厂］ 壅 于 雷 （铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津５００２５１） 摘要：市域轨道交通是特大型城市解决市域客运交通的重要方式之一。为实现其市域快线的功能，本文以天津市市域 轨道交通Ｚ１线为例，分析了速度目标值、最小曲线半径、夹直线和圆曲线最小长度、竖曲线半径、越行站配线形式等影 响市域快线线路设计的主要因素，以期对其他市域轨道交通线路设计提供借鉴作用。 关键词：市域轨道交通；速度目标；最小曲线半径；夹直线和圆曲线最小长度；竖曲线半径；越行站 ＤＯＩ：Ｉ Ｏ．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１ ６７１—６３９６．２０１ １．０６．０１ ６ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｒａｃｋ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｒａｉｌ］｝ａｎｓｉｔ ＹＵ Ｌｅｉ （Ｔｈｅ Ｔｈｉｒｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００２５ １） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ ｉｓ ａ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｏｄｅ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｉｔｓ ｒａｐｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｔｏｏｋ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ ＺＩ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｓｐｅｅｄ ｔａｒｇｅｔ，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｒａｄｉｕｓ，Ｍｉｎｉｍｕｍ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｌｉｎｅ ａｎｄ Ｒｏｕｎｄ Ｃｕｒｖｅｓ，Ｒａｄｉｕｓ ｏｆ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃｕｒｖｅ ａｎｄ Ｗｉｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｏｆ Ｏｖｅｒｔａｋｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｒａｉ１ ｔｒａｎｓｉｔ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｓｏｍｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｄｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｏｔｈｅｒ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔｓ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｒｅｇｉｏｎａｌ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ；Ｓｐｅｅｄ ｔａｒｇｅｔ；Ｏｖｅｒｔａｋｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ 近年来，我国大城市的发展特征逐渐由 中心向多中 心的特点过渡，作为连接中心城区与外围城区间的市域轨 化中心站），东 滨海新区核心区（于家堡站），正线全长 ４７．