中介機構不僅能夠憑借自己的專業經驗和技能參與設計融資計劃，而且，信托公司和其他機構還可以積極參與發起項目公司，成為小城市軌道交通項目建設的主辦人。信托公司作為項目的投融資中介，接受分散的投資者的資金信托，主要有貸款信托和股權融資方式:(1)貸款信托:信托公司以發行債權型收益權證的方式接受投資者信托，匯集受托資金，分賬管理，集合運用。通過項目融資貸款的方式對基礎設施項目提供支持。項目公司以項目的經營權質押和機器設備等實物抵押。項目主辦人專門為項目的融資和經營成立一家公司，項目公司是一個獨立的經濟單位，以自己的名義而不是項目主辦人的名義向外貸款。信托公司以信托人的身份作為貸款方，著眼于該項目的收益向項目公司貸款，而不是向項目主辦人貸款。在項目融資貸款信托中，貸款人即信托公司依賴項目投產后所取得的收益及項目資產作為還款來源。對于項目的主辦人來說，大額的項目融資貸款不增加投資人的負債，不引起資產負債表的情況惡化。(2)股權融資:基礎設施投資基金通過私募的形式募集投資公司、實業企業，為基礎設施項目或企業直接提供股權支持，并從事資本經營與監督。它集中社會閑散資金用于對具有較大發展潛力的基礎設施項目進行股權投資，并對基礎設施項目公司提供一系列增值服務，通過股權交易獲得較高的投資收益。通過基金管理人對資金的集中運作和專業化管理，保證基金股東獲取比單獨投資更高的收益。
五、結論與討論
城市軌道交通建設投融資是一個非常復雜的問題，要從根本上解決這個問題需要考慮到各方面的因素，并且也不能寄希望在短時間內就可以得到解決。結合現實在初步研究的基礎上筆者認為可以得出如下結論。(1)打破行業壟斷是非國有經濟進入城市軌道交通領域的關鍵。打破民間投資的所有制禁區和行業壁壘，切實清理現行投資準入政策中有形無形的體制性限制，放寬民間投資的準入領域。根據不同的項目性質，民間資金可以以不同的程度分別進入。允許民間資金以控股方式進入，要打破行業壟斷，適度引入民間投資。(2)建立城市軌道交通的價格形成機制是基礎。由于城市基礎領域所提供的服務是面向全社會的生產者和消費者，具有競爭性與壟斷性并存、公益性與盈利性并存的特征，要通過收費補償機制或財政補貼的方式獲取合理的利潤。理順公用產品和服務的價格體系，形成一個政府宏觀指導下的市場定價模式。(3)加強對民間投資的監管與服務是保障。政府管理部門要從直接經營管理城市軌道交通，向創造競爭條件、管理經營秩序、營造市場機制轉變。首先政府要積極創造條件，鼓勵和引導非國有經濟投資城市軌道交通;其次要制定城市軌道交通特許經營管理的地方性法規，將政府有關部門承擔的工程監理、設計、評估、擔保、咨詢、法律、社會審計、會計、招標等機構剝離出來，推進投資中介服務的市場化。
城市軌道交通建設投融資機制的建設是一個非常復雜的問題，還有很多問題值得進一步討論，包括政策性融資機制問題、債務性融資機制問題等是否就是低效還值得進一步研究。很多發達國家在公共產品的建設上是絕對計劃經濟方式的，并且也未曾見得低效，筆者認為這中間主要還是在于執行。所有的融資機制實質上就是中央財政融資機制在不同時期和不同體制背景下，體現財政分配的特征、實現財政投資職能的具體實現形式。每種融資機制都有其作用的基本經濟環境，毋庸置疑，一旦條件改變，則融資機制的作用領域和方式也需相應調整，啟用適應新的管理和投資體制的機制。隨著我國投資體制、財稅體制以及金融體制改革的深化，新的融資機制會給基礎設施建設的融資行為創造更大的融資選擇空間。但傳統體制下的一些優點也要盡量的保留。
同時城市軌道交通的市場化進程中還存在著制度約束。正如前文所述，可以在區分城市軌道交通性質的同時加快其建設的市場化進程，但是在我國要真正實現市場化融資過程還需要一段時間，因為留存在著很多障礙:(1)運行體制:像城市軌道交通這樣低風險、高回報的產業雖然沒有明文限制非國有經濟進入，但是由于部門壟斷，“系統內”的項目有審批、資金等優惠安排，項目設計、施工、維護等都有所傾斜，非國有經濟進入的相關配套政策沒有落實，實際操作中不能做到一視同仁，部門、行業壟斷和歧視性準入政策仍然存在。(2)配套政策:主要表現在首先是稅負不公。與其他傳統競爭領域一樣，非國有經濟投資軌道交通這樣的城市基礎設施領域仍然存在“低國民待遇”現象，無法享受到國有企業、外資企業的稅收優惠政策;其次是配套政策不完善。由于城鎮公用事業單位改革滯后，非國有經濟投資城市基礎設施的收益沒有保障。(3)融資體制:相對于其他投資主體，民營企業在融資上表現出融資渠道窄、融資成本高以及融資規模小的缺陷，使其在參與城市基礎設施建設中處于不利地位，適合民營企業發展需求的金融產品有效供給不足，金融創新受限制較多，企業通過資本市場融資的功能與作用未能得到有效發揮。(4)信用基礎:由于城市軌道交通的價格管理體制改革嚴重滯后，非國有經濟投資城市軌道交通的利益保障問題無法真正落到實處，投資階段政府積極招引、回報階段政府撒手不管的現象屢有發生，這一失信行為嚴重挫傷民間投資的積極性。同時政府思想觀念上仍然不放心讓非國有主體投資基礎設施，總是擔心國家失去控制力擔心其服務質量問題。盡管宣稱“只要不是禁止的產業都可以投”，但又不具體公布哪些方向因而非常模糊不清。最終導致民營經營城市軌道交通有名無實。
【摘要】文章通過對北京發展城市軌道交通建設的必要性以及發展規劃、環境現狀等實際問題進行了探析,并借鑒國內外發展城市軌道交通的經驗,提出了具體可行的策略和方案。
【關鍵詞】城市軌道交通;線網規劃;交通負荷;環境保護
一、引言
隨著我國國民經濟持續穩定向前發展,工業化進程加快,致使我國城市化速度不斷加速,城市規模急劇擴張,城市人口飛速增加,居民出行與物資交流高度頻繁,客貨運輸需求急劇增長。而我國大中城市交通設施建設卻嚴重滯后,城市土地減少、道路堵塞、車輛擁擠、交通秩序混亂、空氣噪聲污染嚴重。城市交通環境與交通質量面臨著嚴峻的挑戰與危機,惡化了我國大城市的投資環境,嚴重地束縛和限制了城市經濟的發展。進人2l世紀,我國城市化水平將進一步提高,人口密度將進一步加大,大城市的交通擁擠問題必將成為制約經濟發展、影響城市環境的關鍵因素。
二、北京發展城市軌道交通建設的必要性
(一)北京市交通現狀
北京市交通負荷集中度還在加劇,城市的土地開發、舊城改造等仍在大規模地進行,環繞二、三、四環路的各項建設有增無減。僅2002～2003年,經規劃部門審批的各類建筑面積已達13541萬平方米,其中2218萬平方米集中在城四區原有的商業、居住用地上。單一功能的新城難以擺脫對主城的依賴,導致了對外聯絡通道的擁堵。其次,機動車增長迅猛,城區路網壓力驟增。這也是造成交通擁堵的一個重要原因。2003年,全市新增機動車38.6萬輛,2004年1、2月份又新增5.5萬輛,5月份機動車總量已達227萬輛。其中私人機動車142.3萬輛,含小客車96.6萬輛,占機動車總量的44.8%。近幾年,市區道路交通流量以每年10%左右的速度持續增長。
(二)城市軌道交通的類型和特點
一般來說,城市軌道交通可分為地下鐵路、城市輕軌、有軌電車、市郊鐵路、自動化導向交通和磁懸浮交通系統等。各種軌道交通方式具有各自獨立的優勢和特點,如表1所示:
眼下,北京市區土地開發已趨于飽和,受公路建設發展的局限性所致,道路運輸的規模和水平受到控制,地面交通可持續發展的矛盾日益突出。然而,城市交通需求是必須要滿足的。軌道交通具有占地面積小、運行速度快、污染少等特點,被稱為是一種對環境友好的“綠色交通”系統。從運輸效率和城市環保的角度看,軌道交通最有優勢,大力發展大運量、高效率、低污染、低能耗的軌道交通逐漸成為人們的共識。
(三)軌道交通是各大城市發展的必然趨勢
世界各個國家,不論貧富程度如何,各個城市,不管是大城市還是中小城市,地鐵輕軌以及城域軌道交通發展都很迅速,尤其是最近20年發展勢頭非常迅猛。先看大城市:比如巴黎。大巴黎各個衛星城到市中心,突出利用輕軌,而且是雙層列車,非常方便。巴黎市中心充分利用地鐵,承擔了出行量的8o%。再看中等城市:比如加拿大的多倫多市。在市區大力發展輕軌,而且是高效的、大容量的輕軌,比如像直線電機輕軌列車。亞洲的泰國曼谷比北京的交通堵塞還要嚴重,它下決心搞立體交通布局,上下三層,上面是公共汽車,中間是軌道交通。下面是地鐵,充分利用空間。波多黎各是個不發達國家,但它的城市也在大力發展地鐵。歐洲各個城市輕軌普遍很發達,已經逐漸代替公共汽車,成為一個非常高效的交通工具。美國與歐洲不同,由于二次世界大戰期間沒有受到任何破壞,高速公路已經形成系統,大的交通格局沒法改變。但是在美國除了大城市外中、小城市也開始發展輕軌,既有利于環保,而且景觀很好。
