軌道交通建設(shè)規(guī)劃設(shè)計前瞻性研究

俞光耀

1 中國城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀1

1.1 呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢

在新型城鎮(zhèn)化快速推進和優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的大背景下，中國城市軌道交通發(fā)展呈現(xiàn)出世界罕有的速度和規(guī)模。截至“十二五”末，國內(nèi)已開通運營的城市軌道交通線路總長度達3 618 km，“十三五”期間計劃投運里程有5 702 km，到2020年左右，中國內(nèi)地城市軌道交通運營線路總規(guī)模將達到9 000 km[1]。

中國城市軌道交通的快速發(fā)展，在改善城市交通狀況、改變市民出行和生活方式、服務(wù)和促進城市發(fā)展、推動產(chǎn)業(yè)進步與升級等方面發(fā)揮了重要作用。北京、上海、廣州、深圳等城市已形成網(wǎng)絡(luò)化運營格局，城市軌道交通在公共交通體系中起到了骨干作用。上海和北京的軌道交通客流量已達每天1 000萬乘次，上海軌道交通占公共交通客運量的比率由 2000年的5%逐年提升，目前已達53%，到2020年將超過60%[2]。天津、重慶、成都、南京等城市也都在加快建設(shè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)。中國城市軌道交通在服務(wù)和促進城市發(fā)展的同時，大規(guī)模的建設(shè)也造就了涵蓋規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、運營管理、技術(shù)裝備等各領(lǐng)域完整的產(chǎn)業(yè)鏈。與高速鐵路一樣，中國城市軌道交通在過去20年間取得了巨大的進步和成績，并在積極跨出國門，走向世界[3]。

1.2 規(guī)劃設(shè)計中存在的問題

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，城市人口的快速膨脹，軌道交通建設(shè)突飛猛進。為充分發(fā)揮軌道交通對城市發(fā)展的正確引導，真正緩解城市交通矛盾，提供較高服務(wù)水平，軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的編制尤為重要，其對后期建設(shè)、運營有著重要影響。在《國家發(fā)展改革委關(guān)于加強城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)管理的通知》（發(fā)改基礎(chǔ)〔2015〕49號）中明確提出應(yīng)超前編制線網(wǎng)規(guī)劃，并提出了城市軌道交通長遠可持續(xù)發(fā)展的總體性方案。

而目前，在軌道交通的快速發(fā)展中，軌道交通規(guī)劃設(shè)計暴露出不少問題，一是對城市未來發(fā)展的認識不足，剖析不夠，對軌道交通戰(zhàn)略定位不準，發(fā)展模式單一；或因城市空間結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模等不穩(wěn)定，軌道交通選取的系統(tǒng)規(guī)模與客流需求不匹配。二是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃缺乏前瞻性，規(guī)劃設(shè)計忽略城市特性和實際需要，網(wǎng)絡(luò)層次及系統(tǒng)選型單一，后期運營組織靈活度差，服務(wù)水平較低，運營效率不高。三是軌道交通規(guī)劃設(shè)計與周邊地下空間開發(fā)結(jié)合度不高，設(shè)計靈活度較低，地下空間沒有得到高效利用，造成地下空間資源浪費。

1.3 國外城市軌道交通發(fā)展理念值得借鑒

國外軌道交通發(fā)展比中國早了上百年，也經(jīng)歷了軌道交通功能層次的演變。國外城市軌道交通的發(fā)展理念，充分考慮到以人為本、出行便捷，兼顧提高運營效率等，在設(shè)計上，為后期運營的靈活性預(yù)留條件，提出了組合運營、互聯(lián)互通以及多系統(tǒng)、多制式的規(guī)劃設(shè)計理念。比如，紐約地鐵采用快慢車組合運營，70%以上的線路在中心區(qū)客流較大的區(qū)域都采用了多線并行模式；巴黎地鐵14號線很早就采用了全自動駕駛系統(tǒng)；東京地鐵在設(shè)計之初就考慮了與國鐵的緊密銜接，以及與私鐵的互通運營等[4]。

