中型城市市域（郊）轨道交通建设的思考

2021-04-22季国富

现代城市轨道交通 2021年4期

季国富

（福州地铁集团有限公司，福建福州 350004）

与地铁建设相比，我国市域（郊）轨道交通建设起步较晚，并将在今后一段时间内占据重要地位。同地铁建设一样，市域（郊）轨道交通的建设也是特大城市和大型城市走在前面，中型城市跟在后面。由于各个城市的情况差异很大，部分中型城市在借鉴大城市建设经验时出了一些问题，比如客流预测不准、制式选择不当、设计速度偏高、敷设方式不合理等。笔者对此进行了一些研究。

1 中型城市轨道交通的客流强度预测偏高

1.1 中型城市的人口规模

中型城市特指城区远期常住人口在500万人以下的城市。

众所周知，轨道交通的核心是客流，客流的决定因素是人口（包括数量、密度、分布等），主要是城区常住人口。因此，城区常住人口是轨道交通规划建设时客流研究的重要参数。表1为2019年我国部分城市城区常住人口及轨道交通客流强度的统计。据此，我国城市大致可分以下3档：

表1 2019年我国部分城市城区常住人口及轨道交通客流强度统计表

（1）第1档，特大城市，城区常住人口在1 000万以上，大约5座；

（2）第2档，大型城市，城区常住人口在500万～1 000 万之间，大约 11 座；

（3）第3档，中型城市，城区常住人口在500万以下，大约25座（未完全统计）。

1.2 中型城市轨道交通的客流强度明显低于大城市

客流强度是衡量轨道交通运营效率和经济效益的重要指标。根据表1可以得出以下结论。

（1）客流强度与城市人口规模关系密切。特大城市的客流强度基本在1.5万人次/km以上，轨道交通线路运营效率和经济效益好；大型城市的客流强度基本在0.7～1.5万人次/km之间，轨道交通线路运营效率和经济效益较好；中型城市的客流强度基本都在0.7万人次/km以下，轨道交通线路运营效率和经济效益不理想。

（2）中型城市的客流强度达不到规划预期。对表1中各城市人口按递减排列，对应的客流强度采用多项式拟合，如图1所示，可得出结论：①客流强度与城区常住人口关系密切，基本呈现增减一致性；②部分城市实际客流强度与拟合曲线离散性较大，表明客流强度不仅与人口数量有关，还与人口分布、出行习惯等城市自身特点有关；③中型城市的客流强度明显低于大型城市和超大型城市，基本在0.7万人次/km附近波动。

1.3 中型城市的客流强度预测偏高

中型城市近期的客流强度预测一般都在1.0万人次/km以上，与大城市数值接近。但随着运营里程的增加，客流强度的增长并不乐观。部分中型城市随着后续线路的开通运营，其客流强度明显下降，并未实现因换乘便捷而提升客流强度的设计预期。轨道交通实际发挥的载客作用与前期规划预期出现明显偏差，而这种偏差在各中型城市中具有普遍性。因此，在线路规划时预期的客流强度不能简单借鉴大城市的经验。

2 市域（郊）轨道交通制式选择

市域（郊）轨道交通的制式按运营特点可分为国铁制式和地铁制式2种。国铁制式是由中国国家铁路集团有限公司所属的铁路局集团公司组织、按照国铁方式（固定发车时刻）运营；地铁制式是由地方所在省市的地铁公司组织、按照公交化方式（固定发车间隔）运营。

2种制式各有优缺点：国铁制式便于市域（郊）线路与国铁线路之间互联互通，线路间调度灵活，能够实现远距离直达，方便市域与外围城市的交通联络；地铁制式乘客候车时间短，可与城区地铁线路换乘，方便市域与城区的交通联络。

因此，市域（郊）轨道交通选择哪种制式，是由其功能定位决定的。如果想加强市域（郊）线路与城区的联系，希望公交化运营及与地铁线路方便换乘，则应选择地铁制式；如果希望市域（郊）线路站点与外围其他城市直达，而不是与城区的高频度客流交换，则可考虑国铁制式。

图1 我国部分城市2019年城区常住人口与轨道交通客流强度图

图2为某中型城市市域（郊）轨道交通示意图。线路1从主城边缘延伸到市域外围，采用地铁制式，方便市域客流到达市区边缘与地铁进行换乘。线路2直接贯穿主城区，后延伸到市域外围，采用地铁制式，方便市域客流直接与城区地铁线网换乘。规划线路3为市域间的联络线。

笔者认为，中型城市的市域（郊）轨道交通，应首先考虑地铁制式，以加强市域（郊）与城区的联系。

3 市域（郊）轨道交通的设计速度选择

设计速度目标选择是市域（郊）轨道交通的另一个重要的问题。与城区线路相比，市域（郊）线路需要更快，以便拉近郊区与市区的时空距离；但从成本效益综合分析来看，速度并非越快越好。

让市域（郊）线路快起来通常有2个办法：减少车站数量（减少停车时间和加减速时间）和提高设计速度（增加高速运行时间），两者综合运用才能达到最佳效果。车站数量是根据客流服务需求决定的，一般由规划部门确定。如果车站数量较多，车站间距就较小，过高的设计速度不仅增加工程投资，实际节约的时间也非常有限。

表2为目前国内主流车辆达速比为0.5时的站间距，设计人员一般认为这是最小站间距。此时，车辆理论上的达速运行里程为总里程的1/2，达速运行时间为总运行时间的1/3。实际上，由于部分路段限速等影响，实际运营达速比比理论值低。