三、北京市軌道交通建設中要研究解決的問題
(一)重視城市交通的總體規劃
城市軌道交通的建設,尤其是在市中心修建地鐵是一項復雜的、涉及面廣、多專業相互協調配合的系統工程。工程投資大,一旦建成無法修改。工程做得好,乘客深受其益。因此,做好城市軌道交通的規劃具有十分重要的意義。要做好城市軌道交通的規劃,必須做好城市軌道交通的線網規劃,因為線網不合理,比如線路走向不合適或換乘不方便等,就會造成沒有客流、缺少客流或不吸引客流;客流量小、運量小,就談不上城市軌道交通的骨干作用。因而,結合城市的總體客運需求,合理布置線網是發揮城市軌道交通骨干作用的必要條件。
北京市政府制定了《北京交通發展綱要》,其中大力發展公共交通,特別是城市軌道交通是這一戰略的重要內容。北京市軌道交通規劃已明確,2008年軌道交通運營線網長度將達到220公里以上。預計日承擔運輸量為400～450萬人次,占公共交通總運量的25%～30%,據了解,近十年北京市對城市交通的年均投入占到gdp的5.24%,道路里程增長了33%。
北京制定中長期城市軌道交通建設規劃,依初步設想,北京市遠景軌道交通規劃線網由16條地鐵(m線)、6條城鐵(l線)和6條市郊鐵路(s線)組成,分三個階段實施。屆時,北京市將擁有28條軌道交通線路。據了解,規劃既包括線網設置和組成,也包括客流預測和融資方案。2020年規劃線網將由19條線路組成,總長度561.5km。市區線路15條,425.7km,包括m1-m11、m15(至順義),其中m10與m11將形成第二個地鐵環線,這個環線將充分服務于中關村科技園區,商務中心區、奧林匹克公園等今后北京的多個中心區域。其他城市區內的地鐵線路都將圍繞已有的環線地鐵及m10與m11形成的第二個環線,向北京的各個郊區發散,第二個環線區域內的居民出行可在5min之內到達地鐵站。到2050年之前,北京還將在城區內建設m16,它將與m4相連接,形成貫穿南邊的地鐵主線。同時,奧林匹克公園等區域也是軌道交通重點發展的區域。到2020年,北京還將修建城市鐵路l1、l2。這兩條城市鐵路將從北京的城區內向東北方向和西南方向出發,通往京郊的順義和大興方向。通往郊區的線路有4條,里程將達到135.8km,包括良鄉線、昌平線、黃村線以及亦莊經通州至順義的s6線。
(二)開發國產化,降低建設成本
從運輸效率和城市環保的角度看,軌道交通無疑最有優勢。但相對于其他交通方式,軌道交通系統所需投資巨大,往往是城市基礎設施建設中最大的一項投資。我國城市軌道交通平均每公里綜合造價,地面形式為0.5～1.5億元,高架形式1～2.5億元,地下形式5～8億元。而且軌道交通的運營維護費用也非常昂貴,目前世界上建有軌道交通的144個城市中,只有香港、大阪等少數幾個城市能夠回收運營成本。即使在正常情況下,城市軌道交通項目也屬于高風險投資?？缭竭@一障礙的關鍵在于:一是以新的融資方式和金融工具,打通民間資本大規模進入城市軌道交通設施建設的渠道;二是以明確的中央和地方政府“政策投入”,刺激國內外各類投資者投資于軌道交通。
針對我國城市軌道交通的現狀,國家制定了既積極支持城市軌道交通發展,又要大幅度降低造價的方針,提出要求制定“量力而行,經濟實用,安全可靠”的建設標準,使技術裝備實現國產化,確保國產化率不低于70%。軌道交通應該是大運量、快速,運送中、長距離乘客的交通工具,需要其他交通工具為其輸送客源,以達到大運量、高負荷的目的。大站距可以提高旅行速度,縮短旅行時間。“低線網密度,大站間距”模式不但可以降低工程造價,而且還可以降低運行成本。為了科學合理地確定路線的敷設方式,應結合城市總體規劃,沿線地質、水文、環境情況,經過技術經濟比較,確定路線敷設方式,能采用地面線的不采用高架線;能采用高架線的不采用地下線,地下線的復土深度力求減小,以此達到節省投資降低運輸成本,而且還方便乘客出入。資源共享、社會化的配套也是降低成本的一條有效途徑?？衫蒙鐣Y源服務的功能從地鐵中分離出來,我國一些城市也將地鐵中一些后勤服務功能實現社會化,并得到了顯著效果。同時可以進一步擴大資源共享,并進行社會化服務。顯然,這是一條降低建設運營成本,提高企業效益的好路子。
(三)注意城市軌道交通的環境保護
城市軌道交通的環境污染,主要以建成通車后的振動和噪聲污染為主,其次為電磁輻射污染和景觀污染等。防治措施通常采用主動和被動兩種形式。主動防治即先行分析污染源、污染產生的機理、影響因素,而后對癥下藥,從污染產生的源頭上采用先進的技術設計手段,阻斷或削弱污染。
運營期間軌道交通的環保是指線路開通后的被動環境污染防治問題,主要有以下幾種措施:
1.軌道交通列車運行時,由于鋼軌腹板較薄,橫向剛度小,軌腰容易產生振動,引起噪聲,防治措施是在軌腰兩側粘貼減振橡膠和鋼板,達到衰減阻尼振動和噪聲的作用。日本高速鐵路采用這種方式后,噪聲降低了3～5db。
2.在鋼軌踏面部分涂增粘物質,可以減小車輪在軌頂面的滑動,從而有效的減小滑動摩擦產生的噪聲;在小曲線鋼軌內側涂油,可以減小振動和嘯叫噪聲。
3.車輪定期維修、打磨,使之圓順,對減小撞擊和滾動產生的振動和噪聲效果明顯。
4.消除鋼軌局部不平順,可有效的減小振動和撞擊噪聲。
四、結語
北京市目前的軌道交通路網,仍滯后于客流的增長。服務設施,以及換乘與過軌銜接,現在仍顯不順暢。面對這些問題,在未來的建設中把質量與服務放在重中之重的位置,把推進環保、社會福利,作為公共交通建設的重要任務;強調以最少的投資獲得最大的效果;重視多種交通方式的關系協調。落實起來,應著實地樹立“以人為本”的觀念。
【摘要】城市軌道交通是一種滿足幾百萬居民外出安全、快捷、準點、大流量的交通工具，是解決大城市交通擁堵問題的好方案。在我國，城市軌道交通建設已經取得了一定成就，但城市軌道交通又是一個投資巨大，造價高昂，運營復雜，需要一定財政補貼的公益性基礎設施。建好管好城市軌道交通是一個世界性難題。本文結合寧波實際情況，分析國內外城市軌道交通現狀，提出了優化寧波市城市軌道交通建設的幾點建議，以期寧波走出一條具有特色的城市軌道交通建設運營之路，成為后來居上的典范。
【關鍵詞】寧波；城市軌道交通；建議
隨著私家車和人口的急劇增長，寧波市城區的交通擁堵狀況日趨嚴峻。有數據顯示，在最擁堵的路段，上下班高峰時段塞車時間近半個小時，市民出行困難增加。這一現象會隨著寧波經濟的快速發展和人口增長而加劇。為進一步保障和推動寧波市經濟的快速可持續發展，寧波市政府加快了城市軌道交通的規劃和前期工作，2004年10月《寧波市城市軌道交通線網控制性詳細規劃》通過了專家評審。按照這個規劃，寧波中心城區的軌道交通網將輔設三主三輔共計6條快速軌道，共計223.4公里，預計2007年后動工建設。223.4公里城市軌道交通，若按地鐵5.5億元人民幣/公里計需投資1228.7億元。若按輕軌2億元人民幣/公里計需投資446.8億元。數百甚至千億的投資是寧波有史以來最大的城市基礎設施項目。如此龐大的公益性投資項目在規劃建設初期應該做好各種調研和基礎性研究工作，從規劃建設模式、投融資模式、運營模式和設備選型等幾個方面進行深入的研究，以防各種風險的發生。
筆者在對國內外地鐵建設發展運營情況進行廣泛研究的基礎上，對寧波市城市軌道交通建設提出幾點建議，希望對未來寧波地鐵的建設有點幫助。
一、寧波市交通面臨的困難與壓力
改革開放以來，寧波市高度重視公共交通基礎設施規劃建設，取得了較大的成就，為經濟快速發展做出了貢獻。但是隨著私家車、人口數量的快速增長，寧波交通又面臨各種困難，其原因主要有：
1私家車爆發式增長。近幾年，寧波私家車年增長率在50%以上。2003年寧波人均gdp超過3400美元,全市汽車擁有量超過21萬輛，汽車年增長率呈放大趨勢。市區道路交通量相應也呈高增長態勢，平均增幅近20%。最擁堵路段交通量增幅達30%左右。道路交通量中私家車比重已接近45%，私家車對道路交通量增長的貢獻率超過80%。如此高速的私家車和道路交通量增長，遠遠超出道路基礎設施可能的增長速度，寧波市的道路交通狀況正進入高度脆弱的敏感期。
