軌道交通建設規劃設計前瞻性研究

俞光耀

1 中國城市軌道交通發展現狀1

1.1 呈現快速發展態勢

在新型城鎮化快速推進和優先發展城市公共交通的大背景下，中國城市軌道交通發展呈現出世界罕有的速度和規模。截至“十二五”末，國內已開通運營的城市軌道交通線路總長度達3 618 km，“十三五”期間計劃投運里程有5 702 km，到2020年左右，中國內地城市軌道交通運營線路總規模將達到9 000 km[1]。

中國城市軌道交通的快速發展，在改善城市交通狀況、改變市民出行和生活方式、服務和促進城市發展、推動產業進步與升級等方面發揮了重要作用。北京、上海、廣州、深圳等城市已形成網絡化運營格局，城市軌道交通在公共交通體系中起到了骨干作用。上海和北京的軌道交通客流量已達每天1 000萬乘次，上海軌道交通占公共交通客運量的比率由 2000年的5%逐年提升，目前已達53%，到2020年將超過60%[2]。天津、重慶、成都、南京等城市也都在加快建設城市軌道交通網絡。中國城市軌道交通在服務和促進城市發展的同時，大規模的建設也造就了涵蓋規劃設計、工程建設、運營管理、技術裝備等各領域完整的產業鏈。與高速鐵路一樣，中國城市軌道交通在過去20年間取得了巨大的進步和成績，并在積極跨出國門，走向世界[3]。

1.2 規劃設計中存在的問題

隨著我國城鎮化進程的加快，城市人口的快速膨脹，軌道交通建設突飛猛進。為充分發揮軌道交通對城市發展的正確引導，真正緩解城市交通矛盾，提供較高服務水平，軌道交通線網規劃的編制尤為重要，其對后期建設、運營有著重要影響。在《國家發展改革委關于加強城市軌道交通規劃建設管理的通知》（發改基礎〔2015〕49號）中明確提出應超前編制線網規劃，并提出了城市軌道交通長遠可持續發展的總體性方案。

而目前，在軌道交通的快速發展中，軌道交通規劃設計暴露出不少問題，一是對城市未來發展的認識不足，剖析不夠，對軌道交通戰略定位不準，發展模式單一；或因城市空間結構、人口規模等不穩定，軌道交通選取的系統規模與客流需求不匹配。二是網絡規劃缺乏前瞻性，規劃設計忽略城市特性和實際需要，網絡層次及系統選型單一，后期運營組織靈活度差，服務水平較低，運營效率不高。三是軌道交通規劃設計與周邊地下空間開發結合度不高，設計靈活度較低，地下空間沒有得到高效利用，造成地下空間資源浪費。

1.3 國外城市軌道交通發展理念值得借鑒

國外軌道交通發展比中國早了上百年，也經歷了軌道交通功能層次的演變。國外城市軌道交通的發展理念，充分考慮到以人為本、出行便捷，兼顧提高運營效率等，在設計上，為后期運營的靈活性預留條件，提出了組合運營、互聯互通以及多系統、多制式的規劃設計理念。比如，紐約地鐵采用快慢車組合運營，70%以上的線路在中心區客流較大的區域都采用了多線并行模式；巴黎地鐵14號線很早就采用了全自動駕駛系統；東京地鐵在設計之初就考慮了與國鐵的緊密銜接，以及與私鐵的互通運營等[4]。

中國城市軌道交通在大規模快速發展過程中，應傳承發揚好我們既有的經驗與優勢，也需要以未來發展的眼光審視現在的規劃設計，充分借鑒國外軌道交通規劃設計的理念，發揮好中國城市軌道交通發展的“后發優勢”，推動中國城市軌道交通行業健康發展。

2 對軌道交通線網規劃的前瞻性思考

2.1 線網規劃應與城市總體發展統籌

《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》提出，“堅持以人的城鎮化為核心、以城市群為主體形態、以城市綜合承載能力為支撐、以體制機制創新為保障，加快新型城鎮化步伐”。中國城市軌道交通的規劃，首先是要與城市發展、綜合經濟發展、城市總體規劃結合起來，是否規劃發展軌道交通、發展多大規模的軌道交通，必須與城市的性質、經濟社會發展實力、人口規模等統籌考慮，宜大則大，宜小則小。

