高速铁路与既有线衔接下客运站布局及联络线设置的研究（可编辑）

高速铁路与既有线衔接下客运站布局及联络线设置的研究（可编辑） 高速铁路与既有线衔接下客运站布局及联络线设置的 研究 西南交通大学 硕士学位论文 高速铁路与既有线衔接下客运站布局及联络线设置研究 姓名:赖晓燕 申请学位级别:硕士 专业:安全技术及工程 指导教师:吕红霞 20090601 1西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 摘 要 高速铁路由于其速度快、运量大、效能高、安全性高、污染少等 优 点,在我国正在得到大力发展,这对于加快我国铁路的发展、增加 铁路 客运竞争能力以及缓解铁路既有路网压力具有重要的作用。在我 国,高 速铁路大多是沿既有线平行修建,并在铁路枢纽内进行衔接。本 文在广 泛查阅了国内外相关资料下,对高速铁路与既有线衔接条件下客运站布 局和联络线设置进行了研究,为我国高速铁路的设计和修建提供实际指 导意义。 概括起来,本论文主要进行了以下几个方面的工作: .分析了高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局类型与客运站选 址原则和布局常用方法。 .研究了高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局问题。分两个层次 进行探讨,第一步研究了客运站布局 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的产生,建立了.整数规划模 型,通过模型的计算得到枢纽内客运站设置的合适数目以及在此基础上 的高速站与既有站组合成的几个较优的布局方案。第二步对产生得到的 客运站布局方案进行评价,提出了影响客运站布局的主要因素,建立了 客运站布局方案评价指标体系,运用灰色关联分析法对得到的客运站布 局方案进行评价及优选,最终选择出最优的客运站布局方案。 .研究了高速铁路与既有线衔接条件下联络线设置问题。建立了 高速 铁路与既有线间联络线设置方案的评价指标体系,运用层次分析 法对联 络线设置的方案进行评价及优选,选择出最适合的方案。 关键词高速铁路客运站布局联络线设置灰色关联分析层次分析 法 2第 页 西南交通大学硕士研究生学位论文 , , , , . ,. ?, .: ? .: .一 , . :. , ., . ..; ; 3西南交通大学硕士研究生学位论文 第 页 ; ;4西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文 的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交 通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索,可以采用影印、缩微或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。 本学位论文属于: .保密口, 在 年解密后使用本授权书: .不保密回,使用本授权书。 请在以上方框内打“?” 学位论文作者签名:松口懋 指导教师签名:吕厶莨 日期:如。年‘月,日 日期:。卞月笼 5西南交通大学 学位论文创新性声明 本人郑重申明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下独立进 行研究 所得的成果,除文中己经注明引用的内容外,本文不包括任何其他个人或 集体己经发 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体, 均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本申明的法律结果由本人承 担。 本学位论文的主要创新点如下: .建立?整数规划模型,产生客运站布局方案:建立客运站布局方 案评价指标体系,利用灰色关联分析法对客运站布局方案进行评价及优选; .建立联络线设置方案评价指标体系,利用层次分析法对联络线设置 方案进行评价及优选。 学位论文作者签字:娩雌 日期:瑚年月?蝈 6西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 第章绪论 .课题的研究意义 铁路是国家重要的基础设施,国民经济的大动脉,交通运输体系的骨干。 随着经济与社会的快速发展和运输市场竞争的日益激烈,铁路如 今正面临着严 峻的市场挑战。铁路必须实现安全、高效、快捷的客流和货流运输,满足不断 增长的运输需求才能在市场竞争中立于不败之地。近半个世纪以来高速铁路有 了飞速发展,由于其速度快、运量大、效能高、更安全可靠以及污染少等优点, 使得建设高速铁路成为当今世界铁路发展的主要方向之一。 我国《中长期铁路网发展规划》描绘了年我国铁路网发展的宏伟蓝图, 它规划到年,建成北京一上海,北京一广州一深圳、北京一哈尔滨含沈 阳至大连、上海一杭州一厦门一深圳、青岛一石家庄一太原、徐州一郑州一兰 州、上海一南京一武汉一重庆一成都和上海一杭州一南昌一长沙的“四纵四横 客运专线网,规模达.万。客运专线网覆盖东中部地区的所有省会城市和 西部地区的西安、兰州、成都和重庆,在客运专线未能覆盖的大城市间建设高 标准的客货混跑线路,实现以高速客运专线为骨干、绝大多数大中城市为节点、 覆盖全国主要地区的快速客运网络。 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 到年建成客运专线公里, 主要繁忙运输通道上将建成客运专线实现客货分线。 我国修建的高速铁路大都是平行于路网主要既有干线修建的.