大西安軌道交通多網(wǎng)融合發(fā)展策略研究

張 浩

(1.軌道交通工程信息化國家重點實驗室(中鐵一院),西安 710043； 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

1 項目背景

1.1 研究背景

2019年9月，中共中央、國務院印發(fā)了《交通強國建設綱要》，提出發(fā)展目標：即到2020年，完成決勝全面建成小康社會交通建設任務和“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃各項任務，為交通強國建設奠定堅實基礎。到2035年，基本建成交通強國[1]。

2020年4月，國家發(fā)展和改革委印發(fā)《2020年新型城鎮(zhèn)化建設和城鄉(xiāng)融合發(fā)展重點任務》的通知(發(fā)改規(guī)劃〔2020〕532號)，支持西安都市圈編制實施發(fā)展規(guī)劃。以軌道交通為重點，健全都市圈交通基礎設施，有序規(guī)劃建設城際鐵路和市域(郊)鐵路，推進中心城市軌道交通向周邊城鎮(zhèn)合理延伸。

西安作為國家中心城市及關中城市群的核心城市，《交通強國建設綱要》和532號文的發(fā)布，指明了軌道交通融合發(fā)展的目標和方向，支持西安編制多層次軌道交通規(guī)劃，為開展大西安軌道交通多網(wǎng)融合研究工作提供強有力的支撐[2-4]。

1.2 大西安空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃

為繼續(xù)拉開城市骨架，防止城市攤大餅發(fā)展，規(guī)劃采取“多軸線、多中心、多組團”的空間發(fā)展模式，形成“三軸三帶多中心”的大西安空間結(jié)構(gòu)[5-6](圖1)。

圖1 大西安空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃

以關中城市群核心區(qū)為研究范圍(圖2)，包括西安市、西咸新區(qū)、楊凌農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范區(qū)、咸陽市部分地區(qū)(秦都區(qū)、渭城區(qū)、涇陽縣、三原縣、興平市、禮泉縣、乾縣、武功縣)、渭南市部分地區(qū)(臨渭區(qū)、富平縣)，總面積約1.76萬km2。

1.3 軌道交通網(wǎng)絡研究

主要研究大西安范圍內(nèi)國家鐵路網(wǎng)(高速鐵路、普速鐵路)、城際鐵路網(wǎng)和都市區(qū)軌道交通線網(wǎng)(市域快線、地鐵)多層次軌道交通的融合[7-9]。

1.4 大西安軌道交通發(fā)展存在的問題

目前，大西安已初步構(gòu)建了軌道交通綜合體系，具備進一步加快發(fā)展的基礎，也同時存在一些亟須解決的問題。

(1)需適應城市新的發(fā)展定位，突破發(fā)展理念和體制機制，從規(guī)劃上提升軌道交通多網(wǎng)融合，實現(xiàn)軌道交通“一張網(wǎng)”。

(2)需結(jié)合鐵路供給側(cè)改革的要求，進一步優(yōu)化國鐵網(wǎng)布局、深挖運輸潛能，與城市軌道交通網(wǎng)相互銜接，共同構(gòu)建市域線網(wǎng)。

(3)需轉(zhuǎn)變系統(tǒng)間的銜接和融合理念，全面深化系統(tǒng)間的資源共享，實現(xiàn)立體銜接，安檢互信、票務互通，互聯(lián)互通、共軌運輸[10-11]。