2人口增長較快。隨著寧波市經濟快速發展和城市化進程的明顯加快，周邊地區人口和外地人員迅速向市區及城市組團集中，全市人口總規模迅速擴大。2003年底寧波市戶籍總人口為549.07萬人，常住人口606.3萬人，市區總人口207萬人。根據《寧波市城市總體規劃綱要》，2005年市域人口規模將達620萬，2010年市域總人口將超過640萬，市區人口將達到300多萬，2020年市域總人口將超過700萬。
3城市交通過于平面化，缺乏快速交通通道。寧波處于從中型城市向大城市轉型的階段，整個交通體系過于平面化。街道雖較寬，但十字路口和斑馬線較多，車速較慢。缺乏城市高速環線和貫通全市東西南北的快速主干通道。
4公交系統過于單一。在私家車快速發展的同時，寧波市城市公共交通體系依然單一，軌道交通建設尚未啟動，部分地段公交運行環境惡化。從中長期來看，寧波要從根本上解決交通擁堵問題，借鑒國內外經驗，就必須依賴以軌道交通為骨干的立體化多方位的城市公共交通體系。
二、國內外城市軌道交通現狀
（一）國外城市軌道交通現狀。
目前，城市軌道交通已成為國際上一些發達國家和地區解決城市交通難的有效措施。如日本東京，人口高達1000多萬，擁有汽車600多萬輛，但絕大多數上班下班、上學及購物均乘坐地鐵和市郊鐵路，很少乘私人車輛，軌道交通運輸承擔了東京全部客運量的80%。巴黎軌道交通運輸占全部客運量的66%，莫斯科和香港這個比例是55%。顯然，發展城市軌道交通已成為世界各大城市發展的客觀規律。
（二）國內城市軌道交通現狀。
1我國城市軌道交通建設現狀。上個世紀90年代以來，我國許多大城市交通擁堵現象日趨嚴重，已成為經濟發展的瓶頸，在一些城市交通擁堵已嚴重影響市民的正常生活。發展大容量城市軌道交通已經成為各大城市的共識，許多城市加快了城市軌道交通規劃建設步伐。上海、北京、廣州、深圳已建成地鐵，天津、重慶、南京、杭州、沈陽等城市已開工興建地鐵，總數在16條以上，總長度在350多公里。還有一批城市已提交修建軌道交通的可行性研究和預可行性研究，等待審批。已建成的城市軌道交通在城市公交客運中發揮的作用越來越明顯。以上海為例，2003年城市軌道交通客運量已超過5億人次，日均客流量已占全公交客流總量的12%，呈現快速、持續增長的趨勢。據預測2010年上海軌道交通線日均客流量將從目前的130萬人次增加到600萬人次，日均客流量占全市公交客流總量的比例將增加到35%左右。從而形成上海軌道交通網絡新形態。
2我國城市軌道交通規劃現狀。我國有百萬以上人口的城市34座，其中超過200萬人口的大城市有11座。在這些城市的規劃中，約有20座城市擬定了軌道交通的發展規劃。其中北京規劃軌道交通408.2公里，上海規劃了500多公里，天津規劃地鐵106公里，輕軌50公里、環線地鐵1條71公里，共227公里；廣州市規劃了206.5公里；南京市規劃了263.1公里。如果再加上其他城市，規劃的軌道交通線路共計2200公里左右。
三、國內城市軌道建設運營的先進經驗
1香港的“算賬”模式
世界各國的地鐵公司大多都不盈利，甚至負債經營。而香港地鐵公司卻一枝獨秀，在近10年的時間里一直都保持在近10%的利潤增長率，其中房地產開發的收益一直都在地鐵營運收入中占有重要的比重。
香港地鐵所遵循的是一種綜合開發模式。簡單地說，就是房地產開發與城市公共交通運輸系統以及車站設施緊密相連，以公共交通運輸系統，特別是城市軌道交通系統為先導，最大限度地利用它的區位條件和市場環境進行房地產開發，從而獲得遠比其他形式的房地產開發更高的經濟效益。
香港地鐵開發運營的成功，從技術層面上看，確實有很多值得內地城市學習的地方。其中關鍵一點是，香港的地鐵建設投資要“算細賬”。香港政府雖然握有地鐵公司70%的股權，但后者完全按照企業模式運作，講究成本效益和合理的投資回報。
2深圳的bot模式
深圳借鑒香港地鐵模式，面對巨額投資也學會了“算賬”。2005年年初，深圳市政府與香港地鐵有限公司簽署原則性協議，采用bto形式（bto是buile-operate-transfer的英文縮寫，意為“建設-經營-移交”），引進香港地鐵公司參與總投資近60億元的深圳地鐵四號線二期工程的投資、建設和運營，協議期限為30年，期滿后無償移交給深圳市政府。作為雙方主要合作條件之一，該公司將獲得四號線沿線預計總建筑面積約290萬平方米的物業開發權。深港地鐵合作模式對目前國內一些正在或計劃興建地鐵的城市具有啟發意義。
四、幾點建議
（一） 參與長三角軌道交通網規劃的整合，優化寧波市城市軌道交通建設規劃，做到周密精細。
1首先要進一步做好總體交通規劃。“先有路，后有城”是我國和世界幾千年來的古訓和經驗。建了“路”才能促進城市的發展，帶動沿路的經濟繁榮。城市發展要首先做好交通總體規劃，并且明確規劃高速鐵路、城際鐵路、高速公路、城市軌道交通各自的關系和地位，形成整合效益。
2以城市軌道交通建設為契機做好交通樞紐規劃。城市軌道交通是城市交通的大動脈，起著骨干作用。在輸送大量乘客過程中，人們的換乘在城市軌道交通網絡中不可避免。它不應在站外大街上到處分散進行，應力求在換乘樞紐站上達到交流。根據人們的經驗與心理要求，在外出到達目的地的途中，并不一定要求路徑最短，但卻要求時間最短和一路順暢。因此，規劃好城市軌道交通的客運樞紐布局，建設能力強大的客運樞紐，對于實現城市快速客運至關重要。
3城市軌道交通應與其他交通方式融為一體。城市軌道交通要發揮其快速、大量、方便、準時、舒適的特點，其線網規劃要與城市地面交通、公路、鐵路、市郊鐵路、民航等大交通相協調。為此，軌道交通規劃應該納入并服務于城市的建設規劃和相應的交通總體規劃。尤其是在樞紐布局上要有長遠規劃，在建設上留有余地，在管理上打破條塊分割的管理模式。否則，不僅會出現許多不合理的設計，使造價提高，給市民帶來很多不便。因此，城市軌道交通要與其他交通方式融為一體，建設成一體化的軌道交通網絡。這是因為它們服務的對象是共同一致的乘客，在運送過程中互為客源、客流互補。在這方面，與軌道交通有著千絲萬縷聯系的鐵道部門與地方政府應統一協調城市軌道交通樞紐的規劃，共同組織客運樞紐的布局和建設。要把大型鐵路客運站和市郊鐵路的終點站，與城市軌道交通的車站融為一體，作為城市的重要客運樞紐，通過互相接運，以充分發揮城市軌道交通強大的優勢，成為城市客運的大動脈。建議寧波市政府在建設地方的綜合客運樞紐時，要考慮出臺優惠政策，以資鼓勵。
（二）做好城市軌道交通的基礎性研究工作。
城市軌道交通網是寧波市有史以來最大的城市基礎設施項目。如此大的項目必須建立科學的決策機制，做好基礎性研究工作，先“算好賬”再做最后的投資決策?？茖W的決策機制包括信息情報系統、專家咨詢系統、決策體系、決策執行機制、監督機制和信息反饋機制。目前最要緊的是建立信息情報系統、專家咨詢系統，做好規劃建設模式、投融資模式、運營模式和設備選型等基礎性研究，為寧波市城市軌道交通的科學決策打下堅實的基礎。這樣做不但能降低建設成本，而且為城市軌道交通的建設運營指明了方向，保證項目的成功。
1組建寧波市城市軌道交通研究專家咨詢小組，從組織上保證寧波市城市軌道交通項目的科學決策和基礎性研究的深入進行。為進一步做好城市軌道交通的基礎性研究工作，應將有關設計院所和高校等機構及專家組成專家咨詢小組，為寧波市委、市政府決策提供各種優化方案，為科學決策打好基礎。
2充分借鑒其他城市的經驗教訓，努力做好城市軌道交通的基礎性研究工作。在規劃建設模式上可以借鑒香港的經驗，搞好地鐵運營、房地產為主，商貿、地鐵設備產業為輔的綜合開發。以城市軌道交通系統為先導，最大限度地利用它的區位條件和市場環境進行房地產開發，從而獲得遠比其他形式的房地產開發更高的經濟效益。為此，在規劃中應為未來的地鐵房地產開發留有較充分的余地；在運營上，未來寧波市地鐵公司的體制上應完全按照企業模式來運作，講究成本效益和合理的投資回報；在投融資模式上，應考慮引進民間資本。比如在地鐵的商業部分、地鐵設備產業開發等方面引進民間資本。
（三）做好規劃和設備選型工作，努力降低寧波市城市軌道交通建設成本。
解決城市軌道交通造價高，運營虧損這個世界性難題的關鍵在于規劃和設備選型兩大問題上。我們應做到以下幾點：
1要有合理、正確的指導思想。城市軌道交通是社會公益性的交通工具，必須經濟實用、安全可靠，不能違背這個基本原則，追求先進、舒適、豪華和商業多功能，造成造價居高不下.背上沉重的財政包袱。
2規劃要合理。如果規劃不合理，工程從一開始就存在一些不合理的地方，將使總造價上升，也為今后的運營埋下虧損的隱患。因此，優化城市軌道交通規劃既是當務之急，也是一個長期性的工作。除專家以外，應充分發動社會各界和乘客一起民主參與，切實搞好優化城市軌道交通規劃工作。
