李曉霞 朱衛(wèi)國

(中國地鐵工程咨詢有限責(zé)任公司 北京100037)

軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中的站位規(guī)劃，主要從用地性質(zhì)、客流需求量、適宜站間距、工程條件等方面因素考慮設(shè)置，而網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中站點(diǎn)分布的合理性，基于交通服務(wù)功能還需從下面2個層面來分析。

1)“面”的層面，即在城市發(fā)展成熟的中心區(qū)，軌道交通呈區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化覆蓋，站點(diǎn)分布密度和覆蓋率可體現(xiàn)軌道交通的區(qū)域服務(wù)水平。

2)“線”的層面，一方面，在城市外圍區(qū)域或組團(tuán)城區(qū)，軌道交通呈廊道式敷設(shè);另一方面，考慮線路的不同服務(wù)功能層次，此時，線路上的站點(diǎn)分布主要通過站間距指標(biāo)值來體現(xiàn)。

為了分析上述2個層面的站點(diǎn)分布指標(biāo)特征，選擇國外典型城市成熟的軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行軌道交通站點(diǎn)布局指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，開展深入理論化研究。

1 國外城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)分布特征

1.1 巴黎

1.1.1 城市特征［1］

巴黎是世界上人口密度最高的城市之一，根據(jù)2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，巴黎市區(qū)的人均密度，除去文森森林與布洛涅森林，達(dá)到25 529人/km1，在市區(qū)劃分的20個區(qū)中，人口密度分布較為均衡，其中核心中第11區(qū)的人口密度最高達(dá)40 672人/km1，因此，市區(qū)內(nèi)對交通覆蓋率的服務(wù)水平有較高要求。

圖1 巴黎城區(qū)的分區(qū)劃分

在市區(qū)外圍，著力發(fā)展5座新城，距離巴黎25～30 km的范圍內(nèi)，通過提供廊道式快速優(yōu)良的交通基礎(chǔ)開辟新城的發(fā)展。

1.1.2 軌道交通網(wǎng)絡(luò)層次

巴黎軌道交通系統(tǒng)包含中心城和郊區(qū)2個層次的軌道交通線網(wǎng)。中心城內(nèi)軌道交通主要包含地鐵、有軌電車系統(tǒng)，服務(wù)于市區(qū)內(nèi)部出行，地鐵線路共14條，總長約211 km，有軌電車線路主要分布在城區(qū)外圍，目前共3條，總長20多km。

郊區(qū)軌道交通包含了大區(qū)快線網(wǎng)和郊區(qū)鐵路網(wǎng)，以將郊區(qū)點(diǎn)狀分散式建設(shè)的新城與城區(qū)聯(lián)系起來，滿足出行交換流量。大區(qū)快線(RER)共5條，全長585 km，呈放射狀向外延伸;郊區(qū)鐵路客運(yùn)線網(wǎng)(train)共5個，近30條分支，全長833 km，利用國家鐵路資源服務(wù)于巴黎大區(qū)客運(yùn)交通。

1.1.3 車站分布指標(biāo)計(jì)算分析

統(tǒng)計(jì)分析巴黎市區(qū)的軌道交通車站分布特征，將巴黎市區(qū)分為2個區(qū)，其中1～11區(qū)作為核心區(qū)，即分區(qū)1，剩余區(qū)域?yàn)榉謪^(qū)2，分別統(tǒng)計(jì)地鐵和快線網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)分布密度，如表1所示。

表1 巴黎軌道交通站點(diǎn)及分布密度計(jì)算

可以看出，地鐵線網(wǎng)的站點(diǎn)分布密度明顯高于快線線網(wǎng)，其中分區(qū)1核心區(qū)內(nèi)站點(diǎn)分布密度高達(dá)4.39個/km1，市區(qū)平均站點(diǎn)分布密度為2.23個/km1，覆蓋率較高，而快線網(wǎng)絡(luò)的分布密度小于1個/km1，說明快線的服務(wù)功能主要是經(jīng)由與地鐵線網(wǎng)的換乘樞紐點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)客流集散，兩者功能層次劃分非常明晰。

從車站分布的站間距指標(biāo)來看(見圖2、3)，巴黎地鐵線路的站間距多在400～600 m，線網(wǎng)平均站間距為550 m，實(shí)現(xiàn)了步行方式的直接吸引范圍全覆蓋。而快線RER線路的站間距則較大，基本上在2～3 km，有的高達(dá)5 km，線網(wǎng)平均站間距為2.4 km，提高了出行效率，增大了間接吸引范圍。

