轨道确定

轨道确定（精选五篇）

轨道确定篇1

1、通过交通需求推算线网规模

交通基础设施的建设要满足交通的需要,城市远景年的公共交通预测总量,体现了城市公共交通的远景需求规模,是决定城市快速轨道建设总量的最重要的、可量化的指标。轨道交通线网规模,可以从出行总量与轨道交通线路负荷强度之间的关系推导而来,其线网络长度为:L=Qαβ/γ

式中:L—线网长度,km;

Q—城市出行总量;

α—公交出行比例;

β—城市轨道交通出行占公交出行的比例;

γ—城市轨道交通线路负荷强度,万人次/(km·日)[3]

1.1 未来居民出行总量分析

根据《无锡市城市总体规划(2004—2020)》,无锡市2020年市区人口将增长到420万人;远景无锡市市区人口480万,建设用地590平方公里。

一般情况下,城市交通出行总体规模在人口确定情况下,受人均出行强度控制。根据国内外城市居民出行的发展经验,出行强度的主要影响因素包括城市的结构、经济发展水平、交通工具发展及交通设施的完善程度等方面。从长时间看,出行强度不会无限增长。

大连市1994年居民出行调查的人均出行次数为2.06次。在大连市城市快速轨道交通线网规划中的常住人口人均出行次数预测值为:2013年2.35次,2028年2.47次。

上海1995年居民平均出行次数为1.95次(不包括6岁以下儿童)。在上海市中心城区城市快速轨道交通线网规划时,常住人口的人均出行次数2020年预测值为2.57次。

南京1986年居民人均日出行1.87次,1997年为1.96次,2003年主城为2.88次。在南京城市轨道交通线网规划中,预测主城平均出行次数为2.62次。

广州居民平均出行次数1984年为2.09次,1996年为2.3次。在广州市城市快速轨道交通线网规划时,预测人均出行强度为2.4～2.5次。

杭州居民平均出行次数1986年为1.75次,1997年为2.00次,2000年为2.07次。在杭州地铁1号线工程客流预测中,预测居民平均出行次数2010年为220次,2020年为2.25次,2050年为2.30次。

西安居民平均出行次数2000年为1.95次。在西安市城市快速轨道交通线网规划中,预测居民平均出行次数2010年为2.18次,2020年为2.33次,远景年为2.40次。

根据2003年出行调查资料,无锡市区户籍人口的平均出行次数为2.26次/日,暂住人口的平均出行次数为2.43次/日。参照国内外其他城市人口出行的数据,预测2020年、2050年无锡市户籍人口的平均出行次数为2.4和2.5次/日,暂住人口的平均出行次数规划为2.6和2.7次/日,流动人口的平均出行次数定为3.1和3.15次/日。预测得到2020年、2050年城市人口日出行总量分别为1191、1453万人次。

1.2 交通方式结构分析

交通方式结构的影响因素主要是居民出行的特征、未来交通发展战略以及可能提供的交通方式。目前,无锡市确立了实施公交优先的发展战略,提出了优先发展和建立大容量快速公共交通系统的交通发展战略,将逐步建立以公交为主体,快速轨道交通为骨干,各种交通方式相结合的多层次、多功能、多类型的城市综合交通运输体系。这种体系的建立将改善现状的交通方式结构,导致公交出行比例的增加。

(1)公交方式出行占全方式出行的比例从国外的情况看,在世界大城市客运交通中,因为公共交通客运效率比私人交通高得多,公共交通在城市综合交通运输中占有明显的优势,像纽约公共交通年客运量占全市总客运量的86.0%,东京公共交通年客运量占城市总客运量的70.6%,莫斯科公共交通年客运量占城市总客运量的91.6%。

