陳?，| 彭其淵

西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都 610031

0 引 言

紐約地鐵是世界上最成熟的城市軌道交通系統(tǒng)之一，其線網(wǎng)共有地鐵線路 24 條，線網(wǎng)總長度達350 km，日平均客流量超過520 萬人，年平均客流量超過16 億人。紐約地鐵有諸多特點：24 小時不間斷營業(yè)、地鐵網(wǎng)絡一票制系統(tǒng)、多軌式快慢線并行等等，承擔著紐約市民60%以上的出行分擔率。紐約地鐵線路的布置呈現(xiàn)出由中央商務區(qū)向東面、南面、北面帶狀發(fā)展的特點，中央商務區(qū)的地鐵多線并行，延伸到周邊呈發(fā)射狀，而這樣的線路特點與紐約市功能區(qū)的分布有很大的關系。我國自“十一五”規(guī)劃以來，很多城市都開始大量修建地鐵，而地鐵系統(tǒng)已經(jīng)相對成熟的城市，很多線路客流量已經(jīng)達到飽和，早晚高峰時段擁擠現(xiàn)象嚴重，特別是像深圳這樣的帶狀城市，通勤客流具有很強的時段特征和空間方向特征，早晚高峰時段通道客流量很大，這樣的客流特點與紐約市的相似。因此，結合紐約地鐵線路設置特點，討論帶狀城市的軌道交通系統(tǒng)快慢線共線布置的可行性對于解決現(xiàn)有單條線路的車廂內擁堵、列車晚點等問題具有積極作用。

1 紐約地鐵快慢線設置特點以及紐約市帶狀功能區(qū)分布

1.1 紐約的人口及其城市功能區(qū)的分布

紐約的城區(qū)分為五個區(qū)，分別是布曼哈頓區(qū)、布朗克斯區(qū)、布魯克林區(qū)、皇后區(qū)和斯塔滕島區(qū)。曼哈頓地區(qū)是世界有名的經(jīng)濟和商業(yè)中心，聚集著高端服務業(yè)及其從業(yè)人員，是紐約城市的中央商務區(qū)（CBD）。從第一次世界大戰(zhàn)以來，該區(qū)域的人口經(jīng)歷了增長、負增長、趨于穩(wěn)定三個狀態(tài)，而其他四個區(qū)域的人口一直呈增長態(tài)勢[1]。如今，在曼哈頓地區(qū)常住人口不及其他四個區(qū)，卻聚集紐約絕大多數(shù)工作崗位，每天市民的通勤都呈現(xiàn)很明顯的方向性，早高峰從其他四個地區(qū)涌向中央商務區(qū)，晚高峰通勤人員從曼哈頓區(qū)向四周擴散。圖1 描述了紐約人口分布示意圖。

圖1 紐約市人口和城市功能區(qū)域的分布示意（2005 年）Fig.1 Population and city functional area distribution of New York City(2005)

根據(jù)這樣的功能區(qū)分布特點，紐約市的軌道交通也呈現(xiàn)出明顯的帶狀分布的特點，大多數(shù)線路由一個區(qū)域經(jīng)過曼哈頓區(qū)再到達另一區(qū)域，并且穿越曼哈頓區(qū)的線路大多并線且共同?？看笮偷罔F站以方便市民換乘，這樣的線路布置方式如表1 所示。

同時，從圖2 的紐約地鐵線網(wǎng)圖，我們可以看出，地鐵線路的帶狀分布特點比較明顯，特別是在南北通道上，存在多線并行的情況，并且，在某些大客流站或者樞紐站可以實現(xiàn)多條線路的站內換乘，為市民提供極大程度的便利。