随着高速铁 路的修建,各组成线路的功能和性质将发生较大的变化,客流重新分配现象十分 明显,多种速度列车共线运行、本线列车和跨线列车共线运行的运输组织模式也 将长期存在。为了充分吸收既有线沿线主要客流来源,实现旅客的现代化运输, 达到为既有线扩能的目的,并尽可能地分担既有线客流,使既有线腾出更多的 能力完成日益增长的货运量,就要尽可能输送跨线客流、组织跨线列车的开行 ?儿引,因此,高速铁路与既有线之间的衔接非常重要。 高速铁路与既有线的衔接,大都是将高速铁路引入铁路枢纽后与既有线进 客运站的衔接和线路间的衔接。 行衔接。衔接分为两种类型: 客运站的衔接 7第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 在铁路枢纽内,为了给旅客提供最方便的乘车条件和换乘条件,高速客运 站要与既有线主要客运站相连接。为充分利用既有线主要客运站设备,节省工 程投资,减少占用城市用地,也有利于吸引客流,提高竞争能力,最好是高速 铁路引入既有线客运站。如果既有客运站改扩建十分困难。在这种情况下,可 以考虑新建高速客运站,但必须经过缜密的方案比选后确定口?矧。 相邻线路的衔接 由于高速铁路初期跨线旅客列车的存在,当高速铁路引入枢纽条件下,高 速铁路和既有线之间的适当位置,要修建联络线,使之相互沟通,形成跨线列 车运行的通路,实现多种速度列车混跑,共同完成铁路运输任务。 因此,研究高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局和联络线设置,对设 计和修建高速铁路有实际指导意义。 .课题研究现状 ..国外高速铁路与既有线衔接现状 日本新干线在规划设计时基于利用既有设备、最大限度吸引客流、方便旅 客的考虑,将高速线引入既有站作为一般的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ,特殊困难情况下,才考虑另 址新设高速站。东海道新干线经大阪时,由于既有线引入大阪市中心区设站, 线路两跨新淀河,线形极差,新干线无法引入既有站,采用了在城区边缘设新 大阪高速站的方案,而为尽可能地靠近市区,考虑到本站是东日本东海道新干 线和西日本山阳新干线的分界站,列车运行交路全部在此中断,新大阪高速站 外高速正线使用了一的小半径曲线,既满足了运输要求,又节约了工 程投资劓。而对于联络线的修建,日本在东京枢纽接轨的几条新干线上相应的 东京站、上野站、大宫站之间修建联络线,使之串联起来。 法国高速铁路东南线、大西洋线、北方线的始发站巴黎里昂站、巴黎 蒙巴拉斯站、巴黎北站都设在市区,并且与既有站合并。法国的东南线、大西 洋线、北部线以及规划建设的东部线,均始发于巴黎枢纽内,亦建 联络线将这 几条高速铁路沟通,增加了高速铁路的机动性和灵活性,为乘客旅行提供了更 方便的条件;此外,法国以巴黎为中心的高速铁路向外延伸,终端与既有线相 接,形成高速网络,并采用高速列车下既有线运行的方式,以既有线许可的速 8西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 度继续前行而通达离新线端点几百公里以外的大城市。高速铁路与既有线相连 接,高速列车与既有线完全兼容,提高了在整个国土上的通达性。 意大利罗马一佛罗伦萨高速铁路,全长,未设新站,旅客运输利用 既有线上的六个车站进行。这样既能利用既有客运站设备,又可节省高速铁路 投资,缩短高速铁路修建时间舶。 国外铁路研究人员,在对高速铁路进行多年的研究中,提出高速铁路应充 分利用既有铁路车站设施和城市基础设施,主要客运站靠近城市人居、经济中 心。枢纽内客运站相对集中,车站规模适当。各种交通方式换乘一体化。重视 交通结合部的规划,主张将空港、铁路、公路、地铁、轻轨等多 种交通设施集 中配置,立体布局,形成运营组织既协调配合又相对独立、旅客乘降换乘 便捷、顺畅通达的综合交通枢纽。枢纽内主要铁路车站间设联络线,并与城市 轨道系统衔接。铁路与城市总体规划协调。强调铁路建筑风格要与城市景观协 调,鼓励市区铁路采用立交地下、全封闭,引导铁路布局优化并尽力减少 对城市的切割等口刚。 ..国内研究现状 国内对高速铁路与既有线的衔接问题中的研究主要集中在高速铁路在大型 枢纽中的高速客运站布局上。 文献】在研究哈大客运专线引入哈尔滨枢纽时,提出了并行和并线两方案 引入既有哈尔滨站以及分线引入新建客运站。作者从全局出发,结合动车段的 设置位置,最后推荐分线引入新建客运站。文献【】在研究石家庄一太原客运专 线引入太原铁路枢纽下客运站设置方案时,提出了经过现场勘察、落实方案经 由区域的主要控制因素和重点拆迁工程,结合有关部门意见后,提出了可供初 选的个站址方案:太原站、北营站、小店站、南内环高速公路两侧建新站和 东山过境高速公路两侧建新站,分别从技术上分析了个方案各自的优势和不 足,在与山西省、太原市及其他有关部门进行方案汇报和征询意见后,经过技 术分析以及对各站址进行定性分析和定量的技术经济比较后,确定采用北营站 址方案。文献在研究西安一宝鸡客运专线引入宝鸡铁路枢纽下高速客 运站布置时,提出了客运专线若引入既有宝鸡站的两种线路走向:客运专线沿 渭河北岸引入宝鸡站,向西延伸至林家村站与陇海线接轨的以及客运专线沿渭 河北岸引入宝鸡站,利用宝鸡东站位置建动车场,新建南环货线方案。客运专 9西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 线若引入新建高速客运站时,可在代家湾新建高速客运站或者在马营镇新建高 速客运站两个方案。在经过技术分析和经济分析,接入既有宝鸡 站方案存在拆 迁工作量大,施工过渡困难,工程技术复杂,以及远期向西延伸工程衔接不利 等问题,对接入既有站方案予以舍弃。