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              • 東京軌道交通考察(之三)——運營篇

                作者:楊柳 來源:中國地鐵工程咨詢有限責任公司 發布時間:2017年3月29日 15時25分


              • 日本軌道交通系統以人為本,方便、安全、高效,在很大程度上緩解了特大城市交通擁堵的問題,滿足了居民大量的日常出行需求。

                東京軌道交通系統始建于明治時期,總體的發展順序是先國鐵后地鐵,開通百年后基本定型,在東京的交通構成中占主導地位,并仍在進行局部的改造和新建工程,發展動力強勁。作為日本的首都及最大城市,也是世界最大的城市之一,東京都人口1332萬,大東京圈(一都三縣)人口近4000萬。東京都市圈內出行比例構成如下圖所示(不含步行、自行車方式),出行方式主要組成部分為軌道交通,地鐵、JR線和私鐵和地面有軌電車系統總客運比例高達78.1%,其他比例構成分別是私家車14.7%,出租車3.0%和地面公交3.9%

                                           

                1 東京都市圈23區交通出行方式構成

                之所以能提供如此大的運量,與東京軌道交通系統從規劃、設計到建設、運營、維護、再開發采用的一系列提高運營效率的手段是分不開的。例如,根據不同線路條件采取跨線運營、平行換乘、立體交叉換乘等不同的換乘形式滿足了各方向客流需求的同時也減輕了乘客集中于換乘車站的壓力,因地制宜的采用曲線站臺、不拘一格利用大號道岔、對稱道岔提高運行效率同時節省了占地,長側式站臺-小尺度出入口分散布設有效擴大了車站的吸引范圍同時疏散了需求各異的客流,同時無論在站內還是站位都配備詳實清晰的導向標志和隨處可見的無障礙設施。總之,以高效運送乘客為根本目的,以方便客流需求為第一設計理念,是日本軌道交通的突出特色。

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                運營模式

                1.1 直通運行

                日本城市軌道交通的最突出特色在于靈活的運營模式。國內稱作跨線運營的“直通運行”模式在日本非常普遍。在東京和大阪,由于城市規模和特征的不同,直通運行的特點也有所差異。東京的直通運行以地鐵和私鐵為代表,兼有部分JR線路與地鐵和私鐵的直通,以東京市的兩家地鐵公司所轄線路為例,國內意義的地鐵運營里程兩家公司總和僅約300km,而算上與其他線路的直通線路后,運營里程翻了將近一倍。

                2 東京地鐵及都營地鐵及其直通線路列表

                東京地下鐵道的直通運行也是隨著城市發展的步驟逐步開展實施的,大規模的線路直通運行始于日本經濟開始迅速發展的60年代。但這一切的收益源自1951年起的地下鐵路規劃,日本從這一時期開始,新規劃建設的每條地鐵線都考慮了與郊區鐵路的相互直通,目前已開通的13條線路中,有10條線路實現了與郊區鐵路的相互直通。從運營效果來看,日本東京地鐵與郊區鐵路相互直通已成為一種典型案例,這也是東京地鐵運營的又一特色。同時,隨著東京首都圈面積擴大,直通運行服務距離增加,目前已從市中心向外延伸了50km左右。

                直通運行有效緩解了郊區線路進入市區后換乘車站的客流壓力,并且配合不同速度級別運行的車輛,分散了差異化的客流需求,使得占客流成分主導地位的通勤乘客可以各取所需,化解了城市軌道交通運營中的最大壓力。

                3 東京地鐵千代田線直通運行基本模式


                 4 在小田急多摩站拍攝的千代田線直通列車


                5  東京地鐵南北線及其與東急目黑線、埼玉高速鐵道線直通線路示意圖


                1 東京地鐵與郊區鐵路相互直通情況


                東京直通的線路中,地鐵線全線參與直通;郊區線路則存在全線參與直通或部分區段參與直通兩種情況。這也是最基本的兩種直通形式。東京地鐵線與郊區鐵路直通具有如下特點:

