城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的四種運(yùn)營模式

張安鋒 劉 濤

(上海市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,200040，上?！蔚谝蛔髡撸呒?jí)工程師)

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的四種運(yùn)營模式

張安鋒 劉 濤

(上海市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,200040，上海∥第一作者，高級(jí)工程師)

上海軌道交通未來將形成多層次、多模式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。強(qiáng)化不同系統(tǒng)制式之間的互聯(lián)互通、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營組織靈活性、發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)整體效率,是軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須深入考慮的問題。介紹了多模式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的共線共軌、分線運(yùn)行、跨線運(yùn)行、接線運(yùn)行等4種運(yùn)營模式。結(jié)合國內(nèi)外城市軌道交通的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),分析不同運(yùn)營模式的特點(diǎn),尋求適合上海軌道交通發(fā)展的運(yùn)營模式。

軌道交通; 互聯(lián)互通; 運(yùn)營模式

Author′s address Shanghai Urban Planning & Design Research Institute,200040,Shanghai,China

1 上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

1.1 發(fā)展歷程

從1956年開始,上海就結(jié)合城市總體規(guī)劃編制,開展了軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃編制工作。1999年,上海市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究管理局在國際招標(biāo)的基礎(chǔ)上,組織編制了上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案,并將其納入到國務(wù)院2001年批復(fù)的《上海市城市總體規(guī)劃》。該軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案共有線路17條,總長約810 km。2008年,考慮到虹橋商務(wù)區(qū)開發(fā)、世博會(huì)、迪士尼、崇明三島聯(lián)動(dòng)、保障性住房、重點(diǎn)地區(qū)建設(shè)以及市域線路斷點(diǎn)運(yùn)營等七大方面因素,在軌道交通網(wǎng)絡(luò)基本理念和構(gòu)架基本不變的前提下,上海市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院深化了軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,并上報(bào)上海市政府備案。該軌道交通網(wǎng)絡(luò)方案由22條線路組成,線網(wǎng)總長度約1 051 km。按照這兩版軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案,上海市組織編制了兩輪軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃,并據(jù)此開展了軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。在短短20余年間,上海軌道交通從無到有,從單線運(yùn)行邁入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行階段。截至2014年底,上海軌道交通運(yùn)營線達(dá)16條(含磁浮線、金山支線),線網(wǎng)總長約615 km,日均客流量達(dá)到750萬人次,在城市公共交通中承擔(dān)著越來越重要的作用。

1.2 發(fā)展思路

經(jīng)過20余年的集中快速發(fā)展,上海軌道交通取得了巨大成就,并成為日常居民出行的主要交通工具。在取得成功的同時(shí),也暴露出一些不足,主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)模式單一、快線不快、布局不均衡以及換乘效率低等問題上。結(jié)合上海新一輪總體規(guī)劃編制工作,未來上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)將改變目前以地鐵為主的結(jié)構(gòu)形式,形成“一張網(wǎng)、多模式”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),體現(xiàn)長三角一體化發(fā)展、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的規(guī)劃思路。所謂“一張網(wǎng)、多模式”,是指構(gòu)建適合全球城市發(fā)展的包含城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道交通的整體運(yùn)營網(wǎng)絡(luò),通過樞紐節(jié)點(diǎn)換乘和運(yùn)營銜接,促進(jìn)多種軌道交通系統(tǒng)的融合，提供與長三角節(jié)點(diǎn)城市、新城和新市鎮(zhèn)發(fā)展相適應(yīng)的互聯(lián)互通的軌道交通服務(wù)(見圖1)。

相對(duì)單一制式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在多模式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下,更加注重網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、通道資源復(fù)合利用和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施資源共享。采取靈活多樣、適合城市特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營模式,是發(fā)揮多模式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)、提升網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行效率、集約通道資源和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施資源的重要保障。本文結(jié)合國內(nèi)外城市的軌道交通發(fā)展經(jīng)驗(yàn),對(duì)多模式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的4種主要運(yùn)營模式進(jìn)行深入剖析。

圖1 軌道交通網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)景結(jié)構(gòu)圖

2 多模式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的四種運(yùn)營模式分析

2.1 共線共軌運(yùn)營模式

2.1.1 基本概念

所謂共線共軌運(yùn)營模式，是指一條線路上存在

快、慢線不同的運(yùn)營組織方式,快線列車可以直達(dá)運(yùn)行或者只在部分中間車站停留,慢線列車一般為站站停(見圖2)?？燔囋诓糠周囌净騾^(qū)間通過設(shè)置越行線的方式對(duì)慢車實(shí)行越行通過。

