王宇寧

(天津師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院天津300387)

基于公共服務(wù)需求導(dǎo)向的軌道線網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化研究

王宇寧

(天津師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院天津300387)

基于城市軌道交通與公共服務(wù)設(shè)施合力效應(yīng)最大化的原則和目標(biāo)，論述軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃基于公共服務(wù)需求導(dǎo)向的必要性，繼而從理論角度，闡釋公共服務(wù)需求導(dǎo)向下城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃布局優(yōu)化的理論基礎(chǔ)、流程手段和具體策略。最后，以天津市中心城區(qū)為實證研究對象，通過對軌道交通與公共服務(wù)設(shè)施的耦合分析，針對公共服務(wù)設(shè)施較為集中但軌道交通線網(wǎng)并未覆蓋的區(qū)域，提出軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化建議:新線路的站點設(shè)置應(yīng)充分與該區(qū)域結(jié)合;而對于新規(guī)劃的公共服務(wù)設(shè)施，在選址時應(yīng)盡量臨近已建成的軌道交通站點，從而實現(xiàn)二者的相互支撐、相互促進。

城市軌道交通;公共服務(wù)設(shè)施;線網(wǎng)規(guī)劃;空間耦合;布局優(yōu)化

伴隨著我國城市化進程的日益加快及機動化的飛速發(fā)展，面對生態(tài)、低碳等可持續(xù)發(fā)展理念的逐步完善，城市軌道交通以其運載量大、快速高效、節(jié)能環(huán)保成為各大城市積極發(fā)展公共交通、追求綠色交通的優(yōu)選方式［1-2］。但由于軌道交通建設(shè)周期長、投資大、具有不可逆轉(zhuǎn)性，以及對于城市空間結(jié)構(gòu)及土地開發(fā)的導(dǎo)向作用［3-5］，其線網(wǎng)的合理規(guī)劃就成為充分發(fā)揮軌道交通綜合效益的重要前提。作為大運量的交通工具，軌道交通需要大量客流作為支撐，對土地開發(fā)具有較強的依賴性;而作為公共交通工具，軌道交通是服務(wù)于公共需求的，應(yīng)為公眾的日常出行提供便捷順暢的服務(wù)，尤其是對基礎(chǔ)民生需求的服務(wù)設(shè)施更應(yīng)予以覆蓋，因此，軌道交通的線網(wǎng)設(shè)置應(yīng)充分結(jié)合具有較高人流集聚度的公共服務(wù)設(shè)施。

基于此，本研究首先論證了軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃基于公共服務(wù)需求導(dǎo)向的必要性，繼而從理論的角度論述在公共服務(wù)需求導(dǎo)向下的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的理念、流程與策略，進而以天津市為例展開實證研究，并提出線網(wǎng)優(yōu)化的相關(guān)建議。

1 公共需求導(dǎo)向線網(wǎng)規(guī)劃的必要性

隨著城鄉(xiāng)居民收入、消費的持續(xù)增長，消費結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，對文化、教育、醫(yī)療保健等公共服務(wù)的消費需求在明顯上升(見表1)。由此，也就極大地引發(fā)了這些公共服務(wù)設(shè)施的到發(fā)交通量，使其在匯集大量人流的同時，往往也成為城市主要的交通擁堵節(jié)點。因此，大力倡導(dǎo)公共服務(wù)設(shè)施與城市公共交通，尤其是運載量更大、線路運行多集中于地下的軌道交通的有機結(jié)合，不僅可以有效緩解地面上的交通擁堵，而且可在一定程度上提高公共服務(wù)設(shè)施的空間可達性，擴大其服務(wù)半徑，并強化其設(shè)施配置與利用效率［6］。與此同時，公共服務(wù)設(shè)施的大量人流也可以為軌道交通提供非高峰時段長期穩(wěn)定的客流支撐，從而提高其運營效益。

