关于城市轨道交通系统服务分级的探讨

余 攀

(北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044)

城市轨道交通是解决当今城市交通问题最有效的方式，建设与城市发展和交通需求相匹配的轨道交通系统的前提是对城市轨道交通进行明确的功能定位，并在此基础上进行合理的服务分级。目前我国正处在城市化快速发展时期，城市人口、经济、基础设施等都处在快速变化过程中，适用于国外发展已比较稳定城市的轨道交通规划技术和方法，不能直接应用于我国的城市。研究一套系统化的城市轨道交通发展与决策的理论技术和方法体系，明确不同城市的轨道交通功能定位，并进行相应的服务分级，对于规划合理的城市轨道交通线网，建设资源节约型、安全便捷型的城市轨道交通系统，保障我国城市轨道交通的可持续发展十分重要。

1 基于功能定位的轨道交通服务分级核心思想

功能定位是根据城市自身特点，结合城市发展情况和交通需求，根据轨道交通线网在城市中所处的地理位置、覆盖的城市区域、承担的客流量，以及客流分布、客流性质和特征等，评判轨道交通在城市发展中需要发挥的功能，并在功能需求上进行分析和定位[1]。服务分级是基于城市轨道交通功能定位，总结功能需求，对实现功能目标的服务等级进行划分，实现功能目标。例如，结合不同出行目的的居民一次出行时间容忍程度，可以确定服务等级，包括旅行时间、换乘时间、发车间隔、吸引范围等方面，并对这些服务指标进行等级划分[1]。

城市轨道交通的发展必须以城市发展和交通需求为根本，一个城市或区域所确定的轨道交通功能定位，必然要考虑城市的基本特征和基础条件，满足城市发展和交通的需求。轨道交通功能定位应从“城市”这个根本研究对象入手，把握城市规划和城市综合交通规划，分析并考虑城市人口规模、城市空间结构、城市交通特征、城市客流特征等影响因素。城市轨道交通对城市的功能各不相同，其功能定位类型主要包括：作为城市公共交通系统骨干的轨道交通；设定固定旅行时间的轨道交通；连通卫星城与中心区的快速轨道交通；覆盖中心城区的高密度轨道交通；以交通枢纽进行乘客集散的轨道交通；引导城市空间结构发展的轨道交通。

基于功能定位的城市轨道交通服务分级核心思想体现在以下方面。

（1）将城市对轨道交通功能的需求作为线网规划中功能定位的重要前提。从城市交通需求和城市发展的角度，考虑城市轨道交通应有的功能定位进行规划工作。

（2）紧密结合城市规划和城市综合交通规划。在把握城市规划和城市综合交通规划的基础上，分析城市人口规模、城市空间结构、城市交通特征、城市客流特征等因素，做出城市轨道交通规划的决策。

（3）从合理的角度实现城市需求的最大化。以城市轨道交通功能定位为基础进行服务等级划分，从合理的角度选择和服务等级相匹配的城市轨道交通，满足城市对轨道交通系统的需求。

（4）在线网规划阶段，首先应从功能实现的规划思想来研究系统的需求问题，其次从技术实现可能性的工程技术的角度考虑系统的实现问题，并做好需求和实现的协调统筹。

2 轨道交通服务分级指标

基于功能定位的结论，选择运量、旅行速度、站点密度、线网特征和行车密度5个指标对轨道交通服务等级进行划分。

2.1 按运量分级

城市轨道交通运量水平是指各种系统型式所能承担的最大运量，往往由高峰小时最大客流量决定。根据城市总的客运量和城市轨道交通客运量分布情况，运量功能需求会对城市轨道交通的运量服务等级提出要求。根据世界各大典型城市的经验，并结合我国的实际情况，将运量分为 4个等级：高运量模式、大运量模式、中运量模式和低运量模式。

高运量模式的高峰小时单向运输能力往往在4.5万～7万人/h之间，线路客运强度一般会达到3万人/(d.km)[2]。选用高运量轨道交通的目的，一是满足特大城市中心区域的交通需求，解决城市交通拥堵；二是实现城市中心区与郊区新城组团之间的高容量通勤客流交换。

大运量模式的高峰小时单向运输能力往往在 2.5万～5万人/h之间，线路客运强度一般会达到2万～3万人/(d.km)[2]。选用大运量轨道交通的目的：一是满足大城市中心区域的交通需求，解决城市交通拥堵；二是实现城市中心区与郊区新城组团之间的大容量通勤客流交换。

中运量模式的高峰小时单向运输能力在1万～3万人/h之间，线路客运强度一般会达到1万～2万人/(d.km)[2]。选用中运量轨道交通的目的是为了满足大城市市区边缘地带的客运要求，或中等规模城市中重要交通走廊的客运需求而提供的快速交通通道。