2.1.1 線路走向與城市發展結合

公共交通導向型發展模式（transit oriented development，TOD）是國際上具有代表性的城市開發模式。2014年頒布的《國家新型城鎮化規劃（2014—2020年）》明確了城市發展模式科學合理的目標，提出使“密度較高、功能混用和公交導向的集約緊湊型開發模式”成為主導，按照這一要求，城市軌道交通的線路走向應符合城市發展需求，引導和帶動城市發展。

2.1.2 圍繞站點構建城市綜合體

將地鐵車站與樓宇結合起來，將出入口與周邊開發結合起來，以城市軌道交通站點為載體，構建連通社區居民、公共活動空間、商業辦公區域等為一體的城市綜合體[5]。這種圍繞地鐵站點構建城市綜合體、形成“地鐵社區”、“地鐵小鎮”的新型發展模式，能夠實現乘客、地鐵運營方、土地開發商、城市管理者各方“多贏”的局面，如上海漢中路綜合體，北京國貿綜合體、廣州太古匯綜合體以及深圳地鐵淺海小鎮等都是非常成功的案例。

2.1.3 車輛基地上蓋綜合開發利用

城市軌道交通是土地資源的消耗大戶。以上海軌道交通規劃的車輛基地為例，全網共規劃了43座車輛基地，占地面積約1 312 hm2，相當于上海原來整整一個黃浦區的面積，這些土地資源如果不進行復合利用，將是巨大的浪費。近年來，全國城市軌道交通車輛基地上蓋開發機制和開發模式日漸完善，香港、上海、北京、深圳等城市都進行了有益的探索，如上海地鐵的吳中路車輛基地、香港地鐵的將軍澳車場、北京地鐵的四惠車輛基地等都成功進行了上蓋開發。上海目前在建線路還有5座大型停車場正在開發中，總計可新增約230 hm2的城市建設用地。

2.2 線網規劃應與城市綜合交通融合

在城市綜合交通體系中，各種交通模式的發展不能“各自為政”，應構建“多網合一”的城市公共交通體系。從“公交優先”角度出發，以構建“公交都市”為目標，城市公共交通應構建“以城市軌道交通為骨干，公共汽（電）車為基礎，客運交通樞紐為銜接”的城鄉一體化公共交通體系，實現軌道交通與城市多元化交通體系的高度融合。

2.2.1 不同交通方式的定位與分工

隨著京津冀、長三角、珠三角、長株潭、成渝等城市群的規劃和發展，市域快軌迎來快速發展機遇，市域快軌的建設和發展將成為聯系市域和城市群體系的重要紐帶。實踐證明，采用地鐵系統解決市域包括城際間的軌道交通問題，成本高、效率低、旅速慢，是不適應我國城市發展需求的。外圍區與中心城及外圍區域之間的快速通達需求，主要應通過市域快軌來解決；地鐵網絡定位于滿足中心城區的大容量快速出行需求；中運量系統則定位于彌補地鐵網絡的覆蓋范圍；地面公交與軌道交通網絡還應互補替代，站點緊密銜接，不同交通方式各司其職，從而實現融合發展[6]。目前，上海、北京、廣州、武漢、成都、重慶等眾多大城市都已開展了市域層次的軌道交通網絡規劃[5]，網絡規模與原規劃相比有了增加，網絡形態得到擴展優化，網絡層次也得到豐富和完善。

2.2.2 通過綜合樞紐實現互通換乘

網絡規模越大，層次越豐富，更應體現運營組織的高效性。從長遠考慮，加快真正意義的網絡化運營，預留互聯互通條件是提高未來軌道交通運營效益的較優方式。互聯互通包含兩個層面的含義，狹義的互聯互通是軌道交通系統內部的互聯互通。由各條線路組成的運營線網間的互聯互通和服務標準的提高，不僅能實現運營列車在各條線路之間跨線運行，還能實現車輛、信號等系統設備全線網的互聯互通；不僅能夠行駛站站停的普通列車，還可行駛大站快車；為了減少乘客換乘次數及換乘站的換乘壓力，還可開行“快速”和“直通”的跨線列車。軌道交通互聯互通網絡化運營的構建，可以充分發揮運營線網的效率，實現快捷、方便、安全、節能的發展目標。

