大西安軌道交通多網融合發展策略研究

張 浩

(1.軌道交通工程信息化國家重點實驗室(中鐵一院),西安 710043； 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

1 項目背景

1.1 研究背景

2019年9月，中共中央、國務院印發了《交通強國建設綱要》，提出發展目標：即到2020年，完成決勝全面建成小康社會交通建設任務和“十三五”現代綜合交通運輸體系發展規劃各項任務，為交通強國建設奠定堅實基礎。到2035年，基本建成交通強國[1]。

2020年4月，國家發展和改革委印發《2020年新型城鎮化建設和城鄉融合發展重點任務》的通知(發改規劃〔2020〕532號)，支持西安都市圈編制實施發展規劃。以軌道交通為重點，健全都市圈交通基礎設施，有序規劃建設城際鐵路和市域(郊)鐵路，推進中心城市軌道交通向周邊城鎮合理延伸。

西安作為國家中心城市及關中城市群的核心城市，《交通強國建設綱要》和532號文的發布，指明了軌道交通融合發展的目標和方向，支持西安編制多層次軌道交通規劃，為開展大西安軌道交通多網融合研究工作提供強有力的支撐[2-4]。

1.2 大西安空間結構規劃

為繼續拉開城市骨架，防止城市攤大餅發展，規劃采取“多軸線、多中心、多組團”的空間發展模式，形成“三軸三帶多中心”的大西安空間結構[5-6](圖1)。

圖1 大西安空間結構規劃

以關中城市群核心區為研究范圍(圖2)，包括西安市、西咸新區、楊凌農業高新技術產業示范區、咸陽市部分地區(秦都區、渭城區、涇陽縣、三原縣、興平市、禮泉縣、乾縣、武功縣)、渭南市部分地區(臨渭區、富平縣)，總面積約1.76萬km2。

1.3 軌道交通網絡研究

主要研究大西安范圍內國家鐵路網(高速鐵路、普速鐵路)、城際鐵路網和都市區軌道交通線網(市域快線、地鐵)多層次軌道交通的融合[7-9]。

1.4 大西安軌道交通發展存在的問題

目前，大西安已初步構建了軌道交通綜合體系，具備進一步加快發展的基礎，也同時存在一些亟須解決的問題。

(1)需適應城市新的發展定位，突破發展理念和體制機制，從規劃上提升軌道交通多網融合，實現軌道交通“一張網”。

(2)需結合鐵路供給側改革的要求，進一步優化國鐵網布局、深挖運輸潛能，與城市軌道交通網相互銜接，共同構建市域線網。

(3)需轉變系統間的銜接和融合理念，全面深化系統間的資源共享，實現立體銜接，安檢互信、票務互通，互聯互通、共軌運輸[10-11]。

1.5 “多網融合”之內涵

西安是國家中心城市，是關中城市群的核心城市，為將西安打造成為國際性綜合交通樞紐，提升樞紐戰略定位，軌道交通作為支撐與引領西安交通發展的主體形態，應立足于大西安都市圈的整體發展，構筑“軌道上的大西安”和“軌道一張網”的融合發展理念。主城區以地鐵、輕軌為交通骨干的廣覆蓋、高密度“軌道公交圈”，主城區與外圍組團，以國家鐵路及城際、市域鐵路或市域快軌為核心的大運量快速化“通勤商務”，開發新區與旅游景區以有軌電車等低運量制式為接駁補充的“區域交通旅游圈”。實現城市內外綜合交通的有效銜接與融合互補，加強與完善大西安軌道交通綜合體系，促進城市規劃、綜合交通、產業布局、生態環境之間的深度融合，提升大西安高質量發展。

2 軌道交通網絡規劃優化研究

2.1 城市群空間結構與軌道交通制式關系

出行半徑20～30 km：主要是中心城區、都市區范圍，地鐵1號線～8號線、地鐵11號線覆蓋范圍。在該范圍內，各個走廊出行量大，距離短，適合采用大運量、站間距小的城市軌道交通。