3城市軌道交通建設標準要適當。
首先，要因地制宜地選擇適宜的線路類別，地下比例不宜太高。線路類別不同，其造價差別明顯不同。簡單來說，地面線、高架線和地下線造價比例是1:3:7。在國內，地下鐵道的優越性已廣為各界認可，但對城市中建設少量高架城市軌道交通還需進一步提高認識。在這方面，國外有許多成功的例子可以學習。
其次，車站設計標準要適當，要樸素實用，出口不宜太多。
第三，地鐵車站體量要加以控制。地鐵車站的造價也比隧洞的造價大得多。因此，控制地鐵車站的體量是降低地鐵工程造價的關鍵之一。加大體量后，必然要提高造價，而且隨著空間的加大，耗電也大量增加。
第四，地鐵設備選型和車站現代化建設不能搞一步到位。
在設備選型和車站現代化建設上要盡可能提高設備的國產化比例。廣州等城市地鐵在設備選型上搞一步到位，豪華裝修，功能過剩的經驗教訓值得我們吸取。要把初期建設資金降下來，技術裝備的現代化可以在設備更新改造時分段實施。
4城市軌道交通技術裝備的國產化程度要提高。
（四）抓住市場機遇，聯合多方力量，抓好城市軌道交通設備國產化工作。
未來幾十年，我國城市軌道交通建設投資規模將達數十萬億。世界沒有哪一個市場可以和中國比。國家和地方都應該高度重視地鐵設備科研和國產化工作。這方面寧波有機會走在全國的前面，可以從兩方面來做：一是積極主動走聯合之路，整合市場資源，集團招標采購，集團開發，避免被國外廠家各個擊破；二是在聯合暫沒有達成的情況下，寧波應借全國地鐵設備這個大市場東風，憑借寧波獨特的資金、技術和制造業優勢，聯合有關地鐵科研單位先行發展自己的地鐵產業。
（五）抓好城市軌道交通人才隊伍建設與人才儲備工作。
建設運營管理好城市軌道交通是一個難度很大的工作。更好更快的抓好寧波的城市軌道交通建設工作關鍵之一在于人才隊伍建設。許多城市都要上地鐵項目，而我國的鐵路大專院校地鐵專業人才供應量很少。因此近幾年內城市軌道交通專業人才將是十分稀缺的。面對這種情況，抓好人才引進、培養和儲備工作是我們的當務之急。
摘 要 介紹上海市城市軌道交通網絡規劃方案評價的過程,提出分層次評價(粗選、篩選、優選) 網絡方案的思路,重點說明了定量評價指標體系及指標綜合方法。
關鍵詞 城市軌道交通,網絡規劃,方案評價
在城市軌道交通網絡規劃工作的后期,其焦點問題方案評價。若評價指標及評價方法不當,可能會在無意中選差棄優。因此,方案評價的研究在網絡規劃中非常重要。
1999 年6 月～2000 年5 月,根據上海市政府要求,上海市建委組織有關單位對上海市軌道交通網絡進行優化研究[ 1 ] 。作者參與了這項工作,承擔軌道交通網絡方案的評價研究。本文主要介紹這項研究工作中的評價指標及評價方法,拋磚引玉, 期盼同行深入地討論城市軌道交通網絡規劃方案的評價問題,以提高我國大城市軌道交通網絡規劃水平及決策的科學性。
1 方案評價的思路
在進行上海市城市軌道交通網絡方案評價工作之初,我們試圖參與國外的一些做法,但未能如愿。如巴黎、柏林等國外大城市,其軌道交通建設開始于20 世紀初,因受當時交通規劃水平及認識程度的限制,網絡規劃所考慮的時限較短,主要從具體某條或幾條線路的角度進行局部性的效益評價[ 2 -3 ] 。60 年代后, 隨著交通需求分析理論的發展,到交通網絡對城市土地利用的動態作用及其社會效益,開始重視路網方案評價。法國巴黎在70 年代規劃建設的地區快速鐵路網(rer) ,主要是支持60 年代初提出的城市總體規劃,為開發建設距巴黎市中心8～10 km 的9 個副中心及距巴黎市中心25～30 km 的5 座新城服務。美國在70 年代末制定的大城市軌道交通發展規劃[ 4 ] 的評價指標為:
重構節省能源的城鎮體系,恢復中心區活力,促進舊城改建,改善環境,改善中心區的居民出行可達性,實現社會平等。可見,國外軌道交通網絡的評價重點是定性分析,在定量評價方面的研究還不深入。即使在定性分析方面,我們也不能套用這些指標,因為歐美等國的人口密度、城市化歷程等與我國現狀及未來的發展特征有很大差別。
在國內,比較代表性的評價方法是北京城建設計研究院在《廣州市城市快速軌道交通網絡規劃研究》中的做法[ 5 ] 。這種方法參照近年來公路、城市道路網絡規劃方案評價研究的成果,如多目標決策分析法、系統聚類分析法、層次分析法、層次熵決策分析法等[ 6 ] ,建立了3 個層次共18 項評價指標,試圖對路網方案進行全面的綜合評價。雖然廣州的評價指標比較全面,但在具體應用時由于指標數目多,且有些指標受主觀影響較大,各指標權重的取值可能會發生較大偏差,從而導致方案比較結果模糊不清,難辨好壞[ 7 ] 。
這次上海市軌道交通網絡規劃方案評價的特點是:分階段、分層次進行方案評價;定性分析與定量分析相結合; 在選擇評價指標時,盡量減少指標間內涵的重復性;定量評價指標中盡量減少主觀性指標。具體評價思路及過程如下:
(1) 通過戰略性分析粗選方案。對于城市軌道交通規劃中的一些戰略性問題,如新城與中心城間的出行總量、軌道交通占公交出行比例、路網規模、軌道交通系統模式等,組織專家反復論證,形成明確的目標。達不到這些目標的方案,即與城市總體規劃、城市綜合交通戰略目標不相適應,必須淘汰。本次網絡規劃中,規劃小組在第一階段方案設計時擬定了17 套規劃方案,經過定性及定量分析后,粗選出5 套符合要求的可行路網規劃方案供進一步深入研究。
(2) 通過方案設計原則及方案的定性分析篩選方案。規劃小組通過多次討論和專家咨詢,明確了軌道交通網絡規劃的原則。逐條對照規劃原則,考察各網絡方案與城市總體布局的配合、與城市主客流走向的配合、與城市主要客流集散點(市中心、副中心、地區中心、對內及對外交通樞紐等) 的配合、規劃近期網絡的可實施性、網絡結構的合理性等方面。通過規劃小組集體的經驗及綜合判斷能力,將不合適的方案淘汰。被淘汰的方案中,可能存在一些局部的優點或特色,這些將被添加或組合到保留下來的方案中。因此,在篩選方案的過程中,也會派出或組合出新的方案。本次規劃在對5 套粗選方案進行踏勘、客流分析、類比分析等研究過程中, 對上海市城市規劃、城市綜合交通情況有了更深刻的認識,對路網方案的規模、結構形式、層次等也有了更多的了解,構思出12 套比較可行的方案。然后對照各條原則進行取舍,選出較好的3 個方案。最后廣泛聽取有關專家的意見,總結歸納出2 個有代表性的方案 方案一與方案二。
(3) 通過定量分析優選方案。最后保留下來的方案都是各具特色且是總體上比較優秀的方案,這些方案從定性分析的角度看是難分高下的,因此需要建立定量的評價指標進行精確的比較。由于軌道交通涉及面廣,用單一的評價指標無法全面反映各方案的影響效果,故需建立由多個指標構成的評價指標體系。為達到方案比較的目的,還需采用一定的方法對各指標進行綜合。
上述3 個評價階段,充分利用人的經驗及綜合判斷等定性分析能力,把不同層次、不同影響程度的方案比較問題分解開來。到最后一個階段,由于比較對象在定性分析方面的綜合影響基本相同,所以可以把定量分析從復雜的定性、定量綜合分析體中分離出來,使相應的定量評價指標較少,綜合比較只需進行單層次的指標綜合。此舉不僅簡化了指標綜合方法,而且也提高了評價工作的透明度及準確性。下面重點介紹這次規劃方案評價所采用的定量評價指標體系及指標綜合方法。
2 定量評價指標體系
文獻[7 ] 、[8 ]探討了城市軌道交通網絡規劃方案評價的指標體系。但在實際運用時,這些評價指標受城市特點以及所能獲得的數據資料等具體條規劃與方案件的限制。這次評價對指標體系作了適當調整,實際采用的比選性評價指標有如下4 項。
(1) 公交出行時間(萬人h/ 日):指使用公交的全部乘客的出行總時間,反映軌道交通帶來的居民出行方面的效益。該值越小,出行者的出行距離越短或旅行速度越高,出行越方便,說明網絡結構及換乘布置總體上越合理。
(2) 軌道交通周轉量強度(萬人km/ km 日):指平均每公里軌道交通線路的日周轉量,為軌道交通日周轉量除以軌道交通線路長度,反映單位長度軌道交通線的直接效果。該值越大,軌道交通運營公司的經濟效益越好。
(3) 軌道交通占公交周轉量比重(%) :是指軌道交通日周轉量占公交日周轉量的比重。該值越大,說明軌道交通在公共交通系統中發揮的作用越大,對改善地面交通系統擁擠狀況及環境越有利。
(4) 軌道交通網絡長度(km) :指軌道交通網絡運營線路總長,反映軌道交通網絡的建設成本。在建設標準相同的條件下,長度越大,工程造價越高。
