加快建設上海軌道交通多層次線網的思考

畢湘利

(上海申通地鐵集團有限公司， 201103， 上海∥正高級工程師)

2021年，上海軌道交通線網運營里程突破800 km，邁入了高質量發展的新階段，形成了以人民廣場、世紀大道、徐家匯、龍陽路等大型換乘樞紐為核心、多向輻射、功能較完備的城市軌道交通線網。線網規模持續擴大為助力上海優化出行方式結構、完善城市空間布局和加快建設具有世界影響力的國際大都市提供交通保障。目前，全市軌道交通工作日日均客流量超1 000萬乘次，軌道交通占城市公共交通出行比例達到70%以上，線網功能日益凸顯，客流規模效益增長顯著。然而，從線網運營效率和效益來看，由于市區軌道交通線路不斷向城市外圍延伸、市域線路加站過多、運營組織模式單一、線網制式單一、城市外圍線網密度較低等問題，導致上海軌道交通在區域交通對接、可達性以及便捷性指標上與國際都市圈城市的水平仍有差距。如何通過規劃建設多層次功能的軌道交通線網，進一步提升線網整體效益和乘客出行效率，支撐上海交通和城市的可持續發展，是亟需思考和研究的問題。

1 上海軌道交通發展歷程

1.1 線網規劃歷程

1) 2000年，上海軌道交通系統810 km線網規劃完成編制，該規劃適應當時上海“中心城-新城-中心鎮-集鎮”城市空間總體布局規劃，以錨固重要樞紐節點為目標，規劃了4條市域快線(R線)、8條市區地鐵線(M線)和5條區域輕軌線(L線)3個功能層級的軌道交通線網。

2) 2008年，上海軌道交通在2000年線網規劃的基礎上進行了重點區域的線網加密和R線分段調整優化，形成21條線路共1 051 km的軌道交通線網。規劃中的M線、L線根據城市發展向兩端郊區延伸。與2000年規劃的軌道交通3個層級的功能基本趨同。

3) 2017年，上海軌道交通提出“一張網，多模式”的發展思路，編制形成了城際線1 000 km、市區線1 000 km和局域線1 000 km的“三個1 000 km”線網規劃(包含城際鐵路/市域鐵路/市域快軌、地鐵/輕軌、有軌電車/膠輪系統等)，適應上海“中心輻射、兩翼齊飛、新城發力、南北轉型”的城市發展空間新格局。

1.2 線網建設運營歷程

上海軌道交通線網建設經歷了三輪建設規劃報審，從最初的十字骨架到800 km線網形成(見圖1)，過程大體歷經了以下3個階段：

1) 初期建設。2005年，“十字加環”線網雛形初顯，共5條線路，線路總長123 km，日均客流量為161萬乘次，軌道交通占城市公共交通出行比例為13.4%。同年，國家發展改革委批復上海軌道交通第一輪近期建設規劃(2005—2012年)，批復同意新建8條線路和2條延伸線，線路總長389 km。

2) 快速成網。2010年上海世博會前，上海軌道交通形成了11條線路、總長425 km的線網規模，5年間新增線路里程300 km，正式步入網絡化發展階段。上海世博會期間，線網日均客流量達580萬乘次，承擔了上海世博會總客流量的40%。同年，上海軌道交通第二輪建設規劃(2010—2015年)獲批，批復同意新建7個項目，線路總長220 km。

3) 持續發展。2015年，上海軌道交通規劃的基本線網全面建成，形成15條線路、總長617 km的線網規模，日均客流量為839.5萬乘次，軌道交通占城市公共交通出行比例為46%。2018年，上海軌道交通第三輪建設規劃獲得批復，批復同意新建6條地鐵線和3條市域線，新增線路里程286.1 km。到2021年底，運營線路20條，運營里程831 km，上海軌道交通首次跨入800 km的發展新階段。

a) 2005年線網

b) 2010年線網

c) 2015年線網

d) 2021年線網圖1 上海軌道交通網絡化發展歷程Fig.1 Shanghai rail transit network development

2 上海軌道交通線網效率和效益分析

上海軌道交通近十年的運營里程和客流量均實現成倍增長，2021年底工作日日均客流量超1 150萬乘次，軌道交通占城市公共交通出行比例逐年提高，骨干作用日益凸顯。列車運行可靠度、最小發車間隔、日均客流量和列車正點率等運營指標持續提高。上海軌道交通為優化城市人口布局和區域協同發展發揮了重要作用。但從長三角發展一體化戰略、特別是上海五大新城發展規劃視角來看，目前的軌道交通線網在覆蓋面、線網層次和線網結構上還有進一步優化提升空間。