２ｋｍ，是一条联系中心城区、津南区和滨海新区的市域轨 道交通快线。 ｚ１线共设站Ｈ座，平均站间距４．７ｋｍ，站间距最小为 道交通快线，其长距离快速准点通达、实现同城化效应等 突出特点，使其在城市轨道交通的发展中变得越发重要。 本文结合天津市市域轨道交通Ｚ１线的设计情况进行了相天 探讨，以期对其他市域轨道交通线路设计提供借鉴作用。 依据天津市总体空间战略，未来天津市将形成中心城 区、滨海新区核心区两个城市核心，中心城区与滨海新区 核心区之间将涌现大量的区问短途通勤客流及Ｈ常商务出 行客流。随着市域轨道交通ｚ１线的建设，双城间可以实现 擦 讨 １．５８ｋｍ（文化中心站一尖山道站），最大为９．６７ｋｍ（津南新 城站一葛沽镇站）。 １．２速度目标值比选 针对本线长距离、半小时到达要求，采用城市轨道交通 最高８０ｋｍ／ｈ的运行速度显然不能满足运营要求。本线对于 １００ｋｍ／ｈ、１２０ｋｍ／ｈ、１４０ｋｍ／ｈ￣种速度目标值进行了对比研 究，并相应研究了丌行直达车、大站快车、站站停等行车方 式，具体运行时分详见表１。 ｌＯ０１￣／ｈ １２０ｂ＿，ｈ ｌ１０ｈ，ｈ 半小时通勤，充分拉近双城间时空距离，有利支撑城市总 体发展规划。 方赛 运行时分 （…） 运行时封 ‘ｍｉａ） 运行时分 （ｍ） 开行赢达刊车 并行，：站快车‘蓝阐停文纯中心、失山遵 智慧城、于窳 堡） 开秀站站停列车 ２６ ８ ３１３ ４ ｔ０ ８ ２３ 甜４ ∞９ 表ｌ速度目标值比选表 图１天津市域轨道交通Ｚ１线线路平面示意图 ｌ Ｚｌ线工程概况和速度目标值比选 １．１线路及车站概况 天津市轨道交通ｚｌ线为轨道交通市域线快线，属ｒ独 表２行车方案运行时分表 从表１运行时分结果可以看出，１２０ｋｍ／ｈ、１４０ｋｍ／ｈ开行 直达车和大站快车的方式可以满足本线文化中心站至于家堡 立的市域线系统。本次研究范围西起天津市中心城区（文 收稿日期：２０１０—１２—２４修回日期：２０１１—０１—１５ 站３０分钟到达的要求，但这两种方式不能满足沿线其他站点 作者简介：于雷（１９８３一），男，研究生，助理工程师。 ３５ 中国西部科技 ２０１ １年Ｏ２月（下旬）第１０卷第０６期总第２３９期 的乘客出行需求，不利于吸引沿线客流、带动土地开发。 正线上两相邻曲线间的夹直线最小长度及两缓和曲线 考虑运行时分、沿线规划、客流吸引和土地开发情 间的圆曲线最小长度，主要受列车运行平稳性和旅客乘坐 况，本线研究高峰小时开行大站快车、站站停列车结合方 舒适性条件控制，理论上最小长度通常按列车在缓和曲线 案，并针对１２０ｋｍ／ｈ、１４０ｋｍ／ｈ进行了比较，运行时分详见 出入口产生的振动不致叠加考虑。 表２。 可根据相应的行车速度按下列公式计算：一般条件 综合考虑多方因素，本线推荐１４０ｋｍ／ｈ高峰小时开行 下：Ｌ≥０．７ｖ，困难条件下：Ｌ≥Ｏ．５ｖ。式中：Ｌ为夹直线或 大站快车、站站停列车结合方案。 圆曲线长度，Ｖ为行车速度。 ２ 线路主要设计标准 经计算，夹直线和圆曲线最小长度不应小于表４规定数 目前《地铁设计规范》（ＧＢ ５０１５７—２００３）并未涵盖 值。 ｌＯＯｋｍ／ｈ及以上速度目标值的线路设计标准，本文参考地铁 和国铁等相关设计规范，对影响市域轨道交通快线线路设 计的主要因素（包括正线最小益线半径、夹直线和圆曲线 最小长度、竖曲线半径）进行了重点研究。 表４夹直线和圆曲线最小长度 ２．１正线最小曲线半径 ２．