面向網絡化運營的有軌電車線網規劃要點

余 歡 楊 帆

(上海市城市建設設計研究總院(集團)有限公司，200125，上海∥第一作者，工程師)

在新型城鎮化發展背景下，優先發展公共交通已經成為我國解決城市交通問題的共識，而“碳達峰、碳中和”發展戰略則進一步強化了要求公交優先發展的要求。然而，對于國內中小規模城市和地區，受制于人口和經濟等因素，城市公交網絡僅僅作為單一層次的常規公交，城市公交的吸引力不足、客流難以進一步提升，無法真正實現公交優先的目標。

公交優先的基礎是建設高品質骨干公交網絡。有軌電車自身優勢明顯[1]：相對于常規公交，有軌電車具有可靠、舒適等優點；相對于大運量城市軌道交通，有軌電車具有建設成本低、建設周期短及網絡化運營靈活等優點。綜合以上兩方面，有軌電車適合且能夠滿足建設中小規模城市品質骨干公交的要求。有軌電車近幾年在國內發展迅速，但與此同時，有軌電車普遍面臨客運量不足及高額運營補貼等問題，難以起到解決城市交通擁堵、提升公交服務水平的作用[2]。面臨該種困境的主要原因是，在規劃階段即未明確其功能定位及規劃方法技術[3]。也即在規劃層面并未實質性地把握有軌電車類公交網絡化的運營特性以及品質骨干公交的功能定位，而是將其視為降級的大運量城市軌道交通，利用“點、線、面”方法進行規劃[4]，線網布局注重集中式和中心化形態。

目前，國內現有的有軌電車研究主要集中在系統特征、車輛技術以及交通接駁等具體問題上，關于有軌電車網絡規劃層面的深化研究略有不足。本文基于建立高品質骨干公交系統的要求，面向網絡化運營的有軌電車系統，闡明有軌電車線路的網格狀及均衡性規劃布局模式，并對網絡形態、運營線路形式和站間距等因素進行分析，為有軌電車的發展模式及網絡規劃提供參考思路。

1 有軌電車的品質化和網絡化內涵

1.1 構建高品質骨干公交網絡

單一的常規公交系統即使達到一定的線網規模和覆蓋率，但由于運營速度低、準點率低、舒適性低等原因，公交吸引力難以進一步提升。低吸引力帶來低公交客流效益，從而引發“客流低—運營虧損大—補貼嚴重—負面影響大—系統缺乏競爭力—客流更低—系統不被接受”的惡性循環，無法真正實現公交優先的發展初衷。因此，必須構建高品質骨干公交網絡才能提升城市公交吸引力與客流效益。該類公交網絡需具備以下屬性：

1) 可靠性。在不確定性出行環境下，行程時間和行程時間可靠性是影響出行方式選擇的重要因素。

2) 高覆蓋率。高覆蓋率是公交系統網絡化運營的前提，也是吸引公交客流的基礎條件。公交高覆蓋率指標主要指的是線網密度和站點覆蓋率，相關規范標準也對此類指標進行了要求與界定[5]。

3) 舒適性。隨著城市經濟發展的進一步成熟，城市公交的可靠性及覆蓋率僅僅是公共交通的基本評價指標，乘車舒適性已經成為乘客選擇公交方式的重要考慮因素，具體包括車輛的平穩性、空間尺度及人性化設置等影響因素[6]。

1.2 有軌電車作為高品質骨干公交的適應性

1.2.1 高品質性

結合有軌電車的技術特征，該類系統本質上和常規公交一致，但在服務品質上有所提升，具體體現為以下幾點：

1) 公交化的行車環境及運營模式。有軌電車系統以半封閉路權為主，其在運營過程中必然與社會交通(包括道路交通和慢行交通等交通方式)相互影響，運行環境較為復雜。但同時，有軌電車的網絡線路運營靈活，可根據城市在不同發展階段的空間格局變化而及時進行調整，從而達到較為便捷地進行同站臺換乘的目的。

2) 可靠性更高。不同于常規公交系統，有軌電車路段通常擁有獨立路權，為保障運營安全性和速度提供基礎條件；與道路信號系統協調的交叉口智能化信息系統使得其具有優先通行權，從而提高準點性和可靠性。

