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1、1关于城市轨道交通快线发展的研究摘 要 对纽约、巴黎和东京的城市轨道交通快线发展特征进行分析，提出这三大城市的快线所具有的适用性。针对国内城市发展及交通需求，提出了国内发展轨道交通快线系统的概念，并结合北京不同圈层的需求及建设条件，提出不同的发展模式。关键词 城市轨道交通 快线 发展模式 北京Abstract：The applicability of express subway is put forward on the basis of research in the character of the express subway in New York, Paris, and Tokyo
2、. It was proposed that the express subway should be involved in the network of beijing urban railway according to the analysis of Beijing development stratagem. In addition, different development modes were put forward according to the requirements and construction conditions of different regions in
3、 Beijing.Key Words: urban railway; express subway; development modes; Beijing我国几个特大城市的发展正处于城市格局重新调整时期，轨道交通建设已进入网络化发展阶段。网络规模扩大的同时，轨道交通的需求也呈现多样化的特征。在轨道交通建设初期，其主要目的是解决市中心城的交通疏解问题。当城市的建设重点逐渐转向外围的一些发展新城时，新城与中心城之间的联系变得更加密切，居民的出行空间进一步扩大，轨道的需求构成中，长距离的出行呈现增长的趋势，需要提供更快捷、直达性更强的服务，快线系统正是应对这种需求而产生。从国外来看，纽约、巴黎、东京
4、等国际化大都市的快线建设已经具有一定实践和经验。在国内，由于轨道交通还处于基本建设阶段，还没有完整的快线系统。应对城市发展的需求，我们必须加快对快线系统规划的研究，以提前预留好相应的建设条件，更好的满足未来居民多样化的出行需求。21 国内外快线发展分析1.1 纽约1.1.1 纽约轨道交通系统自 1904 年开通地铁以来，纽约地铁系统已有 100 多年的历史，连接着曼哈顿（Manhattan）、布朗克斯区（Bronx）、布鲁克林区（Brooklyn）及皇后区（Queens）。曼哈顿是主要的商业中心，其他三区以居住为主。纽约的轨道交通系统由三层系统构成：地铁、通勤铁路和城际铁路。其中，地铁系统又分
5、为快线和慢线，主要服务于市内。1.1.2 纽约快线建设背景纽约的轨道系统在 1940 年以前基本建成。由于当时的纽约开发密度不大，地下管线简单，采用明挖法施工成本不高。为了使地铁既能提供快速服务，同时覆盖更广的区域，以便与其他模式竞争，纽约决定采用 4 轨作为纽约地铁的标准模式。4轨模式在同一服务区间提供快慢线，形式见图 1。图 1 纽约 4 轨模式站台布置纽约快线的另一种模式是服务于潮汐性客流的 3 轨，形式见图 2。该模式主要用于连接曼哈顿与其周边的布鲁克林区、皇后区和布朗克斯区，均采用高架轨道的形式。这种快线在高峰期间为客流主方向同时提供快慢线的服务。图 2 纽约 3 轨模式站台布置1.
