關于降低地鐵工程造價的可行性分析
摘要:目前,工程造價過高和可供建設的資金匱乏已嚴重制約了國內發展軌道交通的積極性,降低工程造價已被各界所共識。從減少地鐵系統土建規模角度探討降低工程造價的可行性。
關鍵詞:降低;造價;分析
作為一種大容量、快捷、安全、高效的客運交通工具,城市快速軌道交通系統在城市客運交通市場所應起到的骨干交通作用已被各界所共識。然而,修建城市軌道交通所需要巨額資金投入及目前我國可用于發展城市軌道交通建設的資金尚很緊張也是不爭的事實,能否降低工程造價已成為軌道交通發展的重要控制因素。
下面,從減少系統土建規模角度探討降低地鐵工程造價的可行性。
1 減少列車編組以降低車站土建規模
一個新建系統所確定的遠期列車編組輛數是系統規模的主要控制參數,也是車站規模的重要控制參數。按照設計規范,車站有效長要滿足遠期列車編組輛數的需要,而車站有效長每延長1ｍ,就預示著土建工程費用增加數十萬元。
地鐵列車的能力配置,要以該線路最大斷面點的預測客流量為依托,滿足未來沿線選擇地鐵方式出行的乘客需要。系統能力的配置,受到兩個條件的制約:其一是最小運行間隔,其二是最大列車編組。目前,受國內技術水平所限,最小運行間隔普遍按2ｍｉｎ控制。因此,最大列車編組就成為控制系統運輸能力的唯一條件。預測客流量越大,所需列車數量和列車編組車輛數就越多,系統的土建規模就越大。
探討減少列車編組的可行性,就要從研究客流預測數據入手,分析軌道交通的客流規律,研究其變化趨勢,在此基礎上開展列車編組形式及編組輛數的研究。
按概率統計學原理,乘客出行表現在城市道路上的空間分布是不均勻的,因此造成各條道路上的交通需求不一致和一條道路上各區段交通需求的不一致。通常情況下,一條線路的客流斷面呈“棗核形”分布,兩端需求小、中間需求大,見圖1。
通常情況下,運營計劃是以高峰小時最大斷面流量為控制參數,確定系統的運輸能力,按最大斷面點滿載率為100%確定運行間隔和列車編組。此種利用客流極端最大值的方法固然可以滿足乘客的乘車需求和舒適度要求,但用最大高峰小時客運需求來確定系統運輸能力,對于系統能力配備來講,其能力有所浪費。原因有四:
(1)通常情況下,最大斷面點經常發生在某一運行方向上,在最大斷面區段的雙方向客流量存在著不均衡現象,一般早高峰比較明顯,晚高峰相對要均衡一些。
如用高斷面方向需求考慮配車,則相對另一方向客運需求而言,能力將有所浪費,對于客運需求較低的斷面而言,能力就更加浪費。
(2)“棗核形”的客流斷面特點顯示,一條線路的最大斷面只發生在某一個方向的幾個區段內,而由此所確定的系統運輸能力在高峰小時內僅保證對一個方向的幾個斷面合適,對雙方向、對全線而言,就顯得過于浪費了。
(3)一般情況下,列車運行計劃的編制不僅要考慮系統在各時段的客運需要,還要考慮系統在各時段的服務質量。通常,一條線路的高峰小時客流占全天的15%,甚至更多。而其低峰僅占全天的4%～5%左右,高峰小時與兩峰之間的其它小時客流量相比,相差3～4倍。如僅按客運需要安排列車運行計劃,則在兩峰之間的其它小時列車運行間隔最少也在6～8ｍｉｎ。系統的服務質量過低,將不利于系統對乘客的吸引。而縮小列車運行間隔,事必降低系統的列車滿載率,不利于企業的經營管理。如減少列車編組,則在客流低峰時將可以適當縮小運行間隔,提高系統的服務質量。
(4)由于系統所確定的運輸能力要滿足相當長的一段時間內該線路客運需求增長的需要。因此,線路通車運營后,客運量的上升需要一個較長的時間,才能接近系統的運輸能力,這個時間受沿線土地開發利用程度、常規公交線路的調整、城市經濟的發展和政府的宏觀調控政策等多種因素的影響,在這段時間內系統將一直處于低負荷運行狀態,即使是高峰時間滿載率也較低,增加了工程投資。先進的車輛和機電設備,只能在低效率下運行。