出行半徑30～50 km：為都市區全部范圍，城市軌道交通覆蓋的最大范圍，該范圍內需要部分城市軌道交通承擔市域線，包括地鐵9號線、10號線、12號線～23號線。而由于城市軌道交通的模式、制式、平均旅行速度、站間距限制，部分區域及交通走廊仍需要通過市域快線進行加密補充，起到拓展城市骨架、提高軌道交通網絡服務水平、強化中心城區與外圍組團銜接的作用。

出行半徑50～100 km：為核心區范圍，該范圍有高鐵、普鐵、城際鐵路系統，且均為點到點服務，僅連接主要交通樞紐，與城市軌道交通未形成換乘關系，限制了該范圍的出行服務水平。同時，在核心區范圍，需要規劃銜接中心城區內部與外圍區域直接連接的市域快線、城際鐵路，增強中心城區至外圍區域的可達性、輻射范圍，打造核心區范圍1h通勤圈。

高速鐵路市域范圍內設站稀疏，且大多遠離客流中心，暫按高速鐵路不承擔市域客流運輸任務；普速鐵路、城際鐵路于大西安核心區內設站密集，車站與客流中心距離近，且與城市軌道交通換乘便捷。故在普速鐵路、城際鐵路能力允許時，其更適宜承擔市域功能。因此，應重點研究利用普速鐵路和城際鐵路開行市域列車方案，優化市域線網[12-14]。城市群空間結構與軌道交通制式關系如圖3所示。

圖3 空間結構與軌道交通制式關系

2.2 客流走廊劃分及客流預測

(1)客流走廊劃分

客流走廊主要劃分為6條，即：沿隴海通道西安—渭南、西安—楊凌客流走廊；沿京昆發展帶方向西安—周至走廊；沿包海通道西安—富平閻良走廊及沿福銀發展帶西安—藍田、西安—乾縣走廊。如圖4所示。

圖4 客流走廊劃分

(2)走廊內客流預測分析

各條走廊內客流預測分析見表1。根據客流走廊當前開行客車對數、預測客流密度及各條線路能力利用情況，分析開行市域列車的條件。

表1 走廊內當前開行客車對數及客流預測分析

2.3 普速鐵路、城際鐵路開行市域列車能力分析

(1)西安—渭南客流走廊

隴海鐵路灞橋至渭南段能力已達飽和，開行市域列車受限。西安至灞橋三、四線有能力富余，可開行西安至灞橋經高鐵聯絡線至渭南北的市域列車。

西安東至潼關城際西安東至渭南西段近、遠期能力利用率分別為49%、57%，能力有較大富余，可開行新西安南、西安東至渭南西的市域列車50對/d左右，承擔西安主城至周邊城鎮及旅游景點的市郊客流。

(2)西安—楊凌客流走廊

隴海鐵路西安至茂陵段貨車經樞紐外繞線運行，能力得到釋放，可開行西安至茂陵經高鐵聯絡線至楊凌南市域列車。

西安至楊凌城際近、遠期能力利用率分別為23%、27%，能力有較大富余，可開行新西安南、阿房宮至楊凌市域列車，承擔楊凌、興平等城鎮至大西安的向心性客流。

(3)西安—周至客流走廊

西戶鐵路三民村至戶縣段能力富余較大，隴海鐵路西段有一定能力富余，可開行西安至三民村至戶縣市域列車。

西安至法門寺城際近、遠期能力利用率分別為38%、45%，能力有較大富余，可開行西安東、新西安南至周至市域列車，承擔西安主城至沿線城鎮的市郊客流以及城區至景區的旅游客流。

(4)西安—富平閻良客流走廊

咸銅鐵路近、遠期能力利用率分別為66%、80%，隴海鐵路西段也有一定能力富余，可開行西安至咸陽至閻良市域列車，承擔城區中西部與東北部的市郊客流出行。

西安至韓城城際近、遠期能力利用率分別為24%、27%，能力有較大富余，可開行新西安南至富平閻良的市域列車，承擔主城與南北兩端城市組團的市郊客流。

(5)西安—乾縣客流走廊

西平鐵路茂陵至乾縣段將增建第二線，近、遠期能力利用率分別為42%、43%，有較大富余，隴海鐵路西段有一定能力富余，可開行西安至茂陵至乾縣市域列車，承擔主城區與西北部的市郊客流。

