長三角城際軌道交通合理規模研究

金治華

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司, 湖北武漢 430063)

1 概述

長江三角洲地區是我國經濟社會最發達、人口和產業最密集、發展最具活力的地區之一,正在成長為具有重要國際影響的世界第六大城市群；在我國社會經濟中具有重要的戰略地位和帶動作用,對服務全國大局,帶動周邊發展做出了重大貢獻。為進一步推進長江三角洲地區改革開放和經濟社會發展,2008年國務院發布了《關于進一步推進長江三角洲地區改革開放和經濟社會發展的指導意見》,提出長江三角洲地區包括上海市、江蘇省、浙江省兩省一市,土地面積21.3萬km2,2008年常住人口14 686萬,人口密度達689人/km2；意見要求把長江三角洲地區建設成為亞太地區重要的國際門戶、全球重要的先進制造業基地、具有較強國際競爭力的世界級城市群。安徽省緊鄰長三角地區,全省17個地級市中有10個市與長三角地區相鄰,地緣關系緊密；近年來，隨著長三角地區產業的高度集聚,國家已要求安徽省成為長三角地區產業轉移示范區,國家領導人也多次指示安徽省要全面融入長三角,目前已形成全面合作機制；因此，上海市、江蘇省、浙江省以及安徽省三省一市組成了泛長三角區域(簡稱長三角區域),區域面積35.3萬km2；本次研究長三角地區城際軌道交通規模,依據長江三角洲地區城際軌道交通規劃修編,研究范圍為三省一市區域。

目前,在實際規劃實踐中,計算一個精確的線路總長度,對于實際路網規劃的指導意義并不大[1]。在研究路網規劃的實際工作中,線路的走向和長度受到城市用地規劃均勻程度、工程地質條件等諸多因素的制約。因此,研究線路總長度的范圍是有意義的,可以在進行城際軌道交通方案構架研究之前,約束路網規模的發散程度,對于指導規劃方案是必要的。

2 理論基礎

長三角區域城際軌道交通線網合理規模的確定,就是根據規劃區社會經濟發展和交通需求,確定合理的城際軌道交通方式供給水平,以期達到較好的交通需求和供給平衡。確定規劃區城際軌道交通線網的合理規模,要以區域發展規劃為依據,研究分析人口、用地等特征,通過對出行需求的分析以及類比世界上各大都市圈軌道交通的供應水平和服務水平,分別測算規劃區城際軌道交通線網的規模,然后進行綜合分析,以確定未來城際軌道交通線網的適宜規模。

具體而言,路網合理規模可以理解為線路長度總量的宏觀控制。由于交通需求和交通供給是動態的平衡過程,因此合理規模也是相對的。目前,有關城際軌道交通規模的確定方法較少,主要分為兩類。

2.1 應用于工程實際的算法

采用區域交通出行總量、城際軌道交通線網平均負荷強度等指標的城際軌道交通需求推算法。

采用區域城市國民生產總值(GDP)、城際軌道交通投資基金等指標的區域基礎設施投資資金控制法。

結合國內外城際軌道交通線網建設經驗,采用萬人擁有城際軌道交通線網長度、城際軌道交通線網密度等指標的城際軌道交通服務水平類比分析法。

2.2 基于數理統計分析的數理模型方法

基于區域城市規模、區域城市用地面積、區域與國民生產總值等指標的回歸分析法。

基于區域城市發展戰略、區域城市人口、區域城市面積、區域城市國民生產總值、已有軌道線網里程規模的數學模型法。

本文主要應用區域交通需求推算法和區域基礎設施投資資金控制法進行長三角城際軌道交通線網規模的計算。然后,采用城際軌道交通服務水平類比分析法驗證計算結果的合理性。最終,確定城際軌道交通合理線網規模范圍。

3 應用研究

3.1 交通需求推算法

需求分析法是依據區域交通發展戰略和需求分析結果,由城際軌道交通承擔的客運出行量和線網負荷強度指標,計算線網長度。

城際軌道交通線網負荷強度是城際軌道交通日客運量與線網長度之比,反映城際軌道交通單位線網長度承擔的日客運量。在城際軌道交通需求量一定的情況下,軌道交通線網負荷強度與線網密度成相反趨勢,即城際軌道線網密度越高,線網的負荷強度逐漸降低,反之,線網密度越低,其負荷強度逐漸升高。

因此,軌道交通負荷強度與所采取的軌道交通建設模式直接相關。國內外軌道交通建設有兩種模式,一種是采用高運量、低密度的線網,負荷強度高,如圣保羅、莫斯科、東京、布達佩斯、香港等,線網負荷強度一般在2.6～3.8萬人次/(km·日)左右,目的是提高軌道交通的運輸能力和運輸效率,緩解客運需求與公交運力嚴重不足的矛盾,取得較好的經濟效益；另一種采用低運量、高密度的線網,負荷強度低,如巴黎、倫敦、馬德里、斯德哥爾摩等發達城市,線網負荷強度一般在0.5～1.5萬人次/(km·日)左右,注重于提高軌道交通的舒適和方便程度,以吸引私人交通,但經濟效益比較差。

針對規劃區而言,城市密集區線網負荷強度較高；城市引導區采用中運量系統，線網負荷強度較低。

鑒于規劃區范圍廣，各分片區和通道客流出行強度存在較大差別,旅客出行距離也較長,對乘坐舒適程度要求較高；建議城際軌道交通采用中低運量系統為主,建設較高密度低負荷的線網,支持區域城鎮空間布局的調整和完善。借鑒國內外主要城際間軌道交通線網負荷強度選取,規劃區城際軌道交通線網平均負荷強度取0.1-0.15萬人次/(km·日)。線網長度計算公式如下

