国内城市快速轨道交通线网规划发展和存在问题

1.概述
　　城市快速轨道交通（地铁与轻轨）是大城市公共客运交通的骨干，是大众化、大运量、独立专用轨道的城市客运系统。同时又是城市的大型基础工程，所以它在城市建设总体规划中占有十分重要地位，并且对城市建设和规划发展具有明显的导向作用。
　　城市快速轨道交通线网规划（以下简称“线网规划”）是一项城市总体规划的专项（专业）规划，在世界范围内都是一个新鲜的课题。我国对线网规划的研究起步较早，但受理论体系的制约，进行现代意义上的线网规划却是九十年代后期才开始。北京市城建设计研究院自1996年以来，有幸为广州、南京、青岛、天津、济南等城市主编“线网规划”，通过几年的探索和实践，提出了一套完整的内容体系和方法体系，并得到国内城市交通学界的热烈反响和广泛认可。为了进一步完善线网规划的方法，本文一方面向各位同仁介绍线网规划学术发展概况，另一方面对其中有争议的学术问题进行探讨，希望引起大家的深入思考，推动该领域规划工作的发展。
　　2.线网规划发展
　　2.1 线网规划的历史
　　自1863年伦敦建设世界上第一条地铁线以来，世界上城市快速轨道交通建设已有130多年的历史，已有43个国家的320座城市修建了轨道交通，其中115座城市修建了地铁，有一些大城市已经形成了比较完善的快速轨道交通网络系统。据不完全统计，现在城市快速轨道交通线网总长达到100km以上的城市已经达到15个，最长的巴黎线网，整体规模已经超过550km。在这些城市线网建设飞速发展的同时，各个城市对线网规划的认识是不同的。
　　欧美国家受其城市规划理念的影响，强调短期性、实效性和可实施性、因此忽视长远规划的意义。同时受建设投资体制的影响，基本上是“建设一条线、研究一条线”，强调本线的合理性、忽视线网整体的科学性。比如一些城市可以看到一条街道下敷设5、6条线路的不合理现象。这些城市目前已经普遍意识到没有科学的长远规划的“遗害”，近年来开始对线网整体合理性的研究，但限于线网已经形成规模，这种规划完善往往是“补丁”式的。而对于前苏联等计划经济体制国家，受其规划学术思想的影响，比较注重长远性的线网规划研究，在此领域的技术积累也比较丰富。因此，莫斯科地铁线网是世界上公认的规划得最合理、最有效率的线网。但是、受其学术思想的制约，线网规划也带有计划色彩强、静态色彩强、长远适应性查、灵活性欠缺的问题。
　　我国受前苏联的影响，从50年代开始就比较注重线网规划工作。整体性远期性规划的效益使我国近年的城市轨道交通建设受益匪浅。但是，我国的线网规划由于缺乏完整的方法体系和内容体系的支持，也存在诸多的问题。突出表现在内容过于简单、计划色彩较强和规划可实施性差等方面，距离城市对线网规划的要求有较大差距。
　　我国真正意义上的线网规划开始自1996年《广州市城市快速轨道交通线网规划》，在此项规划中提出的一套方法体系和内容体系，对我国大城市线网规划产生了深远影响，在此之后，许多城市均采用这套方法进行了新一轮线网规划。对比近年来国内一些城市聘请国外公司进行的线网规划，可以欣慰地发现我国的线网规划技术居世界先进水平。
　　2.2 线网规划的目的
　　人们的交通行为，实际上是交通需求和交通供给这一对矛盾因素平衡下的状态。快速轨道交通作为作为城市交通的一种方式，同样是需求和供给平衡下的出行选择。快速轨道交通的规划工作意义，就是要科学回答“快轨需求”和“快轨供给”这两个方面的问题，以及二者间动态影响关系和科学的平衡关系，从而阐明作为大城市客运骨干系统的发展方向，同时协调与城市其它要素之间的关系。
　　因此，线网规划的具体目标主要包括下述方面：
　　1） 保证快速轨道交通建设对城市土地发展的刺激和诱导按总体规划意图发展
　　2） 保证快速轨道交通系统与城市交通发展的整体协调。
　　3） 为城市大型基础设施建设项目统一安排创造条件。
　　4） 科学合理安排城市财政支出
　　5） 保证快速轨道交通自身的可持续发展。
　　3.主体规划方法和技术路线
　　3.1 项目特点
　　线网规划是综合的专业交通规划，同时又是全市综合交通规划的延续和补充，由于快速轨道交通的特点，规划和建设均会对全市的规划格局产生相当程度的影响。因此本规划即有相对的独立性，又要与城市总体规划有机地融为一体。线网规划的研究工作涉及城市规划、交通工程、轨道交通专业工程、建筑工程及社会经济等多项专业。各专业相互联系紧密又彼此独立，因此整体研究方法是一个包含多项子方法的集合体系。线网规划作为一项复杂的系统工程，除本身各子系统具有复杂的关系外，各种外界的影响因素和边界条件对本规划又产生不同程度的影响。因此，不能把本规划作为一个孤立系统进行规划，既要重视其自身的建设运行机制，又要注重与外部环境及各种影响因素协调关系。
　　3.2 研究方法的特点
　　城市快速轨道交通线网规划是一项涉及多个研究范畴的系统工程，研究理论涉及城市规划、交通工程、建筑工程及社会经济等多种学科理论，在各子系统中又包含各自的方法，线网规划将其统一为一个整体，其中，交通工程学的交通规划理论是本项目研究理论体系的主线。方法主要特点是：交通分析为主导；定性分析和定量分析相结合；静态和动态相结合；近期规划与远景方案相结合
　　3.3 总体规划方法、主要内容和技术路线
　　3.3.1 规划方法
　　传统的线网规划方法，可以简单地归纳为经验分析法、客流预测法、公交增长法等三种类型。这三种方法均各有所长但也都存在思路片面的缺陷。科学的线网规划方法是在总结先前方法基础上，采用一套相对复杂的方法体系，一般称之为“多模块网络层次分析方法”。这套方法实际上可以分为两个层次：