根据无锡市城市交通发展总体目标以及现状出行调查资料统计得到的不同距离下各种方式的分担率,并考虑到国家政策、城市规模扩大、生活水平提高、交通设施建设水平(包括轨道系统的引入)、运营管理水平提高等因素以及各交通方式的特点、最佳服务距离、不同交通方式间竞争转移的可能性等因素,2020年常住人口公交出行比例将提高到35%,远景年常住人口公交出行比例将提高到43%;2020年流动人口出行比例为40%,远景年流动人口出行比例为50%。

(2)轨道交通占城市公交方式出行的比例轨道交通占城市公交客运量的比重,与城市道路网状况、常规公交网密度、常规公交服务水平、轨道交通线网密度、运送速度及车站分布有关。

从国外一些大城市的轨道交通的运行情况看,巴黎的快速轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的65%;纽约的快速轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的54.9%;墨西哥城的快速轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的42.9%;莫斯科的快速轨道交通所承担的客运量占城市公交客运总量的40%,在20世纪80年代初,曾达到45%;东京都区部的轨道交通客运量占整个公交的80%以上。

巴黎的轨道交通线网密度大,服务水平非常高,吸引了大量的客流,其中也包括许多短途的乘客,平均运距只有5.3km,线路平均负荷强度较低,约为1.64万人次/(公里·日);莫斯科轨道交通的运量基本上已经饱和,近几年其他地面交通客运方式的积极发展,轨道交通所承担的客运量占城市公交总客运量的比例呈下降趋势,说明莫斯科的轨道交通运送能力已不能满足城市日益增长的客运需求。

参考国内外城市经验,随着无锡市公交优先发展战略的实施,2020年无锡市轨道交通所承担的客运量占全市公共交通总客运量的比例控制在35%～45%,远景年在55%～60%是适宜的。

1.3 线网负荷强度及合理规模计算

线网负荷强度的影响因素有社会的经济发展水平、城市结构和线路布局。从国外轨道交通日平均线路负荷强度的指标看,大部分在2.5-4.0万人次/公里之间,国内几个大城市如北京、上海、广州等轨道交通网络规划中,选择的轨道交通日平均线路负荷强度在3.5万人次/公里以上。

从国外大城市和香港地铁建设与运营的统计资料分析,轨道交通负荷强度有一个变化过程,香港地铁仅有一条线时,线路日平均负荷强度曾达到5.7万人次/公里,等初步成网后平均值下降,1990年香港地铁线路日平均负荷强度为4.56万人次/公里;莫斯科地铁1935年建成通车,1940年日平均线路负荷强度达到4.43万人次/公里,随着线网不断的延长,线路负荷强度变化不大,1960-1991年线路从75.6km增加到239km,日平均负荷强度保持在3.2-3.8万人次/公里之间的范围内。

根据国内外大城市情况,结合无锡市经济社会现状和城市未来发展目标分析,无锡市城市快速轨道交通采用高运量、低密度的线网比较合适。参考国内外轨道线路情况,按照平均载客强度2.5万人次/公里·日估算,2020年需轨道线路长度约为66.7～85.8km,远景年需轨道线路长度约为159.8～174.4km。

2、通过回归分析确定轨道交通线网规模

回归分析法是先找出影响城市轨道交通线网规模的主要因素,然后利用其它轨道交通系统发展比较成熟的城市的相关资料,对线网规模及各主要影响因素进行数据拟合,从中找出线网规模与各主要相关因素的函数关系式,最后根据相关因素在规划年限的预测值,利用此函数关系式确定本城市到规划年限所需的线网规模。孙有望考察了世界48个城市轨道交通系统进行回归,得出了城市轨道交通线路长度与城市人口、面积的线性回归分析公式:

式中:L——城市轨道交通线路长度,km

P——城市人口,万人;

S——城市面积,km2

b0,b1,b2——回归系数:b0=1.839,b1=0.64013,b2=0.09966[3]

利用此结论提出无锡轨道交通规模的确定。

无锡定位于长江三角洲地区重要的中心城市之一,著名的风景旅游城市。2020年无锡市主城区建设用地规模为190平方公里,规划人口200万人[2];远景年无锡主城区建设用地规模411.3平方公里,规划人口339万[2]。通过回归分析公式计算,无锡市在2020年建设规模92.2公里,远景年建成规模139.6公里。

