芜湖城市轨道交通2号线总体技术研究

　　摘要:研究适宜芜湖城市轨道交通2号线的制式、行车组织、敷设方式、线站位等总体技术方案。通过分析芜湖城市人口、交通等现状及规划，提出芜湖轨道交通建设必要性;以客流预测为基础，通过对中运量各种系统制式运能、经济性、环境适应性、安全性等方面对比分析，得出系统制式采用跨座式单轨更适宜;以系统制式研究结论为基础，通过对比主要跨座式单轨车辆技术参数，分析各车型运能、载客率、线路适应性、单价，综合经济性等特点，推荐采用MB型车;结合选定车型，通过对供电、信号、道岔制式多方案比选，推荐采用DC750V受流及集中供电、CBTC信号系统、整体梁型道岔;通过初近远期4/4/6、4/6/6、6/6/6编组方案和大小交路、单一交路方案及配线设置研究，推荐初近远期列车编组采用4/6/6方案，运营交路近远期采用大小交路1∶1套跑，配线设置满足运维需求并兼顾景观要求;结合芜湖市建设条件及制式特点，对敷设方式及线站位从经济性、风险等方面分析得出合理推荐方案。

　　关键词:轨道交通;跨座式单轨;总体设计;系统制式;线站位

　　城市轨道交通是一个复杂的系统工程，总体技术方案的选择对是否满足交通需求、投资、建设周期、运营组织及成本影响极大。纵观我国城市轨道交通发展历程，城市轨道交通系统模式以地铁为主，对地铁系统的总体技术方案研究较多且已基本形成相对明确的结论。然而，对于需要建设轨道交通但又达不到建设地铁标准的城市而言，地铁系统的相关研究成果无法照搬。因此，对于芜湖同类的中等规模城市，研究其系统、车辆、供电、信号等制式及行车组织、敷设方式、线站位等总体技术方案具有重要意义。

　　1芜湖城市轨道交通建设必要性

　　2011年，芜湖行政区划进行调整，将原巢湖市无为县二坝镇、汤沟镇纳入芜湖，芜湖市中心城区面积由826.7km2变为1290.37km2。基于此，《芜湖市城市总体规划(2012～2030)》提出着力构建“多中心、组团式、拥江发展”的空间发展格局，中心城区空间结构规划为“龙湖为心、两江三城”。但现状城市空间以外延式拓展布局为主，组团式发展形态仍未真正形成，现状城市发展与规划的“拥江发展”格局还存在差距［1］。2014年芜湖中心城区人口已达168万人，预测2020年人口为251万，2030年人口为292万［2］;出行总量达983.6万人次/d，出行需求大;同时中心城区处于拥堵及堵塞状态的道路占比达34.2%，部分道路已达超饱和状态，如不建设以轨道交通为主导的公共交通，将难以满足巨大的出行需求［3］。

　　2芜湖城市轨道交通2号线概况

　　轨道交通2号线为东西向骨干线路，可强化江南城区中心区、城东产业组团与江北新城之间的联系;东起万春湖路站，西至江北火车站，线路长30.405km，设车站19座(高架站17座、地下站2座)，设江北停车场1座、梦溪路车辆基地1座(见图1)。

　　3轨道交通2号线制式研究

　　3.1系统制式

　　(1)系统制式研究原则①满足规划运量规模;②提供合理服务水平;③符合城市整体交通需求;④满足国产化要求;⑤将投资控制在合理范围之内。

　　(2)客流指标轨道交通2号线客流预测指标见表1。从特征年客流预测指标可知，2号线远期最大断面客流为2.05万人次/h，属于中运量［5］。因此，2号线系统制式应从中运量系统中选择。

　　(3)系统制式分析根据原建设部CJJ/T114－2007《城市公共交通分类标准》，满足芜湖轨道交通2号线规划运量规模的系统制式有:地铁系统(B型车、LB型车)［6］、轻轨系统(C型车、LC型车)、跨座式单轨［7］、中低速磁浮、自动导向轨道系统(胶轮特制车)［8］，中运量各类型轨道交通系统分析比较见表2。

　　3.2车辆制式

　　(1)车辆主要技术参数主要针对跨座式单轨车辆进行研究。考虑跨座式单轨车辆在国内外实际适用情况，重点研究在我国重庆及日本应用的大型单轨车(简称MA型车)和在巴西等国应用较多的轻型单轨车(简称MB型车)，两种车型参数对比见表3［9－10］。

　　（2)车辆制式分析

　　①运能及载客率MA型车6辆编组时，车辆长89.400m，定员962人/列，载客率10.76人/延米;系统能力26对/h，系统运能25012人/h［11］。MB型车6辆编组时，车辆长74.164m，定员856人/列，载客率11.54人/延米，接近地铁B型车12.27人/延米;系统能力30对/h，系统运能25680人/h［12］。MB型车载客率高，相同编组时，运能高且列车长度短，利于减小车站规模。

