田　飛

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司　西安　710043)

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川道型城市構(gòu)建軌道交通概念線網(wǎng)研究

田飛

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司西安710043)

摘要川道型城市分布于丘陵溝壑之內(nèi)，其城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)不可能像平原型城市那樣以“面”形向四周擴(kuò)展布局。通過(guò)對(duì)川道型城市的區(qū)域特征分析，總結(jié)出居民出行總體呈現(xiàn)“橫向聚集、軸向交流”的特征，通過(guò)“線”形沿川道主軸布線，以川道斷面客流測(cè)試軌道交通線路數(shù)量，根據(jù)組團(tuán)連接關(guān)系拆分組合線路，形成川道型城市的概念線網(wǎng)，最后以西寧市軌道交通概念線網(wǎng)的構(gòu)建作為示例，為今后川道型城市軌道交通線網(wǎng)布局提供借鑒。

關(guān)鍵詞川道型城市；軌道交通；概念線網(wǎng)；川道斷面客流測(cè)試

1川道型城市

川道型城市又稱川谷型城市，是指城市集中在相對(duì)低平的山間盆地或谷地、瀕臨河流，城市的主體在河谷中形成和發(fā)育的狹長(zhǎng)的城市。川道型城市由于分布在丘陵溝壑之內(nèi)，區(qū)位特征表現(xiàn)有以下幾個(gè)特點(diǎn)[1]：

1) 空間局限性。表現(xiàn)在城市由于受山體的限制，空間受到了嚴(yán)重制約。城市空間形態(tài)呈現(xiàn)出沿河流枝狀發(fā)展的格局，主要分布在川谷地帶。

2) 組團(tuán)封閉性。由于城市組團(tuán)被地形限制在不同的溝谷內(nèi)，組團(tuán)之間往往只通過(guò)1條或2條主干通道連接，很難像平原城市那樣道路四通八達(dá)，信息流、人口流、物資流互相流通。川道型城市的組團(tuán)互動(dòng)表現(xiàn)得相對(duì)封閉。

3) 組團(tuán)孤立性。受空間封閉性影響，城市興建的公共設(shè)施只能覆蓋本組團(tuán)內(nèi)部，各個(gè)組團(tuán)相繼發(fā)展成一個(gè)個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的獨(dú)立個(gè)體，相互孤立。最終城市發(fā)展距離功能分區(qū)的規(guī)劃思路越來(lái)越遠(yuǎn)。

2客流分布特征

1) 總體呈現(xiàn)“橫向匯集、軸向交流”的特征。由于受川道地形的限制，居民出行一般沿川道橫向道路匯集到川道軸向主干道上，再由軸向主干道被運(yùn)送到目的地(見圖1)。

圖1　川道型城市居民出行特征

圖2　川道城市擁堵區(qū)域示意

2) 城市交通頑疾基本都處于川道匯集區(qū)。受地形限制，居民出行只能沿川道主軸實(shí)現(xiàn)跨組團(tuán)或跨川道的出行，往往在2條川道交會(huì)區(qū)域形成主軸客流匯集。隨著交通量的持續(xù)增長(zhǎng)，最終形成擁堵。在匯集區(qū)域出現(xiàn)交通擁堵后，由于川道主軸交通設(shè)施的單一性，擁堵持續(xù)沿川道反向蔓延(見圖2)。

3) 主川道客流與分支川道客流量級(jí)相差較大。川道由于相對(duì)孤立，導(dǎo)致發(fā)展不平衡，主要城市設(shè)施都分布在主川道上，導(dǎo)致主川道主軸上客流量級(jí)大；再加上分支川道跨川道出行、出入城市遠(yuǎn)距離出行都需要經(jīng)過(guò)主川道，使主川道客流量級(jí)是分支川道客流量級(jí)的2倍以上[2](見圖3)。

