北京市軌道交通發展對大城市線網規劃的啟示

田 東 周 敏

(北京城建設計發展集團股份有限公司 北京 100037)

北京市軌道交通發展對大城市線網規劃的啟示

田 東 周 敏

(北京城建設計發展集團股份有限公司 北京 100037)

總結分析北京城市軌道交通(簡稱“城軌”)在網絡化發展過程中的教訓和經驗，指出大城市線網規劃首先最需要重視的是，與城市及其交通規劃的協調，應加強線網層次和規模的研究，并為線網發展留有余地，外圍線與中心城線銜接應遵循“多點多線”的銜接原則，換乘站與城市功能節點協調，交通樞紐應采取一體化規劃建設，在建設時序上應考慮對相交換乘線的影響，單線建設方案需在網絡總體指導下研究。

線網；規劃；軌道交通；協調；層次；規模；建設時序；北京

眾所周知，城市軌道交通線網的規模、布局、層次以及換乘節點，決定了線網與城市空間布局的協調性、網絡效率和乘客體驗，也決定了線網的客流效益，體現了城市軌道交通在城市交通中的作用和地位。因此，線網規劃是城軌建設和運營管理等的頂層設計，需要引起高度重視。目前，國內城市軌道交通正處于快速發展期，大部分城市仍處于骨干線網的規劃發展階段。筆者擬通過總結分析北京市城軌在發展過程中的教訓和原因，為我國其他城市的線網規劃發展提供借鑒。

1 北京城軌現狀特征

截至2014年9月，北京市共建成軌道交通線網總里程465 km，骨架網絡已經基本形成，日均客流量穩定在1 000萬人次以上，負荷強度達到2.25萬人次/km·d[1]，見圖1。

圖1 北京軌道交通線網[23]

北京市線網具備以下特征：

1) 線網物理布局呈現網絡形態，且網絡規模持續增加。至2014年底，北京市軌道交通通車線網共19條線，包括了通州(八通線)、昌平、順義、亦莊、大興、房山6條新城線，網絡形態總體呈“方格網+環+放射狀”。

圖2 網絡規模和客流規模增長

圖3 2005—2012年北京市居民出行交通結構變化

3) 軌道交通建設需要加強與其他交通方式的銜接規劃設計。根據北京交通出行調查顯示，高峰小時期間，地鐵、公交及小汽車全程出行的旅行速度(指門到門)分別為13、9.9、17.8 km/h。以地鐵出行為主的出行鏈，平均總出行時間為77.3 min，車外時間為44 min，車外時間占比為57%。在純地鐵出行中，平均總出行時間為59.8 min，車外時間為26.3 min，其中兩端接駁時間分別為10.1 min和9.5 min，中間等車及換乘時間約為6.7 min[1]。

地鐵出行與小汽車相比，總出行時間處于劣勢，這是公交出行難以消除的劣勢。兩端及中間轉換時間過長是導致地鐵旅行速度降低的最大原因。

4) 換乘站客流規模巨大，換乘站成為各方焦點。截至2013年7月，北京軌道交通網絡中共有換乘車站41座[4]。線網內日客運量約1 000萬人次，其中換乘客流為450萬人次左右，全網換乘系數約為1.82，即平均80%的乘客需換乘一次。

2 北京線網發展經驗與教訓

北京市線網歷經近10多年的快速發展，取得了巨大的成就，支持了城市的各項功能和大型賽事等活動。城軌網絡化是個巨型課題，相關各方從規劃、設計、運營、養護維修、投融資等角度正在研討中。筆者側重從網絡規劃與設計的角度揭示北京市線網在發展過程中出現的問題并分析其原因，以便為其他大城市在線網規劃乃至城市規劃和綜合交通規劃提供借鑒。