表1 城鎮(zhèn)居民消費結(jié)構(gòu)變化%

從區(qū)位優(yōu)勢的角度而言，公共服務(wù)設(shè)施較多之處是城市服務(wù)區(qū)位優(yōu)越的地區(qū)，而軌道交通沿線則是城市交通區(qū)位優(yōu)越的地區(qū)，二者均對周邊用地具有明顯的帶動提升作用，使得在土地使用功能、強度以及土地價格分布方面形成以公共服務(wù)設(shè)施或軌道交通站點為核心的圈層式梯度級差分布特征［3］。因此，軌道交通的線網(wǎng)規(guī)劃如能與公共服務(wù)設(shè)施有機結(jié)合，將使二者之間的合力效應(yīng)最大化。

而從社會公平的角度來講，公共服務(wù)設(shè)施是城市的基礎(chǔ)民生需求，軌道交通作為面向全體市民的公共交通工具應(yīng)盡可能對其予以覆蓋，以滿足廣大市民的日常出行需求。

2 公共需求導(dǎo)向線網(wǎng)規(guī)劃的理論解說

城市軌道交通的線網(wǎng)設(shè)置遵循“流量”原則，即“線隨人走”，而公共服務(wù)設(shè)施作為居民日常出行的主要吸引點，其大量的人流集散可以為軌道交通提供全天候、全時段的穩(wěn)定客流支撐。因此，下面將在軌道交通與公共服務(wù)設(shè)施合力效應(yīng)最大化的目標(biāo)指導(dǎo)下，探討基于公共服務(wù)需求導(dǎo)向的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化。

2.1 規(guī)劃優(yōu)化的理念基礎(chǔ)——耦合機制

“耦合”一詞本是機械專業(yè)詞匯，本文所提出的“耦合”概念，從廣義上更多的是強調(diào)城市軌道交通站點地區(qū)與公共服務(wù)設(shè)施之間通過各種相互作用而相互依賴、相互協(xié)調(diào)、相互促進的動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系。由于城市軌道交通客流的集中與疏散、對于城市空間結(jié)構(gòu)及土地開發(fā)的導(dǎo)向作用主要是通過軌道交通站點來完成的，因此，城市軌道交通與公共服務(wù)設(shè)施的空間耦合就主要體現(xiàn)在軌道交通站點與公共服務(wù)設(shè)施的耦合上。

城市軌道交通站點與公共服務(wù)設(shè)施的空間耦合是以公共服務(wù)需求為導(dǎo)向的相互作用與共同演化的過程。一方面，公眾對于公共服務(wù)產(chǎn)品消費的提升誘發(fā)了巨大的交通運輸需求，使得交通網(wǎng)絡(luò)不斷適應(yīng)這種需求規(guī)模的擴大，以滿足日益增長的出行需要［8］。這種以公共服務(wù)需求為導(dǎo)向的城市交通供需適應(yīng)過程，是空間耦合發(fā)展的前期過程，也是必要條件。另一方面，軌道交通的快速高效使其具有強大的時空收斂性，同時其相對于城市道路系統(tǒng)因交通擁堵而產(chǎn)生的不確定性而言具有更高的可靠性，而這也就成為促使空間耦合發(fā)展的決定性因素。

2.2 規(guī)劃優(yōu)化的流程手段——疊合分析

軌道交通站點地區(qū)作為軌道交通與外部溝通聯(lián)系的重要節(jié)點，其與公共服務(wù)設(shè)施的空間耦合是實現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化目標(biāo)的重要手段。關(guān)于軌道交通站點的空間影響范圍沒有明確界限，在實踐中，通常有4種劃分標(biāo)準:步行半徑、功能—文脈因素、地形標(biāo)志、開發(fā)邊界［9］。本研究從實用角度出發(fā)，選取步行半徑作為確定城市軌道交通站點地區(qū)范圍的標(biāo)準，即以站點為核心、500 m半徑(步行10 min)的范圍。如果公共服務(wù)設(shè)施與城市軌道交通站點地區(qū)在空間上有重合，則認為二者在空間上耦合一致;如果無重合，則意味著二者不能達到最有效的相互支撐狀態(tài)。