圖3　跨川道出行示意

4) 慢行交通和公共交通出行比例高。川道城市居民以“橫向匯集、軸向交流”出行為主，其中橫向匯集客流主要依賴步行和自行車交通(嚴(yán)寒地區(qū)自行車出行少，以步行為主)，軸向交流主要依賴人均占地面積少的公共交通，這就使得慢行交通和公共交通出行比例非常高。

3構(gòu)建概念線網(wǎng)

3.1初始線網(wǎng)

圖4　川道城市初始線網(wǎng)

由于川道城市居民都是沿川道縱向交流，城市軌道交通作為城市骨干交通，理應(yīng)承擔(dān)起川道軸向交流的骨干作用，沿川道縱向主軸布設(shè)軌道交通線路，形成川道型城市的初始線網(wǎng)(見圖4)。

3.2川道斷面客流測(cè)試

圖5　川道斷面客流測(cè)試

對(duì)川道斷面進(jìn)行客流測(cè)試，每條川道均可設(shè)置數(shù)個(gè)斷面進(jìn)行客流測(cè)試(見圖5)。通過(guò)川道斷面客流測(cè)試主要解決2個(gè)問(wèn)題：一是川道上是否需要軌道交通，二是需要幾條軌道交通。

在城市綜合交通中已設(shè)定每條道路斷面形式，以此為基礎(chǔ)可計(jì)算每條道路基本通行能力CB,將斷面道路基本通行能力進(jìn)行累計(jì)∑CB。將交通分布結(jié)果在無(wú)軌道交通的情況下進(jìn)行方式劃分，并在遠(yuǎn)景線網(wǎng)上進(jìn)行分配，統(tǒng)計(jì)斷面高峰小時(shí)客流量Qi。計(jì)算道路基本通行能力與客流分配的交通需求量差值Δi

Δi=Qi-kCB

式中，k為平均載客量，由交通調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出。

斷面i：當(dāng)Δi<1萬(wàn)人時(shí),川道斷面不需要軌道交通線路；當(dāng)1萬(wàn)人≤Δi<3萬(wàn)人時(shí),川道斷面需要1條軌道交通線路；當(dāng)3萬(wàn)人≤Δi<5萬(wàn)人且川道斷面寬度小于4 km時(shí),川道斷面需要1條軌道交通線路；當(dāng)3萬(wàn)人≤Δi<5萬(wàn)人且川道斷面寬度大于4 km時(shí),川道斷面需要2條軌道交通線路；當(dāng)Δi>5萬(wàn)人時(shí),川道斷面需要2條軌道交通線路。

圖6　川道城市基礎(chǔ)線網(wǎng)

假設(shè)經(jīng)過(guò)川道斷面測(cè)試，圖5中斷面2、3、5、7需要1條軌道交通線路，斷面1、4、6需要2條軌道交通線路，由此概念線網(wǎng)演變成基礎(chǔ)線網(wǎng)如圖6。

3.3概念線網(wǎng)

圖7　川道城市大區(qū)示意

結(jié)合川道分布，對(duì)城市進(jìn)行區(qū)域分區(qū)，如圖7所示。D、F區(qū)為川道匯集區(qū)，需加強(qiáng)軌道交通線網(wǎng)密度;C—D—E—F—G區(qū)為城市主川道，相互聯(lián)系最為緊密。然后根據(jù)區(qū)域OD大小排序，規(guī)劃線路連接聯(lián)系緊密的區(qū)域，同 時(shí) 將 線 路 拆 分 組 合，形成川道型城市概念線網(wǎng)。

假如除了C—D—E—F—G區(qū)聯(lián)系緊密以外，A、B區(qū)聯(lián)系緊密，概念線網(wǎng)如圖8所示；假如除了C—D—E—F—G區(qū)聯(lián)系緊密以外，A、M區(qū)聯(lián)系緊密，概念線網(wǎng)如圖9所示。