1.5 “多網(wǎng)融合”之內(nèi)涵

西安是國家中心城市，是關中城市群的核心城市，為將西安打造成為國際性綜合交通樞紐，提升樞紐戰(zhàn)略定位，軌道交通作為支撐與引領西安交通發(fā)展的主體形態(tài)，應立足于大西安都市圈的整體發(fā)展，構(gòu)筑“軌道上的大西安”和“軌道一張網(wǎng)”的融合發(fā)展理念。主城區(qū)以地鐵、輕軌為交通骨干的廣覆蓋、高密度“軌道公交圈”，主城區(qū)與外圍組團，以國家鐵路及城際、市域鐵路或市域快軌為核心的大運量快速化“通勤商務”，開發(fā)新區(qū)與旅游景區(qū)以有軌電車等低運量制式為接駁補充的“區(qū)域交通旅游圈”。實現(xiàn)城市內(nèi)外綜合交通的有效銜接與融合互補，加強與完善大西安軌道交通綜合體系，促進城市規(guī)劃、綜合交通、產(chǎn)業(yè)布局、生態(tài)環(huán)境之間的深度融合，提升大西安高質(zhì)量發(fā)展。

2 軌道交通網(wǎng)絡規(guī)劃優(yōu)化研究

2.1 城市群空間結(jié)構(gòu)與軌道交通制式關系

出行半徑20～30 km：主要是中心城區(qū)、都市區(qū)范圍，地鐵1號線～8號線、地鐵11號線覆蓋范圍。在該范圍內(nèi)，各個走廊出行量大，距離短，適合采用大運量、站間距小的城市軌道交通。

出行半徑30～50 km：為都市區(qū)全部范圍，城市軌道交通覆蓋的最大范圍，該范圍內(nèi)需要部分城市軌道交通承擔市域線，包括地鐵9號線、10號線、12號線～23號線。而由于城市軌道交通的模式、制式、平均旅行速度、站間距限制，部分區(qū)域及交通走廊仍需要通過市域快線進行加密補充，起到拓展城市骨架、提高軌道交通網(wǎng)絡服務水平、強化中心城區(qū)與外圍組團銜接的作用。

出行半徑50～100 km：為核心區(qū)范圍，該范圍有高鐵、普鐵、城際鐵路系統(tǒng)，且均為點到點服務，僅連接主要交通樞紐，與城市軌道交通未形成換乘關系，限制了該范圍的出行服務水平。同時，在核心區(qū)范圍，需要規(guī)劃銜接中心城區(qū)內(nèi)部與外圍區(qū)域直接連接的市域快線、城際鐵路，增強中心城區(qū)至外圍區(qū)域的可達性、輻射范圍，打造核心區(qū)范圍1h通勤圈。

高速鐵路市域范圍內(nèi)設站稀疏，且大多遠離客流中心，暫按高速鐵路不承擔市域客流運輸任務；普速鐵路、城際鐵路于大西安核心區(qū)內(nèi)設站密集，車站與客流中心距離近，且與城市軌道交通換乘便捷。故在普速鐵路、城際鐵路能力允許時，其更適宜承擔市域功能。因此，應重點研究利用普速鐵路和城際鐵路開行市域列車方案，優(yōu)化市域線網(wǎng)[12-14]。城市群空間結(jié)構(gòu)與軌道交通制式關系如圖3所示。

圖3 空間結(jié)構(gòu)與軌道交通制式關系

2.2 客流走廊劃分及客流預測

(1)客流走廊劃分

客流走廊主要劃分為6條，即：沿隴海通道西安—渭南、西安—楊凌客流走廊；沿京昆發(fā)展帶方向西安—周至走廊；沿包海通道西安—富平閻良走廊及沿福銀發(fā)展帶西安—藍田、西安—乾縣走廊。如圖4所示。

圖4 客流走廊劃分

(2)走廊內(nèi)客流預測分析

各條走廊內(nèi)客流預測分析見表1。根據(jù)客流走廊當前開行客車對數(shù)、預測客流密度及各條線路能力利用情況，分析開行市域列車的條件。

表1 走廊內(nèi)當前開行客車對數(shù)及客流預測分析

2.3 普速鐵路、城際鐵路開行市域列車能力分析

(1)西安—渭南客流走廊

隴海鐵路灞橋至渭南段能力已達飽和，開行市域列車受限。西安至灞橋三、四線有能力富余，可開行西安至灞橋經(jīng)高鐵聯(lián)絡線至渭南北的市域列車。

西安東至潼關城際西安東至渭南西段近、遠期能力利用率分別為49%、57%，能力有較大富余，可開行新西安南、西安東至渭南西的市域列車50對/d左右，承擔西安主城至周邊城鎮(zhèn)及旅游景點的市郊客流。

