轨道交通规划建设技术要点分析

人已阅读 - - 作者: 程晓明 0

2016年,十三五开局之年,南京城交院也迎来了二十岁生日。二十年风风雨雨,二十年岁月峥嵘,南京城交院始终以精心的态度、精湛的技术、精诚合作的精神创造一流的规划设计咨询精品,致力于城市与交通的健康可持续发展。值此佳节,南京城交院特举办了二十年精品项目、精品文章回顾与学习活动,本微信公号将在近期选择代表作作品,供同行交流。WwD行之道


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摘要:本文梳理了国内轨道交通发展历程,并从轨道交通的功能定位、发展必要性、轨道交通模式适应性、轨道交通规划建设条件与时机四个方面总结了轨道交通规划建设技术要点。WwD行之道


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中国第一条地铁是北京地铁, 1969101日完工通车,全长23.6公里,共设17个车站,是中国地铁之先河。当时地铁项目定位为战备为主,兼顾交通。由于担心全国地铁建设一哄而上的局面,国务院曾两次叫停地铁立项进行整风。随着中国宏观经济政策的调整,自2007年之后,全国各地地铁建设热潮再度涌起。政府进一步加大基础设施建设力度,各地方政府也纷纷出台政策规划,大批城市开始筹建轨道交通。至2015年前后,北京、上海、广州等22个城市将建设79条轨道交通线路,总长2259.84公里,总投资8820.03亿元。WwD行之道

根据国务院批准地铁建设一般依据的指标来看,全国有将近50个城市具备了轨道交通的建设需求和条件,中国轨道规划建设热度将持续增长。WwD行之道

1.  轨道交通功能定位WwD行之道

1.1 轨道交通在世界大城市交通中的定位WwD行之道

在长期的发展过程中,大城市发展轨道交通已成为世界发达国家的共识,主要是因为轨道交通具有运量大、速度高、舒适、全天候、低污染、低噪音、低能耗等优势,对缓解城市交通压力、引导城市发展,促进城市化和郊区城市化进程,改善城市环境起着巨大的促进作用(表1、表2)。WwD行之道

1  不同交通方式特点比较WwD行之道

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2  不同交通方式性能指标对比WwD行之道

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世界各大城市对于轨道交通具有如下定位:WwD行之道

1)公共交通在城市出行方式中的比例50%左右;而轨道交通出行量占公共交通的比例达到7080%,轨道交通是公共交通的骨干。WwD行之道

2)城市中心区的公共交通出行比例占绝对优势,对于缓解中心城区的交通压力,保持中心城区的活力至关重要。WwD行之道

1.2 轨道交通在国内城市交通的定位WwD行之道

国内城市在轨道交通规划及建设方面具有后发优势,在参照国外发达国家在轨道交通规划建设方面的经验,并依据国家《城市公共交通分类标准》,国内轨道线网层次体系(不含区域铁路系统)总体上分为市域轨道交通和城区轨道交通两类。WwD行之道

1)市域轨道交通(轨道快线、市郊线路)WwD行之道

市域轨道交通服务于城市20-50km半径的城市中心城区近郊组团以及远郊组团和市域重点城镇,其中为城市中心城区20-40km半径近郊组团服务的称为轨道快线,为远郊组团和市域重点城镇服务的为市郊线路。WwD行之道

2)城区轨道交通WwD行之道

城区轨道服务于城市20km半径以内的中心城范围,按照服务功能分为城区轨道干线和加密线。WwD行之道

3 国内轨道交通功能层级体系WwD行之道

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2.  轨道交通发展必要性WwD行之道

轨道交通是一种效率高、环境负荷低、舒适快捷的城市公共交通方式,国内外发达城市纷纷以其为核心构建城市综合交通体系,推动城市综合交通的健康发展,其发展的总体必要性主要由以下四个方面体现。WwD行之道