圖8　概念線網(wǎng)一

圖9　概念線網(wǎng)二

概念線網(wǎng)滿足城市主川道斷面上2條軌道交通線路，在川道匯集區(qū)加密線網(wǎng)，并最大限度滿足大區(qū)OD聯(lián)系緊密的客流直達(dá)[3]，基本符合川道型城市客流特征需求。

4示例

以西寧市城市軌道交通概念線網(wǎng)構(gòu)建為例說(shuō)明。

4.1西寧市概況

西寧市是青海省省會(huì)、西北地區(qū)的中心城市之一，地處我國(guó)近西部和遠(yuǎn)西部的結(jié)合部，是東部地區(qū)生產(chǎn)要素進(jìn)入西藏、新疆的重要落腳點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)輻射“二傳手”，穩(wěn)藏固疆的戰(zhàn)略基地，是青海省的交通樞紐。市區(qū)地處于河湟谷地，四周被南山、北山、西山、大酉山環(huán)抱，北川河、南川河、湟水河沿縱向穿過(guò)河谷，形成“四山夾三河”地貌特征。城市建設(shè)隨川道地形展開，整體呈“十字”，是典型的川道型城市形態(tài)(見圖10)。東西川道長(zhǎng)32 km、寬2.5～4 km，南北川道長(zhǎng)32 km、寬1～3 km。

圖10　西寧市城市形態(tài)

4.2客流分布特征

將西寧市城區(qū)劃分為5個(gè)功能區(qū)，見圖11。進(jìn)行客流分布特征分析，總體呈現(xiàn)“橫向聚集、軸向交流”的特征[4]，見圖12。

圖11　西寧市城區(qū)功能區(qū)分布

圖12　西寧市客流出行示意

具體客流分布特征總結(jié)：

1) 中心區(qū)是川道匯集區(qū)域，面積雖小，但城市交通活動(dòng)的核心地位卻特別突出。

2) 中心區(qū)與其他功能區(qū)之間的交流頻繁，居民出行的向心性特別明顯。

3) 東西向是主軸客流方向。東川道—中心—西川道之間的交流量是南川道—中心—北川道之間交流量的2.5倍。

4) 東川道與北川道聯(lián)系緊密，西川道與南川道聯(lián)系緊密。

4.3構(gòu)建軌道交通概念線網(wǎng)

4.3.1初始線網(wǎng)

圖13　西寧市軌道交通初始線網(wǎng)

東西方向、南北方向沿川道縱向各布設(shè)1條軌道交通線路，承擔(dān)西寧市主軸客流。形成十字放射型初始線網(wǎng)，通過(guò)慢行交通方式銜接，即覆蓋西寧市城區(qū)(見圖13)。

4.3.2斷面測(cè)試

選擇4個(gè)斷面(見圖14)進(jìn)行道路基本通行能力與客流分配需求量差值Δ計(jì)算，經(jīng)測(cè)算斷面2的差值Δ2和斷面4的差值Δ4均小于3萬(wàn)人，說(shuō)明南北川道只需1條軌道交通線路；斷面1的差值Δ1、斷面3的差值Δ3均大于5萬(wàn)人，說(shuō)明東西川道需要2條軌道交通線路。由此西寧市軌道交通基礎(chǔ)線網(wǎng)形成，如圖15所示。

圖14　客流斷面測(cè)試選取示意

圖15　西寧市軌道交通基礎(chǔ)線網(wǎng)

4.3.3調(diào)整線網(wǎng)

1) 中心區(qū)核心地位特別突出，交流頻繁。構(gòu)建軌道交通線網(wǎng)時(shí)，必須加密中心區(qū)軌道交通線路。由于城市中心居民要求乘坐方便，與軌道交通換乘要求步行距離短，本次以步行距離500 m測(cè)算，概念線網(wǎng)中心區(qū)通過(guò)步行銜接覆蓋范圍見圖16，軌道交通覆蓋率為67%。

