國內外城市軌道交通環線的類型與特點分析

文/吳海梁、張知青、陳春嬌，上海軌道交通行業資訊中心

城市軌道交通的線路大都有始有終，而環形線路卻成為其中的特例。環線在全球各地區的城市軌道交通線網中均有較為普遍的應用，如北京的雙環線、上海的共線環、莫斯科的中央環線、巴黎的組合環等。雖然都稱作環線，但各城市環線的規模大小、結構形態和客流特征卻不盡相同。本文主要分析國內外城市軌道交通環線的類型、功能與設置特點，以幫助大家加深對環線的理解。

一、環線類型與結構

環線是指在城市軌道交通線網中，由一條或多條線路共同組成的圓形或類圓形線路。根據環線的結構形態和組成形式不同，可以劃分成獨立環、勺型環、共線環、嵌套環和組合環。

圖1 環線的主要類型

（一）獨立環

獨立環，也稱完整環，具有線路完全閉合、無明確的首末站、列車可在無折返的情況下途徑全部車站等特點，是應用最為廣泛的環線類型，運輸組織較為簡單。典型線路包括北京2/10號線、馬德里6/12號線、莫斯科5號線等。

北京地鐵2號線于1987年成環運行，線路運營長度23.6公里，共18個車站。隨著城市人口的持續增加，線網運能難以滿足日益增長的客流需求，后來開始建設北京第二條環線，即地鐵10號線。

圖2 北京地鐵的環線示意圖

北京地鐵10號線于2008年開通，2013年成環運行，運營長度57公里，共45座車站，位于三環外四環路內，地鐵10號線貫穿海淀區、朝陽區、豐臺區三個行政區，具有連接中心城西北、東南方向的對角線功能，為北京地鐵線網中非常重要的一條線路，也是目前北京地鐵系統中客流量最大的線路。

（二）勺型環

勺型環的構成是在獨立環的基礎上，增設了進出環線的放射線路，通過放射線的直接接入，減少了端頭到環線的換乘客流量。典型線路包括曼谷藍色線、東京地鐵大江戶線、倫敦地鐵環線等。

倫敦地鐵環線（circle line 黃色線），全長27公里，共35座車站，其中13座換乘站，環線部分整體位于倫敦地鐵的第一費區內。該條線路最早建設于1905年，早期分為兩條獨立線路進行建設運營。1949年逐步合并成環線，并保持多條線路共線段的形式，后因共線運能限制問題，于2009年對環線運行方式進行解構，形成從漢默史密斯站出發的螺旋運行結構。

圖3 倫敦地鐵環線運行方式調整前后對比圖

（三）共線環

共線環主要特征是環線中部分區段與其它線路共用軌道。共線環的運營組織相對靈活，適用于共線段客流較小且運能較為充足的線路。典型線路包括上海地鐵4號線、首爾地鐵2號線、奧斯陸地鐵。

奧斯陸地鐵（T-banen）是挪威首都奧斯陸的地鐵系統。全網共有5條線路，運營長度86.5公里，日均進站量約33萬人次，與有軌電車和公交共同構成了奧斯陸的公交系統，其中地鐵的公共交通分擔率約33%。

奧斯陸地鐵5號線不僅與4號線在部分環線和支線部分共線運營，還和其余3條同樣經過市中心的線路在連續的6站5區間銜接，形成快捷便利的市郊聯絡通道，在滿足市中心內部客流需求基礎上，提供了市郊和市區間的快速運輸服務。

圖4 奧斯陸地鐵的環線示意圖

（四）嵌套環

嵌套環主要特征是多條環線交叉布局，各線路間通過相互穿插形成交點，同時與放射線路形成多點銜接。典型線路包括莫斯科地鐵11號線和14號線、東京山手線和大江戶線。

莫斯科地鐵網絡覆蓋了整個莫斯科市區和郊區，呈“環＋放射形”結構，目前運營的5號線、14號線（又稱中央環線，為通勤鐵路制式）以及在建的11號線均為環形線路。

圖5 莫斯科地鐵的環線示意圖

5號線為市中心核心區的小環線，全長僅19公里，全線12個車站均為換乘站。隨著線網規模和客流需求的不斷增長，利用廢棄的貨運鐵路進行改造的通勤鐵路線，形成莫斯科的第2條環線，即14號線；該線信號和票務能夠和地鐵系統完全集成，與11條徑向線路相交，極大的緩解了中心城區的客流壓力。在建的11號線未來開通后，將與14號線形成嵌套雙環的結構，極大地提高了乘客出行的靈活性和便捷性。