中國城市軌道交通在大規(guī)?？焖侔l(fā)展過程中，應(yīng)傳承發(fā)揚好我們既有的經(jīng)驗與優(yōu)勢，也需要以未來發(fā)展的眼光審視現(xiàn)在的規(guī)劃設(shè)計，充分借鑒國外軌道交通規(guī)劃設(shè)計的理念，發(fā)揮好中國城市軌道交通發(fā)展的“后發(fā)優(yōu)勢”，推動中國城市軌道交通行業(yè)健康發(fā)展。

2 對軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的前瞻性思考

2.1 線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)與城市總體發(fā)展統(tǒng)籌

《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》提出，“堅持以人的城鎮(zhèn)化為核心、以城市群為主體形態(tài)、以城市綜合承載能力為支撐、以體制機制創(chuàng)新為保障，加快新型城鎮(zhèn)化步伐”。中國城市軌道交通的規(guī)劃，首先是要與城市發(fā)展、綜合經(jīng)濟發(fā)展、城市總體規(guī)劃結(jié)合起來，是否規(guī)劃發(fā)展軌道交通、發(fā)展多大規(guī)模的軌道交通，必須與城市的性質(zhì)、經(jīng)濟社會發(fā)展實力、人口規(guī)模等統(tǒng)籌考慮，宜大則大，宜小則小。

2.1.1 線路走向與城市發(fā)展結(jié)合

公共交通導向型發(fā)展模式（transit oriented development，TOD）是國際上具有代表性的城市開發(fā)模式。2014年頒布的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020年）》明確了城市發(fā)展模式科學合理的目標，提出使“密度較高、功能混用和公交導向的集約緊湊型開發(fā)模式”成為主導，按照這一要求，城市軌道交通的線路走向應(yīng)符合城市發(fā)展需求，引導和帶動城市發(fā)展。

2.1.2 圍繞站點構(gòu)建城市綜合體

將地鐵車站與樓宇結(jié)合起來，將出入口與周邊開發(fā)結(jié)合起來，以城市軌道交通站點為載體，構(gòu)建連通社區(qū)居民、公共活動空間、商業(yè)辦公區(qū)域等為一體的城市綜合體[5]。這種圍繞地鐵站點構(gòu)建城市綜合體、形成“地鐵社區(qū)”、“地鐵小鎮(zhèn)”的新型發(fā)展模式，能夠?qū)崿F(xiàn)乘客、地鐵運營方、土地開發(fā)商、城市管理者各方“多贏”的局面，如上海漢中路綜合體，北京國貿(mào)綜合體、廣州太古匯綜合體以及深圳地鐵淺海小鎮(zhèn)等都是非常成功的案例。

2.1.3 車輛基地上蓋綜合開發(fā)利用

城市軌道交通是土地資源的消耗大戶。以上海軌道交通規(guī)劃的車輛基地為例，全網(wǎng)共規(guī)劃了43座車輛基地，占地面積約1 312 hm2，相當于上海原來整整一個黃浦區(qū)的面積，這些土地資源如果不進行復(fù)合利用，將是巨大的浪費。近年來，全國城市軌道交通車輛基地上蓋開發(fā)機制和開發(fā)模式日漸完善，香港、上海、北京、深圳等城市都進行了有益的探索，如上海地鐵的吳中路車輛基地、香港地鐵的將軍澳車場、北京地鐵的四惠車輛基地等都成功進行了上蓋開發(fā)。上海目前在建線路還有5座大型停車場正在開發(fā)中，總計可新增約230 hm2的城市建設(shè)用地。

2.2 線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)與城市綜合交通融合

在城市綜合交通體系中，各種交通模式的發(fā)展不能“各自為政”，應(yīng)構(gòu)建“多網(wǎng)合一”的城市公共交通體系。從“公交優(yōu)先”角度出發(fā)，以構(gòu)建“公交都市”為目標，城市公共交通應(yīng)構(gòu)建“以城市軌道交通為骨干，公共汽（電）車為基礎(chǔ)，客運交通樞紐為銜接”的城鄉(xiāng)一體化公共交通體系，實現(xiàn)軌道交通與城市多元化交通體系的高度融合。

