城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論方法研究進(jìn)展

摘　要: 在詳細(xì)分析、總結(jié)國(guó)內(nèi)外城市軌道交通規(guī)劃領(lǐng)域的研究成果和存在問題的基礎(chǔ)上, 總結(jié)歸了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃指導(dǎo)思想、規(guī)劃原則、規(guī)劃的要點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、軌道項(xiàng)目的建設(shè)排序、客流預(yù)測(cè)理論和方法, 指出我國(guó)城市軌道交通規(guī)劃工作已經(jīng)取得較大的進(jìn)步和發(fā)展, 對(duì)規(guī)劃的特征和規(guī)律有深層認(rèn)識(shí), 加強(qiáng)了定性定量的分析論證, 使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性日趨提高, 但也存在許多有待進(jìn)一步發(fā)展和完善之處。對(duì)我國(guó)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論方法的發(fā)展提出了新建議。
關(guān)鍵詞: 城市軌道交通; 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃; 理論方法; 綜述
交通是城市交通的骨干, 是城市有史以來最大的公益性基礎(chǔ)設(shè)施, 它的發(fā)展直接影響城市的整體布局和功能定位, 對(duì)城市的未來將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是交通規(guī)劃的重中之重, 應(yīng)結(jié)合城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及交通需求的發(fā)展, 結(jié)合城市建設(shè)總體規(guī)劃和城市客運(yùn)交通規(guī)劃, 提出城市軌道交通路網(wǎng)的規(guī)劃方案。
1 　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
　　1882 年, 索里亞在馬德里的城市改建方案中, 就對(duì)軌道交通在城市規(guī)劃中的系統(tǒng)布置提出了較為科學(xué)的看法。他的“線狀城市” 方案認(rèn)為城市的形狀應(yīng)采用線狀, 同時(shí)軌道交通應(yīng)以地下、地面和高架相結(jié)合的方式進(jìn)行規(guī)劃、建設(shè)。在他設(shè)計(jì)的城市中, 以一條寬度不小于40 m 的干道作為“ 脊梁骨”, 電氣化鐵路就鋪設(shè)在這條干道的軸線上, 一條長(zhǎng)50 km 的有軌電車環(huán)行線, 離市中心的半徑約7 km , 形成線狀城市的骨干。在索里亞的設(shè)計(jì)方案中最為大膽的設(shè)想是使電車軌距與火車軌距相同, 從而將新線與一個(gè)主要的鐵路車站相連, 以便能利用有軌電車線為工廠企業(yè)進(jìn)行貨物運(yùn)輸?？梢钥闯? 盡管索里亞在1882 年提出的方案是用于馬德里城市交通改建的, 但這些思想至今基本上被沿續(xù)了下來。特別是關(guān)于城市有軌交通建設(shè)可采用地下、地面、高架三種方式結(jié)合的方法, 正是目前世界各大城市所普遍采用的[ 1～16 ] 。
從20 世紀(jì)60 年代末以來, 我國(guó)約有20 多個(gè)城市進(jìn)行了軌道交通項(xiàng)目(預(yù)) 可行性研究, 上海、北京、廣州、天津等城市更是進(jìn)行了軌道交通建設(shè)實(shí)踐, 取得了一定的成果和經(jīng)驗(yàn)。文獻(xiàn)[ 23 ] 為使我國(guó)城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃從定性走向定量, 同時(shí)作理論上的準(zhǔn)備工作, 應(yīng)用系統(tǒng)分析和網(wǎng)絡(luò)圖論的方法對(duì)軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)如路網(wǎng)合理規(guī)模、路網(wǎng)形態(tài)、初級(jí)路網(wǎng)規(guī)劃方法及軟件數(shù)據(jù)流圖逐一作了探討。概括了路網(wǎng)規(guī)劃的主題思想, 對(duì)軌道交通規(guī)劃前期工作有指導(dǎo)意義; 軌道網(wǎng)基本圖式是軌道網(wǎng)規(guī)劃中要分析的首要問題之一, 文獻(xiàn)[ 24 ] 采用圖和網(wǎng)絡(luò)流的理論結(jié)合軌道交通的特點(diǎn), 從各種不同的角度對(duì)軌道網(wǎng)基本圖式進(jìn)行研究。探討了軌道網(wǎng)基本圖式的構(gòu)造方法, 小型路網(wǎng)的基本圖型和形態(tài)優(yōu)化方法。