南京市城市與交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司
我國(guó)是個(gè)空間和人口大國(guó),但是93%的人口聚集在胡煥庸線以東300多萬(wàn)平方公里的國(guó)土面積上[1],真正適宜發(fā)展的國(guó)土資源十分有限,生態(tài)環(huán)境承載力有限,又有著豐厚的歷史文化資源和旺盛的交通需求。以上基本國(guó)情決定了軌道交通必須作為國(guó)土層溝通、城際交流、市域及都市圈聯(lián)系、城市內(nèi)部客運(yùn)等多層次交通服務(wù)的骨架甚至主體,必須構(gòu)建多元化、廣覆蓋、多層次、高密度的強(qiáng)大軌道交通網(wǎng)絡(luò),這是我國(guó)發(fā)展市域軌道快線的歷史必然。
圖1 胡煥庸人口密度分布線
1.2.1 新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略
2018年我國(guó)城鎮(zhèn)化率已接近60%,進(jìn)入城鎮(zhèn)化發(fā)展中期,其中滬京津粵已進(jìn)入城鎮(zhèn)化后期,江浙等沿海省份即將進(jìn)入城鎮(zhèn)化后期[2]。我國(guó)城市化還將持續(xù)至少20~30年,在此過(guò)程中,城市規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大,人口會(huì)加速往大都市圈轉(zhuǎn)移。為防止城市建成區(qū)均質(zhì)化無(wú)序蔓延,我國(guó)將進(jìn)一步實(shí)施新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,推動(dòng)城市集約緊湊發(fā)展、城鄉(xiāng)融合發(fā)展,大城市空間規(guī)劃越來(lái)越重視由單中心向郊區(qū)新城、衛(wèi)星城鎮(zhèn)格局轉(zhuǎn)變,形成多中心、組團(tuán)式發(fā)展格局,部分城市將進(jìn)入大都市圈、同城一體化、城市群等形態(tài)。
圖2 我國(guó)主要城市群分布
1.2.2 都市圈軌道發(fā)展政策
隨著城市空間持續(xù)擴(kuò)大,未來(lái)通勤和生活聯(lián)系的常態(tài)化、頻繁化,人們交往的頻率、強(qiáng)度會(huì)不斷增長(zhǎng)。在此背景下,新型城鎮(zhèn)化高質(zhì)量發(fā)展的根本落腳點(diǎn)應(yīng)是以人為本,構(gòu)建集約高效、環(huán)境友好的市域(郊)軌道快線來(lái)服務(wù)以通勤為主的高頻率、規(guī)律性的快速交通出行,以緩解交通擁堵、改善人居環(huán)境,引導(dǎo)和支撐都市圈、城市群空間的拓展和優(yōu)化。
立足我國(guó)都市圈和城市群發(fā)展的新階段、新需求,2017年國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于促進(jìn)市域(郊)鐵路發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,發(fā)展市域(郊)鐵路是促進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要舉措,要著力擴(kuò)大市域(郊)鐵路公交化運(yùn)營(yíng)服務(wù)的有效供給,鼓勵(lì)發(fā)展多層次、多模式、多制式的軌道交通系統(tǒng),完善城市綜合交通運(yùn)輸體系,更好地適應(yīng)都市圈和城市群發(fā)展新要求。2019年國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于培育發(fā)展現(xiàn)代化都市圈的指導(dǎo)意見(jiàn)》進(jìn)一步提出打造“軌道上的都市圈”,統(tǒng)籌考慮都市圈軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局,構(gòu)建以軌道交通為骨干的通勤圈,推動(dòng)干線鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道交通“四網(wǎng)融合”,將市域(郊)鐵路運(yùn)營(yíng)納入城市公共交通系統(tǒng)。