L=Q·α·β/γ

式中L——線網長度/km；

Q——預測年全社會出行總量/(萬人次/日)；

α——城際軌道交通出行占全社會出行的比例；

β——城際軌道交通換乘系數；

γ——城際軌道交通線網負荷強度/(萬人次/(km·日))。

規劃區總面積35.2萬km2,2008年末常住總人口20 820萬人。根據規劃區社會經濟發展目標和具體情況,預測遠景規劃區全社會出行總量為270億人次,考慮城際軌道交通的分擔率為10%～12%,則軌道交通承擔的出行量為27～32.4億人次。

據此預測規劃區城際軌道交通線網遠景建設規模為5 000～7 400 km。考慮客運專線以及部分外圍區域城際線路將承擔大量跨區域客流,城際客運網絡規模應適當擴大。

3.2 基礎設施投資資金控制法

根據聯合國有關組織研究推薦,基礎設施投資宜占區域GDP的3%～5%,城際公共交通(含城際軌道交通、鐵路、公路)投資占其中的14%～18%,即城際公共交通投資占區域GDP的份額不宜超過9‰,認為這是一個合理的且財力可以承受和無明顯副作用的指標。若將城際公共交通投資的30%用于城際軌道交通建設,城際軌道交通的投資應占區域GDP的份額為1.3‰～2.7‰,以此作為快速軌道交通建設基金的年度積累目標。

根據長三角地區提供的國民經濟增長預測資料,2008年長三角地區國內生產總值已達到74 327億元,遠景年將達到40萬億元,據此測算,長三角地區到遠景可累計完成GDP總值440萬億元；根據長三角地區的具體情況,城際軌道交通建設剛剛起步,并且需要利用快速城際軌道交通引導人們的出行選擇,改善不合理的出行結構。因此，應適當增加快速城際軌道交通的建設投資,盡快使軌道交通線網初具規模。按1.3‰～2.7‰用于軌道交通建設投資計算,遠景可用于軌道交通建設的資金將達到5 544～11 880億元。

參照目前國內城際軌道交通造價,考慮到近年來設備國產化水平的提高,結合長三角地區的具體情況,區域城市化水平、地質條件等方面的因素,估算長三角地區城際軌道交通的平均綜合造價在1億元/km左右,按此遠景可修建軌道交通線約為5 500～11 880 km。

3.3 規模計算結果

通過以上分析計算可知,按照區域未來客運需求總量計算,長三角地區城際軌道交通線網規模,遠景在5 000～7 400 km范圍內。按照區域基礎設施投資資金控制法計算,區域城際軌道交通線網規模,遠景可投資修建5 500～11 880 km。

長三角地區城際軌道交通線網規模,遠景取值在5 500～11 880 km范圍內。

4 對比服務水平分析

軌道交通線網服務水平可從軌道交通線網密度和萬人擁有軌道交通線網長度兩個指標進行權衡。本文從軌道交通線網密度和萬人擁有軌道交通線網長度兩方面考察推薦線網規模的合理性。

鑒于規劃區范圍大,地區間也存在著很大差異,在城市密集區和非密集區采用不同的計算原則。城市密集區,線網根據需求分布較密；而非城市密集區主要沿通道分布,以通道覆蓋范圍為計算基礎。

對于巴黎和東京而言,RER鐵路和JR鐵道更接近于我們研究的城際軌道交通,因此,表中列出的巴黎和東京的線網長度為RER鐵路和JR鐵道的長度。珠三角經濟區和環渤海經濟區采用規劃數據(如表1所示)。

表1 國內外都市圈城際軌道交通線網主要指標

從萬人擁有率指標來看,既有巴黎和東京都市圈分別為0.454 km/萬人和0.269 km/萬人,珠三角經濟區和環渤海經濟區分別為0.309 km/萬人和0.125 km/萬人。由于東京都市圈人口密度很大,萬人擁有率指標較小。環渤海經濟區人口基數大,萬人擁有率指標也小。因此建議規劃區萬人擁有率在0.35 km/萬人比較合適。2008年研究區域常住總人口約為20 820萬人,遠景常住人口將達到2.5億人,其中城鎮密集區和主要通道覆蓋范圍人口約2.0億人,據此推算遠景合理建設規模為7 000 km。

從線網密度指標來看,巴黎都市圈和東京都市圈線網密度分別為4 km/100 km2和6.7 km/100 km2,珠三角經濟區和環渤海經濟區分別為4.5 km/100 km2和0.5 km/100 km2。由于東京都市圈面積狹小,線網密度指標偏大,而環渤海經濟區面積過大,線網密度指標偏小。建議規劃區線網密度核心區域為4.5 km/100 km2,發展區域為2 km/100 km2左右。據此推算遠景建設規模為9 500 km。

結合前兩種方法的研究結果及服務水平對比分析,推薦遠景城際客運網絡合理的建設規模為8 000～10 000 km。考慮已規劃及在建客運專線、快速鐵路可作為承擔部分城際客運的功能,建議新建城際軌道交通規模為5 000～7 000 km。

5 結束語

應用區域交通需求推算法和基礎設施投資資金控制法兩種方法,計算得到了長三角地區城際軌道交通線網規模初始值。然后,給出了長三角地區城際軌道交通線網規模推薦取值范圍5 500～11 880 km。最后,對推薦的城際軌道交通線網規模進行服務水平對比分析,并考慮已規劃及在建客運專線、快速鐵路可作為承擔部分城際客運的功能,建議新建城際軌道交通規模為5 000～7 000 km,可以作為長三角地區城際軌道交通規劃的合理線網規模,提出的城際軌道交通合理規模計算方法也可作為以后規劃的依據。

[1] 林麗凡,張衛華.城市軌道交通線網規模的確定方法[J].交通科技與經濟,2008(1)

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