３竖曲线半径的确定 最小曲线半径是修建地铁的主要技术标准之一，它与 两相邻坡段的坡度代数差等于或大于２％０时，应设圆曲 地铁线路性质、车辆性能、行车速度、地形地物条件等有 线型竖曲线连接。竖曲线半径受旅客舒适性要求控制，列 关。最小曲线半径主要取决于速度目标值、超高、列车行 车通过变坡点时产生附加竖向加速度ａ ，竖曲线半径 车安全、钢轨磨耗、养护维修等因素。 （ｍ）与行车速度ｖ（ｋｍ／ｈ）及ａ （ｍ／ｓ ）的关系为：Ｒ＝ｖ ／（３．６ ２．１．１理论计算 １１ Ｑ ．２ ｑ）。 （１）理论计算公式 ｍｍ ，式中： 为满足欠 根据《地铁设计规范》（ＧＢ ５０１５７—２００３），正线上 超高要求的最小曲线半径（ｍ），Ｖ为设计速度（ｋｉｎ／ｈ）， ａ 取值一般为ａ ＝０．１～０．１５４ｍ／ｓ ，困难条件下为ａｖ：０．１７～ ｈ 为最大超高（１５０ｍｍ），ｈｑｙ为允许欠超高（ ０．２６ｍ／ｓ 。 ｈｑ，＝１５３ａ＝６１．２ｒａｍ）。 经计算，竖曲线半径按表５规定的数值设置。 （２）最大超高值分析。地铁设计规范规定，曲线的最 大超高为１２０ｍｍ。上海地铁９号线一期高架段、上海地铁 １ｌ号线一期等设计时速ｌＯＯｋｍ／ｈ线路，曲线最大超高按 １２０ｍｍ设计，深圳地铁ｌｌ号线设计时速为１２０ｋｍ／ｈ，超高暂 表５最小竖曲线半径表 位于所有列车均需停站的车站两端、限速地段的竖曲 定为１４０ｍｍ，经类比并参照国铁标准，曲线的最大超高暂定 线半径，可根据行车速度按Ｒｓｈ￣Ｏ．２ｖ２ｍａｘ计算确定，但不 为１５０ｍｍ。 应小于３０００ｍ。 （３）允许欠超高值分析。列车在曲线上运行产生离心 ３ 越行站的配线设计 力影响乘客舒适度，因此，通常以设置超高来产生向心 由于本线行车组织需要在个别时段开行大站快车、快 力，以达到平衡离心力的目的。当速度要求超过设置最大 慢混跑的行车模式，这就要求沿线车站具备越行功能，越 超高值时，就会产生未被平衡加速度ａ，参照《地铁设计规 行车站需设置到发线，车站到发线有效长范围内宜设计为 范》（ＧＢ ５０１５７～２００３），取ａ＝Ｏ．４ｍ／ｓ ，则允许欠超高 一个坡段。 ｈ ＝１５３ａ＝６１．２ｍｍ。 在越行站的配线中，考虑远期客流及运营的需要，将 （４）对于一般情况和困难情况的说明。一般情况：不 越行线与停靠线分开，停站车与越行车互不干扰。在车站 限速地段，即按照最大设计速度进行相应计算；困难情 范围增加配线，出车站后，又需将配线引入正线，配线形 况：限速地段，按照最大设计速度限速ｌＯｋｍ／ｈ进行相应计 式主要有以下四种方式。 算。 蝴 ■麟目 瀚ｅ — Ｅ站台 教岛站台 岛式站台 （５）计算结果。 艘拳ｔ霸 ｌ：～ 篙 ： ≯ ｌ、 ： ｌ； 车站处鼍小蛾满 穗站 ｛—艘懈 ｃ・＇ Ｉ瞳罐瞥况ｆ－， 蹲 知 ｊ 烈■ ｌ ｌ Ｉ 渤 Ｉ ４５０ （８辅■蛆＇车站长度 口 左右 鞠 拄右 ＿瓣 抽 ２尊 麓右 Ｉ １２￣Ｑｍ／ｈ Ｉ ８１０ ｆ ８８。 ｌ １．０ｈＡ Ｉ １１００ Ｉ ９５Ｏ １豹空 陌固糯 气动力擘姓 孺 行．按瑾 并 厍在串 门揖医焉 器 力 孺 瘦 ：考虐． 较小．可 ：鼍曩。 皮毒露． ：鼍ｔ． 理峨 Ｉ、Ｉｔ３￣￣耋占囊魄 表３最小曲线半径表 ｊ蠹应性分析 Ｉ雌 蛙卞 ●州－随 士－－ｔｎ．￣ｌ ２、酥 ２、高幕 ２．１．２其他因素分析 表６越行站配线形式比较表 影响最小曲线半径的其他因素主要有列车运行安全、 鉴于本线越行站都位于高架段，侧式越行站台规模比 钢轨磨耗、养护维修。通过理论计算出的最小曲线半径均 侧式双岛式越行站台车站规模小，但假如远期列车运营方 能满足以上三个因素的要求。 式发生变化，该站不再是越行站，那么侧式站台的正线列 ２．２夹直线和圆曲线最小长度的确定 车需进侧股越行线才能下客，给正线运营带来不利影响。 （下转第５８页） ３５ 中国西部科技 ２０１ １￣－０２月（下旬）第１０卷第０６期总第２３９期 ＥＭＧ、ＲＳＰ、ＥＣＧ。四种情感状态对应的四种生理信号，即四 异维数的变化比较明显，当变异维数为２时，平均识别率可 个类别的数据，每个类别２５个样本，总共有ｉ００个样本。采 达到８１．３５％，远远高于基本ＢＰＳＯ的平均正确识别率 用最近邻法作为分类器，未进行特征选择时分类正确率只 ７０．１０％。这说明维数越高，ＢＰＳＯ算法越容易陷入局部最 有４３％。 优，进行变异是非常有必要的。由我们之前的实验结果 可 实验中作如下的参数设置：群体大小为３Ｏ，最大迭代 知，较小的特征子集可以达到较高的识别率，因此变异维 次数为１０００，学习因子ＣＩ＝Ｃ２＝２，ｗ是０．４～０．９线性递减。 数过高时识别效果反而越差。过高的变异会使得搜索时间 使用带变异算子的ＢＰＳＯ方法对１９３个特征进行特征选择，最 大大增加，可选择每次平均每个粒子有２维数据发生交异。 近邻法进行分类，四种情感的总体识别率达到８６％。 ４ 结论 在以上两个表中，第二至第五行表示用单 一生理信号 综上可知，对四种生理信号的识别率平均达到了 识别四种情感的总体结果。最后一行是用四种生理信号识 ８２．２％，相对于Ｂａｎｇ和ｋｉｍ的３种情感７８．４％ 的识别率有所提 别四种情感的结果。由表１、２可以看出，用单一生理信号 高，而且ＬＬＬＩ．的三种情感８６．７％ 的识别率要好一些，原因 识别四种情感时，两种算法的结果相差不大；当用四种生 在于本研究采用了较好的特征选择方法一一变异ＢＰＳＯ算 理信号来识别四种情感状态时，平均识别率有了显著提 法，能很好地筛选出对分类情感有用的生理信号特征 同 高。这说明特征数越多群体越容易陷入局部最优，加入变 时我们发现，在识别率较高时，呼吸信号脉冲的中值、呼 异算子的效果也就越明显。当用带变异算子的ＢＰＳＯ算法进 吸信号最大值比率、皮电信号的均值等特征对分类这四种 行特征选择、四种生理信号来识别四种情感状态，总体识 情感比较有用。由于实验样本太少，还不能确定各个特征 别率达到８６％时，这时得到七个特征的组合；肌电信号的 在分类不同情感时所占的比重。 一阶差分和二阶差分的最大比率、肌电信号的 二阶差分的 参考文献： 最小值、呼吸信号的最大值比率、呼吸信号脉冲的中值、 ［１］Ｊ．Ａ．Ｈｅａｌｅｙ．Ｗｅａｒａｂｌｅ ａｎｄ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ａｆｆｅｃｔ 呼吸信号幅度的标准差以及皮电信号的均值。单一生理信 ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ［Ｄ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ：ＭＩＴ，２０００． 号识别四种情感状态时，ＥＭＧ的鲁棒性最好。平均识别率是 ［２］Ｒ．Ｗ．Ｐｉｃａｒｄ，Ｅ．Ｖｙｚａｓ，Ｊ．Ｈｅａｌｅｙ．Ｔｏｗａｒｄ ｍａｃｈｉｎｅ ｅｍｏｔｉｏｎａｌ 程序运行５０次的平均结果。 ｉｎｔｅｌ１ｉｇｅｎｃｅ：ＡｎａｌｙｓｉＳ ｏｆ ａｆｆｅｃｔｉｖｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｅ［Ｊｊ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｐａｔｔｅｒｎ ＡｎａｌｙｓｉＳ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，２００１，ＰＰ．１ｌ７５～１１９１． １３］Ｊ．Ｗａｇｎｅｒ，Ｊ．Ｋｉｍ，Ｅ．Ａｎｄｒ４．