(6)西安—藍田客流走廊

西安—藍田通道僅有高鐵通過，暫不考慮高鐵開行市域列車。可考慮適時擇機新建地鐵21號線，滿足軌道交通網絡的市域功能。

(7)市域列車開行能力匯總

將普速鐵路、城際鐵路開行市域列車能力進行匯總，見表2。

表2 通道普速鐵路、城際鐵路開行市域列車能力匯總

2.4 城市軌道交通市域功能分析

對關中城市群都市區軌道交通線網層次結構(圖5)進一步研究，挑選具備市域線功能的線路，如地鐵10、地鐵11、地鐵15、地鐵17、地鐵19、地鐵21號線。

圖5 都市區軌道交通線網層次結構

2.5 構建市域線網

根據線網優化原則、城市空間結構、軌道交通模式制式確定方法，對城市軌道交通、城際鐵路、國鐵進行組合優化，對各類交通方式的出行特征、運量、空間距離進行分析，將城市軌道交通層級與國家鐵路層級進行銜接，規劃8條市域快線。如圖6、表3所示。

圖6 大西安市域線網規劃示意

表3 市域快線方案匯總

利用既有線：S1、S7、S8，共計222.2 km。

新建線：S3、S4、S5、S6，共計387.3 km。

兼有市域功能的鐵路線：S1、S2、S3、S7、S8，共計358.6 km。

本次優化通過挖潛利用國鐵、城際網中部分線路的富裕或閑置能力開行市域列車，優化鐵路資源配置；利用城市軌道交通線網中的部分線路通道，優化或調整組合為市域快線；最終構建承擔城市近郊通勤運輸功能的市域線網。以此為基礎“上承下達”，實現網絡層面的融合。

3 軌道交通互聯互通技術分析

3.1 互聯互通的模式

互聯互通網絡化運營的模式較多，主要有換乘運營、共線運營、分線運營、跨線運營4種方式[15-17]。

針對大西安，考慮到城區普線服務水平高，客流量級大，實現互連互通難度大，主要采用換乘模式，若條件允許可預留跨線共軌條件。重點研究市域線路之間及城際線路與市域線路間的互連互通，各種互聯互通模式優缺點見表4。

表4 各種互聯互通模式優缺點

3.2 互聯互通的理念與構想

(1)市域線可采用類似城際鐵路標準，也可采用城軌標準。

(2)應適當提高技術標準、增加系統預留，為多種類型列車的開行預留運能余量。

(3)城區線路應做好換乘方案，如有條件可預留跨線條件。

(4)市域線路應接入中心城區，具備組織快慢車的功能，主要客流通道有條件可預留兩線規模。

(5)快線應采用兼容制式，實現不同線路跨線運營，具備組織主、支線及多交路運營條件。

3.3 機場城際線與地鐵14號線貫通運營

機場城際線由陜西城際鐵路有限公司負責建設，目前已運營，地鐵14號線由西安市軌道交通集團有限公司負責建設。兩家公司提前簽訂了貫通運營統一技術標準，使得2條線在技術標準方面實現了貫通運營條件。機場城際線與地鐵14號線貫通運營配線如圖7所示。

圖7 機場城際線與地鐵14號線貫通運營配線

地鐵14號線與機場城際線貫通運營初期由西安市軌道交通集團有限公司與陜西省鐵路投資集團有限公司共同成立股份有限公司，后期運營將由西安市軌道交通集團有限公司負責。

4 軌道交通樞紐站立體銜接概念方案

西安作為國家中心城市，城區范圍逐漸拓展，軌道交通網絡規模隨之擴大，線路規劃日趨完善，軌道交通與各種交通方式間的便捷換乘問題變得越來越重要，綜合樞紐站的整體性設計成為影響乘客出行的首要問題。需要轉變系統間的銜接和融合理念，全面深化系統間資源共享，優化站點功能融合，實現立體銜接[18-20]。