• 整体的工序（模块）逻辑关系和工作流程。
  
• 各模块内部研究系统。
  

　　详细阐述研究方法应参见后文的《研究技术路线》和《研究内容》章节
　　3.3.2 主要规划内容和技术路线
　　线网规划工序全过程大致可分为四大部分，即背景研究、线网构架研究、规划可实施性研究和规划接口。
　　背景规划研究又称为基础研究，顾名思义就是对线网规划的前提条件、影响因素、背景环境进行研究。主要内容包括城市自然、人文、规划、政策等。通过归纳总结这些规律性的城市特征，提出指导线网规划的原则和要点，并对城市线网的模式划分、合理规模、线网评价体系进行专题研究。同时，对国内外有关线网规划的经验进行研究也是非常必要的。
　　线网构架研究是线网规划的核心部分，主要是方案构思、交通模型测试和方案评价三个工序的循环过程，其目的是推荐优化的线网方案。受多种不确定因素的影响，定性分析和定量分析都是必不可少的。在这个过程中，过分依靠定性分析容易造成主观臆断，过分依赖模型又容易受模型成熟程度和可靠性的影响造成宏观失控。整个过程是一个模糊的决策过程，是规划师和模型师的密切合作的过程。
　　规划可实施性研究是保证线网可行性的保证。城市轨道交通系统专业性很强，线网是否可行受很多工程和经济条件的限制，往往一个条件不满足就影响整个系统建设的可行性，因此，必需以方案规划的形式提出具体的安排。这部分研究主要针对影响线网可行性的几个主要专项：车场设置、线路走向、线路敷设方式、主要车站分布、换乘站分布和形式、联络线分布、运营。由于规划可实施性研究是保证线网可行性的重要因素，因此这部分研究与前面方案构架研究也是一个循环过程。

