大都市圈轨道快线布局比较及其启示

江 捷 宋家骅 邵 源

(深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司,518021,深圳//第一作者,工程师)

大都市圈轨道快线布局比较及其启示

江 捷 宋家骅 邵 源

(深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司,518021,深圳//第一作者,工程师)

基于大都市圈空间圈层划分,比较了东京、纽约、巴黎三大都市圈的轨道快线在规模、功能、通道、枢纽等方面的差异性,指出三大都市圈具有不同的轨道交通网络布局形态。从城市空间形态和历史变迁等角度,分析职住分布、背景发展条件对轨道快线规划的影响,论述三种典型轨道交通网络布局形态的成因,总结国际大都市圈轨道快线规划的技术要点,为我国轨道快线规划建设提供参考。

都市圈; 轨道交通; 布局形态

Author′s address Shenzhen Urban Transport Planning Center Co.,Ltd.,518021,Shenzhen,China

随着我国大城市逐步迈向都市圈发展阶段,城市通勤圈逐渐扩展到传统主城区以外,通勤出行时间不断延长。城市轨道交通被认为是缩短通勤时间、改善出行结构的有效交通工具[1-3]。为便于分类阐述，本文中将除地铁以外的城市轨道交通线路称为“轨道快线”。目前,关于城市轨道交通规划的诸多关键技术环节存在较大争议,本文以国际三大都市圈为例,分析和总结其中的轨道快线规划技术要点,为国内城市轨道交通网规划建设提供参考。

1 都市圈空间圈层划分

国内研究通常将都市圈空间划分为三个圈层:市中心、市区和都市圈[4-5]。相关研究表明,通勤圈范围通常超出城市行政边界,而又小于都市圈范围。例如,东京都市圈最远地区距都心约110 km,而通勤圈范围约为40～50 km[6-7],这一范围又比东京区部(市区)大很多。纽约、巴黎也存在类似情况[8-9]。为便于进行比较研究,本文在市区和都市圈之间加入通勤圈,将东京、纽约、巴黎等三大都市圈的空间划分为四个圈层,如图1～3所示。各圈层面积、人口和岗位数据如表1所示。

图1 东京都市圈圈层划分

•市中心(1区):为城市的CBD(中央商务区),面积约为20～40 km2,居住人口约18万～60万,但岗位规模高达100万～200万,显示出岗位高度集聚的特征。

•市区(1、2区):为市中心及外围高度建成区,面积约为600～800 km2(距市中心15～20 km内),人口约600万～800万(人口密度约1万人/km2),一般为特定行政区域,如东京区部、纽约市及大巴黎区。2区是市中心就业者主要居住区之一,存在一定的就业岗位但密度远低于1区。

•通勤圈(1、2、3区):为市区及近郊地区,面积约为2 000～6 000 km2(距市中心30～50 km),人口约1 000万～2 000万,是绝大多数以市区为目的地的通勤行为发生区域,一般不受行政区边界限制。与市区相比,3区岗位密度显著下降,人口密度也低于2区。

•都市圈(1、2、3、4区):4区是都市圈最外围地区,与市区通勤联系明显减弱,总体处于职住平衡状态。

上述划分参考了文献[9]的研究成果,本文在其基础上进一步引入岗位数与人口数之比这一参数,以解释3区本质即为通勤圈(文献[9]中用commuter hinterland一词来解释3区,但在实际划分中并没有严格按照通勤圈范围来界定),并对巴黎和东京空间圈层划分进行了修正:①文献[9]中巴黎只有3个区,本文按定义划分为4个区,其中4区(巴黎大区)是巴黎都市圈8省合称,其范围超过巴黎通勤圈实际范围,应与同为4区的东京都市圈和纽约都市圈涵义相当;而3区为巴黎都市圈建成区范围(文献[9]中亦有此范围),是实际的巴黎通勤圈;将巴黎市及紧邻三省组成的“大巴黎区”(法语为Petite Couronne,英译为little Crown)作为2区,更符合2区定义。②文献[9]将东京都作为3区,本文根据定义扩大了3区范围。东京都是东京区部、多摩地区和岛部的合称,虽然多摩地区是东京就业者的主要居住地之一,但包括神奈川、埼玉、千叶三县距东京站40～50 km内的大部分地区都居住着大量的区部就业者。本文参考国内外学者对东京都市圈的研究成果[6,10],识别出东京通勤圈的大致范围,将其作为3区进行比较。