對(duì)我國(guó)目前的城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃前期工作具有指導(dǎo)意義。文獻(xiàn)[ 25 ] 提出了改進(jìn)城市快速軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃的探索性思路: ① 軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃是定性分析與定量分析的; ② 軌道交通路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性與道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性有所差異, 有必要加強(qiáng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)自身的特性; 文獻(xiàn)[ 26 ] 在規(guī)劃城市快速軌道交通路網(wǎng)時(shí), 應(yīng)考慮對(duì)城市地下空間利用的因素。日本對(duì)于這一問題已經(jīng)開展了較長(zhǎng)時(shí)間的研究, 取得了很多成果, 并有一些成功的范例。隨著中國(guó)城市人口的繼續(xù)膨脹, 城市地下空間的綜合利用遲早會(huì)成為一個(gè)重要問題。文獻(xiàn)[ 27 ] 在研究國(guó)內(nèi)外大城市軌道交通經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 提出了“樞紐錨定全網(wǎng)” 的軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論。文獻(xiàn)[ 28 ] 介紹了基于隨機(jī)效用理論的非集聚模型的基本公式和基于非集聚模型基本公式MNL 客流預(yù)測(cè)模型及其參數(shù)標(biāo)定方法, 探討了出行的各階段的選擇肢集合和特性變量的選擇, 最后提出了非集聚模型需要進(jìn)一步深入研究的幾個(gè)問題; 文獻(xiàn)[ 29 ] 首先研究軌道線網(wǎng)規(guī)模與線網(wǎng)宏觀結(jié)構(gòu), 采用回歸分析法以及分類分析法建立軌道線網(wǎng)規(guī)模與城市規(guī)模及城市結(jié)構(gòu)函數(shù)關(guān)系, 在分析國(guó)外大城市軌道線網(wǎng)結(jié)構(gòu)及城市空間結(jié)構(gòu)結(jié)合成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 結(jié)合國(guó)內(nèi)七個(gè)大城市軌道線網(wǎng)規(guī)劃實(shí)際, 建立軌道線網(wǎng)宏觀結(jié)構(gòu)。在分析國(guó)內(nèi)外軌道線網(wǎng)客流預(yù)測(cè)常用方法的缺陷基礎(chǔ)上, 提出了一種基于四階段法改進(jìn)的客流預(yù)測(cè)分析框架體系, 并就分層策略性交通方式劃分法和聯(lián)合方式劃分的交通分配模型進(jìn)行了深入研究。針對(duì)組團(tuán)式結(jié)構(gòu)軌道線網(wǎng)布局, 建立了“宏觀定性控制、微觀定量分析、綜合評(píng)價(jià)決策” 軌道線網(wǎng)規(guī)劃布局思路, 提出點(diǎn)2線2面相結(jié)合的軌道線網(wǎng)初始方案產(chǎn)生方法, 并以鞍山市的實(shí)例證明該方法是切實(shí)可行, 最后對(duì)軌道線網(wǎng)評(píng)價(jià)決策的指標(biāo)體系作了初步探討; 目前, 國(guó)內(nèi)在快速軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃方面的研究還處于起步階段, 進(jìn)展很快, 但也存在許多有待進(jìn)一步發(fā)展和完善之處。普遍存在的情況是理論依據(jù)不足、城市交通模型不完善、客流調(diào)查數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)與實(shí)際偏差較大、以及路網(wǎng)規(guī)模過于龐大。例如, 僅北京、上海、成都、濟(jì)南、天津、廣州六城市規(guī)劃的快速軌道路網(wǎng)總規(guī)模就是亞洲現(xiàn)有地鐵總規(guī)模的2 倍～3 倍。這樣大的投資對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)發(fā)展中的大國(guó)來說, 是難以承受的。即使到21 世紀(jì)中葉, 即一般認(rèn)為的城市快速軌道交通規(guī)劃的遠(yuǎn)期, 中國(guó)人均收入也剛剛達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平, 資金將仍然是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此, 加強(qiáng)軌道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論方法的研究與實(shí)踐, 是支持城市快速軌道交通發(fā)展的必要條件。