需要强调的是该分析公式是在考察世界48个城市轨道交通系统基础上建立起来的。虽然国内外城市在城市规模、城市财力、城市未来交通发展战略与政策、国家政策方面不尽相同,但通过回归计算得出的规模仍然具有一定的参考意义。

3、结论

线网规模的影响因素繁多,通过交通需求的分析,给出了无锡市快速轨道交通合理的规模的范围。通过回归分析计算,该范围是合理的。故推荐无锡市快速轨道交通2020年建设规模为66～100km,远景年建设规模为140～174km。

参考文献

[1]顾保南、叶霞飞、许恺上海市中心城轨道交通网络规划合理规模研究[J]上海铁道大学学报，2000，(10)

[2]无锡市综合交通规划[Z]无锡：无锡规划局

[3]毛保华、李夏苗、王明生城市轨道交通规划与设计[M]北京：人民交通出版社2006．

卫星编队飞行相对轨道的确定篇2

卫星编队飞行相对轨道的确定

卫星之间相对轨道的确定对于多颗卫星编队飞行的控制和任务是十分重要的.结合空间圆形的编队飞行星座,本文给出了描述卫星近距离运动的C-W方程,讨论了空间圆形的编队卫星星座的.构成,进而设定了利用激光仪测量星间位置矢量,并设计了Kalman滤波器来实现相对轨道的确定.分析和仿真结果表明,Kalman滤波器能够有效提高相对位置确定精度并给出相对速度的高精度估计.

作者：张洪华林来兴作者单位：北京控制工程研究所,北京,100080刊名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS年，卷(期)：200223(6)分类号：V448关键词：卫星编队飞行相对轨道滤波器星座

轨道确定篇3

【摘要】层次分析法（Analytic Hierarchy Process）是美国运筹学家Santy教授提出的一种实用的多方案、多目标的决策方法，是一种定性与定量相结合的决策分析方法，常被运于解决多目标、多准则、多要素、多层次的非结构化的决策问题。本文利用层次分析法分析计算重载线路轨道单元TQI、轨道几何偏差、轨检加速度、车载添乘仪等项目权重比，旨在提高检测数据利用水平、及时掌握设备变化客观规律，为科学管理线路提供科学依据。

【关键词】层次分析法判断矩阵层次单排序一致性检验

重载铁路运输输送能力、投资效益所具有的优势，已逐步被世界各铁路强国所认识。客运高速化、货运重载化，是铁路现代化的必然趋势和重要标志，为了进一步适应铁路提速、重载运输新形势和工务安全的需要，必须加强对线路状态管理方式的探索。为了实现对轨道设备状态的“零误差”管理，铁路工务管理部门提出了以轨道状态为基础的“状态修”养护管理模式，通过掌握轨道设备状态的变化规律，适时地安排轨道设备维修作业，从而杜绝轨道病害的出现和发展。

而目前，对于重载铁路运输，缺乏一整套评价轨道单元质量因素权重的方法，本文利用层次分析法计算重载线路轨道单元因素项目权重比，为高效利用检测数据、及时掌握设备变化客观规律，科学管理线路提供科学依据。

层次分析法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法最初是由美国运筹学家匹茨堡大学教授Santy为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时，应用多目标综合评价方法和网络系统理论提出的一种层次权重决策分析方法。

一、建立层次结构模型

根据层次分析法，结合轨道质量评价因素：TQI，轨道几何偏差、轨检加速度、车载添乘仪四项参数，建立轨道单元项目权重层次结构模型。

二、构造判断矩阵和层次单排序

在确定各层次之间的权重时，如果只是选取单一的结果，会产生不容易被用户所接受的问题，Santy教授提出采用一致矩阵法，不把所有因素放在一起比较，而是两两相互比较。利用相对尺度，减少性质不同因素相互比较的难度，提高数据准确度。因素用判断矩阵方式给出比较结果，判断矩阵的元素a_ij用1至9标度方法给出。

