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期刊论文│城市轨道交通高质量发展的深圳探索与实践——《深圳地铁五期工程高质量发展设计导则》研编及应用

发布日期:2025-02-17 17:31:19

     在我国加快发展新质生产力、扎实推进高质量发展的时代背景下,深圳地铁在实现城市轨道交通高质量发展的道路上进行诸多探索与实践。为使深圳地铁五期工程的高质量建设和运营落到实处,深圳地铁构建“1365N”技术管理体系。《深圳地铁五期工程高质量发展设计导则》作为其重要组成部分,是我国首部正式发布实施的城市轨道交通高质量发展指导性标准。文章从研编思路、基础研究及认识、目标定位和对策方法、主要编制成果和内容示例、应用效果等多个方面对其研编和应用进行全方位阐述,以期通过深圳地铁的相关探索和实践为推动我国城市轨道交通高质量发展提供参考和借鉴。

1、

     随着城市化进程的加快,城市轨道交通(以下简称“城轨”)凭借速度快、载客量大、运输效率高、能源消耗低等优势成为城市公共交通的重要组成部分。从智慧智能,到绿色低碳、多元融合,从服务市民出行,到引领城市发展,城轨行业从未停止对发展蓝图的描绘勾勒。在加快发展新质生产力、扎实推进高质量发展的时代背景下,城轨开始了新一轮厚积薄发的发展历程,如何将行业多年实践与新质生产力相融合,实现城轨高质量发展,成为亟待研究的崭新课题。

     为此,深圳市地铁集团有限公司(以下简称“深圳地铁”)进行了诸多有益的探索与尝试。2023年初,国家发展和改革委员会(以下简称“国家发改委”)批复深圳地铁五期工程建设规划。本期共规划11条线路,包括深圳地铁15号线、17号线一期、19号线一期、20号线二期、22号线一期、25号线一期、27号线一期、29号线一期、32号线一期、10号线东延线及11号线北延段,总长度185.6km,线路数量及建设里程均创深圳地铁历次建设规划之最。为切实做好深圳地铁五期工程的高质量建设,深圳地铁在全面总结一期至四期地铁建设和运营经验的基础上,通过制定标准化策略,构建具有较强总结性、先进性、指导性、控制性的“1365N”技术管理体系,力争实现上述目标。“1365N”技术管理体系中的“1”是指1本《深圳地铁五期工程设计技术标准》;“3”是指3类指导性图纸,包括标准图、通用图及参考图;“6”是指绿色低碳6大行动方案;“5”是指建筑、结构、前期、场段及设备系统5大投资控制要点;“N”则是指N项扩展设计指引。《深圳地铁五期工程高质量发展设计导则》(以下简称《设计导则》)作为“1365N”技术管理体系中的重要成果,于2024年7月1日正式发布实施,其涵盖的专业全、维度多,是我国首部正式发布实施的城轨高质量发展指导性标准,填补了行业空白。其作为新质生产力在深圳地铁建设发展中的具体呈现,是深圳地铁在积极探索和实践城轨高质量、可持续发展过程中获得的成果,可全面指导深圳地铁五期工程勘察设计和建设管理。

     本文从研编思路、基础研究及认识、目标定位和对策方法、主要编制成果和内容示例、应用效果等多个方面对《设计导则》的研编和应用进行全方位阐述,以期通过深圳地铁的相关探索和实践为推动我国城轨高质量发展提供参考和借鉴。

2、研编思路

     为实现总结性、先进性、引导性和指导性,在《设计导则》研编过程中对标美国《公交导向TOD发展评价标准》、英国《伦敦地铁车站设计理念(London underground station design idiom)》、中国香港《香港地铁新线设计标准手册》等国际化设计导则和标准,在遵循国家和地方相关规范、标准的基础上,总结我国城轨发展历程及面临的挑战与机遇,调研全国各地城轨企业谋求高质量发展的实践,分析深圳地铁前四期工程不足之处,结合深圳地铁五期工程的特点,以问题和需求为导向,提出突出深圳地铁五期工程高质量发展目标的指导性原则和规则,并从高质量视角,对五期工程线路的设计理念、技术标准和建设方案进行系统性的研究和提升。《设计导则》研编思路及工作思维导图如图1所示。
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3、基础研究及认识

