關(guān)于城市軌道交通系統(tǒng)服務(wù)分級(jí)的探討

余 攀

(北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京 100044)

城市軌道交通是解決當(dāng)今城市交通問題最有效的方式，建設(shè)與城市發(fā)展和交通需求相匹配的軌道交通系統(tǒng)的前提是對(duì)城市軌道交通進(jìn)行明確的功能定位，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的服務(wù)分級(jí)。目前我國(guó)正處在城市化快速發(fā)展時(shí)期，城市人口、經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施等都處在快速變化過程中，適用于國(guó)外發(fā)展已比較穩(wěn)定城市的軌道交通規(guī)劃技術(shù)和方法，不能直接應(yīng)用于我國(guó)的城市。研究一套系統(tǒng)化的城市軌道交通發(fā)展與決策的理論技術(shù)和方法體系，明確不同城市的軌道交通功能定位，并進(jìn)行相應(yīng)的服務(wù)分級(jí)，對(duì)于規(guī)劃合理的城市軌道交通線網(wǎng)，建設(shè)資源節(jié)約型、安全便捷型的城市軌道交通系統(tǒng)，保障我國(guó)城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展十分重要。

1 基于功能定位的軌道交通服務(wù)分級(jí)核心思想

功能定位是根據(jù)城市自身特點(diǎn)，結(jié)合城市發(fā)展情況和交通需求，根據(jù)軌道交通線網(wǎng)在城市中所處的地理位置、覆蓋的城市區(qū)域、承擔(dān)的客流量，以及客流分布、客流性質(zhì)和特征等，評(píng)判軌道交通在城市發(fā)展中需要發(fā)揮的功能，并在功能需求上進(jìn)行分析和定位[1]。服務(wù)分級(jí)是基于城市軌道交通功能定位，總結(jié)功能需求，對(duì)實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)的服務(wù)等級(jí)進(jìn)行劃分，實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)。例如，結(jié)合不同出行目的的居民一次出行時(shí)間容忍程度，可以確定服務(wù)等級(jí)，包括旅行時(shí)間、換乘時(shí)間、發(fā)車間隔、吸引范圍等方面，并對(duì)這些服務(wù)指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)劃分[1]。

城市軌道交通的發(fā)展必須以城市發(fā)展和交通需求為根本，一個(gè)城市或區(qū)域所確定的軌道交通功能定位，必然要考慮城市的基本特征和基礎(chǔ)條件，滿足城市發(fā)展和交通的需求。軌道交通功能定位應(yīng)從“城市”這個(gè)根本研究對(duì)象入手，把握城市規(guī)劃和城市綜合交通規(guī)劃，分析并考慮城市人口規(guī)模、城市空間結(jié)構(gòu)、城市交通特征、城市客流特征等影響因素。城市軌道交通對(duì)城市的功能各不相同，其功能定位類型主要包括：作為城市公共交通系統(tǒng)骨干的軌道交通；設(shè)定固定旅行時(shí)間的軌道交通；連通衛(wèi)星城與中心區(qū)的快速軌道交通；覆蓋中心城區(qū)的高密度軌道交通；以交通樞紐進(jìn)行乘客集散的軌道交通；引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的軌道交通。

基于功能定位的城市軌道交通服務(wù)分級(jí)核心思想體現(xiàn)在以下方面。

（1）將城市對(duì)軌道交通功能的需求作為線網(wǎng)規(guī)劃中功能定位的重要前提。從城市交通需求和城市發(fā)展的角度，考慮城市軌道交通應(yīng)有的功能定位進(jìn)行規(guī)劃工作。

（2）緊密結(jié)合城市規(guī)劃和城市綜合交通規(guī)劃。在把握城市規(guī)劃和城市綜合交通規(guī)劃的基礎(chǔ)上，分析城市人口規(guī)模、城市空間結(jié)構(gòu)、城市交通特征、城市客流特征等因素，做出城市軌道交通規(guī)劃的決策。

（3）從合理的角度實(shí)現(xiàn)城市需求的最大化。以城市軌道交通功能定位為基礎(chǔ)進(jìn)行服務(wù)等級(jí)劃分，從合理的角度選擇和服務(wù)等級(jí)相匹配的城市軌道交通，滿足城市對(duì)軌道交通系統(tǒng)的需求。

（4）在線網(wǎng)規(guī)劃階段，首先應(yīng)從功能實(shí)現(xiàn)的規(guī)劃思想來研究系統(tǒng)的需求問題，其次從技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能性的工程技術(shù)的角度考慮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問題，并做好需求和實(shí)現(xiàn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌。

2 軌道交通服務(wù)分級(jí)指標(biāo)

