線網(wǎng)規(guī)劃的站點布局指標標準探討

李曉霞 朱衛(wèi)國

(中國地鐵工程咨詢有限責任公司 北京100037)

軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中的站位規(guī)劃，主要從用地性質(zhì)、客流需求量、適宜站間距、工程條件等方面因素考慮設置，而網(wǎng)絡規(guī)劃中站點分布的合理性，基于交通服務功能還需從下面2個層面來分析。

1)“面”的層面，即在城市發(fā)展成熟的中心區(qū)，軌道交通呈區(qū)域網(wǎng)絡化覆蓋，站點分布密度和覆蓋率可體現(xiàn)軌道交通的區(qū)域服務水平。

2)“線”的層面，一方面，在城市外圍區(qū)域或組團城區(qū)，軌道交通呈廊道式敷設;另一方面，考慮線路的不同服務功能層次，此時，線路上的站點分布主要通過站間距指標值來體現(xiàn)。

為了分析上述2個層面的站點分布指標特征，選擇國外典型城市成熟的軌道交通網(wǎng)絡系統(tǒng)，進行軌道交通站點布局指標的統(tǒng)計分析，總結(jié)規(guī)律，在此基礎上，開展深入理論化研究。

1 國外城市軌道交通網(wǎng)絡站點分布特征

1.1 巴黎

1.1.1 城市特征［1］

巴黎是世界上人口密度最高的城市之一，根據(jù)2008年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，巴黎市區(qū)的人均密度，除去文森森林與布洛涅森林，達到25 529人/km1，在市區(qū)劃分的20個區(qū)中，人口密度分布較為均衡，其中核心中第11區(qū)的人口密度最高達40 672人/km1，因此，市區(qū)內(nèi)對交通覆蓋率的服務水平有較高要求。

圖1 巴黎城區(qū)的分區(qū)劃分

在市區(qū)外圍，著力發(fā)展5座新城，距離巴黎25～30 km的范圍內(nèi)，通過提供廊道式快速優(yōu)良的交通基礎開辟新城的發(fā)展。

1.1.2 軌道交通網(wǎng)絡層次

巴黎軌道交通系統(tǒng)包含中心城和郊區(qū)2個層次的軌道交通線網(wǎng)。中心城內(nèi)軌道交通主要包含地鐵、有軌電車系統(tǒng)，服務于市區(qū)內(nèi)部出行，地鐵線路共14條，總長約211 km，有軌電車線路主要分布在城區(qū)外圍，目前共3條，總長20多km。

郊區(qū)軌道交通包含了大區(qū)快線網(wǎng)和郊區(qū)鐵路網(wǎng)，以將郊區(qū)點狀分散式建設的新城與城區(qū)聯(lián)系起來，滿足出行交換流量。大區(qū)快線(RER)共5條，全長585 km，呈放射狀向外延伸;郊區(qū)鐵路客運線網(wǎng)(train)共5個，近30條分支，全長833 km，利用國家鐵路資源服務于巴黎大區(qū)客運交通。

1.1.3 車站分布指標計算分析

統(tǒng)計分析巴黎市區(qū)的軌道交通車站分布特征，將巴黎市區(qū)分為2個區(qū)，其中1～11區(qū)作為核心區(qū)，即分區(qū)1，剩余區(qū)域為分區(qū)2，分別統(tǒng)計地鐵和快線網(wǎng)絡的站點分布密度，如表1所示。

表1 巴黎軌道交通站點及分布密度計算

可以看出，地鐵線網(wǎng)的站點分布密度明顯高于快線線網(wǎng)，其中分區(qū)1核心區(qū)內(nèi)站點分布密度高達4.39個/km1，市區(qū)平均站點分布密度為2.23個/km1，覆蓋率較高，而快線網(wǎng)絡的分布密度小于1個/km1，說明快線的服務功能主要是經(jīng)由與地鐵線網(wǎng)的換乘樞紐點來實現(xiàn)客流集散，兩者功能層次劃分非常明晰。