為了提高列車的滿載率和利用率,縮短行車間隔時間、提高服務質量,減少因采用極端最大值規劃列車編組而帶來的不合理成分,減少系統投資和降低運營成本,進一步研究列車編組形式和研究編組輛數是非常必要的。
本研究提出“采用適當擁擠”的辦法,針對高峰小時高斷面點的幾個區段,其運輸能力的安排不是按100%準備,而是適當降低其運輸能力的配備,使其超載運輸。該種方法通過使乘客在高峰小時的高斷面幾個區間乘車時略感擁擠,從而使乘客在其它區段、其它時間段均可感覺滿意。通過高峰小時高斷面幾個區間的乘車適當擁擠,從而降低系統的運輸規模,達到在其它時間段不減低系統服務質量的前提下,提高系統的滿載率。
北京地鐵1996年6月完成的一線地鐵現場調查資料顯示,在客流發生的高峰小時高斷面區域采用適當擁擠的方法提高全系統的平均滿載,提高系統的服務質量不僅可行,而且是可能的。
調查期間,地鐵全日行車計劃安排為205對,其中早、晚高峰期間均安排16～17對,低峰期間均安排11～12對。其運輸效果為早高峰的下行方向和晚高峰最大滿載率均維持在100%左右,早高峰的上行方向,萬壽路至禮士路幾個區間的最大滿載率達到130%～140%之間。以犧牲幾個區段的服務質量,而降低系統的運輸能力配備,則可以達到在滿足系統運輸要求的前提下減少車站土建規模、節省工程投資的目的。
2 合理設置運能儲備
按照城市軌道交通設計規范,系統規模的確定是以該線路預測的遠期高峰小時最大斷面流量為基礎確定的,由于目前客流預測手段的種種不確定性,也由于人們對城市今后發展的種種不可預見性,在系統規模的確定上還存在幾個問題需要注意:
2.1 預測年限問題
按照設計規范,軌道交通客流預測的年限分初、近、遠期,分別為開通后第3年、10年、25年。客流增長,有很多不可預計因素,從系統角度,也可以采取很多辦法來抑制客流的進一步增長,以適應系統的運輸能力。但從發展的角度分析,在一定的時間內,客流總是在不斷地增長,用25年作為一條線路的遠期,顯然是不夠的。因此,在系統規模制定時,要考慮一定的能力儲備。
2.2 預測總量問題
大體上說,目前軌道交通的客流預測結果普遍偏大,因此,在對其預測結果的應用時,要與城市的總體水平協調分析,盡量避免系統規模制定得過大。當然,也有系統規模確定過小的例子,如北京地鐵一號線受建設之初主導思想的局限,其運輸能力不能適應客流的發展,以致在1990年前后開始了一線運輸能力的改造。天津地鐵一號線僅有3節編組的系統規模,根本不適應城市未來的發展需要,以致不得不停止運營,進行大規模的土建改造。
在軌道交通系統規模確定時,要盡量提高預測方法的科學性,提高客流預測結果的準確性,同時還要宏觀分析城市的總體發展,為適應未來發展留有余地。
2.3 未來乘客對舒適度的要求
目前,我國作為一個人口最多的發展中國家,城市交通中存在著需求量大、發展速度快、運輸能力緊張等特點。因此,在修建城市軌道交通時,首先要考慮快捷、安全、大運量,其次才是考慮舒適問題。但是,20多年后,隨著我國經濟水平的日益提高,人們對出行過程中的舒適度要求必然越來越高。為此,在確定軌道交通系統規模時,要充分考慮這一因素。也就是說,系統規模在確定時,要合理設置運能儲備,車站土建設施要為將來增加列車編組留有條件。
設置運能儲備、為將來發展需要留有條件,并不代表要增加站臺有效長,本文分析建議充分研究站臺兩端設備用房外側走廊的利用價值。
如在設備用房墻外至站臺邊緣之間留有適當余地,供乘客候車、上下使用,則在該區域可供列車停靠。按一般標準,車站兩端在站臺有效長外側均延伸有10ｍ多,合起來已超出一節列車長度,以此作為系統規模的運能儲備,當將來客運量增長超出預計、遠期預測年限之后運量繼續增長、將來乘客舒適度要求增加時,可作為系統適應發展的一部分,避免將來土建改造的不便。