2.1 線網層次單一，缺乏市域快線

城市軌道交通的線網層次有兩方面的含義，一方面是在城市市域范圍，區分出市域快線和市區線，主要體現在最高速度和旅行速度上的差異。另一方面，是在中心城區區分出骨干線和填充線，前者搭建線網骨架，串聯城市主要功能節點，構建城市發展軸線；后者通過增加線路，以提高線網服務水平為主，體現的是需求差異和運能水平差異。

北京市線網以地鐵網絡為一個層次，線路系統制式以6節B型車和80 km/h(最高速度)為主，外圍新城線路以100 km/h的最高速度為主。缺乏市域快線是北京市線網中較為突出的問題之一。雖然外圍新城線采取了最高速度為100 km/h的制式，但這種“準快線”與機動車出行，不具備速度競爭優勢。

筆者在研究北京市線網發展史中發現，以往在中心城區線網規劃和建設報告中，從各線的功能定位出發，也曾區分過骨干線和填充線(或輔助線)，但系統選型的結果卻趨向采用B6這一個結果。筆者認為骨干線和輔助線在系統選型上應有所區別，骨干線相較輔助線，線路長度應更長，以體現城市軸線骨架功能；敷設方式以地下線居多，以體現沿線高密度建設及其公交走廊功能；客流量需求較大，要求采用大型車或大編組。

2.2 系統能力受限，影響網絡效能發揮

由于系統選型保守，集中體現為早晚高峰多條線路的滿載率過高，在17條線路中，中心城區的線路除2號線以外，其余線路滿載率均超過1，外圍線路中昌平線、亦莊線、15號線滿載率也在1左右，大約70%的線路滿載率過高。滿載率過高，雖然能夠帶來較好的客流效益和社會效益，但負面因素更多，如常年有50多座車站早高峰限流，延長了乘客的進站時間；車廂擁堵造成乘客上下車困難。車輛養護維修量加大，并隱藏著極大的運營安全風險，為此需增加大量的站臺安全員，從而抵消了滿載率高的效益等等。

不僅如此，滿載率過高還直接影響了某些線路運能的發揮。例如，昌平線與13號線在西二旗站換乘，由于13號線滿載率過高，為避免給13號線帶來更大的客流沖擊，昌平線不能提高發車頻率。

2.3 新城線與中心城區線銜接模式單一

北京市線網規劃與建設中的另一缺陷在于新城線或外圍線與中心城線路的銜接模式較為單一，大部分為單線銜接。如8號線二期未延伸至朱辛莊站以前，昌平線與13號線僅在西二旗站換乘；八通線和1號線在四惠和四惠東站換乘；亦莊線與10號線及5號線在亦莊站換乘；等等。這種銜接換乘模式帶來的最大問題是由于換乘點位于城市邊緣，換乘站周邊缺乏大量就業崗位，使得大部分乘客都需要選擇換乘至其他線路進入中心城，這給換乘線路及其換乘站帶來較大的客流和運營壓力。

2.4 換乘站能力不足已成為網絡瓶頸

目前，北京線網中換乘客流占比為42.5%，隨著網絡規模的持續擴大，換乘客流比重將繼續提升。

除了上文所提到新城線和中心城區銜接的換乘站外，仍有相當的換乘站能力不足，如宣武門站、復興門站、建國門站和西直門站等。這些站基本位于放射線與環線相交的位置，換乘能力不足主要指換乘通道、樓扶梯等的空間不足，換乘距離過長，相交線路能力受限導致乘客需排隊候車，換乘客流與上下車客流交織，站臺寬度不足等問題凸顯。換乘客流不均衡，換乘站能力不足已成為制約網絡效率的瓶頸。

2.5 線網布局未與重點功能區、交通樞紐相協調

城市交通擁堵的本質是交通供需在空間和時間上的不平衡。線網作為大運量公交系統，應布置在交通需求旺盛、道路資源緊張的重要功能區，如CBD商務區以及對外火車站等綜合交通樞紐。