從車站分布的站間距指標來看(見圖2、3)，巴黎地鐵線路的站間距多在400～600 m，線網(wǎng)平均站間距為550 m，實現(xiàn)了步行方式的直接吸引范圍全覆蓋。而快線RER線路的站間距則較大，基本上在2～3 km，有的高達5 km，線網(wǎng)平均站間距為2.4 km，提高了出行效率，增大了間接吸引范圍。

圖2 巴黎地鐵網(wǎng)線路站間距分析

1.2 東京

1.2.1 城市特征

東京市即東京都的中心區(qū)域(23個區(qū))，是人口最稠密的地區(qū)，截至2011年，中心區(qū)域估算人口達到897萬人，計算人口密度為14 422人/km1。

中心區(qū)以外的西部多摩地域人口約418萬人，計算人口分布密度為3 613人/km1。因此主要研究區(qū)域選取中心區(qū)域，即23區(qū)范圍(見圖4)。

圖3 巴黎地鐵RER網(wǎng)線路站間距分析

圖4 東京區(qū)劃圖

1.2.2 軌道交通網(wǎng)絡層次

東京的軌道交通系統(tǒng)包含JR(日本鐵道)、私營鐵路和主要運行于23區(qū)內(nèi)的都營地鐵，以支撐東京都區(qū)內(nèi)交通出行。

1.2.3 車站分布指標計算分析

在統(tǒng)計分析中，將東京23區(qū)劃分為2個分區(qū)，其中分區(qū)1為核心區(qū)域，包含千代田區(qū)、中央?yún)^(qū)、港區(qū)、新宿區(qū)和澀谷區(qū)，人口密度為1.16萬人/km1，分區(qū)1以外的區(qū)域為分區(qū)2，人口密度為0.14萬人/km1(見圖5)。

圖5 東京分區(qū)示意

東京市區(qū)的人口密度小于巴黎市區(qū)，軌道交通站點分布密度亦低于巴黎市區(qū)，從東京不同模式的軌道線路站間距指標來看，市區(qū)地鐵線最高限速為80 km/h，近80%的站間距小于1.3 km，最大站間距達到2.8 km;對于JR線路，最高限速為90～120 km/h，其中環(huán)線山手線平均站間距為1.2 km，其他市郊線站間距大部分在2.0～4.5 km之間，最小站間距為0.6 km，最大站間距達到16.1 km。

因此，這里將東京地鐵和市郊鐵路線網(wǎng)進行疊加，分析整個軌道網(wǎng)絡的站點覆蓋率，各區(qū)域的車站分布密度計算見表2。

表2 東京軌道交通站點分布密度計算

可以看出，東京的軌道交通網(wǎng)絡站點分布更具靈活性，與城市用地和需求緊密結(jié)合，站間距在1 km左右，運行效率高于巴黎，但站點覆蓋率也隨之下降。

1.3 軌道交通網(wǎng)絡的站點布局特征

1.3.1 站點分布與城市發(fā)展形態(tài)相關

不同城市形態(tài)、人口規(guī)模決定軌道交通網(wǎng)絡的形態(tài)和規(guī)模，也影響了站點分布指標值。應結(jié)合城市區(qū)域發(fā)展特征，采取差異化的站點分布標準，從面和線2個層面進行規(guī)劃控制。

1.3.2 站點分布體現(xiàn)區(qū)域差異

站點的分布規(guī)劃與實際客流需求息息相關。從城市用地發(fā)展特征來看，從核心區(qū)到外圍區(qū)，人口密度、土地開發(fā)強度都逐漸降低，核心區(qū)內(nèi)多集中商業(yè)、辦公等用地，在強客流吸引力下的交通出行需要通過增強軌道交通網(wǎng)絡站點密度、減小站間距來提高軌道交通服務水平;相應的在城市外圍區(qū)域，由于短距離出行需求較少，可通過減小站點分布密度，以及設置較大站間距，有效提高軌道交通運行效率。