图2 纽约都市圈圈层划分

图3 巴黎都市圈圈层划分

圈域东京纽约巴黎面积/km2岗位人口比/%人口/人岗位人口比/%面积/km2岗位/个人口/人岗位人口比/%面积/km2岗位/个人口/人岗位人口比/%1区42238．126．689523196．754．336229102．562．21651，2区617724．9816．489757413．2749．755762351．4614．1571，2，3区39931126．62262．0505793744．41352．6552060449．4879．1511，2，3，4区131431644．13179．752331651067．41984．35412011507．51066．148注：引自《TheFourWorldCitiesTransportStudy》，本文对变更圈层(东京3区、巴黎2区和3区)的数据进行了统计和更新

2 大都市圈轨道快线布局比较

2.1 网络规模及分布

三大都市圈轨道快线和地铁分圈域统计数据如表2所示。其具有如下特征:

(1) 规模:轨道快线总规模达到1 500～3 000 km,约为地铁线路的4～8倍;

(2) 布局:与地铁相比,轨道快线主要分布于3～4区,1～2区线路规模相对较小。其中,东京和巴黎2区内轨道快线规模显著高于纽约。

2.2 功能细分

轨道快线规模大幅增长主要出现在郊区化发展阶段。部分轨道快线建设之初主要服务于都市圈通勤出行需求,服务区域一般在通勤圈以内,定义为“通勤快线”,如巴黎RER(快速市域线)系统、东京私铁线路(主要提供通勤快线服务)及纽约三大通勤铁路系统。另有部分快线服务范围延伸至4区及以远地区,这类线路提供全天发车相对均匀的运输服务,发车间隔不具有明显的峰谷特征,主要实现远郊乃至更远地区与市区的连通功能,定义为“连外快线”。东京JR线、纽约通勤铁路的部分列车及巴黎Transilien系统均具有典型的连外快线特征。两类快线的服务范围与运营特征如表3所示。

表2 三大都市圈轨道快线和地铁分圈域规模统计 km

表3 轨道快线功能细分

2.3 放射通道总体分配情况

虽然三大都市圈轨道快线规模都很大,但放射型轨道快线占放射型轨道线路的比例相差甚远。东京放射快线比例高达71%,巴黎为47%,而纽约仅为21%(见表4),表明东京将更多的放射通资源道分配给了轨道快线。进一步考虑快线功能细分,东京24条放射快线中通勤快线比例约为2/3,巴黎则约为1/2,即东京约1/2的通道资源给予了通勤快线,而巴黎仅为1/4左右。放射通道数量决定外围地区进入市区的客运能力,继而决定高峰期由外围进入市区的通勤者数量,暗示东京2区内有更多的就业者居住在外围。

2.4 快线通道选择

(1) 东京:快线与地铁直通运营。东京早期的轨道快线大多止于山手线,通过换乘地铁或有轨电车进入市中心,然而巨大的换乘量导致换乘枢纽瘫痪[10]。东京意识到轨道快线引入市中心的必要性,通过轨道快线与地铁直通运营的方式分配有限的通道资源。根据地铁和快线列车在地铁区间内的运营特征,可将东京地铁13条线分为4种类型：I型线路不存在直通运营,仅提供地铁服务,包括早期建成的地铁银座线和丸之内线,及大江户环线;Ⅱ型线路高峰和平峰均提供一定的快线直通运营服务,包括三田线、日比谷线、有乐町线、副都心线;Ⅲ型线路高峰期以直通运营为主,包括浅草线(西马込至岳泉寺)、新宿线、东西线、千代田线;Ⅳ型线路基本上作为快线进入市中心通道,包括浅草线(岳泉寺至押上)、半藏门线、南北线。可见,除了早期建成的线路和环线,其他线路在高峰期均为轨道快线直通运营提供便利。轨道快线列车进入地铁区间后采用站站停模式,地铁运能并没有受到实质影响。