目前比較成型的城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃方法是“點(diǎn)、線、面要素層次分析法”。該方法強(qiáng)調(diào)定性分析與定量分析相結(jié)合, 將路網(wǎng)規(guī)劃分為“點(diǎn)”“線”“面” 三個(gè)層次進(jìn)行分析, 得到路網(wǎng)規(guī)劃預(yù)選方案, 然后進(jìn)行路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征分析和客流測(cè)試, 通過對(duì)預(yù)選方案的補(bǔ)充、調(diào)整, 運(yùn)用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià), 最終得到推薦方案。該方法在實(shí)際應(yīng)用中收到了比較好的效果。

2 　指導(dǎo)思想和原則
　　城市交通規(guī)劃一定要具有科學(xué)性和權(quán)威性。交通規(guī)劃與城市規(guī)劃同步編制, 相互反饋; 重視交通規(guī)劃相關(guān)技術(shù)規(guī)范、條例、導(dǎo)則的編制; 加快適合我國(guó)城市特點(diǎn)的交通規(guī)劃技術(shù)發(fā)展, 在規(guī)劃中充分考慮我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快、人口多、土地資源緊張的特征。重視交通發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展政策的研究; 有效地利用價(jià)格手段調(diào)控交通需求; 考慮低成本解決交通問題的方法和研究如何提高現(xiàn)有設(shè)施的使用效率等。
城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要內(nèi)容包括城市總體規(guī)劃深化、軌道交通建設(shè)必要性分析、客流分析預(yù)測(cè)、軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃、軌道交通系統(tǒng)選型、車場(chǎng)與聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、建設(shè)時(shí)機(jī)分析和用地控制規(guī)劃等。軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃中的專項(xiàng)規(guī)劃, 是宏觀的控制性規(guī)劃和指導(dǎo)性的實(shí)施規(guī)劃, 也是近遠(yuǎn)兼顧的長(zhǎng)遠(yuǎn)性規(guī)劃。因此, 按規(guī)劃年限可分為近期規(guī)劃和遠(yuǎn)景規(guī)劃。近期規(guī)劃與當(dāng)前城市總體規(guī)劃年限一致; 遠(yuǎn)景規(guī)劃無具體年限, 按城市遠(yuǎn)景規(guī)劃用地性質(zhì)、范圍及人口的發(fā)展規(guī)劃為基礎(chǔ)條件, 使網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃既能適應(yīng)和支持城市總體規(guī)劃, 同時(shí)又有適當(dāng)超前性和滾動(dòng)性, 引導(dǎo)和推動(dòng)總體規(guī)劃的實(shí)施, 使兩者相輔相成。軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的指導(dǎo)思想是: “依據(jù)總體規(guī)劃、支持總體規(guī)劃、超前總體規(guī)劃、回歸總體規(guī)劃”。在規(guī)劃時(shí), 必須遵循以下原則[17～40 ] :
(1) 用最少的軌道交通總里程吸引最大的出行量。
(2) 使最先修建的線路是最急需的線路。
(3) 有利于城市今后的可持續(xù)發(fā)展。
(4) 充分考慮軌道交通與土地利用的相互影響, 處理好滿足需求與引導(dǎo)發(fā)展的關(guān)系。
(5) 線路走向應(yīng)與城市主客流方向一致, 應(yīng)連接城市主要客流發(fā)生吸引源。
(6) 軌道交通作為城市交通的骨干, 應(yīng)與現(xiàn)有交通工具相配合, 協(xié)調(diào)發(fā)展, 以最大限度地提高其使用效率。
(7) 組建大型換乘中心, 使之成為城市發(fā)展的副中心或新區(qū)開發(fā)的先導(dǎo)和依托點(diǎn)。
(8) 與城市建設(shè)計(jì)劃和舊城改造計(jì)劃相結(jié)合, 以保證軌道交通建設(shè)計(jì)劃實(shí)施的可能性和連續(xù)性, 工程技術(shù)上的經(jīng)濟(jì)性和合理性。
(9) 與城市的地質(zhì)、地貌和地形相聯(lián)系, 以降低軌道交通工程造價(jià)。有條件的地方應(yīng)盡量采用高架或地面形式。從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)看, 有兩種選擇可供參考[1～16 ] :