基于功能定位的結(jié)論，選擇運(yùn)量、旅行速度、站點(diǎn)密度、線網(wǎng)特征和行車密度5個(gè)指標(biāo)對(duì)軌道交通服務(wù)等級(jí)進(jìn)行劃分。

2.1 按運(yùn)量分級(jí)

城市軌道交通運(yùn)量水平是指各種系統(tǒng)型式所能承擔(dān)的最大運(yùn)量，往往由高峰小時(shí)最大客流量決定。根據(jù)城市總的客運(yùn)量和城市軌道交通客運(yùn)量分布情況，運(yùn)量功能需求會(huì)對(duì)城市軌道交通的運(yùn)量服務(wù)等級(jí)提出要求。根據(jù)世界各大典型城市的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，將運(yùn)量分為 4個(gè)等級(jí)：高運(yùn)量模式、大運(yùn)量模式、中運(yùn)量模式和低運(yùn)量模式。

高運(yùn)量模式的高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力往往在4.5萬(wàn)～7萬(wàn)人/h之間，線路客運(yùn)強(qiáng)度一般會(huì)達(dá)到3萬(wàn)人/(d.km)[2]。選用高運(yùn)量軌道交通的目的，一是滿足特大城市中心區(qū)域的交通需求，解決城市交通擁堵；二是實(shí)現(xiàn)城市中心區(qū)與郊區(qū)新城組團(tuán)之間的高容量通勤客流交換。

大運(yùn)量模式的高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力往往在 2.5萬(wàn)～5萬(wàn)人/h之間，線路客運(yùn)強(qiáng)度一般會(huì)達(dá)到2萬(wàn)～3萬(wàn)人/(d.km)[2]。選用大運(yùn)量軌道交通的目的：一是滿足大城市中心區(qū)域的交通需求，解決城市交通擁堵；二是實(shí)現(xiàn)城市中心區(qū)與郊區(qū)新城組團(tuán)之間的大容量通勤客流交換。

中運(yùn)量模式的高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力在1萬(wàn)～3萬(wàn)人/h之間，線路客運(yùn)強(qiáng)度一般會(huì)達(dá)到1萬(wàn)～2萬(wàn)人/(d.km)[2]。選用中運(yùn)量軌道交通的目的是為了滿足大城市市區(qū)邊緣地帶的客運(yùn)要求，或中等規(guī)模城市中重要交通走廊的客運(yùn)需求而提供的快速交通通道。

低運(yùn)量模式的高峰小時(shí)單向運(yùn)輸能力在1萬(wàn)人/h以下[2]。選用低運(yùn)量軌道交通的目的是作為中小城市骨干公共交通的一種方式，方便居民出行，減少城市交通的能源消耗和廢氣排放；或者是作為滿足某些客流量較小的連接地鐵站點(diǎn)的支線，提高主干線路的吸引范圍，方便乘客的集散、接駁、換乘；或者是為某些特殊城市、特殊區(qū)域提供多樣化的交通服務(wù)。

軌道交通按運(yùn)量水平等級(jí)劃分在我國(guó)典型城市中的運(yùn)用如表1所示。

表1 軌道交通按運(yùn)量水平等級(jí)劃分在我國(guó)典型城市中的運(yùn)用

2.2 按旅行速度分級(jí)

旅行速度是指列車在其運(yùn)行全程中的平均速度，即包括途中停站時(shí)間及加減速附加時(shí)間在內(nèi)的平均速度。不同城市的不同區(qū)域?qū)τ诼眯兴俣鹊男枨蠖际遣煌?。大城市的中心區(qū)域，需要設(shè)置較密的車站，旅行速度受到影響，達(dá)到 35～40 km/h[3]。連接城市中心區(qū)與周圍郊區(qū)的交通走廊，往往需要較高的旅行速度，中間少設(shè)站點(diǎn)，甚至開行直達(dá)列車，旅行速度達(dá)到 60～70 km/h。因此，在規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通時(shí)，一定要明確城市軌道交通的功能定位，確定需要的旅行速度服務(wù)等級(jí)?，F(xiàn)根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)旅行速度的綜合界定，將旅行速度劃分為快速和普速2種。

快速等級(jí)一般要求列車旅行速度不低于 50 km/h[4]，選用的目的是為了快速實(shí)現(xiàn)城市中心區(qū)域與郊區(qū)之間的連接或多組團(tuán)城市組團(tuán)之間的連接，以較高的速度來保持城市連續(xù)性和活力。在時(shí)間要求上，為了吸引人們?cè)谶吘壗M團(tuán)居住，必須保證其與市中心間良好的交通狀況，要求郊區(qū)的乘客 30 min 左右的時(shí)間能夠進(jìn)城，或者城市邊緣區(qū)的乘客 30 min 左右能夠穿城。在空間分布上，這種類型的軌道交通多分布在城市中心區(qū)與郊區(qū)新城、新城與新城之間。