都市圈通勤、商務(wù)與生活交往等規(guī)律出行與頻繁出行日益增多,出行距離日益拉長(zhǎng),出行方向性日益復(fù)雜。例如南京經(jīng)過(guò)多年建設(shè),已發(fā)展形成“單核、多極、軸帶”的空間格局,通勤圈半徑達(dá)到20 km,而且在不斷擴(kuò)大,并與外圍組團(tuán)加速融合。
圖3 南京都市圈發(fā)展
圖4 南京交通聯(lián)系一日時(shí)空變化圖
在都市圈、城市群的廣域空間內(nèi),軌道交通是實(shí)現(xiàn)快速、大流量客運(yùn)服務(wù)的重要角色。受制于居民通勤出行1小時(shí)可達(dá)性約束,軌道運(yùn)行效率往往決定了都市圈拓展的極限規(guī)模,傳統(tǒng)單一層次的城市軌道體系僅能支撐半徑約30 km的范圍。都市圈的進(jìn)一步拓展,亟需構(gòu)建多層級(jí)(運(yùn)量和速度)、多模式、一體化、與小汽車有競(jìng)爭(zhēng)力的軌道體系,不同層級(jí)的軌道發(fā)揮其比較優(yōu)勢(shì),提供差別化的客運(yùn)服務(wù)。其中,市域軌道快線是都市圈軌道運(yùn)營(yíng)組織的一種重要模式,其主要特征是相對(duì)快速和大運(yùn)輸能力,設(shè)計(jì)時(shí)速100 km/h以上、運(yùn)營(yíng)時(shí)速45 km/h以上、服務(wù)范圍30 km以上,帶有通勤性、公交化特征。我國(guó)都市圈發(fā)展現(xiàn)在速度快、規(guī)模大,應(yīng)站在城市、區(qū)域甚至更廣范圍來(lái)考慮軌道體系的構(gòu)建,軌道快線本身也應(yīng)有不同層級(jí),包括140 km/h、160 km/h,甚至200 km/h以上層級(jí)。
廣義上,軌道交通包括干線鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道四級(jí)體系。其中干線鐵路、城際鐵路和城市軌道目前已形成相對(duì)明確的功能等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在許多大城市也已形成規(guī)?;?、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。而市域軌道快線制式相對(duì)復(fù)雜,主要有大站距城市軌道快線、市郊鐵路和干線鐵路的公交化、磁懸浮列車等。其中鐵路制式目前有三種實(shí)現(xiàn)方式(見(jiàn)表2):一是利用既有鐵路公交化開(kāi)行列車,二是利用既有通道新建鐵路,三是新選通道建設(shè)鐵路。城市軌道制式也在部分城市建成開(kāi)通(見(jiàn)表3)。但市域(郊)軌道的功能、制式、標(biāo)準(zhǔn)、布局等仍存在較大模糊甚至爭(zhēng)議,更遠(yuǎn)未形成規(guī)?;?、網(wǎng)絡(luò)化,軌道網(wǎng)層級(jí)之間也缺乏有機(jī)融合。
圖5 都市圈軌道體系架構(gòu)
表1 都市圈各層級(jí)的軌道系統(tǒng)特性
表2 我國(guó)已建市域(郊)鐵路(部分統(tǒng)計(jì))
表3 我國(guó)已建、在建市域城市軌道快線(部分)
2.1.1 通勤圈
人們對(duì)通勤時(shí)間的忍耐是有限的,隨著科技發(fā)展,交通系統(tǒng)運(yùn)輸效率不斷提升,但通勤圈半徑并不會(huì)無(wú)限增長(zhǎng)。國(guó)際上,一般將常住地中至少5%就業(yè)人口往中心區(qū)通勤的范圍劃歸為通勤圈層,不同城市標(biāo)準(zhǔn)略有不同。東京是以常住地人口中1.5%以上(或常住地就業(yè)人口5%以上)前往中心城市通勤范圍歸為通勤圈。紐約將人口中向心通勤率在15%以上的圈層納入大都市區(qū)。倫敦則將向心通勤率15%的圈層納入城市集聚區(qū)。