上述4 項指標從效益和成本兩方面來評價軌道交通網絡的總體性能,較全面地反映了軌道交通網絡對居民出行、運營效果、城市發展、經濟效益的影響。其中效益評價考慮了居民、運營公司、社會(公共投資者)3 個方面。這4 項指標構成的指標體系的缺點是不能反映路網負荷均勻性及車站分布密度。其原因是由于前者的數據難以獲取,而后者在方案篩選階段已經對站間距作了優化研究,因而不影響方案比較結果。
根據上述4 項指標,可得到在軌道交通軌道規劃評價中習慣使用的其它指標。
(1) 軌道交通周轉量強度×軌道交通網絡長度= 軌道交通周轉量;軌道交通周轉量÷平均乘距= 軌道交通客運量;軌道交通客運量÷軌道交通網絡長度= 運載強度;軌道交通客運總量÷公交客運總量= 軌道交通占公交運量比重。
(2)“居民出行時間包括軌道交通乘客的車內時間、換乘時間以及軌道交通系統之外的公交接駁時間和步行時間。它反映了公交平均速度,也反映了軌道交通網絡與城市客流集散點銜接的好壞,還反映了軌道交通網絡與城市規劃的人口及工作崗位分布的吻合程度。
(3) 在一定面積、一定人口的區域上,軌道交通
網絡長度與軌道交通面積密度、軌道交通人口密度 是一一對應的。
3 指標綜合方法
單層次的指標綜合如下式所示,只是簡單的代數運算,直觀易做。各評價指標的計算值bi 如表1 所示(上海市綜合交通規劃研究所利用emme/ 2 軟件采用城市總體規劃數據及相應的軌道交通網絡規劃方案進行計算所得) 。
表1 方案一與方案二定量評價指標計算值
由表1 數據可知: 比方案二差。如果票價為0. 3 元/ 人km ,則每天方
①兩方案規?；鞠嗤?案一要比方案二少收入41. 1 萬元,10 年累計達15
②方案一的居民出行時間比方案二少10 萬人 億元。h/ 日,因此從節省居民出行時間看,方案一好于方
③方案一的軌道交通客運周轉量比方案二小 本次規劃向20 位專家進行了4 輪專家咨詢,經過137 萬人km/ 日,因此方案一的軌道交通運營效益 整理后得到的表2 的權重結果。
④方案一的軌道交通占公交周轉量比重比方
案二。如果每人小時的時間價值按5 元計算,方案 案二大1 % ,有利于減少道路交通阻塞及改善環境一每天節省的時間價值達到50 萬元,10 年約節省 質量。18. 3 億元。 權重wi 可通過特爾斐法專家咨詢法確定[ 9 ] 。
表2 方案一與方案二指標綜合
表2 中,指標綜合值p1 > p2 ,由此可判斷,方案一總體上略優于方案二。
4 結語
象上海這樣的特大城市,未來可能要形成400 ～500 km 以上的軌道交通網絡,建設總投資將超過2000～3000 億元。如此龐大的投入,必將對城市布局、土地利用分布及強度、交通結構與效率、居民生活方式及方便程度等產生巨大而深遠的影響。城市軌道交通網絡規劃方案形態結構、線路走向、線路連接方向的微小差別,可能會給城市帶來不小的影響。因此我們必須審慎地對待方案比較。本文提出的方案比較指標體系及指標綜合方法尚需進一步深化,尤其在車輛配置、運營效率等方面。還要注意的是,實際的軌道交通方案評價是復雜細致的工作,除了受所能獲取的數據制約外,還要根據城市的具體情況選擇對解決城市問題有針對性的指標。從這個意義上講,評價不僅是一種技術,而且是一種藝術滲透著規劃理念及戰略思想的評價,綜合運用定性分析與定量分析的評價。
摘 要:結合陽泉市公共交通現狀,對軌道交通在陽泉的適應性和陽泉市軌道交通系統的功能定位進行了分析,提出陽泉市發展軌道交通的遠期規劃目標與近期采用快速公交的方式,以提高公交運營質量。
關鍵詞:軌道交通,有軌電車,輕軌交通,快速公交
隨著社會經濟的發展與城市人口的增長,人們已逐步形成共識:作為在城市公共交通中起骨干作用的城市軌道交通,必將成為城市公共交通的主要發展方向。發展軌道交通在很大程度上取決于城市的經濟發展水平、生活質量、生態環境等方面的因素。
1 陽泉市區公共交通現狀
1.1 陽泉市區道路系統
陽泉市區由于受地形限制道路系統不夠完善。尤其是桃河的阻隔,使南北方向的交通主要集中在桃河橋上,車輛擁堵嚴重。北部地區由于地形高差較大,東西向的聯系也很薄弱,南部地區由于受地形限制,很多道路曲折,坡度很大。因此總體規劃的重點任務是完善道路交通網絡系統,提高城市道路的通行能力。
1.2 陽泉市區公共交通系統
陽泉市城市公共交通系統由公共汽車和準公共交通(小公共汽車、出租汽車)兩部分組成。
陽泉市公共交通線路網系統是在現有公共交通線路基礎上,根據客流變化情況、道路建設及新客流吸引中心的需要,對原有線路、運營指標等進行了調整后逐步形成的。陽泉市現狀公共交通運送能力為15萬人/d,公交出行約占35%,公共交通網絡覆蓋面較大,基本能滿足居民的出行需要。
2 軌道交通在陽泉市的適應性分析
隨著國民經濟的發展以及城市化進程的加快,城市的功能、作用在不斷加強,特別是近幾年由于汽車工業的發展,許多城市中機動車的速度與增長幅度大大高于城市道路建設的速度及增長幅度。因此,城市交通擁堵已經成為必然,與此同時,發展城市軌道交通也成為客觀需要。
軌道交通具有運能大、速度快、污染低、安全、準點、舒適等優點,但是由于它投資大,建設時間長,在規劃和實施中還會受到一定的制約。
軌道交通按照其作為公共交通的服務水平和運行方式,可以分為有軌電車、輕軌、地鐵、獨軌、纜索軌道等五種交通方式。比較而言,有軌電車和輕軌交通更適合陽泉市未來社會、經濟、環境的可持續發展。
2.1有軌電車
有軌電車是城市中最早的一種軌道交通形式。現代有軌電車完全采用新的設計和技術,它具有與其他交通方式混合行駛的特點,車站設在人行道上,或者在街中修建長條形的月臺,以便上下客。有軌電車通常由單節或兩節車輛組成,其運送能力在2000人/h～5000人/h,運送速度一般在15km/h～20km/h,車站設置間距500m。
2.2 輕軌交通
輕軌交通是一種中容量的軌道交通系統,介于有軌電車與地鐵之間,其覆蓋范圍較大,靈活性也很大。它具有以下特征:
1) 以電力為牽引動力。
2) 整條線路可以包括地面、高架或地下區段,地下區段僅限于必要的地方,通常距離比較短。
3) 可以有專用道,也可以在地面與其他交通方式混合行駛。為了保證一定的運送速度,在平交道口采用優先通行的交通信號系統。
4) 沿線設置車站,站臺高度可以與車廂地板相當,也可以是較低的站臺,或在地面上直接上下客。
5) 由多節車輛組成列車運行,通常不是很長的列車。
6) 車輛可以采用鉸接的結構形式。輕軌列車的編組一般不超過4輛,其運送能力在5000人/h～30000人/h,運送速度一般在25km/h～35km/h,車站設置間距為800m～1200m。輕軌交通的最低水平接近于有軌電車,最高水平接近于地鐵。
輕軌交通的線路走向應服從城市總體規劃,應成為城市客流集中的交通走廊,通常是連接一些重要的客流集散點,如鐵路車站、汽車客運站、大型商業、經濟活動中心、體育場等重要活動中心,以及規模較大的住宅區等。線路的縱斷面設計,最大坡度限制為6%,坡道長度不超過500m;坡度為5%的,坡道長度不超過1000m;坡度小于5%的,坡道長度不受限制。
3 陽泉市軌道交通系統的功能定位
在公共交通方式中,有軌電車、輕軌及常規的公共電汽車在運送能力、適用范圍、造價、運營速度、準時性等特征上各有優劣,因此適用于不同類型的城市、不同的社會經濟發展階段以及城市中不同的地點。從總體上,根據城市交通需求特點,合理確定不同交通方式的構成及其分擔比例,建設完善的城市綜合交通運輸系統,是城市交通運輸系統建設的根本目標和發展方向。
3.1 交通型
交通型的發展戰略以聯系陽泉組團、平定組團、蔭營組團、開發區的輕軌交通為主要發展方向。
根據陽泉市總體規劃,規劃期末規劃市區人口達到75萬;陽泉組團、平定組團、蔭營組團分別承擔城市的各項功能。陽泉組團的行政、文化、商業中心功能將吸引平定、蔭營兩組團的大量人流,為了緩解中心城市區的交通擁擠,增加平定、蔭營兩組團與中心城市之間的吸引力,滿足居民乘坐舒適、迅速、方便、準點的要求及公眾對生存環境質量的要求,輕軌交通將是城市未來公共交通的理想方式。
3.2 延續型
延續型的發展戰略以維持現狀交通網絡,適當調整交通方式的構成及其分擔比例為主要發展方向。陽泉市具有獨特的地域文化特色,典型的自然風貌,未來陽泉的城市設計應充分體現其獨特的氣質。現代、美麗的陽泉必然在城市的生活質量、生態環境等方面有更高標準的要求。在公共交通方式的選擇中,采用有軌電車取代公共汽車,以減少汽車尾氣對大氣環境的污染,同時采用方便老人、幼兒、殘疾人的特殊服務,使軌道交通更具人性化。