3) 舒適性更高。有軌電車大多采用流線型車身、大窗、對開門、100%低地板等新穎設計，在方便旅客水平上下車的同時，還考慮到了嬰兒車和殘疾人車的自由乘降。在固定軌道上運行時，當采用較長的車輛增大運能，仍能保證較好的運營穩定性和乘坐舒適性。

1.2.2 高覆蓋率

對于中小規模城市與地區，考慮乘客的出行時間和出行距離，承擔骨干公交功能的有軌電車網絡的運營速度和運輸能力與大運量軌道交通的差距可以忽略不計[7]。相對于大運量軌道交通，有軌電車更易于實現高覆蓋率的原因主要有：

1) 運營方式更為靈活。相比于大運量軌道交通，有軌電車可以實現網絡化運營，根據城市發展的環境變化及時調整其運營方式，運營靈活性較高。

2) 建設成本相對更低。有軌電車的投資成本為地鐵的1/7～1/5，為輕軌的1/3，同時其建設周期較短，為1～2年，可極大地減少對城市融資壓力和現有交通系統的影響。

基于以上兩點，可以認為有軌電車系統因其靈活的運營方式和相對較低的建設成本，更易實現高覆蓋率的線網模式，進而為客流效益奠定基礎。

2 網絡化運營的有軌電車規劃要點

當前，國內很多有軌電車線路因客流不足而出現“大馬拉小車”的現象，導致公交投資壓力與日俱增、有軌電車運營補貼投入較多等問題?？紤]到有軌電車系統一般擁有獨立路權，客流不足會引起交通出行參與者的不滿情緒，不利于有軌電車系統進一步的發展完善。因此，在規劃階段就應該以客流作為規劃的核心問題，以客流效益作為評價規劃是否合理的首要原則，注重規劃技術要點。

2.1 網格狀與均衡性布局

考慮到城市發展是動態的，城市公交的需求OD(起訖點)在時刻變化，以服務為需求的有軌電車網絡體系，其規劃布局更應該考慮網格化與均衡性，可以根據不同的城市發展階段動態調整其運營方式，實現一定規?？土髯呃鹊墓环账阶畲蠡?/p>

吸引范圍幾何分析法是在保證合理吸引范圍覆蓋整個城市用地的前提下，利用幾何方法來確定線網規模的方法。將城市規劃區簡化為較為規則的圖形，然后以吸引服務范圍來確定線間距，最后按線間距布線再計算線網規模。吸引范圍幾何分析法能夠保證一定的服務水平，且由于城市規模比交通流量更容易控制，其受不確定因素的干擾較少。由于該方法假定合理吸引范圍覆蓋整個城市用地，所以會高估其吸引范圍，從而導致線網規模的計算結果偏大；另一方面，城市用地邊緣范圍內的客流吸引較低，導致單位吸引范圍內的平均客流降低，運營效率低下。此外，由吸引范圍幾何分析法確定的網絡通常呈棋盤格分布，棋盤格線路網具有布局均勻、縱橫線間換乘方便、在路網覆蓋范圍內連通性好等優點。但由于其網絡線路走向單一，對角線、平行線間換乘次數較多，相對于放射網絡而言，其廣義效率更低。

為了避免線網規模過大以及換乘不便等問題，文獻[8]提出一種有競爭力的公交網絡模式——內部棋盤格、外部放射網絡的復合網絡。該復合網絡在城市中心區域采用棋盤格網絡，保證中心城區的覆蓋率；在郊區采用放射網絡，保證整個網絡的廣義效率。

該復合網絡分別在時間和空間上定義覆蓋范圍，時間覆蓋量越小，說明發車時間越短，即乘客平均候車時間越短，候車時間/車內旅行時間的比例越小，乘客選擇公交系統的意愿越高?？臻g覆蓋量越小，說明線網密度越高，乘客到站點的平均接駁距離越小，接駁時間/車內旅行時間的比例越小，乘客選擇公交系統的意愿越高。