國(guó)際大都市通勤圈主要集中在核心區(qū)半徑30 km范圍內(nèi),超過(guò)30 km的向心通勤客流明顯下降。2008年?yáng)|京核心區(qū)30 km范圍的瀕臨市間客流量達(dá)100~150萬(wàn)人次以上,而與更外層區(qū)域之間的客流量則相對(duì)較小[3]。軌道客流在25萬(wàn)人次/日以上的區(qū)段基本都集中在距核心區(qū)30 km范圍內(nèi),在40~50 km圈層不僅至核心區(qū)通勤客流顯著下降,其居住人口規(guī)模也開(kāi)始下降[4]。
2.1.2 都市圈
圖6 國(guó)際大都市通勤圈層
東京等國(guó)際大都市圈半徑擴(kuò)展到50 km就基本停滯。東京都市圈半徑從1920年的10 km發(fā)展到1980年的50 km左右,之后其長(zhǎng)軸半徑一直穩(wěn)定在50 km左右,短軸半徑為30 km左右。21世紀(jì)后,人口郊區(qū)化停滯,郊區(qū)向心通勤人口的后續(xù)供給能力逐漸衰退,東京政府也在干預(yù)都市圈“攤大餅”式擴(kuò)張,采取措施縮小通勤圈范圍,一是在核心區(qū)提高居住人口,緩解職住分離;二是完善外圍組團(tuán)城市功能,減少對(duì)核心區(qū)的過(guò)分依賴,于是東京的向心通勤量已比20世紀(jì)90年代減少10%[4]。紐約都市圈半徑在1980年穩(wěn)定在50 km左右。倫敦和巴黎都市圈無(wú)論人口密度還是主體建成區(qū)范圍都更小了。[5]
圖7 東京都市圈2008年地區(qū)間交通聯(lián)系[6]
圖8 東京都市圈2005年全日軌道線路客流量[4]
東京、紐約等國(guó)際大都市形成了較大規(guī)模的軌道系統(tǒng)來(lái)支撐都市圈空間拓展和核心區(qū)空間重構(gòu)。東京都市圈軌道體系包括高速鐵路(新干線)、普速鐵路、市郊鐵路和城市地鐵四個(gè)層級(jí),各有分工,相互配合,在一定程度上相互交融。其中,地鐵主要解決市中心高密度運(yùn)輸問(wèn)題,超過(guò)70%的線網(wǎng)位于山手環(huán)線以內(nèi),服務(wù)半徑20 km。市郊鐵路主要解決郊區(qū)向心交通問(wèn)題,服務(wù)半徑50 km,主要包括日本國(guó)鐵JR及私鐵等,占都市圈軌道總里程的80.8%,承載客運(yùn)量占公共交通出行總量的65%左右[6]。普速鐵路解決城市群服務(wù)且不與新干線平行,服務(wù)半徑一般小于150 km,不超過(guò)300 km。新干線主要解決城市群和城市帶聯(lián)系,服務(wù)半徑200~700 km[6]。東京部分市郊鐵路能夠與地鐵直通,新干線部分運(yùn)能也可用于都市圈市郊通勤。
圖9 東京都市圈發(fā)展歷程[5]
圖10 紐約都會(huì)區(qū)發(fā)展歷程[5]
圖11 東京地鐵線路圖
倫敦都市圈共16條市郊鐵路,其中中心城區(qū)788 km,平均站距2.5 km;中心城區(qū)到50 km圈層923 km,平均站距3.6 km;50~100 km圈層1 360 km,平均站距7.9 km。這種從中心城區(qū)高密度站距到外圍地區(qū)低密度站距的布局結(jié)構(gòu)適應(yīng)了不同交通圈出行效率的要求。線網(wǎng)總體呈現(xiàn)放射狀,連接各方向通往中心的市郊鐵路通勤客流,大部分區(qū)域快線(Cross Rail)穿越中心城區(qū),通過(guò)換乘站與地鐵互聯(lián)互通,并在某些路段共用線路。[7]
