局域級城市軌道交通系統(tǒng)內涵與規(guī)劃導引研究

劉 濤 郎益順 張安鋒 金 昱 LIU Tao, LANG Yishun, ZHANG Anfeng, JIN Yu

0 引言

“城市軌道交通在我國發(fā)展近四十年來，極大地促進了公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，尤其是近十年來，軌道交通的規(guī)劃建設進入飛速發(fā)展時期，大部分城市已經(jīng)邁入了網(wǎng)絡化運營時代?！苯刂?020年12月31日，中國內地累計有45個城市的軌道交通系統(tǒng)投入運營，包含市域快軌、地鐵、輕軌和有軌電車等多種制式?？傮w來看，目前我國各大城市軌道交通系統(tǒng)功能層次相對單一，以地鐵和輕軌系統(tǒng)為主，占比近76%；同時，軌道交通的建設重心仍然聚焦于交通供需矛盾最為突出的中心城區(qū)，對郊區(qū)城鎮(zhèn)組團的發(fā)展支撐相對不足。

從東京、巴黎等國際大都市軌道交通發(fā)展歷程來看，發(fā)展局域級軌道交通系統(tǒng)，不斷豐富軌道交通功能層次，是完善城市軌道交通系統(tǒng)的必由之路。與市域級、市區(qū)級軌道交通系統(tǒng)相比，以中運量公交為主要制式的局域級軌道交通系統(tǒng)建設成本較低、建設形式靈活、建設周期較短，對于中等長度、中等運量的客流走廊具有更好的適應性。近年來，以北京、上海為代表的國內部分超大城市在軌道交通進入網(wǎng)絡化階段后，已經(jīng)逐步開始了局域級軌道交通線路的建設實踐，典型案例有上海軌道交通浦江線、上海松江現(xiàn)代有軌電車、廣州珠江新城APM和北京地鐵28號線等，為我國局域級軌道交通的發(fā)展積累了一定經(jīng)驗。但整體來看，有關局域級軌道交通的研究尚處在起步階段，發(fā)展經(jīng)驗相對不足，認識定位有待統(tǒng)一，全局性和系統(tǒng)性研究有待加強，理論體系與規(guī)劃標準需要進一步完善。

1 基于空間體系的軌道交通功能層次劃分

根據(jù)城市的空間尺度、布局形態(tài)、交通需求的差異性，可以將城市軌道交通網(wǎng)絡劃分為若干層級。從全世界范圍來看，城市軌道交通系統(tǒng)最為常見的分類方法是按照制式進行分類，一般可以分為市域快速軌道交通、地鐵、輕軌、單軌、有軌電車、磁懸浮和自動導向軌道系統(tǒng)等。例如，北美地區(qū)軌道交通系統(tǒng)一般分為重軌、輕軌以及通勤鐵路等；大巴黎地區(qū)軌道交通系統(tǒng)一般分為城市地鐵、市郊鐵路、區(qū)域快速鐵路（RER）和現(xiàn)代有軌電車等。

國內城市軌道交通系統(tǒng)早期多根據(jù)線路運量等級分類，一般可劃分為地鐵（高運量、大運量）、輕軌/單軌（中運量）和現(xiàn)代有軌電車（低運量）等類型。近年來，為了進一步突出不同層次軌道交通線路之間服務的差異性，根據(jù)最新頒布的《城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃標準》（GB/T50546-2018），城市軌道交通線路可以分為快線和普線兩大類（見表1），其中快線主要服務于市域和空間范圍較大的中心城區(qū)；普線主要服務于中心城區(qū)[1]。該分類方法直接突出了軌道交通線路的速度、運量特征，也間接反映了線路布局地區(qū)的空間特性，具有普遍適應性。