2.1 市域范圍內線網可達性有待提升

上海既有軌道交通運營線路中地鐵制式占比達90%，無論是高強度、短乘距的中心城區客流，還是低強度、長距離出行的郊區新城客流，基本都是依靠地鐵線網出行。相比如巴黎軌道交通的不同功能層次的軌道交通系統(見表1)，不同乘客服務需求的無差別運輸制約了上海軌道交通線網效能的發揮。上海30～70 km圈層的軌道交通線路及站點數量不足，對市域范圍內的土地高效利用支撐不足。2021年，上海軌道交通車站800 m半徑范圍可達的面積占比在70 km圈層范圍內平均只有10.38%(見表2)，而東京的為30.80%；上海軌道交通車站3 000 m半徑可達范圍占比為38.09%，而東京的高達76.21%。

表1 巴黎多層次軌道交通線網規模

表2 上海與東京兩市軌道交通網絡可達性對比分析

2.2 線網功能層次單一

1) 旅行時間較長。上海五大新城至中心城核心區(以人民廣場為代表)的軌道交通平均旅行時間在65 min以上，其中南匯新城的旅行時間為90 min，無法滿足《上海市新城規劃建設導則》提出的45 min到達近滬城市、中心城和相鄰新城的快速直達出行目標。而東京、巴黎、倫敦等城市的新城至市中心的軌道交通旅行時間普遍在30～45 min，旅行速度達40～90 km/h。同時，上海軌道交通的主要樞紐松江南站、安亭北站、寶山站、浦東樞紐、虹橋樞紐至人民廣場的平均旅行時間也需要60 min以上,市域范圍軌道交通出行時效性較差，如圖2所示。

圖2 上海軌道交通出行等時圈(以人民廣場站為出發點)

2) 線網客流效益欠佳。為滿足中心城區外一些大型居住社區居民出行需求，上海很多地鐵線路均向外環外進行了延伸，從短期看解決了近郊發展的交通需求，但地鐵線路 “拉面條”式延伸造成上海較大的線網規模未能吸引足夠的客流，線網客流效益欠佳。根據2019年客流數據，盡管1號線、2號線和9號線等線路工作日日均總客流量超百萬乘次，1號線、2號線和8號線市區段客運強度超過3.00萬乘次/(km·d)(見圖3)，但上海軌道交通線網平均客運強度只有1.57萬乘次/(km·d),低于同期客運強度行業排名前三的西安地鐵、廣州地鐵和深圳地鐵(分別為2.07萬乘次/(km·d)、1.89萬乘次/(km·d)和1.82萬乘次/(km·d))。從線路來看，上海中心城范圍線路客運強度達到2.13萬乘次/(km·d)，但以5號線、16號線和17號線為代表的外圍線路客運強度僅為0.45萬乘次/(km·d)。而日本東京市中心線路的客運強度可達4.00～5.00萬乘次/(km·d)，連接郊區和市區線路的客運強度達2.00～3.00萬乘次/(km·d)，客流效益遠好于上海。

圖3 上海軌道交通線路市區與市郊區段客運強度(2019年)

2.3 線網結構有待完善

1) 環線在線網中“環”的功能不強。4號線沒有實現真正的環線功能，未充分包絡擁擠區段，對射線客流的均衡作用有限。既有射線擁堵段基本集中在環線外2～5站范圍內，射線的大斷面客流未能通過環線有效疏解(見圖4)，導致中心城核心區樞紐車站客流壓力過大。全日客流量排名前30的車站承擔了全網46%的客流量，其中83%的車站位于4號線環線以內，93%的車站位于道路中環線以內。全線網換乘客流平均占比為43.8%，途經客流平均占比為11.1%，而4號線作為環線其換乘客流占比為51.3%，途經客流占比為19.4%，與8號線、10號線、11號線和12號線的基本處于同一水平，換乘客流量的量級和占比均未充分實現環線功能。

圖4 上海軌道交通高峰斷面客流擁擠度示意圖(2021年工作日最大斷面數據)

2) 線網便捷性有提升空間。目前上海軌道交通線網換乘系數為1.78，由于缺少新城、外圍組團與核心區的直接聯系通道，且環線服務范圍較小，郊區乘客進入中心城區平均需要1～2次換乘才能到達目的地。另外，外圍區域缺少射線之間的聯絡線，尤其北部和南部區域缺少橫向聯系的切線，導致線網連通性降低，射線之間出行至少需2次換乘，部分客流繞行距離增加，線網內出行效率低，便捷性有待提高。以虹橋樞紐至閔行南部為例，需要換乘3次。