6、1.3 纽约快线特征31快慢同向不共线纽约地铁系统中快线与慢线同方向不同轨道，共同服务于同一个区域，既满足了不同层面乘客的需求，又提高了轨道系统的效率和运能，对于缓解高峰时段的客流压力起到了积极作用。在双向流量较均衡的市中心区，采用 4 轨模式；在客流呈现出明显潮汐性的郊区，采用 3 轨模式。2快速运行快速运行通过减少快线在沿途的停靠站实现。以纽约第 7 大街地铁线为例：地铁普线的平均站间距为 0.63km，旅行速度为 22km/h；快线的平均站间距为 1.9km，旅行速度为 33km/h。虽然纽约快线的旅行速度与国内地铁相差不多，但其快速的概念主要体现在慢线能够服务于更广范围情况下所产生的对
7、比。3换乘方便纽约地铁系统的快、慢车换乘十分方便，站台设在快慢线的中间，快慢线之间可以同站台换乘。由于快车的速度快，停站少，上下车的干扰小，许多乘客即使在慢车站上车，也经常到快车站换乘快车。4服务于中长距离的出行曼哈顿区和邻近三个区的早高峰公交出行构成中，早高峰近 70%的客流量进入曼哈顿，其中以布鲁克林区的客流量最大，而在出曼哈顿的方向上，仅有 30%的客流从曼哈顿到其它各大区。曼哈顿 DOWNTOWN 地区距周围各区的平均距离为 20km 左右，快线系统可以使中长距离出行的乘客尽快到达中心城，提高地铁的吸引力。 1.2 巴黎1.2.1 巴黎轨道交通系统巴黎的轨道交通系统包含四个层次：普通地
8、铁（Metro）、RER、铁路郊线和轻轨（Tramway）。在 2000 年巴黎大区公共交通的总客运周转量中，RER 和铁路郊线承4担了 57.6%，地铁为 25.3%，轻轨为 0.5%，其余 16.5%由常规公交承担。1.2.2 巴黎快线建设背景巴黎 RER 建设的主要目的是使乘客快速穿越整个巴黎市和从近郊不经换乘就可以到达市中心。RER 建设前，郊区乘客需在城市边缘换乘地铁进入市中心，地铁的速度当时仅为 25km/h，从郊区到达市中心耗时长，卫星城的发展受到了限制。郊区和郊区之间的联系更加不方便，需要在城市边缘至少换乘 2 次才能到达目的地。为了实现“保护旧城区，发展卫星城”的目标，使人们
9、向郊区迁移，巴黎市政府决定修建 RER 线路，将既有市郊铁路通过城市中心区连接起来，实现卫星城-中心城-卫星城之间的直通服务。在规划 RER 时，巴黎公交公司对二种方案进行了研究：（1）将地铁向郊外延伸；（2）将市郊铁路引入城市中心。最终，巴黎公交公司采用了利用既有市郊铁路，在中心城修建新线的 RER 方案。1.2.3 巴黎快线特征1快速运行RER 的快速运行主要是通过二种方式实现的：在中心城地区，RER 车站的平均站间距为 2.9Km，平均旅行速度为 50km/h；在郊区的运营中，RER 在同一条线路上采用跨站运营和站站停运营相结合的方式，既缩短了长距离出行乘客的出行时间，也满足了近郊乘客的
10、出行要求。2共线运营RER 的共线运营长度达 110 多公里。在城市中心区，巴黎公交公司经营的 RER-B 线和法国国营铁路公司经营的 RER-D 线共线运营。在郊外，RER 线还与铁路郊线以及货运列车共线运营。共线运营的模式提高了轨道的使用效率，节省了建设新轨道的成本，但对信号控制技术、调度管理等提出了更高的要求。3灵活的运营方式5RER 在郊区实行跨站运营和站站停运营，满足了不同层面乘客的需求。将跨站运营和站站停运营相结合，体现了“以人为本”的设计理念。1.3 东京1.3.1 东京轨道交通系统东京的轨道交通种类繁多，有地铁、城市铁路、直线电机等，目前东京都的轨道交通公司有 27 家，经营着
11、总长度为 2292.5 km 的轨道交通线路。城市中心东京23 区的网络长度为 584.8km。在整个轨道网络中，城市铁路线占整个网络长度的82%，包括 JR 铁路和私铁经营的山手线。地铁占整个网络长度的 14%，主要集中在山手线以内的城市中心，服务于城市中心 15km 的范围。1.3.2 东京快线建设背景东京是一个单一中心的城市。城市中心功能的过度集中导致房价过高、交通拥挤、环境污染等一系列的社会问题。为解决这些问题，东京在距城市中心 30-40km 的范围内规划了 4 个大规模的新城。除筑波新城外，其它三座新城的主要功能为居住，以实现商业区与居住区的分离。城市中心的地铁网主要服务于城市中心