表1 軌道交通線網(wǎng)功能層次劃分Tab.1 Functional level division of rail transit network

實踐表明，城市軌道交通除了快線和普線外，在一些能級較高、空間尺度較大的外圍集中城鎮(zhèn)化組團地區(qū)或者中心城區(qū)局部大運量軌道交通服務不足的地區(qū)，還需要適當發(fā)展以中運量系統(tǒng)為主、具有特定線網(wǎng)功能的局域級軌道交通系統(tǒng)。例如日本東京，在外圍私鐵以及區(qū)部地鐵網(wǎng)絡建設基本完成后，又在港灣及區(qū)部周邊地區(qū)建設了百合海鷗線、日暮里—舍人線等膠輪路軌系統(tǒng)，以有效補充既有大運量軌道交通網(wǎng)絡[2]；歐洲城市巴黎也在20世紀末期，聚焦核心區(qū)邊緣地區(qū)，大力發(fā)展路面電車（現(xiàn)代有軌電車）系統(tǒng)，以進一步優(yōu)化軌道交通線網(wǎng)結構、支撐拉德芳斯副中心等近郊城市重點地區(qū)發(fā)展。

基于此，針對空間尺度較大的超大或特大城市，在軌道交通網(wǎng)絡規(guī)劃中，應進一步突出多模式軌道交通對于多層次城鎮(zhèn)空間發(fā)展的適應性。借鑒上海市新一輪軌道交通線網(wǎng)功能層次劃分方法，按照軌道交通線路服務空間層次的差異性，可以將其劃分為市域級、市區(qū)級和局域級3個功能層次[3]。該分類方法更直觀地反映不同軌道交通線路所服務空間層次的差異性，對促進超大或特大城市軌道交通網(wǎng)絡分層分級發(fā)展具有積極意義（見圖1）。

圖1 多模式軌道交通與多層次城鎮(zhèn)空間關系模式圖Fig.1 Multi-mode rail transit and multi-level urban spatial relationship model

2 局域級軌道交通系統(tǒng)內涵

2.1 功能定位

總體上來看，作為市域級、市區(qū)級軌道交通下一層次的軌道交通系統(tǒng)，局域級軌道交通主要服務外圍較大規(guī)模的城鎮(zhèn)組團以及中心城區(qū)的局部軌道交通服務不足的地區(qū)，以現(xiàn)代有軌電車、地面輕軌等中低運量軌道交通制式為主，也可根據(jù)客流需求選用全封閉式膠輪路軌、線性電機等中運量軌道制式，統(tǒng)籌考慮具有相同功能定位和技術標準的非軌道制式的中運量公交制式，如BRT、智軌等。結合局域級軌道交通在城市綜合交通系統(tǒng)中的總體發(fā)展定位，可以從以下3個方面對該類線路的具體功能進一步細化[4]。

（1）客流走廊提升功能

客流走廊是城市公共交通網(wǎng)絡規(guī)劃布局的基礎。有別于市域級、市區(qū)級軌道交通服務的主要客流走廊，局域級軌道交通主要功能在于整合成熟地面中等運量公共交通客流走廊，以提升走廊服務效率，并以此促進地面常規(guī)公交轉型升級。

（2）局部網(wǎng)絡補充功能

在軌道交通網(wǎng)絡較為成熟的中心城區(qū)范圍內，局域級軌道交通可以作為補充局部地區(qū)市域級或市區(qū)級軌道交通網(wǎng)絡服務不足的最有效方式。通常體現(xiàn)在兩個方面，其一為針對特定地區(qū)軌道交通站點覆蓋率不足的補充；其二為重點地區(qū)軌道交通服務方向性不足的補充。

（3）組團網(wǎng)絡骨干功能

對于外圍新城等空間規(guī)模較大、發(fā)展能級較高的城鎮(zhèn)組團，局域級軌道交通作為地區(qū)公共交通系統(tǒng)的主要骨架，與常規(guī)公交共同構成地區(qū)公共交通網(wǎng)絡，以提升外圍城鎮(zhèn)組團公共交通的整體服務水平。

2.2 核心特征

與市域級、市區(qū)級軌道交通相比，局域級軌道交通在服務時效、系統(tǒng)運力以及運行可靠性上的要求均相對較低。因此，適宜采用以地面敷設方式為主的半封閉軌道交通系統(tǒng)，以追求服務效率與經(jīng)濟性的平衡[5]。進一步可以從通道、車站、車輛和運營等構成要素出發(fā)，分析局域級軌道交通的主要技術特征。