由于市域軌道快線層級(jí)介于城市軌道與區(qū)域鐵路之間,在都市圈50 km圈層內(nèi)存在功能重合,當(dāng)前,市域軌道快線的內(nèi)涵與外延、功能與角色,行政與制式、技術(shù)與運(yùn)營(yíng)等方面仍存在爭(zhēng)議,也缺少明晰的投資主體和運(yùn)營(yíng)主體。
圖12 東京都市圈市郊鐵路網(wǎng)
圖13 倫敦都市圈市郊鐵路網(wǎng)
城市軌道的運(yùn)營(yíng)速度、站距等決定了其服務(wù)范圍一般在半徑30 km以內(nèi);在30 km以外,由于城市功能設(shè)施配套相對(duì)落后、范圍有時(shí)超出城市行政邊界導(dǎo)致工作協(xié)調(diào)困難、高昂的征地拆遷和建設(shè)費(fèi)用等原因,影響了市域快線的發(fā)展。即便建設(shè)市域快線,也因我國(guó)城市呈高強(qiáng)度連綿化開(kāi)發(fā)特征,往往在相關(guān)利益群體(如軌道沿線居民)的影響下縮短站距,導(dǎo)致“快線不快”,出行時(shí)耗過(guò)長(zhǎng),失去了快線的實(shí)際意義??紤]到建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本,鐵路部門一般不會(huì)采用公交化運(yùn)營(yíng)方式。另一方面,鐵路部門、交通部門對(duì)市域快線有不同理解,并各自出臺(tái)了不同的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),爭(zhēng)取話語(yǔ)權(quán),反映出中央和地方不同部門與企業(yè)之間存在著諸多利益之爭(zhēng)。例如,利用既有鐵路開(kāi)行市域軌道,會(huì)涉及政府、鐵路、企業(yè)的利益博弈,包括國(guó)鐵資源使用權(quán)、收益權(quán)、所有權(quán)的分配問(wèn)題,并因此帶來(lái)軌道模式、制式、速度、運(yùn)營(yíng)等方面的爭(zhēng)議。
國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于培育發(fā)展現(xiàn)代化都市圈的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出“打造軌道上的都市圈”,為加快發(fā)展市域軌道交通提供了難得契機(jī)。面對(duì)市域軌道快線在行政、利益、模式、制式、標(biāo)準(zhǔn)、工程、運(yùn)營(yíng)、財(cái)務(wù)等多方面的爭(zhēng)議、博弈,首先需要回歸初心,回到所有的行政和技術(shù)最終都應(yīng)為乘客服務(wù)的本質(zhì)上來(lái)思考以人為本,改革創(chuàng)新,打破在行政邊界、投資主體、運(yùn)營(yíng)主體上的壁壘和利益門檻,合作共贏,使得鐵路和城市軌道互聯(lián)互通、資源共享,實(shí)現(xiàn)市域軌道快線的科學(xué)理性、可持續(xù)發(fā)展。
除了體制創(chuàng)新外,新的投資方式和運(yùn)營(yíng)管理模式也已成為突破瓶頸的重要渠道。東京市郊鐵路建設(shè)已形成由國(guó)家政府、地方政府、民營(yíng)企業(yè)各方獨(dú)立或共同出資的多元化投融資格局。例如JR東日本的業(yè)務(wù)涉及鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、金融、保險(xiǎn)、房地產(chǎn)、酒店、旅游、廣告?zhèn)髅降?0多個(gè)領(lǐng)域,運(yùn)輸是其收入和利潤(rùn)的主要來(lái)源,站場(chǎng)開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)性物業(yè)管理則是多元化創(chuàng)收的重要方式。我國(guó)也應(yīng)借鑒創(chuàng)新,增加建設(shè)運(yùn)營(yíng)投融資渠道。