低运量模式的高峰小时单向运输能力在1万人/h以下[2]。选用低运量轨道交通的目的是作为中小城市骨干公共交通的一种方式，方便居民出行，减少城市交通的能源消耗和废气排放；或者是作为满足某些客流量较小的连接地铁站点的支线，提高主干线路的吸引范围，方便乘客的集散、接驳、换乘；或者是为某些特殊城市、特殊区域提供多样化的交通服务。

轨道交通按运量水平等级划分在我国典型城市中的运用如表1所示。

表1 轨道交通按运量水平等级划分在我国典型城市中的运用

2.2 按旅行速度分级

旅行速度是指列车在其运行全程中的平均速度，即包括途中停站时间及加减速附加时间在内的平均速度。不同城市的不同区域对于旅行速度的需求都是不同的。大城市的中心区域，需要设置较密的车站，旅行速度受到影响，达到 35～40 km/h[3]。连接城市中心区与周围郊区的交通走廊，往往需要较高的旅行速度，中间少设站点，甚至开行直达列车，旅行速度达到 60～70 km/h。因此，在规划建设城市轨道交通时，一定要明确城市轨道交通的功能定位，确定需要的旅行速度服务等级。现根据国内外对旅行速度的综合界定，将旅行速度划分为快速和普速2种。

快速等级一般要求列车旅行速度不低于 50 km/h[4]，选用的目的是为了快速实现城市中心区域与郊区之间的连接或多组团城市组团之间的连接，以较高的速度来保持城市连续性和活力。在时间要求上，为了吸引人们在边缘组团居住，必须保证其与市中心间良好的交通状况，要求郊区的乘客 30 min 左右的时间能够进城，或者城市边缘区的乘客 30 min 左右能够穿城。在空间分布上，这种类型的轨道交通多分布在城市中心区与郊区新城、新城与新城之间。

普速等级一般要求列车旅行速度不低于 30 km/h[4]，选用的目的是为了缓解大城市中心区域的交通压力，并提供相对道路交通更加快速的服务。在时间要求上，在城市中心区域，为了吸引客流、降低道路交通压力，只要平均出行时间比道路交通小就有很大的吸引力。由于站点较密，人们可以非常方便地乘坐轨道交通，获得远高于道路交通的速度，节省大量的出行时间。在空间分布上，此种类型的轨道交通多分布在中心区内部。轨道交通按旅行速度进行分级在我国不同城市中的运用如表2 所示。

表2 轨道交通按速度水平等级划分在我国典型城市中的运用

2.3 按站点密度分级

城市轨道交通的车站是客流的发生点，并通过线路﹑网络把各个站点连接起来。交通特征为各向同性的城市，需要较大的站点吸引范围才能够全面解决城市交通问题，否则只能缓解某几个方向的交通压力；有明确的主要交通流方向的城市，则只需要主要交通走廊的站点吸引范围足够大，就可以解决城市交通问题。因此，站点吸引范围是衡量服务等级的一个重要指标，站点吸引范围的大小直接关系到乘客的出行选择，通常用步行到达轨道交通站点的距离表示。

当步行 500 m 范围之内就可以到达轨道交通站点，并且步行时间在 5 min 之内时，对于出行者来说很方便，步行的距离和时间在可以接受的范围之内。但是，当步行超过 1 200 m 时就超出了一般出行者所能忍受的程度。特别是对于城市交通状况不熟悉的出行者而言，步行时间会更长，因而出行者会放弃选择轨道交通出行。轨道交通不同站点吸引范围在城市中的适用情况如表3所示。

表3 轨道交通不同站点吸引范围在城市中的适用情况

2.4 按线网特征分级

轨道交通线网特征可以分为覆盖型和主干型2种。不同的城市根据轨道交通的功能定位会选择不同的线网特征，支持城市的综合交通系统和经济社会发展。

覆盖型线网一般要求轨道交通直接覆盖面积达到一定比例，乘客能够方便地进入系统，并要求系统具有较高的行车密度，减少乘客候车时间，高峰小时行车间隔一般要求小于 2 min[4]。选用覆盖型轨道交通线网的目的是为整个覆盖区域提供作为主体交通方式的轨道交通网络，使乘客在城市的任何位置都可以方便地找到轨道交通站点并能迅速到达目的地，方便乘客出行，减少乘客总体出行时间，并大大缓解城市道路交通压力。在时间特性上，覆盖型线网一般要求乘客平均出行时间比地面交通减少较多；车下出行时间要控制在合理范围内，乘客能够很快进入系统，并要求在网络中任意两点间的出行时间不超过 1 h。在空间特性上，覆盖型线网的线路和车站密度大 (线网密度达到 0.8 km/km2，或车站分布密度达到 0.6 站/km2，或站点直接面积覆盖率达到 50%)，多应用于空间结构紧凑、功能分布均匀的地区，一般出现在平原型特大城市中心区。