2.2.1 不同交通方式的定位與分工

隨著京津冀、長三角、珠三角、長株潭、成渝等城市群的規(guī)劃和發(fā)展，市域快軌迎來快速發(fā)展機遇，市域快軌的建設(shè)和發(fā)展將成為聯(lián)系市域和城市群體系的重要紐帶。實踐證明，采用地鐵系統(tǒng)解決市域包括城際間的軌道交通問題，成本高、效率低、旅速慢，是不適應(yīng)我國城市發(fā)展需求的。外圍區(qū)與中心城及外圍區(qū)域之間的快速通達需求，主要應(yīng)通過市域快軌來解決；地鐵網(wǎng)絡(luò)定位于滿足中心城區(qū)的大容量快速出行需求；中運量系統(tǒng)則定位于彌補地鐵網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍；地面公交與軌道交通網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)互補替代，站點緊密銜接，不同交通方式各司其職，從而實現(xiàn)融合發(fā)展[6]。目前，上海、北京、廣州、武漢、成都、重慶等眾多大城市都已開展了市域?qū)哟蔚能壍澜煌ňW(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[5]，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與原規(guī)劃相比有了增加，網(wǎng)絡(luò)形態(tài)得到擴展優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)層次也得到豐富和完善。

2.2.2 通過綜合樞紐實現(xiàn)互通換乘

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，層次越豐富，更應(yīng)體現(xiàn)運營組織的高效性。從長遠考慮，加快真正意義的網(wǎng)絡(luò)化運營，預(yù)留互聯(lián)互通條件是提高未來軌道交通運營效益的較優(yōu)方式。互聯(lián)互通包含兩個層面的含義，狹義的互聯(lián)互通是軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部的互聯(lián)互通。由各條線路組成的運營線網(wǎng)間的互聯(lián)互通和服務(wù)標準的提高，不僅能實現(xiàn)運營列車在各條線路之間跨線運行，還能實現(xiàn)車輛、信號等系統(tǒng)設(shè)備全線網(wǎng)的互聯(lián)互通；不僅能夠行駛站站停的普通列車，還可行駛大站快車；為了減少乘客換乘次數(shù)及換乘站的換乘壓力，還可開行“快速”和“直通”的跨線列車。軌道交通互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)化運營的構(gòu)建，可以充分發(fā)揮運營線網(wǎng)的效率，實現(xiàn)快捷、方便、安全、節(jié)能的發(fā)展目標。

廣義的互聯(lián)互通是指軌道交通與外部交通系統(tǒng)的互聯(lián)互通。即以車站為核心建立綜合樞紐，實現(xiàn)與其他交通系統(tǒng)的銜接。大型樞紐中心將成為聯(lián)接各類交通方式的重要節(jié)點，通過合理布局若干個樞紐中心，可以實現(xiàn)市域快軌、地鐵、中運量系統(tǒng)和地面公交等不同交通網(wǎng)絡(luò)間的銜接互動，促進各種交通方式間的緊密銜接。如上海在世博會前建成了虹橋綜合交通樞紐，將航空港、高速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、公共汽車、出租車等不同交通方式緊密銜接在一起。在最新的規(guī)劃中，還將引入2條市域快軌。對于軌道交通站點，也應(yīng)在外圍區(qū)域規(guī)劃建設(shè)小汽車停車換乘P+R系統(tǒng)（park and ride），在中心城區(qū)域規(guī)劃建設(shè)自行車停車換乘B+R系統(tǒng)（bike and ride），進一步完善城市軌道交通與其他交通出行方式的銜接[7]。

2.2.3 相互匹配銜接實現(xiàn)互補替代

大運量軌道交通系統(tǒng)，無論是市域快軌還是城市軌道交通，都是城市公共交通的骨干系統(tǒng)，系統(tǒng)的運行狀態(tài)將對城市交通帶來巨大的影響。大運量軌道交通系統(tǒng)和中運量系統(tǒng)或地面公交系統(tǒng)之間應(yīng)該做好運能的匹配、運營時間的銜接、應(yīng)急處置的聯(lián)動，既要實現(xiàn)正常運營條件下的互補，也要實現(xiàn)應(yīng)急運營情況下的互動，才能使城市綜合交通體系形成一個有機的整體。如在虹橋綜合交通樞紐中，地鐵在運能配備和運行時間上盡量做到與航空、鐵路的匹配。地面公交的線路和站點設(shè)置應(yīng)當盡可能與軌道交通銜接配合，正常運營時能夠?qū)崿F(xiàn)功能互補，應(yīng)急狀態(tài)下能夠發(fā)揮替代作用。在地鐵骨干線路區(qū)段，應(yīng)配備若干平行的公交線路，作為平時地鐵運能的補充和應(yīng)急情況下的替代。

