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收稿日期２ ０ １ ５－ ０ ５－ １ ３ ；修回日期２ ０ １ ５－ ０ ６－ ０ ３ 作者简介丁习富（ １ ９ ７ ３ ） ， 男， 云南南华人， １ ９ ９ ４年毕业于西南交通大学， 土建结构工程专业， 本科， 高级工程师， 从事轨道交通总体设计和技术管 理工作。 地铁快线设计中几个技术问题的探讨和思考 丁习富 （ 中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ） 摘要以广州地铁３号线、 东莞城市快速轨道交通 Ｒ ２线等快线设计为例， 重点研究速度为１ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 的地铁快线设计的一些基本特 征， 如系统制式的选择、 速度目标值、 车辆选型、 列车编组方案、 乘客舒适度、 空气动力学、 土建工程设计、 道岔选型和牵引供电制式 等， 并探讨了在地铁快线设计中现行 地铁设计规范 存在的不足。 关键词地铁快线；线路特征；空气动力学；速度目标值；舒适度；土建设计；供电制式 Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ３ ９ ７ ３ ／ ｊ ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２－ ７ ４ １ Ｘ ２ ０ １ ５ ０ ６ ０ １ ０ 中图分类号Ｕ４ ５ ５ 文献标志码Ａ 文章编号 １ ６ ７ ２－ ７ ４ １ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６－ ０ ５ ５ ４－ ０ ５ Ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｓ ｉ ｎＤ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｏ ｆ Ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｍｅ ｔ ｒ ｏＬ ｉ ｎ ｅ ｓ Ｄ Ｉ Ｎ ＧＸ ｉ ｆ ｕ （ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａＲ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙＥ ｒ ｙ ｕ ａ ｎＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＧ ｒ ｏ ｕ ｐＣ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ６ １ ０ ０ ３ １ ，Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅｍ ｏ ｄ ｅｏ ｆ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄｖ ａ ｌ ｕ ｅ ，ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｓ ｔ ｏ ｃ ｋｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｒ ａ ｉ ｎｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ，ｃ ｏ ｍ ｆ ｏ ｒ ｔ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ，ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ，ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ，ｔ ｕ ｒ ｎ ｏ ｕ ｔ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ａ ｔ １ ２ ０ ｋ ｍ／ ｈｓ ｐ ｅ ｅ ｄａ ｒ ｅｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ，ｗ ｉ ｔ ｈＮ ｏ ．３Ｌ ｉ ｎ ｅｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕＭ ｅ ｔ ｒ ｏａ ｎ ｄＥ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏＬ ｉ ｎ ｅＲ ２ｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎａ ｓ ｅ ｘ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｓ ． Ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ｏ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｅｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｄ ｅｆ ｏ ｒ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏＤ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏｌ ｉ ｎ ｅ ；ｌ ｉ ｎ ｅｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ；ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ；ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄｖ ａ ｌ ｕ ｅ ；ｃ ｏ ｍ ｆ ｏ ｒ ｔ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ；ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ； ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ０ 引言 我国城市轨道交通建设正在迅猛发展， 至 ２ ０ １ ４年 １ ２月 ３ １日， 中国内地已有 ２ ２个城市 ９ ４条城市轨道 交通建成并运营， 运营总里程２８ ８ ６ｋ ｍ 。目前东莞、 贵 阳、 青岛、 合肥、 南昌、 福州和厦门等城市也在修建， 预 计到 ２ ０ ２ ０年， 国内将有约 ４ ０个城市发展轨道交通， 总 规划里程 ７０ ０ ０多 ｋ ｍ 。在这些已建成和正在建设的 城市轨道交通中， 绝大多数为位于中心城区的一般地 铁制式线路， 设计的最高运行速度主要有 ８ ０ｋ ｍ／ ｈ和 １ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ２种， 其运营组织与车辆选型、 系统配置与 土建工程配套等均可按现行的 Ｇ Ｂ５ ０ １ ５ ７ ２ ０ １ ３ 地铁 设计规范 ［ １ ］、 建标 １ ０ ４ ２ ０ ０ ８ 城市轨道交通工程项 目建设标准 ［ ２ ］、 Ｇ Ｂ５ ０ ４ ９ ０ ２ ０ ０ ９ 城市轨道交通技术 规范 ［ ３ ］及相关专业的规范进行设计。而已经建成开 通的广州地铁 ３号线、 上海地铁 １ ６号线和正在建设即 将于 ２ ０ １ ６年开通的东莞城市快速轨道交通 Ｒ ２线、 深 圳地铁 １ １号线等， 为连接中心城区与相应组团的地铁 快线， 设计的最高运行速度均为 １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ ， 已超过 地 铁设计规范 规定的最高运行速度不超过１ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ 的 适用范围， 因此在这几条线路的设计中， 不能完全按现 行地铁规范进行设计， 需要根据最高运行速度为 １ ２ ０ ｋ ｍ／ ｈ 的地铁快线特点对相关的设计参数进行研究论 证后采用。结合广州地铁 ３号线和东莞市城市快速轨 道交通 Ｒ ２线工程的设计， 重点研究 １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ地铁快 线设计的一些基本特征及在地铁快线设计中现行 地 铁设计规范 存在的不足， 特别是速度目标值、 列车编 组及空气动力学等方面， 以期为今后地铁快线设计规 范的制定提供参考。 １ 地铁快线的线路设计特征 随着城市轨道交通的发展， 中心城区的地铁线路 密度越来越大， 网络逐步完善， 地铁的建设逐步向郊区 辐射， 为了实现中心城区与周边卫星城（ 镇） 或卫星城 之间高速、 便捷、 环保的出行方式， 地铁快线应运而生。 如广州地铁 ３号线主要是连接广州中心城区与番禺 区， 深圳 １ １号线是连接福田中心区与宝安区碧头， 上 海地铁 １ ６号线是连接浦东新区龙阳路与临港新城。 同时随着经济的发展， 我国一些经济较发达的地级市 也开始规划建设地铁， 由于城市空间结构的原因， 这些 地级市的行政机构相对分散， 为了加强各行政机构与 城市中心城区之间的联系， 突出中心城区的首位度， 也 需修建高速、 便捷、 环保的地铁快线线路， 如东莞城市 快速轨道交通 Ｒ ２线。这几条地铁快线线路具有以下 共同的特点。 １ ） 线路长度较长， 但车站数量较少， 最大站间距 和平均站间距都比一般地铁线路大。