對城市軌道交通線網規劃的思考

戴子文，戴子龍，李 坡

(1.深圳市地鐵集團有限公司，廣東深圳518026；2.江西省吉安市地質隊，江西吉安34310)

0 引言

隨著經濟的發展，城市交通擁堵問題日益凸顯。國家層面提出城市優先發展公共交通、提高公共交通的整體效率，越來越多的城市通過規劃建設軌道交通來解決交通擁堵問題，提升城市整體形象。截至2017年末，中國內地共有34個城市開通城市軌道交通，共165條線路，運營里程達到5 03 km。2017年，中國內地城市軌道交通建設共完成4 762億元投資，在建線路總長6 246 km，均創歷史新高[1]。

2015年，《國家發展改革委關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知》(發改基礎[2015]49號)[2]發布，提出要超前編制線網規劃，指出線網規劃是指導城市軌道交通長遠可持續發展的總體性方案，并對線網規劃明確提出了相關要求。然而，中國城市軌道交通線網規劃的研究成果及研究深度差異較大，特別是對城市軌道交通網絡核心問題研究不透徹，造成核心通道資源浪費、軌道交通運營效率不高、換乘不便等問題。本文結合深圳市軌道交通規劃設計建設情況，對城市軌道交通線網規劃編制過程中應重點考量的問題進行分析。

1 城市軌道交通線網規劃核心問題

1.1 編制主體

組織編制城市軌道交通線網規劃的主體差異較大，大多數編制主體為規劃部門，但部分城市編制主體為地鐵公司、住建局、交通運輸局、軌道辦等。根據《中華人民共和國城鄉規劃法》[3]，城市總體規劃組織編制主體為城市人民政府，詳細規劃編制機關為城鄉規劃主管部門，兩者牽頭組織單位均為城鄉規劃主管部門。《住房城鄉建設部關于加強城市軌道交通線網規劃編制的通知》(建城[2014]169號)[4]明確城市人民政府負責組織編制線網規劃，具體工作由城市人民政府城鄉規劃主管部門承擔。城市軌道交通線網規劃是城市總體規劃的專項規劃，且城鄉規劃主管部門掌握城市總體規劃、城市綜合交通體系規劃、控制性詳細規劃及修建性詳細規劃等前期規劃資料，因此城市軌道交通線網規劃的編制主體應為城鄉規劃主管部門。深圳市五輪軌道交通線網規劃均由規劃國土委員會編制完成，軌道交通建設規劃由發展改革委員會和規劃國土委員會聯合組織編制；具體軌道交通線路詳細規劃由規劃國土委員會編制。從城市軌道交通線網規劃編制、車站及車輛段核發項目選址至項目建設、驗收、運營，整個流程順暢、運作效率高效。如果由其他政府部門牽頭開展工作，最主要的問題是部門之間協調工作量巨大，直接影響規劃進度及后續建設過程中“兩證一書”辦理等相關工作。

1.2 功能層次及技術標準

城市軌道交通線網編制過程中首先應該明確不同軌道交通的功能層次，不同層次軌道交通對應相應的技術標準。軌道交通的功能層次主要劃分為國鐵、城際線、市域快線、市區線及中運量系統[5]。在軌道交通線網規劃前期階段，需要對軌道交通的功能層次進行深入研究論證，明確功能，特別是對技術標準目標值進行分析。中國部分城市往往對軌道交通功能層次研究不透徹，例如經常出現將規劃重點放在如何用城際線替代市域快線功能、用中運量系統代替大運量系統等層面。同時，對于線路技術標準選擇考慮不足，例如廣州、東莞、深圳三市的穗莞深城際線采用140 km·h-1最高設計速度標準，造成線路運行時間過長，難以滿足三市之間商務出行功能，后續珠三角城際線均未按照該設計速度批復相關城際線。

對不同城市的空間尺度需要選擇不同的技術標準目標值，商務類1 h出行需求可采用城際線；通勤類的市域快線、市區線一般以45～60 min為時間約束；非核心區域內部通勤采用中運量軌道交通系統，按照30～45min時間約束選取技術標準。表1為不同軌道交通功能層次的技術標準。