然而，更进一步的比较发现，按保证达速比0.5来选择设计速度的做法未必合理，表3 列举了3条市域（郊）线路的设计速度对比结果。

理论计算表明，如果站间距较小，采用较高的设计速度没有实际意义，节约的时间无论是绝对数值还是相对数值都微乎其微。然而，设计速度提高后，车辆的密闭性、线路参数要求都要提高，噪声影响也显著增加，对投资有很大影响。

另一方面，不同的设计速度对应不同类型的车辆。对于中型城市的轨道交通，由于线路不多，应尽量统一或减少车辆类型，以便后期运营维修的资源共享，节约运营成本。尽量避免为追求速度，而采用1条线路1种车型的建设方案。因此，设计速度的选择应统筹考虑，不能仅仅根据达速比满足0.5进行简单比选。

图2 某中型城市市域（郊）轨道交通示意图

表2 目前国内主流车辆达速比0.5时的站间距

表3 设计速度对比表（理想状态：车辆按照合同值进行加减速、无限速区间）

实际上，轨道交通的服务水平不仅体现在行车速度的高低上，还包括发车间隔、停车时间、换乘或接驳条件等。对乘客而言，候车时间多2 min与乘车多2 min的出行体验相差不大。

4 市域（郊）线路的敷设方式

市域（郊）轨道交通线路敷设方式究竟宜采用高架还是地下，一直存在争议。工程技术人员认为应该主要从技术经济角度考虑，尽量采用高架线路；规划和环保人员认为应该多从城市发展和噪声环保角度考虑，尽量采用地下线。角度不同，结论自然不一致。

笔者认为这是对主要矛盾的认识问题。如果对地面交通影响大，或者对噪声控制要求高，则应采用地下线。比如在主城区，地面交通本身就已经比较拥堵了（这也是修建地铁的原因），如果轨道交通再采用高架，则对地面交通的影响太大，无法接受；同时，轮轨噪声对街道两侧密集的居民区影响也很大，因此，城区多采用地下线。

但对于城区以外的市域（郊）轨道线路，如果地面道路有拓宽的空间（地面交通不受影响）、线路周边居民稀少（轮轨噪声影响可控），则应尽量采用高架线。特别是对于一些尚待开发的地区，可把轨道线路的高架桥桥墩设置在市政道路的中央绿化带内，不仅节约大量建设投资和土地资源，对噪声环保等也都是非常有利的，应尽量推荐（图3）。

轨道交通的高架线路不仅节约投资、有利运营和防灾救灾，更体现“以乘客为本”的建设理念。大量乘客“坐在高架线路上欣赏城市风景”与“坐在地下隧道里低头看手机”的体验是不一样的。

从影响城市后期发展的角度看，有人认为地下线影响小，其实未必。地下线路运营时需要更高的保护措施，反而在城市后续发展时（修筑道路及房建开发等）受限制更多，这在一些工程实践中已得到证实。

图3 某城市高架线路实景

据有关统计，从城市轨道交通的高架线路里程与总里程比例来看，国外城市比国内高，国内大城市比中型城市高。因此，中型城市的建设者应该给高架线路留出合理的空间。

5 市域车辆编组问题

5.1 客流预测与现实情况

一方面，一些中型城市市域（郊）轨道交通项目在规划时，远期客流预测都比较大，因此，需要采用大运量的地铁制式。另一方面，其市区地铁干线的客流强度也都比较低（0.7以下）。那么，中型城市的市域线路怎么建？简单否定远期的客流预测也是缺乏科学依据的，毕竟运营25年以后的事情确实很难准确估计。但如果按远期客流一步到位，恐怕初近期客流不足的情况会更加明显。

5.2 分步实施，初近期采用小编组车辆

笔者认为，可以考虑分步实施，即土建工程按远期实施，车辆（及机电设备等）初近期可先采用小编组方案，远期根据客流增长情况进行调整。比如某市域（郊）线路车辆远期采用6辆B型车编组模式，初近期采用4辆B型车编组模式。这样既能减少投资，也能提高初近期服务水平（提高发车密度）。我国部分大城市已经有了这方面的经验，中型城市应该学习借鉴。

5.3 中型城市的城区地铁也可以考虑小编组

不仅市域（郊）线路，对于一些中型城市的城区地铁线路，也可以考虑近远期分步实施。如果客流预测允许，甚至远期也可采用小编组、高密度方案。这一点是中型城市轨道交通与大城市的最大区别。对比某中型城市与某大城市，城区常住人口比为1 : 2，客流强度比为 0.7 : 1，大城市的地铁采用6节编组车辆，那么中型城市的地铁采用4节编组车辆，理论上是可行的。

对于一些只能建设中运量制式轨道交通的城市，也可以采用小编组地铁车辆的模式，因为从目前技术看，地铁车辆仍然最成熟、最经济。

6 市域（郊）轨道交通的防灾设计

市域（郊）轨道交通在我国起步较晚，设计规范自然没有国铁和地铁成熟，如防灾设计就很有争议。市域（郊）轨道交通介于传统地铁与国铁之间，敷设方式以高架为主，与国铁相似；运营多采用地铁制式，但发车间隔又明显大于城区地铁。因此，在防灾设计上，仍采用地铁规范则显得偏保守。但一般设计者和建设者也只能照此执行，否则缺乏依据。从工程可靠性设计看，过于保守的设计，不是对安全的重视，而是对财产的浪费和科学的亵渎。