軌道快線應(yīng)盡量布局在城市核心區(qū)和城市拓展軸帶上,慎重選擇線位、間距和站址,連接城市中心、副中心、新城、外圍主要城鎮(zhèn)和交通樞紐,實(shí)現(xiàn)城市組團(tuán)核心的互聯(lián)互通、直連直通,尤其是與主要客源地的直接連通。
軌道快線與城市中心體系的融合主要有三種型式:一是“中心區(qū)外圍+放射”型,即快線接入城市邊緣,該類型有利于形成強(qiáng)大的市中心,線路換乘便捷,圓周方向的出行可以直達(dá),但環(huán)線的客流難以保障,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較差。二是“中心放射”型,即快線終止于城市中心,該類型有利于形成強(qiáng)大的市中心,促進(jìn)土地密集發(fā)展,郊區(qū)與中心城區(qū)聯(lián)系方便,路網(wǎng)聯(lián)通性好,換乘方便,但易加劇市中心擁擠,且由于沒(méi)有環(huán)線,外圍地區(qū)之間聯(lián)系不便。三是“穿心快線”型,即快線穿越城市中心,該類型便于穿城區(qū)的交通聯(lián)系,同時(shí)避免中心區(qū)換乘壓力,但穿城線路如無(wú)法實(shí)現(xiàn)快慢線越站運(yùn)行,易降低軌道快線效率。
“中心區(qū)外圍+放射”型的代表是東京。東京核心區(qū)以外人口超過(guò)2 000萬(wàn),郊區(qū)進(jìn)出核心區(qū)的通勤需求大,大量私鐵、JR很難貫穿市中心,于是修建了JR山手環(huán)線,并在環(huán)線上布局城市中心,使得放射狀市域線路的末站就是乘客出行的終點(diǎn)。環(huán)線包圍著市中心高密度開(kāi)發(fā)地區(qū),東京都心、副都心幾乎全部在環(huán)線和中央線車站附近,商業(yè)、文化、娛樂(lè)、信息服務(wù)等功能和辦公設(shè)施集中在站點(diǎn)周邊1 km內(nèi);中心城以外,軌道與城郊土地聯(lián)合開(kāi)發(fā),形成輻射廣泛、高效便利的私營(yíng)鐵路系統(tǒng),支撐了大都市區(qū)的持續(xù)發(fā)展。
“中心放射”型的代表是紐約。紐約曼哈頓是絕對(duì)的中心,放射狀市郊鐵路網(wǎng)在20世紀(jì)初就已形成,以通勤服務(wù)為主,終點(diǎn)位于曼哈頓,集散方便。紐約核心區(qū)就業(yè)和居住密度很高,而郊區(qū)人口密度相對(duì)較低,進(jìn)出紐約市的通勤需求低于東京、巴黎等城市,因此市郊鐵路一直維持中心放射的布局模式。
巴黎市域軌道快線RER穿過(guò)市區(qū),乘客從都市圈外圍不需換乘就可到達(dá)市中心,且能快速穿越市中心。在RER建設(shè)前,巴黎已同時(shí)具有城區(qū)地鐵、放射狀市郊鐵路,當(dāng)時(shí)外圍居民需在城市邊緣換乘地鐵進(jìn)入市中心,而穿城乘客需換乘2次以上,十分不便且耗時(shí)太長(zhǎng),嚴(yán)重影響了外圍衛(wèi)星城發(fā)展。之后巴黎修建RER線,將衛(wèi)星城—中心城—衛(wèi)星城直通起來(lái),很好地解決了穿城客流問(wèn)題,也振興了外圍衛(wèi)星城發(fā)展。為保證運(yùn)營(yíng)速度,RER保持了其獨(dú)立性,在市中心地下更深一層,按2~3 km站距僅在主要客流集散地設(shè)站與地鐵垂直換乘。
我國(guó)市域軌道快線布局模式的選擇,應(yīng)綜合考慮城市核心區(qū)的體量規(guī)模、核心區(qū)和外圍組團(tuán)人口和崗位密度、居民通勤特征、既有軌道網(wǎng)絡(luò)體系、軌道快線布設(shè)通道空間等,以便使軌道快線能夠最大效率滿足都市圈外圍和中心區(qū)的快速高效聯(lián)系,支撐外圍區(qū)域沿軌道線拓展。