圖2 巴黎地鐵網(wǎng)線路站間距分析

1.2 東京

1.2.1 城市特征

東京市即東京都的中心區(qū)域(23個區(qū))，是人口最稠密的地區(qū)，截至2011年，中心區(qū)域估算人口達(dá)到897萬人，計(jì)算人口密度為14 422人/km1。

中心區(qū)以外的西部多摩地域人口約418萬人，計(jì)算人口分布密度為3 613人/km1。因此主要研究區(qū)域選取中心區(qū)域，即23區(qū)范圍(見圖4)。

圖3 巴黎地鐵RER網(wǎng)線路站間距分析

圖4 東京區(qū)劃圖

1.2.2 軌道交通網(wǎng)絡(luò)層次

東京的軌道交通系統(tǒng)包含JR(日本鐵道)、私營鐵路和主要運(yùn)行于23區(qū)內(nèi)的都營地鐵，以支撐東京都區(qū)內(nèi)交通出行。

1.2.3 車站分布指標(biāo)計(jì)算分析

在統(tǒng)計(jì)分析中，將東京23區(qū)劃分為2個分區(qū)，其中分區(qū)1為核心區(qū)域，包含千代田區(qū)、中央?yún)^(qū)、港區(qū)、新宿區(qū)和澀谷區(qū)，人口密度為1.16萬人/km1，分區(qū)1以外的區(qū)域?yàn)榉謪^(qū)2，人口密度為0.14萬人/km1(見圖5)。

圖5 東京分區(qū)示意

東京市區(qū)的人口密度小于巴黎市區(qū)，軌道交通站點(diǎn)分布密度亦低于巴黎市區(qū)，從東京不同模式的軌道線路站間距指標(biāo)來看，市區(qū)地鐵線最高限速為80 km/h，近80%的站間距小于1.3 km，最大站間距達(dá)到2.8 km;對于JR線路，最高限速為90～120 km/h，其中環(huán)線山手線平均站間距為1.2 km，其他市郊線站間距大部分在2.0～4.5 km之間，最小站間距為0.6 km，最大站間距達(dá)到16.1 km。

因此，這里將東京地鐵和市郊鐵路線網(wǎng)進(jìn)行疊加，分析整個軌道網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)覆蓋率，各區(qū)域的車站分布密度計(jì)算見表2。

表2 東京軌道交通站點(diǎn)分布密度計(jì)算

可以看出，東京的軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)分布更具靈活性，與城市用地和需求緊密結(jié)合，站間距在1 km左右，運(yùn)行效率高于巴黎，但站點(diǎn)覆蓋率也隨之下降。

1.3 軌道交通網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)布局特征

1.3.1 站點(diǎn)分布與城市發(fā)展形態(tài)相關(guān)

不同城市形態(tài)、人口規(guī)模決定軌道交通網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)和規(guī)模，也影響了站點(diǎn)分布指標(biāo)值。應(yīng)結(jié)合城市區(qū)域發(fā)展特征，采取差異化的站點(diǎn)分布標(biāo)準(zhǔn)，從面和線2個層面進(jìn)行規(guī)劃控制。

1.3.2 站點(diǎn)分布體現(xiàn)區(qū)域差異

站點(diǎn)的分布規(guī)劃與實(shí)際客流需求息息相關(guān)。從城市用地發(fā)展特征來看，從核心區(qū)到外圍區(qū)，人口密度、土地開發(fā)強(qiáng)度都逐漸降低，核心區(qū)內(nèi)多集中商業(yè)、辦公等用地，在強(qiáng)客流吸引力下的交通出行需要通過增強(qiáng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)密度、減小站間距來提高軌道交通服務(wù)水平;相應(yīng)的在城市外圍區(qū)域，由于短距離出行需求較少，可通過減小站點(diǎn)分布密度，以及設(shè)置較大站間距，有效提高軌道交通運(yùn)行效率。

1.3.3 站點(diǎn)分布與線網(wǎng)功能層次相關(guān)

