关于降低地铁工程造价的可行性分析
摘要:目前,工程造价过高和可供建设的资金匮乏已严重制约了国内发展轨道交通的积极性,降低工程造价已被各界所共识。从减少地铁系统土建规模角度探讨降低工程造价的可行性。
关键词:降低;造价;分析
作为一种大容量、快捷、安全、高效的客运交通工具,城市快速轨道交通系统在城市客运交通市场所应起到的骨干交通作用已被各界所共识。然而,修建城市轨道交通所需要巨额资金投入及目前我国可用于发展城市轨道交通建设的资金尚很紧张也是不争的事实,能否降低工程造价已成为轨道交通发展的重要控制因素。
下面,从减少系统土建规模角度探讨降低地铁工程造价的可行性。
1 减少列车编组以降低车站土建规模
一个新建系统所确定的远期列车编组辆数是系统规模的主要控制参数,也是车站规模的重要控制参数。按照设计规范,车站有效长要满足远期列车编组辆数的需要,而车站有效长每延长1ｍ,就预示着土建工程费用增加数十万元。
地铁列车的能力配置,要以该线路最大断面点的预测客流量为依托,满足未来沿线选择地铁方式出行的乘客需要。系统能力的配置,受到两个条件的制约:其一是最小运行间隔,其二是最大列车编组。目前,受国内技术水平所限,最小运行间隔普遍按2ｍｉｎ控制。因此,最大列车编组就成为控制系统运输能力的唯一条件。预测客流量越大,所需列车数量和列车编组车辆数就越多,系统的土建规模就越大。
探讨减少列车编组的可行性,就要从研究客流预测数据入手,分析轨道交通的客流规律,研究其变化趋势,在此基础上开展列车编组形式及编组辆数的研究。
按概率统计学原理,乘客出行表现在城市道路上的空间分布是不均匀的,因此造成各条道路上的交通需求不一致和一条道路上各区段交通需求的不一致。通常情况下,一条线路的客流断面呈“枣核形”分布,两端需求小、中间需求大,见图1。
通常情况下,运营计划是以高峰小时最大断面流量为控制参数,确定系统的运输能力,按最大断面点满载率为100%确定运行间隔和列车编组。此种利用客流极端最大值的方法固然可以满足乘客的乘车需求和舒适度要求,但用最大高峰小时客运需求来确定系统运输能力,对于系统能力配备来讲,其能力有所浪费。原因有四:
(1)通常情况下,最大断面点经常发生在某一运行方向上,在最大断面区段的双方向客流量存在着不均衡现象,一般早高峰比较明显,晚高峰相对要均衡一些。
如用高断面方向需求考虑配车,则相对另一方向客运需求而言,能力将有所浪费,对于客运需求较低的断面而言,能力就更加浪费。
(2)“枣核形”的客流断面特点显示,一条线路的最大断面只发生在某一个方向的几个区段内,而由此所确定的系统运输能力在高峰小时内仅保证对一个方向的几个断面合适,对双方向、对全线而言,就显得过于浪费了。
(3)一般情况下,列车运行计划的编制不仅要考虑系统在各时段的客运需要,还要考虑系统在各时段的服务质量。通常,一条线路的高峰小时客流占全天的15%,甚至更多。而其低峰仅占全天的4%～5%左右,高峰小时与两峰之间的其它小时客流量相比,相差3～4倍。如仅按客运需要安排列车运行计划,则在两峰之间的其它小时列车运行间隔最少也在6～8ｍｉｎ。系统的服务质量过低,将不利于系统对乘客的吸引。而缩小列车运行间隔,事必降低系统的列车满载率,不利于企业的经营管理。如减少列车编组,则在客流低峰时将可以适当缩小运行间隔,提高系统的服务质量。
(4)由于系统所确定的运输能力要满足相当长的一段时间内该线路客运需求增长的需要。因此,线路通车运营后,客运量的上升需要一个较长的时间,才能接近系统的运输能力,这个时间受沿线土地开发利用程度、常规公交线路的调整、城市经济的发展和政府的宏观调控政策等多种因素的影响,在这段时间内系统将一直处于低负荷运行状态,即使是高峰时间满载率也较低,增加了工程投资。先进的车辆和机电设备,只能在低效率下运行。