3.1 城轨发展面临的问题及挑战

     
与其他发达国家相比,我国城轨起步晚、发展快、建设周期短。近年来,随着我国城轨行业逐步由高速发展向高质量发展转变,建设规模增速阶段性放缓,部分地区的建设强度有所下降,但在高质量发展方面仍存在以下问题:服务水平不高,客流效益较差,亏损较严重;项目标准、功能配置超出实际需要;线路与枢纽能力不匹配;与其他交通方式换乘不便;城轨建设与城市开发不同步。

     客流预测的不准确性和客流分布的不均衡性是城轨高质量发展的最大风险。由于城轨客流效益具有明显的地域性和时代性,因此城轨项目采用的标准和功能配置能否与实际客流适配成为挑战。客运强度是指城轨单位运营长度的客运量,反映线路对客流的吸引力,体现客流效益,主要用于考量线路建设的必要性和经济性;高峰小时最大断面客流量是指在客流高峰期的单位时间内,沿同一方向通过城轨线路某断面的最大乘客数量,是运能及土建规模设计、设备配置的重要依据,若对于该指标的预测过度超前,势必造成城轨工程系统性的资源浪费。截至2023年底,在城轨线网建设规划通过国家发改委审批的43座城市中,仅有17座城市的客运强度达到0.7万人次/(km·日);只有8座城市(北京、上海、广州、深圳、南京、武汉、成都、西安)42条线路的高峰小时最大断面客流量达到3万人次/h。

3.2 设计导则与标准规范间的关系

     
对美国、英国、日本、中国香港等的国际化城轨标准体系进行研究可以发现:国际化城轨标准体系中的设计手册、设计导则、专项设计等决定着城轨线路的规划设计水平。譬如,《香港地铁新线设计标准手册》作为能够充分体现和代表业主认识水平和功能需求的设计管理文件,是由业主单位——香港铁路有限公司编制和发布的包含设计标准、指导手册、房间数据表和标准布局等的综合性设计指导文件。其涵盖的内容全面且深入,基本可达到总体方案的设计深度,而且会随着新线开通动态地进行局部修订和迭代更新,及时纳入新开通工程相关的经验总结,具有良好的时效性。

     通过从目标定位、功能作用、指导性、应用范围等方面对我国的城轨标准规范及设计导则进行对比分析(表1)可知,标准规范的主要定位是守底线、保安全,而设计导则是在遵循指导性原则的基础上强调落实和细化。为解决我国城轨行业目前存在的一本标准规范指导全国、指导多期规划的问题,提出《设计导则》编研的总体定位为:促创新,求效益。
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4、目标定位和对策方法

     《设计导则》围绕转观念、降冗余、设计引领高质量发展的核心目标,结合深圳地铁五期工程特点和城轨设计特点,提出以建设品质地铁、绿色地铁、智慧地铁、人文地铁为抓手的设计对策,即“四铁”策略。

     (1)品质地铁是指提高地铁的设计品质和乘客服务品质,实现地铁运输的安全、舒适、快捷和高效,包含提升运输效率和服务水平、增强客流吸引力、精细化设计等内容。

     (2)绿色地铁是指落实国家“双碳”战略,在地铁从规划设计、工程建设到运营管理的全生命周期贯彻绿色发展理念,包含缩减工程规模、降低工程造价、节省运营成本、节能环保、绿色低碳等内容。

     (3)智慧地铁是指应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术,实现乘客、设施、设备、环境等实体信息的全面感知、深度互联和智能融合,并创新建设、服务、运营管理等模式,包含智慧建设、智慧服务、智慧运维等内容。