城市對于軌道交通發(fā)展政策和功能定位，也會影響網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的規(guī)劃分布，在上述例子中，巴黎地鐵是典型的高密度低運(yùn)量的發(fā)展模式，平均站間距(約500 m)相當(dāng)于常規(guī)公交站點(diǎn)分布標(biāo)準(zhǔn)，而對于我國，軌道交通采用高運(yùn)量低密度的發(fā)展模式，軌道交通承擔(dān)城市公共交通的骨干作用，規(guī)范中提出:站間距宜在1 km左右。此外，對于普線、快線等不同功能層次的線網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)不同的線路服務(wù)功能，站點(diǎn)分布密度亦不相同。

綜上，如何確定軌道交通網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)布局的合理性，擬從純理論化角度，分析在滿足交通需求功能條件下適宜的分布密度和站間距指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

2 軌道交通車站分布密度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

理論上將城市區(qū)域劃分為核心區(qū)、中心區(qū)和外圍區(qū)域，不同區(qū)域的軌道交通網(wǎng)絡(luò)密度及承擔(dān)的公共交通集散功能有所差異，以軌道交通承擔(dān)的客流集散功能強(qiáng)度(即區(qū)域交通功能定位)進(jìn)行合理的分布密度研究，如圖6所示。

圖6 城市軌道交通線網(wǎng)基本模式

2.1 車站的合理吸引范圍

車站的吸引客流分為直接吸引和間接吸引2類，軌道交通承擔(dān)的集散客流強(qiáng)度越大，直接吸引范圍的客流需求越強(qiáng)。

2.1.1 直接吸引范圍

直接吸引范圍考慮采用步行方式的銜接范圍。根據(jù)調(diào)查，合理的步行銜接時間為10 min，平均步行速度為65 m/min，因此，居民合理的步行銜接距離為650 m，以此作為軌道交通車站合理的直接吸引范圍標(biāo)準(zhǔn)值。

2.1.2 間接吸引范圍

間接吸引范圍考慮采用其他交通方式轉(zhuǎn)乘軌道交通的銜接距離，各種交通方式的行駛速度、覆蓋率各不相同，這里考慮自行車和公交車兩種使用率高、便捷、覆蓋面廣的主要銜接方式，作為間接吸引范圍的標(biāo)定。綜合自行車和公交車方式的銜接距離分析，圈定互相補(bǔ)充的主要銜接范圍1 300～2 000 m，以此作為中心區(qū)合理的間接吸引范圍標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 車站分布密度指標(biāo)計(jì)算［2］

考慮軌道交通承擔(dān)的交通功能差異，對于軌道交通單線聯(lián)絡(luò)區(qū)域，承擔(dān)脊梁的交通功能，主要服務(wù)于單向向心出行需求，不具有區(qū)域?qū)用娴姆植几拍?，因此，車站的分布密度指?biāo)重點(diǎn)針對核心區(qū)和中心區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行研究。

車站的分布密度計(jì)算考慮2個因素，一個是站點(diǎn)的合理吸引范圍，考慮不同交通功能定位的不同吸引范圍的覆蓋率;另一個是以線網(wǎng)構(gòu)架為基礎(chǔ)，考慮客流的出行特征為多方向性，因此，要求軌道交通的線網(wǎng)覆蓋滿足4個客流方向的需要，把軌道交通線網(wǎng)簡化成一個比較均勻的棋盤形線網(wǎng)。

2.2.1 車站分布密度指標(biāo)計(jì)算方法

在棋盤網(wǎng)格的基礎(chǔ)上，以線路交點(diǎn)為核心，計(jì)算車站在吸引范圍全覆蓋條件下的最小站間距以及區(qū)域面積。車站區(qū)域覆蓋效果如圖7所示，計(jì)算有

式中，S為理論計(jì)算吸引范圍全覆蓋的最大面積，km1;d為車站合理吸引范圍半徑，km;

圖7 車站覆蓋率效果

由此計(jì)算車站的分布密度為

式中，S為理論計(jì)算吸引范圍全覆蓋的最小面積km1;ρ為站點(diǎn)分布密度，個/km1。

2.2.2 不同交通功能定位的區(qū)域車站分布指標(biāo)

1)核心區(qū)。當(dāng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)密度高，可承擔(dān)公共交通主體功能時，按照直接吸引范圍全覆蓋的標(biāo)準(zhǔn)，站點(diǎn)直接吸引半徑為0.65 km，計(jì)算全覆蓋所需的最大面積為3.38 km1，最大站間距為919 m，最小車站分布密度為1.18個/km1。

