新三線城市軌道交通線網規模控制研究

邱品茗，楊其新，張海波

(1.西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室， 成都 610031；2.中鐵二院工程集團有限責任公司，成都 610031)

2013年，隨著國民經濟的縱深發展，為進一步深化投資體制改革和行政審批制度改革，國務院發布了關于政府核準投資項目的目錄(2013年本)[1]；2015年，按照國家行政審批制度改革要求，國家發改委下發了關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知[2-3]；同年，為進一步解決重大民生和公共領域投資項目融資難、融資貴問題，國務院對固定資產投資項目資本金制度進行了調整和完善[4]。隨著國家層面政策支持，我國正迎來史無前例的軌道交通項目建設熱潮。

截止2016年末，全國共有30個城市開通運營了軌道交通項目線路，共計134條線路，運營線路總長為4 153 km。其中地鐵3 173 km，占76.4%；其他制式城軌交通規模980 km，占比達23.6%。2016年度新增運營線路長度535 km，同比增長14.7%；表現出新增運營線路多、客流增長快、系統制式多元化的趨勢。截止目前，全國共計44個城市軌道交通項目獲得國家批準立項，規劃規模4 705 km。新建、規劃線路規模大、投資增長迅速，建設速度持續加快[5]。城市軌道交通已成為我國新一輪基礎設施建設的重要拉動力。十三五期間，預計我國將有超過50個城市建設城市軌道交通系統，運營里程將達到6 600 km，新建3 000 km[6]。越來越多的中、小規模城市加入到了軌道交通規劃、建設的熱潮中，如何合理控制此類城市的規劃線網規模成為了重中之重。

本文提出了“新三線城市半小時軌道交通圈”的概念和意義，結合對新三線城市修建軌道交通線網規模控制的初步研究、影響線網規劃因素的基本闡述，對控制新三線城市線網規模的關鍵措施有了直觀認識，并以此初步規劃了國內某市的軌道交通線網規模，為其他新三線城市提供借鑒和參考作用。

1 我國城市分級

1.1 分級基礎

近年來，全國人口流動的加劇和外來資本的大量進出，導致僅按照傳統指標對全國城市進行等級劃分已無法完全匹配城市的實際影響力。改革開放30多年之后，中國城市的發展正在沖破行政級別的枷鎖，更貼近由商業驅動的都市，依據工商業繁榮程度對城市進行分級已成為可能。

2013年起至今，由《第一財經周刊》發起了中國新400城市綜合分級[7]。分級方式打破了傳統的城市行政級別的劃分，擯棄了以GDP論英雄的單一指標分級；采用了綜合人均收入、教育資源、大公司和大品牌的選擇等多項更具現代商業意義的指標所測算出的城市綜合商業指數從低到高排名作為分級基礎。

1.2 基本分級

一線城市：19個。除北、上、廣、深四個老牌強市之外，新增了成都等15個新一線城市。

二線城市：合肥、寧波等36個。

三線城市：三亞、贛州、綿陽等74個。

1.3 新三線城市中某城市所處分級位置

依據《第一財經周刊》中的城市分級，某城市等74個城市定義為中國新三線城市[7]。

同時根據2016年《中國城市60強》最新統計排名，某城市以第60名的身份成為引領區域經濟發展的起步型三線城市的代表[8]。

2 半小時軌道交通圈的線網規模控制

2.1 “半小時軌道交通圈”的概念

國家定義新三線城市概念后，此類城市群必定得到更多的國家政策和發展機會。故以國內某市為例，以解決城市交通問題和促進組團發展為目標，從下面幾個角度來定義新三線城市的“半小時軌道交通圈”。

2.1.1 城市規模

某市市域土地總面積2.02萬km2，中心城區建設用地規模從2014年的118 km2發展到2020年的150 km2，到遠景將達到302 km2[9]。

2.1.2 居民出行時間和半徑(圖1，表1)

圖1 出行時耗分布

表1 居民出行時耗與出行距離

由此可見，該市居民出行時間大部分控制在30 min內，均未超出40 min；其中公共交通系統乘坐時間相較私人交通較長，約30 min左右；出行距離基本在方圓10 km以內。