① 對(duì)于人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)空間布局相對(duì)合理、功能分區(qū)比較適中的大城市, 主要需要發(fā)揮軌道交通設(shè)施的快速通道作用, 應(yīng)優(yōu)先在目前的中心區(qū)內(nèi)部或環(huán)繞中心區(qū)修建, 以利于提高中心區(qū)的通行速度, 完善中心區(qū)的服務(wù)功能。
② 在人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)空間布局不合理、功能分區(qū)缺乏的城市, 主要需要發(fā)揮軌道交通設(shè)施在調(diào)整空間結(jié)構(gòu)和完善功能分區(qū)方面的作用, 應(yīng)優(yōu)先在城市中心區(qū)與快速發(fā)展的新區(qū)之間、在中心區(qū)與希望發(fā)展的邊緣區(qū)之間修建, 以盡快調(diào)整城市的空間和功能布局。

3 　規(guī)劃要點(diǎn)
　　城市軌道交通具有運(yùn)量大、速度高、安全可靠、和其它交通干擾少等特點(diǎn), 因而在城市中主要擔(dān)負(fù)中遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸任務(wù), 特別是在市區(qū)日益擴(kuò)大和衛(wèi)星城鎮(zhèn)不斷開發(fā)的現(xiàn)代化大城市顯得十分必要, 城市軌道交通大多修建在客流量較大的主要干道, 而不斷遍及次要街道, 且一旦建成即很難改移, 因此必須以運(yùn)量較小, 適宜短距離運(yùn)輸?shù)墓财嚨冉煌ǚ绞阶鳛檩o助, 加上公共汽車機(jī)動(dòng)靈活, 可以隨著軌道交通的發(fā)展隨時(shí)調(diào)整線路和服務(wù)范圍, 建立一個(gè)由地鐵或輕軌路網(wǎng)為骨干的城市綜合交通體系。
市綜合交通規(guī)劃基礎(chǔ)上, 根據(jù)城市性質(zhì)、人口規(guī)模、交通量預(yù)測(cè)值等特征, 抓住城市大型客流集散點(diǎn)及主客流方向, 進(jìn)行定線、聯(lián)網(wǎng), 使路網(wǎng)的確定與城市總體規(guī)劃和城市交通規(guī)劃相一致, 最后通過一定的法律程序及上級(jí)的批準(zhǔn), 使之成為城市軌道交通建設(shè)的主要技術(shù)依據(jù)。
(1) 依據(jù)城市形態(tài)地理態(tài)勢(shì)與總體規(guī)劃配合協(xié)同發(fā)展
軌道交通規(guī)劃時(shí)必須貫徹城市總體規(guī)劃的基本戰(zhàn)略及用地發(fā)展方向, 透徹了解城市的形態(tài)演化過程和趨勢(shì)以及地理地形因素的作用。另一方面, 交通形式與土地開發(fā)模式是緊密聯(lián)系的, 密集的城市結(jié)構(gòu)促進(jìn)公共交通的發(fā)展, 軌道交通車站周圍土地會(huì)吸引緊湊的土地使用。
(2) 交通網(wǎng)外形的型式設(shè)計(jì)和本身的配合
的型式主要是由城市地理形態(tài)(河流、山地等) 、現(xiàn)狀城市用地布局和人口流向分布決定, 但主觀決策的成分較多。路網(wǎng)本身的型式能決定整體幾何性運(yùn)輸能力和客運(yùn)流向, 典型的型式是放射線和環(huán)線。線路越長(zhǎng), 路網(wǎng)層數(shù)越多, 吸引量就越大。但成本2效益比不一定好。線路離得太近, 局部路網(wǎng)密度太大, 吸引范圍重疊, 也不能發(fā)揮效益。
(3) 吸引交通流量的最大化
的出行盡可能地轉(zhuǎn)入軌道運(yùn)輸系統(tǒng), 降低地面和道路交通流擁擠, 客流量越大運(yùn)輸效率越高, 公交企業(yè)效益越好, 如達(dá)不到最低的建設(shè)臨界客運(yùn)量標(biāo)準(zhǔn), 就會(huì)嚴(yán)重虧損。吸引客流量的大小和城市人口及密度、開通后的交通管理政策、軌道交通的經(jīng)營(yíng)策略和服務(wù)質(zhì)量等有關(guān)。
(4) 考慮運(yùn)營(yíng)上的配合
① 軌道交通換乘站。路網(wǎng)規(guī)劃中設(shè)置的換乘站在一條路線的工程設(shè)計(jì)中, 要考慮兩條以上的線路吸引人流量的規(guī)模, 因?yàn)殇摻罨炷翗?gòu)造很難改造。線路終點(diǎn)站設(shè)置要盡可能將同一走向的大量出行人口包進(jìn)線路范圍, 減少換乘。
② 地面公共汽車交通的配合。在軌道交通方式建成或運(yùn)營(yíng)以后調(diào)整公共汽車的線路走向, 軌道交通無法實(shí)現(xiàn)的由地面交通去完成, 實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。多線路換乘地點(diǎn)可改建成換乘站。
③ 與對(duì)外交通設(shè)施貫通配合。軌道交通站直接與火車站、長(zhǎng)途客運(yùn)站、航空港等連在一起。

4 　網(wǎng)絡(luò)規(guī)模