2.3 軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)具有超前性

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模要適度超前

“公交優(yōu)先”是中國城市綜合交通發(fā)展的基本政策，而城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)更是大中型城市公共交通體系的基礎(chǔ)與核心。隨著中國新型城鎮(zhèn)化進程的加快推進，區(qū)域城市群體系的逐步形成，中國城市的發(fā)展事實上具有很大的彈性，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)要適應(yīng)這種具有彈性的發(fā)展需求。為適應(yīng)發(fā)展的需要，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？蛇m度超前，更好地控制網(wǎng)絡(luò)通道資源，才能為未來的發(fā)展留有空間和余地。

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)層次應(yīng)更加豐富

城市軌道交通的系統(tǒng)制式非常豐富，速度等級存在差異，也能夠提供不同等級的運輸能力，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)層次應(yīng)更加明晰，采用不同制式的系統(tǒng)適應(yīng)不同的客流特征和需求。如正在編制的新一輪上海市城市總體規(guī)劃提出了“一網(wǎng)多?！薄?個1 000 km”的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，即1 000 km的市域快軌、1 000 km的市區(qū)地鐵線、1 000 km的局域線[8]，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與原規(guī)劃相比有了增加，網(wǎng)絡(luò)形態(tài)得到擴展優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)層次也得到豐富完善。

2.3.3 地下空間需統(tǒng)籌利用

城市地下空間資源是城市未來發(fā)展的重要資源。城市軌道交通工程建設(shè)不是一個孤立的工程活動，應(yīng)該站在系統(tǒng)、全局的高度，處理好與相關(guān)工程的關(guān)系，處理好近期與遠期的關(guān)系，在規(guī)劃階段應(yīng)具有前瞻性，保護和利用好城市地下空間資源。在線路通道資源上盡可能復(fù)合利用，在地鐵建設(shè)的同時，地下道路、綜合管廊等應(yīng)該同步規(guī)劃、同步建設(shè)。

3 對軌道交通設(shè)計標準的前瞻性思考

3.1 完善標準體系

作為百年大計的地鐵工程，土建設(shè)施具有不可逆的特性，設(shè)備系統(tǒng)牽一發(fā)而動全身，如果前期設(shè)計考慮不周，建設(shè)標準過低，后期改造難度大、影響大，也將造成更大的浪費。目前，我國已有統(tǒng)一的軌道交通設(shè)計技術(shù)標準，如《地鐵設(shè)計規(guī)范》、《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》等，《輕軌設(shè)計規(guī)范》和《市域快軌技術(shù)規(guī)范》即將出臺。在國家標準的指導下，一些城市可探索根據(jù)各地的實際情況編制地方標準，作為國家標準的補充；隨著網(wǎng)絡(luò)層次的豐富，系統(tǒng)制式的多樣化，也應(yīng)補充完善多層次、多系統(tǒng)的標準規(guī)范，從而構(gòu)建全方位、多層次、科學完善的標準體系，適應(yīng)未來系統(tǒng)多樣化的需要。

3.2 在設(shè)計階段預(yù)留靈活運營條件

在規(guī)劃設(shè)計階段應(yīng)樹立“建設(shè)為運營服務(wù)”的理念，在運行速度、運營靈活性方面進一步解放思想。如通過規(guī)劃設(shè)計具備三線四線的運行線路布局來提升地鐵行車組織的靈活性；通過規(guī)劃設(shè)計更多的配線來提高線網(wǎng)運行效率等。上海在市域軌道交通16號線進行了“快慢車組合運營”的探索[9]，14號線設(shè)計的多點折返、雙列位存車線也是較好的探索實踐，運營靈活性大幅提升，這些案例彰顯了“建設(shè)為運營服務(wù)”的前瞻性理念，可為我國其他城市軌道交通借鑒參考。