在城市地铁中， 一般的地铁线路长度大多在 ３ ５ｋ ｍ以内， 最大站间距 控制在 ２ ． ５ｋ ｍ以内， 平均站间距为 １ ． ２～ １ ． ５ｋ ｍ ， 而 地铁快线的线路长度大多为 ５ ０ｋ ｍ以上， 最大站间距 超过５ｋ ｍ ， 平均站间距达２ ． ４～ ５ ． ０ｋ ｍ ， 是一般地铁线 路的 ２倍以上， 并且超过 ２ ． ５ｋ ｍ的长大区间个数较 多。目前国内已建成和正在修建的几条地铁快线线路 的一些基本参数见表 １ 。 表 １ 目前国内已建成和正在修建的几条地铁快线线路的基本参数 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｍ ｅｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄｏ ｒ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ａ 项目名称 规划全 长／ ｋ ｍ 已建成或正在 修建长度／ ｋ ｍ 车站／ 座 最大站 间距／ ｋ ｍ 平均站 间距／ ｋ ｍ 通车情况 广州地铁 ３号线８ ４ ． ０６ ４ ． ４ １２ ８６ ． ２ ０２ ． ４除南延段外， 其他已通车 上海地铁 １ ６号线５ ８ ． ９ ６５ ８ ． ９ ６１ ３１ ０ ． ６４ ． ９已通车 东莞轨道交通 Ｒ ２线５ ４ ． ３３ ７ ． ８ ０１ ５５ ． ０ ７２ ． ７ 深圳地铁 １ １号线５ １ ． ７５ １ ． ７ ０１ ７７ ． ２ ０３ ． ２ 预计 ２ ０ １ ６年通车 ２ ） 由于城市的空间形态布置及规划发展的不均 衡，这几条地铁快线线路的敷设在中心城区或卫星城 内站间距小 （ 和一般地铁的站间距接近） ，但在中心 城区与卫星城、２个卫星城之间，车站的站间距 较大。 由于这些线路长度较长， 最大站间距和平均站间 距比较大， 给列车在区间运行带来了较好的运行条件， 使得列车的最高运行速度可以提高。由于车站数量较 少， 停站次数减少， 在相同线路长度下， 列车的运行时 间缩短， 但当列车在区间的运行速度提高到一定数值 后， 乘客和司机会出现胸闷、 耳鸣和耳痛等身体不适情 况。城市空间结构、 城市规划形成的线路敷设方式、 站 点设置的特点直接影响到整条线路系统制式、 速度目 标值、 车辆选型的选择， 下面就这几个主要技术问题进 行研究。 ２ 相关设计技术问题探讨和思考 ２ ． １ 系统制式的选择、 速度目标值、 车辆选型与列车 编组方案 系统制式的选择、 速度目标值的确定、 车辆选型与 列车编组方案是地铁快线设计的重要基础参数， 对工 程建设、 运营有较大影响， 合理的确定上述参数是地铁 快线设计的首要任务。 ２ ． １ ． １ 系统制式的选择 系统制式的选择一般应从客流等级和特征、 线路 和环境条件、 系统本身的技术成熟性和先进性、 运营的 可靠性和成本以及建设工期和工程投资等方面进行分 析， 其决策还受到国家的产业政策、 城市的经济实力、 文化传统和价值取向等因素的影响。 目前， 国内外采用的轨道交通系统有常规的钢轮 钢轨系统、 直线电机运载系统、 磁悬浮系统、 单轨系统 和新交通系统（ Ａ Ｇ Ｔ ） 等。主要制式见表 ２ 。 ５５５ 第 ６期 丁习富 地铁快线设计中几个技术问题的探讨和思考 各种制式的优缺点分析如下 １ ） 铁路制式动车组技术成熟、 速度高， 在国内铁 路系统使用广泛。但是， 由于铁路制式动车组采用交 流制式供电， 对线路经过地区的通信、 电子设备以及相 应制造业干扰较大， 需要增加大量的防干扰措施。因 此， 采用交流制式供电的线路一般都敷设在城市之间， 其线路通道多为城市规划控制的交通走廊， 对交流牵 引的防干扰没有较高的要求， 地铁快线沿线线路在许 多繁华地带敷设， 对电磁防干扰要求较高。同时， 线路 穿越城市市区或组团中心时， 均采用地下线的敷设方 式， 地下车站和区间由于国铁动车组限界要求较高， 土 建工程投资较大。 ２ ） 中低速磁浮系统技术先进， 特别是具有无轮轨 磨耗， 无传动系统， 具有运行噪声低、 维护成本低等明 显优势。但是， 中低速磁浮系统在世界范围内的实际 商业运营经验不足， 在我国国内尚在研究及初步使用 阶段， 北京 Ｓ １线、 长沙中低速磁浮工程目前正处于研 究、 建设阶段。因此， 存在建设成本和工期 ２个方面的 较大风险， 目前国家对中低速磁浮系统的产业导向尚 不明朗， 因而存在国内缺乏产业支持的风险， 从而也会 带来运营维护成本高的风险。 ３ ） 单轨系统技术成熟， 在日本使用较为广泛， 我 国的重庆市轨道交通 ２ ， ３号线均采用跨坐式单轨系 统， 现已建成开通运营 ８ ５ ． ６ｋ ｍ 。单轨系统采用橡胶 轮， 具有黏着力大、 运行噪声较低等优点， 但其运行阻 力大， 胶轮磨耗量大。因此， 存在运营成本较高、 橡胶 粉尘对环境影响较严重等问题。随着直线电机系统和 低速磁悬浮等非黏着系统在城市轨道交通领域的发 展， 单轨系统技术在我国发展前景并不明朗。由于单 轨系统的核心技术几乎完全掌握在日本公司的手上， 车辆和系统设备的造价高， 车辆采购投资较高。