     (4)人文地铁是指为乘客提供人性化服务,对地铁员工实施人性化关怀,以及营造车站文化场景,包含提供便民服务、实施员工关怀、增强建筑和装饰的文化性和艺术性等内容。《设计导则》包含21章180条,围绕品质地铁、绿色地铁、智慧地铁、人文地铁4个高质量发展维度对各个专业进行规定和要求,以推动“四铁”策略的落地。其180条内容根据上述4个高质量发展维度按照专业归类统计的情况如表2所示。
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5、主要编制成果和内容示例

     《设计导则》根据高质量发展的目标定位,形成精准把握客流特征、创新管理、降本、增效、可持续发展5方面的成果,具体如下。

5.1 精准把握客流特征

     客流预测是城轨工程设计的前提和依据,对工程规模和系统配置影响较大。通过精确的客流预测,可准确把握城轨客流特征,精准配置运能。在《设计导则》编制过程中,通过对深圳地铁既有线路的客流预测结果与客流现状进行对比、分析和总结,将客流预测结果的分析利用策略作为其开篇章节,提出精准把握客流特征、多维度指导设计的对策方法。

     深圳地铁五期线路客流分布不均衡性分析结果如表3、图2、图3所示。由上述图表可知,深圳地铁五期某些线路具有高峰小时双向最大断面客流量差异大、高峰小时断面客流量锐化突出的特点。
 
 
 

     针对高峰小时双向最大断面客流量差异大、潮汐客流特征明显的线路,《设计导则》提出不均衡密度发车应对策略,即当线路高峰小时双向最大断面客流量比例超过1.5时,应在保证服务水平的基础上,降低小客流方向的行车密度,采用不对称运行的行车方式,单向减少的列车对数应大于4列/h。
 
     针对高峰小时断面客流量锐化突出的线路,提出高峰断面削峰设计应对策略,即地铁系统运能应根据客流断面锐化程度合理设计,当超过高峰小时最大断面客流量90%的区间数不多于3个时,应考虑削峰:以高峰小时最大断面客流量折减10%或高峰小时第三大断面值作为计算基础,以站立密度5人/m2、预留10%余量的标准配置运能,全线站立密度不应高于6人/m2,站立密度高于5人/m2的区间数量不应多于3个,列车在高站立密度断面区间的运行时间不应超过10min。

5.2 创新管理

     
管理体制创新是推进城轨高质量发展的重要举措。通过对国内主要城市城轨全生命周期成本的调研可知,若按30年运营期计算,城轨运营成本投入是其建设期投资的2~3倍,如图4所示,而运营管理模式和管理水平直接决定着运营成本的高低,因此实施管理体制创新十分必要。
 

     通过对深圳地铁既有运营管理模式进行调研,《设计导则》从运营作业方式、管理机构设置等方面提出针对性措施。其中,为降低运维成本,减少运维人员,根据深圳地铁五期线路车站客流分布不均衡和小客流车站占比高的特点,重点提出实行差异化车站管理的对策,即全面推行站区管理模式:将3~5个车站划分为1个站区,并设置中心站进行人员集中管理;中心站为换乘站、配线站、大客流站等方便增加管理用房的车站,卫星站不设站长室、会议室、AFC票务室,以精简管理用房。此外,结合站区管理模式对车站管理用房设置要求进行优化,如表4所示。在设计管理方面,《设计导则》提出应强化设计阶段投资控制的作用,提出通过采用设计费浮动费率以激发设计院投资控制积极性的管理策略。
  
5.3 降本
 
     《设计导则》以精细化建设车站、高品质服务乘客为目标,在满足功能需求的前提下,通过优化设计,将车站建设规模与需求进行精准匹配,从整体上缩减五期工程建设规模,从而达到降低建设成本的目标。