　　網(wǎng)絡(luò)規(guī)模就是軌道交通線路總長(zhǎng)度的宏觀控制, 為的是尋求合理規(guī)模, 防止盲目性; 同時(shí)使方案在比較時(shí)具有同等量級(jí)的可比性。所以網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)模分析是一個(gè)重要的質(zhì)量控制點(diǎn)。線網(wǎng)合理規(guī)模主要從“需求” 與“ 可能” 兩方面分析。“ 需求” 是以城市總體規(guī)劃提出的人口分布、出行強(qiáng)度和總量分析為基礎(chǔ), 根據(jù)城市交通方式構(gòu)成及其比例, 分析城市軌道交通需求的規(guī)模; 同時(shí)以城市形態(tài)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ), 分析網(wǎng)絡(luò)合理密度和服務(wù)水平需求的規(guī)模?！?可能” 是從城市國(guó)民生產(chǎn)總值中提取一定比例建立專項(xiàng)建設(shè)資金, 分析城市經(jīng)濟(jì)承受能力和工程正常實(shí)施進(jìn)度可能的規(guī)模。對(duì)于線網(wǎng)規(guī)劃的論證, 線網(wǎng)規(guī)模取決于城市規(guī)模、城市形態(tài)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等諸多因素。
5 　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
　　城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的載體, 是軌道系統(tǒng)規(guī)劃的關(guān)鍵。在研究國(guó)內(nèi)外大城市軌道交通經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 上海提出了“樞紐錨定全網(wǎng)[27 ] ” 的軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論。這種“ 先樞紐后網(wǎng)絡(luò)” 的規(guī)劃思想的理論依據(jù)在于: “用地布局決定客源生成; 客源分布決定樞紐位置; 樞紐布置決定網(wǎng)絡(luò)形成; 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定交通功能”。即在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí), 首先應(yīng)根據(jù)交通集散點(diǎn)的分布情況, 確定不同等級(jí)和不同類型樞紐的布局, 然后根據(jù)樞紐布局調(diào)整網(wǎng)絡(luò), 以滿足各集散點(diǎn)之間的交通聯(lián)系。
著名地鐵系統(tǒng)的五大地鐵網(wǎng)絡(luò)都呈現(xiàn)一個(gè)共性, 即多心自由式放射狀。地鐵作為一個(gè)系統(tǒng), 還可區(qū)分幾個(gè)層次。如日本通行一軌多線制, 即同一軌道上運(yùn)營(yíng)多條線路, 各國(guó)通行的主線支線組合制, 這些都?xì)w納在自由式的特點(diǎn)中。地鐵網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的一個(gè)特例, 是巴黎快速地鐵(RER) 網(wǎng)絡(luò)。巴黎從1938 年起步, 設(shè)計(jì)規(guī)劃了RER 系統(tǒng), 至今已形成115 km 、65 個(gè)車站的規(guī)模。它以一線多支、大站快速與穿越市中心三大特征, 形成了一個(gè)嶄新的快速地鐵系統(tǒng), 與巴黎傳統(tǒng)的一軌一線制、小站中速、密布全城的老式地鐵形成鮮明對(duì)照。RER 的功能是支持城市擴(kuò)展, 承擔(dān)長(zhǎng)距離乘客的快速運(yùn)輸任務(wù)。
6 　軌道項(xiàng)目的建設(shè)排序
　　城市軌道交通系統(tǒng)的形成是百年之功, 網(wǎng)絡(luò)需一次規(guī)劃逐步完善, 但建設(shè)只能逐步進(jìn)行。軌道項(xiàng)目的建設(shè)排序就成為一個(gè)突出難題。其難處不只是在財(cái)政上, 更多的是在對(duì)原有規(guī)劃的調(diào)整上。其結(jié)果是建一個(gè)項(xiàng)目就調(diào)整一次整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。如何對(duì)待短期需求與長(zhǎng)遠(yuǎn)整體的矛盾, 是實(shí)際工作中必須回答的。上海80 年代起步的地鐵建設(shè), 一直處于這種困惑中。實(shí)際建設(shè)的線路沒有一條與原有規(guī)劃相符。交通規(guī)劃的指導(dǎo)作用究竟如何在巨資建設(shè)的軌道交通中體現(xiàn), 已引起決策者與規(guī)劃師的深思。軌道項(xiàng)目排序應(yīng)與客流變化趨勢(shì)一致。巨大投資項(xiàng)目應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益。軌道交通的效益是由客流量決定的。香港地鐵立項(xiàng)十分強(qiáng)調(diào)這一原則, 因而形成了世界少有的盈利地鐵系統(tǒng)。日本大阪的地鐵, 大都在20 年左右的時(shí)期內(nèi)完成全線建設(shè)。其原因就是追求建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的最佳結(jié)合, 以產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益[12～30 ] 。