同时， 国内缺乏相关产业的支持， 运营所需的备品备件价格 和维修成本难以下降到合理的程度。 ４ ） Ａ Ｇ Ｔ系统具有运行噪音低、 曲线半径小等特 点， 且技术较中低速磁浮系统成熟， 但是该系统实际最 高运行速度只有 ８ ０ｋ ｍ／ ｈ ，对地铁快线快速出行的运 营要求适应性较差，并和单轨胶轮系统一样存在阻力 大、磨耗大和橡胶粉污染等问题。同时，该系统在我 国国内尚属空白，存在建设成本、工期 ２个方面的较 大风险，由于在国内缺乏产业支持，还存在运营维护 成本高的风险。 通过以上初步分析， 从“ 安全可靠、 技术成熟、 舒 适快捷、 经济实用” 的原则出发， 地铁快线设计可以不 考虑铁路动车组、 中低速磁悬浮、 单轨系统和 Ａ Ｇ Ｔ系 统， 而应在普通钢轮／ 钢轨系统和直线电机运载系统间 进行比选， 这 ２种系统都可以较好地适应地铁快线的 运量要求。但从现有的技术看， 已运营的直线电机运 载系统的最高运行速度为 １ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ （ 纽约机场线、 北 京机场线） ， 由于直线电机功率的限制， 选择速度为 １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 的直线电机车辆困难。而对于地铁 Ａ ， Ｂ型 车， 速度达到 １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ的已有成熟车型（ 广州地铁 ３ 号线 Ｂ型车、 上海地铁 １ ６号线） 。因此地铁快线设计 建议优先选择地铁制式的普通钢轮／ 钢轨系统。 ２ ． １ ． ２ 速度目标值 速度目标值的选择， 与规划的出行时间目标要求、 线路敷设方式、 站间距的大小和线网的资源共享等因 素有关， 在设计过程中， 需根据上述条件进行 ８ ０ ， １ ０ ０ ， １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 的速度目标综合比选， 必要时还需进行 １ ４ ０ ｋ ｍ／ ｈ 的速度目标值比选， 最终确定设计线路的速度目 标值。 以东莞市城市快速轨道交通为例， 东莞市城市 快速轨道交通网络规划 提出的运输规划出行时间目 标要求如下 １ ） 莞城松山湖 约 ２ ０ｍ ｉ ｎ ； ２ ） 莞城虎 门 约 ３ ０ｍ ｉ ｎ 。 根据运输规划出行时间目标要求， 结合东莞市城 市轨道交通 Ｒ １～Ｒ ３线线路平纵断面及车站分布， 本 次对采用 ８ ０ ， １ ０ ０ ， １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 最高运行速度车辆的平均 旅行速度、 旅行时间进行分析计算， 并与规划时间目标 进行比较。具体比较情况见表 ３ 。 表 ３ 东莞市轨道交通不同的速度目标值下旅行时间与规划时间目标比较表 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ３ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎａ ｎ ｄｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｓ ｔ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｔ ｉ ｍ ｅ ａ ｎ ｄｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｅ ｄｔ ｉ ｍ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎｒ ａ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 项目 ８ ０ｋ ｍ／ ｈ 平均旅速／ （ ｋ ｍ／ ｈ ） 旅行时间／ ｓ １ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ 平均旅速／ （ ｋ ｍ／ ｈ ） 旅行时间／ ｓ １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 平均旅速／ （ ｋ ｍ／ ｈ ） 旅行时间／ ｓ 规划时间目标／ ｓ Ｒ １线 ＋ Ｒ ３线 东莞市区 常平（ 约 ３ ５ｋ ｍ ） ４ ７ ． ０４ ５５ ５ ． ０３ ８５ ８ ． ０３ ３约 ３ ５ Ｒ １线 东莞市区 松山湖（ 约 ２ ２ ｋ ｍ ） ４ ７ ． ０２ ８５ ５ ． ０２ ４５ ８ ． ０２ ０约 ２ ０ Ｒ ２线 东莞市区 虎门（ 约 ２ ４ ｋ ｍ ） ４ ３ ． ２３ ７４ ９ ． ０３ ３５ ５ ． ０２ ７约 ３ ０ 注以上分析数据来源于列车牵引特性参考车型。 ６５５ 隧道建设 第 ３ ５卷 从表 ３可以看出， 为满足东莞市区常平、 东莞市 区虎门的规划出行时间目标要求， 东莞城市轨道交 通 Ｒ １线、 Ｒ ２线、 Ｒ ３线均需采用最高运行速度为 １ ２ ０ ｋ ｍ／ ｈ 的车辆。 另外， 关于速度目标值， 在目前的设计中， 信号 Ａ Ｔ Ｐ 的值一般比设计的最高运行速度低 ３～ ５ｋ ｍ／ ｈ ， Ａ Ｔ Ｏ的 值在 Ａ Ｔ Ｐ的基础上又下降３ ～ ５ｋ ｍ／ ｈ ， 因此最后列车自 动驾驶的速度比设计的最高运行速度低近 １ ０ｋ ｍ／ ｈ ， 而 车辆的构造速度比列车最高运行速度高 ５～ １ ０ｋ ｍ／ ｈ ， 整条线路的技术标准（ 线路、 车辆、 限界、 土建工程、 轨道 等） 均按最高运行速度进行设计， 这就造成了工程的浪 费， 建议在地铁快线设计中， 信号 Ａ Ｔ Ｐ的值就按最高运 行速度控制， Ａ Ｔ Ｏ的值根据与信号供应商沟通情况做适 当降低， 但降低值以不超过５ｋ ｍ／ ｈ 为宜。 ２ ． １ ． ３ 车辆选型及列车编组方案 车辆选型主要根据运营需求（ 线网服务标准、 运 输能力） 、 出行时间要求、 舒适度要求、 安全性需求、 环 境需求及线网资源共享等综合考虑。 列车编组方案主要根据初、近、远期最大单向断 面预测客流资料、旅客的出行特征 （ 地铁快线的旅 客平均出行距离和全程运行时间均远大于一般地铁， 其平均出行距离达到了１ ５ｋ ｍ左右，全程旅行时间均 在 １ｈ 左右，乘客乘车时间平均超过 １ ５ｍ ｉ ｎ ） 、乘车 的舒适度 （ 按照一定的站立标准，适当的增加坐席 率） ，按满足客流预测的远期单向高峰小时最大断面 客流量的需求，并留有 １ ０ ％ ～ １ ５ ％富余量的系统能 力来进行设计。在设计过程中，需根据初、近、远期 最大单向断面预测客流资料进行多方案比选，最终确 定列车的编组方案，列车编组方案对土建工程的投资 影响较大。 目前， 国内已建成或正在建设的地铁快线采用的 技术参数见表 ４ 。 表 ４ 目前国内已建成或正在建设的地铁快线采用的技术参数汇总表 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ４ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｍ ｅｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄｏ ｒ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ａ 项目名称车辆类型 最高运行 速度／ （ ｋ ｍ／ ｈ ） 车辆编组车门数／ 个 座椅布 置方式 供电方式 系统最大设计 能力／ （ 对／ ｈ ） 广州地铁 ３号线Ｂ型车１ ２ ０６－ ６－ ６４纵列式 Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ 架空接触网 ３ ４ 上海地铁 １ ６号线Ａ型车１ ２ ０３－ ３ ／ ６－ ６３横排式 Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ 架空接触轨 ３ ０ 东莞轨道交通 Ｒ ２线Ｂ型车１ ２ ０６－ ６－ ６３纵列式 Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ 架空接触网 ２ ７ 深圳地铁 １ １号线Ａ型车１ ２ ０６ ／ ８混跑５纵列式 Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ 架空接触网 ３ ０ 注 １ ） 广州地铁 ３号线原设计为３－ ３ ／ ６－ ６编组， 后来在建成开通后由于客流的急剧增长， 于２ ０ １ ０年４月底全部改为６辆编组。２ ） 东莞轨道交通 Ｒ ２线原设计的座椅布置方式为纵横混合式布置， 后改为纵列式布置， 其系统设计的最大能力为 ２ ７对／ ｈ ， 并预留 ３ ０对／ ｈ的条件。３ ） 深圳地铁 １ １号 线 ８辆编组中带 ２节头等车， 其座椅布置为 ２节头等车采用横排式座椅布置， 其余为纵列式布置。 由于缺乏相应的地铁快线设计规范， 各条快线的 系统最大设计能力、 座椅布置、 每平方米的站立标准均 不同， 根据对东莞轨道交通 Ｒ ２线、 深圳地铁 １ １号线 及广州地铁 ３号线的初步研究， 考虑到地铁快线的速 度目标值比较高（ 最高运行速度为 １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ ） 、 平均出 行距离长（ 达到了 １ ５ｋ ｍ左右） 、 全程旅行时间长（ 均 在 １ｈ 左右） 、 乘客乘车时间平均长（ 超过 １ ５ｍ ｉ ｎ ） ， 建 议系统的最大设计能力按不超过 ２ ７对／ ｈ设计（ 地铁 设计规范要求不小于 ３ ０对／ ｈ ） 、 座椅按纵横式混合布 置（ 增加坐席率， 地铁车辆通常为纵列式布置） 、 站立 标准按 ５人／ ｍ ２考虑（ 地铁设计规范为 ５～ ６人／ ｍ２） 。 ２ ． ２ 乘客舒适度与空气动力学 根据广州地铁 ３号线运营的反馈信息， 当列车在 长度为 ６ ． ２ｋ ｍ 、 内径 ５ ． ４ｍ的盾构隧道 番禺广场 站至市桥站区间运行， 列车最高运行速度接近 １ ２ ０ ｋ ｍ／ ｈ 时， 乘客和司机会出现胸闷、 耳鸣和耳痛等身体 不适情况。针对这一情况， 在东莞轨道交通 Ｒ ２线、 深 圳地铁 １ １号线的设计时， 均开展了隧道空气动力学的 研究， 并在设计中采取了如下主要措施地下长大区 间采用大断面隧道（ 按隧道阻塞比小于 ０ ． ４考虑， 盾 构隧道内径 ６ ． ０ｍ 、 矿山法隧道的内轮廓净面积不小 于 ２ ８ｍ ２） 、 列车突入洞口处设带有减压孔的缓冲结构 （ 主要在地下线与地面线过渡的明挖段设置） 、 提高列 车气密性指数、 采用流线型车头。这些措施已经过专 题研究论证， 目前已在工程的设计和建设中被采用， 待 ２ ０ １ ６年初这 ２条线路建成通车后才能验证。 ２ ． ３ 土建工程设计及道岔选型 ２ ． ３ ． １ 土建工程设计 土建工程按 １ ０ ０ａ 的使用寿命进行设计， 且一经 实施后， 若远期客流增加较多， 车站规模不够， 对土建 工程进行改造， 不仅影响运营， 而且改造的成本较高、 废弃工程量较大、 施工风险极大。为避免出现上述现 象， 在设计中需结合远期最大单向断面预测客流资料， 并对远期客流的抗风险能力进行分析， 结合城市的整 ７５５ 第 ６期 丁习富 地铁快线设计中几个技术问题的探讨和思考 体规划和经济发展， 按具备包容高水平客流状态的能 力来进行综合设计。设计过程中， 建议车站规模可以 按远期车辆编组的有效站台长度进行设计并一次建 成， 在运营的初、 近期， 可根据客流资料和设计的列车 编组来设计站台上屏蔽门或安全门开启的范围， 当客 流上升接近设计客流时， 在局部改造屏蔽门或安全门 及升级列车信号系统等， 以达到设计的能力。目前东 莞城市快速轨道交通 Ｒ ２线、 深圳地铁 １ １号线的车站 有效站台长度分别是按远期６辆编组 Ｂ型车１ ２ ０ｍ的 长度和远期 ８辆编组 Ａ型车 １ ８ ６ｍ的长度一次建 成的。 ２ ． ３ ． ２ 道岔选型 道岔的选型主要是根据正线和辅助线的最高运行 速度来确定相应的道岔号数。普通地铁线路列车最高 运行速度不超过 １ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ ， 正线及辅助线可选用 ９号 曲尖轨道岔， 其直向过岔速度≤１ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ ， 侧向过岔速 度≤３ ５ｋ ｍ／ ｈ 。在地铁快线设计中， 当区间列车最高运 行速度超过 １ ０ ０ｋ ｍ／ ｈ 时， ９号道岔已不能满足线路使 用要求， 需选用大型号道岔， 提高列车过岔速度， 建议 地铁 快 线 选 用 １ ２号 道 岔，其 直 向 过 岔 速 度 ≤ １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ ， 侧向过岔速度≤５ ０ｋ ｍ／ ｈ 。 ２ ． ４ 牵引供电制式 根据国家标准， 城市轨道交通牵引供电有 Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ和 Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ２种电压可供选择。Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ由于 电压较高、 牵引变电所数目少、 运营电能损耗小， 且供 电距离长、 供电区间内列车较多， 利于车辆再生制动能 量的吸收。目前 Ｄ Ｃ １５ ０ ０Ｖ已逐步成为城市轨道交通 牵引供电系统的发展趋势。 列车授流方式有接触轨和架空接触网 ２种方式可 供选择。接触轨零部件少、 结构简单、 安装位置低、 维 护工作量小、 维护成本低， 对城市景观无影响， 对人身 安全防护措施要求高。架空接触网有刚性和柔性 ２ 种， 刚性接触网一般用于地下区段， 也具有结构简单、 维护工作量小等优点， 但安装位置较高， 维护仍须配备 专用设备； 柔性接触网一般用于地上区段， 其安装结构 复杂、 零部件多， 存在断线、 钻弓等事故隐患， 高空检修 作业时， 需要的人员多， 抢修和恢复比较困难， 需要专 用检修设备， 柔性接触网安装在地面或高架桥上会对 城市景观造成一定影响。 地铁快线中高架桥占有较大的比例， 在高架桥梁 上， 若安装柔性架空接触网， 对城市景观有一定影响， 建议采用接触轨授流方式， 以减少对城市景观的影响， 利于城市的长远发展和高架结构的可持续发展。 ３ 结论与建议 ３ ． １ 结论 １ ） 地铁快线主要为连接中心城区与卫星城、 ２个 卫星城之间的城市地铁线路， 线路的站间距较大， 选择 １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 的速度目标值可达到技术、 经济和社会效果 最佳。 ２ ） 考虑到地铁快线的速度目标值比较高、 平均出 行距离长、 全程旅行时间长和乘客乘车时间平均长， 地 铁快线的系统最大设计能力按不超过 ２ ７对／ ｈ设计、 座椅按纵横式混合布置、 站立标准按 ５人／ ｍ ２考虑。 ３ ） 为了充分发挥地铁快线的综合效益， 在设计 中， 信号 Ａ Ｔ Ｐ的值按最高运行速度控制， Ａ Ｔ Ｏ的值根 据与信号供应商沟通情况做适当降低， 但降低值以不 超过 ５ｋ ｍ／ ｈ 为宜。 ４ ） 为了提高乘客的舒适度， 对于地下长大区间采 用大断面隧道、 列车突入洞口处设带有减压孔的缓冲 结构（ 主要在地下线与地面线过渡的明挖段设置） 、 提 高列车气密性指数、 采用流线型车头。 ５ ） 车站规模按远期车辆编组的有效站台长度进 行设计并一次建成。 ６ ） 选用接触轨供电的方式。 ３ ． ２ 建议 由于我国暂时还没有运行速度为 １ ０ ０～ １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ 的地铁快线设计规范， 在地铁快线设计时， 先参照 地 铁设计规范 、 城市轨道交通工程项目建设标准 和 城市轨道交通技术规范 等进行技术标准的初步拟 定， 然后结合运行速度为 １ ０ ０～ １ ２ ０ｋ ｍ／ ｈ的特征开展 专题研究及专家论证确定技术标准， 在这个过程中， 由 于受到技术水平和认识的限制， 难免有些缺憾， 建议加 快地铁快线设计规范的出台， 以指导工程的设计和 建设。 参考文献（ Ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ） ［ １ ］ Ｇ Ｂ５ ０ １ ５ ７ ２ ０ １ ３地铁设计规范［ Ｓ ］ ．北京北京市规划 委员会， ２ ０ １ ３ ．（ Ｇ Ｂ５ ０ １ ５ ７ ２ ０ １ ３Ｃ ｏ ｄ ｅｆ ｏ ｒＭ ｅ ｔ ｒ ｏｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ［ Ｓ ］ ．Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇＭ ｕ ｎ ｉ ｃ ｉ ｐ ａ ｌＣ ｏ ｍ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎｏ ｆＵ ｒ ｂ ａ ｎ Ｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ， ２ ０ １ ３ ．（ ｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ） ） ［ ２ ］ 建标１ ０ ４ ２ ０ ０ ８城市轨道交通工程项目建设标准［ Ｓ ］ ． 北 京中华人民共和国建设部， ２ ０ ０ ８ ．（ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇＳ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ １ ０ ４ ２ ０ ０ ８Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｉ ｎｕ ｒ ｂ ａ ｎａ ｒ ｅ ａ ｓ ［ Ｓ ］ ．Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ ’ ｓ Ｒ ｅ ｐ ｕ ｂ ｌ ｉ ｃｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， ２ ０ ０ ８ ．（ ｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ） ） ［ ３ ］ Ｇ Ｂ５ ０ ４ ９ ０ ２ ０ ０ ９城市轨道交通技术规范［ Ｓ ］ ． 北京中 华人民共和国住房和城乡建设部， ２ ０ ０ ９ ．（ Ｇ Ｂ５ ０ ４ ９ ０ ２ ０ ０ ９Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓｆ ｏ ｒ ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｎｕ ｒ ｂ ａ ｎａ ｒ ｅ ａ ｓ ［ Ｓ ］ ． Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆＨ ｏ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ Ｒ ｕ ｒ ａ ｌ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ 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