川道型城市构建轨道交通概念线网研究

田　飞

(中铁第一勘察设计院集团有限公司　西安　710043)



川道型城市构建轨道交通概念线网研究

田飞

(中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043)

摘要川道型城市分布于丘陵沟壑之内，其城市轨道交通网络不可能像平原型城市那样以“面”形向四周扩展布局。通过对川道型城市的区域特征分析，总结出居民出行总体呈现“横向聚集、轴向交流”的特征，通过“线”形沿川道主轴布线，以川道断面客流测试轨道交通线路数量，根据组团连接关系拆分组合线路，形成川道型城市的概念线网，最后以西宁市轨道交通概念线网的构建作为示例，为今后川道型城市轨道交通线网布局提供借鉴。

关键词川道型城市；轨道交通；概念线网；川道断面客流测试

1川道型城市

川道型城市又称川谷型城市，是指城市集中在相对低平的山间盆地或谷地、濒临河流，城市的主体在河谷中形成和发育的狭长的城市。川道型城市由于分布在丘陵沟壑之内，区位特征表现有以下几个特点[1]：

1) 空间局限性。表现在城市由于受山体的限制，空间受到了严重制约。城市空间形态呈现出沿河流枝状发展的格局，主要分布在川谷地带。

2) 组团封闭性。由于城市组团被地形限制在不同的沟谷内，组团之间往往只通过1条或2条主干通道连接，很难像平原城市那样道路四通八达，信息流、人口流、物资流互相流通。川道型城市的组团互动表现得相对封闭。

3) 组团孤立性。受空间封闭性影响，城市兴建的公共设施只能覆盖本组团内部，各个组团相继发展成一个个单独运行的独立个体，相互孤立。最终城市发展距离功能分区的规划思路越来越远。

2客流分布特征

1) 总体呈现“横向汇集、轴向交流”的特征。由于受川道地形的限制，居民出行一般沿川道横向道路汇集到川道轴向主干道上，再由轴向主干道被运送到目的地(见图1)。

图1　川道型城市居民出行特征

图2　川道城市拥堵区域示意

2) 城市交通顽疾基本都处于川道汇集区。受地形限制，居民出行只能沿川道主轴实现跨组团或跨川道的出行，往往在2条川道交会区域形成主轴客流汇集。随着交通量的持续增长，最终形成拥堵。在汇集区域出现交通拥堵后，由于川道主轴交通设施的单一性，拥堵持续沿川道反向蔓延(见图2)。

3) 主川道客流与分支川道客流量级相差较大。川道由于相对孤立，导致发展不平衡，主要城市设施都分布在主川道上，导致主川道主轴上客流量级大；再加上分支川道跨川道出行、出入城市远距离出行都需要经过主川道，使主川道客流量级是分支川道客流量级的2倍以上[2](见图3)。

图3　跨川道出行示意

4) 慢行交通和公共交通出行比例高。川道城市居民以“横向汇集、轴向交流”出行为主，其中横向汇集客流主要依赖步行和自行车交通(严寒地区自行车出行少，以步行为主)，轴向交流主要依赖人均占地面积少的公共交通，这就使得慢行交通和公共交通出行比例非常高。

3构建概念线网

3.1初始线网

图4　川道城市初始线网

由于川道城市居民都是沿川道纵向交流，城市轨道交通作为城市骨干交通，理应承担起川道轴向交流的骨干作用，沿川道纵向主轴布设轨道交通线路，形成川道型城市的初始线网(见图4)。

3.2川道断面客流测试

图5　川道断面客流测试

对川道断面进行客流测试，每条川道均可设置数个断面进行客流测试(见图5)。通过川道断面客流测试主要解决2个问题：一是川道上是否需要轨道交通，二是需要几条轨道交通。

在城市综合交通中已设定每条道路断面形式，以此为基础可计算每条道路基本通行能力CB,将断面道路基本通行能力进行累计∑CB。将交通分布结果在无轨道交通的情况下进行方式划分，并在远景线网上进行分配，统计断面高峰小时客流量Qi。计算道路基本通行能力与客流分配的交通需求量差值Δi

