中型城市市域（郊）軌道交通建設(shè)的思考

季國富

（福州地鐵集團(tuán)有限公司，福建福州 350004）

與地鐵建設(shè)相比，我國市域（郊）軌道交通建設(shè)起步較晚，并將在今后一段時間內(nèi)占據(jù)重要地位。同地鐵建設(shè)一樣，市域（郊）軌道交通的建設(shè)也是特大城市和大型城市走在前面，中型城市跟在后面。由于各個城市的情況差異很大，部分中型城市在借鑒大城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)時出了一些問題，比如客流預(yù)測不準(zhǔn)、制式選擇不當(dāng)、設(shè)計(jì)速度偏高、敷設(shè)方式不合理等。筆者對此進(jìn)行了一些研究。

1 中型城市軌道交通的客流強(qiáng)度預(yù)測偏高

1.1 中型城市的人口規(guī)模

中型城市特指城區(qū)遠(yuǎn)期常住人口在500萬人以下的城市。

眾所周知，軌道交通的核心是客流，客流的決定因素是人口（包括數(shù)量、密度、分布等），主要是城區(qū)常住人口。因此，城區(qū)常住人口是軌道交通規(guī)劃建設(shè)時客流研究的重要參數(shù)。表1為2019年我國部分城市城區(qū)常住人口及軌道交通客流強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)。據(jù)此，我國城市大致可分以下3檔：

表1 2019年我國部分城市城區(qū)常住人口及軌道交通客流強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表

（1）第1檔，特大城市，城區(qū)常住人口在1?000萬以上，大約5座；

（2）第2檔，大型城市，城區(qū)常住人口在500萬～1 000 萬之間，大約 11 座；

（3）第3檔，中型城市，城區(qū)常住人口在500萬以下，大約25座（未完全統(tǒng)計(jì)）。

1.2 中型城市軌道交通的客流強(qiáng)度明顯低于大城市

客流強(qiáng)度是衡量軌道交通運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)。根據(jù)表1可以得出以下結(jié)論。

（1）客流強(qiáng)度與城市人口規(guī)模關(guān)系密切。特大城市的客流強(qiáng)度基本在1.5萬人次/km以上，軌道交通線路運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)效益好；大型城市的客流強(qiáng)度基本在0.7～1.5萬人次/km之間，軌道交通線路運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)效益較好；中型城市的客流強(qiáng)度基本都在0.7萬人次/km以下，軌道交通線路運(yùn)營效率和經(jīng)濟(jì)效益不理想。

（2）中型城市的客流強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)劃預(yù)期。對表1中各城市人口按遞減排列，對應(yīng)的客流強(qiáng)度采用多項(xiàng)式擬合，如圖1所示，可得出結(jié)論：①客流強(qiáng)度與城區(qū)常住人口關(guān)系密切，基本呈現(xiàn)增減一致性；②部分城市實(shí)際客流強(qiáng)度與擬合曲線離散性較大，表明客流強(qiáng)度不僅與人口數(shù)量有關(guān)，還與人口分布、出行習(xí)慣等城市自身特點(diǎn)有關(guān)；③中型城市的客流強(qiáng)度明顯低于大型城市和超大型城市，基本在0.7萬人次/km附近波動。

1.3 中型城市的客流強(qiáng)度預(yù)測偏高

中型城市近期的客流強(qiáng)度預(yù)測一般都在1.0萬人次/km以上，與大城市數(shù)值接近。但隨著運(yùn)營里程的增加，客流強(qiáng)度的增長并不樂觀。部分中型城市隨著后續(xù)線路的開通運(yùn)營，其客流強(qiáng)度明顯下降，并未實(shí)現(xiàn)因換乘便捷而提升客流強(qiáng)度的設(shè)計(jì)預(yù)期。軌道交通實(shí)際發(fā)揮的載客作用與前期規(guī)劃預(yù)期出現(xiàn)明顯偏差，而這種偏差在各中型城市中具有普遍性。因此，在線路規(guī)劃時預(yù)期的客流強(qiáng)度不能簡單借鑒大城市的經(jīng)驗(yàn)。