北京市線網從總體上分析，也基本是按照上述原則和思路進行，但細究各功能區以及部分鐵路客運站的線網布局，兩者并沒有較好地銜接協調。

2011年CBD提出東擴區規劃，東擴后整個CBD面積約6.9 km2，并進行高強度開發。核心區面積約30 hm2，規劃建筑規模為地上部分268萬m2，地下144萬m2，平均容積率達到14.5，1號線和10號線分別從核心地塊邊穿過，但只有1號線的國貿站位于核心地塊的西南角，其余車站距核心地塊均較遠。北京市遠景線網規劃在CBD區域形成“四橫四縱”的格局，即8條軌道交通線(見圖4)，20座車站，線網密度為2.4 km/km2，遠高于中心城0.75 km/km2和四環內1.39 km/km2的線網密度，但遠景線路與核心地塊只有R4在核心地塊北側設站。由于地鐵建設與地塊規劃不協調，從規劃方面提出采用APM(乘客自動輸送系統)內部小系統來加強該區域的服務水平，力求實現該區域周邊5 min步行全覆蓋[8]。

圖4 CBD區域線網及站點分布

在樞紐方面，比較典型的有北京站和北京北站，尤其是北京北站，雖然有13號線、2號線、4號線銜接，但軌道交通與北京北站因建設時間上相差較大，也未能很好地協調成一體化的立體綜合交通樞紐。

2.6 建設時序與網絡運營要求不協調

線網規劃不僅是軌道交通的空間規劃，還應包括時間上的規劃，比較典型的是房山線整體的時序安排。2010年12月底，房山線大葆臺—蘇莊段開通運營，由于該段線路未融入中心城線網，聯系房山線的9號線也未開通，成為當時線網中的孤線(見圖5)，此時市交通部門只能采用大容量公交與市區線網銜接，日客流約8 300人次左右。2011年底，大葆臺—郭公莊段開通，9號線也同時開通。不久，房山線全日平均客流量達到3.35萬人次，與之前相比，房山線客流增長了303%。可見，軌道交通尤其是外圍線路，是否融入線網，對客流效益影響較大，而且也會給交通接駁帶來影響。

圖5 2010年底房山線通車時北京線網

從線網實施的角度，昌平線與13號線在西二旗站換乘表現出的困境，從另一個角度也說明網絡化階段線路實施時序還應考慮對相交線的影響。

2.7 原因分析

出現上述問題的原因，筆者認為有以下3方面的因素值得思考和探討。

1) 城市發展速度和城市規劃及理論研究上的矛盾。這主要有兩方面含義，一方面是我國大城市未經歷過工業化革命，普遍缺乏鐵路資源，基本靠道路和公路引導，不像巴黎RER(全區快速鐵路網)和東京都市圈內的私鐵、國鐵，都由鐵路改建而成；另一方面，我國自改革開放，尤其是受20世紀90年代以來的“住房改革”和“土地招拍掛”改革的影響，城市迅猛擴張，規劃跟不上變化，城市邊界一直較為模糊，城市規劃5年一修編，大城市在限制發展和鼓勵發展的爭議中搖擺前進，這自然形成“攤大餅或城市蔓延”的毛病。在這種情況下進行的線網規劃，自然也難以區分市域線和市區線，這是造成我國大城市地鐵制式偏多，市域快線偏少的一個原因。

2) 城市規劃建設、項目選址缺乏交通容量的約束。雖然我國內地在進行項目選址及規劃建設前也進行交通影響評價，但由于評價機制及評估時機不合理，導致交通影響評價的客觀性、可修正性都大打折扣。反觀香港，在進行建設時均在交通模型預測下進行容積率的上限約束[9]。

3) 線網前瞻性不足，主要體現在3個方面：一是由于城市快速發展導致的線網總體規模和層次前瞻性不足；二是網絡化發展后，對線網規模引起的客流規模成倍增長預判不足；三是網絡化后線路之間運力匹配和協調方面考慮不足。