3 國外都市圈軌道交通發展案例分析

3.1 線網層次結構與布局

1) 軌道交通線網層次豐富，功能互補。國際典型都市圈的軌道交通線網一般是多種軌道交通制式并存，包括市區地鐵、市郊鐵路以及新型軌道交通等。如：東京都市圈軌道交通線網由地鐵、私鐵、JR鐵路和單軌等構成，巴黎都市圈軌道交通線網由地鐵、RER、市域鐵路和有軌電車組成，倫敦軌道交通線網(見圖5)由地鐵、道克蘭輕軌、地上鐵、市郊鐵路和輕軌電車構成，莫斯科軌道交通線網由地鐵、通勤鐵路(包括由地鐵公司運營的鐵路大環線14號線和中央直徑線)、單軌系統和市郊鐵路系統構成。不同制式的軌道交通系統提供了與之服務目標相匹配的旅行速度與運輸能力，高效協同的都市圈軌道交通線網滿足了市域范圍內不同乘客的出行需求。

圖5 倫敦都市圈多層次軌道交通線網示意圖

2) 市域范圍內市郊鐵路占比大，促進了郊區與中心城的緊密聯系。地鐵線網主要分布在市區，以服務中心城區交通出行為主要功能，市郊鐵路或穿越中心城的軌道交通線路(普遍具有快線功能)則主要承擔城市外圍區域與中心城的快速聯系作用。多種軌道交通系統之間通過跨線直通、環線入網、重要節點入網、大型樞紐換乘等方式形成高效的銜接。在30～70 km圈層，市郊鐵路覆蓋面積遠大于地鐵系統，東京、紐約、巴黎、莫斯科、倫敦在市域范圍內的市郊鐵路里程是地鐵系統的2.1倍～8.5倍。

3.2 線網規模與覆蓋率

與上海規模相當的國外大都市圈的軌道交通線網都已發展成熟，規模較大，且覆蓋范圍廣，市域范圍內軌道交通線網里程均在1 500 km以上，其中倫敦、東京的在2 400 km以上(見表3)。在核心區(0～5 km圈層)都達到較高的軌道交通服務水平，紐約、倫敦線網密度可達3.0 km/km2；5～10 km圈層線網密度可達0.9～1.6 km/km2。隨著圈層向外擴展，線網密度隨人口密度降低有所降低，15～30 km圈層的線網密度為0.2～0.5 km/km2，30～70 km圈層的線網密度為0.08～0.20 km/km2。

表3 典型城市軌道交通線網指標

3.3 線網運營組織模式

聯系中心城區與外圍郊區的線路一般擁有豐富靈活的運營組織模式以滿足不同出行需求的乘客，如跨線直通運營、快慢車組合運營、靈活編組、快慢線組合運營等。快線提供的較高旅行速度，可實現20～40 km圈層內新城與中心城區30 min直達。如：東京都市圈核心區以外區域軌道交通線路多采用快慢車組合運營組織模式，且核心區與外圍區的客運通道能實現不同軌道交通系統(地鐵與私鐵，地鐵與JR鐵路，地鐵、私鐵與JR鐵路)間的跨線運營組織，提高了線網出行的直達性及便捷性；巴黎都市圈RER與地鐵系統構成市區的快慢線軌道交通組合系統，兩個系統間高效、便捷的協同運輸極大提升了市郊至市中心的乘客出行效率。

4 加快建設上海多層次軌道交通線網

為滿足長三角區域一體化發展規劃戰略的交通規劃需求，更好地服務上海五大新城發展規劃目標，上海僅依靠市區地鐵線不斷延伸或既有規劃中的未建市域線，難以滿足近滬地區一體化通勤要求。目前，上海規劃的市域線都沒有進入主城核心區，無論是在建的機場快線、嘉閔線、兩港快線和上海示范區線，以及規劃的東西聯絡線、嘉青松金線、曹奉線、吳江支線和寶嘉線等市域線路都布局在城市核心區外圍，沒有實現新城和中心城的連接，未來運營后客流效益堪憂。另外，規劃中的利用國鐵通道滬寧線、滬杭線、南何支線、滬通線、滬乍線和滬崇線開行市域列車的可行性也比較低。上海五大新城至中心城之間除既有的“放射線”外，無新規劃市域快線，松江新城、奉賢新城和南匯新城均無法實現45 min到中心城的交通規劃目標。參考與上海類似規模都市圈軌道交通發展的成熟經驗，亟需加強上海五大新城與中心城區的快速聯系，并盡可能將快線引入主城核心區，以增強各新城與中心城區的通達性，提升新城在長三角一體化發展中的交通樞紐地位和上海多層次軌道交通線網的整體效率和效益。