通過將軌道交通站點地區(qū)與文化、體育、教育和醫(yī)療4類公共服務(wù)設(shè)施的空間分布進行疊合，分析其對各類設(shè)施的交通支撐情況。進而將4類公共服務(wù)設(shè)施的空間分布進行分層疊加，得出城市公共服務(wù)設(shè)施總的空間分布，再將軌道交通站點地區(qū)與之進行疊合分析。針對軌道交通沒有通過的公共服務(wù)設(shè)施的集中區(qū)域，進行線網(wǎng)布局優(yōu)化調(diào)整(見圖1)。

圖1 基于公共服務(wù)需求導(dǎo)向的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃布局優(yōu)化流程

2.3 規(guī)劃優(yōu)化的具體策略——雙向互動

在城市的建成區(qū)，軌道交通的線網(wǎng)設(shè)置通常滯后于公共服務(wù)設(shè)施的發(fā)展，因此，軌道交通線路的規(guī)劃布局應(yīng)充分考慮對于公共服務(wù)設(shè)施的有機串聯(lián)，實現(xiàn)軌道交通站點與公共設(shè)施的高效耦合。但隨著軌道線路規(guī)模的不斷增長，軌道交通網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展和完善，其對于城市空間發(fā)展的變革引導(dǎo)作用也將不斷顯現(xiàn)，進而誘發(fā)公共服務(wù)設(shè)施體系的更新完善。那么，對于這些在新的城市空間體系架構(gòu)下擬規(guī)劃建設(shè)的公共服務(wù)設(shè)施，在選址時應(yīng)盡量考慮臨近已建成的軌道交通站點，以通過二者的相互支撐、相互促進，實現(xiàn)合力效應(yīng)最大化。

3 公共需求導(dǎo)向線網(wǎng)規(guī)劃的實證研究

《天津市市域綜合交通規(guī)劃(2008—2020)》確定中心城區(qū)的軌道交通線網(wǎng)為環(huán)放式結(jié)構(gòu)，由10條城區(qū)線組成(見圖2)。目前，地鐵1、2、3、9號線已投入運營，地鐵5、6號線正處于建設(shè)之中，而地鐵4、7、8、10號線的線網(wǎng)布局仍處于規(guī)劃之中。由于軌道交通建設(shè)的周期長、投資大、建設(shè)具有不可逆轉(zhuǎn)性，因此，探究尚未進行建設(shè)線路的規(guī)劃布局優(yōu)化十分必要。

圖2 天津市中心城區(qū)軌道交通線網(wǎng)

3.1 軌道線網(wǎng)與公共設(shè)施的耦合分析

分別疊合2020年規(guī)劃軌道交通系統(tǒng)(根據(jù)《天津市市域綜合交通規(guī)劃(2008—2020)》確定)與城市的文化設(shè)施、體育設(shè)施、教育設(shè)施和醫(yī)療設(shè)施，結(jié)果如圖3、4所示。其中，文化設(shè)施和體育設(shè)施與軌道交通站點的耦合程度較高，分別有86%的文化設(shè)施和100%的體育設(shè)施都有500 m范圍內(nèi)的軌道交通站點結(jié)合設(shè)置，但32%的教育設(shè)施和37%的醫(yī)療設(shè)施在其500 m范圍內(nèi)沒有軌道交通站點支撐，軌道交通的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)未能與教育設(shè)施和醫(yī)療設(shè)施充分結(jié)合。

圖3 天津市軌道交通網(wǎng)絡(luò)(2020年)與公共服務(wù)設(shè)施的空間分布

圖4 天津市軌道交通網(wǎng)絡(luò)(2020年)與公共服務(wù)設(shè)施的空間耦合度

對于目前未能耦合的城市軌道交通站點與公共服務(wù)設(shè)施，宜根據(jù)現(xiàn)狀和耦合的臨近性原則進行整合。對于已經(jīng)建成的軌道交通站點，新規(guī)劃的公共服務(wù)設(shè)施應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合站點進行規(guī)劃;而對于現(xiàn)狀的公共服務(wù)設(shè)施，新規(guī)劃的軌道交通站點應(yīng)當(dāng)考慮與之結(jié)合設(shè)置。

