长三角城际轨道交通合理规模研究

金治华

(中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北武汉 430063)

1 概述

长江三角洲地区是我国经济社会最发达、人口和产业最密集、发展最具活力的地区之一,正在成长为具有重要国际影响的世界第六大城市群；在我国社会经济中具有重要的战略地位和带动作用,对服务全国大局,带动周边发展做出了重大贡献。为进一步推进长江三角洲地区改革开放和经济社会发展,2008年国务院发布了《关于进一步推进长江三角洲地区改革开放和经济社会发展的指导意见》,提出长江三角洲地区包括上海市、江苏省、浙江省两省一市,土地面积21.3万km2,2008年常住人口14 686万,人口密度达689人/km2；意见要求把长江三角洲地区建设成为亚太地区重要的国际门户、全球重要的先进制造业基地、具有较强国际竞争力的世界级城市群。安徽省紧邻长三角地区,全省17个地级市中有10个市与长三角地区相邻,地缘关系紧密；近年来，随着长三角地区产业的高度集聚,国家已要求安徽省成为长三角地区产业转移示范区,国家领导人也多次指示安徽省要全面融入长三角,目前已形成全面合作机制；因此，上海市、江苏省、浙江省以及安徽省三省一市组成了泛长三角区域(简称长三角区域),区域面积35.3万km2；本次研究长三角地区城际轨道交通规模,依据长江三角洲地区城际轨道交通规划修编,研究范围为三省一市区域。

目前,在实际规划实践中,计算一个精确的线路总长度,对于实际路网规划的指导意义并不大[1]。在研究路网规划的实际工作中,线路的走向和长度受到城市用地规划均匀程度、工程地质条件等诸多因素的制约。因此,研究线路总长度的范围是有意义的,可以在进行城际轨道交通方案构架研究之前,约束路网规模的发散程度,对于指导规划方案是必要的。

2 理论基础

长三角区域城际轨道交通线网合理规模的确定,就是根据规划区社会经济发展和交通需求,确定合理的城际轨道交通方式供给水平,以期达到较好的交通需求和供给平衡。确定规划区城际轨道交通线网的合理规模,要以区域发展规划为依据,研究分析人口、用地等特征,通过对出行需求的分析以及类比世界上各大都市圈轨道交通的供应水平和服务水平,分别测算规划区城际轨道交通线网的规模,然后进行综合分析,以确定未来城际轨道交通线网的适宜规模。

具体而言,路网合理规模可以理解为线路长度总量的宏观控制。由于交通需求和交通供给是动态的平衡过程,因此合理规模也是相对的。目前,有关城际轨道交通规模的确定方法较少,主要分为两类。

2.1 应用于工程实际的算法

采用区域交通出行总量、城际轨道交通线网平均负荷强度等指标的城际轨道交通需求推算法。

采用区域城市国民生产总值(GDP)、城际轨道交通投资基金等指标的区域基础设施投资资金控制法。

结合国内外城际轨道交通线网建设经验,采用万人拥有城际轨道交通线网长度、城际轨道交通线网密度等指标的城际轨道交通服务水平类比分析法。

2.2 基于数理统计分析的数理模型方法

基于区域城市规模、区域城市用地面积、区域与国民生产总值等指标的回归分析法。

基于区域城市发展战略、区域城市人口、区域城市面积、区域城市国民生产总值、已有轨道线网里程规模的数学模型法。

本文主要应用区域交通需求推算法和区域基础设施投资资金控制法进行长三角城际轨道交通线网规模的计算。然后,采用城际轨道交通服务水平类比分析法验证计算结果的合理性。最终,确定城际轨道交通合理线网规模范围。

3 应用研究

3.1 交通需求推算法

需求分析法是依据区域交通发展战略和需求分析结果,由城际轨道交通承担的客运出行量和线网负荷强度指标,计算线网长度。

城际轨道交通线网负荷强度是城际轨道交通日客运量与线网长度之比,反映城际轨道交通单位线网长度承担的日客运量。在城际轨道交通需求量一定的情况下,轨道交通线网负荷强度与线网密度成相反趋势,即城际轨道线网密度越高,线网的负荷强度逐渐降低,反之,线网密度越低,其负荷强度逐渐升高。

