關于市域快速軌道交通線網規劃的思考

陳冠儒， 劉明敏

(1. 廣州地鐵集團有限公司，廣州 510335； 2. 廣州市交通規劃研究院，廣州 510030)

關于市域快速軌道交通線網規劃的思考

陳冠儒1， 劉明敏2

(1. 廣州地鐵集團有限公司，廣州 510335； 2. 廣州市交通規劃研究院，廣州 510030)

通過總結國外大城市快速軌道交通的發展經驗，指出超大城市市域快速軌道交通線網應基于既有城市軌道交通實施，并給出市域快速軌道交通的系統制式、設計速度、線路運輸能力、運營模式及收費方式等主要技術指標選擇。以廣州為例，提出市域快速軌道交通“貫穿式”空間網絡布局的設想方案，并通過與地鐵線路互聯互通，實現廣州遠郊區域快速通勤的目標以及城市軌道交通網效益最大化，為國內(超)大城市發展軌道交通提供借鑒。

市域快速軌道交通； 軌道交通體系； 線網； 旅行速度

城市空間的外擴致使居民生產、生活間距離拉大，從而進一步導致了城市居民平均日常通勤時間的不斷攀升。據報道，目前北京的平均通勤時間已增長至52 min，居全國首位；另據媒體調查，廣州通勤時長在30 min以內、31～60 min、60 min以上者分別約占19.8%、37%、43.2%，近7成受訪者認為理想通勤時長應在30 min之內。隨著通勤時間的不斷增加，城市居民的焦慮感隨之增長，幸福指數降低[1]。為此，北京市提出力爭到2020年構建一體化的區域綜合運輸服務體系，形成以北京為中心50 km半徑范圍內的“1 h交通圈”。如何深化大運量城市軌道交通的供給側結構性改革，提升居民幸福指數，是國內超大城市(如北京、上海、廣州等)當前亟待解決的問題。

1 現狀分析及問題提出

目前，國內超大城市在發展軌道交通時均意識到一個重要問題：既有市域線與城市線形成的城市軌道交通線網，服務長距離出行且耗時長，缺乏與小汽車的競爭優勢，從而影響、制約超大城市郊區新城的發展[2-3]。廣州軌道交通發展至今，雖在支撐城市空間擴展、優化土地利用布局等方面，取得了巨大成就。然而，同樣面臨著市域線難以滿足市域快速通勤的要求。隨著廣州城市空間格局的進一步拉開，構建市域快速軌道交通(以下簡稱“市域快軌”)線網、進一步完善優化廣州城市軌道交通網絡體系已迫在眉睫。市域快軌線網規劃及主要技術指標的研究對城市未來的發展具有積極而深遠的影響。

1.1 中心城區與外圍城區快速聯系不足

目前，廣州城市軌道交通運營線路設計速度均在120 km/h及以下，旅行速度為50 km/h左右或更低，基本不能滿足中心城區與外部各組團之間的快速出行需求，導致中心城區對各組團之間輻射力不強，如圖1、2所示。

圖1 現行規劃舊城中心(公園前地鐵站周邊)地鐵出行等時圈分布Fig.1 The distribution of traffic isochronous loop for subway in the old city center (Gongyuanqian Station)

然而，無論是城市化進程，還是行政區劃調整，廣州目前均已進入了較高階段的城市化形態。城市形成了主城區+東、南、西、北近郊新城+南沙、番禺、增城、從化、花都城區的“強中心、多組團”的市域空間結構，如圖3所示。隨著“強中心”與“多組團”之間的聯系日趨緊密(尤其是中心城區與南沙副中心的聯系)，城市向心軸向交通的壓力日漸明顯，如圖4所示。中心城區與外圍副中心的聯通效率必須進一步加強。因此，筆者大膽設想，打造50 km半徑范圍內的“半小時交通圈”，即規劃100 km/h以上旅行速度的市域快軌。

