轨道交通与上海城市空间结构的优化刘滨1)秦冰清2)蒋祖华1)(1)上海交通大学工业工程与管理系,200030,上海;2)上海大学国际工商管理学院,200436,上海M第一作者,硕士研究生)摘要通过对上海城市空间结构、环境状况的分析,针对上海的世界级城市战略,指出空间结构失衡是阻碍上海发展的重要因素。

分析了上海空间结构重组的可能性与可行性;提出以轨道交通发展促进上海的城市空间结构优化重组。

关键词城市轨道交通,城市规划,城市空间结构中图分类号TU984.191UMT and the Optimizatio n o f Shanghai Spatial Struc-tureLiu Bin,Qin Bingqing,Jiang ZuhuaAbstract With an analysis of Shanghai spatial structure and environment c onditions,this paper points out that the unba-l anced spa t ial structure is the biggest hindranc e in shanghai development.But it is possible to optimize the spatial struc-t ure of Shanghai through the authors argue,will be the key in Shanghai development strategy for the world-class metropo-lis.Key wo rds urban mass transit,city planning,c ity space structureFirst-autho r.s address Dept.of Industrial Eng.,Shanghai Jiaotong Univ.,200030,Shanghai,China上海中心城区空间狭小,已经成为人所共知的事实。

这不仅表现在中心城区道路拥堵、生态失调、环境恶化,更表现在城市商务成本居高不下,可持续发展能力受到节制,致使引进外资增长速度低于全国平均水平,更低于周边城市的水平。

从某种程度上说,上海中心城区的发展已经接近饱和。

这一问题如果不能从根本上得到解决,上海的下一步战略目标的实现将相当困难。

然而,放眼/大0上海,可以看到上海郊区却是另一片天地。

在全市6300km2的面积中它占到5700 km2,幅员辽阔,将给上海新一轮发展提供回旋的空间,也是连接上海中心城区和/长三角0的纽带。

1上海的城市空间结构应优化建成世界级城市,有两条路可以走:第一是以科技进步为依托,进行产业结构升级,从而提升城市能级。

第二条路就是以空间结构调整为主,通过创新城市形态,带动城市产业结构的战略调整。

纽约、伦敦和东京等国际大都市走的是第一条路。

然而,每一个世界级城市的建设都有其自身的特色和自身时代的特征。

上海要建设为世界级城市,很难照搬其它城市的发展道路,只能依据自身特点走带有自身特色和时代特征的发展之路。

回顾上海的发展历史可以看到,1909年建成上海第一座钢结构桥)))外白渡桥,上海城市空间第一次跨越,其中心城区从苏州河北岸向南岸跨越。

上海经济也随着城市空间的拓展而实现了第一次跨越。

外滩的万国建筑群和/十里洋场0就是那个时期繁荣的见证。

1993年以后,随着浦东大开发,上海城市空间实现了对黄浦江的跨越,从此上海迎来了有史以来发展最快的10年。

10年间国民经济保持两位数增长,GDP增长3倍,突破5000亿元。

今天,上海中心城区空间明显不足,房地产价格居高不下,致使上海商务成本持续上扬。

这些已经成为制约上海经济发展的一个主要因素。

在这一背景下,应该以更广阔的视野来审视上海未来的发展空间)))5700km2的市郊大地。

1990年后,全市引进外资总额中,上海郊区占到40%。

可见上海已经越过了依靠中心城区发展的阶段。

因此,要实现人均GDP从5000美元到8000~10000美元的跨越,靠的应是城乡一体化的拉动,靠城市空间结构的优化和拓展。

2以轨道交通促进上海城市空间优化重组专家指出,上海外环线内人口应控制在800万,而现有人口已达915万。

这就是说,要有115万左右的人口应疏散到郊区。

同时,要吸纳100万外来人口和400万农民进城。

据分析,上海市可容纳的人口在1900~2000万之间,因此,上海郊区人口将在1100~1200万人之间。

如何解决这1100~#85#第5期技术资料1200万人的交通问题,这是城市空间优化重组的前提条件。

2.1上海交通环境现状上海的人均道路面积为6m2(2001年),低于国际大都市水平(东京13.5m2、伦敦24.5m2、纽约28.5m2(1991年)、巴黎30m2(1993年))。

