关于市域快速轨道交通线网规划的思考

陈冠儒， 刘明敏

(1. 广州地铁集团有限公司，广州 510335； 2. 广州市交通规划研究院，广州 510030)

关于市域快速轨道交通线网规划的思考

陈冠儒1， 刘明敏2

(1. 广州地铁集团有限公司，广州 510335； 2. 广州市交通规划研究院，广州 510030)

通过总结国外大城市快速轨道交通的发展经验，指出超大城市市域快速轨道交通线网应基于既有城市轨道交通实施，并给出市域快速轨道交通的系统制式、设计速度、线路运输能力、运营模式及收费方式等主要技术指标选择。以广州为例，提出市域快速轨道交通“贯穿式”空间网络布局的设想方案，并通过与地铁线路互联互通，实现广州远郊区域快速通勤的目标以及城市轨道交通网效益最大化，为国内(超)大城市发展轨道交通提供借鉴。

市域快速轨道交通； 轨道交通体系； 线网； 旅行速度

城市空间的外扩致使居民生产、生活间距离拉大，从而进一步导致了城市居民平均日常通勤时间的不断攀升。据报道，目前北京的平均通勤时间已增长至52 min，居全国首位；另据媒体调查，广州通勤时长在30 min以内、31～60 min、60 min以上者分别约占19.8%、37%、43.2%，近7成受访者认为理想通勤时长应在30 min之内。随着通勤时间的不断增加，城市居民的焦虑感随之增长，幸福指数降低[1]。为此，北京市提出力争到2020年构建一体化的区域综合运输服务体系，形成以北京为中心50 km半径范围内的“1 h交通圈”。如何深化大运量城市轨道交通的供给侧结构性改革，提升居民幸福指数，是国内超大城市(如北京、上海、广州等)当前亟待解决的问题。

1 现状分析及问题提出

目前，国内超大城市在发展轨道交通时均意识到一个重要问题：既有市域线与城市线形成的城市轨道交通线网，服务长距离出行且耗时长，缺乏与小汽车的竞争优势，从而影响、制约超大城市郊区新城的发展[2-3]。广州轨道交通发展至今，虽在支撑城市空间扩展、优化土地利用布局等方面，取得了巨大成就。然而，同样面临着市域线难以满足市域快速通勤的要求。随着广州城市空间格局的进一步拉开，构建市域快速轨道交通(以下简称“市域快轨”)线网、进一步完善优化广州城市轨道交通网络体系已迫在眉睫。市域快轨线网规划及主要技术指标的研究对城市未来的发展具有积极而深远的影响。

1.1 中心城区与外围城区快速联系不足

目前，广州城市轨道交通运营线路设计速度均在120 km/h及以下，旅行速度为50 km/h左右或更低，基本不能满足中心城区与外部各组团之间的快速出行需求，导致中心城区对各组团之间辐射力不强，如图1、2所示。

图1 现行规划旧城中心(公园前地铁站周边)地铁出行等时圈分布Fig.1 The distribution of traffic isochronous loop for subway in the old city center (Gongyuanqian Station)

然而，无论是城市化进程，还是行政区划调整，广州目前均已进入了较高阶段的城市化形态。城市形成了主城区+东、南、西、北近郊新城+南沙、番禺、增城、从化、花都城区的“强中心、多组团”的市域空间结构，如图3所示。随着“强中心”与“多组团”之间的联系日趋紧密(尤其是中心城区与南沙副中心的联系)，城市向心轴向交通的压力日渐明显，如图4所示。中心城区与外围副中心的联通效率必须进一步加强。因此，笔者大胆设想，打造50 km半径范围内的“半小时交通圈”，即规划100 km/h以上旅行速度的市域快轨。

图2 现行规划新城中心(珠江新城CBD)地铁出行等时圈分布Fig.2 The distribution of traffic isochronous loop for subway in the new town center(Zhujiang New Town Station)

图3 规划空间格局Fig.3 Spatial pattern of planning

图4 公共交通客流走廊分布Fig.4 Distribution of public transport passenger corridor

1.2 轨道交通体系尚不完善

从目前广州市的轨道交通系统现状及规划来看，轨道交通系统包含国铁(高铁、普铁)、城际铁路、地铁和有轨电车。

高铁和城际铁路是城市对外联系的重要方式。高铁基本不服务城市内部出行；城际铁路部分线路在广州市域内有多个站点，但从目前的管理体制、运营方式方面来看，城际铁路服务城市内部出行的功能和服务水平有限；有轨电车作为一种中、低运能的轨道交通运输系统，是城市轨道交通系统的补充、延伸与加密。

传统的地铁网络体系按照功能定位和服务范围分为市域线、城区线、组团线。其中，传统市域线路一般设计速度较高，但通常兼顾中心城区和外围组团。在外围组团, 站间距大, 线路较顺直；而进入中心城区, 站间距变短，许多地段线路布线因受限因素多，曲线半径较小、坡度较大, 行车速度受到限制。