(2)西安—楊凌客流走廊

隴海鐵路西安至茂陵段貨車經(jīng)樞紐外繞線運行，能力得到釋放，可開行西安至茂陵經(jīng)高鐵聯(lián)絡線至楊凌南市域列車。

西安至楊凌城際近、遠期能力利用率分別為23%、27%，能力有較大富余，可開行新西安南、阿房宮至楊凌市域列車，承擔楊凌、興平等城鎮(zhèn)至大西安的向心性客流。

(3)西安—周至客流走廊

西戶鐵路三民村至戶縣段能力富余較大，隴海鐵路西段有一定能力富余，可開行西安至三民村至戶縣市域列車。

西安至法門寺城際近、遠期能力利用率分別為38%、45%，能力有較大富余，可開行西安東、新西安南至周至市域列車，承擔西安主城至沿線城鎮(zhèn)的市郊客流以及城區(qū)至景區(qū)的旅游客流。

(4)西安—富平閻良客流走廊

咸銅鐵路近、遠期能力利用率分別為66%、80%，隴海鐵路西段也有一定能力富余，可開行西安至咸陽至閻良市域列車，承擔城區(qū)中西部與東北部的市郊客流出行。

西安至韓城城際近、遠期能力利用率分別為24%、27%，能力有較大富余，可開行新西安南至富平閻良的市域列車，承擔主城與南北兩端城市組團的市郊客流。

(5)西安—乾縣客流走廊

西平鐵路茂陵至乾縣段將增建第二線，近、遠期能力利用率分別為42%、43%，有較大富余，隴海鐵路西段有一定能力富余，可開行西安至茂陵至乾縣市域列車，承擔主城區(qū)與西北部的市郊客流。

(6)西安—藍田客流走廊

西安—藍田通道僅有高鐵通過，暫不考慮高鐵開行市域列車?？煽紤]適時擇機新建地鐵21號線，滿足軌道交通網(wǎng)絡的市域功能。

(7)市域列車開行能力匯總

將普速鐵路、城際鐵路開行市域列車能力進行匯總，見表2。

表2 通道普速鐵路、城際鐵路開行市域列車能力匯總

2.4 城市軌道交通市域功能分析

對關中城市群都市區(qū)軌道交通線網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)(圖5)進一步研究，挑選具備市域線功能的線路，如地鐵10、地鐵11、地鐵15、地鐵17、地鐵19、地鐵21號線。

圖5 都市區(qū)軌道交通線網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)

2.5 構(gòu)建市域線網(wǎng)

根據(jù)線網(wǎng)優(yōu)化原則、城市空間結(jié)構(gòu)、軌道交通模式制式確定方法，對城市軌道交通、城際鐵路、國鐵進行組合優(yōu)化，對各類交通方式的出行特征、運量、空間距離進行分析，將城市軌道交通層級與國家鐵路層級進行銜接，規(guī)劃8條市域快線。如圖6、表3所示。

圖6 大西安市域線網(wǎng)規(guī)劃示意

表3 市域快線方案匯總

利用既有線：S1、S7、S8，共計222.2 km。

新建線：S3、S4、S5、S6，共計387.3 km。

兼有市域功能的鐵路線：S1、S2、S3、S7、S8，共計358.6 km。

本次優(yōu)化通過挖潛利用國鐵、城際網(wǎng)中部分線路的富?；蜷e置能力開行市域列車，優(yōu)化鐵路資源配置；利用城市軌道交通線網(wǎng)中的部分線路通道，優(yōu)化或調(diào)整組合為市域快線；最終構(gòu)建承擔城市近郊通勤運輸功能的市域線網(wǎng)。以此為基礎“上承下達”，實現(xiàn)網(wǎng)絡層面的融合。