建設(shè)的次序指線路排序, 一般的共識(shí)是先建設(shè)貫通市中心的直徑線, 因?yàn)閺能壍澜煌ň€網(wǎng)體系和運(yùn)輸效率的角度看, 設(shè)置貫穿城市中心的路線比較理想, 如“十” 字形的干線, 隨后優(yōu)先線路一般又定為環(huán)線, 使網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性得到較大改善, 或根據(jù)城市地形與布局特點(diǎn)建設(shè)主要客流方向的干線, 如香港的港島線、港九線形成的“T” 字形干線。隨后的優(yōu)先線路一般又定為環(huán)線, 使網(wǎng)的流通性、可達(dá)性、機(jī)動(dòng)性、覆蓋率等項(xiàng)指標(biāo)均有較好的改善。如上海的地鐵1 號(hào)線、地鐵2 號(hào)線和軌道交通明珠線形成的以“ 申” 字型為基礎(chǔ)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)骨架。在構(gòu)成“ 直徑+ 環(huán)” 網(wǎng)絡(luò)之后, 選擇的取向有兩種, 一是彌補(bǔ)環(huán)內(nèi)密度較低的缺陷, 即優(yōu)化環(huán)內(nèi)服務(wù)水平, 是一種加強(qiáng)市中心的策略; 二是強(qiáng)化環(huán)外放射功能的取向, 即優(yōu)化環(huán)外客流發(fā)展的需要與導(dǎo)向, 是一種強(qiáng)化城市邊緣區(qū)與郊區(qū)開發(fā)的策略。
相比之下, 強(qiáng)化市中心的策略所需投資代價(jià)更高, 但對(duì)市中心區(qū)的地面交通、環(huán)境保護(hù)、凝聚力更有作用; 強(qiáng)化城市邊緣區(qū)的策略更有利于城市的合理布局, 單位投資的產(chǎn)出更高。而這兩方面又是互補(bǔ)性很強(qiáng)的。在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的城市, 似乎更適合選擇強(qiáng)化城市邊緣區(qū)的策略; 而在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的城市, 則應(yīng)兼顧兩方面的發(fā)展。
建設(shè)時(shí)機(jī)有追隨型、滿足型、主導(dǎo)型的差異[2 ] 。選擇建設(shè)時(shí)機(jī)的關(guān)鍵: 一是有良好的超前性規(guī)劃, 包括前述的規(guī)模依據(jù); 二是第一條線路的建設(shè)必須有一定的超前性, 由此形成觀念認(rèn)識(shí)的突破, 資金籌措與運(yùn)用的實(shí)踐, 工程技術(shù)難題的解決, 運(yùn)營(yíng)管理要素的完善, 對(duì)整個(gè)網(wǎng)的建設(shè)具有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用。比較理想的是主導(dǎo)型, 即對(duì)城市發(fā)展起到積極的良性的導(dǎo)向作用; 其次是滿足型, 即隨城市發(fā)展基本達(dá)到滿足的水平; 最差的是追隨型, 即始終落后于城市發(fā)展對(duì)軌道交通的需求。當(dāng)然, 極差的還有饑渴型, 也就是到了迫不得已之時(shí), 才考慮建設(shè)軌道交通(在許多經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的城市正是如此) 。而這些城市恰恰又是十分需要、十分適合軌道交通系統(tǒng)為之服務(wù)的。
軌道交通建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、龐大的工程, 在一定的資金、人力、物力等客觀條件下, 分期建設(shè)規(guī)模和順序應(yīng)充分考慮與城市經(jīng)濟(jì)、人口發(fā)展、土地開發(fā)、重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)以及交通需求緊密結(jié)合, 還應(yīng)堅(jiān)持下述原則:
(1) 線網(wǎng)實(shí)施規(guī)劃應(yīng)分步實(shí)施, 必須有重點(diǎn)、有層次、先建立核心層, 再向外延伸, 循序發(fā)展。
(2) 實(shí)施順序要講究實(shí)效, 應(yīng)充分考慮工程和運(yùn)營(yíng)的連續(xù)性和效益性水平, 未來的線網(wǎng)實(shí)施規(guī)模, 更應(yīng)注意需求因素和對(duì)城市綜合實(shí)力的分析。各條線網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)施, 必須同時(shí)考慮車場(chǎng)的配置、列車組織方案以及所需要的配套線路工程;