2.1.3 出行工具選擇

在全日出行中，居民的主要交通方式是步行和公交車，出行比例分別為44.4%和20.6%,兩者占全方式出行的65%。小汽車出行比例為9%，自行車和電動自行車的比例和為15%左右，其他出行方式所占比例都不高。

某市居民出行工具選擇步行和公交體系的占到了65%左右。大多居民而且因路途超過5 km后，才轉而選擇私家交通工具出行方式。故一旦能方便居民距離在5～10 km范圍內的交通出行，將會更多的居民選擇公共交通出行。

2.1.4 城區與周邊組團關系

根據某市行政劃分，將中心城區分為中心區、園藝、高新區等11個組團。

以上11個組團距離至該市城中心直線距離基本在25 km以內。同時根據居民出行OD圖，基本都在這11個組團的范圍內。見圖2。

圖2 某市居民出行OD期望線

2.1.5 出行時間峰值分布

某市居民出行早、晚客流高峰小時出行百分比分別為15.5%和12.0%。見圖3。

圖3 居民出行時間分布

2.1.6 半小時軌道交通圈概念提出

根據城市單峰最大客流斷面量級、軌道交通制式、車輛運量和旅行速度等條件，某市的市區內城軌交通車輛最高速度可判斷為80 km/h，旅行速度約為35～40 km/h；基本可得軌道交通半小時為17～20 km的覆蓋半徑，覆蓋范圍為900～1 250 km2。

從城市規模、出行時間及半徑、出行工具、城區和周邊組團關系、出行峰值時間等方面來看，“半小時軌道交通圈”均能滿足其量值要求，甚至還能達到城市發展的遠期、遠景指標。

2.2 半小時軌道交通圈的意義

(1)便捷：中心城居民通勤出行時間控制在40 min以內；可達出行距離在20 km左右。

(2)暢通：城市軌道交通制式特殊性，具有專用路權和地下空間，保證了交通暢通。

(3)準點：城市軌道交通基本鎖定了半小時交通圈內的準點必達性，大大提升了居民乘坐公共交通的幸福感，最大密度可達2 min一班。

(4)安全：完備的系統制式和成熟的運營模式，保證了居民出行的安全。

(5)發展：市區與城區、組團間關系更加緊密，空間整合滿足了社會經濟和產業調整的迫切需要。

(6)和諧：引導和帶動城市發展，滿足多樣化的出行要求，打造優先發展公共交通的前沿陣地。

“半小時軌道交通圈”為新三線中、小規模城市制定更為合理的規劃線網規模提供了理論基礎。

2.3 半小時軌道交通圈的線網結構特征

2.3.1 國內城市常用的線網結構

(1)無環放射式(圖4)

圖4 無環放射式線網示意

優缺點如下：

①線網中心區域的可達性好；

②任意兩條線路之間均可實現直接換乘；

③市郊與市郊之間交通聯系不方便；

④加劇市中心的交通擁擠。

(2)有環放射式(圖5)

圖5 有環放射式線網示意

優缺點如下：

①具備放射式的所有優點；

②克服了無環放射式市郊之間聯系不便的缺點；

③截流外圍區之間的客流，通過環線進行疏解，可減輕中心區的交通壓力。

(3)方格網式線網(圖6)