同时对新建高速站两个方案分析了各种 因素,经定性和定量分析相结合,最终推荐马营镇新建高速客运站方案。文献 提出,对于像北京枢纽这种多条高速铁路引入,多方向衔接既有线路的特 大型枢纽,高速铁路引入最好是引入既有客运站,与既有设施密切配合。因此, 对于京津城际铁路引入北京枢纽,作者提出引入北京南站和北京站两种方案, 经技术经济优选后选择引入北京南站方案。文献】,作者对京石客运专线引入 石家庄铁路枢纽客运站布局进行了探讨,提出引入既有石家庄站和在城市东部 新设客运站两大方案,并阐述了两个方案的优劣性:引入既有石家庄客站和新 建石家庄客站都有高速场分场分线,易于运营管理简单便利,旅客乘降流线清 晰,不易混淆的优点,而且引入既有站方案更具有符合城市的总 体规划,旅客 出行方便,占地省,货运系统外迁,对城市污染小的优势:引入新建客运站方 案,虽然有拆迁工程少,对城市干扰少等优点,但由于车站距离市区较远,旅 客出行及换乘不便,货运维持既有,编组站在城市中心,对城市污染严重等不 足。因此,最终推荐引入既有站方案。 在对枢纽内高速铁路与既有线衔接条件下联络线设置问题上,从数据库中 所能找到的相关资料中,文献】提出了高速铁路与既有线间联络线的设置 原则和设置形式,文献针对具体的京沪高速在徐州枢纽内高速铁路与既 有线间联络线设置方案从技术上进行了探讨。 .课题研究内容及方法 ..研究内容 本论文研究的内容、采用的原理和方法具有一定的开拓性,对于优化和配 置我国高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局和联络线设置具有一定的学术 意义。本论文主要包括以下几个方面的内容: ’第一章主要介绍了论文的研究背景和研究意义、国内外的研究现状以及课 题的研究内容和方法。 10第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 第二章介绍了高速铁路与既有线的衔接条件下客运站的常见布局类型以及 客运站的选址原则和布局常用方法。 第三章主要研究了高速铁路与既有线衔接条件下客运站的布局。分两个层 次进行研究,首先研究了客运站布局方案产生的方法,建立数学模型,确定了 在规划年度内枢纽内客运站合适的数目以及在此基础上几个较优的高速客运站 与既有站总体布局方案。然后对产生的布局方案进行评价及优选,建立了客运 站方案评价指标体系,对得到的几个高速客运站与既有站总体布局方案进行评 价及优选,最终确定最优的客运站布局方案,并以京沪高速引入济南枢纽下客 运站布局方案评价及优选为例进行了计算分析。 第四章主要研究了高速铁路与既有线衔接条件下联络线的设置, 提出了影 响高速铁路与既有线间联络线设置的因素,建立了高速铁路与既有线间联络线 设置方案评价指标体系,并对京沪高速在徐州枢纽内与既有线间联络线的设置 方案进行了评价及优选。 第五章是对论文的主要工作和不足之处进行总结。 ..研究方法 论文在对高速铁路与既有线衔接条件下客运站总体布局方案产生的研究 上,采用.整数规划方法,建立了以车站建设成本、车站运营成本、旅客出 行费用和因两个以上客运站衔接方向不同所增加的铁路运营费用之和为最低为 总目标的整数规划模型。 论文在对高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局方案评价及优选问题 上,运用了综合评价的原理,明确影响客运站布局的各种因素,建立评价指标 体系,利用灰色关联分析法对方案进行评价及优选。将理论研究与实际规划相 结合,结合京沪高速铁路引入济南铁路枢纽进行演算,得出的结 论与设计院对 其从技术上进行分析后得到的结论一致,证明了评价指标体系的正确性和适用 . 性。 论文在对高速铁路与既有线间联络线设置的研究上,对影响高速铁路与既 有线间联络线设置的因素进行分析,建立了设置方案评价指标体系,利用层次 分析法进行求解,同时结合京沪高速在徐州铁路枢纽内与既有线衔接条件下联 络线设置方案优选进行演算,得出的结论与设计院对其从技术上进行分析后得 到的结论一致,证明了评价指标体系的正确性和适用性。西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 第章高速铁路与既有线衔接下客运站布局概述 .高速铁路与既有线衔接下客运站布局类型 对我国目前在建的和拟建的几条高速铁路以及对高速铁路沿线通过的铁路 枢纽所作的枢纽总图规划进行分析,可以将高速铁路与既有线衔接条件下的客 运站布局分为以下几种类型?。 多条高速铁路引入始发、终到列车为主的铁路枢纽“。 高速铁路的始发、终到站的铁路枢纽,一般有多条线路连接,是旅客集散 的主要枢纽,枢纽内的主要客运站是旅客的集散站。高速铁路引入大型枢纽, 首先要考虑引入既有大站,并在引入车站要构建综台交通枢纽。因为既有客运 站深入市区,有较为完善的城市配套设施,为吸引客流,减少旅客出行和换乘, 因此高速铁路引入枢纽应首先考虑引入既有客运站,如北京枢纽。 京津城际铁路引入北京铁路枢纽总平面布置示意图 北京枢纽衔接京沪津山、京广、京原、丰沙、京包、京通、京承、京秦、西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 大秦及京九共条铁路干线,各干线问在枢纽内通过东南、东北、西北等环线 及联络线相互连接,形成了大型辐射式环型铁路枢纽。北京站为枢纽主要客运 站,主要承担各衔接干线除京广、京九线外的旅客列车及少量市郊旅客列 车的始发终到作业,并承担国际旅客列车的始发终到作业。北京西站为枢纽主 要客运站,主要担当京广、京九、丰沙等线旅客列车的始发终到作业。北京南 站为枢纽主要客运站,主要担当京沪津山、京广、京九、京原、京包、丰沙、 京秦、京承等线的旅客列车到发作业。