賴麗萍

（閩江學(xué)院，福州350108）

北京2016年城市軌道線網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線設(shè)置研究

賴麗萍

（閩江學(xué)院，福州350108）

在城市軌道交通路網(wǎng)中，聯(lián)絡(luò)線是指連接兩條獨(dú)立運(yùn)營(yíng)線的輔助線路。聯(lián)絡(luò)線的合理規(guī)劃和布局，是城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中最重要的工作之一，也是使軌道交通線網(wǎng)形成有機(jī)整體的前提條件。因此，合理規(guī)劃和布局聯(lián)絡(luò)線，是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。通過(guò)對(duì)城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃布局的思考與研究，在建設(shè)成本優(yōu)化法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化該設(shè)計(jì)方法，并用優(yōu)化后的方法對(duì)北京2016年城市軌道交通路網(wǎng)中不同制式的各條線路進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線設(shè)置，詳細(xì)闡述如何利用建設(shè)成本優(yōu)化法對(duì)線網(wǎng)規(guī)模較大、線路數(shù)量較多的城市軌道路網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置。

城市軌道交通路網(wǎng);聯(lián)絡(luò)線;建設(shè)成本優(yōu)化法;制式;資源共享

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.072

1 引言

通過(guò)對(duì)城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃布局的思考與研究，在建設(shè)成本優(yōu)化法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，提出聯(lián)絡(luò)線建設(shè)影響范圍、加權(quán)平均成本等級(jí)和虛擬建設(shè)成本等級(jí)的概念和應(yīng)用方法，并總結(jié)出合理、有效、實(shí)用的聯(lián)絡(luò)線布局方法。并以北京市2016年城市軌道交通線網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置為分析案例，為今后我國(guó)各大城市的軌道交通線網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的規(guī)劃與建設(shè)提供參考。

2 北京2016 年城市軌道聯(lián)絡(luò)線設(shè)置

2.1 北京2016年城市軌道交通概述

至2016年，北京市已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的城市軌道有地鐵1號(hào)線、2號(hào)線、4號(hào)線（大興線）、5號(hào)線（亦莊線）、6號(hào)線、8號(hào)線、9號(hào)線、10號(hào)線、13號(hào)線、機(jī)場(chǎng)專線、八通線、14號(hào)線、15號(hào)線、昌平線和房山線，共15條線路，運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到460km，車站共有273座。

2.2 聯(lián)絡(luò)線設(shè)置[1,2]

北京2016年城市軌道交通線路可根據(jù)行使車輛類型和受電方式的不同劃分為5種制式。由于Z4、Z5和Z6這3種制式各只有一條線路，所以不考慮進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置。以下著重介紹Z1制式和Z2制式的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置。

2.2.1 Z1制式聯(lián)絡(luò)線設(shè)置

Z1制式共有4條線：1號(hào)線、2號(hào)線、八通線和13號(hào)線。其中，論文將1號(hào)線與八通線視作一條線路進(jìn)行考慮。1號(hào)線和2號(hào)線之間已建有2條聯(lián)絡(luò)線，分別位于復(fù)興門站的西南象限和建國(guó)門站的東南象限。2號(hào)線和13號(hào)線在的交點(diǎn)為東直門站和西直門站。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)得：西直門站東北象限建設(shè)成本等級(jí)為4；東直門站西北象限建設(shè)成本等級(jí)為14。因此，為了使建設(shè)成本等級(jí)盡量低，應(yīng)選擇在西直門站的東北象限建設(shè)2號(hào)線和13號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線。

2.2.2 Z2制式聯(lián)絡(luò)線設(shè)置[3~5]

Z2制式的線路共有8條：4號(hào)線（大興線）、5號(hào)線（亦莊線）、8號(hào)線、9號(hào)線、10號(hào)線、15號(hào)線、昌平線和房山線。用建設(shè)成本優(yōu)化法對(duì)Z2制式的8條線路進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線設(shè)置。

1）建立圖論模型

為了得到盡可能簡(jiǎn)單的圖論模型，對(duì)各條線路進(jìn)行如下處理。

（1）在昌平線與M8交點(diǎn)處的西南象限建立聯(lián)絡(luò)線，使這兩條線路連通。然后在圖論模型中用一條直線表示，即“M8”。（2）在建立圖論模型時(shí)，通過(guò)特殊處理4條相交直線的4個(gè)交點(diǎn)，使這4條相交直線能夠表示環(huán)線M10。4條“M10”直線相交，表示環(huán)線M10。

最后，得到如圖1所示的“五橫五縱”10條相交直線組成的圖論模型。模型中的A、E、U、Y4個(gè)交點(diǎn)是環(huán)線M10的4個(gè)拐點(diǎn)；H、I、K、M、N、P、Q、T、V、W10個(gè)交點(diǎn)并不是真實(shí)存在的軌道線路交點(diǎn)，而是在建立圖論模型時(shí)表示各條軌道線路的直線相交產(chǎn)生的；其余11個(gè)交點(diǎn)是真實(shí)存在的軌道線路交點(diǎn)，各個(gè)交點(diǎn)所表示的車站如表1所示。

