市域軌道交通關鍵問題探討

薛新功 饒雪平

（中鐵上海設計院集團有限公司，200070，上海∥教授級高級工程師）

城市的不斷擴張、都市圈的形成、城市群的建設等都導致了城市近遠郊與城市中心之間的客流交通需求越來越大。這極大地推動了市域范圍內的軌道交通建設。相對于國家鐵路和城市軌道交通來說，市域軌道交通在不同的城市有著不同的理解，在建設過程中有著不同的形式和方案，筆者結合對市域軌道交通的認識，對市域軌道交通的幾個關鍵問題做一些探討。

1 市域軌道交通的概念及功能

市域軌道交通是介于城市軌道交通和區域軌道交通（城際鐵路）之間的一種軌道交通系統。從服務對象看，它以郊區城鎮及組團與城市中心區之間的通勤、通學、公務、商務等客流為主；從服務范圍看，主要服務于城市中心區以外，但其服務范圍不完全受城市行政區的限制，可涵蓋功能屬性和經濟屬性具有同城化的的城鎮和組團。因此，市域軌道交通是為城市中心與郊區城鎮或組團之間提供公交化、快速化、大容量的交通服務的公共交通系統。另外市域軌道交通既可自成體系，相對獨立運營，也可納入城市軌道交通網絡運營，還可與鐵路互聯互通，這取決于市域軌道交通采用何種制式。

市域軌道交通的功能首先體現在滿足城市中心與郊區組團之間的交通出行需求；同時還應配合和引導沿線的土地開發及城鎮組團的建設，疏導城市高密度人口向郊區疏散，抑制小汽車的過度發展。

2 市域軌道交通的線路形態

市域軌道交通最主要的功能是滿足城市中心與郊區組團之間的交通出行需求，因此線路形態除了少數為便捷組團之間的聯系采用切線方式外，大量的線路采用放射線（見圖1），部分采用貫通線（見圖2）。放射線是一端銜接市郊外圍組團，另一端終止于城市中心樞紐或城市環線軌道交通上。其優點是能充分發揮樞紐、環線等軌道交通的網絡功能，運輸效果和效益好；其缺點是直達性不高，易造成換乘點擁擠。貫通線穿越中心城區，兩端銜接市郊外圍組團，在中心城區段的線路或多或少地承擔中心城區的城市軌道交通功能。其優點是能與中心城區軌道交通網實現多線多點換乘，兩側組團之間的客流直達性高；其缺點是運輸不經濟，運營組織復雜，運輸效果差。東京市郊鐵路和紐約市郊鐵路是放射線的典型代表。巴黎的RER線則是采用貫通線的典型代表。目前上海軌道交通5號線和16號線采用放射線的形態，11號線則采用貫通線的形態。

放射線主要起到市郊外圍組團與中心城區快速聯系的功能，但實際上乘客進入中心城區后一定會需要借助中心城區的軌道交通網絡來實現到達最終目的地的功能；放射線在中心區的終點實際上是一個大型的換乘點，大量的郊區乘客都需要在此換乘。因此，放射線在城市中心區的終點必須是大型的換乘樞紐點，這樣的終點才是一個好的終點。另外，放射線要盡量實現多線多點的銜接換乘，避免單線單點的銜接。單線單點銜接既使得換乘站的客流壓力過大，同時也因乘客的換乘點選擇單一而最終導致便捷性的喪失。

圖1 市域軌道交通放射線基本形態

圖2 市域軌道交通貫通線基本形態

貫通線的明顯特點就是位于城市中心兩側市郊外圍組團之間的客流無需換乘，直達性高，同時由于穿越市中心區，一定會與中心城區的軌道交通網絡存在多線多點換乘，換乘和直達性都非常好。但是，為了滿足市域線的快速功能，中心城區車站的設置不能象城市軌道交通那么密集，這就需要在中心城區相應的區段有地鐵線來承擔相應的中心區軌道交通的功能。巴黎的RER線在中心城區通過設置三四線來分離服務城市中心區和郊區的功能。如果無法設置三四線，貫通線經過市中心的區段就需要考慮兼顧城市中心區軌道交通的功能，這樣會導致該線在城市中心區段的設站密度大，進而影響市域線的快速功能的發揮，在功能上該線成為了一條普通的城市軌道交通線，如上海的軌道交通2號線、9號線等。