北京北站为枢纽辅助客运站,承担京包、 京通线的部分旅客列车及枢纽北部地区市郊旅客列车的始发终到作业。各高速 铁路引入北京枢纽,采用引入既有客运站形式,京津城际、京沪高速铁路分别 从东、西端沿既有铁路引入北京南站;京哈客运专线引入北京站;京广客运专 线引入北京西站。各线引入北京枢纽方案均利用既有站,分方向引入中心城区, 枢纽架构合理,旅客乘车方向感强,城市内形成多个客运站的布局为各个方向 人员出行提供了便利,并能减缓城市交通压力,满足旅客集散的要求哪。 多条高速铁路引入以通过列车为主的铁路枢纽 有多条高速铁路引入,不作为高速列车始发、终到站的铁路枢纽,是旅客主 要换乘地,通过列车较少,客运量非常大。这类枢纽一般位于省会 城市。这类 枢纽规模一般较大,当枢纽内有两个及以上客运站且当既有客运站有扩建条件 时,为方便旅客换乘,通常推荐引入既有站方案是合理的。如沈阳铁路枢纽卅: 图?沈哈客运专线引入沈阳铁路枢纽平面布置图西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 沈阳枢纽衔接秦沈客运专线、哈大线、沈山线、沈丹线、沈吉线和苏扶线 条铁路干线个方向,枢纽内共设个车站,其中沈阳北站为主要客运站,沈阳 站为主要客货运站,两站均位于城市的中心区域,地理位置优越,客运及城市 市政设备齐全,旅客集散条件好,为了充分利用既有自愿,方便旅客乘降和换 乘,有利于吸引客流,充分利用其外货内客的环状枢纽特点和两个客运站良好 的既有资源优势,规划沈哈客运专线、沈大客运专线引入和秦沈客运专线引入 枢纽。其中沈哈客运专线引入沈阳北站,沈大客运专线引入沈阳站,秦沈客运 专线引入沈阳北站。 其客运站分工,按照沈阳北站办理哈尔滨、秦皇岛方向客运专线列车的始 发、终到及停站通过作业,并办理哈尔滨、吉林、山海关方向普速列车的始发、 终到及通过作业,吉林至秦皇岛方向跨线列车通过作业;沈阳站办理大连方向 客运专线列车的始发、终到作业,大连至哈尔滨、秦皇岛方向客运专线列车的 通过作业,大连、丹东、抚顺方向普速列车的始发、终到及通过作业。 当多条高速铁路引入枢纽时,若枢纽内仅有一个既有主要客运站,一般考虑 修建第二客运站方案。因设新站方案符合城市规划,运输组织灵活,线路顺直, 在工程投资、适应城市发展及施工过渡等方面均优于引入既有站方案,通常推 荐设新站方案。如石家庄、济南、郑州、长春枢纽等。 图长春枢纽总图规划示意图第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 长春枢纽位于我国东北中部地区的交通枢纽中心,衔接哈大铁路、长图铁 路、长白铁路条干线、个方向的放射性枢纽,是东北地区重要的 铁路枢纽之 一。长春站目前为城市唯一客运站,随着沈哈客运专线、长吉城际铁路引入长 春枢纽,长双烟铁路引入长春枢纽以及货车线的建设,逐步扩建为客货分线的 半圆形混合枢纽。随着客运专线引入枢纽,客运专线在城市西侧新建新长春高 速站,以联络线形式引入既有长春站,长吉城际铁路引入既有长春站。枢纽客 运系统形成长春、新长春两处客运站的格局。长春站除办理枢纽内普速、长吉 城际列车的始发、终到及通过作业外,兼办哈尔滨、吉林方向、类客专列车始 发、终到作业及部分跨线列车的通过作业。新长春站办理四平方向、类客专 列车及部分城际列车的始发、终到作业及部分高速列车的通过作业?】。 高速铁路引入的一般城市枢纽。 一般城市的铁路枢纽主要以办理货物列车的到发、通过、解编作业为主, 既有客运站两端的线路条件较差,限速地段多,通常车站两侧都有货场、专用 线接轨,而枢纽内旅客换乘较少,通过列车比重较大,且在这种枢纽中,旅客 列车快进快出是主要考虑因素。因此在高速铁路引入枢纽时,宜推荐设新站方 案,但新站尽量靠近城市,跨线旅客列车用联络线接入既有站。从远景上,当 有其他高速铁路引入时,新站的条件也会比引入既有站的条件好。如衡阳枢纽 ’ 四 图?引入武广客运专线的衡阳枢纽方案示意图 衡阳枢纽是京广、湘贵两大一级铁路干线的交汇点,为丁字形枢纽,在路第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 网中具有重要地位。衡阳站为枢纽内客运站,武广客运专线引入枢纽,因引入 既有站线路限速地段长,城市发展没有给车站扩建留有空间,故新建衡阳东站, 具有客运专线线路顺直、长度短、不限速、施工对既有运营干扰小等优点。 衔接多条既有线路,但仅有一条高速线引入的枢纽” 这样的枢纽跨线客流较多,既要考虑在普通铁路与高速线间设方 便的联络 线供跨线列车运行,同时也有大量的旅客在车站中转换乘。这种情况应首先考 虑高速线引人既有站,如西安枢纽。 嗵嘻 : 图郑西客运专线引入西安枢纽示意图 郑西客运专线引入枢纽,引入既有西安站,新建北环客车线和西安北客站。 客运站作业分工原则:西安北办理东西方句/及以上跨线列车通过作业, 本线 /及以上大部分动车始发终到客车作业:西安站办理全部普速列车 /上动车的始发终到作业及枢纽东 的始发终到和通过作业,部分本线 南方向间跨线列车的通过作业。 仅有一条高速铁路引入的尽端式铁路枢纽 对于尽端式枢纽,虽主要连接铁路方向只有一个,修建高速铁路后既有线 将以货运为主,大部分客流被吸引到高速线,而且到该枢纽以始发终到为主, 换乘客流几乎没有,完全可以引人新建站。但往往这类城市规模 都较小,建第 二客运站必要性不大,既有客运站也基本闲置。出于充分利用既有站客运设施西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 和发挥其地理位置优势,原则上引人既有站,但当该城市规模较大或引入既有 站工程较大时,应引入新建客运站。