结合国内外若干城市快速轨道交通路网规划

摘要：结合国内外若干城市快速轨道交通路网规划实例，综合介绍了城市快速轨道交通路网规划的意义、现状和存在的问题，提出了规划理念、路网结构特性、路网合理规模、客流集散点的标定、城市快速轨道交通规划用地控制等方面的探索性思路，并提出了若干需进一步研究的问题。 Abstract：Based on intensive research on several instances of traffic network planning of urban rapid mass transit domestic and overseas，this paper presents the impact，state-of—art situation and problems to be solved when planning the traffic network of urban rapid mass transit in China．Several ideas are further discussed，such as planning model，characteristic of traffic network， feasible traffic network scale，locating the accumulating and dispersing node of passenger flow，and planning land usage contro1．And some problems to be studied in the further are brought about as well. 改革开放以来，中国城市及城市间的社会交往和经济贸易日益频繁，对城市交通产生了巨大的压力。当前，中国城市交通问题极为严重，城市交通基础设施供不应求的矛盾已成为几乎所有大城市的首要问题，这严重制约了城市经济的发展。据上海市有关研究，近年来因城市交通拥挤堵塞造成的经济损失每年高达48亿元，约占上海市年度国民生产总值的6 。可见，城市交通的落后给国家造成的损失是惊人的。 许多专家认为，发展以大运量城市轨道交通为骨干的新型城市公共交通网络体系是解决大城市交通问题的有效出路[1]。所谓城市轨道交通，按照牵引方式、导向方式、车辆编组、线路专用程度、及运量大小等技术特性，可以分为城市快速铁道、地下铁道、轻轨交通、单轨交通、新交通系统、线性电机牵引的轨道交通、有轨电车等多种类型。本文所讨论的城市快速轨道交通，是指地下铁道和轻轨交通。近年来，由于新技术的不断采用，地铁和轻轨互相渗透发展，差别越来越小，而且有共同发展的趋势。按此趋势发展下去，地铁与轻轨除在客运量上有所差别外，将很难明确界定。因此本文将其统称为“城市快速轨道交通”(简称“快轨交通”)。 城市快速轨道交通相较其它常规公共交通而言，在运输能力、速达性、安全性、舒适性、准时性等方面具有独特的优势(见下页表1)。城市快速轨道交通的建成和运营，不仅有助于解决大城市交通堵塞和拥挤等问题，而且能够产生巨大的经济效益和社会效益，促进城市功能的完善，为城市的进一步发展创造条件。 中国自20世纪60年代末在北京建成第一条地铁以后，天津、上海、广州等城市相继建设了地铁。截至1999年底，全国投入运营的地铁线路已经超过了1O0 km(不含香港和台湾)。随着拉动内需政策和城市化战略的实施，国内许多大城市都把发展城市快轨交通体系作为城市发展战略的重要组成部分。目前，大连、长春、沈阳、南京、武汉、深圳、重庆、成都等城市正在筹建快轨交通，北京、上海、天津、广州等城市也在不断地扩展快轨交通。 表1 城市公共交通方式对比 一般而言，轨道交通的建设活动可以分为规划、投资建设、运营管理三个步骤，其中规划阶段是后两个阶段的前提和基础，并决定着城市未来发展的方向。