因此,轨道交通负荷强度与所采取的轨道交通建设模式直接相关。国内外轨道交通建设有两种模式,一种是采用高运量、低密度的线网,负荷强度高,如圣保罗、莫斯科、东京、布达佩斯、香港等,线网负荷强度一般在2.6～3.8万人次/(km·日)左右,目的是提高轨道交通的运输能力和运输效率,缓解客运需求与公交运力严重不足的矛盾,取得较好的经济效益；另一种采用低运量、高密度的线网,负荷强度低,如巴黎、伦敦、马德里、斯德哥尔摩等发达城市,线网负荷强度一般在0.5～1.5万人次/(km·日)左右,注重于提高轨道交通的舒适和方便程度,以吸引私人交通,但经济效益比较差。

针对规划区而言,城市密集区线网负荷强度较高；城市引导区采用中运量系统，线网负荷强度较低。

鉴于规划区范围广，各分片区和通道客流出行强度存在较大差别,旅客出行距离也较长,对乘坐舒适程度要求较高；建议城际轨道交通采用中低运量系统为主,建设较高密度低负荷的线网,支持区域城镇空间布局的调整和完善。借鉴国内外主要城际间轨道交通线网负荷强度选取,规划区城际轨道交通线网平均负荷强度取0.1-0.15万人次/(km·日)。线网长度计算公式如下

L=Q·α·β/γ

式中L——线网长度/km；

Q——预测年全社会出行总量/(万人次/日)；

α——城际轨道交通出行占全社会出行的比例；

β——城际轨道交通换乘系数；

γ——城际轨道交通线网负荷强度/(万人次/(km·日))。

规划区总面积35.2万km2,2008年末常住总人口20 820万人。根据规划区社会经济发展目标和具体情况,预测远景规划区全社会出行总量为270亿人次,考虑城际轨道交通的分担率为10%～12%,则轨道交通承担的出行量为27～32.4亿人次。

据此预测规划区城际轨道交通线网远景建设规模为5 000～7 400 km。考虑客运专线以及部分外围区域城际线路将承担大量跨区域客流,城际客运网络规模应适当扩大。

3.2 基础设施投资资金控制法

根据联合国有关组织研究推荐,基础设施投资宜占区域GDP的3%～5%,城际公共交通(含城际轨道交通、铁路、公路)投资占其中的14%～18%,即城际公共交通投资占区域GDP的份额不宜超过9‰,认为这是一个合理的且财力可以承受和无明显副作用的指标。若将城际公共交通投资的30%用于城际轨道交通建设,城际轨道交通的投资应占区域GDP的份额为1.3‰～2.7‰,以此作为快速轨道交通建设基金的年度积累目标。

根据长三角地区提供的国民经济增长预测资料,2008年长三角地区国内生产总值已达到74 327亿元,远景年将达到40万亿元,据此测算,长三角地区到远景可累计完成GDP总值440万亿元；根据长三角地区的具体情况,城际轨道交通建设刚刚起步,并且需要利用快速城际轨道交通引导人们的出行选择,改善不合理的出行结构。因此，应适当增加快速城际轨道交通的建设投资,尽快使轨道交通线网初具规模。按1.3‰～2.7‰用于轨道交通建设投资计算,远景可用于轨道交通建设的资金将达到5 544～11 880亿元。

参照目前国内城际轨道交通造价,考虑到近年来设备国产化水平的提高,结合长三角地区的具体情况,区域城市化水平、地质条件等方面的因素,估算长三角地区城际轨道交通的平均综合造价在1亿元/km左右,按此远景可修建轨道交通线约为5 500～11 880 km。