为了提高列车的满载率和利用率,缩短行车间隔时间、提高服务质量,减少因采用极端最大值规划列车编组而带来的不合理成分,减少系统投资和降低运营成本,进一步研究列车编组形式和研究编组辆数是非常必要的。
本研究提出“采用适当拥挤”的办法,针对高峰小时高断面点的几个区段,其运输能力的安排不是按100%准备,而是适当降低其运输能力的配备,使其超载运输。该种方法通过使乘客在高峰小时的高断面几个区间乘车时略感拥挤,从而使乘客在其它区段、其它时间段均可感觉满意。通过高峰小时高断面几个区间的乘车适当拥挤,从而降低系统的运输规模,达到在其它时间段不减低系统服务质量的前提下,提高系统的满载率。
北京地铁1996年6月完成的一线地铁现场调查资料显示,在客流发生的高峰小时高断面区域采用适当拥挤的方法提高全系统的平均满载,提高系统的服务质量不仅可行,而且是可能的。
调查期间,地铁全日行车计划安排为205对,其中早、晚高峰期间均安排16～17对,低峰期间均安排11～12对。其运输效果为早高峰的下行方向和晚高峰最大满载率均维持在100%左右,早高峰的上行方向,万寿路至礼士路几个区间的最大满载率达到130%～140%之间。以牺牲几个区段的服务质量,而降低系统的运输能力配备,则可以达到在满足系统运输要求的前提下减少车站土建规模、节省工程投资的目的。
2 合理设置运能储备
按照城市轨道交通设计规范,系统规模的确定是以该线路预测的远期高峰小时最大断面流量为基础确定的,由于目前客流预测手段的种种不确定性,也由于人们对城市今后发展的种种不可预见性,在系统规模的确定上还存在几个问题需要注意:
2.1 预测年限问题
按照设计规范,轨道交通客流预测的年限分初、近、远期,分别为开通后第3年、10年、25年。客流增长,有很多不可预计因素,从系统角度,也可以采取很多办法来抑制客流的进一步增长,以适应系统的运输能力。但从发展的角度分析,在一定的时间内,客流总是在不断地增长,用25年作为一条线路的远期,显然是不够的。因此,在系统规模制定时,要考虑一定的能力储备。
2.2 预测总量问题
大体上说,目前轨道交通的客流预测结果普遍偏大,因此,在对其预测结果的应用时,要与城市的总体水平协调分析,尽量避免系统规模制定得过大。当然,也有系统规模确定过小的例子,如北京地铁一号线受建设之初主导思想的局限,其运输能力不能适应客流的发展,以致在1990年前后开始了一线运输能力的改造。天津地铁一号线仅有3节编组的系统规模,根本不适应城市未来的发展需要,以致不得不停止运营,进行大规模的土建改造。
在轨道交通系统规模确定时,要尽量提高预测方法的科学性,提高客流预测结果的准确性,同时还要宏观分析城市的总体发展,为适应未来发展留有余地。
2.3 未来乘客对舒适度的要求
目前,我国作为一个人口最多的发展中国家,城市交通中存在着需求量大、发展速度快、运输能力紧张等特点。因此,在修建城市轨道交通时,首先要考虑快捷、安全、大运量,其次才是考虑舒适问题。但是,20多年后,随着我国经济水平的日益提高,人们对出行过程中的舒适度要求必然越来越高。为此,在确定轨道交通系统规模时,要充分考虑这一因素。也就是说,系统规模在确定时,要合理设置运能储备,车站土建设施要为将来增加列车编组留有条件。
设置运能储备、为将来发展需要留有条件,并不代表要增加站台有效长,本文分析建议充分研究站台两端设备用房外侧走廊的利用价值。
如在设备用房墙外至站台边缘之间留有适当余地,供乘客候车、上下使用,则在该区域可供列车停靠。按一般标准,车站两端在站台有效长外侧均延伸有10ｍ多,合起来已超出一节列车长度,以此作为系统规模的运能储备,当将来客运量增长超出预计、远期预测年限之后运量继续增长、将来乘客舒适度要求增加时,可作为系统适应发展的一部分,避免将来土建改造的不便。