2) 中心區(qū)與各功能區(qū)之間的交流頻繁，占功能區(qū)間出行的比例為61.22%。說(shuō)明基礎(chǔ)線網(wǎng)服務(wù)的大部分客流目的地為中心區(qū)，東西線路和南北線路具有在中心區(qū)分割為2條線的可能性，將南北線、東西線在中心區(qū)拆分，以增加中心區(qū)軌道交通覆蓋率。

大區(qū)OD排序首先為東川道—中心—西川道之間的交流量，其次為西川道與南川道之間交流量、東川道與北川道之間交流量。因此將東川線與西川線組合、西川線與南川線組合、北川線與東川線組合，同時(shí)增加中心區(qū)交通覆蓋率，使中心區(qū)軌道交通覆蓋率增加到85.4%(見圖17)。

圖16　基礎(chǔ)線網(wǎng)中心區(qū)覆蓋范圍

圖17　概念線網(wǎng)中心區(qū)覆蓋范圍

4.3.4概念線網(wǎng)

概念線網(wǎng)見圖18，由3條線路組成：東西向構(gòu)建軌道交通1號(hào)線，貫通東西川道；由中心區(qū)向北川和東川輻射，構(gòu)建軌道交通2號(hào)線，連接?xùn)|川與北川；由中心區(qū)向南川和西川輻射，構(gòu)建軌道交通3號(hào)線，連接南川與西川；2號(hào)線和3號(hào)線通過(guò)換乘銜接，形成東西向第二通道。概念線網(wǎng)既加強(qiáng)了東川與西川、東川與北川、西川與南川的聯(lián)系，又在東西方向上組合形成第二通道。

圖18　西寧市軌道交通概念線網(wǎng)

5結(jié)語(yǔ)

川道型城市受地形條件的限制，居民出行只能以橫向聚集、軸向交流為主，這種客流特征最適合建設(shè)軌道交通，為軌道交通提供大量穩(wěn)固的客流。川道型城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局不同于平原型城市的“面”形擴(kuò)展布局，只能沿川道進(jìn)行“線”性延展，同時(shí)又要加強(qiáng)川道匯集區(qū)域線網(wǎng)密度，避免形成軌道交通客流瓶頸地帶。筆者結(jié)合川道城市交通特征，構(gòu)建起川道型城市軌道交通概念線網(wǎng)，并以西寧市軌道交通線網(wǎng)進(jìn)行示例，為今后川道型城市軌道交通線網(wǎng)布局提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 段德罡，王峰.關(guān)中地區(qū)渭河川道城市發(fā)展模式構(gòu)想[J].城鄉(xiāng)建設(shè)，2009(3)：67-68.

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[3] 楊學(xué)金.河谷型城市軌道交通線路選線研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2012，3(2)：69-71.

[4] 西寧市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃(A).西安：中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2014.

(編輯：曹雪明)

Research on the Concept Network of Urban Railway for Valley Cities

Tian Fei

(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd., Xi’an 710043)

Abstract:Valley cities are mostly located in hilly or gully areas where urban railway construction is not likely to be extended as in the plain cities. Through the analysis of the regional characteristics of the valley cities, the “l(fā)ateral aggregation and axial flow” characteristics of the residents' travel are summarized in this paper. With the line-shaped layout along the valley lands, the number of the rail transit routes was calculated using the sectional passenger flows. The line combination was split according to the group connection, and the concept network of valley cities was developed. In the end, the construction of Xining rail transit network was demonstrated, which played a directive role in the distribution of urban rail transit network in valley cities.

Key words:valley cities; urban rail transit; concept network; tested by valley section passenger volume

doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2016.03.009

收稿日期:2015-11-07修回日期: 2015-12-09

作者簡(jiǎn)介:田飛，男，碩士，工程師，從事軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃理論與技術(shù)的研究，44796257@qq.com

中圖分類號(hào)U231

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1672-6073(2016)03-0033-04