　　规划接口主要承担线网规划与后续规划的衔接任务。线网规划在城市规划体系中处于承上启下的位置，在线网规划完成后，将马上进行以下规划项目：

• 快速轨道交通线网的土地详细控制规划
  
• 针对线网的相关分区规划调整
  
• 快轨与城市交通其它方式的衔接规划
  

　　因此，线网规划必须对这些规划提出明确的规划条件和规划要点。


　　4.线网规划中存在的主要问题
　　4.1 忽视城市总体规划
　　在我国城市规划体系中，《城市总体规划》是一切规划研究的指导性纲领规划，所有专性项规划都应在城市总体规划意图框架下完成。线网规划是《城市总体规划》下的专项规划，同时轨道今天规划对城市土地利用格局、交通特征和发展战略、经济发展等方面都会产生强大的引导作用。如果轨道交通规划与城市总体规划意图发生偏差，可能引起整个规划体系的混乱，或者是线网规划本身不可行。因此，线网规划必须依据和支持总体规划，尤其在土地利用、交通发展战略、经济发展战略三个方面应与城市总体规划一致。
　　4.2 忽视可实施规划研究
　　衡量线网规划优劣最关键的标准是这个规划能否实施。城市快速轨道交通是技术非常复杂和专业的系统，而期规划的可实施性受多方面技术因素的制约，比如修建计划、车辆基地配置、运营组织可行性、三维的线路设计、换乘站形式、联络线建设等许多因素均能直接决定规划能否实施，因此线网规划可实施性的研究是专业要求非常高的规划。目前一些线网规划由于种种原因，专业研究非常欠缺，甚至只进行所谓概念规划不进行起码的专业可行性研究，这样的规划是否具有价值是值得怀疑的。
　　4.3 研究对象界定不明确
　　城市快速轨道交通线网规划的首要工作就是要明确研究对象，因为一个城市的快速轨道交通系统是一个非常庞大的系统，如果研究对象含糊不清或面面俱到，很可能影响规划实际效果。在此，对一个城市的快速轨道交通进行模式分析是十分必要的。所谓模式分析就是要回答以下问题：
　　1） 从服务对象上讲，城市的轨道交通系统分为市际轨道交通系统和城市轨道交通系统；从旅行速度上讲，可分为快速和低速系统；从运行方式上讲，可分为封闭独立运行系统和开放混合运行系统。那么，城市快速轨道交通系统应包含什么范畴？
　　2） 城市快速轨道交通系统与其它轨道交通的功能和空间关系如何处理？
　　3） 快速轨道交通系统应如何划分层次？各层次适宜选用何种模式并达到何种服务水平？各种模式技术发展水平和发展动态等。
　　以上这些问题都是对线网规划方向产生重要影响的前提性课题，目前各城市线网规划均对这些问题研究较少。
　　4.4 客流预测工作中的问题
　　客流预测是线网规划中进行定量分析的主要手段，因此客流预测工作的好坏直接影响线网规划的效果。但从目前线网归划中的客流预测情况看，还存在诸多问题，其中主要表现在：
　　（1）城市交通模型还未完善建立：
　　线网客流预测是一种宏观层次的客流预测，因此要求模型在宏观方面性能要突出。但从目前掌握的情况看，除广州使用了START模型外，还未见到其它城市建立了自己的宏观层次交通模型。所使用的模型基本上是微观层次的详细交通分析模型。即便是这些模型，本身受基础数据丰富、真实程度以及对模型和城市规律熟悉程度的制约，在模型运用上也存在相当的问题。因此，在全国各大城市进行科学的线网规划，就应在这些城市中建立从微观到宏观的，完善的模型体系，而且这些模型应在本城市中有一个相当的积累完善过程，成为相对成熟的模型。
　　（2）难以建立土地发展和交通预测的动态联系
　　土地利用和交通之间有明显的互动联系，但是目前的客流预测工作对土地开发强度影响基本不能作出动态的反映。尽管土地发展和交通预测方面都有各自领域内的分析模型，但由于两类模型的原理和数学语言差异很大，而且从事土地发展和交通预测研究的人员对彼此领域研究甚少，因此到目前为止还未发现两个方面的研究能实现模型兼容，因此对彼此的考虑只能是定性分析或静态层次的计算。这实际上是整个规划领域存在的一个突出的技术瓶颈，但这个问题不解决，客流预测工作就很难保证可信性。
　　（3）缺乏交通影响分析研究