所以，若CI=0，有完全的一致性，若CI接近于0，有满意的一致性，CI越大，不一致误差越严重。

本文以调查问卷的方式对轨道质量评价因素权重进行统计，共下发调查问卷10份，统计项目包括TQI、轨道几何偏差、轨检加速度、车载添乘仪四项。权重比按表2进行统计并标注至判断矩阵中，利用MATLAB软件编辑层次分析算法，根据一致性比率对矩阵进行一致性检验，最后对通过一致性检验的判断矩阵进行特征权向量及权向量平均值的计算，最终得到轨道单元质量评价因素权值的建议值。

四、结论

城市轨道交通线网规模的确定方法篇4

目前, 国内外对轨道交通线网规模的匡算方法比较成熟的有交通需求法和线网服务覆盖面法。交通需求法是利用出行总量、城市公共交通客流总量与轨道交通线路负荷强度之间的关系来计算快速轨道交通线网的总长度;按线网服务覆盖面匡算线网规模, 是从线网的覆盖面和合理服务水平上进行计算规划年城市轨道交通线网规模。发展中国家建设地铁面临最大的问题就是资金缺乏, 其它如城市经济增长前景、都市中心区的发展潜力也是需要考虑的重要因素。如果有一种方法能够综合考虑交通需求法、线网服务覆盖面法以及城市的经济发展水平, 那无疑将会更全面、更合理。本文根据合肥市城市的结构特点和居民出行特征, 结合合肥市城市总体规划, 在匡算合肥市轨道交通线网规模的基础上对此进行了研究。

1 按交通需求匡算线网规模

按交通需求推算线网规模主要包括交通需求预测、轨道交通方式出行比例以及线网负荷强度等方面, 计算公式为

$L = \frac{α \cdot Q}{q} .$

式中:L为线网中规划线路总长度 (km) ;Q为远期公共交通出行总量 (万人次/d) ;a为快速轨道交通在公共交通总客流量中分担客流的比重;q为线路负荷强度 (万人次/km·d) 。

根据调查的资料显示:合肥市2005年底, 市域总面积7 029.48 km2, 市域总人口508万人, 其中市区总人口224万人。规划2020年, 合肥市中心城区城市人口360万人, 中心城区建设用地360 km2。远期合肥市规划“141”组团常住人口500万人。根据合肥市居民出行调查, 2006年合肥市常住人口日人均出行2.75次。考虑到随着城市社会经济的发展, 人均出行次数有上升的趋势;而随着城市规模的扩大, 人均出行次数将有下降的趋势。参考国内外类似城市的经验, 2020年人均出行次数取2.83次/人·d, 流动人口人均出行次数取3.5次/人·d;远期人均出行次数取2.7次/人·d, 流动人口人均出行次数取3.3次/人·d。按照以上人口规模和人均出行率推算合肥市近期总出行发生量为1 298.8万人次/d;远期合肥市常住人口出行发生量1 350万人次/d, 流动人口出行发生量为330万人次/d, 总出行发生量为1 680万人次/d。

合肥市2006年公交出行比例为19.8%。2020年合肥市公共交通发展战略目标是形成以轨道交通、快速公交为骨架, 常规公交、出租车多种方式相互补充、良好衔接的快速、高效、安全、环保的省会都市圈城市公共交通系统, 规划目标确定为常住人口的公交方式出行比例提高到30%, 流动人口出行中, 公交出行比例为45%。远期, 随着轨道交通的逐步建成, 以发展城市公共交通为目标, 将常住人口的公交方式出行比重提高到50%, 流动人口的公交方式出行比重提高到55%。轨道交通占城市公交客运量的比重, 与城市道路网状况、常规公交网密度、常规公交服务水平、轨道交通线网密度、运送速度及车站分布有关[2]。合肥市远期以轨道交通为骨干的线网形成并完善, 由于其方便快速的优势, 必然吸引大量的客流, 其所承担的客运量占全市公交总客运量的比例应在50%的范围内比较合适。