為了增加市域軌道交通的覆蓋面，要特別注意加強放射型的支線在市域軌道交通中的作用。

3 市域軌道交通的速度目標值

速度目標值主要受3種因素的影響：一是可達性，速度目標值的選擇要滿足可達性的總體規劃要求；二是建設投資和運營成本，不同速度目標值的投資及運營成本是不一樣的，速度越高，投資及運營成本也越大；三是線路條件特別是站間距條件，不同的速度目標值需要不同的站間距來匹配，以滿足列車起停時加減速距離的要求以及一定的惰行距離要求。表1為國外部分典型城市市域軌道交通的最高設計速度。

表1 國外部分典型城市市域軌道交通的最高設計速度

市域軌道交通的服務范圍決定了其線路長度一般都比城市軌道交通線路長，比城際鐵路線路短，通常線路長度在35～100 km的范圍內。對于這樣的線路長度，為了滿足1 h左右的時間目標值的要求，市域軌道交通的最高設計速度的合理選擇范圍是100～160 km/h。根據我國軌道交通車輛的速度等級劃分原則，市域軌道交通的最高設計速度一般都在 100 km/h、120 km/h、140 km/h 和 160 km/h 這 4個速度值中選擇。

這4種速度等級基本都屬于普速鐵路的速度等級，從投資上看，工程投資的差異主要體現在土建投資、系統和設備的投資以及車輛購置費的差異上。對于同一種制式，系統和設備上的投資差異比較小；對于車輛的購置費，速度越高單車費用就越高。但是，如果速度高，車輛的周轉時間就短，需要的車輛數就少，因此實際的車輛采購費并沒有太大的差異。對于土建投資，最能體現速度引起的差異是在敷設方式上，特別是地下敷設方式對速度變化比較敏感，而地面敷設和高架敷設相對來說對土建投資的差異并不是特別敏感。而市域軌道交通一般都采用高架和地面敷設，地下敷設的形式比較少。因此在選擇速度目標值時，車站數量及站間距條件往往是確定最高設計速度的關鍵因素。

4種速度等級的動車組列車的加減速性能比較如圖3所示。從適應不同速度的動車組列車加減速性能和充分發揮列車性能來分析市域軌道交通的合理站間距，表2為不同速度目標值所對應的合理站間距。

圖3 4種速度等級的動車組列車的加減速性能比較圖

表2 不同速度目標值的列車加減速性能及其所對應的合理站間距

從站間距與速度目標值的匹配上來看，2.5 km以下的站間距比較適合100 km/h的速度目標值，5.0 km以上的站間距比較適合160 km/h的速度目標值。從城市規劃、引導城市發展以及吸引客流的角度分析，當站間距超過5.0 km的數量太多時，市域軌道交通是比較難適應城市發展的，同時也很難較好地吸引客流。由于市域軌道交通不能提供門到門的服務，而且相對小汽車舒適性也較差，因此應該具備較強的時間競爭力。100 km/h的最高設計速度對于市域軌道交通來說還是相對偏低的，而160 km/h的最高設計速度雖然時間競爭力較強，但卻需要較大的站間距，不太適應我國城市人口稠密的現狀，因此，100 km/h和160 km/h的速度目標值針對有特定需求的市域軌道交通比較合適。

4 市域軌道交通的系統制式

市域軌道交通的建設一般有改建和新建2種形式。改建的市域軌道交通，主要是利用鐵路線路的富裕運輸能力，通過對車站等改造之后開行市郊列車來實現市域軌道交通的功能。這種線路由于依附于鐵路系統，因此采用的車輛基本都是能適應城際和市域客流特征的動車組車輛，完全采用鐵路制式，如上海金山鐵路、寧波至余姚城際鐵路就是典型的案例。

新建的市域軌道交通主要有3種制式：一是城市軌道交通制式；二是鐵路制式；三是市域快軌制式，是城市軌道交通制式與鐵路制式的組合。采用城市軌道交通制式的基本是選用A、B型車，少數選用磁浮車及跨坐式獨軌車。懸掛式獨軌車輛由于受安全疏散、車輛速度、乘客心理承受等因素影響，一般用于景區的觀光交通。采用鐵路制式的一般選用CRH6車型。采用市域快軌制式的基本選用市域車型。表3為我國部分市域軌道交通的系統制式及相關技術特征。

國內市域軌道交通建設起步較晚，部分市域軌道交通主要由城市軌道交通向外延伸而成，如上海軌道交通2號線和9號線。由于穿越城市中心區，因此主要承擔了城市軌道交通的功能，同時也受到當時的制式可選性的影響，所以速度比較低，選用了城市軌道交通制式。

