城市轨道交通线网规划关键技术探讨

刘新

广州市交通规划研究院有限公司 广东 广州 510030

引言

改革开放以后，我国整体社会经济水平在不断提升，直至今天，随着城市规模的逐步提升，交通状况每况愈下，显然，传统的公路网已经不能满足于当今社会人们的发展需求，于是，城市轨道交通的出现（重点在于地铁，也包括高铁）逐渐发展成为我国一个新兴支柱产业，当前，城轨交通是我国城市基础交通设施当中市场和前景最为广阔的一种产业，且目前已经有很多大中城市具备一定的地铁发展的基础实力和条件。

1 城市轨道交通线网规划关键技术发展趋势

1.1 技术发展特点

1.1.1 兼并由起初一个城市慢慢演化出20余个城市并肩发展的局面，此时便引发出了对于统一的城市建设标准的需求性；

1.1.2 从一座城市一条线慢慢向网络多条线发展，如此诱发了一系列包括交通线网规划网络化带来的客流预测和规划、枢纽换乘或者综合经济评价等技术问题；

1.1.3 改变了传统单一化的轮轨模式并逐渐朝多种制式并存的方向不断发展，现阶段已经在建或是预备落入实施的制式多达6种，包括大运量地铁、跨座式单轨、中运量轻轨、磁悬浮、直线电机系统、城际快速铁路等等，并且由此提出了基于新型交通方式成套技术的研究需求。

1.2 大运量、中运量、市郊线多种形式并存，轨道交通发展呈多样化

立足于我国目前的城轨发展现状来看，其正在逐步朝着多元化的趋势不断发展，特别城际轨道交通线及市郊线的数量急剧增加。广佛线是中国第一条城际轨道交通线，路程全长34km，且此条线路贯穿了佛山、南海和广州市区在内的许多中腹地带，时速超120km/h。这条线路的建成和投入运营实际上综合虑及区域性发展需求及整体路网协调性和匹配性的功能定位，目标在于成功地缓解佛山组团中心和广州的交通需求，与此同时也并承各个组团以内的交通，主要以成绩交通功能为核心，辅助以城市轨道交通。此条线路预期想要实现的核心战略目标为：落实区域立体化交通体系建设，以达到资源共享的目的。全面落实广佛都市区协调发展战略。提升区域性城市集聚效应，继而有效地推进城市化进程。某种意义上来说，广佛城轨交通线摆脱了传统的城轨所具备的交通功能定位，且行为其地处珠三角区域城际快轨交通路网中心地段，同时又作为我国首条城际轨道交通线，无论谈及它的建设和规划经验，或是其今后的建设对于城轨道网建设的影响，都具备一定的现实性影响意义。珠三角城轨交通规划线路全程可达一千多公里，同时诸如长江三角洲区域和大京津地区在内的许多城轨交通线也都在陆续规划中。除了城轨交通线，又同时展开了市郊铁路系统的建设。比如北京正徒步构建的城轨交通网络，其覆盖了接连市区和郊区的L线、顺义线、昌平线、良乡线、亦庄线等，全程达160公里。

1.3 新型城市轨道系统开展研发

1.3.1 直线电机系统。随之广州地铁四号线和北京首都机场线的方案论证在2003年的展开，人们便开始慢慢将目光转移到了直线电机系统上来。结合广州市城轨交通建设规划，4、5、6、7号线各路段轨道将会全面投入采用直线电机系统，直到2010年，全程长达107km。

1.3.2 跨座式单轨系统。最早的时候包括美国、日本、澳大利亚、马来西亚在内许多国家均已经投入了跨座式单轨系统的应用，而我国初次引入跨座式单轨交通方式是在重庆市。其优点主要表现出占地面积小、爬坡能力强（6‰）、转弯半径小（R=100），且其轨道能够因地制宜穿越隧道、爬高坡、又能够沿着江岸翻山越岭营运，更适合行走于山城等一些特殊地段。通常情况下，单轨系统一般应用的是低噪声及低振动设备，车轮通常为冲气体橡胶轮胎，运行过程中噪声要比城区交通干线噪声均声级低75.8dB。届时直线电机系统与跨座式单轨系统均属中运量系统（单向高峰2万人/h），鉴于其曲线半径小、噪音小、爬坡大、造价低等特点，该系统在国内发展前景相较而言比较广阔。

1.3.3 快速轮轨系统。日前，长三角、珠三角和京津塘地区区域快速交通网已投入运营，且速度超过120km/h的快轮轨系统同样已经落地有声[1]。

2 城市轨道交通线网规划关键技术探讨

2.1 线网规模的确定

需要先明确城轨交通线网的合理化规模，借此进行宏观地对城市大概得轨道交通规范范围进行判断。判断线网规模时需要结合城市后期的发展和经济发展以及城市交通发展几方面政策及服务水平目标进行，且需要找到人们出行与交通需求的最佳结合点，需要遵循近远期结合、定性定量分析的客观经济性原则。此外线路走向必须尽量满足城市的结构布局及出行总量需求，而且还应该同时兼顾城市未来开发地区的实际发展需求。把握线网规模标准时应该尽可能保证在不同阶段尽量能够满足客流出行的需要，且保证其能够发挥出最大作用。线网规模往往涵盖了各阶段线网的编织密度以及实时的服务水平等级。

2.1.1 定性的确定。

2.1.1.1 线网规模必须紧密结合城市发展规划。结合城市发展规划和城市特点、人们的主要出行需求及客流预测，应该重点开发商业区、高新技术产业开发区等地区，且需要科学预测人口增长以及就业岗位分布情况，以确保能够协助我们合理地确定各个区域的中线网编织密度。