2.1  响应与落实公交优先发展相关政策WwD行之道

我国土地资源稀缺,城市人口密集,群众收入水平总体还不高,优先发展公共交通符合城市发展和交通发展的实际,是贯彻落实科学发展观和建设节约型社会的重要举措。WwD行之道

2004年建设部下发了《关于优先发展城市公共交通的意见》,文件初步确立国家优先发展公共交通的战略思想。之后国家相继出台了一系列公交优先发展政策文件,显示出国家对于推进公交优先发展战略实施的决心和关键掌握。WwD行之道

城市轨道交通的规划建设是落实公交优先,推进公交都市建设进程的重要举措,其核心作用体现如下:WwD行之道

1)城市轨道交通是城市公共交通系统的重要组成部分,是大城市公共交通系统的骨干。WwD行之道

2)城市轨道交通能够满足我国城市尤其是大城市、特大城市快速发展的需求,解决城市交通拥堵问题效果明显,与目前我国的城市化趋势相适应。WwD行之道

3)城市轨道交通对城市发展具有良好的促进与引导作用,有利于建立以公共交通为导向的城市发展和土地配置模式。WwD行之道

4)城市轨道交通能够有效的整合城市公共交通系统,推动城市公交服务水平、营运效益整体提升。WwD行之道

2.2  支撑与引导城市空间格局与土地开发WwD行之道

国内大部分城市为单中心城市结构,老城区功能过于强大、人口高度集中;外围组团则功能单一,缺乏有效的引导与管制,自发生长的痕迹明显、结构混乱。WwD行之道

各城市在总体规划中都对其城市规模和空间结构进行的前瞻性规划,规划的制定及后续实施将对城市交通需求产生深远影响(图1、图2)。WwD行之道

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1  南京市市域空间结构WwD行之道

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2  城市拓展模式示意WwD行之道

一方面城市规模持续增加,居民出行总量将大幅攀升。另一方面,对着城市功能的持续外溢,外围综合新城及分区中心将大量出现,居民出行分布将出现多心化和广域化的发展趋势。WwD行之道

为满足城市空间演变和居民出行需求的变化,必须要发展更大运量、更高速度的轨道交通出行工具来进行满足。促进新区发展首先必须积极引导老城功能、人口向外围组团疏散,在此过程中轨道交通线对城市开发的导向作用将凸现。其次,按照TOD理念轨道交通能够引导与组织各种要素在空间上有序分布,形成交通便捷、具有活力的组团结构,从而促进新区合理发展,保障新区可达性与吸引力。WwD行之道

2.3  提升城市公交系统服务能力与水平,缓解城市交通拥堵WwD行之道

随着国内城市化及经济水平的快速发展,居民机动车出行需求呈现井喷趋势,对于城市内部交通网络造成极大冲击,大范围的拥堵在一、二线城市已经全面铺开,成为现有城市主要交通问题。WwD行之道

但是在轨道交通未建设之前,现状国内公共交通主要以常规公交为单一主体,线路功能层级缺失、线网布局疏密不均、换乘枢纽设施落后、公交路权难以保障,从而导致常规公交难以提供高品质服务,核心竞争力低下,在与个体机动化的竞争中逐步处于劣势(图3、图4)。WwD行之道

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3  南京市主要道路上公交车速与社会车速对比WwD行之道

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4 常州市公交站台处的车辆排队WwD行之道

轨道交通具有容量大、速度快的优势,且不占用道路资源,与小汽车相比具有一定的速度优势,并且这个优势随着城市拥堵的加剧而逐步加大。通过轨道交通的建设,可以与常规公交一起整合公共交通资源,形成多级有序的公共交通体系,提升公共交通核心竞争力,从而有效吸引个体机动化向公共交通系统的客流转移,从而极大缓解城市交通拥堵情况。WwD行之道