Δi=Qi-kCB

式中，k为平均载客量，由交通调查统计得出。

断面i：当Δi<1万人时,川道断面不需要轨道交通线路；当1万人≤Δi<3万人时,川道断面需要1条轨道交通线路；当3万人≤Δi<5万人且川道断面宽度小于4 km时,川道断面需要1条轨道交通线路；当3万人≤Δi<5万人且川道断面宽度大于4 km时,川道断面需要2条轨道交通线路；当Δi>5万人时,川道断面需要2条轨道交通线路。

图6　川道城市基础线网

假设经过川道断面测试，图5中断面2、3、5、7需要1条轨道交通线路，断面1、4、6需要2条轨道交通线路，由此概念线网演变成基础线网如图6。

3.3概念线网

图7　川道城市大区示意

结合川道分布，对城市进行区域分区，如图7所示。D、F区为川道汇集区，需加强轨道交通线网密度;C—D—E—F—G区为城市主川道，相互联系最为紧密。然后根据区域OD大小排序，规划线路连接联系紧密的区域，同 时 将 线 路 拆 分 组 合，形成川道型城市概念线网。

假如除了C—D—E—F—G区联系紧密以外，A、B区联系紧密，概念线网如图8所示；假如除了C—D—E—F—G区联系紧密以外，A、M区联系紧密，概念线网如图9所示。

图8　概念线网一

图9　概念线网二

概念线网满足城市主川道断面上2条轨道交通线路，在川道汇集区加密线网，并最大限度满足大区OD联系紧密的客流直达[3]，基本符合川道型城市客流特征需求。

4示例

以西宁市城市轨道交通概念线网构建为例说明。

4.1西宁市概况

西宁市是青海省省会、西北地区的中心城市之一，地处我国近西部和远西部的结合部，是东部地区生产要素进入西藏、新疆的重要落脚点和经济辐射“二传手”，稳藏固疆的战略基地，是青海省的交通枢纽。市区地处于河湟谷地，四周被南山、北山、西山、大酉山环抱，北川河、南川河、湟水河沿纵向穿过河谷，形成“四山夹三河”地貌特征。城市建设随川道地形展开，整体呈“十字”，是典型的川道型城市形态(见图10)。东西川道长32 km、宽2.5～4 km，南北川道长32 km、宽1～3 km。

图10　西宁市城市形态

4.2客流分布特征

将西宁市城区划分为5个功能区，见图11。进行客流分布特征分析，总体呈现“横向聚集、轴向交流”的特征[4]，见图12。

图11　西宁市城区功能区分布

图12　西宁市客流出行示意

具体客流分布特征总结：

1) 中心区是川道汇集区域，面积虽小，但城市交通活动的核心地位却特别突出。

2) 中心区与其他功能区之间的交流频繁，居民出行的向心性特别明显。

3) 东西向是主轴客流方向。东川道—中心—西川道之间的交流量是南川道—中心—北川道之间交流量的2.5倍。

4) 东川道与北川道联系紧密，西川道与南川道联系紧密。

4.3构建轨道交通概念线网

4.3.1初始线网

图13　西宁市轨道交通初始线网

东西方向、南北方向沿川道纵向各布设1条轨道交通线路，承担西宁市主轴客流。形成十字放射型初始线网，通过慢行交通方式衔接，即覆盖西宁市城区(见图13)。

4.3.2断面测试

选择4个断面(见图14)进行道路基本通行能力与客流分配需求量差值Δ计算，经测算断面2的差值Δ2和断面4的差值Δ4均小于3万人，说明南北川道只需1条轨道交通线路；断面1的差值Δ1、断面3的差值Δ3均大于5万人，说明东西川道需要2条轨道交通线路。由此西宁市轨道交通基础线网形成，如图15所示。