2 市域（郊）軌道交通制式選擇

市域（郊）軌道交通的制式按運(yùn)營特點(diǎn)可分為國鐵制式和地鐵制式2種。國鐵制式是由中國國家鐵路集團(tuán)有限公司所屬的鐵路局集團(tuán)公司組織、按照國鐵方式（固定發(fā)車時刻）運(yùn)營；地鐵制式是由地方所在省市的地鐵公司組織、按照公交化方式（固定發(fā)車間隔）運(yùn)營。

2種制式各有優(yōu)缺點(diǎn)：國鐵制式便于市域（郊）線路與國鐵線路之間互聯(lián)互通，線路間調(diào)度靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離直達(dá)，方便市域與外圍城市的交通聯(lián)絡(luò)；地鐵制式乘客候車時間短，可與城區(qū)地鐵線路換乘，方便市域與城區(qū)的交通聯(lián)絡(luò)。

因此，市域（郊）軌道交通選擇哪種制式，是由其功能定位決定的。如果想加強(qiáng)市域（郊）線路與城區(qū)的聯(lián)系，希望公交化運(yùn)營及與地鐵線路方便換乘，則應(yīng)選擇地鐵制式；如果希望市域（郊）線路站點(diǎn)與外圍其他城市直達(dá)，而不是與城區(qū)的高頻度客流交換，則可考慮國鐵制式。

圖1 我國部分城市2019年城區(qū)常住人口與軌道交通客流強(qiáng)度圖

圖2為某中型城市市域（郊）軌道交通示意圖。線路1從主城邊緣延伸到市域外圍，采用地鐵制式，方便市域客流到達(dá)市區(qū)邊緣與地鐵進(jìn)行換乘。線路2直接貫穿主城區(qū)，后延伸到市域外圍，采用地鐵制式，方便市域客流直接與城區(qū)地鐵線網(wǎng)換乘。規(guī)劃線路3為市域間的聯(lián)絡(luò)線。

筆者認(rèn)為，中型城市的市域（郊）軌道交通，應(yīng)首先考慮地鐵制式，以加強(qiáng)市域（郊）與城區(qū)的聯(lián)系。

3 市域（郊）軌道交通的設(shè)計(jì)速度選擇

設(shè)計(jì)速度目標(biāo)選擇是市域（郊）軌道交通的另一個重要的問題。與城區(qū)線路相比，市域（郊）線路需要更快，以便拉近郊區(qū)與市區(qū)的時空距離；但從成本效益綜合分析來看，速度并非越快越好。

讓市域（郊）線路快起來通常有2個辦法：減少車站數(shù)量（減少停車時間和加減速時間）和提高設(shè)計(jì)速度（增加高速運(yùn)行時間），兩者綜合運(yùn)用才能達(dá)到最佳效果。車站數(shù)量是根據(jù)客流服務(wù)需求決定的，一般由規(guī)劃部門確定。如果車站數(shù)量較多，車站間距就較小，過高的設(shè)計(jì)速度不僅增加工程投資，實(shí)際節(jié)約的時間也非常有限。

表2為目前國內(nèi)主流車輛達(dá)速比為0.5時的站間距，設(shè)計(jì)人員一般認(rèn)為這是最小站間距。此時，車輛理論上的達(dá)速運(yùn)行里程為總里程的1/2，達(dá)速運(yùn)行時間為總運(yùn)行時間的1/3。實(shí)際上，由于部分路段限速等影響，實(shí)際運(yùn)營達(dá)速比比理論值低。

然而，更進(jìn)一步的比較發(fā)現(xiàn)，按保證達(dá)速比0.5來選擇設(shè)計(jì)速度的做法未必合理，表3?列舉了3條市域（郊）線路的設(shè)計(jì)速度對比結(jié)果。

理論計(jì)算表明，如果站間距較小，采用較高的設(shè)計(jì)速度沒有實(shí)際意義，節(jié)約的時間無論是絕對數(shù)值還是相對數(shù)值都微乎其微。然而，設(shè)計(jì)速度提高后，車輛的密閉性、線路參數(shù)要求都要提高，噪聲影響也顯著增加，對投資有很大影響。