主干型轨道交通线网一般只覆盖主要交通走廊，比较重视与其他交通方式的接驳和换乘。在早晚客流高峰时期，系统同样需要较高的行车密度，高峰小时行车间隔一般要求小于 3 min，平峰时期行车间隔可以适当延长，但除市郊铁路系统外一般也不应大于 10 min[4]。选用主干型轨道交通线网的目的是在重要交通走廊上提供大容量快速交通通道，解决城市中重要线路或关键节点上的交通瓶颈问题，或为中心城与新城之间建立快速交通通道。在时间特性上，主干型线网使人们在线网布设方向上可以享受到快速便捷的交通服务，平均出行时间比地面交通减少较多，或者新城的乘客在 30 min 左右的时间能够到达城市中心区。在空间特性上，主干型线网的线路和车站密度小，但沿线路方向运送能力强，多分布在带形城市中心区，或者特大城市外围放射区及组团型城市的组团之间。轨道交通不同线网特征在城市中的适用情况如表4所示。

表4 轨道交通不同线网特征在城市中的适用情况

2.5 按行车密度分级

城市轨道交通作为城市公共交通方式的一种，应该具有城市公共交通的运行特征，即高行车密度。一是可以提高服务等级，减少乘客候车时间；二是可以提高系统运行效率，提高运输能力；三是可以在满足相同客运量的条件下缩短车辆编组，减小车站规模，节约工程造价。基于以人为本、方便乘客、提高服务等级的规划建设宗旨，通过技术水平的改进来增加行车密度，实现“小编组、高密度”的运行组织模式，提高服务等级，节约工程造价，一直是城市轨道交通线路规划设计的目标[5]。对于需要公交化运行的地铁、轻轨、有轨电车、市域快线等系统型式，必须通过科技进步，提高系统的行车密度，发掘系统潜能，提高系统服务等级，这是各种系统型式的共同目标。对于运行组织模式与铁路相类似的市郊铁路而言，也要在保持定点发车、准时到达优势的基础上，提高行车密度，增加线路的吸引力和竞争力。

行车密度是衡量城市轨道交通服务等级的一个重要指标。城市中心区，居民出行频繁，在提高线网覆盖水平的基础上，必然还要求较高的行车密度 (大于 30 对/h)，减少候车时间，提高系统服务等级；城市外围区，在早晚高峰时期，有大量的、急着赶时间的潮汐客流需要运送，也需要提供高的行车密度 (大于 30 对/h)，以完成高峰时段的运输任务；平峰时段，行车密度可以根据客流情况适当降低，但也应该达到一定的服务等级。当发车的间隔小于 4 min 时，出行者基本上能随到随走，即出行者在到达车站以后只需要很短的时间就可以上车，在车站因候车带来的延误时间大大缩短。但是，当发车时间间隔达到 12 min 以上时，出行者需要按照时刻表出行，否则出行者需要花费较多的时间候车，甚至会影响到出行。根据国内对行车密度的综合界定，将行车密度分为高强度、中强度、低强度3种。不同行车密度在城市中的适用情况如表5所示。

表5 不同行车密度在城市中的适用情况

3 结束语

在进行城市轨道交通线网规划之前，首先要对城市的基本条件进行分析，把握城市规划和城市综合交通规划，分析城市人口规模、城市空间结构﹑城市交通特征和城市客流特征等因素，城市轨道交通的规划决策应服从并服务于城市的发展和交通的需求；其次，对轨道交通进行功能定位，功能定位是城市轨道交通规划设计的基础，是宏观层次上的决策问题，明确功能定位对于明确城市对轨道交通的功能需求、选择合理的服务等级，以及与服务等级匹配的城市轨道交通系统具有重大的现实意义，从而通过服务等级划分实现功能目标。

[1]王 祥. 以城市轨道交通为骨干的综合交通规划方法研究[R]. 上海：上海市城市综合交通规划研究所，2008.

[2]翟长旭，高志刚，刘海洲. 重庆一小时经济圈客运交通轨道化的适应性分析[J].重庆交通大学学报：社会科学版，2009，9(1)：23-26.

[3]刘 迁. 城市快速轨道交通线网规划发展和存在问题[J]. 城市规划，2002，26(11)：71-75.

[4]王 轲，池利兵. 城市轨道交通线网规划范围和年限的探讨[J]. 城市轨道交通研究，2010(6)：20-23.

[5]吴 爽. 中等规模城市的快轨交通建设规划[J]. 都市快轨交通，2007，20(1)：15-18.