如青岛、大连等城市。 .客运站选址原则和布局常用方法 客运站的布局在客运站设计中占有相当重要的地位,客运站的布局正确, 对于列车运行的组织、吸引旅客流、减少工程量和工程投资等都有很大的好处, 如果布局不妥或者考虑不周全,对于列车运行的组织、吸引旅客流、工程量、 工程投资等都有消极的影响。客运站的布局涉及多方面的内容:线路如何引入 枢纽、站线长、运行时分、工程量、线路条件、对于旅客流的吸引、对于环境 的影响、站址交通条件、城市规划等。 ..客运站选址原则 客运站的选址,要在遵循枢纽运输布局的一般原则基础上,与运输线路和 其它运输方式协调发展,使旅客有最短的运输路径,花费最少的 运输费用。具 体来讲,客运站选址应符合以下几项原则: .客运站的选址要与城市总体规划相结合,符合总体规划的合理布局。即 基本与所在城市用地性质不发生大的矛盾,以促进城市各项功能的发挥。坚持 理想站位与实际用地可能相结合,在用地选择受约束的条件下,寻求最佳可能 方案。 .充分考虑旅客的方便及城市规划的要求,便利旅客集散和换乘。客运站 要力求与城市主要居民区及其它客运设施之间有便捷的市内交通联系处,以方 便城市居民乘车和旅客中转换乘。同时有利于高速铁路和其他现代化交通方式 中长距离与航空、中短距离与高速公路的竞争。 .线路引入城市与既有站接轨顺畅,减少工程量,节省工程投资。 .要有利于既有客运站客运技术、服务设施的充分利用。 .客运站选址要尽量减少对城市的干扰和影响。 .客运站的选址既要满足所在城市社会经济发展与交通运输发展的要求, 又要满足客运站建设的需要,适当超前,以符合规模经济的原则, 使站场规模 适度,并且要留有发展余地,适当考虑到今后的发展,以便在一定时候进行必 、 要的扩建或改建口训。第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 在实际中进行客运站的选址时,会遇到很多困难和问题,必须因时、因地 制宜,综合分析上述要求,权衡各种方案的利弊,然后确定一个切实可行的方 案。 ..客运站布局常用方法 客运站的布局研究中常用的基本模型和方法如下: 重心法 重心法是一种模拟方法,将交通运输系统中的交通发生点和吸引点看成是分 布在某一平面范围内的物体系统,各点的交通发生、吸引量分别看成该点的重 量,物体系统的中心就是枢纽站场设置的最佳点,用求几何重心的方法来确定 客运枢纽站的最佳位置。其数学模型如下: 设规划区域内有个交通发生点和吸引点,各点的发生量和吸引 量,,坐标 为西./,,??,。设需设置枢纽站的坐标为,综合客运枢纽系 统得运输费用为。。根据平面物体求中心的方法,站场最佳位置的计算公式为: 工。蔷,形,引川, . 户州,,蔷,, 优缺点:重心法不限于特定的备选地点进行选择,灵活性较大,但它将纵 向和横向坐标标识为独立变量,与实际交通运输系统的情况相差甚远,求出的 解往往不精确,只能作为站场规划布局的初步参考。 成本分析法 在已经具有一个枢纽站场位置的选择集的前提下,以枢纽系统的总成本最 小为目标,通过财务计算,比较选择最佳站场位置的方法。该方法假设有个 交通运输发生点,分别具有发生量。,:,??,。,而且用一定准则已经得到 个备选位置。,,.?“,.,每个站场的建设、运营成本为。,。,??,.。 假设单位吨公里运费相同,设为,其余交通运输条件相同,各交通运输发生点 到站场的距离矩阵,岫,,,??,,,,??,,则每个备选 站点的总费用为: ,,,??, :,形, 。 。。。一第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 计算出每个站场的总费用后,从中选择总运输成本最小的点作为最佳的场 站设置。 优缺点:成本分析法求解过程较为简单,实际上只是一个简单的站场布局 规划成本比较法,在求解过程中均以静态的总费用最小为选优目标,运输费率 为固定值,既没有考虑实际的路网结构,也没有考虑客流在线路上的相互交织 混杂对交通流在路网上分配结果的影响。 整数规划方法 在根据布局和选址原则经验优选备选站址的基础上,以获得最佳经济效益 为目标建立客运站布局和选址模型。 客运站是出发地与目的地间的旅客集散地,客运站与出发地和目 的地构成 了一个复杂的系统,设有个出发地,个目的地,个客运站。综合经济效益 高意味着旅客经客运站集散的费用小,且投资和经营费用小。集聚的客流包括 从市内出发地集中于客运站和从外地运至客运站的旅客数量,疏散的旅客则包 括经客运站疏散到市内目的地和运往外地的旅客数量。因为客运站的选址不同 对长途运输的运距影响不大,因而对运费的影响不大。因此可仅考虑向市内目 的地疏散或从市内出发地集中到客运站的旅客交通费。据此,建立的数学模型 为 ??勘嘞?乃一 ? ??口矿??吩 ??吩 ? ?,. / ? 式中:一目的地序号,,..?, 一客运站备选站址序号,,:, 一年均每日从客运站至目的地的旅客量,人次/日; “一、两点的距离,因为从客运站至目的地的交通费的大第页 西南交通大学硕士研究生学位论文. 小最终取决于与间的距离。 ,广年均每日从出发地至客运站的旅客量,人次/日 ,厂客运站单位旅客发送量的固定费用和经营费用,元/人: 一备选站址所能建设的客运站的最大日旅客发送量,人次/日; ,一选择参数,,,若站址选在备选站址时取,否则取: 一拟选站址的客运站数量。 目标函数是要求客运站布局和站址选择应使旅客集中和疏散的费用与客运 站建设、经营费用最小。第个约束条件是要求客运站疏散的客流与集中于客 运站的旅客量相平衡,表明客运站既不生产也不消耗客源的性质。第个约束 条件表示客运站集中的旅客不能超过客运站的最大日旅客发送量。第个约束 条件表示选择的客运站应与预定的客运站数量相等。