市郊鐵路在優化市域空間布局解決交通擁堵方面的作用

魯海濤 上海鐵路局上海金山鐵路有限責任公司

美國經濟學家斯蒂格利茨（Joseph Eugene Stiglitz）把中國的城市化與美國的高新技術產業并列為影響21 世紀世界進程的兩件大事。由中國科學院城市發展與環境研究所主辦的《2010 年城市藍皮書》指出，截至2009 年，中國城鎮人口已經達到6.2 億，城鎮化率達到46.4%，"十二五"期間，預計城鎮化率年均提高0.8～1.0 個百分點。在"十二五"中期，城鎮化率將超過50%，屆時城鎮人口與鄉村人口都將是6.8 億人。在中國高速城市化進程中人口膨脹、交通擁堵、環境惡化等一系列問題在眾多一線城市正愈演愈烈，并且正逐步向一些中小城市蔓延。

為了解決城市"攤大餅"式的城市發展所帶來的種種問題，我國許多城市均提出了重點發展郊區軌道交通進而在整個市域范圍調整產業結構、優化城市布局的相關規劃。其中上海十二五規劃建議明確提出，要優化市域空間布局，充分發揮郊區在新一輪發展中的戰略作用，積極推進新城、新市鎮和新農村建設。重點建設中心城連接郊區新城、大型居住區和重點開發區的軌道交通項目。

1 采用市郊鐵路的合理性分析

1.1 城市交通問題的形成

城市發展的歷程，大致可以分為以下四個階段：①以一個個最早形成的集鎮為核心，建立起彼此聯系的道路；②沿著道路兩側逐漸延伸開發；③延伸發展到一定距離，外圍開發的組團也有聯系需要，就構筑橫向道路（環路），然后在環路兩側繼續開發；④最后填滿中間空擋完成城市新一輪的擴展。如果不加控制就會繼續第二輪、第三輪的擴展，即"攤大餅"，如圖1 所示。而"攤大餅"式的城市擴張是造成交通擁堵的重要原因。

圖1 城市擴張示意圖

1.2 市郊鐵路的獨特優勢

首先，市郊鐵路完全不同于道路交通，因為其沿線不適合開發，但軌道交通的車站附近，由于人流量大，更易于開發公共設施，從而成為最理想的開發熱點。這便是對以公共交通為導向開發模式的最好體現。

市郊鐵路是為市域范圍內中長距離乘客服務的。市區范圍內, 乘客乘坐軌道交通的平均運距約為7～10 km, 市郊線的乘客平均運距在15～20 km 以上。市郊鐵路的主要目標是把郊區新城、大型居住區的居民盡快送達市中心, 在該過程中市郊鐵路相對其他城市軌道交通的速度高、站間距大、旅行時間短的優勢得以充分體現。現在有些城市受到沿線居民的壓力把市郊軌道交通按照市中心區軌道交通模式來規劃, 站間距離偏小,增加了市郊軌道交通的全程旅行時間,使旅行速度下降。這就失去了建設市郊軌道交通的意義。市郊鐵路的主要任務并不是為了解決衛星城及郊區的道路擁堵問題, 而是為了減少郊區居民駕私家車或乘公交車直接進入市中心區, 從而間接減輕對市中心區的道路交通壓力,緩解市中心區的交通擁堵。為吸引更多的郊區居民乘坐市郊鐵路, 市郊鐵路的設計應遵循居民出發地到達目的地的1 h 原則, 盡可能提高列車最高運營速度和旅行速度。

2 城市軌道交通市郊線技術特征的初步探討

2.1 市郊鐵路的站間距

市郊鐵路站間距一般在4～7 km（連接金山站至上海南站的金山鐵路，平均站間距達到7 km）。如果市郊鐵路站間距在2 km 以內,那么市區就會沿著線路漫延擴大,重走"攤大餅"式發展的老路。另一方面,由于站間距小,列車運行速度難以提高, 如果市郊鐵路旅行速度太慢,不足以體現軌道交通的快捷優勢，郊區新城居民就可能放棄乘坐軌道交通,仍通過私家車或道路公交車直達市中心。這樣通過市郊鐵路來引導郊區新城、大型居住區發展的目標就無法實現。

2.2 市郊鐵路的速度目標值

和城市中心區軌道交通相比, 市郊鐵路站間距普遍較大。為保證位于距市中心40～50 km 半徑邊緣的郊區新城至市中心出行時間控制在45 min 左右,需要充分發揮市郊鐵路的站間距大的優勢,以保證良好的乘客服務水平。國外資料顯示,市郊鐵路最高運營速度達100～160 km/h。所以郊區新城距市中心大于40 km 的遠郊, 最高運行速度宜采取120～160 km/h, 旅行速度可達到60～80 km/h（連接金山站至上海南站的金山鐵路改建工程竣工后，列車最高運行速度為160 km/h，其中直達列車的旅行速度將超過80 km/h）。

2.3 市郊鐵路的列控系統選型

城市軌道交通廣泛采用的ATC(Automatic Train Control，列車自動控制系統），自動化程度高，發車密度高，在一些城市已經可以實現90 s 的行車間隔，但是ATC 體系的一般行車速度只能達到80 km/h。廣州地鐵三號線在2008 年創造過120 km/h 的國內地鐵最高實驗運行速度，但是此時的行車間隔也定格在了2 min57 s。中國鐵路既有線采用的CTCS (Chinese Train Control System，中國列車運行控制系統)應用等級1，由主體機車信號+安全型運行監控記錄裝置組成，典型運行速度為160 km/h，行車間隔可以達到5 min，完全可以滿足市郊鐵路的運營需要，且中國鐵路擁有CTCS應用等級全套車載、地面及聯鎖設備知識產權，相關設備已經實現國產，相對城市軌道交通采用的ATC 系統，可以大大降低工程機電設備采購成本。

2.4 市郊鐵路牽引制式的選擇

我國軌道交通電力牽引有三種供電形式: DC750V、DC1500 V、AC25000V。其中城市軌道交通采用DC750V 或DC1500V，大鐵路采用AC25000V。從技術經濟角度考慮，采用AC25000V 為最優選擇，市郊鐵路的主要目標是把郊區新城、大型居住區的居民盡快送達市中心，該過程中要求市郊鐵路速度高、旅行時間短。較高的電壓有利于提高列車運行速度，比如法國高速列車在行駛試驗中將接觸網電壓提高到32000 V，達到574.8 km/h 的時速。較高的電壓也意味著更高的能源利用效率、更長的供電距離，有利于降低建設和運營成本。

3 結論

市郊鐵路的技術經濟特征決定了其在我國新一輪城市化進程中將發揮越來越大的作用，有力的促進市域空間布局優化，進而構建更加和諧的城市。金山鐵路改建工程竣工后，金山鐵路將成為中國第一條時速達到160 km/h 的市郊快速鐵路，必將在上海西南部沿線各城鎮的發展中發揮獨特作用，為上海的城市發展做出新的貢獻。