表3 我國部分市域軌道交通的系統制式及相關技術特征

從國外市域軌道交通來看，為了降低建設成本及充分利用既有鐵路資源，發揮既有鐵路資源的效益，國外市域軌道交通有條件采用鐵路制式的都盡量采用鐵路制式，與中心城區采用一樣的城市軌道交通制式的線路比較少見。隨著軌道交通裝備的發展以及認知的進步，國內市域軌道交通在系統制式上呈現出了多樣化趨勢，且各種制式之間的嚴格界限也趨于模糊。

系統制式選擇應以地域需求、線路長度、客流特征、車站設置、速度匹配、互聯互通、投資合理等為主要因素進行綜合研究、合理選擇，體現因地制宜，以需求選擇制式，以達到總體最優的目標。

5 市域軌道交通的運輸組織

市域軌道交通的客流具有潮汐性、方向性、通勤性的特點，其運輸組織應該適應這種特點，以公交化發車、列車不設車次、乘客隨到隨走為主。在運輸組織方面，市域軌道交通除了實行常規的站站停及大小交路運行的運輸組織方式外，還應該重點考慮開行大站快車和互聯互通實現跨線運營。

對于開行大站快車，從需求上來看，出行距離長是乘坐市域軌道交通的乘客出行的主要特點，這就為開行大站快車提供了必要性；相對于城市軌道交通來說，市域軌道交通的站間距大，開行的列車對數相對少，這就為開行大站快車提供了條件，因此在站站停的運輸組織基礎上，開行大站快車既能保證開行站站停列車的服務水平，又能提供快速達到目的地的車次，客流適應性強，服務水平高，能更好地適應市域軌道交通客流的特征，同時還能有效激發乘客乘坐市域軌道交通的積極性，增強市域軌道交通競爭力。表4為部分開行大站快車市域軌道交通的時間節省表

表4 部分開行大站快車市域軌道交通時間節省表

采用互聯互通實現跨線運營是軌道交通發展的趨勢，它能為乘客提供更加人性化的出行選擇，緩解換乘站的換乘壓力，可保證軌道交通從一開始就能有一定的客運規模，帶來一定的社會效益。實現互聯互通和跨線運營的優勢主要體現在以下2個方面。

一是能滿足多種客流需求并節約通道資源。城市向市域和區域拓展會導致城市客流通道同時出現多方向交通需求，而有限的交通資源通道無法滿足這種客流通道的建設，高效地利用通道，通過互聯互通實現跨線運營能有效解決這種需求。如日本東京的軌道交通，不僅實現了市域軌道交通本身的互聯互通，而且還大部分實現了與地鐵的互聯互通，有效地解決了通道資源緊張的狀況。同時互聯互通能直接提高線路覆蓋地區的交通可達性，從而引導城市人口及產業向外圍組團疏解，引導城市有序發展。

二是能緩解換乘站點的交通壓力。常規的單線運營方式使得乘客只能通過換乘方式來實現不同線路之間的轉乘，特別是市域軌道交通融入到城市軌道交通的網絡中后，采用常規的單線運營方式會導致換乘站的換乘客流非常大而且還不均衡，采用互聯互通實現跨線運營可有效地緩解換乘點的交通壓力，特別是在換乘站點的某條線路出現故障時還可以通過采用線路通道實現持續運營來減少對交通的影響。

6 市域軌道交通的運營管理

市域軌道交通的運營管理與系統制式密切相關，若采用城市軌道交通制式，納入城市軌道交通網絡進行統一運營管理最能體現運營管理的集約化要求；若利用既有鐵路開行市域列車或者與鐵路聯通運營，最合適的運營管理是通過購買服務納入到鐵路運營管理系統進行統一的調度，這樣可以避免新的運營管理對鐵路的運營管理造成沖擊；若采用獨立的市域軌道交通制式，則既可以納入城市軌道交通統一運營管理，也可在成規模后設置獨立的運營管理體系，獨立的運營管理體系還可以為軌道交通的運營管理提供新的競爭格局，有助于運營管理的持續改善。

7 結語

城市空間的擴展使得市域軌道交通日益受到重視，建設市域軌道交通需要特別重視線路形態的構建、系統制式和速度目標值的選擇、運輸組織和運營管理的研究，以達到充分發揮其功能的目的。做到目標明確、制式和速度合適、運輸組織和管理合理、投資適度，實現市域軌道交通的可持續健康發展。

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