圖6 方格網式放射線網示意

優缺點如下：

①平行線路多，線路順直，易于施工；

②線網布線均勻，客流吸引范圍較大；

③線路走向比較單一，對角線方向的出行需要繞行，市中心與市郊之間常需換乘；

④平行線間聯系較差，換乘麻煩。

2.3.2 半小時軌道交通圈線網結構特點

結合半小時軌道交通圈的概念和特征，經過研究，提出其線網結構應具有以下特點。

(1)時間：線網結構應滿足其30 min出行到達目的地的標準。

(2)覆蓋面積：應滿足交通能力最大覆蓋面積900～1 250 km2的要求，基本能覆蓋主要城區和局部市郊區域。

(3)覆蓋區域：使得城市政治、商業、教育、人文等聚集地彼此間不超過30 min車程，覆蓋城市活力地帶和人群聚集區。

(4)線網數量：線網規劃(遠期)線路數量不宜超過2～3條，線網規劃(遠景)線路數量不宜超過4～5條。

(5)線路結構：規劃線網內各條線路交叉節點不宜超過2個；為避免換乘區人流量堵塞，超過2條線路的換乘點不應設置于同一位置。

(6)線路長度特點：單條城區軌道交通線路的長度不宜超過25 km，控制在20 km左右為宜。

(7)居民出行選擇交通工具：線網規劃(遠期)時，中心城區軌道交通出行占機動化方式比例接近10%～15%，在公共交通中承擔能力不宜低于30%～35%。線網規劃(遠景)時，分別不宜低于20%和40%。線網規劃(遠期)時，進出老城區線網走廊占機動化方式比例出行的分擔率在30%以上；線網規劃(遠景)時，達到50%～60%以上。

(8)線網密度：鑒于半小時軌道交通圈特點，線網密度不宜過大，應低于全國特大、大型城市標準。遠期線網密度宜控制在0.2～0.40 km/km2，遠景線網密度宜控制在0.30～0.50 km/km2；線網總長度在遠期年宜控制在30～50 km，遠景年宜控制在100～150 km。

2.3.3 半小時軌道交通圈線網結構

規劃線網結構不宜過大、換乘形式簡單、換乘點不宜過多、線路串聯城區和周邊組團、沿線客流吸引能力較強。

綜上，中、小規模城市線網結構推薦采用無環放射式(換乘點不重合)兼具網格平行特點的復合式線網結構。

2.4 半小時軌道交通圈實現的控制因素

2.4.1 城市規模、城區組團關系

城市的規模大小制約著軌道交通形式和線網的布置形式。人口規模決定了交通出行的總量，用地規模影響居民出行時間和距離，即城市規模決定了城市交通需求的特性。全國新三線城市市域面積多為0.8～2.5萬km2，中心城區人口居于70萬～150萬人，地區生產總值處于800～2 000億元水平。

中心城區與周邊組團區的距離也是實現交通圈的控制因素之一，經過前述章節研究發現，這個距離控制在25 km以內為宜。

2.4.2 城市特色和城區重點區域

明確本城市的特色或吸引點在哪里，是否為國家級或省級科技城、創新城市、文明城市、衛生城市、交通樞紐城市等，進而確定規劃線網盡可能通過城市以上區域，達到凸顯城市特色、發揮城市優勢的目的。

除了城市特色地帶外，城市的政府所在地、經濟活躍地帶、高端商業地區、人口密集居住地帶、醫療機構所在地、拳頭GDP體現地帶、文化聚集地等，都應作為線網通過或旁過的選擇。

2.4.3 居民出行工具、時間、半徑的選擇(表2)

據不完全統計，當居民出行路途一般超過5 km后，才會轉為選擇私家交通出行方式。故一旦能方便居民在5 km以上范圍的交通出行，將會有更多居民選擇公共交通出行。

表2 中、小規模城市居民出行方式統計

雖然私家交通工具旅行速度要優于公共交通系統，但由于城市交通擁堵問題的不確定性，實際出行速度往往達不到私家交通方式正常速度。此時公共交通系統，特別是軌道交通系統的準點性、直達性、環保性則優點突出。

綜上，在5～30 km的旅行長度、30 min左右旅行時間內，半小時軌道交通圈的優勢較為明顯；同時隨著軌道交通的不斷修建和線網的成型，居民在公共交通中選擇軌道交通的比例將不斷提高。

2.4.4 居民出行峰值、出行強度情況

全國城市的居民出行均呈現多峰型，有明顯的早高峰、午高峰和晚高峰。早高峰時間多出現在早上8:00～9：00，午高峰分別出現在11:00～12:00和14:00～15:00，晚高峰出現在17:00～18:00。對于中、小規模城市，其各高峰期的峰值偏小。某中等城市出行峰值曲線見圖7。