                1、可根據客流特點,靈活選擇郊區段的直通起終點。東急田園都市線、京王線都是服務于新城的典型通勤線路,高峰時段各個車站的過站客流量很大,因此全線參與了直通;而東武東上線、東武伊勢崎線的通勤客流相對較少,因此只有部分區段參與直通。

                2 東京地鐵與郊區鐵路相互直通基本方式

                2、直通后,線路分段點或運營交路分段點向郊區遷移。由于郊區鐵路大多止于山手環線上城市副中心,直通后,線路設施的分段點及部分運行交路分段點向郊區遷移,以避免線路在城市副中心區域斷開。

                一方面,使旅客不需要換乘也可在較長區間旅行,大大節省了時間和出行成本;另一方面,也緩解了換乘站(特別是在高峰期)的客流壓力。同時,可根據客流特點,靈活選擇郊區段的直通起終點。由于郊區線路大多止于城市中心,直通后線路設施的分段點及部分運行交路分段點向郊區遷移,避免了線路在城市中心區域斷開,保證了交通的連續性。

                1.2  快慢車混合運行

                快慢車混合運行是從運輸組織適應客流特征的角度出發,根據線路的長、短途客流特點和通過能力的利用狀況,結合長短交路的組合形式,在開行站站停慢車(以下簡稱“慢車”)的基礎上,同時開行跨站、直達快車(以下簡稱“快車”)的列車開行方案。

                根據東京都2000年的人口普查數據,東京都(含23區及27市)有居民1206萬人,日間人口總計達1467萬人,每天從鄰近區域到東京都的通勤人數達到260多萬人。為滿足如此大規模的通勤交通需求,且由于部分線路延伸到郊外30 km及以遠地區,采用快慢車組合運營方式。例如,東京地鐵副都心線是新建成的線路,連接了東京最繁華的商業區、學校和工作集中區域。為了提升運輸效率,縮短單程列車運行時間,該線實現了快慢列車開行。采取這種快慢車混合運行,可有效降低軌道交通線路不同區間客流特征及列車頻繁停站對線路運輸的影響;提高列車的旅行速度,縮短旅行時問,為長距離旅客提供更高水平的服務;同時可提高列車的運營效率,減少運營車輛數。

                但是,也會帶來一定的負面影響,如由于列車跨站運行,被越行車站的客運服務水平將有所下降,平均候車時間增加;在列車密度較高的情況下,快慢列車問將發生越行(站間越行或車站越行),會降低線路的通過能力。此外,過多的越行站導致工程難度與工程造價增加,而過少的越行站必然會影響線路的通過能力及列車的始發均衡性。所以,需要研究在滿足一定通過能力的條件下,快慢列車的開行方案、合理的發車間隔組合、越行站的數量以及越行地點的選擇等相關問題。從車站的旅客乘降量來看,日均乘降量10萬人以上的車站一般可設為快車經停站,日均乘降量5萬人及以下的車站可設為快車越行站,僅經停慢車。

                除此之外,在副都心線與山手線、琦京線、湘南新宿線并行的區間(池袋站—澀谷站路段)設有急行列車服務,副都心線東新宿站亦將設置避車線。副都心線急行列車行駛于該段區間所需時間大致與埼京線、湘南新宿線的列車行駛時間相同(約11min),普通列車大致與山手線列車相同(約16min)。

                6  橫濱地鐵與東急、東京地鐵、西武、東武等5條直通線路停站示意圖

                7  小田急三條線六種車次停站與千代田線直通線路示意圖


                1.3  周期化列車運行

                日本地鐵系統在日本鐵路的影響下,實行列車周期化運行,即列車在車站非常有規律地到發。為了使列車周期化運行,東京地鐵所有列車在平峰期間的開行間隔基本上都是3456min,均可被60整除。這大大降低了列車運行圖的編制難度,也提高了旅客在換乘站的換乘效率,到發時刻在每一時段內固定,旅客每次出行不必要記憶復雜的時刻表,最終有利于實現網絡列車運行圖的編制工作。