2.2 復合線路運營方式

有軌電車可以采用多條平行的復合線路組合模式，復合線路組合不僅可以提高“干線”的發車頻率，減少等待時間，提供更多的出行路徑選擇，還可以提高支線的出行效率，降低支線和支線之間的換乘次數。復合線路組合模式能夠提升整個線網的運營效率，提供豐富的出行選擇，增加線路與線路之間的同站換乘頻次，有效降低乘客的換乘阻抗。線路組合模式示意圖如圖1所示。

圖1 線路組合方式圖Fig.1 Combination of tram routes

以澳大利亞墨爾本有軌電車網絡布局為例。墨爾本擁有全世界最大的有軌電車系統，有軌線路在中心城區呈現網格狀布局形態，幾乎覆蓋了市中心商業區的所有主要道路；而在郊區則呈現放射網絡布局，共建成29條有軌電車，網絡規模里程高達250 km，年客運量超過2億人次，極大地服務了城市居民的公交出行。網格狀、均衡性的布局網絡為有軌電車的網絡復合線路靈活運營提供基礎條件。在客流服務頻繁的廊道上，平行復合的運營線路達到10多條，可以極大地減少一定出行距離范圍的乘客換乘時間，進而減少總出行時間，優化出行體驗。

2.3 有軌電車站點設置的主要技術指標

有軌電車站點的主要技術指標為站點設置與站間距，這兩個指標將直接影響客流效益。

2.3.1 站點服務范圍

以站點A為例，其服務范圍示意圖如圖2所示。站點A的服務范圍應考慮兩個層面：直接服務范圍及換乘服務范圍。將直接吸引站點A周圍客流的區域定義為直接服務范圍；將通過線路換乘1次，且滿足一定距離限制可達到站點A的所有站點集合定義為E，其直接服務范圍定義為站點A的換乘服務范圍，換乘服務范圍體現了站點A和其他站點的聯系強度。

圖2 有軌電車站點A的服務范圍示意圖Fig.2 Diagram of service coverage of tram station A

分別計算兩種服務范圍內的服務人口。當站點A的直接服務人口和換乘服務人口都較大時，說明站點A的吸引力和在線網內的聯系重要性都較高，可以設立該站點。

2.3.2 站間距影響范圍

站間距影響服務范圍內出行者行至站臺的時間以及運營速度?；谟熊夒娷嚨墓δ芏ㄎ?，綜合客流服務和運行速度的要求，有軌電車的站間距不應太大。站間距越小，同樣線路長度下站點的數量越多，能夠增加沿線的客流覆蓋率，有利于提高線路對客流的吸引能力、縮短乘客的接駁距離，并減少接駁時間。但同時，客流被分散到更多站點，不利于接駁公交的規劃。站間距過小，導致了車站數量的增加，同時車輛在同樣出行距離內的到站停車頻率將會增加，乘客的車內時間與出行成本也會相應增加，出行成本的提高將會降低乘客選擇有軌電車的意愿。

從保障運營速度的角度而言，有軌電車一般與其他社會交通系統在交叉口相互影響，因此相鄰站點之間的交叉口數量需要合理設置，盡量減少在交叉口處的速度損失，保證在交叉口可以綠燈通行，以提高行程速度和可靠性，并減少對其他交通系統的影響。

CJJ 15—1987《城市公共交通站、場、廠設計規范》中的相關規定指出，城市公共電、汽車中間站的間距相對較小，平均站間距通常為500～600 m。有軌電車由于路權優先、速度較快，其平均站間距可以適當提高。有軌電車站點的平均站間距通常為500～1 000 m，中心城區和郊區可根據實際情況進行適當調整，在保證客流吸引及方便接駁的同時，保證行車速度、降低減速和停車次數。

3 結語

本文提出有品質、高覆蓋率的骨干公交是實現公交優先的基礎，分析骨干公交的內涵，探討有軌電車系統成為城市品質骨干公交的適宜性。深入剖析有軌電車系統規劃的關鍵技術要點，提出合適的網絡布局形態特征、復合線路形式以及站點設置原則。

結合本文的規劃技術分析，在規劃完善后需要進一步完善接駁交通系統規劃設計，盡可能延伸及優化有軌電車系統服務，從而提升規劃效益，共同助力實現公交優先發展。