3 軌道交通互聯(lián)互通技術分析

3.1 互聯(lián)互通的模式

互聯(lián)互通網(wǎng)絡化運營的模式較多，主要有換乘運營、共線運營、分線運營、跨線運營4種方式[15-17]。

針對大西安，考慮到城區(qū)普線服務水平高，客流量級大，實現(xiàn)互連互通難度大，主要采用換乘模式，若條件允許可預留跨線共軌條件。重點研究市域線路之間及城際線路與市域線路間的互連互通，各種互聯(lián)互通模式優(yōu)缺點見表4。

表4 各種互聯(lián)互通模式優(yōu)缺點

3.2 互聯(lián)互通的理念與構(gòu)想

(1)市域線可采用類似城際鐵路標準，也可采用城軌標準。

(2)應適當提高技術標準、增加系統(tǒng)預留，為多種類型列車的開行預留運能余量。

(3)城區(qū)線路應做好換乘方案，如有條件可預留跨線條件。

(4)市域線路應接入中心城區(qū)，具備組織快慢車的功能，主要客流通道有條件可預留兩線規(guī)模。

(5)快線應采用兼容制式，實現(xiàn)不同線路跨線運營，具備組織主、支線及多交路運營條件。

3.3 機場城際線與地鐵14號線貫通運營

機場城際線由陜西城際鐵路有限公司負責建設，目前已運營，地鐵14號線由西安市軌道交通集團有限公司負責建設。兩家公司提前簽訂了貫通運營統(tǒng)一技術標準，使得2條線在技術標準方面實現(xiàn)了貫通運營條件。機場城際線與地鐵14號線貫通運營配線如圖7所示。

圖7 機場城際線與地鐵14號線貫通運營配線

地鐵14號線與機場城際線貫通運營初期由西安市軌道交通集團有限公司與陜西省鐵路投資集團有限公司共同成立股份有限公司，后期運營將由西安市軌道交通集團有限公司負責。

4 軌道交通樞紐站立體銜接概念方案

西安作為國家中心城市，城區(qū)范圍逐漸拓展，軌道交通網(wǎng)絡規(guī)模隨之擴大，線路規(guī)劃日趨完善，軌道交通與各種交通方式間的便捷換乘問題變得越來越重要，綜合樞紐站的整體性設計成為影響乘客出行的首要問題。需要轉(zhuǎn)變系統(tǒng)間的銜接和融合理念，全面深化系統(tǒng)間資源共享，優(yōu)化站點功能融合，實現(xiàn)立體銜接[18-20]。

目前，“四主一輔”客運系統(tǒng)格局為：西安北站、西安站、新西安南站、西安東站，阿房宮站。針對不同樞紐站研究與其對應的立體銜接方案。

(1)對于已建成的樞紐站，為避免工程實施對交通的干擾，受技術條件限制已無法實現(xiàn)鐵路與城市軌道交通間的直接銜接，可通過打造一體化綜合交通體，采用立體換乘方式。

西安站：在站場下方市政通道與地鐵4號線站廳之間設國鐵快速進站廳，使地鐵到達換乘國鐵的旅客能夠在地下平層直接檢票進站，上至國鐵站臺(圖8)。避免了傳統(tǒng)樞紐站客流進出站的迂回流線，實現(xiàn)地鐵與國鐵之間的無縫銜接，體現(xiàn)了樞紐一體化立體換乘帶來的流線便捷性。

圖8 西安站旅客地下快速進站流線

(2)對于還未建設的樞紐站，在規(guī)劃軌道交通之間的換乘形式時，可采用同臺換乘等效率更高的方式。

新西安南站：地鐵6號線、規(guī)劃地鐵12號線、地鐵16號線引入(圖9)，其中地鐵12號線與車站交叉立體布置，在車場下方設地鐵站，地鐵6號線、地鐵16號線與車站并列式布置設站銜接，車站設置換乘廳與地鐵站廳層結(jié)合設置，形成共享空間。