2.1.1.2 城市发展与线网规模息息相关。一座城市的发展和进步是以线网的规模及经济发展政策密切关联在一起的，且影响城市居民出行的核心因素就在于线网规模。如此说来，城市居民的出行率又牢牢地关乎城市居民的富裕程度。且同时其又关联交通发展的投资力度及经济发展程度。鉴于经济发展及机动化程度，又将人们总出行率与私人机动出行率密切关联在一起，基于此，未来我国人均GDP的增长趋势很大程度上会影响到整体交通发展。预测经济发展实况能够有序地推算出后期各种交通模式的综合性投资潜力和公共交通行业的总体投资潜力，如此便能快速确定各个时期的线网规模。

2.1.1.3 线网的规模与城市交通发展政策紧密相关。对交通状况进行准确彻查，实时掌握城市居民的交通出行情况。包括人们的出行方案、出行方式、出行核心客流分配等调查项目，借这些项目方案最终确定科学合理的交通发展政策。有效发展公共交通，合理控制私人机动化出行，并且科学引导自行车出行人员，力求能使以自行车出行为主的人群向公共交通方向发展。切实实施总体交通发展政策，促使保证各种交通体系能够相互协调发展。

2.1.2 定量的分析。按照定性明确设计原则之后，适当按照公共交通的客流总量和面积密度测算公式、人均指标测算法分别进行定量计算轨道线网的规模。而针对线网规模产生的影响，可以部分量化、部分无法量化，因此在确定城轨交通线网规模时应该将定性分析和定量计算的方法结合起来进行。可以借助定性分析的方法进行宏观指导线网规模，定量计算则是对其实施的一种合理化的验证和修正，然而鉴于以往的工作中相对应的技术手段以及调查数据积累得不足的缘故，定量计算的方法实践往往可信度遭到质疑。后续伴随我国数据采集手段的多元化改进及城市公共交通信息化平台的建立，终将会成为城轨交通合理规划的重要基础保障条件[2]。

2.2 制定线网规划的原则

2.2.1 在明确线网规模的基础上，制定出科学合理的轨道线网规划设计原则，以此来为后期规划线网铺垫基础依据。北京是我国的政治、经济及文化中心，不仅人口多而且地域面积大，在此基础上，地下状况也比较复杂，为满足相应的交通服务等级要求，又同时制定出了许多相关的设计原则，举例如下：①支撑城市多中心发展及经济建设的政策，核心支撑区域包括文化旅游中心、奥林匹克公园、金融街、CBD、边缘集团及部分高新技术产业开发区和卫星城等已经建成、在建并且即将规划建设的区域。根据TOD和SOD结合起来科学规划线网，以保证其能够尽量满足城市发展和建设的需要。②结合差异化的标准进行各类交通模式的分类，同时选取各个城市的差异化功能等级及交通服务等级交通模式。北京虽作为一个特大城市，城市人口众多，因此，研究以重型大运量的市域线或市区线模式为例，市域线主要服务于市区及城郊，且比此间站间距比较大，另外不仅速度快而且运量大，更有利于吸引远程客流。

市区线主要服务于市中心区域，站间距相对小一些，发车间隔较小，较好吸引近距离乘客，但较小的站间距就势必造成工程造价的升高。所以，有效地确定站间距对于线网的合理性也是很重要的。而对于小型的人口相对较少的城市，也许发展有轨电车就可满足出行的需求。

2.2.2 待确定好线网规模之后，按照已经设定好的设计原则经过分析研究得出合理的线网，以使其促成城市交通骨架。

2.3 对线网进行详细的统计

紧接下来详细统计并分析设计好的线网，具体得到的统计数据必须要全面反映出路网的各种特征，以便于更好地开展下一步各种线网方案的客观评价。具体应该包含以下几方面的内容：

2.3.1 分类统计体现线网主要特征的数据。其中包含线网总长度和各种类型的线路（局域线、市区线、市域线）总长度、数目和各种功能等级的车站总数，其中有一般换乘站、一般车站、大型公交枢纽站的总数。

2.3.2 体现交通服务水平的数据。通过线网对于各种大型城市活动中心及公共设施的覆盖率能够体现出交通服务水平的数据，其中前后包含商业中心、学校、高新技术产业开发区、医院、商务区、工业区、体育设施和旅游景区等。所有的区域均属于城市规划中鼎力支持的项目类型。

2.3.3 客流预测分析属于评价线网结构质量的重要数据，其内容项包含了出行量、出行率和出行结构以及各种交通模式的出行比例和对公交的影响情况。

2.3.4 线路铺设形式。对差异化铺设形式（包括地面、高架、地下）线路总长度及车站总数进行全面统计。

2.3.5 投资总额。合理估算基础设施（包括车站和线路）与设备（包括沿线设备、车站设备及车辆），并实时计算出整体线网需要的投资总额度。

2.4 最优方案分期实施计划的研究

优化并分析最佳方案，展开方案分期实施计划的研究工作。即确保线网可以清楚地分阶段、计划性、有步骤、连贯地落实。且针对各阶段制定完成的差异化发展目标及实施计划。第一步要首先明确在建或已经建成的线路，第二步需仔细分析建设资金的来源，最后一步则要制定各阶段不同投资额度的可操作实施方案[3]。

3 结束语

综上所述，结合目前我国的地铁产业发展情况来看，欲进一步扩大城市轨道交通建设的规模和范围，必须要先抓住政治稳定和经济发展的机遇，限制性地放松地铁产业的相关规定，制定行成科学有效的城市地铁交通、产业和发展规划政策，并进一步完善和优化相关的产业结构体系，发挥并利用好地铁产业资源全面弘扬地铁文化精神，加强地铁工程管理，不断强大我国地铁产业建设规模。