4.1 加快軌道交通快線研究

1) 規劃建設五大新城直達快線。根據上海五大新城發展規劃及區域功能，分別構建以安亭快線、嘉定快線、松江快線、心港快線、寶山快線和奉賢快線等為架構的全市快線網絡，新城快線與中心城環線或核心樞紐入網銜接，形成多條放射型快線入網的線網規劃布局(見圖6)。嘉定快線連接嘉定老城、新城中心與市區；安亭快線連接安亭樞紐與市區；松江快線直接聯接松江新城、松江科技城等重要功能區與中心城，在松江新城范圍內分別連接新城中心和松江南站。這三條快線東端與中心城網絡銜接入網。心港線直接聯系臨港新片區核心區(南匯新城)、張江科學城等重要區域，在浦東新區范圍內形成南北向快速客流廊道，服務浦東南北科創軸。奉賢快線向北延伸過江，與既有網絡換乘銜接。

圖6 上海軌道交通快線網概念示意圖

2) 規劃建設穿心直通快線。在五大新城快線基礎上，規劃建設東西(自虹橋商務區至浦東國際航空港)穿心快線、南北(自寶山至奉賢)穿心快線，分別可與安亭快線和心港快線、嘉定快線互聯互通。兩條穿心快線沿東西向、南北向貫穿中心城，不僅能提高中心城區內軌道交通線網覆蓋率，也可以加強中心城內部之間、中心城與青浦、浦東、寶山、奉賢等外圍區域與鐵路航空樞紐的快速直達聯系，通過與五大新城快線的互聯互通還將形成更加靈活的運營組織模式，有效提升五大新城至市中心的軌道交通出行時間效率和網絡通達性。如果考慮東西穿心快線和南北穿心快線穿越中心城段工程實施難度較大，穿心直通快線可分期實施，并對中心城內規劃通道進行嚴格預控。

3) 規劃建設新環線或實現同等功能的外圍切線。由于既有4號線環線功能不強，為提升快線網整體效益、運營效率和沿線服務水平，可利用規劃26號線線位及線網中預留通道形成獨立新環線(見圖7)，新環線可與其他城際鐵路和市域軌道交通便捷換乘，實現“入環即入網”。新環線線位總體應布局在快速道路的外環與中環之間，在浦東段可連接張江副中心和金橋副中心核心區，支撐“金色中環發展帶”發展戰略。新環線西側段既可沿外環路內敷設，也可考慮擴展到虹橋樞紐，這樣新環線就可以串聯起虹橋樞紐、桃浦智創城、大寧商圈、楊浦濱江、金橋、張江、前灘東體和上海南站等重要功能區，充分發揮新環線在放射線銜接、客流疏解、客流均衡、線網韌性和線網效率提升上的作用。如果新環線線路成環有難度，也可以考慮在新環線線位附近規劃建設能實現與新環線同等功能的切向線。

圖7 上海軌道交通新環線概念示意圖Fig.7 Diagram of Shanghai rail transit new circle line concept

4.2 加強新城內部交通銜接

強化多系統制式間的協調互補與順暢銜接是更好發揮多層次軌道交通線網一體化融合效率的重要方式。在五大新城內部，要規劃建設與軌道快線系統接駁的中運量軌道交通，中運量軌道交通的系統制式要盡可能采用獨立路權并多為高架敷設的系統。作為大容量快速軌道線路的社區延伸和補充服務，中運量軌道交通系統能方便快捷地實現五大新城范圍內與新城軌道交通快線樞紐或重要節點的聯系。

5 結語

在當前長三角一體化發展的背景下，上海應著力構建圍繞以“30、45、60”為交通出行目標(即：30 min實現內部通勤及聯系周邊中心鎮，45 min到達近滬城市、中心城和相鄰新城，60 min銜接國際級樞紐)，支撐主城、五大新城能級提升和對外輻射增強的多層次城市軌道交通線網。城市軌道交通快線對提升多層次軌道交通線網整體效益和效率將起到重要支撐作用，對市域層次的快線網的規劃建設應站在上海城市和交通的可持續發展的高度，根據各線的功能定位統籌考慮。建議在新一輪建設規劃項目中結合五大新城及長三角示范區等重點地區的建設，優先選擇規劃建設軌道交通快線線網。同時，在五大新城發展中運量軌道交通系統形成對軌道交通快速線網的補充，快速推進上海軌道交通多功能層次線網優化完善，以更好支持上海城市空間布局可持續發展，為乘客提供更高質量的出行服務。