对于印首先确定每个客 运站的主要向外辐射方向,根据客源地和客运小区在各个辐射方 向上的日均旅 客流量,由客运站的主要辐射方向确定护由站场的发送量,可进一步确 定站场的规模。 在通过经验优选预选客运站的备选站址,预定拟建客运站个数,或从 开始,作为计算择优的初值,并确定模型中涉及的参数后,计算客运站不同布 局和设置方案的费用,并取最小的方案作为最优方案引。 .本章小结 本章讨论了高速铁路与既有线衔接条件下客运站常见的布局类型,根据铁 路枢纽布置形式和在铁路网上所起的主要作用的不同,高速铁路与既有线的衔 接或是多在既有的客运站,或是多在新建的高速站。同时讨论了客运站选址应 符合的原则以及常用的客运站布局方法,并分析了其优缺点。第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 第章高速铁路与既有线衔接下客运站布局研究 我国目前大规模建设高速铁路从根本上影响了枢纽客运站的布局,为了实 现高速客运站建设的“功能性、系统性、先进性、文化性、经济性’’乜,因此 迫切需要研究高速铁路与既有线衔接条件下客运站的布局问题。本章对高速铁 路与既有线衔接条件下客运站的布局研究是基于在既有枢纽客运站布局的基础 上,结合高速铁路的引入,在对相关因素进行分析与评价后,确定客运站的最 优布局以及高速客运站在枢纽内的合理设置位置。 .研究步骤 由于高速站与既有站共同构成枢纽内客运站总体布局,因此,本文对高速 站设置位置问题是基于对客运站总体布局的基础上。客运站总体布局也就是确 定在规划年度内枢纽内最合适的客运站设置数目,在此基础上从众多高速站备 选站址中选择出几个较优的高速站站址与既有站组成枢纽内客运站总体布局方 案。第二步是对产生的各布局方案进行评价,从中选择出最优的客运站布局方 案以及高速客运站设置位置。也就是说,本章在研究高速铁路与既有线衔接条 件下客运站布局时,采用了分层次分析。研究方法步骤如下: 从..节客运站选址原则看,高速铁路与既有线衔接时,对于新建的 高速铁路车站可供选择的站点安放是有限的,因此可以根据车站布局要求和原 则,对枢纽现场进行勘察,结合城市和铁路枢纽现状及发展规划,提出可能的 高速客运站站址哺。 在枢纽内既有客运站和提出的高速客运站多个备选站址的基础上,建立 枢纽内客运站布局方案模型,通过数学模型的计算,得到几个较好的客运站布 局方案。在这里,是从宏观上对客运站总体布局进行探讨,确定了在规划年度 内枢纽内合理的客运站的数量以及在此基础上高速站与既有站组合成的几个较 优的客运站总体布局方案。在此所建立的布局方案模型只是基于费用较少而得 到的一个初步的宏观的客运站总体布局选择,并没有从技术性方面对客运站布 局进行细致探讨,因此并不能够说费用最少的布局方案就是最好的布局方案。第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 因此需要通过第个步骤,进行布局方案评价及选优,最终确定高 速客运站的 , 设置位置。 建立高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局方案评价指标体 系,对第 步骤产生的客运站布局方案进行评价及优选;从而选择出最优的 客运站布局方 案以及相应的高速客运站的设置位置。 提出高速客运站可能的 现场勘察,结合城市和枢纽现状和 站址 发展规划,咨询相关部门意见,并 遵循客运站选址原则。 客运站布局方案产生确 通过建立.整数规划模型,测 定枢纽内客运站数目和相 算模型计算所需参数值,对可能 应的较好的几个高速站与 的高速客运站与既有客运站组 既有站总体布局方案 成的各布局方案进行模型计算 通过分析影响客运站布局各因 高速客运站设置位置 素,建立优选指标体系,对上一 确定 步客运站布局方案进行评价及优 选。 图高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局方法步骤图 .高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局方案的产生 在这里所研究的是在高速铁路引入枢纽条件下,规划年度内枢纽内合适的 客运站的数量及其相应的高速站与既有客运站总体布局方案。 ..客运站布局模型指标分析 对高速铁路与既有线衔接条件下客运站布局,可以从四个指标进行分析:西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 车站建设成本、车站运营成本、旅客出行费用和因两个以上客运站衔接方向不 同所增加的铁路运营费用【】】。 客运站建设成本 当车站设置数量增加时,枢纽内客运站总面积增加,使得部分设备的重复 配置,使铁路的建设成本增加。由于建设成本是随车站的规模、等级变动的, 所以在不同站址受地形、地价、拆迁费用等因素影响,其造价可能有较大差距。 当有个可能的客运站备选站址时,,?,,可采用式一 计算建设成本: ?% . ‘ ? 式中:为枢纽内设置多个客运站时的建设成本:。是备选站址是否被选中 的决策变量,等于时,代表选中,等于时,代表放弃:。是备选站址被选 中后的建设投资。 客运站运营成本 为保证新增客运站的正常运营,需要配备相应的管理和工作人员及相关设 备,并支付工资、设备折旧费、水电费等费用。在枢纽内设置多个客运站后, 运营成本将会增加。而在不同的地址修建等级、规模不同的客运站,其对应的 运营费用也不同。枢纽内所有客运站运营费用可采用?计算: 卫 尸?忍呒 , 、 【? 式中:是枢纽内设置多个客运站时,所有客运站的总运营成本:是在备 选站址修建客运站的运营成本:。含义同一。 