3.2 軌道線網(wǎng)規(guī)劃布局優(yōu)化建議

通過將文化、體育、教育以及醫(yī)療4類公共服務(wù)設(shè)施分層疊加，得出天津市城市公共服務(wù)設(shè)施的總體布局，并將其與軌道交通站點地區(qū)進行疊合分析?？傮w來說，天津市的軌道交通線網(wǎng)與公共服務(wù)設(shè)施的耦合狀況較好，軌道交通基本串聯(lián)起城市公共服務(wù)設(shè)施的集中區(qū)域，但仍有3個公共服務(wù)設(shè)施較為集中的區(qū)域存在軌道交通服務(wù)盲點(見圖5)，即丁字沽文化中心片區(qū)(片區(qū)1)、天津大學(xué)—南開大學(xué)—中醫(yī)藥大學(xué)片區(qū)(片區(qū)2)以及實驗中學(xué)—兒童醫(yī)院片區(qū)(片區(qū)3)。下面將分別針對這3片區(qū)域提出軌道交通線網(wǎng)的布局優(yōu)化建議。

圖5 天津市軌道交通網(wǎng)絡(luò)(2020年)與城市公共服務(wù)設(shè)施的疊合分析

3.2.1 丁字沽文化中心片區(qū)

文化中心是一個城市或地區(qū)進行文化展示、交流，市民從事文化活動的場所。丁字沽文化中心片區(qū)是天津市紅橋區(qū)的區(qū)級文化活動中心，包括紅橋區(qū)圖書館、展覽館等公共文化活動設(shè)施。其附近共規(guī)劃有地鐵1號線、4號線和8號線3條軌道交通線路，但與各線路最近站點的距離都在700 m以上。由于地鐵1號線已經(jīng)建成通車，因此建議離丁字沽文化中心片區(qū)最近的軌道交通站點，即地鐵4號線和8號線的交點適當(dāng)向西北方向移動，以實現(xiàn)對于丁字沽文化中心的500 m軌道交通站點覆蓋。

3.2.2 南開大學(xué)—天津大學(xué)—中醫(yī)藥大學(xué)片區(qū)

南開大學(xué)、天津大學(xué)以及中醫(yī)藥大學(xué)是天津市的3所知名高校，在校師生共計約7萬多人。但在3所高校合計占地約4.3 km2的范圍內(nèi)并沒有軌道交通站點，即使是最近的軌道交通站點也有1 000多m的距離，這樣既不利于高校師生的日常出行，也不利于軌道交通非高峰時段的客流收集。而通過對國內(nèi)其他城市知名高校軌道交通支持情況的分析(見表2)可以看出:清華大學(xué)、北京大學(xué)、同濟大學(xué)、中山大學(xué)等高校的主要出入口500 m范圍內(nèi)至少擁有1個軌道交通站點。

表2 國內(nèi)部分知名高校軌道交通支持情況

因此，建議對南開大學(xué)—天津大學(xué)—中醫(yī)藥大學(xué)片區(qū)周邊的軌道交通線網(wǎng)布局進行優(yōu)化調(diào)整。由于地鐵3號線已經(jīng)建成通車，地鐵6號線正處于建設(shè)之中，該片區(qū)附近僅可對地鐵10號線進行線路調(diào)整。考慮到原規(guī)劃對于地鐵10號線的功能定位以及與地鐵1號線換乘的便捷性，線路自與地鐵1號線相交于海光寺站后，將原規(guī)劃的沿新興路走向，調(diào)整為沿衛(wèi)津路走向，并分別于天津大學(xué)東門以及南開大學(xué)東門附近設(shè)立軌道交通站點(見圖6)，以實現(xiàn)對于天津大學(xué)以及南開大學(xué)的軌道交通支持。但基于現(xiàn)狀的建設(shè)運營情況仍無法實現(xiàn)軌道交通站點地區(qū)對于中醫(yī)藥大學(xué)及其附屬醫(yī)院的覆蓋，建議以后在增加新的軌道交通線網(wǎng)時優(yōu)先考慮該片區(qū)。

圖6 天津地鐵10號線線路調(diào)整

3.2.3 實驗中學(xué)—兒童醫(yī)院片區(qū)

