城市轨道交通网络互联互通的四种运营模式

张安锋 刘 涛

(上海市城市规划设计研究院,200040，上海∥第一作者，高级工程师)

城市轨道交通网络互联互通的四种运营模式

张安锋 刘 涛

(上海市城市规划设计研究院,200040，上海∥第一作者，高级工程师)

上海轨道交通未来将形成多层次、多模式的网络结构。强化不同系统制式之间的互联互通、提高网络运营组织灵活性、发挥网络整体效率,是轨道交通网络规划必须深入考虑的问题。介绍了多模式网络结构采用的共线共轨、分线运行、跨线运行、接线运行等4种运营模式。结合国内外城市轨道交通的发展经验,分析不同运营模式的特点,寻求适合上海轨道交通发展的运营模式。

轨道交通; 互联互通; 运营模式

Author′s address Shanghai Urban Planning & Design Research Institute,200040,Shanghai,China

1 上海轨道交通网络发展

1.1 发展历程

从1956年开始,上海就结合城市总体规划编制,开展了轨道交通网络规划编制工作。1999年,上海市城市规划设计研究管理局在国际招标的基础上,组织编制了上海市轨道交通网络规划方案,并将其纳入到国务院2001年批复的《上海市城市总体规划》。该轨道交通网络规划方案共有线路17条,总长约810 km。2008年,考虑到虹桥商务区开发、世博会、迪士尼、崇明三岛联动、保障性住房、重点地区建设以及市域线路断点运营等七大方面因素,在轨道交通网络基本理念和构架基本不变的前提下,上海市城市规划设计研究院深化了轨道交通网络规划,并上报上海市政府备案。该轨道交通网络方案由22条线路组成,线网总长度约1 051 km。按照这两版轨道交通网络规划方案,上海市组织编制了两轮轨道交通近期建设规划,并据此开展了轨道交通网络建设。在短短20余年间,上海轨道交通从无到有,从单线运行迈入网络化运行阶段。截至2014年底,上海轨道交通运营线达16条(含磁浮线、金山支线),线网总长约615 km,日均客流量达到750万人次,在城市公共交通中承担着越来越重要的作用。

1.2 发展思路

经过20余年的集中快速发展,上海轨道交通取得了巨大成就,并成为日常居民出行的主要交通工具。在取得成功的同时,也暴露出一些不足,主要体现在网络模式单一、快线不快、布局不均衡以及换乘效率低等问题上。结合上海新一轮总体规划编制工作,未来上海轨道交通网络将改变目前以地铁为主的结构形式,形成“一张网、多模式”的网络结构,体现长三角一体化发展、城乡统筹发展的规划思路。所谓“一张网、多模式”,是指构建适合全球城市发展的包含城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通的整体运营网络,通过枢纽节点换乘和运营衔接,促进多种轨道交通系统的融合，提供与长三角节点城市、新城和新市镇发展相适应的互联互通的轨道交通服务(见图1)。

相对单一制式的系统结构,在多模式网络结构下,更加注重网络的互联互通、通道资源复合利用和网络设施资源共享。采取灵活多样、适合城市特点的网络运营模式,是发挥多模式网络结构优势、提升网络整体运行效率、集约通道资源和网络设施资源的重要保障。本文结合国内外城市的轨道交通发展经验,对多模式网络结构的4种主要运营模式进行深入剖析。

图1 轨道交通网络远景结构图

2 多模式网络结构的四种运营模式分析

2.1 共线共轨运营模式

2.1.1 基本概念

所谓共线共轨运营模式，是指一条线路上存在

快、慢线不同的运营组织方式,快线列车可以直达运行或者只在部分中间车站停留,慢线列车一般为站站停(见图2)。快车在部分车站或区间通过设置越行线的方式对慢车实行越行通过。

图2 共线共轨运营模式示意图

共线共轨运营模式下,正线一般为2股道,越行线通常结合车站设置,越行站一般为双岛4线站,以分别满足上下行越行需要。如遇条件限制,也可在一条正线一侧设置越行线,另一方向通过渡线灵活组织列车越行。对于城市轨道交通,如果采用地面或高架敷设方式,设置越行设施成本相对较低;如果为地下敷设方式,设置越行设施成本会大幅提高。常见越行站台布置如图3所示。

2.1.2 运营案例

日本东京筑波快线(TSUKUBA EXPRESS)是一条连接东京千代田区秋叶原和茨城筑波市的近郊通勤线路,全线共设20个车站,开行快速、通勤快速、区间快速、普通等4种列车,不同速度等级列车共线运营,通过在一些车站设置4线越行站实现快车越行。筑波快线运营示意图如图4所示。