表4 三大都市圈放射轨道线规模及构成

(2) 巴黎:快线并线敷设。与东京不同,巴黎RER和Transilien功能差异明显。RER的服务范围和运营特征具有典型的通勤快线特征,如服务范围主要在3区内、明显的峰谷发车特征及高峰期发车频率接近地铁等;Transilien则具有典型的连外快线特征。一条RER与一条Transilien线路并线进入市区是最常见的敷设方式,RER线路深入到市中心(进入市中心后RER线路间常并线敷设),进入2区后停靠站点数量更多(以分散换乘压力),而Transilien停靠几个主要站点后止于市中心边缘的七大火车站[11]。

(3) 纽约:快线与地铁独立通道敷设。虽然纽约通勤铁路网络非常发达[12],但其形态为典型的“树枝状”,在外围地区通过大量的支线提高覆盖率,市区内并为几条主要通道进入市中心。纽约几乎不存在地铁与通勤铁路共通道或共轨的情况,通勤铁路与地铁通道独立,通勤铁路在市区内一般沿次要或边缘通道敷设,主要通道留给地铁。

2.5 轨道枢纽体系

通道选择和分配上的差别,进一步导致轨道枢纽布局体系差异化。三大都市圈枢纽体系最大的差别在于快线枢纽。东京的快线-地铁换乘枢纽约有27个,数量众多的快线-地铁换乘枢纽分散了通勤高峰期巨大的换乘压力;纽约快线换乘集中在中央车站、宾州车站等少数几个大型枢纽;巴黎快线-地铁枢纽约10个,其中有多个多线换乘枢纽。此外,东京和巴黎还拥有一定数量的快线-快线枢纽,这类枢纽基本位于外围,选址上常与重要城市节点耦合,带动外围重点地区的发展。

2.6 轨道网络形态

上述分析表明,三大都市圈轨道交通网络(以下简为“轨道网”)形态截然不同,进一步分析职住分布特征,发现轨网形态与职住分布特征高度相关(见表5)。

(1) 东京:严重职住分离与大量通勤快线。东京市区约304万就业者居住在20 km外(超出地铁有效服务范围),占市区就业者总数的42%。东京轨网以通勤快线为主,为将大量通勤快线引入市区乃至城市中心,东京轨网极为复杂:一方面不得不通过直通运营增加通道资源分配的比重;另一方面大量快线和地铁在市中心交汇,形成诸多的多站换乘枢纽，据统计,山手线内76个轨道交通车站中34个为换乘站,其中10个为4线换乘站,3个为5线换乘站。

(2) 纽约:通勤圈以地铁为主。虽然纽约通勤圈范围与东京基本相当,但市区仅有约40万就业者居住在20 km外,大部分通勤出行通过地铁系统就可以覆盖。纽约“树枝状”通勤铁路网络既可适应外围就业者分布广而散的特征,也可使这部分客流(规模相对有限)集中利用少量通道进入市中心及在几个大型枢纽集中换乘。与东京相比,纽约轨道网更为简单高效。

(3) 巴黎：轨道网复杂程度介于东京和纽约之间。20世纪90年代,巴黎约有50万就业者居住在20 km以外,沿河谷或主要干道相对集中分布,RER在此阶段大规模建成并服务这部分通勤出行需求[13]。与东京相比,巴黎通勤快线及枢纽规模相对较少,线路运营相对独立。其轨道网复杂程度介于东京和纽约之间。

表5 三大都市圈职住分布特征与轨道网形态

3 对我国轨道快线规划的启示

3.1 轨道网形态与职住分布特征高度相关

东京、纽约和巴黎均被视为强中心型城市的典型代表[14-15],然而三者在职住分布特征和轨道网形态上差异较大。从历史变迁的角度,城市空间与轨道网互动发展并形成路径依赖,而起点一般基于城市特有的资源禀赋[16-17]。东京市区存在大量早期建成的木屋建筑,容积率低,居住单位供应数量受限[10],在城市更新遇阻的情况下,大量就业者溢出到外围地区,产生了大规模通勤出行需求,轨道网形态逐步演变成以通勤快线为主。纽约在2区分布了大量中高层居住区,将90%通勤者留在了市区范围(即地铁有效服务范围)内,相应地纽约也拥有三者中规模最庞大、布局和运营最复杂的地铁系统。巴黎在20世纪90年代前被视为强中心型城市的代表,但受到市中心用地和开发强度等方面的限制,其逐步将新增就业岗位分布到2区和3区的多个副中心,近年来市区居住人口有所上升,职住分布更趋均衡,甚至出现一定比例的反向通勤出行[18]。在这一过程中,通勤快线的功能也逐步由典型中心放射型线路转变为主次中心之间的快速联络线路。