圖7 某中等城市出行峰值

研究表明，當中、小規模城市的早晚高峰峰值<20%時，半小時軌道交通圈對于峰值的消化和交通的疏解有較大作用。

全國新三線城市居民平均出行強度在2～2.5次/d；半小時軌道交通圈的建成有望將出行強度提高至2.5～3次/d。

2.5 新三線城市線網規模控制的關鍵措施

2.5.1 匹配城市總體規劃和規劃周期

筆者認為，控制新三線城市線網規模的第一步就是必須匹配中、小規模城市總體規劃和規劃年限。

規劃軌道交通線網范圍應與城市總體規劃相協調，原則上應以城市總體規劃為依據。但在城市總體規劃的年限為20年，一般都與線網規劃的遠景年不匹配，這就要求在線網規劃之前，城市規劃部門對超遠期的發展有個粗略的設想[10]。

當然值得指出的是，匹配總體規劃是一項動態的控制過程，特別是對于新三線城市體量相對較小、城市發展快、建設變化快的特征。歸納起來為以下4點。

(1)依據城市總體規劃：城市總體規劃是每5～10年修編，軌道交通規劃應隨之調整，線網規劃總是隨城市規劃的發展而發展。

(2)支持城市總體規劃： 支持城市總體規劃的人口轉移和土地開發要求，推動總體規劃實現。

(3)超前城市總體規劃：由于線網規劃是適應城市遠景的長遠性規劃，故已成為城市建設的骨架，具有對城市發展的超前性的引導作用。

(4)回歸城市總體規劃：軌道交通的布局和建設順序規劃，也會調整城市總體規劃，使軌道交通線網規劃融入于城市規劃，最終又回歸于城市總體規劃。

2.5.2 合理的客流預測

客流需求預測是線網規劃至關重要的環節，為軌道線網方案評價提供定量分析依據，它決定了如何選擇系統的通行能力、相關設計要素和設備，將影響今后實際運營效率和服務水平。

對于新三線城市的線網客流預測，除了“四階段法”[11]的準確運用外，還應掌握以下關鍵點。

(1)把握客流預測結果可信度的支撐點。這個支撐點在于城市規劃的前瞻性、預見性與線網規劃建設的一致性。

(2)客流預測是量級的概念，是定性分析的量化。客流預測數據難以確保十分準確，但應把握量級的可信度，敏感性分析尤為重要。

(3)客流預測數值的可信度在于：基礎資料來源正確，總量控制得當，對比量級相當，客流特征真實，風險分析到位，規模判斷適當，運營組織適宜。

2.5.3 科學的線網方案評價

任何軌道交通線網規劃的決策最終都歸結為方案評價，評價是對路網規劃過程和結果的鑒定，評價的好壞直接影響著決策的正確性。

對線網方案進行評價優選，需要綜合考慮每個線網在這些方面的優缺點，是定性和定量相結合的多目標決策問題。評價時首先要選擇能反映線網優劣程度的評價指標，其次分析這些指標在評價軌道線網方案時的權重關系，然后計算不同方案的各指標得分，最后分別計算各方案的綜合評判值，確定最優方案[12]。線網結構評價體系見表3。

表3 線網結構評價體系

表3中權重的確定對方案比較評價的意義重大，所以需仔細分析、慎重進行。每個新三線城市的線網結構評價可采用層次分析法結合專家咨詢來確定系統和指標的權重，以保證權重分配的客觀合理。

3 某新三線城市合理的線網規劃

3.1 某城市規劃線網規模影響因素分析

3.1.1 城市總體規劃和年限

城市線網規劃應匹配城市總體規劃。

遠期線網規劃年限與城市總體規劃的遠期年限一致。遠景線網規劃年限為2050年，按城市遠景規劃作為線網遠景規模的控制條件。

3.1.2 城市結構形態和規模

某市規劃形成指狀生長，山水間隔的多組團空間布局；四山環抱、三江匯流的自然山水格局。迫切要求以城市軌道交通為紐帶，有效地連接各發展軸帶和組團，引導城市發展，縮短城市交通出行的時空距離。