旅客出行费用 枢纽内有两个及以上客运站时,客运站要按照不同的列车作业性质和不同 方向进行分工,枢纽所在城市选择铁路运输出行的旅客划分为去往不同的客运 站和不同方向,并且采用不同的交通工具到达客运站,城市小区的流在两个 以上铁路客运站的客流分配随枢纽客运站布局个数的变化而变化。在此,旅客 出行总费用是指旅客从出发地到铁路客运站的交通费用和。假设在规划年度枢 纽所在城市有个运输发生点,,,?,,即发送旅客产生点:有西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 个可能的客运站。,,?,,则旅客出行费用可用?表示: ‘村 口 ??玩? 、式中:是指旅客出行费用; 竹是从发生点到备选站址且以铁路为出行方式的旅客人数: 从是指从发生点到备选站址每位旅客平均花费运输成本。 铁路运营费用 客运站布局最优不仅要考虑旅客出行费用、客运站建设费用、客运站运营 费用最省,还应考虑铁路内部运输系统的效益最优,即旅客在需要去往某方向所 衔接的客运站的铁路运营费为零,否则将加重枢纽线路区间能力的负担别。在本 文中只考虑客运站数量增加引起的重复折返运输只与行车有关,可按照人公里 花费费用计算。同时考虑到高速铁路引入枢纽条件下列车在枢纽内的运行,其 运营费用要分为两种情况分别分析:机车牵引车列在枢纽内运行和动车组在枢 纽内运行。可按照式?计算 口 厅 ????比%%巳 女』 ? 。 式中:是指铁路运营费用; 。是指枢纽内在备选站址乘坐类车前往枢纽所衔接方向的旅 客人数类车分为由机车牵引的普速列车和动车组; 是指在备选站址前往方向的类列车在枢纽内的行驶距离; 。,是指类车的运营费用; ,含义同。 ..建立客运站布局模型 建立整数规划模型,以客运站建设费用、客运站运营费用、旅客 出行 费用、铁路运营费之和为总成本,并以总成本最低为目标确定在 一个供需平衡 的系统中客运站布局的最佳方案。 目标函数:西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 :壹最哌妻丑哌羔圭以羔主圭%%%, 七 ‘。‘‘ 七/。 约束条件: 旅客进入客运站人数应该与客运站输送人数相一致: ?‰% 。 ? 圭‰:% 七 ? 客运站规模与客运需求相匹配: ??‰% / ? ?‰% ? 枢纽内设置客运站数目: ?哌尺 七 ? 如果枢纽内未曾增建客运站,则枢纽内至少有一个既有客运站: . 呒 ? 式中:是指备选站址序号,,,?; 是指发送旅客产生点序号,,,?; 是指枢纽衔接方向序号,,,?; 。是备选站址是否被选中的决策变量,等于时,代表选中,等于 时,代表放弃: ?是备选站址被选中后的建设投资为便于计算,在此主要工程 投资期年限按照铁路规定一般取年,。在此是指平均每年的建设 投资;西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 。是在备选站址修建客运站的每年运营成本; 是从发生点到备选地址且以铁路为出行方式的每年交通量; 是指从发生点到备选地址每位旅客平均花费运输成本; 是指从发生点到备选地址选择乘坐类列车到衔接方向的 每年旅客数类车在此分为由机车牵引的普速列车和动车组: 。是指在备选站址选择乘坐类列车到衔接方向的每年旅客数; ,是指从发生点选择乘坐类列车到衔接方向的每年旅客数: 埘是指备选站址能够容纳的选择乘坐类列车到衔接方向的每 年旅客数; 。,是指备选站址能够容纳的乘坐类列车的每年旅客数; 川是指在备选站址前往方向的类列车在枢纽内的行驶距离; 。,是指类车的运营费用; 是指枢纽内应设置的客运站数目; 模型中,腺、蛳儿。 从派。,可以通过分析、调 查、测算得到,为所求变量。 说明:当高速客运站与既有客运站合并设站时,由于高速车场与 普通车场 相对独立,客运系统自成体系,因此在此模型中,将新建高速车场 看做一个新 的客运站。 ..模型参数确定 。的确定:建设投资主要是指各项工程费,包括铺轨、铺岔、土石 方、桥 隧、拆迁工程、占地等费用,按照《铁路基本建设工程投资预估算编制办法》 进行主要工程费的计算。为便于计算,根据铁路投资惯例,铁路运营年收回 成本,每年的平均投资费用为总投资费用除以。 。的确定:运营费主要包括了列车运行 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 费、运营设备的维护费用、日 常修理费、车站人员工资等。可通过选取同类型客运站作为参考。 雎的确定:将城市划分为若干个小区,测算每一个小区的人数以及每人平 均年出行选择铁路运输方式且到备选站址的次数,两者之乘积得到备选地址 的客流量膳。 雎小,“的确定:将城市划分为若干个小区,每个小区为一个发生点,通 过调查和测算该小区每年通过备选站址到衔接方向以铁路为出行方式的客西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 流量,同时要以选择乘坐不同的列车类型分别统计。 计的确定:从发生点到备选地址旅客可选择市内各种交通工具:公共 汽车、出租车、城市轨道交通、自己开车、走路等。这些交通工具除去走路外, 都是要产生运输成本的。将以上各种交通工具从发生点到备选地址的距离 所需要的价格乘以各种方式的客流量,求和以后再除以客流量即得。。。 埘、。,的确定:在规划阶段,新建客运站可根据站址面积参考有关站级标 准和国内外己有同类型客运站的设计资料,考虑铁路客运站的性质、功能,通 过比较分析确定。对于既有客运站其能力根据己有的设计能力和可行的改扩建 规划能力之和确定。 。在进行站址规划时,对新建客运站所连接铁路线路的布置就已规划好 了。对于新建客运站和既有客运站,要根据客运站之间的分工和其连接铁路线 路的布置,对不同类型的旅客列车进行枢纽内走行距离的统计。 。