（1）通道層面

由于局域級軌道交通主要服務于中等運量客流走廊，具備采用半封閉式通道建設的客流基礎。通常情況下，局域級軌道交通通道在路段上與其他交通方式隔離，采用路權專用模式；但在部分交叉口，可與其他機動車、非機動車等交通方式混行。非必要情況下，應嚴格限制局域級軌道交通采用全封閉高架或地下建設方式。

（2）車站層面

局域級軌道交通車站設施規(guī)模應與線路設計運量相適應，通常設置獨立站臺，并配套相應人行過街設施，如人行天橋、人行地道、人行橫道等。但與市域線或市區(qū)線站臺設施相比，局域級軌道交通系統(tǒng)車站設施相對簡易，一般情況下不需要設置站廳。車站具體建設形式可根據(jù)線路實際客流強度，靈活采用封閉車站站臺售票或開放式車站車內售票。

（3）車輛層面

考慮到局域級軌道交通服務的客流走廊量級主要為中客流走廊，建議線路選用設計速度、載客量較為適中的車輛，需要具有靈活編組運行的可能性，以適應通道客流的彈性變化。

（4）運營層面

通常采用智能化輔助調度系統(tǒng)實現(xiàn)高頻率或時刻表運行，具有較高的保障度和可靠性，提供高品質服務。

從局域級軌道交通4大系統(tǒng)構成要素的關系來看，具有一定保障水平的通道是發(fā)展局域級軌道交通的基本要求，高效的車站和高性能的車輛是必要保障，高頻可靠的運營調度系統(tǒng)則是系統(tǒng)提供高水平服務的核心（見表2）。

表2 不同功能層次系統(tǒng)要素特性比較Tab.2 Comparison of characteristics of system elements at different functional levels

2.3 主要技術標準

技術標準能保障線路服務功能的實現(xiàn)，以指導局域級軌道交通網(wǎng)絡規(guī)劃編制為出發(fā)點，結合相關規(guī)劃編制的具體技術要求，本文選取旅行速度、設計運能、線路長度和平均站距作為局域級軌道交通規(guī)劃編制的主要技術指標。

旅行速度即運送速度，是乘客從起點到終點所需時間的直接反映，體現(xiàn)了線路的服務效率，是設計速度、平均站距和運營組織的綜合體現(xiàn)，也是乘客選擇交通出行方式時最為關心的指標；設計運能是線路建成后客流效益的必要保障，也是確定系統(tǒng)制式和敷設方式的關鍵因素；線路長度、平均站距反映了某種特定功能類型線路的基本特征，需要綜合線路功能和各類相關要素確定。

（1）旅行速度：建議不低于20 km/h

局域級軌道交通旅行速度應滿足乘客對公共交通服務便捷性的要求。對大運量軌道交通而言，根據(jù)地鐵類設計規(guī)范和發(fā)展實踐，全封閉的地鐵系統(tǒng)運送速度一般在35—40 km/h，全封閉的輕軌地下運送速度一般在25—35 km/h，而存在平交道口的輕軌系統(tǒng)，運送速度為20—30 km/h[6]。對常規(guī)公交而言，從目前各地常規(guī)公交運營情況來看，除公交快線外，常規(guī)公交的運送速度一般約為15 km/h。在設置專用道的情況下，運送速度一般不超過20 km/h（上海延安路中運量公交運送速度約為18 km/h）。對于快速公交系統(tǒng)方面，世界上25個城市32個快速公交系統(tǒng)旅行速度在20—30 km/h[7]；我國行業(yè)設計規(guī)范提出快速公交可以劃分為三級，一級與二級快速公交系統(tǒng)運送速度不應低于25 km/h，三級快速公交系統(tǒng)運送速度不應低于20 km/h[8]4（見表3）。

表3 相關系統(tǒng)旅行速度指標Tab.3 Travel speed index of related systems

借鑒國內外實踐經(jīng)驗，為保障局域線軌道交通的服務效率，綜合考慮相關規(guī)范標準和國內發(fā)展實際，建議局域級軌道交通旅行速度應介于常規(guī)公交與全封閉軌道交通系統(tǒng)之間，一般情況下不宜低于20 km/h。