廣義的互聯互通是指軌道交通與外部交通系統的互聯互通。即以車站為核心建立綜合樞紐，實現與其他交通系統的銜接。大型樞紐中心將成為聯接各類交通方式的重要節點，通過合理布局若干個樞紐中心，可以實現市域快軌、地鐵、中運量系統和地面公交等不同交通網絡間的銜接互動，促進各種交通方式間的緊密銜接。如上海在世博會前建成了虹橋綜合交通樞紐，將航空港、高速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、公共汽車、出租車等不同交通方式緊密銜接在一起。在最新的規劃中，還將引入2條市域快軌。對于軌道交通站點，也應在外圍區域規劃建設小汽車停車換乘P+R系統（park and ride），在中心城區域規劃建設自行車停車換乘B+R系統（bike and ride），進一步完善城市軌道交通與其他交通出行方式的銜接[7]。

2.2.3 相互匹配銜接實現互補替代

大運量軌道交通系統，無論是市域快軌還是城市軌道交通，都是城市公共交通的骨干系統，系統的運行狀態將對城市交通帶來巨大的影響。大運量軌道交通系統和中運量系統或地面公交系統之間應該做好運能的匹配、運營時間的銜接、應急處置的聯動，既要實現正常運營條件下的互補，也要實現應急運營情況下的互動，才能使城市綜合交通體系形成一個有機的整體。如在虹橋綜合交通樞紐中，地鐵在運能配備和運行時間上盡量做到與航空、鐵路的匹配。地面公交的線路和站點設置應當盡可能與軌道交通銜接配合，正常運營時能夠實現功能互補，應急狀態下能夠發揮替代作用。在地鐵骨干線路區段，應配備若干平行的公交線路，作為平時地鐵運能的補充和應急情況下的替代。

2.3 軌道交通線網規劃應具有超前性

2.3.1 網絡規模要適度超前

“公交優先”是中國城市綜合交通發展的基本政策，而城市軌道交通網絡更是大中型城市公共交通體系的基礎與核心。隨著中國新型城鎮化進程的加快推進，區域城市群體系的逐步形成，中國城市的發展事實上具有很大的彈性，城市軌道交通網絡要適應這種具有彈性的發展需求。為適應發展的需要，城市軌道交通網絡規模可適度超前，更好地控制網絡通道資源，才能為未來的發展留有空間和余地。

2.3.2 網絡層次應更加豐富

城市軌道交通的系統制式非常豐富，速度等級存在差異，也能夠提供不同等級的運輸能力，城市軌道交通網絡層次應更加明晰，采用不同制式的系統適應不同的客流特征和需求。如正在編制的新一輪上海市城市總體規劃提出了“一網多模”“3個1 000 km”的城市軌道交通網絡，即1 000 km的市域快軌、1 000 km的市區地鐵線、1 000 km的局域線[8]，網絡規模與原規劃相比有了增加，網絡形態得到擴展優化，網絡層次也得到豐富完善。

2.3.3 地下空間需統籌利用

城市地下空間資源是城市未來發展的重要資源。城市軌道交通工程建設不是一個孤立的工程活動，應該站在系統、全局的高度，處理好與相關工程的關系，處理好近期與遠期的關系，在規劃階段應具有前瞻性，保護和利用好城市地下空間資源。在線路通道資源上盡可能復合利用，在地鐵建設的同時，地下道路、綜合管廊等應該同步規劃、同步建設。

3 對軌道交通設計標準的前瞻性思考

3.1 完善標準體系

作為百年大計的地鐵工程，土建設施具有不可逆的特性，設備系統牽一發而動全身，如果前期設計考慮不周，建設標準過低，后期改造難度大、影響大，也將造成更大的浪費。目前，我國已有統一的軌道交通設計技術標準，如《地鐵設計規范》、《城市軌道交通技術規范》等，《輕軌設計規范》和《市域快軌技術規范》即將出臺。在國家標準的指導下，一些城市可探索根據各地的實際情況編制地方標準，作為國家標準的補充；隨著網絡層次的豐富，系統制式的多樣化，也應補充完善多層次、多系統的標準規范，從而構建全方位、多層次、科學完善的標準體系，適應未來系統多樣化的需要。