,根据铁路部门以往相关数据的统计,适当进行修正得到,按照人公里花 费费用计算。 ..算法计算从,, 个客运站备选站址中确定个站址,预定拟建客运站 个数作为计算择优的起点,加上枢纽内既有的客运站,组成个设 置方案。 对各方案确定公式至?所涉及到的各个参数,代入公式 ?得到各方案的费用指标值,通过公式?至?看各方案是否 符合约束条件,舍弃不符合约束条件的方案。 将,则新建客运站的组合为为。个,加上既有的客运站,组成 。个方案,重复步骤,,直到为止。 对得到的各方案费用值进行比较,几个较小的费用值为较优的方案集, 从而确定了在规划年度内客运站合理的数目以及几个较优的客运站布局方案。 ..算例 设某铁路枢纽内既有客运站有、,现有一高速铁路引入该枢纽,经过 对枢纽布置图型、枢纽所在地区的地形地貌、枢纽所衔接线路方向和能力的研 究,初步选择个地方建立高速站:、、、、,其中、分别 是在既有客运站、旁新建高速车站,与既有站、并列;、、西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 为新建高速站,由高速线在枢纽内采取分线引入,远离既有线。将枢纽所在 城市划分为个交通流发生点:、、、、、、、、、 ,枢纽衔接线路方向为、、。 枢纽内新建一个客运站的方案有、、、、、、、 、、、、、、、; 枢纽内新建两个客运站的方案有、、、、、、、、 、、、、、、、、、、、、、、 、、、、、、、、、、、、、、 , 、、、; 枢纽内新建三个客运站的方案有、、、、、、、、 、、、、、、、、、、、、、、、 ,,,,,,; 枢纽内新建四个客运站的方案有、、、、、、、、 、、、、、、、、、; 枢纽内新建五个客运站的方案有、、、、、、。 ‘ 现以枢纽内新建一个车站的方案、、进行模型数据演算。 刖备选站址被选中后的建设投资:根据对各项工程费:铺轨、 铺岔、土石方、桥隧、拆迁工程、占地等的评估,备选站址被选 中后的建设 投资为.亿元,根据惯例铁路运营年收回成本,每年的平均投资费 用为 .亿元。 。,备选站址修建客运站的每年运营成本:根据对既有类似客运 站的数据参考,对列车运行材料费、运营设备的维护费用、日常修理费、车站 人员工资进行修正,得到。,为万元/年;既有客运站、的年运营成 本分别为万元/年和万元/年。 舯发生点;到备选地址且以铁路为出行方式的年平均交通量: 。。发生点,的人数×人均年出行到站址乘车的次数,,?。由 于客运站布局的不同,使得枢纽内客运站间分工方式的不同,故需要重新估算 发生点。到既有站,且以铁路为出行方式的年平均交通量,方法如求。, 相同。 珊从发生点到备选地址每位旅客平均花费运输成本:坩产出 租车花费×乘坐出租车人数公共汽车票价乘坐公共汽车人数自驾车花费第页 西南交通大学硕士研究生学位论文 自己开车人数城际轨道交通票价×乘坐城市轨道交通运输方式人数/总人 数,,?。州 删方法同。得到表?: 表?各出发点到备选站址的人均交通费和客流量统计表 发生点 年客流量万 交通费 年客流量万人 交通费 年客流量万 交通费 元 元 人 元 人. . . . . .. . .. . . . . ... . ’. . .. . ... .. . . 备选站址选择乘坐类列车到衔接方向的每年旅客数: 根据规划若建成车站,枢纽内客运系统分工情况,结合铁路部门以往统计资料, 对蛐进行预测。这里,因客运专线、城际铁路或长大提速干线旅客列车一般 采用动车组形式,根据铁路技术政策,采用专业化管理的思路,分别预测枢纽 内乘坐动车组和普速列车的年旅客人数。同时也要计算既有客运站、相应 的旅客数。得到表?. 表?各客运站到枢纽各衔接方向客流量统计表乘坐普速 乘坐动车 乘坐普速 乘坐动车 乘坐普速 乘坐动车 枢纽瓠 列车旅客 组旅客数 列车旅客 组旅客数 列车旅客 组旅客数 接方向\ 数 数 数 蒹 .万 .万 .万 .万.万 .万 .万 在备选站址前往方向的类列车在枢纽内的行驶距离:根西南交通 大学硕士研究生学位论文 第页 据对既有客运站、和规划的客运站进出站线路布置情况,计算出埘。 表?前往枢纽各衔接方向的各类列车在枢纽内的行驶距离统计表译 机车牵引列 动车组到枢 机车牵引列 动车组到枢 机车牵引列 动车组到枢 纽各方向距 车由备选站 纽各方向距 车由备选站 纽各方向距 车由备选站 到枢纽各方 离 到枢纽各方 离 到枢纽各方 离 向距离 向距离 向距离 . . .. .. . 。,类车的运营费用:根据铁路部门以往相关数据的统计,适当进 行修正,得普速列车为:.元/人公里,动车组为:.元/人公里。 删从发生点到备选地址选择乘坐类列车到衔接方向的每 年旅客数:根据各客运站分工以及对各小区出行旅客统计得,如下表: 表?从各小区到各车站选择乘坐不同类型的列车到 枢纽衔接个方向的年客流量统计表 发生点 乘坐动车组万人 乘坐普速列车万人 乘坐普速列车万人 到 到 到 到 到 到 到 到 到 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 从表中,也可以得到在备选站址选择乘坐类列车到衔接方向的 每年旅客数、,从发生点选择乘坐类列车到衔接方向的每年旅客数 的值。西南交通大学硕士研究生学位论文 第页 。备选站址能够容纳的选择乘坐类列车到衔接方向的每年旅客数: 根据对备选客运站的规划以及对既有客运站的能力统计,得到表?. 表?各车站容纳的乘坐不同类列车到枢纽各衔接方向的年旅客量统计表 乘坐普速列 乘坐动车组 乘坐普速列 乘坐动车组 乘坐普速列 乘坐动车组 车旅客容纳 旅客容纳量 车旅客容纳 旅客容纳量 车旅客容纳 旅客容纳量 枢纽献 量 量 量 接方向\ 蒹 万 万 万万 万 万万 经公式?计算,得到目标函数为:、、. 万元,将各参数值代入公式?一?计算,满足约束条件。 同