(3) 應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)保證線路能夠做到修建一段、運(yùn)營(yíng)一段。國(guó)外大城市交通的實(shí)踐已證明, 軌道交通在城市公共客運(yùn)交通的“骨干” 地位需要地面常規(guī)公交系統(tǒng)的配合才能實(shí)現(xiàn)[ 1～16 ] 。目前國(guó)外的一些大城市, 軌道交通一般已承擔(dān)60 % 以上的周轉(zhuǎn)量。軌道交通能否在未來達(dá)到50 % 的份額預(yù)測(cè)指標(biāo), 從而實(shí)現(xiàn)在城市公交中的主導(dǎo)地位, 關(guān)鍵在于能否實(shí)現(xiàn)軌道交通與地面公交的合理銜接。因此, 在軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃完成以后, 應(yīng)著手抓緊軌道交通與地面常規(guī)公交銜接的研究。應(yīng)分層次地做好綜合樞紐站、大型接駁站、一般換乘站規(guī)劃, 才能充分考慮到為吸引、運(yùn)送、轉(zhuǎn)換客源所需要的空間, 提供一個(gè)較高服務(wù)水平的公交客運(yùn)系統(tǒng), 使軌道與地面公交能相互銜接, 實(shí)現(xiàn)互換。
7 　客流預(yù)測(cè)分析
　　客流預(yù)測(cè)是軌道交通投資決策的依據(jù), 也是項(xiàng)目評(píng)估的基礎(chǔ)。軌道交通客流需求預(yù)測(cè)分析是整個(gè)軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。軌道交通規(guī)劃的重要依據(jù)是客流預(yù)測(cè), 而預(yù)測(cè)客流的前提是城市用地與經(jīng)濟(jì)環(huán)境。城市快軌修建的規(guī)模應(yīng)與其遠(yuǎn)期客流量相適應(yīng), 所以正確進(jìn)行快軌遠(yuǎn)期客流的預(yù)測(cè), 對(duì)于合理控制快軌建設(shè)的投資是十分重要的。如果客流估計(jì)過低, 將來無法滿足運(yùn)營(yíng)需要, 將會(huì)給以后的客流組織造成困難。由于客流預(yù)測(cè)的復(fù)雜性, 一般為偏于安全, 客流預(yù)測(cè)偏大的可能性是很大的, 這就使快軌修建的規(guī)模超過了實(shí)際需要, 其結(jié)果必然使造價(jià)提高。近年來經(jīng)常遇到客流預(yù)測(cè)與軌道設(shè)計(jì)差異甚遠(yuǎn)的情況, 這已經(jīng)成為城市軌道交通規(guī)劃的一大難題。城市軌道交通客流預(yù)測(cè)是近年發(fā)展起來的一門預(yù)測(cè)學(xué)。在20 世紀(jì)60 年代我國(guó)建設(shè)地鐵之初, 雖對(duì)地鐵客流預(yù)測(cè)有所研究, 但方法簡(jiǎn)單, 尚屬于啟蒙階段。當(dāng)時(shí)以“戰(zhàn)備為主, 兼顧交通” 為建設(shè)原則, 對(duì)地鐵客流預(yù)測(cè)尚未放置重要地位, 缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。20 世紀(jì)80 年代開始, 因國(guó)家改革開放政策, 使地鐵建設(shè)原則轉(zhuǎn)變?yōu)椤?交通為主, 兼顧戰(zhàn)備”, 在思想是一個(gè)大解放, 在技術(shù)上與國(guó)外有了充分交流, 從國(guó)外引進(jìn)了客流預(yù)測(cè)方法及其數(shù)學(xué)模型, 并隨電子計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展, 使軌道交通客流預(yù)測(cè)成為一項(xiàng)專門的學(xué)科。
從目前國(guó)內(nèi)外采用的預(yù)測(cè)方法來看, 大致可以分為趨勢(shì)外延法、吸引范圍法和交通規(guī)劃“ 四階段” 法等三種形式。前兩種方法僅考慮了預(yù)測(cè)線路沿線及其吸引范圍內(nèi)客流的變化趨勢(shì), 沒有考慮軌道交通系統(tǒng)作為整個(gè)城市交通骨干建成后, 將導(dǎo)致整個(gè)城市客流在城市路網(wǎng)上分布狀態(tài)的變化; 第三種方法是以城市居民出行OD 調(diào)查為基礎(chǔ), 按一定的數(shù)學(xué)模型, 對(duì)整個(gè)城市客流在路網(wǎng)上的分布進(jìn)行預(yù)測(cè)分析, 從中確定軌道交通線路上的客流量。該方法可以分為客流發(fā)生預(yù)測(cè)、客流分布預(yù)測(cè)、交通方式劃分預(yù)測(cè)和交通分配四個(gè)階段, 具有較嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較高的預(yù)測(cè)精度。
