地鐵線路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題及解決思路探討

　　 摘要：本文基于筆者從事地鐵線路規(guī)劃報建的相關(guān)工作經(jīng)驗，以地鐵線網(wǎng)規(guī)劃問題為研究對象，探討了地鐵線網(wǎng)的規(guī)模論證問題、線網(wǎng)的空間形態(tài)與構(gòu)架問題及地鐵線網(wǎng)與其它城市交通方式的銜接問題，相信對從事相關(guān)工作的同行具有一定的參考價值和借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞：地鐵，線網(wǎng)，規(guī)劃，論證，形態(tài)，構(gòu)架
　　中圖分類號：TP2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)06(c)-0000-00
　　
　　近年來，我國城市地鐵建設(shè)又出現(xiàn)了一個新的勃發(fā)之機，不僅北京、上海、廣州等特大城市加速地鐵建設(shè)，一些百萬以上人口規(guī)模的大城市也在積極籌劃興建地鐵，無疑，這是我國城市交通加速現(xiàn)代化進程的一個好兆頭。
　　地鐵是城市綜合交通體系中的一個子系統(tǒng)，其內(nèi)在組成結(jié)構(gòu)及外部運行環(huán)境都是決定系統(tǒng)整體效能的關(guān)鍵因素。地鐵網(wǎng)絡(luò)總體布局規(guī)劃的任務(wù)一方面是要研究其內(nèi)在結(jié)構(gòu)，另一方面是要研究它與城市綜合交通體系中其它子系統(tǒng)(如道路及地面常規(guī)公共客運等)的協(xié)調(diào)關(guān)系，乃至與城市形態(tài)和土地使用布局的協(xié)調(diào)關(guān)系。不言而喻，如果沒有地鐵線網(wǎng)的總體布局規(guī)劃作為線路建設(shè)的依據(jù)，將來形成的地鐵系統(tǒng)很難保證有較理想的運行效能。在地鐵線網(wǎng)規(guī)劃中如何確定線網(wǎng)合理規(guī)模、線網(wǎng)空間構(gòu)架形態(tài)以及與其它交通方式的銜接關(guān)系是線網(wǎng)規(guī)劃理論中尚待探討的問題，同時也是涉及規(guī)劃方法的問題。
　　1 線網(wǎng)合理規(guī)模論證問題研究
　　線網(wǎng)規(guī)模(線網(wǎng)營運總里程)取決于城市規(guī)模、城市形態(tài)以及社會經(jīng)濟發(fā)展水平等諸多因素，換言之，一個城市地鐵線網(wǎng)的總體規(guī)模無疑應(yīng)當(dāng)與上述客觀條件相匹配，否則無法保證線網(wǎng)運營的整體社會經(jīng)濟效益。編制線網(wǎng)總體布局規(guī)劃時，往往只注意線網(wǎng)覆蓋面及線網(wǎng)的具體構(gòu)架，而不作合理規(guī)模的論證，這是當(dāng)前我國城市地鐵網(wǎng)規(guī)劃中普遍存在的一個問題。從國外的情況看，倫敦、巴黎、東京以及莫斯科等城市，由于修建地鐵的年代十分久遠，限于當(dāng)時的認識水平和技術(shù)水平，沒有條件進行合理規(guī)模的論證，這是可以理解的。然而也正是這些先行者的歷史經(jīng)驗告訴我們，線網(wǎng)規(guī)模和布局論證是十分必要的。倫敦和巴黎最初的地鐵網(wǎng)覆蓋范圍較小，線網(wǎng)密度偏大，站間距過密，運行效益低下。盡管隨著城市的發(fā)展，都采取了一些補救措施(巴黎和倫敦后期擴展的線路既照顧了必要的覆蓋面，又適當(dāng)調(diào)整了線網(wǎng)密度，使線網(wǎng)總體規(guī)模與城市規(guī)模的匹配合宜程度有了改善。巴黎為了適應(yīng)城市規(guī)模擴展，在不過分擴大線網(wǎng)規(guī)模的前提下，選當(dāng)增開地區(qū)快軌交通線，即RER)。
　　誠然，線網(wǎng)規(guī)模大小與城市空間形態(tài)及與此相關(guān)的地鐵覆蓋范圍和線網(wǎng)密度要求不無關(guān)系，但筆者認為，線網(wǎng)合理規(guī)模在很大程度上取決于由城市土地使用所決定的出行總量、出行距離分布以及出行方式結(jié)構(gòu)。與前者相比，后者對線網(wǎng)規(guī)模的確定更為關(guān)鍵?！熬€網(wǎng)密度”和“吸引(服務(wù))半徑”不應(yīng)該成為決定線網(wǎng)規(guī)模的主要指標(biāo)。在按上述研究路線確定了線網(wǎng)合理規(guī)模取值范圍之后，“線網(wǎng)密度”和“吸引(服務(wù))半徑”是可以在布置線網(wǎng)構(gòu)架時，因地制宜地予以解決的。實際上，線網(wǎng)密度和服務(wù)半徑主要體現(xiàn)在車站的密度上。為了保證有較高的運營速度，同時又不過分增加線網(wǎng)總里程，可以采取圖1的布置方式。