表1 紐約地鐵的快慢線設置Ta.1 Settlement of New York subway express and lines

圖2 紐約地鐵線網(wǎng)圖（2010.6.28）Fig.2 New York City subway map（2010.6.28）

1.2 紐約地鐵快慢線的設置特點

與其他城市的市域快線（如巴黎的RER 市域快線）有所不同，紐約地鐵的快線（express）與慢線（local）是分線并行的，不會造成能力上的損失。快線較慢線而言速度相同，但停靠站較少。慢線站站停，而快線是只?？枯^大的換乘站，或者采用分段停站方案。在站臺的布置方面，快慢線的軌道設置有兩種方式[2～4]。第一種（如圖 3（a））是在雙向流量較均衡的市中心，紐約地鐵線路設有四條主干線并行，兩條供快車行駛、兩條供慢車行駛。這樣的4 軌模式，可以在早晚高峰運送大量客流，以便于不同需求的乘客根據(jù)自己的時間緊迫程度選擇不同列車，并且夜間行車和施工可同時進行，以滿足24 小時不間斷運營的要求。第二種是服務于早晚高峰客流的3 軌式（如圖3（b）），這種快線在高峰時期為客流主方向同時提供快慢線服務?；屎髤^(qū)到曼哈頓區(qū)的7 號快線就是這種模式，6：20 到12：30 之間，快線由布朗克斯區(qū)或者皇后區(qū)向曼哈頓開行，而在13：00 到20：45，快線開行方向由曼哈頓區(qū)返回。這樣紐約的這種快慢線多線并行，共同服務于同一個區(qū)間的線路模式，既滿足了不同層面乘客的需求，又提高了軌道系統(tǒng)的效率和運能，特別是能夠滿足高峰時段的大運能需求。設在快慢線中間的站臺，還能滿足乘客同臺換乘兩類不同列車的需要。

圖3 紐約地鐵快慢線站臺及線路鋪設方式Fig.3 Platform and track laying methods of the local/express lines of NYC subway

2 帶狀城市布局特點與城市軌道交通超長線的弊端

帶狀城市的主要特點是城市平面布局呈狹長帶狀發(fā)展。我國因為地理環(huán)境等原因，出現(xiàn)了很多帶狀城市，比如深圳、青島、蘭州、鎮(zhèn)江等，很多關于城市形態(tài)的研究表明，帶狀城市不可能無限延伸，縱向交通通道也不可能無限度地增長[5]。一般說來，最早建設的城市骨干道路周邊地段往往成為現(xiàn)在的核心區(qū)或者 CBD，這些區(qū)域的交通壓力超過城市其他地段。隨著人口的增加和城市的發(fā)展，加上地理環(huán)境或用地規(guī)劃的限制，城市形態(tài)向兩端延伸。圖4 描述了帶狀城市功能區(qū)與主干道路的分布特點。

圖4 帶狀城市功能區(qū)分布示意Fig.4 Functional area distributions of the ribbon-form cities

由于地形的限制，一些帶狀城市無法橫向擴展，為了滿足人們的出行需要，只有延長城市主干道的長度。對于擁有城市軌道交通的城市，例如深圳這樣的帶狀城市，則可能會采取增長主干地鐵線路的長度，縮短發(fā)車頻率等方法應對高峰時期的突增客流。即使如此，還是不能夠緩解客流量大、高峰小時車廂擁擠的問題，因為，單條地鐵線路過長會帶來諸多的問題。根據(jù)相關規(guī)定，城市軌道交通一條線路的長度不應該超過35 km，旅行速度不能低于35 km/h，若存在超長線路，則應控制最長交路運行時間在1h 以內[6-7]，超過了這個標準值，就可能帶來以下幾個弊端。

第一，單向乘客過多，旅客乘車舒適度遭到破壞，若發(fā)生緊急情況，過度擁擠的旅客將不容易盡快安全地疏散；第二，在成網(wǎng)條件下，高峰時期長大干線在樞紐站產(chǎn)生的換乘客流太大，車站負荷量過大，換乘通道或者扶梯處容易造成擁擠，易造成安全隱患；第三，高峰時期為了滿足客運需求，運營部門往往會提高發(fā)車頻率，但由于線路過長，發(fā)車間隔緩沖時間不夠，反而容易造成地鐵列車的晚點，并且，根據(jù)晚點傳播理論，往往造成列車實際到達頻率比發(fā)車頻率更大這樣的結果，增加了乘客的等待時間，從而造成了車站內更多的乘客積壓，影響地鐵運營服務質量[8]。