利用車站兩端設備用房外側空間,作為系統遠期運能儲備是可行的。不必增加車站土建規模和建設資金投入,可使系統具有更強的適應能力。
3 車站裝修以實用為主
在車站建筑的設計理念上,國內外有著明顯的不同:國外比較關注的是乘客在車站范圍內的安全、舒適、方便;國內普遍講究車站環境的美觀、大方。
在車站出入口的設計上,國內普遍是對應地排列在道路兩側便道上,一般是由車站向外伸出的4～6條通道,延伸到地面6～8個出入口,多不過13個出口。通常情況下,站在任何一個出入口處,視野內均可看到該站其它所有出入口;而國外比較講究人性化,考慮到乘客去向的多方向性,在出入口的設計上,并不是采取將乘客輸送到地面就完事的辦法,而是將車站與周圍所有道路、所有可能產生客流的地點和方向均由通道和出入口連接起來,使乘客可以方便進出地鐵車站。為此,一座車站的出入口設置十幾個,甚至是幾十個。車站出入口設計的多樣化,不僅是方便乘客進出地鐵,同時也可以最大限度地吸引乘客。在多種交通方式競爭中,進出地鐵站的方便程度也是增強地鐵競爭力的一個砝碼。
在車站土建工程裝修上,國內普遍采用精裝修。國外普遍采用粗裝修,其理念為實用而不必拘泥于形式,其設計思路為以人為本、安全第一,在市場化運作機制中,遵循的是效益最大化原則。
對于大多數乘客而言,選擇軌道交通是為了出行過程中的快捷、方便,追求的是安全、舒適。車站裝修標準高低,對其是否選擇軌道交通不起決定作用,因此,其裝修標準完全沒有必要選擇過于豪華。
不同的裝修標準,其造價相差較大,見表1。
按一座車站4000ｍ2計算,如在裝修時采用較低標準,與采用較高標準相比,僅裝修一項,其造價就可差出280萬元,一條線路如按20座車站計算,其造價可節省5600萬元。
除車站裝修簡單化之外,從規劃角度確定車站數量的多少也是直接控制工程造價的一個重要方面,目前國內在規劃時一般按市區平均站間距1ｋｍ左右、郊區平均站間距適當加大的標準控制車站數量,一般一條25ｋｍ左右的線路設站在24個左右,其中不乏連續站間距小于1ｋｍ的區段,北京已建和在建地鐵線路就有這種情況。
在城市交通體系中,不同的交通系統,受其服務水平的制約,其吸引半徑是不一樣的,一般公共交通的站間距是0.5～0.6ｋｍ。據現場調查,軌道交通乘客的吸引半徑是0.75ｋｍ,也就是說軌道交通的站間距在1.5ｋｍ比較合適,按一條25ｋｍ左右的線路考慮,其設站數在18～20座比較合適。
據研究分析,在軌道交通線路中,由出發地直接步行進站乘客量占45%左右,由公交車等其它方式轉乘量占55%左右,影響公交轉乘量變化的是公交站點與地鐵站點的換乘方便程度,這點可以通過調整公交站點位置得到滿足。應該說,調整地鐵設站間距,可能會對步行進站客流總量產生一定影響,但如將地鐵平均站間距由1ｋｍ增加到1.3ｋｍ左右,一條25ｋｍ左右的線路設站就可以由24座減少到0座,而對總客流的影響將不超過3%。但由于減少4座車站的建設,總建設資金投入將可減少10%左右,在運營中其運營成本可節省5%左右。
對于車站裝修問題,筆者認為,應不必拘泥于形式,盡可能以簡單、實用為宜。簡單的裝修,不僅可減少建設時間、加快施工進度,還可節省建設投資而不會對系統運營能力造成任何影響。
地鐵建設,巨大的資金投入和國內目前可用于建設的資金的匱乏已成為制約地鐵事業發展的瓶頸,如何降低工程投資已引起國務院領導的高度重視,也是目前國內許多專家學者重點研究的課題。本文就減少系統土建規模角度探討了降低工程造價的可行性,當然,減少系統的土建規模要以不影響系統運營和適應未來發展為前提。