　　
　　圖1 加大站距的布置形式
　　此外，許多城市為了爭取更大的線網(wǎng)覆蓋范圍，而又不過多地增大線網(wǎng)規(guī)模，采取了開辟支線和敷設(shè)局部小網(wǎng)絡(luò)的方法。這種布置方式加上合理的交路設(shè)計，還可以使線路負荷均衡性得到改善。地鐵線網(wǎng)合理規(guī)模的確定應(yīng)當(dāng)滿足以下幾條要求：
　　1)線網(wǎng)要有與城市土地使用布局相適配的覆蓋面；
　　2)線網(wǎng)客流負荷有較好的均衡性。各線的單向最大斷面負荷水平差異不宜超過一倍，且最低不少于3萬人次/小時；對每條線路來說，末端最小負荷斷面與最大負荷斷面的負荷差異不宜超過70％；
　　3)每公里線路負荷強度不宜小于3萬人次/日。
　　上述條件是基于線網(wǎng)運營經(jīng)濟合理性要求提出來的，可視作線網(wǎng)規(guī)模研究的基本制約條件。在滿足上述條件下，依據(jù)城市出行總量的預(yù)測值及城市客運系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(出行方式分擔(dān)比例)的要求，計算出地鐵(軌道)交通系統(tǒng)的總體負荷量，爾后便可確定線網(wǎng)運營總里程(即線網(wǎng)規(guī)模)的合理取值范圍。
　　隨著輕軌(Light Rail)客運方式的出現(xiàn)，使得中低運量的公共客運系統(tǒng)更為充實，也更具吸引力。就建設(shè)成本而言，地面快速公交系統(tǒng)更具優(yōu)越性，同等運量的快速公交走廊(公交專用道系統(tǒng))建設(shè)費用只相當(dāng)于軌道交通線的10～20％左右。
　　此外，就城市交通方式與城市布局形態(tài)之間的互動作用關(guān)系而言，無疑地面常規(guī)公交方式會更有利于城市緊湊發(fā)展。追求良好可達性目標(biāo)的“緊湊城市”(Compact City)布局觀念已經(jīng)成為現(xiàn)代發(fā)展中國家愈來愈普遍接受的新觀念，也非常符合我國的國情。
　　綜上所述，筆者認為，我國大城市大容量快速軌道交通(地鐵)在城市公共客運系統(tǒng)所占份額不宜超過40％的水平。
　　2線網(wǎng)空間形態(tài)與構(gòu)架問題研究
　　在研究制訂地鐵線網(wǎng)規(guī)劃時，我們總是首先試圖尋求一種通用的“合理”的線網(wǎng)形態(tài)模式(例如：方格網(wǎng)、環(huán)線加放射線……)，而且往往以目前已經(jīng)形成一定規(guī)模的倫敦、巴黎、莫斯科及東京等發(fā)達國家的大城市地鐵線網(wǎng)為樣板。不可否認，這些城市經(jīng)過幾十年，甚至百年以上的地鐵建設(shè)與運營，有十分寶貴的經(jīng)驗可資借鑒。問題在于學(xué)習(xí)和借鑒不是簡單地照搬，而是要從這些城市的規(guī)模、布局形態(tài)、社會經(jīng)濟特征以及發(fā)展地鐵的歷史背景去研究其線網(wǎng)形成的過程，對照分析其實際運營狀況以及對城市土地利用的影響，從中找出規(guī)律性的東西。
　　從上述幾個城市的情況來看，最初建造地鐵時，并沒有一個完整的總體布局構(gòu)想，現(xiàn)在形成的線網(wǎng)格局是在地鐵發(fā)展與城市土地使用布局演變的互動過程中逐步形成的，是共生共存的。最初的網(wǎng)絡(luò)都是為滿足中心區(qū)的公共客運需求而修建的，爾后，隨著城市的擴展，逐漸向外延展，形成放射狀格局。為了解決各放射線之間的聯(lián)系(換乘)，多采用修建環(huán)線的辦法。倫敦、巴黎和莫斯科是這種發(fā)展格局的典型代表。東京由于市區(qū)東南部臨海，因此地鐵線網(wǎng)向西部和北部放射，除藉助于市郊鐵路溝通各條放射線之外，也加了一條U字型半環(huán)線。北京的地鐵是采用淺埋形式，敷設(shè)于城市道路下方，因此其線網(wǎng)格局與地面道路網(wǎng)毫無二致，均為標(biāo)準(zhǔn)的方格網(wǎng)。