2）標(biāo)注聯(lián)絡(luò)線建設(shè)成本等級(jí)

圖論模型建立之后，根據(jù)調(diào)查到的數(shù)據(jù)，在模型中各個(gè)交點(diǎn)的各個(gè)象限上標(biāo)注建設(shè)成本等級(jí)，如表1所示。

調(diào)查所得的數(shù)據(jù)中，最高建設(shè)成本等級(jí)是18，最低是0。為了使圖論模型能夠準(zhǔn)確反映各條線路，論文引入“-1”和“50”兩個(gè)虛擬建設(shè)成本等級(jí)。“-1”表示該交點(diǎn)的兩條軌道線路在該象限上是連通的。

“50”表示該交點(diǎn)的2條軌道線路在該象限上沒(méi)有建立聯(lián)絡(luò)線的可能。例如，圖1中最上邊的“M10”直線和最左邊的“M10”直線的交點(diǎn)A除了東南象限的建設(shè)成本等級(jí)為“-1”外，其他象限都為“50”，則表示該交點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)線必然出現(xiàn)在東南象限，因?yàn)椤?1”是模型中建設(shè)成本等級(jí)最低值，實(shí)際上該交點(diǎn)是M10的一個(gè)拐點(diǎn)；“M8”與“M4”的交點(diǎn)H的4個(gè)象限的建設(shè)成本等級(jí)都為“50”，則表示該交點(diǎn)上各個(gè)象限都沒(méi)有建立聯(lián)絡(luò)線的可能，實(shí)際上該交點(diǎn)并不存在，因?yàn)椤癕8”與“M4”并不相交。

表1 線路各交點(diǎn)的4個(gè)象限的建設(shè)成本等級(jí)

3）計(jì)算總建設(shè)成本等級(jí)

完成上面2步后，就可以將圖論模型轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，利用計(jì)算機(jī)程序快速計(jì)算出總建設(shè)成本等級(jí)最低的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案及對(duì)應(yīng)的最低總建設(shè)成本等級(jí)。

經(jīng)計(jì)算，最低總建設(shè)成本等級(jí)為21，對(duì)應(yīng)的聯(lián)絡(luò)線布置方案有4種。論文中所采用的建設(shè)成本優(yōu)化法是以建設(shè)聯(lián)絡(luò)線的成本最低為控制因素的。在實(shí)際工程中，影響聯(lián)絡(luò)線設(shè)置的因素肯定不只建設(shè)成本一個(gè)。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，還應(yīng)根據(jù)其他方面的影響因素，對(duì)這4種聯(lián)絡(luò)線布置方案做進(jìn)一步分析，選擇其中最合適的一種作為最終的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案。

論文選取其中一種計(jì)算結(jié)果作為最終的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案：M9—4—M4—2—M10—“-1”—M10—0—M8—0—M15—2—

M5—9—M10—“-1”—M10—3—房山線—1—M9，如圖1所示。

圖1 聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案

2.2.3 北京2016年城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線設(shè)置

綜上所述，得到北京2016年城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置方案，如表2所示。

表2 北京2016年城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線設(shè)置

3 總結(jié)

聯(lián)絡(luò)線是整個(gè)城市軌道交通路網(wǎng)形成有機(jī)整體的關(guān)鍵設(shè)施。合理規(guī)劃和布局聯(lián)絡(luò)線，是城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中最重要的工作之一。論文利用建設(shè)成本等級(jí)優(yōu)化法，對(duì)北京2016年城市軌道交通路網(wǎng)進(jìn)行了聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置，得到最終的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案。然而，建設(shè)成本等級(jí)優(yōu)化法是以聯(lián)絡(luò)線建設(shè)成本最低為目標(biāo)的，并未對(duì)其他影響聯(lián)絡(luò)線設(shè)置的因素進(jìn)行考慮，存在一定的局限性和不足之處。在實(shí)際工程中，應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，綜合分析，多方面論證比較，得到最優(yōu)的聯(lián)絡(luò)線設(shè)置方案。

【1】顧保南，葉霞飛.城市軌道交通工程[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010.

【2】GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

【3】賴麗萍.城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線建設(shè)成本優(yōu)化法的研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2011(7):112-116.

【4】孫惠泉.圖論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

【5】毛保華.城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2006.

The Research on the Layout of Connecting Lines in Beijing 2016 Railway Network

LAI Li-ping
（Minjiang University,Fuzhou350108,China）

Connecting line is anancillary circuit that connects two separate operating lines in railway network.The rational planning and layout of connecting lines is one of the most important tasks in railway network planning and the prerequisite to make railway network an organic whole.Consequently,it is a key detail that designers should consider during railway network planning.Through reflection and study,the design method is optimized on the basis of construction cost optimization.The paper introduces how to establish the layout of connecting lines of larger railway network including many lines through the layout of connecting lines of Beijing2016 rail way network which has many different system formats.

railway network;connecting lines;construction cost optimization;system format;resource sharing

U212

A

1007-9467（2016）08-0132-02

2016-08-03

賴麗萍（1987～），女，福建龍巖人，助教，從事城市軌道交通研究。