針對帶狀城市，地鐵超長線帶來的問題將更加突出。因為城市形態(tài)的發(fā)展方向受到限制，城市繼續(xù)沿著帶狀延伸，相應的軌道交通也只能隨著城市的延伸發(fā)展而增加長度，容易產(chǎn)生超長線路和出現(xiàn)上述問題。若重新增加線路來接續(xù)原有干線，換乘客流則會相應換乘車站造成客流壓力。對于解決超長線帶來的問題，現(xiàn)有解決方案大多集中在優(yōu)化運營組織管理上，例如增加列車編組、增加發(fā)車頻率、合理設置緩沖時間在運行圖里的分布、增加車站容量等等[8]，但是，許多城市軌道交通超長線內高峰小時客流量仍然遠遠超過客流預測水平。

由圖4 和圖1 進行比較可以發(fā)現(xiàn)，帶狀城市布局與紐約城市南北向或東西方向的功能區(qū)布局有相似之處，市民通勤方向都具有明顯的潮汐特征。高峰時期客流量大，客流方向性強，可以綜合考慮我國帶狀城市的特點，借鑒紐約地鐵快慢線并行的布線方案，以減緩高峰期的客流壓力，提升地鐵服務水平，在一定程度上緩解超長地鐵干線帶來的問題。

3 紐約地鐵快慢線并行在帶狀城市的具體借鑒方法

3.1 紐約地鐵快慢線并行方案對帶狀城市軌道交通通道內線路數(shù)量和方向設置的啟示

對于功能區(qū)分配明顯的帶狀城市，客流量的大小在時間和空間上的特征也尤其明顯，如果城市軌道交通采用多線并行模式，其通道內必須有足夠大的客流來滿足新建線路的客流需要。一般說來，高峰小時單向最大斷面客流量超過1.5 萬人可以增建一條輕軌線路，超過3 萬人可以建設一條地鐵線路[9]。結合以上的城市軌道交通多線并行的分析，通道內高峰期單向客流預測若超過4.5 萬人，則可考慮采用快慢線并行的方案來緩解客流壓力。

同時，如果帶狀城市的軌道交通客流特征呈現(xiàn)出明顯的時間和空間上的方向性，可以根據(jù)具體的客流特征來設置地鐵快線。例如圖4（a）中的帶狀城市，通勤客流的分布多會呈現(xiàn)出早高峰由兩端向中間集中，晚高峰客流由核心區(qū)向兩邊分散的特點。這樣的客流方向與紐約市客流方向性類似，可以借鑒采用四軌制快慢線并行。對于圖 4（b）的帶狀城市，其客流呈現(xiàn)出早晚高峰大客流方向相反的特點，這樣則可以考慮借鑒紐約地鐵6 號和7 號線的快慢線并行的三軌式方法，既可以快慢線分線運行，不會產(chǎn)生列車的待避及越行，杜絕追尾事故，也可以降低建設成本。

3.2 紐約地鐵快慢線并行停站方案對帶狀城市軌道交通停站設置的啟示

快慢線并行的布線方式需要合理安排不同線路的停站方式。一般情況下，慢線采用站站停，快線只經(jīng)停大站，例如客流量大的車站，大型換乘站，大型樞紐站等等。圖5 是紐約地鐵E、F、M、R 四條線共線運行的示意圖，其中M 線和R 線是慢線，E 線和F線是快線?？炻€共同停靠的三個大站：Forest（森林站），Roosevelt Av（羅斯福大道站）和 Queens Plaza（皇后廣場），而在中間的站點M 和R 慢線采用站站停方案，E 和F 線不?？?。圖6 中深色條形塊對應的車站是快慢線共同?？康能囌?。從圖6 可以看出，快線與慢線共同?？壳业能囌救站塑嚾藬?shù)較多，因此，設置快慢線停站方案時，需要與客流預測相結合，如果相應區(qū)域的乘車人數(shù)達到一定的人數(shù)，可以考慮快慢線共同?？壳以O計成相互可以換乘的站臺形式。