3 對其他城市線網規劃的啟示

3.1 加強線網規劃與城市及交通規劃之間的協調

線網規劃與城市總體規劃(簡稱總規)之間的協調主要有3方面內容，一是城市中心城區發展邊界與城市線網之間的層次性分析；二是城市空間結構與城市線網形態互相協調匹配，使得線網的換乘站分布與城市多中心布局相吻合，線路的布設符合城市軸線布局；三是中心城區人口及用地規模與線網的規模相吻合，不能無節制地通過用地功能置換，使得中心城區用地“職住”越來越分離，強度越來越高。

線網規劃與城市綜合交通規劃之間的協調主要也有3方面內容：一是宏觀上合理確定軌道交通在城市中的功能定位和作用，在不同的交通圈層和區域所能起到的作用應有所區別；二是中觀上執行區域差別化的交通政策和策略，分析道路網特點及機動車停車位規劃和政策，協調軌道交通在區域交通中與機動車的合理分工；三是在微觀層面上的軌道交通站點與其他交通方式的銜接，尤其是注意站點周邊用地性質及其在城市中所處的區位。一般來說，核心區內的站點強調步行環境和自行車接駁，外圍站點強調公交車接駁和自行車接駁，甚至是小汽車接駁。

3.2 加強層次和規模的研究

線網規劃首先應研究線網的功能層次和線網規模。由于城市規模發展越來越大，從國內外的發展經驗看，“攤大餅”一類的城市有著各種各樣的“城市病”，而市域快速軌道交通在引導城市組團式發展方面具有重要作用。鑒于市域軌道交通與市區軌道交通在功能、運營、規劃、建設等多方面具有較大差別，線網規劃首先應從城市服務半徑、線網服務對象等方面區分線網層次，在線網層次清晰的情況下，開展中心城線網規模的研究工作，合理的線網規模不僅指合適的城市交通比例，也指合適的線網運營效益，因此，需要深入研究線網負荷強度指標。只有明確線網層次和規模，才能穩定線網形態和線網制式，同時，為了預留線網發展彈性，充分預估線網客流風險，對于走廊唯一或有限的線路，其制式的選擇可適當放大車型和編組。

另一方面，線網規模還應包括各線的能力規模。以往線網規劃往往強調線路布局、換乘站分布和場段選址，而對線路的制式往往研究深度不夠，顯然以8輛A型車為主的線網與以6輛B型車為主的線網，即使線網規模一樣，運能也會差別巨大。因此，線網規劃需要在線路功能定位明確后，進一步明確骨干線和輔助線的系統選型。

3.3 線網規劃應超前規劃，審慎修建綜觀國內各大城市，尤其是北京近10多年線網的發展，各地線網規劃總規模無一不是隨著城市人口和用地規模的增長而擴張和加密的，這就給后續換乘站的實施帶來較大的麻煩，造成換乘不便甚至沒有換乘。

因此，筆者建議在目前國內仍處于快速擴張階段的大城市，線網應超前規劃，審慎修建。這實際上也是線網規劃中遠景和遠期線網的兩個時機。由于在城市戰略規劃或遠景規劃具有較大彈性空間時，規模經濟一直是城市擴張的動力，這是經濟的自然規律在發生作用，不以人的意志為轉移。因此，遠景線網規模具備一定的前瞻性是大問題。在城市總規的法定約束下，與城市總規年限和范圍一致內的線網規模和布局必須穩定，這與日前國家發改委的發改基礎(2015)49號和國家住建部發布的建城[2014]169號精神是一致的，而且這樣與總規年限一致的網絡應盡量發揮其社會和經濟效益，需做好兩個層次的有無分析。這樣，可以在建設規劃編制和“工可”研究過程中，考慮為后續線網加密以及換乘站設計預留足夠的空間[10]。

3.4 線網銜接應強調“多點多線”北京市軌道交通線網中的半徑線較多，從實際運營效果看，除了大興線與4號線貫通運營外，其余線路均存有不足和隱患。

例如，昌平線與13號線相交換乘的西二旗站，13號線與2號線及4號線換乘的西直門站，9號線與4號線換乘的國圖站等，都存在巨大客流與其他線路換乘的現象，造成乘客“被動換乘”。