1.3 線網規模

軌道交通線網規模一般根據服務水平法、交通需求分析法、吸引范圍分析法、類比法等進行測算，采用同類城市指標對比的方式進行校核校驗，軌道交通線網規模確定基本按照已有成熟的方法進行測算[6-8]。但是，一般城市在線網規模計算時多采用籠統的整體性測算，即按照規劃人口、交通需求估算規模，未對軌道交通各層次規模進行測算論證，因而僅得到一個框架性的軌道交通規模數據。該數據對于軌道交通線網規劃的指導性及針對性不太強，導致軌道交通線網規劃階段重點落實至網絡方案，而忽略各個層次軌道交通規模測算，進而通過重點關注各種線型組合來增加線網規劃工作量，出現一個城市規劃有7～10種線網方案甚至達到窮盡所有方案的情形。

在線網規劃編制過程中，規模測算是線網規劃的重要步驟，應該重點進行研究，對未來軌道交通線網功能結構進行詳細分析，構建多層次軌道交通網絡體系。對于超大、特大城市應該確定以軌道交通為主體、中運量為補充、常規公交為基礎的多層次公共交通網絡體系，對于大城市則發展軌道交通為骨干、中運量軌道交通為主體、常規公交為基礎的多層次公共交通網絡體系。超大、特大、大城市規模按照《國務院關于調整城市規模劃分標準的通知》(國發[2014]51號)[9]進行定義。同時，結合國鐵、城際線規劃情況分析市域快線及城際線的建設能力，確定中運量系統在城市中的定位，明確不同城市空間結構適應的軌道交通功能層次。在明確以上前提條件下，按照成熟的規模測算方法深入研究論證各個層面軌道交通需求及規模。

表1 不同軌道交通功能層次的技術標準Tab.1 Technical standards for rail transit with different functionality

2 其他重點研究問題

2.1 多線換乘樞紐的選擇

軌道交通樞紐點的設置應位于城市中心區，可以匯集多種交通方式并提供良好的換乘條件，形成的軌道交通樞紐可提升周邊區域輻射能力，促進片區發展。軌道交通線網規劃過程中，有些城市采用“錨固法”編制線網[6,10]，該方法對軌道交通樞紐點研究較為深入，特別重視樞紐點在線網中的布局，但在規劃過程中存在以下問題：1)對于多條線路交匯于一站的換乘點進行否定，主要考慮避免大客流引發安全問題及工程實施難度等因素，有意在片區范圍內拆分為多個換乘節點；2)規劃的換乘節點布局對客流需求量和特征的考慮不足，造成后期換乘空間不足、客流量過大；3)對機場樞紐的理解和定位過于樂觀，引入過多的軌道交通系統。對于超大、特大城市在難以避免設置多線集中式換乘樞紐的情況下，應深入研究樞紐方案，提前開展樞紐前期規劃研究工作，必須進行客流仿真分析專題研究，做好通道及工程預留。例如，深圳市已建成運營四線換乘車公廟站，三線換乘前海灣站及福田站，整體運行狀況良好；在建四線換乘樞紐還有崗廈北站。上述兩處四線換乘車站均作為樞紐工程單獨立項開展規劃設計工作。

2.2 環線的選擇

越來越多的城市軌道交通呈現網絡化的運營特征，環線的設置是城市軌道交通線網規劃中重點考慮的因素之一。在規劃過程中對環線的考慮主要圍繞城市空間發展布局是否有必要設置軌道交通環線、是否有必要將兩條及以上的軸線整合為環線、環線的線路長度多少適宜、環線設置的位置等問題。

軌道交通環線的思想來源于道路環線，通過環線將外圍客流進行分散及截斷，避免將過多客流引入市中心區域。因此，軌道交通環線主要功能是解決環線車站周邊本地客流出行、截流與分流、拓展城市空間，局部區段兼顧通勤出行需求。其中，截流與分流避免過多客流穿越城市中心區是環線主要功能之一。

根據環線的主要功能，在軌道交通規劃中應避免出現“為成環而設環線”的誤區。首先應該重點考量城市空間結構發展形態為“環+放射狀”形態，例如北京、上海等城市，而蘭州的城市空間結構為帶狀城市不適宜全市域范圍采用全環線。設置軌道交通環線同時應該考慮城市規模，當人口規模超過50萬人、放射線達到一定數量時，對環線能起到較好的客流支撐，滿足環線設置的客流條件，例如北京、上海、新加坡(半環)、巴黎、莫斯科、首爾、倫敦。在環線串聯片區規劃或建成有多個區域中心，可以滿足換乘截流，同時實現環線上點與點之間的出行需求。

環線車站往往是市中心區與外圍區的分界點，中心區是“網”，網內可多路徑的換乘；外圍區是“線”，與環線換乘或貫通線路；外圍線不宜在環線上作終點，避免換乘節點出現大客流。環線通達性越好，越是通過城市重要活動區域，環線本身的客流集散能力就越強，在局部區域環線還可以承擔較多的直達通勤客流。