与东京相比,纽约通过城市土地利用规划有效控制通勤圈的无序蔓延,不仅显著降低了轨道网复杂程度,减少基础设施投入,而且提高了运输效率和服务水平。东京近年来对职住分布形态进行反思,提出了一系列治理通勤圈的措施[19]。我国诸多大城市的通勤圈范围已逼近15～20 km,控制通勤圈边界应成为这一轮大城市规划的重点;少数通勤圈已经扩大到30～50 km的特大城市,需尽早开展通道和枢纽预控工作,为快线引入中心城区创造条件。

3.2 细分城市空间和快线功能

轨道快线规模及布局与城市形态高度相关,应基于城市空间结构和职住分布细分快线功能。本文识别出通勤圈和都市圈两个圈层,进而将轨道快线划分为通勤快线和连外快线。这两类快线在服务空间、出行目的和运营特征上差异较大,规划要点各不相同,不能以一概全。连外快线和通勤快线在规划上需注意以下几点:①原则上快线均需引入市中心,但通勤快线比连外快线的需要程度更高,因为通勤乘客对时间和换乘敏感性更高[20];②通勤快线比连外快线更需要核心通道资源;③通勤快线高峰期客运量更大,进入市区后需要规划更多的站点,以分担上下客和换乘压力。

3.3 重视快线规划的发展背景

基于不同的发展背景,三大都市圈在快线规划上做出了不同选择,借鉴国际案例经验时必须考虑发展背景的差异性,不能盲目照搬。首先,应考虑轨道网形态的差异。放射快线比例低更有条件独立敷设,利用共轨或共通道等方式或是不得已而为之。其次,应考虑不同的发展背景条件。东京通勤快线规划之初大部分地铁线路尚未建设,为其在轨道网规划中提出直通运营要求并实现直通运营奠定了基础。巴黎在修建RER之时地铁与市郊铁路均已建成,其通过将部分市郊铁路轨道与市中心新建的地下通道相连形成RER线。此外,应详细分析各种作法的局限性。例如,东京直通运营虽然细化了通道分配,但快线列车进入地铁区间后站站停靠,通行速度受到影响,只能通过在外围越行来提速;东京私铁和JR线早期多为货运铁路,配设了更长的站台及更多的越行股道,克服了越行组织导致的车站投资增加和运能降低问题;巴黎整合分散的市郊铁路形成RER线,但部分市郊铁路由于供电制式不同,车辆难以过轨运行,直到研发出双电压制式列车[21]。

3.4 合理规划和预留换乘枢纽

轨道交通枢纽规划选址需与城市中心体系耦合。轨道快线引入市中心势必增加枢纽数量,尤其是多线(3线以上)换乘枢纽数量,在轨道交通网络规划时应视需求合理预留多线换乘枢纽,确保轨道出行最为集中的区域具有最好的轨道可达性和换乘条件。在外围次中心或重要发展节点构筑轨道交通枢纽,有助于提升区位,促进外围重点地区的发展。

4 结语

本文以东京、纽约和巴黎三大都市圈为例,总结轨道快线规划在规模、功能层次、通道选择、枢纽体系等方面的技术要点,从职住分布特征和发展背景条件出发,分析轨道网形态成因,总结三大都市圈快线规划的经验教训及对我国轨道快线规划的启示。轨道快线的发展同样受到轨道交通规划建设模式的影响和制约,这一方面的研究有待深化。

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Comparative Study of the Layout Patterns of Regional Transit Network in Metropolitan Area

JIANG Jie,SONG Jiahua,SHAO Yuan

Based on the defining of circle zones in metropolitan areas, the differences of infrastructure, function, corridor and interchange of regional transit network as well as metro networks in Tokyo, New York and Paris metropolitan areas are comparatively studied, their different layout patterns of rail transit network are pointed out. By analyzing the influence of the spatial jobs-housing patterns and the development conditions on regional transit network planning from the angle of urban space and historic changes, the development trajectories of typical rail transit network in the three metropolitan areas are described, their technical points are summarized, to provide a reference for mass transit development in China.

metropolitan area; rail transit; layout pattern

U 212.1

10.16037/j.1007-869x.2017.01.002

2015-05-08)