而路网规划又是轨道交通规划的核心。目前，国内在快轨交通路网规划方面的研究还处于起步阶段，进展很快，但也存在许多有待进一步发展和完善之处。 本文结合国内外现有快轨交通路网规划的实例，侧重于探讨若干路网规划的相关问题，以期能够进一步完善现有的快轨交通路网规划的理论和方法体系。 1 城市快速轨道交通路网规划综述 城市快速轨道交通是一项技术密集、专业繁多、投资额巨大的综合性系统工程，需要较长时间的前期准备和建设周期，且一旦建成就很难更改。因此，作为快轨交通建设的第一步——路网规划是一个极为重要的问题，规划一个在经济、工程、环境保护等方面都能够接受的路网方案，对于城市未来的发展和快轨交通体系本身的建设都是大有裨益的。 (1)完善的快轨路网规划方案不仅能解决城市交通拥堵问题，而且能够节省投资，取得较好的经济效益。目前，中国快轨交通工程建造费用十分昂贵，尤其在市中心区，基本采用地下线工程，施工条件复杂，工程规模大，系统设备多，自动化水平高，造价昂贵。根据北京、上海、广州、沈阳、青岛等城市的快轨工程建设及设计研究情况看，每公里造价为2～8亿元，变化幅度很大。 (2)完善的路网规划方案有利于城市基础设施的建设。快轨交通路网规划的目的在于解决在哪些地方修建快速轨道交通的问题，从而为城市设施的建设奠定基础。凡在快速轨道交通沿线兴建城市建筑、道路立交桥及大型地下管线，只要与快速轨道交通工程在规划设计上进行协调配合，做到统一规划、综合设计、分步建设，就可起到事半功倍的作用。这方面的例子很多，例如： ①上海体育馆附近的漕溪路与中山路道路立交桥和徐家汇立交桥都建在地铁车站隧道上，经同步设计、同步施工而成。 ②深圳的深南路建设就是配合快轨线规划设计的，其中预留了12～16 rn的快轨线规划用地走廊。 ③武汉建设长江公路二桥时，结合轻轨线规划，在大桥设计时预留出轻轨走廊，为武汉市未来的轻轨交通工程建设创造条件。 以上分析说明，完善的城市快轨交通路网规划是促进城市总体规划整体实施和城市环境改善的重要保证；路网规划是城市总体规划中不可缺少的重要组成部分，并且对城市总体规划的实施具有重要的影响。 (3)完善的快轨路网规划方案可以提出快轨分期建设顺序，为工程立项提供依据。目前许多城市都在筹建新的快速轨道交通，而一条快速轨道交通线路的合理性和必要性，总是要从整个路网中的作用及地位来叙述。线路走向是否合理，应该修建哪一条、哪一段，都必须以路网为依据。例如天津市目前正在筹建地铁一号线的改造和延伸。那么一号线的 线路两端延伸方向如何确定?应设计哪些车站为换乘站?如何确定规模?怎样估计造价?这些都需要以路网规划为基础。 因此，路网规划在城市快速轨道交通决策中是至关重要的。但目前国内在快轨交通路网规划方面的研究还处于起步阶段，存在许多有待进一步发展和完善之处。普遍存在的情况是理论依据不足、城市交通模型不完善、客流调查数据和预测与实际偏差较大、以及路网规模过于庞大。例如，仅北京、上海、成都、济南、天津、广州六城市规划的快轨路网总规模就是亚洲现有地铁总规模的2～3倍L2]。这样大的投资对于中国这样一个发展中的大国来说，是难以承受的。即使到21世纪中叶，即一般认为的城市快速轨道交通规划的远期，中国人均收入也刚刚达到中等发达国家水平，资金将仍然是制约经济发展的重要因素。因此，加强轨道网络规划理论方法的研究与实践，是支持城市快速轨道交通发展的必要条件。目前，比较成型的城市快速轨道交通路网规划方法是“点、线、面要素层次分析法”。该方法强调定性分析与定量分析相结合，将路网规划分为“点”、 “线”、“面”3个层次进行分析，得到路网规划预选方案，然后进行路网结构特征分析和客流测试，通过对预选方案的补充、调整，运用评价指标体系对其进行评价，最终得到推荐方案[3]。该方法在实际应用中收到了比较好的效果。 