12、 15km 的范围，城市快速铁路主要服务于城市 50km 的范围，城市快速铁路可直接进入城市中心，也可与地铁径向线连通，使得中心城与郊区之间的联络非常方便。1.3.3 东京快线特征1.快慢结合东京的快车和慢车在同一轨道上运营。在慢车停靠站，快车利用越行线完成跨站运营。对于城市铁路，由于客流需求量大，发车频率高，快慢共线的运营组织非常复杂，对信号控制、调度系统和车辆都提出了更高的要求。实施该模式的条件之一6就是有足够的空间来设置越行线，地下车站设置越行线实施代价则比较大，因此，东京快慢共线的方式仅限于地面或地上的城市铁路。2.站距灵活快线在城中心区的站距根据车站的服务功能设置。比如中央快速线在城
13、市中心区与总武线平行布置，由于总武线承担主要的集散功能，中央快速线车站的功能则主要是与平行的总武线换乘，因此中央快速线的站距大，平均为 4.0km。而另外一条快线筑波线的车站在中心区需要承担集散和换乘的功能，因此站间距相比于中央快速线较小，大约 2.0km，但仍然比常规的地铁站间距长。 3.换乘方便在换乘站台，东京快线采用 4 轨模式，站台在快车轨道和慢车轨道的中间，同台换乘，非常方便。4.大小交路运营由于郊区段与市区段的客流量存在差别，为了避免轨道能力在郊区的浪费，中央快速线采用了在郊区分支的运营方式。根据需求设置每条分支的发车频率。同时在高峰时段还开行区间车，以缓解高峰时段的客流压力。1.
14、4 国内国内城市快线的发展还处于起步阶段，广州地铁三号线于 2005 年底建成一期工程，其采用了最高时速 120km/h 的车辆，运营特征与普通地铁一样，只是在车站设置方面部分地段站间距长达 6km 左右，为快速运营创造了条件。2 快线发展特征分析总结国内外大城市快线的模式，其特征及适用条件见表 1。表 1 国外城市快线模式比较表7城市模 式特 征适用条件纽约多轨并行式快慢线各行其轨通道流量要求非常大，而且具备良好的建设空间。巴黎深层开挖式深层地铁、独立系统对已建成系统的补充完善东京快慢共轨式快线越站式8车站具备设置越行线的条件快线模式的形成与其建设背景密切相关。纽约快线的建设模式主要在于地铁
15、建设初期普通地铁站距定位在 600m 左右，比较小，网络需要快线、慢线同时存在，从而产生了 4 轨或者 3 轨的模式。巴黎则是在地铁网络基本形成后，才逐渐暴露出小站距设置所带来的服务水平低的问题，进而衍生出了市郊铁路加新建深埋轨道构成快线的模式。东京普通地铁的站距设置相对比较大，其快线则主要通过增加车站配线组织不同的运营方案来实现。快线系统的主要实现方式见表 2。表 2 快线系统方式一览表快线系统方式特 点提高车辆速度、加大站距提高车辆的最高运行速度，车站分布间距适当加大，提高旅行速度。从物理上此种方式比较容易实现，但需要慎重权衡速度与服务范围两个对立因素。增加车站配线、运营组织9在车站设置越
16、行线，通过运营方案的组织，开行快、慢车。在保证合理覆盖范围的情况下，同时对中长距离出行的群体提供快线服务，但对系统配置、运营管理提出比较高的要求。多轨平行、快慢线独立两条线路平行分布，慢线服务于短距离的群体，快线服务于中长距离的群体，两者互相补充。效果比较明显，运营管理简单，但是工程代价比较大。3 北京快线发展分析3.1 北京建设快线的必要性分析结合北京的城市发展特征进行分析，北京建设快线的必要性比较突出，主要体现在以下几点：1城市空间结构的调整需要快线的支持在北京城市总体规划（2004-2020）中规划了 11 个新城，旨在通过发展新城实现从单一中心向多中心的发展和过渡。相关预测表明从 2004 年至 2020 年，出行总量约增长 104%，但 15km 之内的区域间出行仅增长 50%，而 15-35km 的出行增长量为 145%，35-80km 的出行增长量为 165%。可见 2020 年居民出行构成与 2004年相比，中长距离的居民出行呈现明显的增长趋势，这个特征与北京市城市结构发展战略相吻合。以上预测只是基于规划的人口及功能得出的结论，在整体