圖2 現行規劃新城中心(珠江新城CBD)地鐵出行等時圈分布Fig.2 The distribution of traffic isochronous loop for subway in the new town center(Zhujiang New Town Station)

圖3 規劃空間格局Fig.3 Spatial pattern of planning

圖4 公共交通客流走廊分布Fig.4 Distribution of public transport passenger corridor

1.2 軌道交通體系尚不完善

從目前廣州市的軌道交通系統現狀及規劃來看，軌道交通系統包含國鐵(高鐵、普鐵)、城際鐵路、地鐵和有軌電車。

高鐵和城際鐵路是城市對外聯系的重要方式。高鐵基本不服務城市內部出行；城際鐵路部分線路在廣州市域內有多個站點，但從目前的管理體制、運營方式方面來看，城際鐵路服務城市內部出行的功能和服務水平有限；有軌電車作為一種中、低運能的軌道交通運輸系統，是城市軌道交通系統的補充、延伸與加密。

傳統的地鐵網絡體系按照功能定位和服務范圍分為市域線、城區線、組團線。其中，傳統市域線路一般設計速度較高，但通常兼顧中心城區和外圍組團。在外圍組團, 站間距大, 線路較順直；而進入中心城區, 站間距變短，許多地段線路布線因受限因素多，曲線半徑較小、坡度較大, 行車速度受到限制。

因此，從目前的軌道交通網絡體系組成來看，缺少市中心與遠郊區新城、副中心節點間快速通達的市域快軌線網。

2 國外超大城市實踐

國外超大城市的市域快軌共同點是：均是在城市由“城市單中心”結構向“都市圈多中心、組團式”結構發展時建設的，建設時充分利用了原有鐵路系統的改造升級，線路設計速度均在120 km/h以上，采用靈活的運輸組織方式，實現了城市外圍組團與城市中心區的快速聯系，市域快軌線網能獨立成系統。不同點是：市域快軌線網結構形態以及與市區地鐵線網的相互關系各異，在市域快軌線網空間結構形態方面，東京為“環+放射”式、巴黎為貫穿式、紐約為多點放射式；市域快軌與市區地鐵線網的相互關系，東京為“靈活組織+最大限度貫通運營”、巴黎為“并行+多點換乘”、紐約為多點換乘。具體分析如下。

2.1 東京市域快軌

東京都市圈軌道交通經過百年發展，在空間網絡布局方面，形成了以山手線(JR環線)為界，環內以地鐵為主，市域鐵路與地鐵通過山手環線換乘的“內地外鐵”的軌道交通線網；在運營組織方面，實現了市域快軌與城市地鐵最大限度的貫通運營。市域鐵路采用E233、E259等車型，設計車速為120～130 km/h，運用大站快線等運營組織模式，旅行速度可達到60 km/h，其中筑波快線的旅行速度達到了78 km/h，實現了快速串聯東京都市圈“一都三縣”的功能。

2.2 巴黎市域快軌

巴黎大區的軌道交通線網的層次清晰、分明，主要由市區地鐵、區域快軌(RER)、市郊鐵路構成。市區地鐵系統線路短，站間距短，服務范圍主要為巴黎市區；為支持郊區新城的建設和發展，通過對部分既有市郊鐵路改造而成的區域快軌(RER)，分別采用設計車速為140、130 km/h的Z20900、M184等車型，為大巴黎地區提供通勤服務。區域快軌(RER)與市區地鐵是兩個獨立的系統，在穿越中心城區段時與地鐵線路平行，通過換乘站實現與地鐵線網的協同。RER線網包含多條支線，站點分布外密內疏，運營組織靈活。

2.3 紐約市域快軌

紐約大都會區通過通勤鐵路模式實現郊區與市中心的快速聯系，以市中心中央總站、賓西法尼亞站及霍肯站為端點，通過長島鐵路、北部鐵路及新澤西鐵路形成輻射半徑50～60 km的多支線的網絡系統。