另一方面，不同的設(shè)計(jì)速度對應(yīng)不同類型的車輛。對于中型城市的軌道交通，由于線路不多，應(yīng)盡量統(tǒng)一或減少車輛類型，以便后期運(yùn)營維修的資源共享，節(jié)約運(yùn)營成本。盡量避免為追求速度，而采用1條線路1種車型的建設(shè)方案。因此，設(shè)計(jì)速度的選擇應(yīng)統(tǒng)籌考慮，不能僅僅根據(jù)達(dá)速比滿足0.5進(jìn)行簡單比選。

圖2 某中型城市市域（郊）軌道交通示意圖

表2 目前國內(nèi)主流車輛達(dá)速比0.5時的站間距

表3 設(shè)計(jì)速度對比表（理想狀態(tài)：車輛按照合同值進(jìn)行加減速、無限速區(qū)間）

實(shí)際上，軌道交通的服務(wù)水平不僅體現(xiàn)在行車速度的高低上，還包括發(fā)車間隔、停車時間、換乘或接駁條件等。對乘客而言，候車時間多2?min與乘車多2?min的出行體驗(yàn)相差不大。

4 市域（郊）線路的敷設(shè)方式

市域（郊）軌道交通線路敷設(shè)方式究竟宜采用高架還是地下，一直存在爭議。工程技術(shù)人員認(rèn)為應(yīng)該主要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮，盡量采用高架線路；規(guī)劃和環(huán)保人員認(rèn)為應(yīng)該多從城市發(fā)展和噪聲環(huán)保角度考慮，盡量采用地下線。角度不同，結(jié)論自然不一致。

筆者認(rèn)為這是對主要矛盾的認(rèn)識問題。如果對地面交通影響大，或者對噪聲控制要求高，則應(yīng)采用地下線。比如在主城區(qū)，地面交通本身就已經(jīng)比較擁堵了（這也是修建地鐵的原因），如果軌道交通再采用高架，則對地面交通的影響太大，無法接受；同時，輪軌噪聲對街道兩側(cè)密集的居民區(qū)影響也很大，因此，城區(qū)多采用地下線。

但對于城區(qū)以外的市域（郊）軌道線路，如果地面道路有拓寬的空間（地面交通不受影響）、線路周邊居民稀少（輪軌噪聲影響可控），則應(yīng)盡量采用高架線。特別是對于一些尚待開發(fā)的地區(qū)，可把軌道線路的高架橋橋墩設(shè)置在市政道路的中央綠化帶內(nèi)，不僅節(jié)約大量建設(shè)投資和土地資源，對噪聲環(huán)保等也都是非常有利的，應(yīng)盡量推薦（圖3）。

軌道交通的高架線路不僅節(jié)約投資、有利運(yùn)營和防災(zāi)救災(zāi)，更體現(xiàn)“以乘客為本”的建設(shè)理念。大量乘客“坐在高架線路上欣賞城市風(fēng)景”與“坐在地下隧道里低頭看手機(jī)”的體驗(yàn)是不一樣的。

從影響城市后期發(fā)展的角度看，有人認(rèn)為地下線影響小，其實(shí)未必。地下線路運(yùn)營時需要更高的保護(hù)措施，反而在城市后續(xù)發(fā)展時（修筑道路及房建開發(fā)等）受限制更多，這在一些工程實(shí)踐中已得到證實(shí)。

圖3 某城市高架線路實(shí)景

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，從城市軌道交通的高架線路里程與總里程比例來看，國外城市比國內(nèi)高，國內(nèi)大城市比中型城市高。因此，中型城市的建設(shè)者應(yīng)該給高架線路留出合理的空間。

5 市域車輛編組問題

5.1 客流預(yù)測與現(xiàn)實(shí)情況

一方面，一些中型城市市域（郊）軌道交通項(xiàng)目在規(guī)劃時，遠(yuǎn)期客流預(yù)測都比較大，因此，需要采用大運(yùn)量的地鐵制式。另一方面，其市區(qū)地鐵干線的客流強(qiáng)度也都比較低（0.7以下）。那么，中型城市的市域線路怎么建？簡單否定遠(yuǎn)期的客流預(yù)測也是缺乏科學(xué)依據(jù)的，畢竟運(yùn)營25年以后的事情確實(shí)很難準(zhǔn)確估計(jì)。但如果按遠(yuǎn)期客流一步到位，恐怕初近期客流不足的情況會更加明顯。