利用车站两端设备用房外侧空间,作为系统远期运能储备是可行的。不必增加车站土建规模和建设资金投入,可使系统具有更强的适应能力。
3 车站装修以实用为主
在车站建筑的设计理念上,国内外有着明显的不同:国外比较关注的是乘客在车站范围内的安全、舒适、方便;国内普遍讲究车站环境的美观、大方。
在车站出入口的设计上,国内普遍是对应地排列在道路两侧便道上,一般是由车站向外伸出的4～6条通道,延伸到地面6～8个出入口,多不过13个出口。通常情况下,站在任何一个出入口处,视野内均可看到该站其它所有出入口;而国外比较讲究人性化,考虑到乘客去向的多方向性,在出入口的设计上,并不是采取将乘客输送到地面就完事的办法,而是将车站与周围所有道路、所有可能产生客流的地点和方向均由通道和出入口连接起来,使乘客可以方便进出地铁车站。为此,一座车站的出入口设置十几个,甚至是几十个。车站出入口设计的多样化,不仅是方便乘客进出地铁,同时也可以最大限度地吸引乘客。在多种交通方式竞争中,进出地铁站的方便程度也是增强地铁竞争力的一个砝码。
在车站土建工程装修上,国内普遍采用精装修。国外普遍采用粗装修,其理念为实用而不必拘泥于形式,其设计思路为以人为本、安全第一,在市场化运作机制中,遵循的是效益最大化原则。
对于大多数乘客而言,选择轨道交通是为了出行过程中的快捷、方便,追求的是安全、舒适。车站装修标准高低,对其是否选择轨道交通不起决定作用,因此,其装修标准完全没有必要选择过于豪华。
不同的装修标准,其造价相差较大,见表1。
按一座车站4000ｍ2计算,如在装修时采用较低标准,与采用较高标准相比,仅装修一项,其造价就可差出280万元,一条线路如按20座车站计算,其造价可节省5600万元。
除车站装修简单化之外,从规划角度确定车站数量的多少也是直接控制工程造价的一个重要方面,目前国内在规划时一般按市区平均站间距1ｋｍ左右、郊区平均站间距适当加大的标准控制车站数量,一般一条25ｋｍ左右的线路设站在24个左右,其中不乏连续站间距小于1ｋｍ的区段,北京已建和在建地铁线路就有这种情况。
在城市交通体系中,不同的交通系统,受其服务水平的制约,其吸引半径是不一样的,一般公共交通的站间距是0.5～0.6ｋｍ。据现场调查,轨道交通乘客的吸引半径是0.75ｋｍ,也就是说轨道交通的站间距在1.5ｋｍ比较合适,按一条25ｋｍ左右的线路考虑,其设站数在18～20座比较合适。
据研究分析,在轨道交通线路中,由出发地直接步行进站乘客量占45%左右,由公交车等其它方式转乘量占55%左右,影响公交转乘量变化的是公交站点与地铁站点的换乘方便程度,这点可以通过调整公交站点位置得到满足。应该说,调整地铁设站间距,可能会对步行进站客流总量产生一定影响,但如将地铁平均站间距由1ｋｍ增加到1.3ｋｍ左右,一条25ｋｍ左右的线路设站就可以由24座减少到0座,而对总客流的影响将不超过3%。但由于减少4座车站的建设,总建设资金投入将可减少10%左右,在运营中其运营成本可节省5%左右。
对于车站装修问题,笔者认为,应不必拘泥于形式,尽可能以简单、实用为宜。简单的装修,不仅可减少建设时间、加快施工进度,还可节省建设投资而不会对系统运营能力造成任何影响。
地铁建设,巨大的资金投入和国内目前可用于建设的资金的匮乏已成为制约地铁事业发展的瓶颈,如何降低工程投资已引起国务院领导的高度重视,也是目前国内许多专家学者重点研究的课题。本文就减少系统土建规模角度探讨了降低工程造价的可行性,当然,减少系统的土建规模要以不影响系统运营和适应未来发展为前提。