因此，从目前的轨道交通网络体系组成来看，缺少市中心与远郊区新城、副中心节点间快速通达的市域快轨线网。

2 国外超大城市实践

国外超大城市的市域快轨共同点是：均是在城市由“城市单中心”结构向“都市圈多中心、组团式”结构发展时建设的，建设时充分利用了原有铁路系统的改造升级，线路设计速度均在120 km/h以上，采用灵活的运输组织方式，实现了城市外围组团与城市中心区的快速联系，市域快轨线网能独立成系统。不同点是：市域快轨线网结构形态以及与市区地铁线网的相互关系各异，在市域快轨线网空间结构形态方面，东京为“环+放射”式、巴黎为贯穿式、纽约为多点放射式；市域快轨与市区地铁线网的相互关系，东京为“灵活组织+最大限度贯通运营”、巴黎为“并行+多点换乘”、纽约为多点换乘。具体分析如下。

2.1 东京市域快轨

东京都市圈轨道交通经过百年发展，在空间网络布局方面，形成了以山手线(JR环线)为界，环内以地铁为主，市域铁路与地铁通过山手环线换乘的“内地外铁”的轨道交通线网；在运营组织方面，实现了市域快轨与城市地铁最大限度的贯通运营。市域铁路采用E233、E259等车型，设计车速为120～130 km/h，运用大站快线等运营组织模式，旅行速度可达到60 km/h，其中筑波快线的旅行速度达到了78 km/h，实现了快速串联东京都市圈“一都三县”的功能。

2.2 巴黎市域快轨

巴黎大区的轨道交通线网的层次清晰、分明，主要由市区地铁、区域快轨(RER)、市郊铁路构成。市区地铁系统线路短，站间距短，服务范围主要为巴黎市区；为支持郊区新城的建设和发展，通过对部分既有市郊铁路改造而成的区域快轨(RER)，分别采用设计车速为140、130 km/h的Z20900、M184等车型，为大巴黎地区提供通勤服务。区域快轨(RER)与市区地铁是两个独立的系统，在穿越中心城区段时与地铁线路平行，通过换乘站实现与地铁线网的协同。RER线网包含多条支线，站点分布外密内疏，运营组织灵活。

2.3 纽约市域快轨

纽约大都会区通过通勤铁路模式实现郊区与市中心的快速联系，以市中心中央总站、宾西法尼亚站及霍肯站为端点，通过长岛铁路、北部铁路及新泽西铁路形成辐射半径50～60 km的多支线的网络系统。

3 市域快轨功能定位及主要技术标准

3.1 功能定位

市域快轨是城市在其规模发展到较高阶段时，为满足市域快速出行需求(特别是市域向心通勤需求)而演变的大运量高速轨道交通运输系统[4]。

市域快轨服务于市域内长距离出行，具有提高城市中心城区地铁快速易达性，加强核心区与近郊新城、城市副中心、大型交通枢纽之间快速通达，带动城市外围组团、副中心及新城发展等功能。

3.2 主要技术标准

3.2.1 系统选择

鉴于地铁与国铁、城际线路的主要设计参数尚不完全统一，如表1所示[5]。从运营安全和服务水平的角度考虑，市域快轨系统应在车辆、信号系统、行车方向等方面与地铁线网尽量保持统一或相似，以便于该两种系统的贯通运营，实现线网效益的最大化[6]。另外，为使列车保持较高的行车密度和服务水平、提升通达性，市域快轨网络应实现互联互通[7]。通过与地铁的协同运作，市域快轨与地铁共同构成整个市域的骨干交通。

3.2.2 设计速度的选择

由图5可知，线路平均旅行速度不仅与最高设计速度有关，还与列车在各区间的达速比(保持最高运营速度运行距离的比例)有关，而达速比又由平均站间距、编组列车动车与拖车比例等因素决定。

表1 地铁与国铁、城际铁路设计参数对比

图5 列车区间运行示意Fig.5 Diagram of train running

根据运营经验，列车能在区间50% 以上的长度内保持最高运营速度较为合适。结合车辆动力性能，计算各最高速度与站间距之间的关系见表2，因此，市域快轨可选择设计速度等级为140～160 km/h 。

表2 不同速度等级列车加减速距离及合理站间距建议值

为兼顾市域快轨沿线大客流组团，有可能采用快慢车运营模式。在该运营模式下，因快车越站运行，线路的平均站间距可适当减小。

3.2.3 线路运输能力

考虑对超大城市市域快轨线路及站点的设置，连接远郊城区的市域快轨高峰单向断面客流量可能在1万～2万人次/h，连接近郊新城的最大断面客流量可能在2万～4万人次/h。线路运输能力可在上述情形下，预留一定的能力富余(波动系数1.15～1.3)[8-9]。

3.2.4 运营模式及收费

借鉴纽约、东京等超大城市的运营经验，考虑采用灵活的运营模式，以公交化运营为主，采用快慢车运营等多元模式。

为提升乘客的舒适度，市域快轨座席比例应高于一般地铁线路。与此对应，市域快轨收费标准应区别于既有地铁网络的计费，体现优质高价的原则。增加能够识别乘客乘车路径的设备以便于票务清分。