图3 常见越行站台布置方式

(1) 快速列车:旅行时间最短,从秋叶原站到筑波站中途仅停靠7站,最快45 min可到达筑波站。

(2) 区间快速列车:为第二快速列车,中途停靠14站,全程约52 min。

(3) 普通列车:为传统站站停列车,中途共停靠18站,全程约57 min。

(4) 通勤快速列车:仅在早晨和傍晚的交通高峰时段运行,中途停靠11站,从秋叶原站到筑波站约需49 min。

筑波快线通过在一条线路上开行不同等级列车,在不大幅增加工程成本的条件下,能较好地满足旅客的不同出行需求,对于覆盖范围和服务时间都有较高要求的市域轨道交通具有较好的适应性；但由于开行多种等级列车,列车运营组织较为复杂。2.1.3 特点分析

共线共轨运营组织方式,一方面可保证大多数乘客缩短出行时间的需求,另一方面可保证全线有较高的服务水平。但是，为了快车越行,在越行站需增加2条轨道线路及扩大车站规模,从而增加了工程投资；且一条线路上开行多种速度等级列车，列车运营组织比较复杂，对车站导向系统和识别标志提出了更高要求。

图4 筑波快线运营示意图

从我国各大城市轨道交通运营实践来看,共线共轨运营模式适合在运量较小、运能较为富裕的市域线上使用,如机场快线等。

2.2 分线运营模式

2.2.1 基本概念

所谓分线运营模式，是指同一通道内不同速度等级的列车在各自的线路上行驶。快车、慢车各行其道,两者之间的运营通过换乘设施结合起来(见图5)。此运营模式下的快慢线分线设置,既可以在同一平面内,也可以上下布置。

图5 分线运行的运营模式示意图

分线运营模式下,正线通常为4股道或更多股道。由于快、慢车分线运行,彼此不受干扰。换乘站可以布置为平面双岛4线站,或根据线路情况,设置为上下同站换乘等形式(见图6)。分线运营对通道空间要求较高,除非在城市规划中预留了宽通道条件,否则在城市化地区实施成本和实施难度均较高。

图6 分线运行车站布置示意图

2.2.2 运营案例

巴黎都市圈轨道交通网络分为RER、M、T三种类型线路。其中，RER线为巴黎全区快速铁路网,覆盖了巴黎都市圈内的主要城镇,是一种长距离、大站距的快速轨道交通线路;M线为中心城区的地铁线路,发车频率高、站距短、运量大;T线为现代有轨电车线路,主要分布在中心城区外围地区,以切向联络线为主。

巴黎轨道交通网络分布如图7所示。其中，作为快速铁路网,RER线也进入到巴黎中心区,在部分区段与M线共通道分线运行,并通过一些换乘站实现RER线与M线之间的运营衔接。例如，RERA线与地铁M1线在巴黎中心区除一小段外,基本共通道运行,两条线路可通过La Défense 、Charles de Gaulle Etoile、Gare de Lyon和Nation等4站进行换乘。

2.2.3 特点分析

分线运营模式下，快慢车分别独立成体系,运营组织相互影响小,具有很大的灵活性,同时运能不受限制。但是，快车在进入市区后要新建线路,不仅增大了投资,在市区慢车线路已建成情况下,也会增加施工难度和工程造价;快慢车之间的换乘便利性相对于共线共轨运营模式也较低。

图7 巴黎轨道交通网络分布图

我国部分大城市在大力建设城市轨道交通网络的情况下,随着交通出行距离的不断增加,都提出了发展轨道交通快线的诉求。如果在轨道交通网络规划中没有事先考虑好快、慢线的布局,在建设中没有同步实施或者预留,将加大今后分线运营模式下的快线建设难度和代价。

2.3 跨线运营模式

2.3.1 基本概念

跨线运营模式下,不同速度等级的列车一般为不同的轨道交通制式,但是有条件接入到另一制式线路上运行,从而实现不同线路之间的互联互通。跨线运营模式以东京轨道交通最为典型,除小田原线与千代田线外,东京都市圈山手线外私铁与内部地铁线大部分均能实现跨线运营。跨线运营模式下,快线与慢线必须在车辆限界、系统供电、通信信号等技术标准上实现统一或兼容。跨线运营模式示意图如图8所示。

图8 跨线运营模式示意图

2.3.2 运营案例

东京市郊铁与地铁之间的直通运营多采用跨线运营模式,以地铁千代田线与私铁小田急小田原线为例,两条线路在代代木上原站接轨,千代田线列车可直接驶入小田原主线,开往多摩、小田原等方向。千代田线与小田原线跨线运营示意图如图9所示。