图14　客流断面测试选取示意

图15　西宁市轨道交通基础线网

4.3.3调整线网

1) 中心区核心地位特别突出，交流频繁。构建轨道交通线网时，必须加密中心区轨道交通线路。由于城市中心居民要求乘坐方便，与轨道交通换乘要求步行距离短，本次以步行距离500 m测算，概念线网中心区通过步行衔接覆盖范围见图16，轨道交通覆盖率为67%。

2) 中心区与各功能区之间的交流频繁，占功能区间出行的比例为61.22%。说明基础线网服务的大部分客流目的地为中心区，东西线路和南北线路具有在中心区分割为2条线的可能性，将南北线、东西线在中心区拆分，以增加中心区轨道交通覆盖率。

大区OD排序首先为东川道—中心—西川道之间的交流量，其次为西川道与南川道之间交流量、东川道与北川道之间交流量。因此将东川线与西川线组合、西川线与南川线组合、北川线与东川线组合，同时增加中心区交通覆盖率，使中心区轨道交通覆盖率增加到85.4%(见图17)。

图16　基础线网中心区覆盖范围

图17　概念线网中心区覆盖范围

4.3.4概念线网

概念线网见图18，由3条线路组成：东西向构建轨道交通1号线，贯通东西川道；由中心区向北川和东川辐射，构建轨道交通2号线，连接东川与北川；由中心区向南川和西川辐射，构建轨道交通3号线，连接南川与西川；2号线和3号线通过换乘衔接，形成东西向第二通道。概念线网既加强了东川与西川、东川与北川、西川与南川的联系，又在东西方向上组合形成第二通道。

图18　西宁市轨道交通概念线网

5结语

川道型城市受地形条件的限制，居民出行只能以横向聚集、轴向交流为主，这种客流特征最适合建设轨道交通，为轨道交通提供大量稳固的客流。川道型城市轨道交通网络布局不同于平原型城市的“面”形扩展布局，只能沿川道进行“线”性延展，同时又要加强川道汇集区域线网密度，避免形成轨道交通客流瓶颈地带。笔者结合川道城市交通特征，构建起川道型城市轨道交通概念线网，并以西宁市轨道交通线网进行示例，为今后川道型城市轨道交通线网布局提供参考。

参考文献

[1] 段德罡，王峰.关中地区渭河川道城市发展模式构想[J].城乡建设，2009(3)：67-68.

[2] 宗强，梁院生.山地城市轨道交通线网规划方法初探[J].交通科技与经济,2015(2)：13-16.

[3] 杨学金.河谷型城市轨道交通线路选线研究[J].铁道工程学报,2012，3(2)：69-71.

[4] 西宁市城市轨道交通线网规划(A).西安：中铁第一勘察设计院集团有限公司，2014.

(编辑：曹雪明)

Research on the Concept Network of Urban Railway for Valley Cities

Tian Fei

(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd., Xi’an 710043)

Abstract:Valley cities are mostly located in hilly or gully areas where urban railway construction is not likely to be extended as in the plain cities. Through the analysis of the regional characteristics of the valley cities, the “lateral aggregation and axial flow” characteristics of the residents' travel are summarized in this paper. With the line-shaped layout along the valley lands, the number of the rail transit routes was calculated using the sectional passenger flows. The line combination was split according to the group connection, and the concept network of valley cities was developed. In the end, the construction of Xining rail transit network was demonstrated, which played a directive role in the distribution of urban rail transit network in valley cities.

Key words:valley cities; urban rail transit; concept network; tested by valley section passenger volume

doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2016.03.009

收稿日期:2015-11-07修回日期: 2015-12-09

作者简介:田飞，男，硕士，工程师，从事轨道交通线网规划和建设规划理论与技术的研究，44796257@qq.com

中图分类号U231

文献标志码A

文章编号1672-6073(2016)03-0033-04