4 线网规划方案设想

4.1 规划思路

本次广州市域快轨线网规划设想方案是结合广州市现状客流分布和未来城市空间格局，综合各大组团间的快速联系需求，在广州市国铁(普铁和高铁)、城际和地铁网络规划方案基础上，通过对国外市域快轨的研究与实践的经验得失总结而提出的。

4.2 规划目标

构建层次明晰的轨道交通网络体系，高效串联广州外围组团的重要节点，压缩市域内出行的时间，实现更多外围组团30 min内到达中心城区，实现50 km都市通勤圈的快速通达；通过与市域快轨的换乘节点提升既有地铁线网的服务水平，提高市域内站点间30 min互达比例(见图6、7)。

图6 广州各新城、副中心与公园前站的出行时间期望Fig.6 The travel time expectation of Guangzhou new town, subcenter and Gongyuanqian station

图7 广州各新城、副中心与珠江新城站的出行时间期望Fig.7 The travel time expectation of Guangzhou new town, subcenter and Zhujiang New Town station

4.3 规划方案

轨道交通网络的规划既依据、支持城市规划，又对城市发展起导向作用。经过多轮城市总体规划、轨道交通线网规划与修编，广州城市轨道交通网络已初具雏形，基本覆盖了城市主要客流走廊。综合广州的城市形态、空间结构、未来发展、客流需求以及轨道交通工程技术等因素[10]，充分比选3种不同类型的市域快速轨道交通规划方案(见图8)，广州市域快速轨道交通线网规划设想方案在空间布局上宜采用贯穿中心城区模式(即方案2)，对于具备与地铁线路贯通运营条件的市域快速轨道交通线，可借鉴东京运营组织经验。本次比选初步规划7条市域快速轨道交通线(65座车站，371 km)如表3所示。远期随着城市功能核心区的扩展及轨道交通工程技术的发展，可研究沿既有地铁线网中环线的路由规划建设一条快轨线。

图8 不同类型规划方案比选Fig.8 Comparison of different planning ideas

规划线路长度/km慢线快线站点数/个平均站间距/km站点数/个平均站间距/km1号线6297.8515.52号线69107.7613.83号线3066.0315.04号线4395.4510.85号线5078.3512.56号线81155.8713.57号线3694.5412.0合计3716535

4.4 规划方案评价

规划方案有效地串联了区域交通枢纽、区域就业中心、外围居住组团和新城中心等，实现了外围中心组团快速通达中心城区的需求，如图9、10所示，基本实现了规划设想目标，提高了城市居民的出行品质，形成了国铁、城际、地铁以及市域快轨协同运作、便捷可靠的轨道交通网络体系。

图9 规划方案中旧城中心(公园前站周边)地铁出行等时圈分布Fig.9 The distribution isochronous loop in metro planning Center (Gongyuanqian station)

图10 规划方案中新城中心(珠江新城站CBD)地铁出行等时圈分布Fig.10 The distribution of isochronous loop in metro planning center (Zhujiang New Town Station)

5 结语

随着城市空间不断扩展，市域快轨是超大城市发展到一定阶段的必然选择。市域快轨应该在国铁(普铁和高铁)、城际和既有地铁线网的基础上合理统筹规划建设，并与地铁线网协同运作共同构成整个市域的骨干交通。市域快轨线网应互联互通，通过灵活的运营组织方式，保持较高的旅行速度和服务水平。同时，应加快对市域快轨技术标准的进一步研究。对于城市轨道交通建设刚起步的大城市，在规划市域快轨与地铁线网时应统筹考虑，构建贯通运营的一体化轨道交通线网；对于城市轨道交通已发展到一定阶段、系统制式复杂多样的超大城市，为实现城市轨道交通线网效益最大化，市域快轨宜与具备条件的地铁线路贯通运营。

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(编辑：郝京红)

Planning of Regional Rapid Rail Network

CHEN Guanru，LIU Mingmin

(1. Guangzhou Metro Group Co., Ltd., Guangzhou 510335; 2. Guangzhou Transport Planning Research Institute, Guangzhou 510030)

The development experience of rapid rail transit in foreign big cities indicates that the rapid rail transit in metropolis should be based on the existing urban rail transportation, and the key technical indexes of regional rapid rail transit should include the system mode, design speed, rail transit capacity, operation mode and charging methods. Taking Guangzhou as a case study, the paper proposes the concept scheme of network layout with urban rail transit "passing through" urban space, and emphasizes the importance of connectivity with subway lines to achieve the fast commuting with Guangzhou suburban areas and the maximum benefits of urban rail transportation network, which is expected to serve as a reference for the development of rail transit in big cities in China.Keywords: regional rapid rail transit; rail transit system; rail network; travel speed

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.03.005

2017-02-23

2017-03-14

陈冠儒，男，硕士，工程师，交通运输规划与管理专业，从事城市轨道交通建设管理工作，cgr66666@163.com

U231

A

1672-6073(2017)03-0022-06