圖9 新西安南站與地鐵6號線、12號線、16號線關系

站房、樞紐功能流線更為靈活，充分利用了站臺上方的地下一層空間，設置東、西兩個樞紐配套設施，可有效服務于南北東西4個方向的客流，有利于城市道路引入樞紐，且有利于南北兩個廣場銜接及廣場用地的高效利用。

地下軌道交通地鐵車站主體移出站臺區(qū)域(圖10)，集中設置在北廣場，便于地鐵之間的換乘，也使國鐵換乘地鐵的導向流線更為集中明晰，同時簡化了地鐵與國鐵站房工程干擾。

圖10 新西安南站與地鐵關系剖面

咸陽國際機場：規(guī)劃為“一主一輔”南北2個航站區(qū)、4座航站樓、3個衛(wèi)星廳。機場總體規(guī)劃布置如圖11所示，機場航站樓與地鐵關系如圖12所示。

圖11 咸陽機場總體規(guī)劃布置

圖12 咸陽機場航站樓與地鐵關系

14號線(機場線)、閻良—機場城際線、規(guī)劃地鐵12號線、機場捷運線，均在T5航站樓東側(cè)的GTC下部設換乘站。

14號線 (機場線)機場站位于T3航站樓空港路下方。

機場融合多種軌道交通，提前規(guī)劃使其之間有機串聯(lián)在一起，形成“十”字形布局，由東航站樓和集公路、地鐵、城際等多種交通方式為一體的交通換乘中心，共同構(gòu)成機場綜合交通樞紐。

5 結(jié)論

通過分析大西安空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃、軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃以及旅客出行需求等方面，提出構(gòu)筑“軌道上的大西安”和“軌道一張網(wǎng)”的融合發(fā)展理念。研究大西安多網(wǎng)融合的發(fā)展策略。從城市結(jié)構(gòu)、圈層、客流走廊入手，分析需求特征，并結(jié)合國鐵、城際鐵路、城市軌道多個線網(wǎng)層次，對網(wǎng)絡融合、通道優(yōu)化、互聯(lián)互通、節(jié)點銜接幾個方面進行論述，并構(gòu)建了承擔城市近郊通勤運輸功能的市域線網(wǎng)，支撐了大西安的發(fā)展，對西安市線網(wǎng)優(yōu)化具有一定的指導意義。主要結(jié)論如下。

(1)利用國鐵、城際網(wǎng)中部分線路的富?；蜷e置能力開行市域列車，優(yōu)化鐵路資源配置；同時利用城市軌道交通線網(wǎng)中的部分線路通道，優(yōu)化或調(diào)整組合為市域快線；最終構(gòu)建承擔城市近郊通勤運輸功能的市域線網(wǎng)。以此為基礎“上承下達”，實現(xiàn)網(wǎng)絡層面的融合。

(2)比較了互聯(lián)互通4種運營模式，提出互聯(lián)互通的理念與構(gòu)想。

(3)以西安火車站、新西安南站、咸陽機場綜合樞紐為例，提出多層次軌道交通樞紐站應采用立體銜接，實現(xiàn)“零距離”換乘。

6 建議

(1)開展大西安軌道交通多網(wǎng)融合工作，首先需要成立省一級的指揮機構(gòu)，盡快形成西安市、陜西省、中國鐵路集團有限公司工作協(xié)調(diào)推進機制。

(2)挖潛利用國鐵、城際網(wǎng)中部分線路的富余能力，研究開行市域列車方案，并積極爭取鐵路總公司的支持。

(3)開展運營管理及投融資體制研究，構(gòu)建一體化的信息服務平臺，實現(xiàn)管理、運營、票務、安檢、運營補虧等機制的協(xié)同。