市域軌道快線規(guī)劃建設(shè)的同時(shí),應(yīng)對(duì)沿線產(chǎn)業(yè)、用地進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)站城融合。軌道站點(diǎn)周邊進(jìn)行高密度混合開(kāi)發(fā),形成集換乘、商務(wù)、商業(yè)等為一體的樞紐,以增大客源,增加資金來(lái)源,促進(jìn)城市化發(fā)展。目前,我國(guó)國(guó)家鐵路、城際鐵路主要是服務(wù)城市間的鐵路運(yùn)輸,鐵路沿線一般為非建設(shè)用地,且站距較大、站點(diǎn)多位于城市外圍,與城市用地的關(guān)系協(xié)同較差。如果選擇在國(guó)鐵通道內(nèi)新建軌道快線或?qū)扔需F路進(jìn)行公交化改造,應(yīng)特別注意對(duì)站點(diǎn)周邊產(chǎn)業(yè)、用地的重整開(kāi)發(fā)。
圖14 國(guó)際大都市的市域軌道快線布局形態(tài)
圖15 東京澀谷站的站城一體化建設(shè)
軌道交通應(yīng)實(shí)現(xiàn)多元化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化,共享化,這也是未來(lái)總體態(tài)勢(shì)。不同軌道層級(jí)之間沒(méi)有明確的服務(wù)邊界,為在城市不同空間圈層兼顧快速化、直達(dá)性、可達(dá)性和客流量,應(yīng)實(shí)現(xiàn)“多網(wǎng)融合”,以最大程度發(fā)揮各層級(jí)軌道的比較優(yōu)勢(shì)。
“多網(wǎng)融合”應(yīng)體現(xiàn)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)各個(gè)階段。首先,應(yīng)從需求層面思考軌道快線建設(shè)的必要性。我國(guó)一些城市的規(guī)模達(dá)到都市圈尺度后,仍采用城市地鐵向外延伸,但由于運(yùn)營(yíng)速度原因,通勤圈拓展嚴(yán)重受限。市域軌道快線主要是滿足都市圈的快速、大運(yùn)量通勤交通,特別是滿足通勤1小時(shí)可達(dá)性要求,當(dāng)都市圈規(guī)模足夠大或具有某些特殊空間結(jié)構(gòu)時(shí),可考慮系統(tǒng)規(guī)劃軌道快線。
在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,應(yīng)注重打破軌道制式壁壘,一體化考慮,互聯(lián)成網(wǎng),并綜合考慮運(yùn)速、運(yùn)能、可達(dá)性、直達(dá)性、越站運(yùn)行、跨線直通等方面提前籌劃,在不同空間圈層提供差異化服務(wù)。東京市域軌道有快速和普速之分,在中心區(qū),快線慢線各自獨(dú)立;在中心區(qū)外,同一軌道上運(yùn)行快慢線,快線采用越站運(yùn)行。我國(guó)城市通道空間資源稀缺,在已建普速地鐵通道內(nèi),可考慮建設(shè)快普復(fù)合走廊,快線越站運(yùn)行或跨線直通。考慮城市差異,應(yīng)根據(jù)自身的城市規(guī)模、交通需求、經(jīng)濟(jì)能力、工程條件、既有軌道型制條件和運(yùn)輸能力及公交化改造可行性、新建軌道快線可行性等因素,因地制宜選擇最恰當(dāng)?shù)能壍乐剖胶图夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括設(shè)計(jì)時(shí)速、運(yùn)營(yíng)時(shí)速、車型編組、運(yùn)營(yíng)信號(hào)、供電方式等。
在運(yùn)營(yíng)階段,重點(diǎn)是從乘客出行體驗(yàn)出發(fā),消融制式間的差異,實(shí)現(xiàn)跨制式軌道系統(tǒng)的票務(wù)一體化、安檢一體化、運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表一體化、運(yùn)營(yíng)信息一體化。
圖16 上海金山鐵路一體化的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)