多年來, 客流預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型經(jīng)過我國(guó)交通專家的研究開發(fā), 結(jié)合各城市的實(shí)際情況, 經(jīng)多年積累資料, 摸索城市客流的特征和規(guī)律, 對(duì)各項(xiàng)參數(shù)和程序進(jìn)行不斷修正, 已經(jīng)逐步建立起一套完整的預(yù)測(cè)方法和計(jì)算模型體系; 并還在不斷地積累經(jīng)驗(yàn), 不斷地完善, 使客流預(yù)測(cè)的可信度也在不斷提高。但在實(shí)際運(yùn)用中要達(dá)到較高的可信度, 仍存在較大的難度, 這是值得重視的問題。客流預(yù)測(cè)的難度主要是難在客流預(yù)測(cè)的內(nèi)容和預(yù)測(cè)條件的復(fù)雜性。
文[ 30 ] 使用“四階段” 法預(yù)測(cè)城市軌道交通客流量所采用的數(shù)學(xué)模型和預(yù)測(cè)的基本思想, 針對(duì)我國(guó)城市交通的實(shí)際情況, 研究在混合交通狀態(tài)下, 交通分配的平衡模型及其簡(jiǎn)化算法; 文[ 31 ] 闡述了客流預(yù)測(cè)的目的和內(nèi)容, 分析了客流預(yù)測(cè)的難度和風(fēng)險(xiǎn), 提出了可信性評(píng)價(jià)的要點(diǎn), 對(duì)客流預(yù)測(cè)提出了波動(dòng)范圍的要求。采取了面對(duì)現(xiàn)實(shí)的觀點(diǎn), 創(chuàng)建了抗風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)的理念, 對(duì)客流預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)做了有限性和突破性的分析, 提出了抗風(fēng)險(xiǎn)的適應(yīng)性和轉(zhuǎn)移性的措施, 使客流預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)與運(yùn)營(yíng)能力設(shè)計(jì)之間具有較大適應(yīng)彈性。對(duì)于軌道交通的運(yùn)營(yíng)組織, 采取分期設(shè)計(jì)很重要, 尤其是應(yīng)分別確定初、近期和遠(yuǎn)期的車輛編組和行車密度, 這有利于個(gè)情況, 一是時(shí)限差, 二是線別差。需要給出較大抗風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì); 文[ 32 ] 指出軌道立項(xiàng)客流標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重的彈性幅度, 絕不能硬套規(guī)范。新研究。全世界一百多個(gè)地鐵系統(tǒng)百余年的運(yùn)營(yíng)結(jié)果表明, 正線每公里日均客流二萬人次已屬理想狀

8 小結(jié)

因此我國(guó)有關(guān)規(guī)定需作調(diào)整, 否則將迫使地方明知故犯, 產(chǎn)經(jīng)多年來的城市軌道交通規(guī)劃研究和實(shí)踐, 我生整體性的重大危險(xiǎn)。上海地鐵一號(hào)線, 途經(jīng)市中國(guó)城市軌道交通研究單位和學(xué)者對(duì)城市軌道交通規(guī)心與若干區(qū)中心及大規(guī)模居住區(qū), 經(jīng)過五、六年的劃工作已經(jīng)取得較大的進(jìn)步和發(fā)展, 對(duì)規(guī)劃的特征運(yùn)營(yíng)已近穩(wěn)定狀態(tài)。其水平不到日均2 萬人次Π公和規(guī)律又有深層認(rèn)識(shí), 加強(qiáng)了定性定量的分析論里。北京地鐵的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)也未達(dá)到這一水平, 對(duì)此證, 使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性日趨提高, 不能不引起高度重視; 文[ 33 ] 對(duì)世界百余個(gè)地鐵但也存在許多有待進(jìn)一步發(fā)展和完善之處, 需要我系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行了對(duì)比, 提出一點(diǎn)看法。指出客流量們積極探索符合我國(guó)國(guó)情的客流規(guī)律, 為路網(wǎng)規(guī)劃與很多因素相關(guān), 單獨(dú)分析難免出錯(cuò)。與我國(guó)情況奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在線網(wǎng)規(guī)劃中, 除客流分析法相似的東京與漢城的指標(biāo)值得借鑒, 即每公里承擔(dān)外, 也應(yīng)同時(shí)吸取其他方法的合理部分, 使網(wǎng)絡(luò)規(guī)215 萬客流。結(jié)合我國(guó)軌道預(yù)測(cè)的實(shí)際, 應(yīng)明確兩劃更臻完善。
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