3.2 在設計階段預留靈活運營條件

在規劃設計階段應樹立“建設為運營服務”的理念，在運行速度、運營靈活性方面進一步解放思想。如通過規劃設計具備三線四線的運行線路布局來提升地鐵行車組織的靈活性；通過規劃設計更多的配線來提高線網運行效率等。上海在市域軌道交通16號線進行了“快慢車組合運營”的探索[9]，14號線設計的多點折返、雙列位存車線也是較好的探索實踐，運營靈活性大幅提升，這些案例彰顯了“建設為運營服務”的前瞻性理念，可為我國其他城市軌道交通借鑒參考。

3.3 適當超前考慮系統冗余

實踐表明，為避免城市軌道交通運營后通過改造來“補短板”，就要求在前期規劃設計階段為運營設施能力與可靠度等方面留有足夠余量。如在車型選擇上，A型車6節編組應作為基本配置，成為各大中型城市的必然選擇；在系統運輸能力上，新線建設中應留有一定的運能余量，車輛基地宜按照單一交路、30對/h來控制用地規模，出庫能力要按照ATC或全自動駕駛模式設計；在客運服務能力方面，站臺寬度、車站垂直提升能力、換乘通道寬度、出入口寬度等方面均應留有余量，增強對城市發展的適應性，出入口扶梯包括無障礙電梯的設置也應盡量留有余量或預留加裝空間，以應對老齡化社會的到來。

提升運營可靠度是我國城市軌道交通發展面臨的一個重要課題，其關鍵是設備的可靠度標準。以信號系統為例，以往設計中通常采用主、備系統，備用系統的可靠度水平與主用系統相比存在較大差距，通過可靠度標準的提升，將“主備系統”的設計理念提升為“雙套系統”，確保故障條件下運營水平不降低，這也是對目前CBTC系統的一次根本性提升。其他設備系統，如車輛的各個系統也應有明確的可靠度標準，以滿足系統設計的前瞻性需求。

3.4 升級系統安全性標準

在網絡化運營時代，軌道交通作為公共交通的主體，運行的安全性將成為社會關注的焦點。以車輛為例，列車作為乘客的重要載體，安全性至關重要，我國城市軌道交通的客流特征決定了列車長時間高負荷運行的現狀，而大客流高負荷情況下列車長期運行的安全性值得運營企業認真思考，如車輛轉向架構架的強度標準、車輛的防火標準等。此外，隧道結構的安全性和耐久性、大客流風險管控措施等也都需要進一步研究提升。如何全面系統提升中國城市軌道交通安全性水平，需要整個軌道交通行業，包括政府部門、業主方、參建方、供應商、科研機構等共同研究推進，以適應未來發展需要。

3.5 充分考慮信息化、網絡化、智能化趨勢

發揮中國城市軌道交通的“后發優勢”，造就“百年工程”，需要關注最新的技術發展方向并將其應用于城市軌道交通領域，保證技術的先進性。如將大數據、云計算、互聯網、物聯網、人工智能等現代技術應用到運營生產管理和運營服務過程中，用設備代替人，用技術保障運營，打造智慧地鐵。具體措施可包括：在新線中全面推廣全自動駕駛系統，提升自動化水平，提高列車運行效率和可靠度；建立基于物聯網技術的車輛和關鍵設備在線監控系統；推進建筑信息模型即BIM技術在城市軌道交通設計、建設、運維領域的全面應用；完善地鐵大數據中心，構建數字地鐵，形成統一的數據分析平臺；推進移動生產管理與移動巡檢，加快“互聯網+”的應用，實現乘務管理、客運管理、行車管理、施工管理和巡檢養護等運營維護作業的移動生產管理，提升運營效率和服務質量[10]。

4 結語

中國城市軌道交通正處于快速發展的黃金時期，在大規模建設過程中作為軌道交通的管理者需要以前瞻的視角，站在“百年工程”的高度，以未來發展為導向，進一步提升規劃設計理念，發揮好中國城市軌道交通的“后發優勢”，推動軌道交通持續健康發展，為城市發展和有序運行不斷注入新的活力。

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