Ｆｒｏｍ ｐｈｙｓｉｏｌ０ｇｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌｓ ｔｏ ｅｍｏｔｉｏｎｓ：Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｃ］．Ｉｎ：ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ＆Ｅｘｐｏ（ＩＣＭＥ 毒 ２００５），２００５． 硪 ［４］王新峰，邱 静，刘冠军．基于离散粒子群优化算法的直升机减 菩 速器齿轮故障特征选择［Ｊ］．航空动力学报，２００５，２０（６）：９６９ 曩 ９７２． ［５］Ｙ．Ｓｈｉ，Ｒ．Ｃ．Ｅｂｅｒｈａｒｔ．Ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ［ｃ］．ＩＥＥＥ Ｉｎｔ ｅｒｎａｔｉ０ｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｅｖ０１Ｕｔｉｏｎａｒｙ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ．Ａｎｃｈｏｒａｇｅ，Ａｌａｓｋａ：ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ，１９９８． ［６］ｈｔｔｐ：／／ｍｍ—ｗｅｒｋＳｔａｔｔ．ｉｎｆｏｒｍａｔｉｋ．ｕｎｉ—ａｕｇｓｂｕｒｇ． ｄｅ／ｔｅａｍｄｅｔａｉｌｓ．ｐｈｐ？ｉｄ＝３２［明］． 爱弄的堆豫 ［７］杨瑞请，刘光远．基于ＢＰＳＯ的四种生理信号的情感状态识别 上图中，ＳＥＲＣ表示ＳＣ、ＥＭＧ、ＲＳＰ、ＥＣＧ四种生理信号的 ［Ｊ］．计算机科学，２００８，３５（３）：ｌ３７～１３８． 组合。从图中可以看出，用单一生理信号识别四种情感时 ［８］Ｋｉｍ Ｋ Ｈ，Ｂａｎｇ Ｓ Ｗ，Ｋｉｍ Ｓ Ｒ．Ｅｍｏｔｉｏｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ 平均识别率也有所提高，但效果不是很明显，带变异算子 ＵＳｉｎｇ ｓｈｏｒｔ—ｔｅｒｍ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ 的ＢＰＳＯ算法的优势并不能明显体现出来。用四种生理信号 Ｓｉｇｎａｌｓ［Ｊ］．Ｍｅｄ Ｂｉｏ１．Ｅｎｇ Ｃｏｍｐｕｔ，２００４，４２：４１９￣４２７． １９］ＬＩ Ｌａｎ，Ｃ｝ Ｊｉｈｕａ．Ｆ￣ｏｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ 即１９３个特征的组合识别四种情感时，平均正确识别率随变 Ｓｉｇｎａｌｓ［Ｊ］．ＩＣＡＴ ２００６，ＬＮＣＳ ４２８２，２００６，Ｐｐ．４３７￣４４６． 蠢童 蠹ｊｌＩ｜ｕ Ｅ蠢 簟 ： 墨 整 警 黧 墅 （上接第５ ６页） 相比较而言，侧式双岛式越行站虽然规 道交通建设作好足够的储备以适应未来的发展需求。 模较大，但运营方式更加灵活，本线推荐采用侧式双岛式 参考文献： 越行站配线形式，其他线路具体设计时需要结合工程需要 ［１］国家标准．ＧＢ５０１５７—２００３．地铁设计规范［Ｓ］．北京，２００３． 选择合理的越行线形式。 ［２］国家标准．ＧＢ ５０４９０－２００９．城市轨道交通技术规范［ｓ］．北 ４ 结语 京，２００９． 随着中国城市化的建设，长距离快速到达的市域轨道 ［３］中华人民共和国建设部．建标１０４－２００８．城市轨道交通工程项目 交通线路势必成为未来地铁的一种发展趋势，我们应尽早 建设标准Ｉｓ］．北京，２００８． 『４］胡志晖．关于市域轨道交通快速功能设计的探讨一以上海市轨 完善相关技术标准和开展相关技术论证，为日后的市域轨 道交通１１号线南段为例［Ｊ］．交通与运输，２００９，７． ３８