从国内外快速轨道交通建设的经验来看, 一般分为2种模式[3]:一种是高密度低负荷轨道交通系统;另一种是低密度高负荷快速轨道网。根据国内外大城市情况, 结合合肥经济社会现状和城市未来发展目标, 为满足客运需求、缓解城市交通压力、兼顾投资效益, 建议合肥市轨道交通远期线路负荷强度为3.0~3.5万人次/km·d。

根据合肥市的城市规模和发展目标以及上述参数, 匡算出合肥市城市快速轨道交通线网的规模, 近期为92 km, 远期为200 km, 计算过程见表1。

2 按线网服务覆盖面匡算线网规模

按线网服务覆盖面匡算线网规模, 是从线网的覆盖面和合理服务水平上进行计算, 计算公式为

$L_{总} = S_{中} \times ρ_{中} + S_{边} \times ρ_{边} . (1)$

式中:L总为规划年轨道交通线网规模 (km) ;S中、S边为规划年城市中心区和边缘区面积 (km2) ;ρ中、ρ边为中心区和边缘区轨道交通线网密度。

在城市中心区, 乘坐快速轨道交通的多数乘客到车站的距离一般在15 min内, 在车站的停留时间为3~5 min。步行速度为4 km/h, 由此确定市中心区快速轨道交通车站的吸引范围为每侧650~800 m。结合合肥市城市形态、土地使用布局、城市道路网特征, 合肥市快速轨道交通线网可近似划分为市中心区和外围区, 对于一条快速轨道交通的线路市中心区的吸引范围, 可以近似地认为是线路两边各800 m的条形带;外围区的吸引范围为线路两边各2 km的地带内。在城市中心区, 一般客流的需求是多方向的;在城市外围区及郊区主客流方向是向城市中心区的, 轨道交通线网一般只满足向城市中心区的客流需要。在市中心区, 可以将轨道网络简化为一个棋盘形格局, 线路间距为1.5 km, 在外围区, 将轨道交通线网简化为相距4 km的平行线, 如图1、图2所示。

由图1可知, 市中心区轨道交通网络的密度为2×1.5/1.5×1.5=1.33 km/km2, 外围区轨道交通线网密度为1×4/4×4=0.25 km/km2。

根据合肥市总体规划, 以行政办公及商务金融、旅游会展、居住等功能为主的生态滨湖新区将建设成为合肥市城市副中心。远景年, 城市中心区包括老城区和滨湖新区, 其余为外围区, 则远景年中心区面积为5.28+47.4=52.68 km2, L=52.68×1.33+ (500-52.68) ×0.25=181.9 km;而近期L=5.28×1.33+ (360-5.28) ×0.25=95.7 km。故合肥市近期轨道交通线网规模为96 km, 远景年线网规模为182 km。

3 按综合因素分析法匡算线网规模

3.1 综合因素法的确定

综合因素法是在以城市面积及估算轨道年客运量综合计算法[4]的基础上改进的一种方法。以城市面积及估算轨道年客运量综合计算法没有考虑到城市经济发展水平对轨道交通线网规模的影响。发展中国家建设地铁面临最大的问题就是资金缺乏, 城市经济增长前景、都市中心区的发展潜力都是需要考虑的重要因素。在进行城市轨道交通规划时, 应综合考虑城市的社会经济发展水平、人口和用地规模的现状及发展等因素。以综合因素法来确定轨道交通线网规模, 采用的计算公式为

$L = a \cdot S^{b} \cdot Ρ^{c} . (2)$

式中:L为轨道线网长度 (km) ;S为城市建成区面积 (km2) , 建成区面积以镇人民政府建设部门或规划部门提供的范围为准;P为城市中心区人口 (万人) ;a、b、c为待定参数。