2 改进城市快速轨道交通路网规划的探索性思路 2．1 轨道交通路网规划是定性分析与定量分析的结合 城市快速轨道交通规划作为城市规划的重要组成部分，其决策要受到各种社会政治、经济因素的制约。西方国家自20世纪6O年代以来，在城市规划理论引入“新马克思主义”，形成了所谓“政治经济学方法论”。该理论认为，传统规划理论忽视了基本的事实，无视社会政治条件，力求一种理想的规划模式，这是贫乏和错误的。规划师的任务不仅是勾画蓝图，还必须与城市其它部门的政策相协调。该理论有助于人们更深刻地认识城市物质空间变化下所隐藏的社会政治因素，促进规划工作从以往较单纯的形体规划扩大到社会政治、经济等更宏观的研究，有助于明确规划工作的立足点和权衡的基准，并提高规划的实效性。 中国城市快速轨道交通路网规划的实践也证明，单纯追求路网结构的最优是无意义的，必须把路网规划建立在现实基础上，再通过严密的逻辑分析和路网模式选择，定性分析和定量分析相结合，得到方案的满意解。所谓定性分析主要是指对城市背景的深入分析；对方案工程问题的比较论证；对远景各种边界条件的合理判断等等。所谓定量分析主要是指利用预测模型，对远景交通量分布的预测。从而既避免了主观臆断，也避免过于依赖模型而失去对模糊边界条件的合理把握，更符合实际情况。 2．2 轨道交通路网结构特性与道路网结构特性有所差异 轨道交通在中国是近年来才开始得到较快发展的新事物。在研究轨道交通路网结构模式时参考道路网结构是完全必要的。但同时应该注意到，轨道交通路网结构与道路网结构的特性是不完全相同的。因而在进行路网模式选择时必须考虑其自身的特点，而不应拘泥于现有城市道路网的形态。一般认为，城市道路网从结构上可以归纳为棋盘式、环形放射式、自由式、混合式四种。近年来对轨道交通的研究认为，轨道交通路网从结构上可分为放射形路网(图1、2)、有环路网(图3、4)、棋盘形路网(图5)等三类。尽管分类方式比较相似，但每种形式的特点是不同的。 轨道交通网中的环线与城市道路网中的环线，其作用有明显的差异。在城市道路网络中，环线的作用在于分流过境交通，屏蔽中心区道路交通，虽然环线会造成车辆一定程度的绕行，但高速度却抵消了空间上的损失，因此环线对过境或跨区这样的交通出行有较大的吸引作用。轨道交通是方向固定的交通系统，受技术条件的限制，线路间的交通转换不能象汽车那样灵活，而是要通过旅客换乘的办法实现，而换乘的时间损耗是明显的。因此轨道交通环线的作用受到限制，尤其是交通屏蔽作用不如道路环线明显。快轨交通环线的客流取决于沿线人口和就业数量，也就是环线自身串联的客流集散点的规模。象著名的伦敦环线地铁，全线串联了13座铁路车站，每座车站又基本上是伦敦市区向伦敦大区辐射的放射形铁路的起点站，所以它始终具备较高的客流。又如在广州快轨路网规划时，曾经提出过几个设置环线的比较方案，但这些方案在进行模型测试后，普遍存在客流量不大，平均乘距明显低于其它线路的特征，因此最终环线被否定。 从以上分析可以看出，有必要加强轨道交通网络自身的特性。 2．3 路网合理规模的确定 所谓合理规模就是合理的快速轨道交通方式的长度总量的宏观控制。由于交通需求和交通供给是动态的平衡过程，因此合理规模也是相对的。一般可根据以下几种方法计算线路总长度。 (1)以城市公交系统客流总量计算线路总长度； (2)以路网密度指标计算线路总长度。 应当指出，计算出一个精确的线路总长度，对于实际路网规划的指导意义并不大。在研究路网规划的实际工作中，线路的走向和长度受到城市用地规划均匀程度、工程地质条件等诸多因素的制约。因此，研究线路总长度的范围是有意义的，可以在进行供给水平。具体而言，路网合理规模可以理解为线路 方案构架研究之前，约束路网规模的发散程度. 表2 部分城市快速轨道交通路网规模 2．4 城市大型客流集散点的标定与分级 客流集散点是指客流产生、吸引或换乘的点。