（2）設計運能：建議通道高峰斷面客流介于0.5萬—1.5萬人次/h

設計運能與系統(tǒng)制式選擇密切相關，常規(guī)公交的最大運能為0.5萬人次/h，局域級軌道交通的設計運能原則上要大于常規(guī)公交。因此，其下限取0.5萬人次/h，與快速公交設計規(guī)范中確定的三級系統(tǒng)運能一致[8]4；關于局域級軌道交通設計的運能上限，快速公交最大可達到1.5萬人次/h，現(xiàn)代有軌電車最大可達到1.2萬人次/h，膠輪系統(tǒng)最大可達到1.8萬人次/h[9]。

綜合考慮主要中運量公共交通制式的運能適應性以及國內外主要中運量公共交通客流水平，筆者建議局域級軌道交通線路的設計高峰斷面客流介于0.5萬—1.5萬人次/h（見表4）。

表4 主要制式的運能適應性分析Tab.4 Transport capacity adaptability analysis of the main systems

（3）運營線路長度與平均站距：綜合線路功能與各類因素確定

運營線路長度與平均站距與線路功能密切相關，需要結合系統(tǒng)客流預測、運營組織模式等因素綜合確定。具體規(guī)劃標準將結合下文中不同類型線路規(guī)劃布局導引作進一步詳細論述。

運營線路長度方面，應充分考慮局域級軌道交通服務地區(qū)的空間特性，并滿足全程運行時間不超過1 h的一般性要求，建議線路長度取值為15—25 km。

平均站間距方面，應充分考慮車外候車時間和車內乘坐時間的協(xié)調性，不同類型的局域線平均站距差異性較大，一般取值以600—800 m為宜。

3 規(guī)劃布局導引

不同類型的局域級軌道交通，有著不同的規(guī)劃布局側重點。為科學引導局域級軌道交通線路在城市中合理布局，從線路自身出發(fā)，結合其在城市發(fā)展中的3大主要功能，形成局域級軌道交通線路的3大典型應用場景以及核心布局策略。

3.1 場景一：整合提升中心城區(qū)或近郊次級地面公交走廊，形成市區(qū)級軌道交通線路的軸向補充或末端延伸

針對中心城區(qū)或近郊高峰小時客流斷面在0.5萬—1.0萬人次/h，中等長度的公交客流走廊，其客流強度和通道長度均難以支撐建設市區(qū)級軌道交通線路時，適宜通過規(guī)劃布局中運量局域級軌道交通線路整合提升公交廊道效率[10]。典型實踐有東京的日暮里—舍人線以和首爾BRT放射線。

該類線路一般以中長型線路為主，建議線路長度以10—15 km為宜，平均站距不低于現(xiàn)狀骨干公交線站距，建議以700余米為宜；系統(tǒng)制式以地面中低運量公交制式為主，可靈活采用現(xiàn)代有軌電車或者快速公交等系統(tǒng)（見表5）。

走廊提升型線路多是以中央商務區(qū)為核心的放射形線路。該類線路在規(guī)劃布局上除了要提升線路與客流走廊的契合度外，應充分借鑒地鐵線路規(guī)劃建設經(jīng)驗，關注線路進入中央商務區(qū)的深度以及與軌道交通網(wǎng)絡銜接的廣度，以使網(wǎng)絡效益最大化。借鑒放射形地鐵線路上海軌道交通13號線，在二期工程西段（長壽路—世博大道站）未開通前，由于線路僅剛過內環(huán)線，未深度深入核心區(qū)，導致全線客流強度長期處于較低水平，二期工程西段開通后第一年，全線客流強度就實現(xiàn)了從0.74萬乘次/km至1.51萬乘次/km的倍增。

3.2 場景二：聚焦中心城區(qū)軌道服務存在短板的局部重點地區(qū)，補強地區(qū)軌道交通服務

針對周邊市區(qū)級軌道交通網(wǎng)絡基本建成的中心城局部重點地區(qū)，如成片的城市更新地區(qū)或濱水地區(qū)，在難以通過加密或改造周邊市區(qū)級大運量軌道交通線路服務地區(qū)發(fā)展時，適宜結合地區(qū)城市更新規(guī)劃發(fā)展局域級軌道交通系統(tǒng)，強化與周邊軌道交通線網(wǎng)的高效銜接，有效擴大地區(qū)周邊大運量市區(qū)級軌道交通服務范圍。典型實踐有廣州珠江新城旅客自動運輸系統(tǒng)（APM）、深圳龍華有軌電車等。