圖5 紐約地鐵E、F、M、R 四線并行的停站設計(從布魯克林區(qū)到曼哈頓區(qū))Fig.5 Stopping methods of line E,F,M,R of NYC subway(from Brooklyn to Manhattan)

圖6 紐約地鐵E、F、M、R 四線并行區(qū)段的車站日均乘車人數(shù)（2011）Fig.6 Daily average ridership of the stations in lines E,F,M,R of NYC subway(2011)

與此同時，對于穿越核心區(qū)的線路，地鐵快線的停站方式通常是是核心區(qū)的路段站站停，特別是線路交叉很多的大型換乘樞紐，快慢線都應該?？浚詽M足客流的需要，也能最大程度地疏散樞紐站的聚集客流，而兩端的非核心區(qū)的路段只停客流量大的車站。這樣的停站方式可以滿足居住在不同地段的市民都能夠乘坐到直達自己居住地點的地鐵而避免車廂內的擁擠。如圖7 是紐約地鐵7 號快線（圖7 中細線）和慢線的示意圖，可以看出，在皇后區(qū)，快線只?？可贁?shù)的3 個車站，以提高列車的速度，加快乘客進入CBD 區(qū)域的速度；在曼哈頓區(qū)，快慢線都是站站停的停站方式，便于將旅客送達目的地，或者至大型換乘站（時代廣場站、中央火車站等）。從圖8 的7 號線車站日均客流量也可以看出，快慢線均?？壳铱梢詫崿F(xiàn)換乘的車站（對應深色條形塊）的日均客流量較大，基本都超越了2 萬人。

圖7 紐約地鐵7 號線快慢線路(皇后區(qū)到曼哈頓區(qū))Fig.7 Stations of local/express lines 7 of NYC subway(from Queen to Manhattan)

圖8 紐約地鐵7 號快慢線車站日均乘車人數(shù)Fig.8 Daily average ridership of the stations on Local/Express line 7 of NYC subway

對于軌道交通網(wǎng)絡已經(jīng)初步形成或規(guī)劃已完成的帶狀城市，對于客流量超過預測已經(jīng)達到過飽和狀態(tài)的線路，可以考慮結合高峰小時斷面最大客流量，在原有的線路旁邊增設快線，原有線路作為慢線，保持站站停方案，新建快線的停站方案可以結合紐約地鐵快慢線和關于快線停站的一些研究，考慮乘客以及城市功能區(qū)位置合理布置站點，避免刻意地追求按照特定的站間距分布[10]。以保證快慢線的站點設置能充分吸引沿線客流。

4 結束語

本文從紐約城市功能區(qū)的分布特點出發(fā)，分析了紐約地鐵線路布置的特點，對比比較了紐約市城市形態(tài)與帶狀城市的區(qū)別與聯(lián)系，指出了城市軌道交通超長線可能帶來的一些運營組織方面的問題以及存在的安全隱患，并借鑒紐約地鐵快慢線并行的模式，為帶狀城市軌道交通的線路布置提供啟示，包括怎樣根據(jù)客流斷面特點設計線路數(shù)目、停站方式等。值得注意的是，紐約的快慢線并行模式固然有解決高峰時段客流過飽和、運能不夠的情況，但也存在著高峰時期快線車廂擁擠，發(fā)車頻率高，而慢車乘坐人數(shù)甚少，線路能力浪費等弊端，如果要把紐約地鐵快慢線并行模式應用于我國的帶狀城市，需要做好充分和準確的客流預測以及客流成長分析，并與停站方案、列車運行交路、發(fā)車頻率等城市軌道交通運營組織相關的研究結合起來，以保障地鐵等城市公共交通系統(tǒng)的效益以及帶狀城市結構和形態(tài)的健康發(fā)展。

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