一般将城市大型客流集散点按功能分为中心商务区(CBD)、商业服务中心、居住区、工业区、科教区、文化娱乐体育设施等类别，在一些行政用地比较集中的城市还可包括城市行政中心。城市大型客流集散点是研究快速轨道交通路网规划的基础。路网的布局是否合理，在很大程度上取决于该路网是否覆盖了一定数量的大型客流集散点。因此城市大型客流集散点的标定和分级工作至关重要。 由于城市布局和环境的千差万别，客流集散点的属性也是多种多样的。其形态可能表现为一个点、一段线或交叉线、甚至一个区域。以天津市为例，天津市的中心商业区位于和平路一滨江道地区，可以将其抽象为十字交叉线。又如天津市的CBD跨海河两岸，面积为1．8 km。，其内部规划的土地开发强度又比较均匀，用点或线的形式都无法表达，因此将其抽象为一个不规则形状的区域。 除形状的差异外，不同客流集散点的客流量也是不同的，有必要进行分级，级别不同的点在路网规划中的权重是不同的。理论上，区分客流集散点的级别应以该点的客流量大小为依据，可分为大型和中型2类，也可分为特大型、大型、中型3类，如何分类视具体情况而定。仍以天津市为例，天津市是一个比较典型的单中心、圈层式发展的城市。CBD、中心商业区(劝业场周边地区)、天津火车站、大型商业文化中心等大都集中在仅有20．5 km 的核心区内。城市外围区则分布有大量的居住区和工业区。外围居住区分布相对较为分散，规模较小。从解决交通问题的角度，连接城市外围居住区和城市中心区恰是轨道交通要解决的一个问题。因此宜将外围居住区划分为三级，以便线路走向可以重点照顾级别较高的客流集散点，从而明确快轨线路的走向，避免因分级粗略造成线路走向的模糊，提高路网方案的收敛程度。本文认为，城市大型客流集散点的标定和分级应遵循以下原则： (1)客流集散点的抽象形式应根据实际情况多样化； (2)客流集散点的分级应以客流量为依据，灵活掌握； (3)确定客流集散点分级标准时应进行横向比较，以确保同一级别内不同类型的客流集散点具有可比性； (4)具有多种功能的客流集散点可将其区分为个点，分别分级，再将权重加总，不宜将该点简单升级作为一个高级别的客流集散点。 2．5 控制快轨规划建设用地以降低工程造价 快速轨道交通是大型的城市基础设施工程，对其用地范围有严格的技术要求。在实施过程中，最大问题往往是工程用地困难，造成大量的拆迁工程。在工程总投资中，拆迁工程一般占1O ～15 ，其数额十分可观。例如，广州地铁1号线拆迁费占总投资约12 。 如果因快轨交通规划用地未得到有效控制，而把大型楼宇、桥梁、大型管道等建筑物建在快轨交通规划用地范围内，无论是否拆迁，都会增加工程造价。例如，广州地铁1号线龙津路至中山七路之间，因未对用地范围严格控制，造成地铁隧道必须从几栋楼下通过。施工中采取了楼基础托换技术，工程费用增加约1千万元。如果当初能控制用地或对楼房基础位置进行必要的改移和配合，就可能减少施工难度，节约费用。由此可见，做好线网规划之后，还必须做出用地控制规划，这对于降低工程造价是十分重要的。 3 结 语 (1)各种公共交通方式之间的紧密衔接。城市快速轨道交通作为城市客运交通的骨干，必须得到城市常规公交的良好配合才能充分发挥其作用。否则，快轨交通的出入口将形成新的堵塞点。快轨交通建成后，主要分担中长距离的城市客运交通，以减轻乘客对常规公交和路面的压力。因此，应将常规公交站点尽可能地与快轨交通站点协调配置，方便乘客换乘。在有条件的地区应建设立体的换乘枢纽。有关于这方面的研究目前还比较少，有待于加强。 (2)在规划城市快速轨道交通路网时，应考虑对城市地下空间利用的因素。日本对于这一问题已经开展了较长时间的研究，取得了很多成果，并有一些成功的范例。随着中国城市人口的继续膨胀，城市地下空间的综合利用迟早会成为一个重要问题。