該類線路以中短線為主，線路長度一般以5—10 km為宜，平均站距與接駁型公交線路接近，建議以500余米為宜；系統(tǒng)制式優(yōu)先考慮現(xiàn)代有軌電車等線路特征辨識度高、與城市空間結合度好的高品質中運量軌道交通制式，經(jīng)論證確有必要的，可結合城市地下空間開發(fā)，采用旅客自動運輸系統(tǒng)（APM）、短編組輕軌等封閉式中運量軌道交通系統(tǒng)（見表5）。

重點地區(qū)補充型線路重在銜接周邊軌道交通網(wǎng)絡，通過換乘其他線路完成出行，本線客流比例一般都非常低。因此，該類線路在規(guī)劃布局上需要特別強化與周邊軌道交通站點的高效、無縫銜接。以上海張江有軌電車為例，全線可與軌道交通2號線兩座車站進行換乘，但是兩座車站的換乘均十分不便，換乘距離長、缺乏有效標識，嚴重影響了線路功能的發(fā)揮。

3.3 場景三：以空間上有組團發(fā)展要求的外圍新城等成規(guī)模城鎮(zhèn)組團為重點，構建地區(qū)公共交通骨架網(wǎng)絡

針對超大或特大城市，其市域城鎮(zhèn)空間布局往往呈現(xiàn)“多中心、組團式”，郊區(qū)規(guī)劃建設有新城、新市鎮(zhèn)等成規(guī)模的城鎮(zhèn)空間。在該類地區(qū)，局域級軌道交通線路通常是作為地區(qū)公共交通網(wǎng)絡的骨架，與常規(guī)公交共同編織成網(wǎng)，提供高品質公共交通服務[11]。典型實踐有上海市松江新城有軌電車網(wǎng)絡、香港屯門—元朗輕鐵系統(tǒng)，以及倫敦克羅伊登有軌電車系統(tǒng)。

該類線路長度一般與組團空間尺度相協(xié)調，考慮到線路的服務效率，單條線路長度一般不超過25 km；平均站距應與地區(qū)骨干公交線路接近，建議不小于600 m；系統(tǒng)制式上優(yōu)先考慮易于網(wǎng)絡化組織和運營的現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)（見表5）。

表5 典型線路長度及平均站距Tab.5 Typical line length and average station distance

組團骨干型線路在規(guī)劃布局上應同時關注網(wǎng)絡架構以及實施路徑。網(wǎng)絡架構方面，應以“中心—放射”為基本形態(tài)，強化核心通道的集約化和復合化利用，以有限換乘為原則組織網(wǎng)絡，提高網(wǎng)絡的直達性，并合理控制網(wǎng)絡整體規(guī)模。實施路徑方面，應聚焦城市中心，依托成熟客流走廊建成線網(wǎng)骨架，快速形成網(wǎng)絡化效益，避免因超前建設、無網(wǎng)絡效益等因素導致初期網(wǎng)絡無客流的發(fā)展困境。

4 結語

發(fā)展局域級軌道交通系統(tǒng)，對于超大或特大城市構建多層次軌道交通網(wǎng)絡、促進“網(wǎng)絡化、多中心”城市空間格局形成具有重要意義。隨著新型城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進和軌道交通的高速發(fā)展，各大主要城市都將陸續(xù)面臨如何發(fā)展局域級軌道交通的現(xiàn)實問題。本文通過對不同層次軌道交通的橫向比較和國內外發(fā)展實踐經(jīng)驗的總結，深入剖析局域級軌道交通的系統(tǒng)內涵和功能定位，形成了局域級軌道交通3類典型規(guī)劃布局場景。在此基礎上，還需要進一步研究相關政策機制，穩(wěn)步開展項目實施試點，以促進局域級軌道交通系統(tǒng)科學、有序發(fā)展。