2.4 保护城市历史文化资源与价值,保护城市生态环境WwD行之道

轨道交通通过替代个体化的交通方式,能够有效减少城市道路建设及小汽车使用对生态环境文物古迹的破坏作用,保存城市原有的生态结构与历史文脉。同时对于被山体、水体或者历史资源分隔的城市功能区,可以通过立体廊道的模式进行集约化建设,将轨道、常规公交、个体机动化集中在同一廊道内,最大限度减少对生态、历史资源的破坏(图5、图6)。WwD行之道

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5  生态分隔城市功能组团示意WwD行之道

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6  复合走廊模式示意WwD行之道

3.  轨道交通模式适应性WwD行之道

城市的客流需求特征与其用地形态息息相关,不同的用地空间结构会衍生出不同的居民出行模式,从而需要不同模式的轨道交通对其进行针对性服务。因此不同类型的轨道交通模式其适应的用地形态各不相同,只有结合城市总体空间结构,认真解读用地空间聚合类型,在此基础上梳理轨道交通廊道,并选择适宜的轨道交通模式才能保证轨道交通网络规划建成后对城市空间演变具有合理的推动作用。WwD行之道

前述已将国内轨道交通模式分为两大类、四小类,先对其各自模式适应性进行分析。WwD行之道

1)市域轨道WwD行之道

由市郊铁路和轨道快线技术指标可知(见表3),市郊铁路运行速度较高,站间距较大,较为适宜点到点的快速直达服务,从客流适应性来看,市郊铁路更适合于为珠串状用地发展轴提供公交服务。其速度目标为120-160km/h,旅客出行时效目标控制在1小时以内。WwD行之道

而轨道快线站距相对较短,提供更多的站点对沿线用地进行更高程度的覆盖。同时轨道快线速度虽不及市郊铁路,但相对于城市轨道为高,为沿线居民提供相对较高速度的运输服务。因此,轨道快线是兼具速度和沿线功能培育的公交设施,更适合于连绵状用地发展轴的覆盖支撑。其速度目标为80-100km/h,旅客出行时效目标控制在45分钟以内。WwD行之道

2)城市轨道WwD行之道

城市轨道主要服务与核心区半径20km范围内,其客流强度高,乘客上下频繁,客流强度衰减较慢。高峰小时断面运送能力达2万人以上,运行时速为30-40km/h,旅客平均出行控制在30分钟以内。WwD行之道

城市轨道干线:串联市级中心、组团中心和对外大型枢纽,覆盖主要客流走廊;WwD行之道

加密线:辅助串联主要城市节点和枢纽,覆盖次级客流走廊(图7)。WwD行之道


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7 城区轨道干线和加密线形态示意WwD行之道

4  轨道交通规划建设条件与时机WwD行之道

4.1  建设条件WwD行之道

国内现今在轨道交通建设的先决条件方面大多参照《国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知(国办发〔200381号)》(简称《通知》)执行。《通知》中对于轨道交通建设的条件作了较为明确的规定,分为以下三类:WwD行之道

1)财政收入条件:建设地铁城市地方财政一般预算收入在100亿元以上,国内生产总值达到1000亿元以上;建设轻轨城市方财政一般预算收入在60亿元以上,国内生产总值达到600亿元以上。WwD行之道

2)城市人口条件:建设地铁城市城区人口在300万人以上,建设轻轨城市城区人口在150万人以上。WwD行之道

3)客流效益条件:规划地铁线路的客流规模达到单向高峰小时3万人以上,规划轻轨线路客流规模达到单向高峰小时1万人以上。WwD行之道

财政收入条件的限制为了保证地铁在建设中资金投入的可持续性,同时也保证了地铁在运营开通后政府部门有能力保证运营成本的投入。而城市人口条件和客流效益条件则保证了地铁开通后社会经济效益,从而城市地铁发展的可持续。WwD行之道