城市建成区是指城市行政区域内实际已成片开发建设、市政公用设施和公共设施基本具备的区域。城市建成区面积的大小在一定程度上反映了该城市的经济发展水平。从理论上讲, 只有城市中心区范围内可以进行线网规模定量匡算, 在外围区轨道交通布设的灵活性比较大, 条件差异也大, 只能因地制宜地布设线网, 没有规模估算的可能[5]。

在GDP高于1 000亿美元的城市, 经济已经不再是城市修建轨道交通最大的制约因素[6], 轨道交通的建设主要是为了缓解城市的交通压力, 改善交通环境等。轨道交通的规模与城市人口和面积有着更为密切的关系, 采用以上函数形式对世界上几个地铁系统较为完善的城市进行标定, 得到轨道交通的适宜长度为

$L = 2.701 9 \times S^{0.365 8} \times Ρ^{0.321 7} . (3)$

而GDP低于1 000亿美元的城市多是发展中国家的城市, 修建轨道交通最大的制约和影响因素是城市的经济实力, 城市只能在经济实力允许的范围内有选择的解决城市较为严重的交通问题。加入经济修正函数, 得到轨道交通的适宜长度为

$L = e^{g / 1 000 - 1.5} \times 2.701 9 \times S^{0.365 8} \times Ρ^{0.321 7} . (4)$

式中:g为城市GDP (亿美元) 。

以下分别以国内轨道交通建设比较完善的北京和上海为例来验证式 (4) 。北京市现有轨道交通里程为114 km, 包括1号线、2号线、13号线和八通线, 共有70座运营车站, 但线路是截至2005年开通的, 故应采用2004年底的GDP计算。北京市2004年底GDP为4 283.3亿元人民币, 约为516亿美元, 建成区面积1 180 km2, 运用式 (4) 计算得

$\begin{array}{l} L = e^{516 / 1 000 - 1.5} \times 2.701 9 \times 1 180^{0.365 8} \times \\ 850^{0.321 7} = 117 k m . (5) \end{array}$

上海市2004年底GDP为7 450.27亿元人民币, 约为931亿美元, 建成区面积550 km2, 运用式 (4) 计算得L=e931/1 000-1.5×2.701 9×5500.365 8×9110.321 7=137 km。

截至2004年底上海已经建成并投入运营的轨道线路共123 km。可见, 利用公式 (4) 计算GDP低于1 000亿美元的城市快速轨道交通线网规模具有一定的合理性。

3.2 以综合因素法匡算

合肥市2005年全市GDP为878.14亿元, 约为110亿美元, 2000年以后合肥全市GDP的年均增长率平均在18%以上, 经济增长势头强劲。按年增长15%估算、2020年合肥市GDP可达895亿美元, 则轨道交通线网长度为L=e895/1 000-1.5×2.701 9×3600.365 8×4800.321 7=92 km。

远期合肥市GDP将超过1 000亿美元, 轨道交通线网长度为L=2.701 9×5000.365 8×6000.321 7=205 km。

交通需求法和线网服务覆盖面法分别体现了城市交通需求、城市人口规模和城市用地规模等主要因素对轨道线网规模的影响作用。按合肥市未来客运总需求量来计算, 合肥市近期快速轨道交通线网规模为92 km, 远期为200 km;按线网服务覆盖面法来计算, 近期线网规模为96 km, 远期为182 km;而按综合因素法计算, 近期线网规模为92 km, 远期为205 km。用综合因素法计算与交通需求法、线网服务覆盖面法计算的结果基本吻合, 由此再次证明了综合因素法的合理性。

4 结束语

轨道交通是解决城市交通问题的有效措施, 目前我国许多城市都进行了城市快速轨道交通的规划与建设, 城市轨道交通适宜的发展规模不但与这个城市的人口规模、城市面积有关, 还受到城市的经济发展水平等因素的制约。本文研究了计算城市轨道交通线网合理规模的综合因素法, 可为各城市轨道交通线网规划提供参考。

参考文献

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