1.3.3 站點分布與線網(wǎng)功能層次相關

城市對于軌道交通發(fā)展政策和功能定位，也會影響網(wǎng)絡站點的規(guī)劃分布，在上述例子中，巴黎地鐵是典型的高密度低運量的發(fā)展模式，平均站間距(約500 m)相當于常規(guī)公交站點分布標準，而對于我國，軌道交通采用高運量低密度的發(fā)展模式，軌道交通承擔城市公共交通的骨干作用，規(guī)范中提出:站間距宜在1 km左右。此外，對于普線、快線等不同功能層次的線網(wǎng)，為實現(xiàn)不同的線路服務功能，站點分布密度亦不相同。

綜上，如何確定軌道交通網(wǎng)絡中站點布局的合理性，擬從純理論化角度，分析在滿足交通需求功能條件下適宜的分布密度和站間距指標標準。

2 軌道交通車站分布密度指標標準

理論上將城市區(qū)域劃分為核心區(qū)、中心區(qū)和外圍區(qū)域，不同區(qū)域的軌道交通網(wǎng)絡密度及承擔的公共交通集散功能有所差異，以軌道交通承擔的客流集散功能強度(即區(qū)域交通功能定位)進行合理的分布密度研究，如圖6所示。

圖6 城市軌道交通線網(wǎng)基本模式

2.1 車站的合理吸引范圍

車站的吸引客流分為直接吸引和間接吸引2類，軌道交通承擔的集散客流強度越大，直接吸引范圍的客流需求越強。

2.1.1 直接吸引范圍

直接吸引范圍考慮采用步行方式的銜接范圍。根據(jù)調(diào)查，合理的步行銜接時間為10 min，平均步行速度為65 m/min，因此，居民合理的步行銜接距離為650 m，以此作為軌道交通車站合理的直接吸引范圍標準值。

2.1.2 間接吸引范圍

間接吸引范圍考慮采用其他交通方式轉(zhuǎn)乘軌道交通的銜接距離，各種交通方式的行駛速度、覆蓋率各不相同，這里考慮自行車和公交車兩種使用率高、便捷、覆蓋面廣的主要銜接方式，作為間接吸引范圍的標定。綜合自行車和公交車方式的銜接距離分析，圈定互相補充的主要銜接范圍1 300～2 000 m，以此作為中心區(qū)合理的間接吸引范圍標準。

2.2 車站分布密度指標計算［2］

考慮軌道交通承擔的交通功能差異，對于軌道交通單線聯(lián)絡區(qū)域，承擔脊梁的交通功能，主要服務于單向向心出行需求，不具有區(qū)域?qū)用娴姆植几拍?，因此，車站的分布密度指標重點針對核心區(qū)和中心區(qū)范圍內(nèi)進行研究。

車站的分布密度計算考慮2個因素，一個是站點的合理吸引范圍，考慮不同交通功能定位的不同吸引范圍的覆蓋率;另一個是以線網(wǎng)構架為基礎，考慮客流的出行特征為多方向性，因此，要求軌道交通的線網(wǎng)覆蓋滿足4個客流方向的需要，把軌道交通線網(wǎng)簡化成一個比較均勻的棋盤形線網(wǎng)。

2.2.1 車站分布密度指標計算方法

在棋盤網(wǎng)格的基礎上，以線路交點為核心，計算車站在吸引范圍全覆蓋條件下的最小站間距以及區(qū)域面積。車站區(qū)域覆蓋效果如圖7所示，計算有

式中，S為理論計算吸引范圍全覆蓋的最大面積，km1;d為車站合理吸引范圍半徑，km;

圖7 車站覆蓋率效果

由此計算車站的分布密度為

式中，S為理論計算吸引范圍全覆蓋的最小面積km1;ρ為站點分布密度，個/km1。

2.2.2 不同交通功能定位的區(qū)域車站分布指標

1)核心區(qū)。當軌道交通網(wǎng)絡密度高，可承擔公共交通主體功能時，按照直接吸引范圍全覆蓋的標準，站點直接吸引半徑為0.65 km，計算全覆蓋所需的最大面積為3.38 km1，最大站間距為919 m，最小車站分布密度為1.18個/km1。