4 結語
陽泉市的規劃建設正處于新時代、新理念的開端,從陽泉市所處的地域環境、社會經濟發展、城市的財力、城市居民對交通的需求,以及城市現狀特點等條件分析,其在近期還處于加強城市道路建設,采取有效交通組織解決現狀交通問題的階段。根據陽泉市的公交運送能力分析,近期可采用快速公交的方式提高公交運營質量,軌道交通作為陽泉市遠期規劃目標更切合實際,軌道交通的發展將有利于城市功能的發揮,逐步成為對環境友好的“綠色交通”,滿足普通市民出行的需求,同時也會給城市帶來活力,符合城市可持續性發展的需要。
摘 要:針對上海市浦東新區軌道交通l4線工程港城路站建筑方案設計,詳細論述了地鐵(軌道交通)車站建筑在與環境的結合、平面功能、交通流線組織、空間構成及立面意象的生成。
關鍵詞:環境;功能;交通流線;空間構成;立面意象
港城路站是上海市浦東新區軌道交通l4線的起點站,有效站臺中心里程為ak0+57,位于通園路以西,騎跨港城路。站位所在地現為高橋電器廠等小廠及倉儲用地。主要客流來源為高橋老鎮居民和m1線跨江的浦西、浦東交換客流。規劃m1線沿港城路布置于本站下方,由于l4線已接近終點,考慮客流量不大等因素,故本站按高架考慮,站臺形式為側式,與規劃地鐵m1線形成站臺十字換乘,兩線可共用站廳。為盡量吸引客流、車站設兩個主要出入口,分別設于港城路南北兩側,設計為敞開式出入口,盡量減小對周圍環境的影響;全方位照顧各個方向的人流,真正體現“以人為本”的設計指導思想。
1車站工程影響范圍環境現狀及規劃概況
港城路車站站后設有折返線,交叉渡線等,并設有車輛出入段線接入港城路車輛段。線路在車站前后的范圍內,順浦興路西側由南向北依次跨越規劃浦東鐵路、規劃軌道交通m1線、城市主干道港城路。在港城路下,南側道路紅線內布置有3600×3200×3孔合流污水箱涵,總寬9.6m,埋深2.7m左右;北側紅線內1m處布置有φ300輸油管。
規劃浦東鐵路是沿海鐵路大動脈和上海鐵路樞紐的重要組成部分,屬國家i級鐵路干線標準,平行布設在港城路南側,并在浦興路附近設有外高橋鐵路車站,配有正線一股,站線四股,預留站線一股以及鐵路專用線牽出線,車站有效長度850m。
地鐵m1線目前尚在規劃研究階段,其走向沿港城路東西向布設,線位則受l4線港城路站站位的影響,應考慮二者換乘的方便合理。工可方案將其設置在港城路及浦東鐵路之間,與l4線港城路站呈十字或t型換乘。
2 平面功能
公共區由檢票機和柵欄分隔成付費區和非付費區,非付費區南北兩側設置自動售票機和半自動售票機兩組,公共區兩側設自動檢票機,引導和疏通客流。設備管理區主要布置了車站管理用房和設備管理用房。集中管理,合理、緊湊。站廳布置功能分區明確,進出客流不交叉,能很好的滿足交通建筑的要求。
本站共設2個出入口,車站沿通園路共布置有兩個出入口,分別設于港城路南北兩側,均位于道路紅線以外,滿足規劃要求。設計為敞開式出入口,結合出入口設計集散廣場,全方位吸引客流。
3 客流組織
進站客流分別由敞開式非付費區,經購票、檢票進入付費區,再進入站臺。出站客流則由站臺經檢票進入非付費區,然后選擇所需出入口到達地面。換乘客流自本站站臺中段預留樓扶梯直接到達m1線站臺、實現兩站站臺間的直接換乘。
規劃地鐵m1線沿港城路走行,在通園路設站,下穿本線。因l4線需上跨規劃浦東鐵路,軌頂較高,且兩站均為側式車站,故本站站臺中段預留樓扶梯直接與m1線站臺相連、實現兩站站臺間的直接換乘。同時兩站可共用站廳,本站南端站廳敞開式非付費區,集散廣場可與規劃浦東鐵路車站站前廣場連通,使l4,m1及浦東鐵路三線在港城路實現簡單,直接而有效的“零換乘”。
4 空間構成及立面意象
立面縱向突破傳統三段式構圖手法,橫向趨于對稱,籍此構建其莊重典雅的風范。細部處理運用傳統與現代相結合,互生互長的原則。在充分尊重內部功能的前提下,運用一些不乏活力的現代符號作為活躍元,使之具有鮮明的時代特征,加強了對該車站作為交通建筑的性格刻畫,削弱了高架車站對人體感官心理上的壓抑感。通過宜人的細部尺寸來增強該車站的親和力。另外,通過點,線,面的巧妙結合,體塊的有力穿插,虛實的強烈對比,使整個車站體型翹然翼然,意味雋永。強有力的輪廓線不乏拙樸的風韻,清晰的表達了與原有環境的協調性和頗具時代氣息的構成意味,有效的擴大了空間的感染力,將人的意識從世俗的物體、時空的差別升華并達到一種對未來的豁達理解,形成與眾不同的,飽含激情和責任的巨大力量,在場所深深的沉寂中,爆發出強大的穿透力,從而賦予車站這一城市構成元素以活的靈魂和與眾不同的場所精神。
頂部強有力的線條,深深斷開的裂縫以及車站兩端經過切割的殼體,大塊的玻璃及質感潤澤的金屬材質的運用,給予建筑以勃發的朝氣和作為交通建筑明快的節奏和俊朗的外形。
色調處理結合上海海派文化風貌及現代都市的雙重性格,突出車站體型的雕塑感和色彩的純一性,使得車站構件的實際功效與哲學內涵達到形與神的統一,也暗含著開放與發展,立意深遠而富有特色。
車站雨棚的造型隱喻了另一個特點:“站”---既是起點,又是終點”這一古老的不解情緣。
綜上所述,地鐵車站建筑的設計,必需針對車站的周邊環境,合理選擇車站站位,優化車站總平面設計,盡可能的避免房屋的拆遷和管線的改移,合理布置出入口,最大限度吸引客流、減少車站規模。才能確保車站實施的可行性、經濟性、合理性、并能方便運營管理,滿足環境保護要求。只有對車站站位、車站型式、配線、換乘方式、出入口設置等進行深入細致的研究分析,才能提出合理可行并富于特色的設計方案。
摘要:介紹了使用labview開發虛擬儀器軟件的方法,即用以計算機為核心的測試測量與控制系統取代傳統的記錄分析儀器,在有限的條件下做到實驗設備的重復利用,達到實現軌道交通測試的自動化.
關 鍵 詞:虛擬儀器;測試;自動化;軌道交通
1 引 言
軌道交通,包括地鐵、輕軌、磁懸浮以及城際鐵路等,是關系到國計民生的大事,為確保運行安全,通常以現場測試數據作為建設與維護的依據之一.業內公認作法是將具有代表性的被測參數通過傳感器轉換為電信號,經儀器調理送入記錄裝置后對其進行分析.隨著科學技術的發展和計算機的普及,近年來逐漸被以計算機為核心的虛擬儀器取代傳統的記錄儀器.
虛擬儀器,是將計算機軟件技術與和高性能模塊化硬件結合在一起,建立起功能強大又靈活易變的基于計算機的測試測量與控制系統.其本質就是一種基于計算機的自動化測試儀器系統.虛擬儀器通過軟件將計算機硬件資源與儀器硬件有機的融合為一體,把計算機強大的計算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起,大大縮小了儀器硬件的成本和體積,并通過軟件實現對數據的顯示、存儲以及分析處理.與傳統記錄儀器相比,虛擬儀器開發靈活,可與計算機技術保持同步發展;它的關鍵是軟件,虛擬儀器系統性能升級方便;由于儀器間資源可重復利用,價格低廉;用戶可定義儀器功能;可以與網絡及周邊設備方便連接;開發與維護費用低;技術更新周期短.
為使虛擬儀器在軌道交通測試自動化發揮其應有的作用,我們進行了幾年的實踐和探索,取得了一定的經驗,本文介紹的是nationalinstruments公司的labview6.1在實現軌道交通測試自動化的原理和方法.我們還將繼續努力,使虛擬儀器在軌道交通測試自動化和其他領域的自動化測試中發揮更大作用.
典型的自動化測試中,信號的傳遞可以用如下流程框圖(圖1)表示.
2 自動化測試的原理
目前,為測試各類工程參數而研制的傳感器已有相關的生產廠家生產,如:應變橋、測振傳感器、壓電式和電磁式加速度傳感器等各類傳感器均能滿足測試精度的要求,各種新型傳感器正處于進一步研究發展之中;而與傳感器相匹配的各類放大器如:動態電阻應變儀、電荷放大器、測振放大器等也已有專業廠家生產并已投放市場;傳統的記錄分析儀器主要是指光線示波器、模擬磁帶機等,這些儀器精度低、體積大、價格昂貴、功能單一,不能根據具體要求靈活定制功能,維護與擴展也相當不便,記錄下的數據存檔不便并仍需人工讀取,影響了后續工作的分析精度和效率,成為影響測試工作的瓶頸因素之一.隨著計算機技術的日益發展,計算機正逐步被廣泛應用到測試領域中.采用以計算機為核心的儀器代替傳統的記錄分析儀器正成為一種發展的必然趨勢.