3.3 规模计算结果

通过以上分析计算可知,按照区域未来客运需求总量计算,长三角地区城际轨道交通线网规模,远景在5 000～7 400 km范围内。按照区域基础设施投资资金控制法计算,区域城际轨道交通线网规模,远景可投资修建5 500～11 880 km。

长三角地区城际轨道交通线网规模,远景取值在5 500～11 880 km范围内。

4 对比服务水平分析

轨道交通线网服务水平可从轨道交通线网密度和万人拥有轨道交通线网长度两个指标进行权衡。本文从轨道交通线网密度和万人拥有轨道交通线网长度两方面考察推荐线网规模的合理性。

鉴于规划区范围大,地区间也存在着很大差异,在城市密集区和非密集区采用不同的计算原则。城市密集区,线网根据需求分布较密；而非城市密集区主要沿通道分布,以通道覆盖范围为计算基础。

对于巴黎和东京而言,RER铁路和JR铁道更接近于我们研究的城际轨道交通,因此,表中列出的巴黎和东京的线网长度为RER铁路和JR铁道的长度。珠三角经济区和环渤海经济区采用规划数据(如表1所示)。

表1 国内外都市圈城际轨道交通线网主要指标

从万人拥有率指标来看,既有巴黎和东京都市圈分别为0.454 km/万人和0.269 km/万人,珠三角经济区和环渤海经济区分别为0.309 km/万人和0.125 km/万人。由于东京都市圈人口密度很大,万人拥有率指标较小。环渤海经济区人口基数大,万人拥有率指标也小。因此建议规划区万人拥有率在0.35 km/万人比较合适。2008年研究区域常住总人口约为20 820万人,远景常住人口将达到2.5亿人,其中城镇密集区和主要通道覆盖范围人口约2.0亿人,据此推算远景合理建设规模为7 000 km。

从线网密度指标来看,巴黎都市圈和东京都市圈线网密度分别为4 km/100 km2和6.7 km/100 km2,珠三角经济区和环渤海经济区分别为4.5 km/100 km2和0.5 km/100 km2。由于东京都市圈面积狭小,线网密度指标偏大,而环渤海经济区面积过大,线网密度指标偏小。建议规划区线网密度核心区域为4.5 km/100 km2,发展区域为2 km/100 km2左右。据此推算远景建设规模为9 500 km。

结合前两种方法的研究结果及服务水平对比分析,推荐远景城际客运网络合理的建设规模为8 000～10 000 km。考虑已规划及在建客运专线、快速铁路可作为承担部分城际客运的功能,建议新建城际轨道交通规模为5 000～7 000 km。

5 结束语

应用区域交通需求推算法和基础设施投资资金控制法两种方法,计算得到了长三角地区城际轨道交通线网规模初始值。然后,给出了长三角地区城际轨道交通线网规模推荐取值范围5 500～11 880 km。最后,对推荐的城际轨道交通线网规模进行服务水平对比分析,并考虑已规划及在建客运专线、快速铁路可作为承担部分城际客运的功能,建议新建城际轨道交通规模为5 000～7 000 km,可以作为长三角地区城际轨道交通规划的合理线网规模,提出的城际轨道交通合理规模计算方法也可作为以后规划的依据。

[1] 林丽凡,张卫华.城市轨道交通线网规模的确定方法[J].交通科技与经济,2008(1)

[2] 刘 莹.城市轨道交通合理线网规模及布局评价研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006

[3] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.长江三角洲地区城际轨道交通规划修编(2010)[R].武汉：中铁第四勘察设计院集团有限公司，2007

[4] 吴红兵.城市轨道交通线路与站点规划理论研究[D].重庆:重庆大学,2006

[5] 邱志明,周晓勤.城市轨道交通系统规划与建设[M].北京:北京交通大学出版社,2006

[6] 谢大鹏,叶玉玲,等.都市圈地区轨道交通网规划理念[J].上海城市交通研究,2007(2)

[7] 周翔民,孙 章,等.构筑“长三角”城际轨道交通网[J].城市交通研究,2003(4)