普速等級(jí)一般要求列車旅行速度不低于 30 km/h[4]，選用的目的是為了緩解大城市中心區(qū)域的交通壓力，并提供相對(duì)道路交通更加快速的服務(wù)。在時(shí)間要求上，在城市中心區(qū)域，為了吸引客流、降低道路交通壓力，只要平均出行時(shí)間比道路交通小就有很大的吸引力。由于站點(diǎn)較密，人們可以非常方便地乘坐軌道交通，獲得遠(yuǎn)高于道路交通的速度，節(jié)省大量的出行時(shí)間。在空間分布上，此種類型的軌道交通多分布在中心區(qū)內(nèi)部。軌道交通按旅行速度進(jìn)行分級(jí)在我國(guó)不同城市中的運(yùn)用如表2 所示。

表2 軌道交通按速度水平等級(jí)劃分在我國(guó)典型城市中的運(yùn)用

2.3 按站點(diǎn)密度分級(jí)

城市軌道交通的車站是客流的發(fā)生點(diǎn)，并通過線路﹑網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)站點(diǎn)連接起來。交通特征為各向同性的城市，需要較大的站點(diǎn)吸引范圍才能夠全面解決城市交通問題，否則只能緩解某幾個(gè)方向的交通壓力；有明確的主要交通流方向的城市，則只需要主要交通走廊的站點(diǎn)吸引范圍足夠大，就可以解決城市交通問題。因此，站點(diǎn)吸引范圍是衡量服務(wù)等級(jí)的一個(gè)重要指標(biāo)，站點(diǎn)吸引范圍的大小直接關(guān)系到乘客的出行選擇，通常用步行到達(dá)軌道交通站點(diǎn)的距離表示。

當(dāng)步行 500 m 范圍之內(nèi)就可以到達(dá)軌道交通站點(diǎn)，并且步行時(shí)間在 5 min 之內(nèi)時(shí)，對(duì)于出行者來說很方便，步行的距離和時(shí)間在可以接受的范圍之內(nèi)。但是，當(dāng)步行超過 1 200 m 時(shí)就超出了一般出行者所能忍受的程度。特別是對(duì)于城市交通狀況不熟悉的出行者而言，步行時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，因而出行者會(huì)放棄選擇軌道交通出行。軌道交通不同站點(diǎn)吸引范圍在城市中的適用情況如表3所示。

表3 軌道交通不同站點(diǎn)吸引范圍在城市中的適用情況

2.4 按線網(wǎng)特征分級(jí)

軌道交通線網(wǎng)特征可以分為覆蓋型和主干型2種。不同的城市根據(jù)軌道交通的功能定位會(huì)選擇不同的線網(wǎng)特征，支持城市的綜合交通系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

覆蓋型線網(wǎng)一般要求軌道交通直接覆蓋面積達(dá)到一定比例，乘客能夠方便地進(jìn)入系統(tǒng)，并要求系統(tǒng)具有較高的行車密度，減少乘客候車時(shí)間，高峰小時(shí)行車間隔一般要求小于 2 min[4]。選用覆蓋型軌道交通線網(wǎng)的目的是為整個(gè)覆蓋區(qū)域提供作為主體交通方式的軌道交通網(wǎng)絡(luò)，使乘客在城市的任何位置都可以方便地找到軌道交通站點(diǎn)并能迅速到達(dá)目的地，方便乘客出行，減少乘客總體出行時(shí)間，并大大緩解城市道路交通壓力。在時(shí)間特性上，覆蓋型線網(wǎng)一般要求乘客平均出行時(shí)間比地面交通減少較多；車下出行時(shí)間要控制在合理范圍內(nèi)，乘客能夠很快進(jìn)入系統(tǒng)，并要求在網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)間的出行時(shí)間不超過 1 h。在空間特性上，覆蓋型線網(wǎng)的線路和車站密度大 (線網(wǎng)密度達(dá)到 0.8 km/km2，或車站分布密度達(dá)到 0.6 站/km2，或站點(diǎn)直接面積覆蓋率達(dá)到 50%)，多應(yīng)用于空間結(jié)構(gòu)緊湊、功能分布均勻的地區(qū)，一般出現(xiàn)在平原型特大城市中心區(qū)。