開發虛擬儀器軟件是實現測試自動化的關鍵,通?？梢圆捎猛ㄓ密浖_發平臺,如microsoft的vb、vc++,borland的delphi、c++builder等,也可以采用專業開發平臺,如mathworks的matlab,agilent的vee,nationalinstruments的cvi和labview等.采用labview等專業開發平臺可以大大提高開發效率.
3 虛擬儀器軟件的實現
為了方便開發和維護,我們在軌道動力學測試軟件開發平臺選用的是nationalinstruments公司的labview6.1,對于使用更高版本labview的部門只需對已開發的vi進行重新編譯.
3.1 采集程序的設計方法
labview采用框圖式開發方式,用數據流控制程序的運行,見圖2所示.
在編制數據采集程序時應力求簡單,杜絕由于算法復雜而造成的資源浪費與故障隱患.程序在將數據存盤的同時送屏幕監測.利用數組操作的方法將每個通道的數據分別送至指定的窗口,確保發生故障時可以迅速判斷出故障位置.
采集程序首先用“aiconfig”函數設置參數,然后由“aistart”函數觸發采集過程開始.進入循環體后,一方面硬件把采集到的數據不斷交替寫入buffer,另一方面“airead”函數定時讀出buffer中的數據,并清空位置,留給后續的數據.子程序“mydataproc”對“airead”函數讀出的數據流加以處理、送屏顯示并以二進制格式存盤.采集結束后,“aiclear”函數清空buffer,釋放資源.
利用labview開發出的采集程序具有人性化的操作界面(見圖3所示).操作者可在備注信息欄中填入簡要的描述,選用合理的采集頻率,利用按鈕選擇所需的通道,定義數據存盤的文件名,若有同名文件存在則運行后有對話框提示覆蓋或取消.程序運行后由操作者通過菜單控制啟停、存盤以及翻屏.數據經簡單的數組拆分操作后按通道送各指定窗口供操作者實時監控.存盤的狀態由縱貫屏幕的變色條指示, 存盤后的數據可依據文件頭進行自描述.
3.2 處理程序的設計方法
對于較理想且有一定規則的數據可以使用程序自動回放處理(見圖4所示).程序按照操作者設定的回放參數對數據進行分析,將識別出的峰谷標記在回放窗口的波形上,并依照軌道動力學的專業知識,進一步計算出其它分析結果,同時在后臺通過activex方式調用microsoftword等生成報表.程序識別波形峰值時調用了“peakdetector.vi”函數,該函數對處理的數據進行了多項式擬合,因此,直接由此函數計算出的峰值點有時并不在原始數據波形上,但可以此點為中心,在限定的時間偏差內利用數組操作找出真正的峰值.
對于某些特殊的數據以及個別不理想的數據文件,可采用手工回放處理.由于多數情況下有效數據均出現在波形的“峰值”與“谷值”中,因此,手工回放程序中加入“磁吸”效果(見圖5所示),可以自動捕獲預定范圍內的峰谷數值,提高讀值效率.
在某些實驗中,由于特殊的要求,希望可以在現場對實測數據進行初步的分析,這就要求在現場對已有測試軟件做擴展,其中包括臨時增加的psd分析.我們可以直接調用labview所提供的“fftpowerspectraldensity”函數模塊,對原程序框圖只做極少量的修改即達到了滿意的使用效果(見圖6).
4 虛擬儀器測試平臺的特點
4.1 解決了軌道交通測試實時性強的難點
軌道交通測試常要求多個部門同時運作,在決策者調度的有限時間與地點內進行在線測試,因此通常不具備重復試驗的條件.采用虛擬儀器軟件進行實驗操作時,除事先排除故障隱患外,在測試過程中可對各通道進行獨立的實時監控,發現問題立即解決,避免影響后續試驗.這就有效地解決了軌道交通測試實時性強的難點.
4.2有效解決了軌道交通測試頻帶寬、數據量大的問題
被測信號中有效成分的頻率分布相當寬,路基與橋梁僅幾赫茲,而軌道則超過1000hz.為了盡可能完整地還原信號,單個通道采樣頻率常在10k以上.如以最常見的8通道測試方案計算,采用單精度浮點數轉換,每秒中將有4×10000×8=320000(byte),合312.5k之多,若轉換為文本格式后將會更大.
正確選擇硬件是測試成功的必要條件之一,例如,選擇nationalinstruments的數據采集卡daq-6024e,它的ad轉換速率在12位精度下可達200ks/s,完全能夠滿足轉換速度;采用labview設計軟件的時候,在存盤時調用“binaryfilevis”中的“writetosglfile.vi”,將采集到的數據流以二進制格式直接存盤,避免了由于格式轉換而產生的時間與資源消耗,對于等待期間的數據流則只送屏幕供監測,不存盤.這樣,既解決了寬頻帶信號的采集問題,又保證了大量數據流的存盤.
4.3 實現了初步分析的自動化
以軌道交通的提速試驗為例,在提速試驗中,試驗車將以超過現行速度的情況下運行,每個測試工況均存在危險性.決策部門要求每趟試驗車通過后立即將幾項安全運營指標的分析結果上報,以指導后續試驗,確保人身財產的安全.
類似于這樣的要求,可在采集后立即對數據進行初步分析,檢測出所需的數據,按實驗要求計算出結果,調用microsoftword(等)形成報表.由于時間緊,數據量大,試驗環境差影響操作者情緒與效率,因此,整個初步的分析過程由計算機自動完成更為快捷和可靠.
4.4 能夠方便地進行現場維護與擴展軟件
在有些實驗中,由于不可預知的因素需要在現場對已開發的軟件進行維護或功能擴展.labview采用模塊化的開發方式,由“流”驅動軟件的運行,工作原理一目了然,加上功能強大的模塊化函數庫,使現場維護擴展成為可能.
另外,由于條件所限,各實驗部門使用的計算機操作系統有可能會是windows9x、windowsme、win dows2000、windowsxp甚至是linux等.以常見的windows系列操作系統為例,這些系統下同一種硬件的驅動方式可能大不相同.如果在選購采集卡時統一選擇nationalinstruments公司的產品,那么,即使由于條件所限,各部門的采集卡型號不同,也可以通過nationalinstruments提供的ni-daq使程序達到g語言源代碼級兼容.
ni-daq為硬件驅動與頂層調用提供了一個接口層,在labview中表現為一些函數模塊.無論什么操作系統下,這些函數模塊在g語言源代碼級兼容,開發者在編寫vi時通過調用ni-daq操作硬件,完全不必考慮底層的驅動問題,在使用不同硬件以及跨平臺維護擴展時也不存在任何問題.
5 有代表性的測試實例
5.1 秦沈客運專線科技攻關項目現場測試
2002年9月山海關秦沈鐵路客運提速實驗,測試地點在野外,空氣溫度在35℃以上,采集卡等儀器的工作溫度可達80℃,個別工況的連續測試時間超過2小時.要求每趟試驗車通過后立即將有關的安全運營指標的分析結果上報,以幫助決策部門指導后續試驗,確保人身財產安全.
5.2上海地鐵一號線車載測試
上海地鐵一號線車載測試,從始發站到終點站正常情況下全程運行時間超過30分鐘,要求在不間斷采集與存盤的同時分析出被測信號的功率譜密度(psd).
5.3 特殊條件下的測試
2003年4月齊齊哈爾鐵路測試,除通常實驗特點外,適逢全世界人民共同抵抗非典之際,為保障實驗者的人身安全,要求參加人員盡可能少,實驗周期盡可能短.
以上實驗在采用了labview開發的虛擬儀器測試程序后,均成功地完成了測試任務,達到了預期效果.
6 結 語
在軌道交通測試中,采用了labview開發的虛擬儀器取代傳統的記錄儀器,在有限的經費內做到軟硬件的重復利用,縮短了開發周期,降低了開發成本,提高了測試自動化程度.而軟件平臺labview采用圖形化的開發方式,配以功能強大的函數工具箱以及各種專業軟件包,開發效率很高.因此,采用虛擬儀器技術為軌道交通日新月異的發展提供了一分強有力的保障,我們將通過不斷的探索和開發使軌道交通測試的自動化程度將更趨合理和完善.