由于道路资源不足,导致上海交通状况不良,公交车时速仅为17.6km。

上海高楼林立,数量为4200栋,居世界第一。

噪声在高楼间叠加、混响,使得噪声强度加大。

噪声源主要为汽车发动机噪声,它呈发散状传播,传播距离远。

汽车噪声等级高达80~100dB (A),远高于国家标准(白天不得高于70dB(A))。

而噪声每增加3dB(A),噪声强度增加1倍。

上海有16%(100万)居民生活于道路两侧,其受噪声污染之严重可以想象。

在上海环保投诉中,50%都是源于噪声。

上海要建成国际大都市,中心城区的发展余地已经很小。

城市交通的发展不得不向空中要面积,全市高架道路已达55km。

由于高楼及高架道路,使得城市空间相对封闭,从而导致噪声在其封闭空间内相互叠加,加重了噪声强度,同时也使空气流通不畅,加大了空气污染。

2.2大众交通与城市空间发展的关系大众交通的发展会给城市空间发展带来如下3种效应:#因果效应)))运输带来人潮,车站附近出现住宅、零售业。

#优化效应)))当政府着手建设大的交通设施时,人们就会提高对目标地的价值预期而进行投资,加速人口移入,促进商业活动发展,形成一种相互优化的效应。

#可及性效应)))大众交通使人们的出行变得比以往更加便利,扩大了人们的活动空间,也就相对缩小了城市半径。

人们工作、购物、娱乐、休闲更加便利,从而繁荣了城市经济,激发城市发展活力。

这一方面有效节制了城市商务成本的提高,另一方面又可避免一些世界大都市出现的城市空心化边缘。

3大力发展轨道交通/先有路,后有城0,这是古训和世界经济发展的经验总结。

上海轨道交通线的建成通车,彻底地改变了浦江两岸及地铁沿线的城市结构。

而最近即将通车的闵-松线,也将带动闵行、松江的发展。

其带动作用不仅表现在沿线房地产的升值和繁荣,更为重要的是带动了沿线产业、商业、服务业的繁荣。

轨道交通不仅仅使上海郊区变成一个良好的生态区、居住区,更为重要的是,它拉动上海郊区变成一个产业区、商业区、服务区。

3.1选择轨道交通的理由大众交通大致分为公交汽(电)车及轨道交通系统。

而轨道交通本身又可分类多种类型。

最终要发展哪一种大众交通,第一要看交通流量,第二要看经济实力。

从交通运输能力分析:高峰小时单向流量8000 ~10000人次时,公共汽车运力可以解决;高峰小时单向流量1~3万人次时要建设轻轨;超出3万人就要建地铁。

上海的主干道高峰小时单向流量早已经超过5万人次。

从经济实力分析:据有关资料,城市基础设施建设用于轨道交通投入的资金可达到其GDP的0.7%[1]。

据上海未来5年的经济预期,其平均GDP为7000~8000亿元。

即每年财政可拨50~55亿元用于轨道交通建设。

而上海市政府用于轨道交通建设的资金与社会资金比为1B4。

这样,上海每年可用于轨道交通的建设费为200~220亿元,/十五0期间建设投入可超过1000亿元。

因此,上海应优先选择发展轨道交通。

3.2轨道交通的比较优势(1)占地面积小。

城市中各种交通工具占用道路面积:自行车3.75m2/人,摩托车11.66m2/人,公交车1m2/人,小汽车14m2/人,出租车10.5m2/人;轨道交通建于地下或高架,不占用市区道路。

而每小时输送5万人所需要的道路宽度,小汽车是180m,公共汽车是9m,轨道交通综合占地为道路交通的1/3(地铁和高架轻轨占地更少)。

事实上,上海市在20世纪90年代后,道路建设发展很快,但是由于机动车增长过快,交通拥挤状况并未得到有效缓解,主要的新增道路被小汽车占据。

而小汽车的运量只占总运输量的11%,边际效益微弱。

公交车由于受道路拥挤的影响,行车速度缓慢,与其它交通工具的竞争力不足,受竞争力和运输效率的双重影响,其总运输量在市区为24%,在全市的比例仅为17%。

(2)运行速度快。

上海主城区空间已近饱和,郊区城市化战略虽使城区人口得到疏解,但中心商务区的吸引力不可能在短时间内消解。

人们居住在郊区,出行距离会延长,因而出行速度显得尤为重要。

上海轨道交通分为R、M、L三种:R(市域线)速度为60~80km/h,郊区运行速度可高达120km/h;#86#城市轨道交通研究2004年城市轨道交通桥梁设计中的车辆制动力曹雪琴1)朱金龙2)(1)同济大学桥梁工程系,200092,上海;2)同济大学工程力学与技术系,200092,上海M 第一作者,教授)1 列车在桥上紧急制动的基本机理列车制动分一般制动(或称正常制动)与紧急制动两种。

列车的紧急制动对轨道、桥跨结构、支座以及墩台作用有纵向力,在城市轨道交通桥梁设计中必须加以考虑。

1.1 闸瓦与车轮间摩擦系数(U k )单轮在制动状态时,闸瓦以法向力k 压向轮缘,车轮与钢轨间有轴重N 和纵向力B (图1)。

按动力学平衡有: k U k r -Br -J a =0(1)则 B =(k U k r -Ja)/r(2)式中:B 为车轮与轨道间纵向力;U k 为闸瓦与轮缘间摩擦系数;a 为轮对角减速度;r 为车轮缘半径;J为车轮转动惯性矩。

图1 单轮制动状态力学图式k 由列车制动缸压力决定,在制动过程中,基本不变。

U k 则与制动前速度v 0以及制动过程中列车瞬时速度v 有关。

由图2可知,在制动过程中随着车速v 的降低,U k 逐渐增大。

当车轮停止滚动瞬间,U k 达最大值。

式(3)、(4)表示地铁车辆的U k 值:U k =0.25+8/(100+20v )(v =0~45km #h -1;R >450m )(3)U k =30/(100+v )(v >45km #h -1;R >450m )(4)制动煞停(v =0)时,式(3)、式(4)的U k 值相等。

1.2 车轮与轨道间粘着系数(L)图2 U k -v 关系曲线图M(地铁)速度在60~80km/h;L(轻轨)主要作为郊区交通工具,速度也在60~80km/h 。