某城市市域總面積約20 281 km2，轄3區、5縣、1縣級市，市域總人口約545.4萬、城區人口約183萬人。

3.1.3 社會經濟發展水平

2015年某市全年實現地區生產總值1 700.33億元，增長8.6%；全市地方一般公共預算收入實現104.13億元，增長2.34%。

3.1.4 居民出行特征

居民出行特征包含出行強度、出行方式、出行時長和距離、出行時間分布、出行空間部分等特征。

3.1.5 城市交通發展目標與策略

新三線城市應根據城市政策特點制定不同的發展策略。綜上幾種因素，得出影響因素結構模型如圖8所示[13]。

圖8 影響因素結構模型

3.2 某市規劃線網規模確定

3.2.1 線網規模測算

無論是建立在定量數據基礎上提出的交通需求法，還是從定性角度分析的服務水平法，都只是從一個角度來表現，需要綜合分析，從定量和定性相結合的角度，分析權重取值[14]。如表4所示。

表4 權重分析法測算某市線網規模

經過綜合分析，遠期年某市軌道交通線網萬人擁有率取值為0.25～0.4 km/萬人，線網密度取值0.25～0.45 km/km2，適宜規模范圍推薦為40～60 km。遠景2050年線網萬人擁有率取值為0.35～0.45 km/萬人，線網密度取值0.3～0.45 km/km2，適宜規模范圍推薦為100～140 km。

3.2.2 規劃線網概況

某市遠景年軌道交通線網由5條線構成，線網總長度126.6 km，換乘車站10座，線網密度0.41 km/km2。其中1、2、3號線為骨架線路，4號線為放射線聯絡線，5號線為市域線。軌道交通規劃線網客流分配見圖9。

圖9 軌道交通規劃線網客流分配(2050年)

3.2.3線網客流預測(表5)[15]

表5 遠景規劃年客流預測結果

4 結語

全國新三線城市正在迎來軌道交通規劃和建設的元年。通過本文的探討提煉出以下論點，為其他新三線城市制定合理的城市軌道交通線網規劃起到借鑒作用。

(1)確定線網規模實際上是對軌道交通設施供給水平的合理把握，也是對線網總體規模的宏觀控制。

(2)影響線網規模的因素有很多，但歸根結底首先應匹配城市總體規劃和周期。城市總體規劃的修編應匹配軌道交通線網規劃同步進行。

(3)對于新三線城市的線網規模預算應采用定量、定性結合的方式進行；客流預測應客觀、準確、詳實。

(4)遠期和遠景線網功能應與線網基礎數據相互照應、匹配調整，最大化滿足城市發展、居民出行的要求。

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[2] 中華人民共和國國務院辦公廳.國辦發[2003]81號 國家發改委下發關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知[EB/OL].(2003-09-27)[2017-05-30].http://www.gov.cn/gongbao/content/2003/content_62476.htm.

[3] 中華人民共和國國家發展和改革委員會.發改基礎[2015]49號 國家發改委下發關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知[EB/OL].(2015-01-12)[2017-05-30]. http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201501/t20150116_660386.html.

[4] 中華人民共和國國務院.國發[2015]51號 國務院關于調整和完善固定資產投資項目資本金制度的通知[EB/OL].(2015-09-14)[2017-05-30].http://www.gov.cn/zhengce/content/2015-09/14/content_10161.htm.

[5] 中國城市軌道交通協會.2016年我國城市軌道交通線網概況[EB/OL].(2016-12-31)[2017-05-30]. http://www.chinadmd.com/file/twvco6e63p3rpeueztcousxizwstsr3oxax33caz_1.html.

[6] 中華人民共和國交通運輸部. 交通運輸法規制定程序規定[S/OL].(2016-09-02)[2017-05-30].http://www.gov.cn/gongbao/content/2017/content_5181092.htm.

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[8] 仲量聯行官網.中國城市60強-從快速發展到科學發展[EB/OL].(2015-04-08)[2017-05-30].http://www.joneslanglasalle.com.cn/china/zh-cn/about.

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