摘 要 敘述上海軌道交通8號線ⅰc標工程的周圍環境、施工方案、施工技術,尤其對基坑的圍護形式、開挖過程作較詳細介紹。在地質條件差,周邊環境復雜的情況下,采用了多種施工技術,通過信息化管理,充分利用時空效應,使800m長的ⅰc標工程取得了較好的施工效果。
關鍵詞 基坑施工 圍護結構 環境保護 施工監測
1 工程概況
上海軌道交通8號線ⅰc標工程位于中原路上,南起開魯路車站,北至國偉路,橫跨殷行路、開魯路,沿中原路呈南北向布置。全長800m,包括開魯路站折返段(a1軸～開魯路站22軸)和殷行路出入段(里程rdk0+223～rdk0+725)。
開魯路站折返段(d1～d13)結構長298m,基坑開挖深度為14m、寬11～16m。出入段包括暗埋段(r1～r13)和敞開段(01～07),暗埋段結構長22m,基坑開挖深度為7～14m、寬10～14m;敞開段結構長180m,基坑開挖深度為0～7m,寬10m。
圍護形式有地下連續墻、smw工法、鉆孔樁和攪拌樁。
2 工程特點
2.1 地質條件差
8號線ⅰc標位于中原路上,中原路下原為河浜,浜底深3.8m,浜填土成分復雜,性質極差;基坑開挖深度為14m,此范圍內土層由②3層砂質粉土、③層淤泥質粉質粘土與④層淤泥質粘土層組成,②3層砂質粉土較松散、滲透性較好,在地下水滲流作用下易產生流沙、管涌現象;④層淤泥質粘土屬高靈敏度、高塑性軟土,易產生觸變、流變。
2.2 周圍環境復雜
工程周圍是大片居民小區,施工用地紅線緊貼居民的公房,而居民住宅多為多層磚混結構,基礎形式為條形基礎。基坑施工若變形過大,將直接影響周圍居民的生命和財產安全。
折返段和暗埋段基坑開挖深度為14m,西側的圍護體距上水dn1000僅800mm,東側的圍護在2條平行管線之間施工,其中1條為埋深7m的dn1500污水管,1條為埋深6m的dn1800雨水管,兩管中心距為3.8～4m,管子凈距2m,兩管基礎凈距1.5m。另有污水dn600、煤氣dn00、上水dn1000、上水dn300等4條管線橫跨基坑。
2.3 線路長、工期緊
800m長的折返段和出入段為首先進行鋪軌的標段,為滿足鋪軌要求,必須在10個月內完成施工。
開魯路和中原路、殷行路和中原路的交叉口,交通繁忙、管線復雜,在施工全過程中,始終要保持中原路、殷行路、開魯路交通的通暢,為此,根據現場施工環境條件和管線搬遷情況,殷行路和開魯路在結構施工過程中必須經過2次道路翻交,因而工期十分緊。
3 施工方案優化
(1)分段選用合理的圍護結構。折返段(d6～d13)基坑寬16m、開挖深度為14m,西側圍護距dn1000自來水僅1m,距2幢6層民房僅3m,為配合管線翻交,折返段d8段采用蓋挖法,并將smw圍護改為地下連續墻圍護,既滿足了環境保護的要求,又提高了蓋挖法施工的安全系數。
(2)d1段中間設有污水泵房,為順作施工。因26m深的smw圍護結構加上滿堂加固,對17m的開挖深度是不夠的,為控制基坑變形,保護周邊環境,先開挖至14m,施工d1段底板,待d1段底板達到一定強度后,再開挖至17m,進行污水泵房施工。
(3)為縮短工期、節約成本,改變先拆除管線,后施工圍護結構的施工順序,而是將圍護結構外放1m,先進行主體工程圍護施工,在開挖過程中,再將埋深7.5m的dn1500污水管(位于中原路東側,與400m長的線路水平位置重疊)進行清管,從而節省了開挖、回填、地基處理等施工步驟。
4 施工技術
4.1圍護結構施工
(1)a15軸(里程rdk0+107.80)～開魯路車站21軸的圍護結構為600厚地下連續墻,深25m,每幅5～6m,采用液壓抓斗工法施工,護壁泥漿性能指標及配合比設計見表1、表2。
(2) 里程rdk0+107.802～rdk0+425圍護結構為 850smw攪拌樁,樁長有21、23、25、26.5、26m5種,樁與樁之間搭接厚度為250mm,內插h700×300×13×24型鋼,型鋼中心間距為1200mm;里程rdk0+521∽rdk0+425為 650smw攪拌樁,樁長有17、19、21m3種,樁之間搭接厚度為200mm,內插h500×200×10×16型鋼,型鋼中心間距為900mm。采用單向擠壓方式連續施工,漿液中水泥摻量為20%,供漿流量為240～260l/min;攪拌速度為26r/min;提升速度為1.40～1.60m/min;下沉速度為0.93～1.25m/min。
為了管線搬遷和道路翻交,共設4堵封堵墻,其施工應穿插進行,施工中存在的冷縫處采取補攪素樁方案。為保證補樁效果,素樁與圍護樁搭接厚度約10cm。
(3)里程rdk0+656～rdk0+521圍護結構為鉆孔灌注樁,鉆孔灌注樁的外側為1排 700的深層攪拌樁隔水帷幕;里程rdk0+521～rdk0+697為4排 700深層攪拌樁重力式擋墻圍護,樁之間搭接為200mm。隔水帷幕及重力式擋墻由 700@500mm深層攪拌樁連接而成,攪拌樁水泥(325#普通硅酸鹽水泥)摻入量為13%,漿液由灰漿攪拌機制備,水灰比為0.5。
在隔水帷幕施工3～5d后,進行內側灌注樁的施工。 600鉆孔灌注樁深9～14m,間距700mm。鉆孔灌注樁施工成孔時,鉆機定位應準確、水平、穩固,鉆機回轉盤中心與樁中心的偏差<20mm。在成孔的過程中,鉆機塔架頭部滑輪組、回轉器和鉆桿應始終保持在同一鉛垂線上;注入孔口的泥漿比重≤1.15,漏斗粘度控制在18～22s;排出孔口的泥漿比重≤1.3,漏斗粘度控制在20～26s。
4.2 地基加固和井點降水
(1)采用雙軸攪拌樁對基坑底進行加固,因東側基坑內在8～9m處有1根dn1500污水管,攪拌樁無法施工,改為旋噴樁加固。
(2) 根據基坑開挖及基礎底板結構施工的要求,采用輕型井點和深井管井點疏干,經基坑底板穩定性驗算,共設置5口降壓井。
4.3 基坑開挖
4.3.1 開挖方案
根據管線搬遷、道路的翻交、場地條件、施工工藝、施工進度等情況,將800m長的工程全線劃分為7個區域施工,開挖方案見表3。
圖2為蓋挖法頂板下土方開挖示意圖。
4.3.2 施工順序
(1)先施工五區(暗埋段r4～r8)smw,并在r4北端和r8南端各設1堵smw封堵墻,然后進行基坑開挖、結構施工;
(2)開魯路第一階段管線搬遷后,施工七區(敞開段)鉆孔樁加隔水帷幕、四區(暗埋段r9～r13、折返段d1～d5)的smw、二區(d8)和一區(折返段d9～d13)的地下連續墻,進行地基加固(包括攪拌樁和旋噴樁),并在d5南端、d8北端、d13南端各設1堵smw封堵墻;
(3)圍護完成后,先施工d8的頂板,再開挖四區(暗埋段r8～r13和折返段d1～d5)和一區(折返段d9～d1)基坑、結構施工;
(4)r4和d8頂板完成后進行第二階段管線,最后施工三區(暗埋段r1～r3)的smw和六區(d6～d7)的地下連續墻,進行基坑開挖、結構施工。
4.3.3基坑開挖注意事項
(1) 為防止基坑因開挖放坡坡度過陡而產生縱向滑坡,故基坑綜合放坡坡度應控制在不陡于1∶3,較深部位需設中間平臺;
(2)開挖深度在12m左右時,應分4層放坡開挖;每一層平坡上布置一臺液壓挖掘機,接力將基坑底的泥土傳送至地面裝車運走;
(3)應根據基坑的開挖深度和圍護的方式,設置2～4道鋼支撐( 580和 609);在施工便道上停放50t履帶吊,配合支撐的吊放;
(4) 基坑開挖時要做到:平面分層、豎向分段,先撐后挖、隨挖隨撐、快速開挖、快速支撐、快速封底。
4.4 結構施工
(1)結構施工前要做好材料、設備和勞動力等各方面的準備工作;
(2)基坑挖到設計標高后,一般要求在5天內完成底板澆搗工作;
(3)底板施工完成后,割除深井降水管,作為結構施工期間臨時泄水孔;
(4)澆搗內襯墻前,要對地下墻和接縫進行堵漏、鑿毛、清洗處理,在側墻與smw樁體間用油毛氈隔離。當滲漏量較大時,可注漿或引流處理滲水。堵漏材料要滿足具有延伸率大且能抵抗設計水壓,又和混凝土基面有較好粘結力要求,堵漏施工要簡單可行,但要精心操作;
(5)頂板施工嚴格控制混凝土級配,加強混凝土施工管理,保證混凝土標號和抗滲指標符合設計要求,加強養護;做好誘導縫或施工縫。
5 施工監測
為了確?；娱_挖順利進行,按國家《建筑基坑工程技術規范》要求,根據環境和基坑具體情況選擇有代表性的部位布置測點,監測支撐軸力、墻體變形、沉降、建筑物傾斜率、基底回彈等,以反饋的監測數據指導施工。使工程紅線外的中原紀聯小區、開魯新村、中原新村、中原小學、東升中學和上海市楊浦區建設總公司等大量多層住宅和商業用房及中原路和殷行路下重要的 1400mm雨水管、 1500mm污水管、 900mm給水管以及36孔信息電纜等地下管線均得到保護。由于采取了跟蹤注漿加固措施,確保了一區西側2幢6層磚混結構民房的安全。
在基坑開挖過程中,監測到地下連續墻墻體最大位移為-19.5mm,smw圍護墻體最大位移為-17.6mm,建筑物最大傾斜率為2.3‰。
6 結束語
上海軌道交通8號線ⅰc標于2004-06-24開工,在施工中采取了合理的技術措施,經過1年的努力,完成了土建施工,達到了施工期間對周圍環境影響較小、施工速度快、工期短、造價低的目的,取得了良好的社會效益和經濟效益。