主干型軌道交通線網(wǎng)一般只覆蓋主要交通走廊，比較重視與其他交通方式的接駁和換乘。在早晚客流高峰時(shí)期，系統(tǒng)同樣需要較高的行車密度，高峰小時(shí)行車間隔一般要求小于 3 min，平峰時(shí)期行車間隔可以適當(dāng)延長(zhǎng)，但除市郊鐵路系統(tǒng)外一般也不應(yīng)大于 10 min[4]。選用主干型軌道交通線網(wǎng)的目的是在重要交通走廊上提供大容量快速交通通道，解決城市中重要線路或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上的交通瓶頸問題，或?yàn)橹行某桥c新城之間建立快速交通通道。在時(shí)間特性上，主干型線網(wǎng)使人們?cè)诰€網(wǎng)布設(shè)方向上可以享受到快速便捷的交通服務(wù)，平均出行時(shí)間比地面交通減少較多，或者新城的乘客在 30 min 左右的時(shí)間能夠到達(dá)城市中心區(qū)。在空間特性上，主干型線網(wǎng)的線路和車站密度小，但沿線路方向運(yùn)送能力強(qiáng)，多分布在帶形城市中心區(qū)，或者特大城市外圍放射區(qū)及組團(tuán)型城市的組團(tuán)之間。軌道交通不同線網(wǎng)特征在城市中的適用情況如表4所示。

表4 軌道交通不同線網(wǎng)特征在城市中的適用情況

2.5 按行車密度分級(jí)

城市軌道交通作為城市公共交通方式的一種，應(yīng)該具有城市公共交通的運(yùn)行特征，即高行車密度。一是可以提高服務(wù)等級(jí)，減少乘客候車時(shí)間；二是可以提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，提高運(yùn)輸能力；三是可以在滿足相同客運(yùn)量的條件下縮短車輛編組，減小車站規(guī)模，節(jié)約工程造價(jià)?；谝匀藶楸尽⒎奖愠丝汀⑻岣叻?wù)等級(jí)的規(guī)劃建設(shè)宗旨，通過技術(shù)水平的改進(jìn)來增加行車密度，實(shí)現(xiàn)“小編組、高密度”的運(yùn)行組織模式，提高服務(wù)等級(jí)，節(jié)約工程造價(jià)，一直是城市軌道交通線路規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo)[5]。對(duì)于需要公交化運(yùn)行的地鐵、輕軌、有軌電車、市域快線等系統(tǒng)型式，必須通過科技進(jìn)步，提高系統(tǒng)的行車密度，發(fā)掘系統(tǒng)潛能，提高系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)，這是各種系統(tǒng)型式的共同目標(biāo)。對(duì)于運(yùn)行組織模式與鐵路相類似的市郊鐵路而言，也要在保持定點(diǎn)發(fā)車、準(zhǔn)時(shí)到達(dá)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，提高行車密度，增加線路的吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力。

行車密度是衡量城市軌道交通服務(wù)等級(jí)的一個(gè)重要指標(biāo)。城市中心區(qū)，居民出行頻繁，在提高線網(wǎng)覆蓋水平的基礎(chǔ)上，必然還要求較高的行車密度 (大于 30 對(duì)/h)，減少候車時(shí)間，提高系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)；城市外圍區(qū)，在早晚高峰時(shí)期，有大量的、急著趕時(shí)間的潮汐客流需要運(yùn)送，也需要提供高的行車密度 (大于 30 對(duì)/h)，以完成高峰時(shí)段的運(yùn)輸任務(wù)；平峰時(shí)段，行車密度可以根據(jù)客流情況適當(dāng)降低，但也應(yīng)該達(dá)到一定的服務(wù)等級(jí)。當(dāng)發(fā)車的間隔小于 4 min 時(shí)，出行者基本上能隨到隨走，即出行者在到達(dá)車站以后只需要很短的時(shí)間就可以上車，在車站因候車帶來的延誤時(shí)間大大縮短。但是，當(dāng)發(fā)車時(shí)間間隔達(dá)到 12 min 以上時(shí)，出行者需要按照時(shí)刻表出行，否則出行者需要花費(fèi)較多的時(shí)間候車，甚至?xí)绊懙匠鲂?。根?jù)國(guó)內(nèi)對(duì)行車密度的綜合界定，將行車密度分為高強(qiáng)度、中強(qiáng)度、低強(qiáng)度3種。不同行車密度在城市中的適用情況如表5所示。

表5 不同行車密度在城市中的適用情況

3 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃之前，首先要對(duì)城市的基本條件進(jìn)行分析，把握城市規(guī)劃和城市綜合交通規(guī)劃，分析城市人口規(guī)模、城市空間結(jié)構(gòu)﹑城市交通特征和城市客流特征等因素，城市軌道交通的規(guī)劃決策應(yīng)服從并服務(wù)于城市的發(fā)展和交通的需求；其次，對(duì)軌道交通進(jìn)行功能定位，功能定位是城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是宏觀層次上的決策問題，明確功能定位對(duì)于明確城市對(duì)軌道交通的功能需求、選擇合理的服務(wù)等級(jí)，以及與服務(wù)等級(jí)匹配的城市軌道交通系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，從而通過服務(wù)等級(jí)劃分實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)。

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