實驗中學(xué)是天津市著名的5所中學(xué)之一，占地3.3 hm2，共有在校師生3 200多人。而兒童醫(yī)院則是天津市唯一的一所三級甲等綜合性兒科醫(yī)院，院內(nèi)有限的停車位造成大量的路邊停車，使得該區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)交通擁堵甚至癱瘓。因此，加強該區(qū)域的軌道交通建設(shè)十分必要。

而考慮到該片區(qū)周邊的軌道交通建設(shè)情況，地鐵3號線已經(jīng)建成通車，地鐵5號線正處于建設(shè)之中，因此，結(jié)合地鐵10號線在南開大學(xué)—天津大學(xué)—中醫(yī)藥大學(xué)片區(qū)的調(diào)整，在南開大學(xué)東門站后，與地鐵3號線相交于吳家窯站，繼而沿吳家窯大街方向行至與友誼路交口，與原規(guī)劃線路相連，并增設(shè)兒童醫(yī)院站(見圖6)。這樣調(diào)整線網(wǎng)布局，才能較好地滿足對于實驗中學(xué)和兒童醫(yī)院的軌道交通支持。

3.2.4 零散分布的公共服務(wù)設(shè)施

基于軌道交通高昂的建設(shè)與運營成本，其站點設(shè)置不可能完全覆蓋中心城區(qū)內(nèi)所有的公共服務(wù)設(shè)施，對于部分分布較為零散的公共服務(wù)設(shè)施，為提高其日常出行的便捷性及可達性，建議加強其與軌道交通站點的公交接駁。

4 結(jié)論與建議

交通是手段而不是目的，在城市中極少數(shù)人純粹為了享受交通而交通，大部分人出行是由于他們希望從目的地得到社交、娛樂、教育、就業(yè)以及其他機會和好處［10］。因此，作為大運量的公共交通運載工具，城市軌道交通的線網(wǎng)設(shè)置應(yīng)充分結(jié)合具有較高人流集散度的公共服務(wù)設(shè)施，以滿足公眾的日常出行需求。本文通過對天津市軌道交通站點與公共服務(wù)設(shè)施的耦合分析，提出天津市軌道交通線網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整建議。但基于天津市現(xiàn)有的軌道交通建設(shè)情況，仍然無法滿足對部分公共服務(wù)設(shè)施較為集中區(qū)域的軌道交通站點覆蓋。因此，建議準備新建軌道交通線路的城市應(yīng)在現(xiàn)有軌道交通線網(wǎng)與公共服務(wù)設(shè)施耦合分析的基礎(chǔ)上，找出存在軌道交通服務(wù)盲點的公共服務(wù)設(shè)施集中區(qū)域，新線路的站點設(shè)置應(yīng)充分與之結(jié)合。而對于新規(guī)劃的公共服務(wù)設(shè)施，在選址時應(yīng)盡量臨近已建成的軌道交通站點，從而實現(xiàn)二者的相互支撐、相互促進。

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(編輯:曹雪明)

Optimization of Urban Rail Transit Network Planning Based on Public Service Demand

Wang Yuning
(College of Urban and Environmental Science，Tianjin Normal University，Tianjin 300387)

Based on the principle and objective tomaximize synergies between urban rapid rail transit and public service facilities，this paper discusses the necessity of the spatial coupling between them，and puts forward the theory，optimization process and specific strategies of urban rapid rail transit network planning in line with the demand of public services.Tianjin was taken as a case study，with the focus on its areaswhere public service facilities aremore concentrated while rail transit network is not available.The author proposes suggestions on optimization of urban rapid rail transit network planning:the rail stations＇arrangement of new lines should be integrated with regional functions，while the public service facilities newly planned should be located near the existing rail stations as close as possible.By thismeans，themutual development of urban rapid rail transit network and the region can be realized.

urban rail transit;public service facilities;urban rail transit network planning;spatial coupling;layout optimization

U231

A

1672-6073(2016)02-0013-05

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.02.003

2015-03-19

2015-04-16

王宇寧，女，博士，講師，從事城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計研究工作，wangyn8158@126.com

天津師范大學(xué)博士基金資助項目(52XB1402)