但是上述条件仅为参考条件,在实际轨道交通规划或建设规划申报时需要结合城市公共交通发展基础、城市空间形态、城市气候、地理因素等进行综合考量。WwD行之道

4.2 建设时机WwD行之道

在国内随着经济的快速发展,大型城市机动化进程呈现跨越式增长,城市拥堵已成为常态。同时常规地面公交作为中国最普遍的公共交通工具承担了大量社会出行服务功能,但是在拥堵日益加剧的情况下,公交线路由于得不到路权保证,运营效率日益降低,很多城市原有的大型客流走廊已逐步衰落,大力发展公共交通已很难在地面交通为主导的模式下有效推进。WwD行之道

在此情景下,有条件的城市都纷纷选择建设轨道交通系统,以此对公共交通系统进行运能升级,保证公共交通的运行效率,吸引机动化出行向公共交通方式集聚,从而有效缓解拥堵。WwD行之道

因此轨道交通建设时机一般选择在常规公交走廊已经培育成型,城市机动化发展日益提速,拥堵已经逐步来临的阶段开始建设运营。过早则容易导致运营效益低下,形成资源浪费;过晚则易导致公交客流大量流失,且轨道建设受道路拥堵影响推进缓慢。WwD行之道

4.3 建成效果WwD行之道

轨道交通建设对于城市公共交通系统服务提升具有极大的推动作用,且现状轨道成网的城市,轨道客运量一般占公共交通客运总量的一半以上,已成为公共交通出行服务的主体。WwD行之道

1、名古屋WwD行之道

名古屋市营地下铁,位于日本爱知县名古屋市内,是由名古屋市交通局所经营的轨道交通系统。目前,共包括6条线路,营运总里程数为93.3公里。其首条线路(东山线)于19571115日通车,至今已拥有超过50多年的历史。WwD行之道

名古屋地铁呈现环加放射形态,以名港线为环线串联各对外放射线路,其地下铁系统大致服务半径15km范围内。WwD行之道

截至2011年,名古屋地下铁一年客运量达5.93亿人次/年,日客流量近170万人次,轨道网络客流强度达到1.82万人次/公里。WwD行之道

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8  名古屋现状地铁网络WwD行之道

2、柏林WwD行之道

柏林地铁始建于1897年,战前全长达75公里,设有92个车站,为欧洲最完善的地铁系统之一。柏林地铁于1902年开幕,与柏林S-Bahn同为柏林公共运输系统骨干。今日路网共有10线173站,以柏林市区为中心点向外放射,总长度达146公里(90%轨道位于地底)。营运柏林地铁的单位是柏林运输公司(Berliner Verkehrsbetriebe, BVG),目前维持尖峰时2~5分钟一班车、离峰时7~12分钟一班车的班距。WwD行之道

柏林地铁主要都集中在市中心以内,完全没有重合线路,但每一条基本都会与其他线路有相交站点,这样既可以满足市中心以内的日常工作和旅游的分散需要,也和连缀郊区的轻轨形成了良性的互补,不同的客流可以各取所需。WwD行之道

柏林地铁年客流量达4亿人次,日均客流量110万人次,轨道线网客流强度0.75万人次/公里。WwD行之道

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9 柏林现状地铁网络WwD行之道

3、南京WwD行之道

目前,南京已建成开通的轨道交通线路有一号线、二号线、三号线、十号线、机场线、宁天城际,线网里程近222km,车站113座,其中换乘站7座。WwD行之道

从地铁1 号线开通至今,南京城市轨道交通的客流稳步增长。201051号线南延线及二号线开通后,网络初步成网,南京字型的主骨架线路形成,实现东山、仙林副城轨道交通覆盖零的突破。随着十号线、机场线、宁天城际、三号线的开通,轨道网络化发展,轨道客流呈现爆发式增长,客流主骨架作用已经逐步向客流主体功能过渡。从历年轨道交通与市区公共交通总量关系图可知,城市轨道交通在公共交通客运量中的分担率正逐年稳步上升,截至20158月已高达38.22%WwD行之道

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10 南京历年轨道交通客流量及客流强度WwD行之道

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11  南京轨道交通运营网络WwD行之道

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