線網規劃必須避免半徑線與城區線網“單點單線”銜接的現象，建議“多點多線”(指3點、3線及以上)換乘，或者集中在一座大型樞紐換乘，換乘線路也是多線。如13號線雖然在知春路與10號線換乘，在西直門站與2、4號線相交換乘，但從目前的情況看，13號線在西直門站應繼續向南延伸[11]。

3.5 換乘站主動選址，交通樞紐一體化建設以往線網規劃從城市整體出發，換乘站分布是線網規劃的結果。而線網換乘站是城市線網中最重要的資源，應從換乘站選址的角度主動出擊，從區域開發和交通一體化的角度先錨定換乘站位置，然后從該換乘站出發延伸線路，直至最后形成線網。良好的線網規劃應是“總體—局部—總體”反復迭代的分析過程。

從北京市軌道交通換乘站規劃設計及實際運營效果分析，對線網規劃的啟示在于：1)換乘關系應在線網規劃階段予以確定，盡量采取平行換乘，即使是以方格網為主的城市也應積極追求平行換乘，并以此理念開展規劃；2)換乘站穩定是線網穩定的要求之一，在線網規劃階段應落實方案的可實施性，尤其是一體化建設的綜合體和綜合交通樞紐；3)換乘站應能做到同步設計，換乘節點盡量能夠同步實施。

目前，很多城市的線網建設規劃提出“同期建設規劃內的線路考慮預留換乘節點或同步設計、同步施工；而不在同期建設規劃內的線路僅預留換乘條件”。筆者認為，在線網規劃中首先應區分線網中各線的功能定位，其次明確線網的實施時序。在同一規劃期內的線路應同步規劃設計，同期實施；不同規劃期內的線路，應參考該線在網絡中的定位與作用，骨干線間的換乘站即使不在一個規劃期，也應做到同步設計，同步預留換乘節點；如果以人為的建設規劃期限為依據，不可避免地會造成換乘站施工不同期，將很難建設出便捷的換乘車站。

當線網穩定后，在換乘站具體形式選擇上，首選平行換乘，在相交換乘方案選擇上，先考慮T型或L型換乘，而慎用十字換乘，實踐經驗表明十字換乘造成換乘樓扶梯通過能力緊張。當然，城市外圍的換乘站另說。

3.6 建設時序規劃應考慮對相交換乘線的影響線網規劃需要重視建設時序的研究，主要原因在于不合理的建設時序將造成以下兩個問題。

一是會出現類似房山線的情況，房山線提前一年于9號線通車，不僅造成當年客流效益較差，同時，也為軌道交通接駁制造了一定的麻煩；另一個是對換乘站客流的沖擊，例如昌平線二期工程(西二旗站至市中心)滯后，導致早高峰昌平線換乘客流對13號線西二旗站的沖擊。其他車站還能通過限流等措施降低巨大客流對車站站臺的影響，而西二旗站的限流只能改為對昌平線的“限車”，降低昌平線早高峰的發車對數，以免西二旗站出現更大的運營風險。

因此，線網規劃不僅是空間規劃，同時也需要重視時序規劃。在線網規劃中加強建設時序的研究，主要應注意兩方面，一方面是城市土地開發與線路規劃時序相匹配，另一方面是線網建設時序與單線建設時序相匹配。前者可能影響線網走廊的不同組合方式，形成不同線網方案；后者除了要盡量避免線網中存在未融入線網的獨立線，還要加強分析后期線路實施時，對相交線路高峰斷面和相交換乘站的客流影響。

3.7 單線方案研究應在線網總體下進行為應對網絡化運營，單線方案應做好以下網絡層面的內容研究，有些甚至應在建設規劃乃至線網規劃方面做原則性研究。筆者認為具體有以下幾個方面：