3 市域快軌功能定位及主要技術標準

3.1 功能定位

市域快軌是城市在其規模發展到較高階段時，為滿足市域快速出行需求(特別是市域向心通勤需求)而演變的大運量高速軌道交通運輸系統[4]。

市域快軌服務于市域內長距離出行，具有提高城市中心城區地鐵快速易達性，加強核心區與近郊新城、城市副中心、大型交通樞紐之間快速通達，帶動城市外圍組團、副中心及新城發展等功能。

3.2 主要技術標準

3.2.1 系統選擇

鑒于地鐵與國鐵、城際線路的主要設計參數尚不完全統一，如表1所示[5]。從運營安全和服務水平的角度考慮，市域快軌系統應在車輛、信號系統、行車方向等方面與地鐵線網盡量保持統一或相似，以便于該兩種系統的貫通運營，實現線網效益的最大化[6]。另外，為使列車保持較高的行車密度和服務水平、提升通達性，市域快軌網絡應實現互聯互通[7]。通過與地鐵的協同運作，市域快軌與地鐵共同構成整個市域的骨干交通。

3.2.2 設計速度的選擇

由圖5可知，線路平均旅行速度不僅與最高設計速度有關，還與列車在各區間的達速比(保持最高運營速度運行距離的比例)有關，而達速比又由平均站間距、編組列車動車與拖車比例等因素決定。

表1 地鐵與國鐵、城際鐵路設計參數對比

圖5 列車區間運行示意Fig.5 Diagram of train running

根據運營經驗，列車能在區間50% 以上的長度內保持最高運營速度較為合適。結合車輛動力性能，計算各最高速度與站間距之間的關系見表2，因此，市域快軌可選擇設計速度等級為140～160 km/h 。

表2 不同速度等級列車加減速距離及合理站間距建議值

為兼顧市域快軌沿線大客流組團，有可能采用快慢車運營模式。在該運營模式下，因快車越站運行，線路的平均站間距可適當減小。

3.2.3 線路運輸能力

考慮對超大城市市域快軌線路及站點的設置，連接遠郊城區的市域快軌高峰單向斷面客流量可能在1萬～2萬人次/h，連接近郊新城的最大斷面客流量可能在2萬～4萬人次/h。線路運輸能力可在上述情形下，預留一定的能力富余(波動系數1.15～1.3)[8-9]。

3.2.4 運營模式及收費

借鑒紐約、東京等超大城市的運營經驗，考慮采用靈活的運營模式，以公交化運營為主，采用快慢車運營等多元模式。

為提升乘客的舒適度，市域快軌座席比例應高于一般地鐵線路。與此對應，市域快軌收費標準應區別于既有地鐵網絡的計費，體現優質高價的原則。增加能夠識別乘客乘車路徑的設備以便于票務清分。

4 線網規劃方案設想

4.1 規劃思路

本次廣州市域快軌線網規劃設想方案是結合廣州市現狀客流分布和未來城市空間格局，綜合各大組團間的快速聯系需求，在廣州市國鐵(普鐵和高鐵)、城際和地鐵網絡規劃方案基礎上，通過對國外市域快軌的研究與實踐的經驗得失總結而提出的。

4.2 規劃目標

構建層次明晰的軌道交通網絡體系，高效串聯廣州外圍組團的重要節點，壓縮市域內出行的時間，實現更多外圍組團30 min內到達中心城區，實現50 km都市通勤圈的快速通達；通過與市域快軌的換乘節點提升既有地鐵線網的服務水平，提高市域內站點間30 min互達比例(見圖6、7)。

圖6 廣州各新城、副中心與公園前站的出行時間期望Fig.6 The travel time expectation of Guangzhou new town, subcenter and Gongyuanqian station

圖7 廣州各新城、副中心與珠江新城站的出行時間期望Fig.7 The travel time expectation of Guangzhou new town, subcenter and Zhujiang New Town station