目前，“四主一輔”客運系統格局為：西安北站、西安站、新西安南站、西安東站，阿房宮站。針對不同樞紐站研究與其對應的立體銜接方案。

(1)對于已建成的樞紐站，為避免工程實施對交通的干擾，受技術條件限制已無法實現鐵路與城市軌道交通間的直接銜接，可通過打造一體化綜合交通體，采用立體換乘方式。

西安站：在站場下方市政通道與地鐵4號線站廳之間設國鐵快速進站廳，使地鐵到達換乘國鐵的旅客能夠在地下平層直接檢票進站，上至國鐵站臺(圖8)。避免了傳統樞紐站客流進出站的迂回流線，實現地鐵與國鐵之間的無縫銜接，體現了樞紐一體化立體換乘帶來的流線便捷性。

圖8 西安站旅客地下快速進站流線

(2)對于還未建設的樞紐站，在規劃軌道交通之間的換乘形式時，可采用同臺換乘等效率更高的方式。

新西安南站：地鐵6號線、規劃地鐵12號線、地鐵16號線引入(圖9)，其中地鐵12號線與車站交叉立體布置，在車場下方設地鐵站，地鐵6號線、地鐵16號線與車站并列式布置設站銜接，車站設置換乘廳與地鐵站廳層結合設置，形成共享空間。

圖9 新西安南站與地鐵6號線、12號線、16號線關系

站房、樞紐功能流線更為靈活，充分利用了站臺上方的地下一層空間，設置東、西兩個樞紐配套設施，可有效服務于南北東西4個方向的客流，有利于城市道路引入樞紐，且有利于南北兩個廣場銜接及廣場用地的高效利用。

地下軌道交通地鐵車站主體移出站臺區域(圖10)，集中設置在北廣場，便于地鐵之間的換乘，也使國鐵換乘地鐵的導向流線更為集中明晰，同時簡化了地鐵與國鐵站房工程干擾。

圖10 新西安南站與地鐵關系剖面

咸陽國際機場：規劃為“一主一輔”南北2個航站區、4座航站樓、3個衛星廳。機場總體規劃布置如圖11所示，機場航站樓與地鐵關系如圖12所示。

圖11 咸陽機場總體規劃布置

圖12 咸陽機場航站樓與地鐵關系

14號線(機場線)、閻良—機場城際線、規劃地鐵12號線、機場捷運線，均在T5航站樓東側的GTC下部設換乘站。

14號線 (機場線)機場站位于T3航站樓空港路下方。

機場融合多種軌道交通，提前規劃使其之間有機串聯在一起，形成“十”字形布局，由東航站樓和集公路、地鐵、城際等多種交通方式為一體的交通換乘中心，共同構成機場綜合交通樞紐。

5 結論

通過分析大西安空間結構規劃、軌道交通發展現狀及規劃以及旅客出行需求等方面，提出構筑“軌道上的大西安”和“軌道一張網”的融合發展理念。研究大西安多網融合的發展策略。從城市結構、圈層、客流走廊入手，分析需求特征，并結合國鐵、城際鐵路、城市軌道多個線網層次，對網絡融合、通道優化、互聯互通、節點銜接幾個方面進行論述，并構建了承擔城市近郊通勤運輸功能的市域線網，支撐了大西安的發展，對西安市線網優化具有一定的指導意義。主要結論如下。

(1)利用國鐵、城際網中部分線路的富裕或閑置能力開行市域列車，優化鐵路資源配置；同時利用城市軌道交通線網中的部分線路通道，優化或調整組合為市域快線；最終構建承擔城市近郊通勤運輸功能的市域線網。以此為基礎“上承下達”，實現網絡層面的融合。

(2)比較了互聯互通4種運營模式，提出互聯互通的理念與構想。

(3)以西安火車站、新西安南站、咸陽機場綜合樞紐為例，提出多層次軌道交通樞紐站應采用立體銜接，實現“零距離”換乘。

6 建議

(1)開展大西安軌道交通多網融合工作，首先需要成立省一級的指揮機構，盡快形成西安市、陜西省、中國鐵路集團有限公司工作協調推進機制。

(2)挖潛利用國鐵、城際網中部分線路的富余能力，研究開行市域列車方案，并積極爭取鐵路總公司的支持。

(3)開展運營管理及投融資體制研究，構建一體化的信息服務平臺，實現管理、運營、票務、安檢、運營補虧等機制的協同。