　　线网客流预测的工作集中在两个方面，一是对线网内部客流增长及特征进行预测，二是对线网对于城市综合交通影响进行分析。现在，线网规划中对线网自身的客流预测工作进行得比较深入，但对线网外部交通影响的工作进行得不够充分，难以回答“线网建设后，城市交通的变化是什么”这样的问题。
　　4.5 用道路规划的思路进行线网规划
　　道路上的交通载体是汽车，汽车运行的特点是方向灵活、彼此干扰、客货混杂；快轨系统上的交通载体是列车，运行的特点是方向一定、干扰较少，客运为主。正是由于其交通载体的不同，这两大交通系统表现出明显的差异性。这些差异主要表现在网络形态、网络节点、中心区网络影响、环线功能、对沿线土地发展影响等多个方面。由于道路网络建设发展较早，规划理论和经验比较成熟，因此在快轨线网规划的起步阶段，比较多地借鉴了道路网络规划经验。随着快速轨道交通线网规划理论的逐步完善，业内人士应逐渐认识到与道路网络规划的区别。由于这些区别的存在，就必须注意在规划和建设阶段，协调二者的关系。
　　4.6 重视线网规划，忽视用地控制和管理
　　线网规划的成果必须落实到土地管理体系，对快速轨道交通设施用地进行有效控制。但是，一些城市出现了重线网规划，忽视土地控制规划的现象。实际上土地控制规划是一项同样复杂和专业的工作。其中不但要根据专业要求绘制合理的用地红线，还要对规划控制方法进行研究。线网建设往往是几十年上百年的长期工程，对如此漫长时间建设项目的土地控制管理肯定不能简单“严格控制”，而是应针对不同建设时间和不同设施性质进行分类管理，最大程度利用城市土地的价值。
　　4.7 一些有争议的学术问题
　　4.7.1 环线设置问题
　　各个城市的线网规划中一个存在的争议就是是否设置环线，不可否认这受道路系统规划思想影响较大。但根据研究，这两大系统中环线的作用存在本质区别。在道路网络中，环线的作用在于屏蔽中心区过境交通，虽然环线会造成车辆一定程度的绕行，但高速度却抵消了空间距离上的损失，所以环线对过境或跨区交通有较大的分流作用。快轨是方向固定的交通系统，受技术条件的限制，线路间的交通转换不能象汽车那样灵活，而是要通过旅客换乘的办法实现，而换乘的时间损耗比汽车改变行车方向的时间损耗大。同时，由于快轨是独立的、准点运行的运输系统，穿越中心区不会影响旅行速度，即便拥挤也不会对综合服务水平产生明显影响，使用环线反而增加换乘次数造成延误，因此快轨环线的交通分流作用受到限制，尤其是交通屏蔽作用不如道路环明显。
　　快轨环线的客流取决于沿线人口和就业数量，也就是环线自身串联的客流集散点的规模。比如著名的伦敦环线地铁，全线串联了13座铁路车站，每座车站又基本上是伦敦市区向伦敦大区辐射的放射形铁路的起点站，所以它始终具备较高的客流。又如在广州快轨线网规划时，曾经根据城市特点，提出过几个在不同位置设置不同规模的环线的比较方案，但这些环线方案在进行模型测试后，普遍存在客流不高，平均乘距明显低于其它线路的特征，换乘率增加，线网非直线系数比无环线线网增加将近10%，因此最终环线被否定。
　　根据城市特点，科学设置适宜的道路环线往往能取得很好的效果，但设置快轨环线必须十分谨慎地进行研究，更不能为了具备环线而设置环线。
　　4.7.2 机场专线问题
　　近年来，建设连接机场的专用快速轨道交通线似乎已成为各城市普遍追求的模式，但其中隐含着相当的风险。
　　机场客流一般由旅客、接送亲友和机场及周边就业职工构成。航空出行一般是800km以上的长距离出行。由于全程出行时间较长，其对到港时间长度要求比较宽松，因此对快速并不过分要求，但对到港方式的便捷程度（是否是门到门）、准点率和舒适度要求很高
　　在机场接运方式中，主要有个体机动车（出租车、公司自备车、私家车）、机场巴士和快速轨道交通。由于个体机动车在舒适性、门到门便捷性、快速等几个方面占据优势，因此一般个体机动车在机场接运方式中占主要地位。机场机场由于一般都在建设时配套有专用高速公路，这种优势则更明显。其次是机场巴士，该方式在门到门便捷性、快速等几个方面也有优势，一般也占有重要地位。快速轨道交通的优势是准点、快速，最大的缺点是门到门便捷性差，因此在客流竞争中优势并不明显。这就是世界各国单独服务于机场的客运轨道专线客运客流效益普遍不好的主要原因。
　　因此，建设机场专用快速轨道交通线必须慎重，要从以下几个方面进行充分论证：