4.3 規劃方案

軌道交通網絡的規劃既依據、支持城市規劃，又對城市發展起導向作用。經過多輪城市總體規劃、軌道交通線網規劃與修編，廣州城市軌道交通網絡已初具雛形，基本覆蓋了城市主要客流走廊。綜合廣州的城市形態、空間結構、未來發展、客流需求以及軌道交通工程技術等因素[10]，充分比選3種不同類型的市域快速軌道交通規劃方案(見圖8)，廣州市域快速軌道交通線網規劃設想方案在空間布局上宜采用貫穿中心城區模式(即方案2)，對于具備與地鐵線路貫通運營條件的市域快速軌道交通線，可借鑒東京運營組織經驗。本次比選初步規劃7條市域快速軌道交通線(65座車站，371 km)如表3所示。遠期隨著城市功能核心區的擴展及軌道交通工程技術的發展，可研究沿既有地鐵線網中環線的路由規劃建設一條快軌線。

圖8 不同類型規劃方案比選Fig.8 Comparison of different planning ideas

規劃線路長度/km慢線快線站點數/個平均站間距/km站點數/個平均站間距/km1號線6297.8515.52號線69107.7613.83號線3066.0315.04號線4395.4510.85號線5078.3512.56號線81155.8713.57號線3694.5412.0合計3716535

4.4 規劃方案評價

規劃方案有效地串聯了區域交通樞紐、區域就業中心、外圍居住組團和新城中心等，實現了外圍中心組團快速通達中心城區的需求，如圖9、10所示，基本實現了規劃設想目標，提高了城市居民的出行品質，形成了國鐵、城際、地鐵以及市域快軌協同運作、便捷可靠的軌道交通網絡體系。

圖9 規劃方案中舊城中心(公園前站周邊)地鐵出行等時圈分布Fig.9 The distribution isochronous loop in metro planning Center (Gongyuanqian station)

圖10 規劃方案中新城中心(珠江新城站CBD)地鐵出行等時圈分布Fig.10 The distribution of isochronous loop in metro planning center (Zhujiang New Town Station)

5 結語

隨著城市空間不斷擴展，市域快軌是超大城市發展到一定階段的必然選擇。市域快軌應該在國鐵(普鐵和高鐵)、城際和既有地鐵線網的基礎上合理統籌規劃建設，并與地鐵線網協同運作共同構成整個市域的骨干交通。市域快軌線網應互聯互通，通過靈活的運營組織方式，保持較高的旅行速度和服務水平。同時，應加快對市域快軌技術標準的進一步研究。對于城市軌道交通建設剛起步的大城市，在規劃市域快軌與地鐵線網時應統籌考慮，構建貫通運營的一體化軌道交通線網；對于城市軌道交通已發展到一定階段、系統制式復雜多樣的超大城市，為實現城市軌道交通線網效益最大化，市域快軌宜與具備條件的地鐵線路貫通運營。

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(編輯：郝京紅)

Planning of Regional Rapid Rail Network

CHEN Guanru，LIU Mingmin

(1. Guangzhou Metro Group Co., Ltd., Guangzhou 510335; 2. Guangzhou Transport Planning Research Institute, Guangzhou 510030)

The development experience of rapid rail transit in foreign big cities indicates that the rapid rail transit in metropolis should be based on the existing urban rail transportation, and the key technical indexes of regional rapid rail transit should include the system mode, design speed, rail transit capacity, operation mode and charging methods. Taking Guangzhou as a case study, the paper proposes the concept scheme of network layout with urban rail transit "passing through" urban space, and emphasizes the importance of connectivity with subway lines to achieve the fast commuting with Guangzhou suburban areas and the maximum benefits of urban rail transportation network, which is expected to serve as a reference for the development of rail transit in big cities in China.Keywords: regional rapid rail transit; rail transit system; rail network; travel speed

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.03.005

2017-02-23

2017-03-14

陳冠儒，男，碩士，工程師，交通運輸規劃與管理專業，從事城市軌道交通建設管理工作，cgr66666@163.com

U231

A

1672-6073(2017)03-0022-06