5.2 分步實(shí)施，初近期采用小編組車輛

筆者認(rèn)為，可以考慮分步實(shí)施，即土建工程按遠(yuǎn)期實(shí)施，車輛（及機(jī)電設(shè)備等）初近期可先采用小編組方案，遠(yuǎn)期根據(jù)客流增長情況進(jìn)行調(diào)整。比如某市域（郊）線路車輛遠(yuǎn)期采用6輛B型車編組模式，初近期采用4輛B型車編組模式。這樣既能減少投資，也能提高初近期服務(wù)水平（提高發(fā)車密度）。我國部分大城市已經(jīng)有了這方面的經(jīng)驗(yàn)，中型城市應(yīng)該學(xué)習(xí)借鑒。

5.3 中型城市的城區(qū)地鐵也可以考慮小編組

不僅市域（郊）線路，對于一些中型城市的城區(qū)地鐵線路，也可以考慮近遠(yuǎn)期分步實(shí)施。如果客流預(yù)測允許，甚至遠(yuǎn)期也可采用小編組、高密度方案。這一點(diǎn)是中型城市軌道交通與大城市的最大區(qū)別。對比某中型城市與某大城市，城區(qū)常住人口比為1?:?2，客流強(qiáng)度比為 0.7?:?1，大城市的地鐵采用6節(jié)編組車輛，那么中型城市的地鐵采用4節(jié)編組車輛，理論上是可行的。

對于一些只能建設(shè)中運(yùn)量制式軌道交通的城市，也可以采用小編組地鐵車輛的模式，因?yàn)閺哪壳凹夹g(shù)看，地鐵車輛仍然最成熟、最經(jīng)濟(jì)。

6 市域（郊）軌道交通的防災(zāi)設(shè)計(jì)

市域（郊）軌道交通在我國起步較晚，設(shè)計(jì)規(guī)范自然沒有國鐵和地鐵成熟，如防災(zāi)設(shè)計(jì)就很有爭議。市域（郊）軌道交通介于傳統(tǒng)地鐵與國鐵之間，敷設(shè)方式以高架為主，與國鐵相似；運(yùn)營多采用地鐵制式，但發(fā)車間隔又明顯大于城區(qū)地鐵。因此，在防災(zāi)設(shè)計(jì)上，仍采用地鐵規(guī)范則顯得偏保守。但一般設(shè)計(jì)者和建設(shè)者也只能照此執(zhí)行，否則缺乏依據(jù)。從工程可靠性設(shè)計(jì)看，過于保守的設(shè)計(jì)，不是對安全的重視，而是對財產(chǎn)的浪費(fèi)和科學(xué)的褻瀆。

7 結(jié)論

綜上所述，筆者對中型城市市域（郊）軌道交通建設(shè)思考總結(jié)如下。

（1）軌道交通的核心是客流需求，中型城市的客流指標(biāo)與大型城市有明顯區(qū)別，不能簡單借鑒大城市的客流經(jīng)驗(yàn)。

（2）中型城市市域（郊）軌道交通在制式選擇上，宜以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的公交化運(yùn)營、方便市域與市區(qū)的客流交換為主，重點(diǎn)考慮地鐵制式，慎重選用國鐵制式。

（3）中型城市市域（郊）軌道交通的設(shè)計(jì)速度并非越快越好，按達(dá)速比0.5選擇設(shè)計(jì)速度不合理，而應(yīng)從成本效益、線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)成熟、便于維護(hù)等方面統(tǒng)籌比較，不能盲目提高設(shè)計(jì)速度。

（4）市域（郊）軌道交通在敷設(shè)方式上，在地面交通和噪聲環(huán)保要求允許的情況下，應(yīng)盡量以高架為主，與城市道路結(jié)合，充分利用道路中間綠化帶寬度。

（5）市域（郊）線路初近期應(yīng)采用小編組車輛，遠(yuǎn)期根據(jù)客流發(fā)展情況增加車輛編組。

（6）市域（郊）線路在防災(zāi)救援模式設(shè)計(jì)上，應(yīng)進(jìn)一步深入研究。