2.3 過軌及越行多種功能組合的選擇

很多城市希望通過開行快慢車、過軌的組合運營來滿足乘客出行的多樣化需求，提高城市軌道交通服務水平，降低運營成本，實現效益最大化。在城市軌道交通線網規劃階段提出一條軌道交通線路賦予多種功能，如快慢結合、越行、過軌、通勤及商務功能兼顧等，特別是日本東京國鐵、私鐵及城市軌道交通過軌運營的經驗[10]，在中國的軌道交通規劃中得到參考借鑒。

線網前期規劃階段采用過軌及越行運營的理念，主觀上認為線路效益最大化，兼顧多種功能，但在線路進入工可、初步設計等階段，實際運營及建設卻難以實現。例如深圳市軌道交通5號線、13號線均探索采用過軌及開行快慢車的運營組織方案，但在進入初步設計階段不能實現，存在的主要問題是：運營組織功能復雜、建設越行站成本較高、越行快慢車及普通行車組織測算總時間成本基本相當、高峰時段發車對數減少無法滿足遠期高峰客流等。日本東京采用該模式具備一定先天優勢，東京多數軌道交通線路由原有的貨運鐵路改造而來，具備通勤化改造條件，且大多數線路為地面線路，通道空間預留充足，車站改造為越行站成本低，可實施性強。同時，日本的鐵路線路眾多、管理水平高、部門合作性強、精細化管理程度高，因此采用快慢車、過軌運營組織模式的效率較高。中國典型的案例有香港的東涌線及機場線路，其并未采用快慢車組織模式而選擇復線敷設方式，由此證明采用快慢組合的運營模式并非最優方式。當前，中國城市的軌道交通規劃應該提高規劃水平，對復合通道進行預判，考慮中國多數城市規劃的軌道交通線路敷設方式為高架或地下，難以借鑒日本既有地面軌道交通改造經驗。因此，應該將不同功能軌道交通線路分離，在規劃中提前對不同功能軌道交通通道進行預控。

3 深圳市軌道交通規劃實證分析

3.1 前海--南山城市主中心設置環線方案

深圳市軌道交通15號線[1]是聯系前海、寶安中心、科技園、留仙洞、后海、大鏟灣等重要區域的一條軌道交通環線。2012版軌道交通線網規劃(見圖1)中，環線線路自前海南區穿大南山經工業八路向北轉入中心路，后轉入科技南十路，再轉入沙河東路，沿茶光路向西經留仙洞片區，轉入翻身大道，向西至前海北區，遠期預留穿前海并連接起點，自然成環，線路長35.7 km。存在的主要問題是環線功能明確但線型不順直，尤其在科技園、沙河、留仙洞等片區線路曲折，不利于工程實施和后期運營；對于部分客流集中區域未能較好覆蓋，城市重點發展區域尤其是擁堵嚴重的高新科技園等片區未能覆蓋。

圖2 深圳市軌道交通15號線居住與就業崗位串聯情況Fig.2 Connection of residence and employment along the rail transit line 15 in Shenzhen

圖3 深圳市軌道交通5號線工程可行性研究方案比選Fig.3 Feasibility comparison of various rail transit line 5 project proposals in Shenzhen

圖4 深圳市軌道交通13號線Fig.4 Rail transit line 13 in Shenzhen

在軌道交通線路詳細規劃階段，線路環線功能進一步明確，主要思路為圍繞前海中心區近期形成半環，解決南山區南北向交通問題，強化前海作為前海-南山主中心的對外輻射作用，加強近期對科技園、南海大道等重點片區覆蓋；遠期將坪洲、大鏟灣片區、媽灣片區串聯形成完整環線，緩解西鄉片區與前海、蛇口軸向軌道交通壓力。線路全長32 km，設站23座，其中換乘站14座、換乘線路9條，覆蓋人口59萬人，就業崗位63萬個。針對15號線的環線進行多輪論證及討論，顯示規劃的環線可以有效解決居住區與就業崗位的通勤需求、強化前海-南山城市主中心發展形成對外輻射、解決遠期大鏟灣片區規劃不明確等問題。線站位及串聯居住與就業崗位情況如圖2所示。