　　②车辆总体构造MB型车总体上车辆高度小、地板面高度和整体重心低，侧倾力矩小，动力学性能和乘坐舒适度优;采用单轴转向架，所需的车轮数量少，转弯半径小，过弯阻力小，曲线通过能力强，弯道轮胎磨损小，噪声及能耗低。

　　③供电电压MA型车与MB型车分别采用DC1500V和DC750V电压制式，MA型车的电压要求更符合目前国内轨道交通的发展趋势，也较为经济合理。

　　④检修疏散MA型车、MB型车车厢地板距轨道梁顶面分别为1.13m、0.45m。全线贯通的应急疏散平台与轨道梁面高差较小时，日常检修、维护及紧急情况下救援疏散更便捷，也有利于保证区间高架系统整体景观的协调性。

　　⑤国产化及车辆单价MA型车国产化率更高，在价格方面具有优势。

　　⑥工程差异轨道梁:轨道梁基准尺寸为MA型车型轨道梁为I型断面，宽×高=850mm×1500mm，MB型车型轨道梁为矩形断面，宽×高=690mm×1300mm。盾构隧道断面:MA型车盾构直径为7.0m，MB型车盾构直径为5.8m。道岔:MA型车正线主要采用关节式道岔，结构较为复杂，侧向允许列车通过的速度为≤25km/h;MB型车正线主要采用换梁型道岔，结构简单，侧向允许列车通过的速度达40km/h。综上，MB型车虽然单价高，供电电压低，但载客率高，相同编组时运能大，线路适应性强，检修疏散便捷，土建工程更经济，推荐采用。

　　3.3供电制式

　　(1)供电电压制式城市轨道交通车辆电压制目前常用的主要有DC1500V和DC750V两种［13］。相同编组形式下，DC1500V电压制式供电距离更大［14］，为DC750V供电距离的1.25～1.5倍，有利于减少牵引变电所数量，从而减少轨道交通土建及机电设备投资［15］，单从供电电压制式方面分析，芜湖轨道交通2号线宜采用DC1500V电压制式;但从供电制式与车辆制式相统一的角度出发，2号线采用MB型车整体上更经济、环保、便捷，故推荐采用与MB型车匹配的DC750V。

　　(2)外部电源供电方式城市轨道交通外部电源供电方式可分为集中供电、分散供电和混合式供电［16］。因混合式供电运行调度复杂，电源开闭所对主变电所的支援能力差，可靠性较低，故重点研究集中供电与分散供电方式，两种供电方式对比见表4。分散供电虽然投资较省，但可靠性低，且从芜湖市外电现状及规划看，220kV、110kV变电站具有中心城区丰富，其他地区匮乏的特点，分散供电也难以实现，故推荐2号线采用集中式供电。

　　4行车组织

　　4.1列车编组方案研究

　　2号线初、近、远期高峰小时最大断面流量分别为0.69万人次、1.48万人次和2.05万人次，结合前述车辆选型研究结论，对2号线车辆编组研究3个方案。

　　方案一:初、近期4辆，远期6辆编组;

　　方案二:初期4辆，近、远期6辆编组;

　　方案三:初、近、远期均采用6辆编组。

　　3个方案对比见表7。方案一近期采用4辆编组，高峰小时开行对数30对，远期采用6辆编组时，开行对数降为28对，降低了服务频率;方案三初期能力富余较多，且初期运用车数多，车辆购置费高;方案二初期车辆购置费低，初期服务频率较高，与客流增长相匹配。故推荐2号线列车编组方案为初期4辆，近远期6辆编组。

　　4.2运营交路方案研究

　　(1)客流特征2号线各设计年度早高峰断面流量示意见图2～图4。

　　由图2～图4可知，①初期、近期、远期高峰小时客流“向心”特点突出;②初期高峰小时最大断面客流量位于芜湖火车站—弋江路区间，近、远期高峰小时最大断面客流量均位于文化路—北京路区间，其中远期下行方向有3个区间断面流量在2万人次以上，有6个区间断面流量在(1.5～2)万人次间，上行方向断面流量均较小;③近、远期客流断面差异较小，高峰客流断面呈现明显的潮汐现象。

　　(2)列车运营交路方案根据2号线客流特征，列车运营交路研究3个方案，见图5～图7。

　　结论

　　(1)芜湖轨道交通2号线系统制式推荐采用跨座式单轨。

　　(2)远期采用大小交路方案进行运营组织，可以满足客流需求，经济性好。

　　(3)线路起自万春湖路站，一期工程终点设置在北京路站，满足初近期客流需要的同时，也为二期工程建设预留灵活条件。

　　(4)一期工程除芜湖火车站段采用地下敷设方式外，其余地段均采用高架敷设方式。

　　参考文献

　　［1］中铁第四勘察设计院集团有限公司．芜湖市城市轨道交通建设规划(2016～2020)［Z］武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司，2015．

　　周江天胡江民

《芜湖城市轨道交通2号线总体技术研究》

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