     通过对深圳地铁五期工程所有车站高峰小时乘降量进行量化分析可知,96座车站(占比62%)高峰小时乘降量不足1万人次/h,9座车站(占比6%)高峰小时乘降量超过2万人次。为此,针对五期车站客流规模量级变化特征,对不同编组线路车站的规模和设计进行细化,提出初、近、远期大、中、小型3级车站的分级客流指标和与之匹配的最小站台宽度值,以实现车站规模、标准与乘降客流量的适配,如图5、表5所示(以6A编组线路车站为例);通过调整柱跨宽度和数量,提供大小不同的车站公共区空间,并设置数量及宽度与之匹配的楼扶梯,以适应不同规模的客流进出站需求,如图6所示(以6A编组线路车站为例)。
 
 
 

5.4 增效

     
对于城轨而言,增效是个功能复合的多维度目标,不仅能够利用城轨车站作为区域交通枢纽的有利条件,通过实施站城一体化建设及多元化经营(物业、商业、物流、文创等),积极培育客流,提高城轨运营效益,而且可以通过对内部设备设施的集约高效配置和利用,提高运营效能。

     《设计导则》重点挖掘后者的潜力。例如,通过总结梳理深圳地铁既有运营规程和检修机制,综合考虑检测技术在地铁各种运营场景中的应用,得出深圳地铁列车检修模式具备由计划修向状态修、由集中维修向均衡维修转变的条件,提出深圳地铁五期工程车辆基地应全面推行均衡修制度,如图7所示,利用早高峰收车与晚高峰发车之间的时间间隔,完成大部分列车的检修作业,从而减少检修车配置数量,提升列车上线率,合理减少列车购置费和车辆基地占地面积等。
 

     经测算,深圳地铁五期工程若按照均衡修制度配置列车,则其列车备检率可从原来的20%~25%降低至12%~17%,仅运营初期便可少配置9列车,如表6所示,列车购置费可减少约4.8亿元,车辆基地占地面积可缩小2%~3%,释放土地约4万m2
 
5.5 可持续发展
 
     为实现城轨的可持续发展,应在建设方面关注城轨建设的安全性、高效性、便捷性、经济性、韧性、包容性及绿色环保,在运营方面聚焦财务可持续发展,转变经营理念与模式,以实现从运营地铁向经营地铁的转型。

     《设计导则》从全生命周期成本出发,提出土建专业应强调管理模式的优化和用房布局的整合,以有效缩减设备用房面积和土建规模,减少运维工作量和运维费用,降低全生命周期成本;对于新技术的应用,则应聚焦财务可持续发展,根据投资平衡期宜控制在8~10年(设备寿命的一半)的原则,对各设备系统方案的优化提升进行成本评价,例如,在比选车站自动灭火系统方案时,对标准站采用高压细水雾系统或气体灭火系统方案进行全生命周期成本的对比分析,如表7所示。
 
 
6、应用效果

     为充分发挥《设计导则》在深圳地铁五期工程设计和建设中的控制和引导作用,编制成果中增加了对各线设计的考核办法和应用效果评价指标。根据各设计院编制的高质量发展专篇、各线重点统计和控制指标表等材料,以及设计、监理等单位的审查结果,《设计导则》所提出的各专业技术措施在深圳地铁五期工程各线路全面采用或试点应用后,预估可节省建设期成本约30亿元,具有显著的经济效益。
 
7、

     推进城轨高质量发展需要转变观念,摒弃经验主义,坚持创新精神,改变既有模式和定式,通过将技术创新和管理创新相结合,实现高质量发展和高水平运营的平衡。深圳地铁以编制《设计导则》为抓手,以标准化建设、精细化设计为切入点,统筹城轨全生命周期成本,坚持综合性和系统性观念,综合施策,推动技术创新,探索与实践城轨高质量发展的深圳之路,为建设安全、便捷、绿色、智慧的现代化城轨体系迈出了坚实的步伐。


 / 参考文献 / 
[1]徐成永,黄力平,张彦,等.城市轨道交通高质量发展的深圳探索与实践——《深圳地铁五期工程高质量发展设计导则》研编及应用[J].现代城市轨道交通,2025(01):1-8.