3.2 快慢車運營組織探索

1）軌道交通5號線。

深圳市軌道交通5號線曾考慮采用過軌及跨線運營，從運能損失、投資增加、候車時間、工程難度、運營管理復雜性等多方面綜合分析開行大站快車等的可行性和合理性。圖3為工程可行性研究方案比選，大站快線研究方案為對車站進行預留并一次性建成，專家評審意見為慎重處理。最后，經決策認為方案不合理，維持既有運營組織方案[12]。軌道交通5號線201年6月開通運營，線路全長48 km，設站27座，線路運營時間68 min，現狀客運量達到80萬人次·d-1，整體運營效果良好。

2）軌道交通13號線。

13號線為深圳市軌道交通四期工程線路，是聯系南山組團、石巖組團、光明組團的市域快線，遠期預留延伸至東莞松山湖(見圖4)，全長約63.3 km，線路采用8A編組[13]。受到線路南端站間距過密、線型條件制約，設計速度采用10 km·h-1。在線路初步設計階段，為了實現市域快線及跨境線功能，滿足1 h出行目標，針對該線路采用站站停及快慢車運營模式進行論證。

圖5 深圳市軌道交通13號線行車組織Fig.5 Traffic operation of rail transit line 13 in Shenzhen

全線設7處越行線，深圳段設5處分別為白芒站、羅租站、同觀路站、東周路站、長春北路站，東莞段設2處分別為松山湖南站、松木山站。快車停靠站(深圳灣口岸站—留仙洞站、上屋北站、光明城站、公明廣場站)的發車間隔為2～3 min；越行站(白芒站、羅租站、同觀路站、東周路站、長春北路站)普通車最長候車時間為3 min，普通車待避時間約3.5 min。遠期高峰小時24對·h-1(快車6對·h-1+普通車18對·h-1)的行車量，快車為整10 min等間隔發車，普通車的發車間隔不均衡，最小發車間隔為2 min。未設置越行線的越行站最大發車間隔為5～6 min；其中應人石站、觀光站、公明南站最大發車間隔為5 min，寶石路站、觀光站、下村站、公明北站最大發車間隔為6 min。遠期高峰期光明組團服務水平較低。13號線的行車組織方案見圖5。

根據時間效益分析，深圳市范圍深圳灣口岸至公明北段遠期總客流123.5萬人次·d-1，快慢組合相比站站停方案反而平均每人需增加0.13 min·d-1。全線范圍來分析，平均每人節約時間為0.4 min·d-1。通過預留越行線需增加投資約10億元，后續運營組織協調成本未進行定量化計算。綜合遠期該通道規劃的城際線、運營服務水平、工程投資、運營組織復雜性等因素，軌道交通13號線按照站站停普通方式進行設計，目前已開工建設。

3.3 多種功能層次賦予一條線路的案例

深圳市軌道交通1號線連接福田、南山、前海、機場、福永、沙井、松崗等片區，是城市核心區與西部濱海地區的組團快線。線路由福田站至碧頭站，全長約51.9 km，設站18座，其中換乘站7座。在深圳市軌道交通線網規劃中，對1號線賦予了五種功能，分別是港深西部過境功能、港深機場聯絡線功能、深圳西部快線功能、深圳機場線功能、城際功能。然而，城市發展、深莞惠一體化以及港深聯系加強使得原有的一條軌道交通線路難以承擔。因此對西部發展軸五種功能進行劃分，通過兩線來完成，分別為港深西部快軌、軌道交通1號線。隨著后續研究進一步深入，軌道交通1號線仍然難以承擔城際功能、通勤及機場快線功能，后續又進行剝離劃分為穗莞深城際線及軌道交通1號線。1號線五種功能劃分演變過程見圖6。因此，在軌道交通線網規劃階段應該對城市發展進行研判，針對不同功能需求層次進行細分及剝離，提前對不同功能層次軌道交通線路通道進行規劃控制，盡量避免多種功能組合至一條線路。

圖6 深圳市軌道交通11號線功能演變圖Fig.6 Evolution of functionalities of rail transit line 11 in Shenzhen

4 結語

城市軌道交通線網規劃是建設規劃的上位規劃，作為專項規劃需要納入城市總體規劃，其編制的好壞直接影響后續建設規劃選線，同時對未來城市的發展產生較大影響，非常有必要深入研究線網并進行充分論證以穩定方案。本文闡述了城市軌道交通線網規劃中應重點研究的核心問題，并結合深圳市軌道交通規劃的經驗及教訓，期冀其他城市在編制軌道交通線網規劃或修編過程中避免出現類似問題，使軌道交通更好地解決城市交通問題，高效、低碳環保地服務于城市，實現城市可持續發展。