                8 東京地下鐵的列車運行時間間隔表

                另外,日本以先進的硬件設備、嚴格的技術標準和規章制度確保了列車的周期化運行,緊密結合高峰期和非高峰期客運需求的變化,利用周期化列車運行,靈活地解決了運輸供需矛盾;提高線路能力和利用率,大大緩解了經濟發達地區都市間繁忙的通勤、通學的運輸壓力。同時,對于運行交路比較復雜的線路,在車站時刻表上以不同顏色字體標明各停、急行、特急等不同速度、停站級別差異的列車時刻,使乘客真正能夠各區所需,使資源效率達到最大化。

                9  大阪環狀線天王寺站列車時刻表

                10  東京地鐵南北線四ッ谷站運行時刻表

                 11  多摩單軌多摩站運行時刻表


                2
                大客流節點層次、線路之間的關系

                大客流節點是軌道交通系統中客流最為集中,運營安全壓力最大的地方。這些節點線路的層次配比關系和換乘車站擺放的位置往往直接影響著軌道交通運行的效率。東京地鐵各層次之間關系并無嚴格區分,從其線路直通運行的普遍性上即可看出。但在進入大客流節點的線路選擇和車站位置關系上,還是有一定的規律可循:

                1JR和特急、通勤特急、急行等運量較大、對時間要求較高的線路盡量選擇直通運行,至少保證同臺或平行換乘條件;

                2、線路和用地條件較為局促的線路,站臺條件難以達到寬度要求時,采用長編組、前后錯位站臺,配合靈活設置的小尺寸出入口以便提高出入口的數量,擴大車站吸引(疏散)范圍疏散客流,而不單純依靠擴大車站的單體建筑尺度;

                3、對難以直通運行的地鐵線路,通過后期建設類似走向的私鐵、JR線路,規避大客流換乘問題;

                4、在規劃上不回避路徑選擇中的復線共用走廊,不刻意追求線路對城市建設用地的覆蓋率,而是讓用地開發追隨線路走向;

                5、在設計中以提高運營效率、方便乘客、減少對城市和周邊用地的影響為主導思想,不回避偶爾突破一般標準的小半徑曲線或縱坡設置、不回避在曲線上或直線、曲線連接段設站、不回避在用地有限的條件下使用復雜道岔(如復式交分道岔或曲線道岔)。

                而大型換乘車站或節點上的各線路關系不拘一格,存在兩種主要形式:

                1、分散車站模式與直通、分離換乘模式并存;

                這一模式的特點是換乘節點周圍往往形成局部商業和就業中心,本地客流和換乘客流量都較大,部分線路限于工程條件難以與干線全部集合于同一站房內,換乘距離只能考慮各區域相對集中,更多考慮干線和直通線路換乘方便,在一定程度上被迫犧牲低級別線路的換乘便捷性,因此更為注重線路車站的配合關系和車站對局部用地的高密度交錯覆蓋,這一形式多存在于特大換乘節點:

                如:新宿站:

                12  新宿站線站位關系及周邊開發

                東京站:

                13  東京站線站位關系及周邊開發


                大阪梅田站:

                14  大阪梅田站線站位關系及周邊開發


                2、一站內部換乘,部分線路直通;

                這一模式的特點是換乘節點往往也是具有一定規模的商業和就業中心,本地客流和換乘客流量都較大,多數線路能夠集合于同一站房或距離很近的兩個站房建筑內,多數線路可以相互直通或同臺換乘、平行換乘,總體換乘距離較近,線路周邊用地呈明顯的圈層狀開發,這一形式多存在于一般大型換乘節點。如:

                品川站:

                15  品川站線站位關系及周邊開發

                   澀谷站:

                16  澀谷站線站位關系及周邊開發

                大阪天王寺站:

                17  大阪天王寺站線站位關系及周邊開發

                3、其他換乘模式:以直通運行、岔線運行為主,以節點換乘為輔。出城方向以干線-支線模式為主,但不回避進城方向根據客流需求設置岔線進入中心城區不同組團。如京成電鐵公司線網,京成本線運營上野至成田機場區間,出城同時兼顧千葉方向,進城同時兼顧淺草、銀座方向(通過淺草線直通運行實現)。

                18 京成電鐵公司線網圖

                19  小田急電鐵一主兩支線路圖 
                 
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