3.3 適當超前考慮系統(tǒng)冗余

實踐表明，為避免城市軌道交通運營后通過改造來“補短板”，就要求在前期規(guī)劃設(shè)計階段為運營設(shè)施能力與可靠度等方面留有足夠余量。如在車型選擇上，A型車6節(jié)編組應(yīng)作為基本配置，成為各大中型城市的必然選擇；在系統(tǒng)運輸能力上，新線建設(shè)中應(yīng)留有一定的運能余量，車輛基地宜按照單一交路、30對/h來控制用地規(guī)模，出庫能力要按照ATC或全自動駕駛模式設(shè)計；在客運服務(wù)能力方面，站臺寬度、車站垂直提升能力、換乘通道寬度、出入口寬度等方面均應(yīng)留有余量，增強對城市發(fā)展的適應(yīng)性，出入口扶梯包括無障礙電梯的設(shè)置也應(yīng)盡量留有余量或預(yù)留加裝空間，以應(yīng)對老齡化社會的到來。

提升運營可靠度是我國城市軌道交通發(fā)展面臨的一個重要課題，其關(guān)鍵是設(shè)備的可靠度標準。以信號系統(tǒng)為例，以往設(shè)計中通常采用主、備系統(tǒng)，備用系統(tǒng)的可靠度水平與主用系統(tǒng)相比存在較大差距，通過可靠度標準的提升，將“主備系統(tǒng)”的設(shè)計理念提升為“雙套系統(tǒng)”，確保故障條件下運營水平不降低，這也是對目前CBTC系統(tǒng)的一次根本性提升。其他設(shè)備系統(tǒng)，如車輛的各個系統(tǒng)也應(yīng)有明確的可靠度標準，以滿足系統(tǒng)設(shè)計的前瞻性需求。

3.4 升級系統(tǒng)安全性標準

在網(wǎng)絡(luò)化運營時代，軌道交通作為公共交通的主體，運行的安全性將成為社會關(guān)注的焦點。以車輛為例，列車作為乘客的重要載體，安全性至關(guān)重要，我國城市軌道交通的客流特征決定了列車長時間高負荷運行的現(xiàn)狀，而大客流高負荷情況下列車長期運行的安全性值得運營企業(yè)認真思考，如車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強度標準、車輛的防火標準等。此外，隧道結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性、大客流風險管控措施等也都需要進一步研究提升。如何全面系統(tǒng)提升中國城市軌道交通安全性水平，需要整個軌道交通行業(yè)，包括政府部門、業(yè)主方、參建方、供應(yīng)商、科研機構(gòu)等共同研究推進，以適應(yīng)未來發(fā)展需要。

3.5 充分考慮信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化趨勢

發(fā)揮中國城市軌道交通的“后發(fā)優(yōu)勢”，造就“百年工程”，需要關(guān)注最新的技術(shù)發(fā)展方向并將其應(yīng)用于城市軌道交通領(lǐng)域，保證技術(shù)的先進性。如將大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到運營生產(chǎn)管理和運營服務(wù)過程中，用設(shè)備代替人，用技術(shù)保障運營，打造智慧地鐵。具體措施可包括：在新線中全面推廣全自動駕駛系統(tǒng)，提升自動化水平，提高列車運行效率和可靠度；建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛和關(guān)鍵設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)；推進建筑信息模型即BIM技術(shù)在城市軌道交通設(shè)計、建設(shè)、運維領(lǐng)域的全面應(yīng)用；完善地鐵大數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建數(shù)字地鐵，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析平臺；推進移動生產(chǎn)管理與移動巡檢，加快“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用，實現(xiàn)乘務(wù)管理、客運管理、行車管理、施工管理和巡檢養(yǎng)護等運營維護作業(yè)的移動生產(chǎn)管理，提升運營效率和服務(wù)質(zhì)量[10]。

4 結(jié)語

中國城市軌道交通正處于快速發(fā)展的黃金時期，在大規(guī)模建設(shè)過程中作為軌道交通的管理者需要以前瞻的視角，站在“百年工程”的高度，以未來發(fā)展為導向，進一步提升規(guī)劃設(shè)計理念，發(fā)揮好中國城市軌道交通的“后發(fā)優(yōu)勢”，推動軌道交通持續(xù)健康發(fā)展，為城市發(fā)展和有序運行不斷注入新的活力。

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