2)中心區(qū)。當(dāng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)密度降低，主要承擔(dān)公共交通骨干功能時，按照間接吸引范圍全覆蓋的標(biāo)準(zhǔn)，站點(diǎn)間接吸引半徑為1.5 km，計(jì)算全覆蓋所需的最大面積為18 km1，最大站間距為2 122 m，最小車站分布密度為0.22個/km1。

3 軌道交通合理站間距指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 站間距與線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

對線路功能層次和軌道交通功能定位、行車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作綜合分析［3］。從行車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度，達(dá)到運(yùn)行速度后10 s制動，牽引測算數(shù)據(jù)見表3。

表3 牽引測算數(shù)據(jù)

可以看出，普通線路采用的80 km/h的列車最小站間距應(yīng)為1 km，旅行速度為36 km/h，快線100 km/h列車的最小站間距為1.5 km;120 km/h列車的最小站間距為2.8 km。

3.2 合理站間距指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

軌道交通的合理站間距非固定值，受線路功能、車輛選型以及區(qū)域覆蓋密度的影響［4］，軌道車站間距d存在上、下限的取值范圍，即:dmin≤d≤dmax，車站合理間距應(yīng)該介于最小間距dmin和最大間距dmax之間。按照線路功能劃分，可以分為普線和快線2個層次的標(biāo)準(zhǔn)。從軌道交通車站的服務(wù)功能、區(qū)域覆蓋率角度出發(fā)，提出不同功能層次的合理站間距指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.1 普線

普線按照服務(wù)功能定位劃分，承擔(dān)主體交通功能與承擔(dān)骨干交通功能的線路車站站間距選擇范圍各不相同，具體指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)如下:

1)軌道交通承擔(dān)主體功能。根據(jù)車站區(qū)域分布指標(biāo)的計(jì)算，軌道交通承擔(dān)主體交通功能時，考慮直接吸引全覆蓋的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算合理站間距為919 m。若不從區(qū)域覆蓋角度，而考慮線路順向站點(diǎn)直接吸引標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算合理站間距為1 300 m。

因此，綜合考慮城市核心區(qū)域以及部分重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，線路承擔(dān)主體交通功能時，高密度站點(diǎn)布設(shè)的合理站間距范圍為900～1 300 m。

2)軌道交通承擔(dān)骨干功能。軌道交通承擔(dān)骨干交通功能時，考慮直接吸引范圍在650 m以上即出現(xiàn)間接吸引的客流需求，因此，選擇合理站間距的下限為1 300 m。從線路順向站點(diǎn)間接吸引標(biāo)準(zhǔn)考慮，最大的站間距為3 000 m。

因此，當(dāng)線路承擔(dān)骨干交通功能作用時，以多方式的銜接換乘增加間接吸引范圍，合理的站間距布設(shè)范圍為1 300～3 000 m。

3.2.2 快線

快線主要承擔(dān)市域范圍內(nèi)的骨干交通功能作用，站點(diǎn)設(shè)置以區(qū)域的銜接出行需求為基礎(chǔ)，覆蓋范圍大，因此站間距的設(shè)置也比較靈活，跨越度大，通常站間距大于2 000 m。需要注意的是，本文涉及的指標(biāo)不適用于特殊功能線路，包括機(jī)場線、APM線等。

4 結(jié)語

軌道交通站點(diǎn)分布的合理性，體現(xiàn)了軌道交通區(qū)域協(xié)調(diào)性以及軌道交通系統(tǒng)的整體服務(wù)水平，因此，網(wǎng)絡(luò)層面的站點(diǎn)覆蓋率指標(biāo)可以有效反映線網(wǎng)規(guī)劃的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，線路的站間距規(guī)劃控制可以保障線路運(yùn)行效率和服務(wù)功能。筆者從交通功能理論分析角度，提出差異化線網(wǎng)規(guī)劃站點(diǎn)布局指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，希望能對站點(diǎn)規(guī)劃起到幫助作用。

［1］法國經(jīng)濟(jì)技術(shù)顧問公司.巴黎郊區(qū)鐵路客運(yùn)網(wǎng)線調(diào)研報(bào)告［R］.巴黎，2006.

［2］中國地鐵工程咨詢有限責(zé)任公司.城市軌道交通車站設(shè)置研究［R］.北京，2013.

［3］朱蓓玲.合理確定地鐵車站站間距離［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1999(3):19-20.

［4］李君，葉霞飛.城市軌道交通車站分布方法的研究［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2004，32(8):1009-1014.