2)中心區(qū)。當軌道交通網(wǎng)絡密度降低，主要承擔公共交通骨干功能時，按照間接吸引范圍全覆蓋的標準，站點間接吸引半徑為1.5 km，計算全覆蓋所需的最大面積為18 km1，最大站間距為2 122 m，最小車站分布密度為0.22個/km1。

3 軌道交通合理站間距指標標準

3.1 站間距與線路技術標準的關系

對線路功能層次和軌道交通功能定位、行車技術標準作綜合分析［3］。從行車技術標準角度，達到運行速度后10 s制動，牽引測算數(shù)據(jù)見表3。

表3 牽引測算數(shù)據(jù)

可以看出，普通線路采用的80 km/h的列車最小站間距應為1 km，旅行速度為36 km/h，快線100 km/h列車的最小站間距為1.5 km;120 km/h列車的最小站間距為2.8 km。

3.2 合理站間距指標標準

軌道交通的合理站間距非固定值，受線路功能、車輛選型以及區(qū)域覆蓋密度的影響［4］，軌道車站間距d存在上、下限的取值范圍，即:dmin≤d≤dmax，車站合理間距應該介于最小間距dmin和最大間距dmax之間。按照線路功能劃分，可以分為普線和快線2個層次的標準。從軌道交通車站的服務功能、區(qū)域覆蓋率角度出發(fā)，提出不同功能層次的合理站間距指標標準。

3.2.1 普線

普線按照服務功能定位劃分，承擔主體交通功能與承擔骨干交通功能的線路車站站間距選擇范圍各不相同，具體指標標準如下:

1)軌道交通承擔主體功能。根據(jù)車站區(qū)域分布指標的計算，軌道交通承擔主體交通功能時，考慮直接吸引全覆蓋的標準，計算合理站間距為919 m。若不從區(qū)域覆蓋角度，而考慮線路順向站點直接吸引標準，計算合理站間距為1 300 m。

因此，綜合考慮城市核心區(qū)域以及部分重點發(fā)展區(qū)域，線路承擔主體交通功能時，高密度站點布設的合理站間距范圍為900～1 300 m。

2)軌道交通承擔骨干功能。軌道交通承擔骨干交通功能時，考慮直接吸引范圍在650 m以上即出現(xiàn)間接吸引的客流需求，因此，選擇合理站間距的下限為1 300 m。從線路順向站點間接吸引標準考慮，最大的站間距為3 000 m。

因此，當線路承擔骨干交通功能作用時，以多方式的銜接換乘增加間接吸引范圍，合理的站間距布設范圍為1 300～3 000 m。

3.2.2 快線

快線主要承擔市域范圍內(nèi)的骨干交通功能作用，站點設置以區(qū)域的銜接出行需求為基礎，覆蓋范圍大，因此站間距的設置也比較靈活，跨越度大，通常站間距大于2 000 m。需要注意的是，本文涉及的指標不適用于特殊功能線路，包括機場線、APM線等。

4 結(jié)語

軌道交通站點分布的合理性，體現(xiàn)了軌道交通區(qū)域協(xié)調(diào)性以及軌道交通系統(tǒng)的整體服務水平，因此，網(wǎng)絡層面的站點覆蓋率指標可以有效反映線網(wǎng)規(guī)劃的服務標準，線路的站間距規(guī)劃控制可以保障線路運行效率和服務功能。筆者從交通功能理論分析角度，提出差異化線網(wǎng)規(guī)劃站點布局指標標準，希望能對站點規(guī)劃起到幫助作用。

［1］法國經(jīng)濟技術顧問公司.巴黎郊區(qū)鐵路客運網(wǎng)線調(diào)研報告［R］.巴黎，2006.

［2］中國地鐵工程咨詢有限責任公司.城市軌道交通車站設置研究［R］.北京，2013.

［3］朱蓓玲.合理確定地鐵車站站間距離［J］.鐵道標準設計，1999(3):19-20.

［4］李君，葉霞飛.城市軌道交通車站分布方法的研究［J］.同濟大學學報:自然科學版，2004，32(8):1009-1014.