• 是否有客运功能以外的非常明显的社会、政治价值；
  
• 机场客流是否足够大到需要快速轨道交通衔接；
  
• 机场接运方式中，轨道交通的综合竞争力如何，竞争关系如何处理；
  
• 机场专线市内起点位置是否合适，能否在中心区建立行李办理设施，如何降低运营成本；
  

　　4.7.3 半径线设置问题
　　在世界许多城市建设或规划有连接边缘组团到中心区的半径线，从表面上看，这符合客流方向，客运效果较好，因此受到一部分规划者的推崇。实际上，半经线存在很大的弊端，集中反映在运营和交通影响两方面。
　　首先，半径线客流分布往往呈现一个明显的楔形，就是约靠近中心区客流约大，而在客流最大处，车上所有旅客上下列车势必在终点站列车停站时间增加，这时，车站列车折反返能力能否满足最小列车间隔就很成问题，这给列车正常运营造成相当的风险。
　　其次，线路截止在中心区某处，车上旅客不一定是全部到这个地方，但必须在这个地方下车，由此势必给这个区域引入相当大的无关客流。这些无关客流需要换乘地面其它交通方式，而轨道交通客运量往往很大，因此会给这些交通平衡很脆弱的地区增加很大大交通压力，形成新的交通瓶颈。
　　因此，从理论上讲笔者一般不赞成半经线的设置，当然这也要具体问题具体分析。
　　4.7.4 换乘节点和合理分布
　　快轨线路如果想获得较好的客流效益，一般都希望通过城市中心区。因此整个线网的换乘节点都集中在中心区。一种意见认为换乘节点这样分布可以符合一般城市客流中心区为O点或D点集散的规律，因此也符合主客流方向。而且换乘发生在地下或相对封闭的轨道交通换乘车站，不会增加地面交通压力。而且会给城市中心区提供强大的交通供给和方向周到的交通可达性。另一种观点认为换乘节点分布在中心区，势必吸引部分出行OD点均在外围区的客流在中心区换乘，也势必加大中心区今天交通压力。而且换乘站工程复杂，集中在中心区进一步增加了工程难度和代价，因此换乘节点应外移。
　　以上两种观点都有各自的道理，因此如何分布换乘节点应根据具体情况，进行充分的论证，尤其是交通影响分析和工程费效比论证。
　　5.结束语
　　城市快速轨道交通线网规划是一项难度高、风险大的规划与研究工作，多项内容还为国内末曾涉及过的问题。我们为完成国内一些大城市进行快速轨道交通线网规划的过程中，摸索出的这一套系统的规划内容、研究方法、技术路线、合理规模、评价体系和实施规划等新理论、新思路，仅仅属于起步，仍有待改进完善。希望各城市快速轨道交通的筹划和建设部门重视线网规划，做好线网规划，为我国快速轨道交通建设持续有序发展奠定良好基础。
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