1) 資源共享和信息互通。目前各線在工可編制過程中，較為重視資源共享，一般為車輛基地大架修及大型機械設備的養護維修資源共享，以及由此帶來的聯絡線規劃、主變電所資源共享、控制中心資源共享。筆者認為，為了應對網絡化運營，還必須實現換乘站資源共享以及信息互通共享等方面。

2) 線路中的換乘站設計。換乘形式往往在線網規劃階段已經界定(相交換乘還是平行換乘)，在線網布局時應盡可能優先選擇平行換乘；在換乘站設計時應考慮相交線路換乘客流對本線的影響，以及為此考慮的換乘空間和換乘距離。在換乘線路系統能力受限的情況下，換乘距離未必是越近越好，一定要留有足夠安全的緩沖換乘空間，以避免換乘客流滯留站臺帶來的安全隱患。換乘距離以及換乘時間是影響軌道交通自身競爭力的重要因素。

3) 線路的輔助線設計。線路的輔助線設計不能僅僅盯著本線，也應對換乘客流有所考慮，如北京4號線和大興線貫通運營后，由于大興線沿線分布大量的居住用地，在早高峰情況下經過大興線沿線各站點上車客流的累積，到達4號線北京南站時，已經沒有太多的空間容納鐵路客流。此時，運營方需通過南端停車場(距北京南站3站)增發空車，以緩解南站客流堆積的矛盾。可見，線路的輔助線設計在網絡化運營階段，已不能僅從一條線的角度進行研究。

4) 線路的交通接駁。若要提高地鐵的全線旅行速度，提高軌道交通的競爭力，可提高線網密度，增加線網覆蓋范圍，但這種方式代價較大。最理想的方式是縮短兩端的出行時間以及中間的換乘時間，也就是提高公交接駁和慢行系統的效率。這項工作在軌道交通研究的各個階段應分別落實，在規劃階段應基本落實接駁原則、策略和用地量；在“工可”階段，需基本落實用地位置；在初步設計階段，基本落實接駁方案。

本文基于國內大城市的發展共性，從北京軌道交通線網發展中吸取的教訓，對其他城市具有較好的借鑒意義。

[1] 王波.從北京軌道交通網絡實施效果引發的幾點思考[C]//2014兩岸四地城市軌道交通學術研討會.北京，2014.

[4] 中國地鐵工程咨詢公司.北京市城市軌道交通建設規劃(2014—2020)[R].北京，2014.

[5] 北京城建設計發展集團股份有限公司.北京地鐵一期設計存檔圖紙：線路篇[Z].北京，1969.

[6] 北京城建設計發展集團股份有限公司.北京地鐵13號線設計存檔圖紙：線路篇[Z]，北京，2001.

[8] 北京城建設計發展集團股份有限公司.北京CBD地區APM系統規劃方案研究[R].北京,2013.

[10] GB/T 50546—2009城市軌道交通線網規劃編制標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

(編輯：郝京紅)

Implication on Rail Network Plan for Large Cities from Beijing Rail Transit Development

Tian Dong Zhou Min

(Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

This paper summarizes the lessons and experience of the development for Beijing rail transit network to put forward six suggestions for other large cities. First, the rail network development should be coordinated with the overall development plan of the city and its transportation system. Secondly, emphasis should be put on the research on the layers and scales of the networks and lines. Thirdly, building of the outer and the inner rail networks should follow the principle of "multi-station and multi-line". Fourthly, the locations of transfer stations should be linked with the common public space or the function area of the city, and an integrated approach should be adopted in building transportation hubs. Fifthly, attention should be paid to the influence on the intersected lines in arranging construction sequence. Finally, the construction of a single line should be integrated in the construction of a whole network.

rail network; plan; rail transit; coordination; layer; scale; construction sequence; Beijing

田東，男，高級工程師，從事城市軌道交通規劃和設計工作，656327246@qq.com。

U239.5

A