为了满足线路间的互通运营,代代木上原站接轨站被改造成双岛4线布置形式(见图10),中间两根轨道供千代田线使用,两侧轨道供小田原线使用。

2.3.3 特点分析

跨线运营模式有利于发挥不同制式的技术优势,例如市郊铁路与城市轨道交通之间互联互通,既能在郊区段发挥市郊铁路大站距、高速运行的特点,减少车辆配置量,并实现市郊客流直达中心城区,又能有效缓解换乘站的客流压力;而且通过灵活组织列车开行交路,可进一步提高运营组织的灵活性。

图9 千代田线与小田原线跨线运营示意图

图10 代代木上原站示意图

但是,发展跨线运营也有一定的限制要素,从东京轨道交通跨线运营的发展历程来看,除了要从线路、车站、车辆、供电、通信、信号等方面统一技术标准外,还要在运营管理上进行有效协调。

(1) 技术标准。由于传统铁路制式与城市轨道交通制式在车辆、供电、信号等方面的技术标准存在差异,难以实现直通运营。对于建成线路,通过技术改造实现直通运营成本较大,且对日常运营产生较大影响,具有较高的社会风险。因此，发展跨线运营应从规划阶段予以考虑。

(2) 运营组织。郊区线与市区线直通运营后,除了运营组织较为复杂外,还要防范大客流风险。由于郊区线路的接入,市区城市轨道交通线路旅客运输能力受到影响,尤其在高峰时段,郊区列车进入市区后剩余载客能力有限,易引发运营大客流风险。

2.4 接线运营模式

2.4.1 基本概念

接线运营也是国内较为常见的运营模式，郊区和市区两条不同制式(或编组)的轨道交通线路通过换乘连接,实现乘客市、郊间乘行不同速度级别或者不同运能级别的列车。接线运营模式示意图如图11所示。接线运营模式也称为接驳运行模式。

图11 接线运营模式示意图

2.4.2 运营案例

在城市轨道交通线网规划过程中,为了提高中心城区的线路客流效益,部分长大线路在郊区采取断点运营的方式,针对市区和郊区不同的需求特征,采用不同的线路规划技术标准或者不同的车辆编组。例如，现上海铁路金山支线和轨道交通3号线为不同的车辆制式,两条线路在上海南站站(都为终点站)与轨道交通1号线和规划中的15号线、机场快线等形成多线换乘(见图12)。铁路金山支线主要服务金山、松江等市郊客流进入市区的需求,而3号线为城市轨道环线的组成部分，两条线路由于系统制式不兼容,不能实现线路间的跨线运行,只能通过换乘形成客流的对接。又如,现轨道交通2号线在广兰路站实行接线运营模式。广兰路站以西段列车为8节编组,广兰路站以东段列车为4节编组，两段线路虽为同一种制式,但列车编组不同,目前东、西两段线路不能直通,而是在广兰路站换乘。

2.4.3 特点分析

接线运营模式下,仅需在两条线路之间做好换乘衔接。这实质上是一种虚拟直通运营模式,线路之间运营互不影响。但是,这种模式在两线连接处增加了换乘,给乘客出行带来了不便,且随着郊区人口的增加,接线换乘枢纽的客流压力将越来越大,会给车站的运营安全带来一定隐患。

图12 上海南站站城市轨道交通平面布置图

3 结语

实现包括市域铁路在内的多种制式轨道交通参与城市客运交通,是提高大城市公共交通服务水平、体现公交优先发展思路的重要手段。深化研究不同制式轨道交通间的衔接换乘和互联互通运营组织模式,是提高轨道交通网络整体运营效率的重要内容。在区域一体化、城乡一体化发展背景下,实现城际铁路、市郊铁与地铁间的交通衔接和网络互联互通,对于支持城镇空间体系优化具有重要意义。但是，不同系统制式间实现互联互通,需要政府部门做好协调相关建设主体利益、制定统一和兼容的技术标准、预留不同运营模式下的实施条件等工作。

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Four Operation Modes of Urban Rail Transit Network Interconnection and Intercommunication

ZHANG Anfeng, LIU Tao

In the future,Shanghai rail transit will form a network structure with multi-levels and modes.In network planning,the interconnection and intercommunication between different rail formats should be deeply considered to improve the operational flexibility and exert the efficiency of the overall network.In this paper,four operation modes-unilinear mode,separate line mode,cross line mode and connection mode—are introduced, then combined with the experiences of rail operation in both China and foreign cities,the characteristics of different operation modes are analyzed aiming to look for a suitable one for Shanghai rail transit.

rail transit; interconnection and intercommunication; operation modes

F 530.7

10.16037/j.1007-869x.2016.07.027

2015-11-20)