　　如上所述，這些城市的地鐵線網(wǎng)不論是方格網(wǎng)形式，還是環(huán)線加放射線形式，都未必是可以普遍推廣的最佳形式。實際上這些城市當(dāng)初沒有條件以城市出行的源流強度定量分析為依據(jù)，事先對地鐵線網(wǎng)整個布局與運營狀況作出全面評價分析，爾后一次完成最終布局的。實踐證明，在線網(wǎng)格局相似，密度相近的情況下，它們的實際運行效果卻有很大的差異。
　　廣州的地鐵(含輕軌線)線網(wǎng)整體格局明顯有別于前面提到的幾個大城市，其主要特征在于線網(wǎng)構(gòu)架與城市主要交通走廊的高度吻合，不拘泥于空間形態(tài)的模式。但就其線網(wǎng)實際(或預(yù)期)的運行效率來看，卻是最高的。
　　由現(xiàn)有的各種線網(wǎng)布局實例對比分析，應(yīng)該對線網(wǎng)形態(tài)及構(gòu)架格局有如下的認識：
　　1)地鐵或其它形式的快速軌道交通線網(wǎng)空間形態(tài)與城市形態(tài)有密切相關(guān)性，二者之間相互制約，相互依存，最終形成吻合。
　　2)線網(wǎng)的構(gòu)架要與城市高強度客運走廊的空間分布形成良好的吻合關(guān)系。
　　3)線網(wǎng)構(gòu)架形式的差異一定會造成線網(wǎng)運行質(zhì)量(效率與服務(wù)水平)的差異。線網(wǎng)的布置方案
　　要充分考慮各線路自身以及整個線網(wǎng)負荷的均衡性以及換乘的方便性，還要考慮乘客的一次直達率(即最大限度地降低換乘率)及與其它交通方式的合理銜接關(guān)系。香港的快速軌道交通線網(wǎng)形態(tài)與構(gòu)架格局對上述三點是滿足得較好的實例。
　　就網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的換乘點布置方式而言，方格網(wǎng)或者三角形網(wǎng)絡(luò)布局的方式可能要比環(huán)線加放射線方式更好些。東京和莫斯科同樣都意識到環(huán)線位置與放射擴展扇區(qū)的大小不成比例，原有的環(huán)線已經(jīng)無法滿足換乘需要。這一點，莫斯科的線網(wǎng)表現(xiàn)得尤為突出，除了既有環(huán)線以內(nèi)的30余km2范圍換乘還算方便，其余近800 km2的范圍內(nèi)線路之間換乘十分不便。因此，后來又規(guī)劃了一條約65 km的外環(huán)線。即便如此，也難以徹底改善線網(wǎng)的整體服務(wù)水平。此外，這種線網(wǎng)布置方式還導(dǎo)致向心負荷的增強。
　　3關(guān)于地鐵線網(wǎng)與城市其它交通方式的銜接
　　在編制地鐵線網(wǎng)規(guī)劃時，應(yīng)當(dāng)充分考慮與地面其它客運交通方式的銜接關(guān)系，尤其是主要的人流集散點。這就要求根據(jù)城市土地使用布局及出行源流分布規(guī)律，制訂出城市客運樞紐系統(tǒng)布局規(guī)劃。地鐵線網(wǎng)規(guī)劃中，不僅線路布置要與地面其它交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)配合，而且主要換乘站的安排也要與城市客運樞紐的布局相吻合。這當(dāng)中要特別注意的幾個銜接因素：
　　1)地鐵線路及車站的布置要滿足城市綜合交通樞紐的功能性質(zhì)要求。對于城市對外交通的出入口樞紐(火車站、航空港、水運港、公路客運主樞紐等)，其主要功能是對外交通與市內(nèi)交通的接駁，因此，要根據(jù)接駁量及可能安排的接駁方式來確定是否需要有地鐵站，地鐵站可承擔(dān)的接駁換乘量， 以及接駁通道的布置等。對于市區(qū)公交換乘樞紐則要視區(qū)位條件及集散量確定是否要由地鐵線路(一條或數(shù)條)接入。
　　2)客流換乘條件及集散方式。地鐵與其它地面交通方式在客運樞紐的銜接僅僅是一種方式，并非所有的換乘銜接點都要集中在幾個點上。根據(jù)客流及其它公交客運方式運營狀況的調(diào)查，可以掌握市區(qū)內(nèi)不同地區(qū)的客流集散狀況，在此基礎(chǔ)上運用網(wǎng)絡(luò)運行模擬手段(例如TRIPS模型)可以作出不同的地鐵線網(wǎng)布置方案與地面交通銜接的效果分析，以全方式總體出行時間最短為優(yōu)化目標(biāo)，尋求最佳配置方案，同時獲得每條線路沿途換乘量，作為日后地鐵站或地面換乘設(shè)施(如公交站、社會停車場等)的設(shè)計依據(jù)。不僅如此，這些數(shù)據(jù)也將成為地鐵線網(wǎng)布局優(yōu)化的依據(jù)(地面換乘條件及集散方式往往受土地使用等客觀因素制約)。
　　
　　參考文獻
　　[1] 中國城市地鐵規(guī)劃慨況[J]. 科