（五）組合環

組合環指由2條及以上線路（或其部分區段）串聯形成的環形線路，一般在線路規劃建設階段就提出了。組合環中各線路分別獨立組織運營，銜接處將產生較大的換乘客流。典型線路包括巴黎地鐵2號線和6號線、天津地鐵5號線和6號線。

巴黎地鐵線網中有一條由2號線（半環）與6號線（半環）組合形成的一個完整的組合環，全長26公里，共有53個車站，平均站間距不足500米，在中心城區實現了高密度覆蓋；同時組合環貫穿巴黎市區內眾多旅游景點，在服務市區客流的同時又發揮了城市旅游觀光功能。

圖6 巴黎地鐵的環線示意圖

二、環線規模的統計分析

通過對國內外34條城市軌道交通環線的統計數據可知：環線的平均長度約為32公里，最高值（58.6公里）與最低值（15公里以下）差距較大；平均站間距在0.6至1.7公里不等，平均站間距的均值約1.2公里。

不同環線的運營長度存在較大差異，一方面受城市以及軌道交通系統自身規模的影響，另一方面也與建設時序和功能定位密切相關。在城市發展處于單中心的早期階段建設的環線，其主要功能為支撐服務核心區客流需求，環線長度往往較短，如北京地鐵2號線、莫斯科地鐵5號線、倫敦地鐵環線、巴黎地鐵2/6號線等，均在20公里左右。后續開通環線或在網絡中建設時序較后的線路，一般設置于城市次級圈層，串聯城市各副中心區域，為中心城外圍乘客提供快速的出行路徑，這些線路的規模普遍較大，如圖7中40公里以上的環線超過10條，30公里以上的比例近50%。

圖7 國內外主要城市軌道交通環線的規模和類型

三、環線的主要功能

通過總結分析國內外不同城市軌道交通環線的結構及實際發展情況發現，環線主要有以下三大功能：

1.自身沿線客流輸送功能

環線的功能首先是串聯線路沿線的客流，實現客流在本線上的輸送。與其它線路相比，此類客流的平均乘距往往較短。

2.向心客流截流分流功能

在放射形的線網結構中，客流的主要流向是中心區。在放射形線網中添加環線后，環線與放射線相交處形成換乘點，原本經過市中心的過境客流可以繞過市中心利用環線完成出行，一定程度疏解了進入城市中心區的客流，緩解了中心區的換乘壓力。

3.引導和服務城市向多中心發展

城市軌道交通的線網結構形態直接影響著城市空間布局的形成與發展。環線能有力地促進城市中心區外圍一定范圍內多個強可達性區域的形成，促進城市形態結構向多中心模式發展；而放射+環形的線網布局形式可以滿足多中心模式下城市中心區與外圍組團以及外圍組團之間的聯系。

四、環線設置的經驗總結

從擁有較大規模城市軌道交通線網的城市來看，其環線設置主要呈現以下特點：

1.環線應用較為普遍、建設時間相對較早。目前城市軌道交通運營規模較大的全球城市中，除個別城市之外，大部分城市線網中均設置了環線，且首條環線大多出現在城市軌道交通線網建設的早期。

2.大規模網絡下單一環線容易造成客流擁堵。單一環線在線網成型的早期階段能夠有效發揮串聯徑向線路、緩解中心擁堵等作用。但隨著線網規模的不斷擴大和客流的持續提升，單一環線可能導致高峰時段環線外客流積壓，并造成大量乘客繞行；另外環線規模偏小也可能導致截流功能發揮不足，大量乘客仍然進入城市中心換乘，因此設置二環也逐漸被提上議程。

3.雙環甚至多環將成為未來發展趨勢。隨著城市發展和線網規模擴大，多個城市已設置雙環甚至多環，如倫敦、馬德里、悉尼等城市已有2條環線，東京、莫斯科已有3條環線。城市軌道交通線網中的雙環以及多環的設置，不僅是城市向外拓展、持續發展的需要，也是線網結構功能進一步完善的需要，可以起到加強徑向線路間的聯絡、均衡網絡客流分布和緩解城市中心客流壓力的效果。