圖2 共線共軌運(yùn)營模式示意圖

共線共軌運(yùn)營模式下,正線一般為2股道,越行線通常結(jié)合車站設(shè)置,越行站一般為雙島4線站,以分別滿足上下行越行需要。如遇條件限制,也可在一條正線一側(cè)設(shè)置越行線,另一方向通過渡線靈活組織列車越行。對(duì)于城市軌道交通,如果采用地面或高架敷設(shè)方式,設(shè)置越行設(shè)施成本相對(duì)較低;如果為地下敷設(shè)方式,設(shè)置越行設(shè)施成本會(huì)大幅提高。常見越行站臺(tái)布置如圖3所示。

2.1.2 運(yùn)營案例

日本東京筑波快線(TSUKUBA EXPRESS)是一條連接?xùn)|京千代田區(qū)秋葉原和茨城筑波市的近郊通勤線路,全線共設(shè)20個(gè)車站,開行快速、通勤快速、區(qū)間快速、普通等4種列車,不同速度等級(jí)列車共線運(yùn)營,通過在一些車站設(shè)置4線越行站實(shí)現(xiàn)快車越行。筑波快線運(yùn)營示意圖如圖4所示。

圖3 常見越行站臺(tái)布置方式

(1) 快速列車:旅行時(shí)間最短,從秋葉原站到筑波站中途僅?？?站,最快45 min可到達(dá)筑波站。

(2) 區(qū)間快速列車:為第二快速列車,中途?？?4站,全程約52 min。

(3) 普通列車:為傳統(tǒng)站站停列車,中途共?？?8站,全程約57 min。

(4) 通勤快速列車:僅在早晨和傍晚的交通高峰時(shí)段運(yùn)行,中途?？?1站,從秋葉原站到筑波站約需49 min。

筑波快線通過在一條線路上開行不同等級(jí)列車,在不大幅增加工程成本的條件下,能較好地滿足旅客的不同出行需求,對(duì)于覆蓋范圍和服務(wù)時(shí)間都有較高要求的市域軌道交通具有較好的適應(yīng)性；但由于開行多種等級(jí)列車,列車運(yùn)營組織較為復(fù)雜。2.1.3 特點(diǎn)分析

共線共軌運(yùn)營組織方式,一方面可保證大多數(shù)乘客縮短出行時(shí)間的需求,另一方面可保證全線有較高的服務(wù)水平。但是，為了快車越行,在越行站需增加2條軌道線路及擴(kuò)大車站規(guī)模,從而增加了工程投資；且一條線路上開行多種速度等級(jí)列車，列車運(yùn)營組織比較復(fù)雜，對(duì)車站導(dǎo)向系統(tǒng)和識(shí)別標(biāo)志提出了更高要求。

圖4 筑波快線運(yùn)營示意圖

從我國各大城市軌道交通運(yùn)營實(shí)踐來看,共線共軌運(yùn)營模式適合在運(yùn)量較小、運(yùn)能較為富裕的市域線上使用,如機(jī)場快線等。

2.2 分線運(yùn)營模式

2.2.1 基本概念

所謂分線運(yùn)營模式，是指同一通道內(nèi)不同速度等級(jí)的列車在各自的線路上行駛?？燔?、慢車各行其道,兩者之間的運(yùn)營通過換乘設(shè)施結(jié)合起來(見圖5)。此運(yùn)營模式下的快慢線分線設(shè)置,既可以在同一平面內(nèi),也可以上下布置。

圖5 分線運(yùn)行的運(yùn)營模式示意圖

分線運(yùn)營模式下,正線通常為4股道或更多股道。由于快、慢車分線運(yùn)行,彼此不受干擾。換乘站可以布置為平面雙島4線站,或根據(jù)線路情況,設(shè)置為上下同站換乘等形式(見圖6)。分線運(yùn)營對(duì)通道空間要求較高,除非在城市規(guī)劃中預(yù)留了寬通道條件,否則在城市化地區(qū)實(shí)施成本和實(shí)施難度均較高。

圖6 分線運(yùn)行車站布置示意圖

2.2.2 運(yùn)營案例

巴黎都市圈軌道交通網(wǎng)絡(luò)分為RER、M、T三種類型線路。其中，RER線為巴黎全區(qū)快速鐵路網(wǎng),覆蓋了巴黎都市圈內(nèi)的主要城鎮(zhèn),是一種長距離、大站距的快速軌道交通線路;M線為中心城區(qū)的地鐵線路,發(fā)車頻率高、站距短、運(yùn)量大;T線為現(xiàn)代有軌電車線路,主要分布在中心城區(qū)外圍地區(qū),以切向聯(lián)絡(luò)線為主。

巴黎軌道交通網(wǎng)絡(luò)分布如圖7所示。其中，作為快速鐵路網(wǎng),RER線也進(jìn)入到巴黎中心區(qū),在部分區(qū)段與M線共通道分線運(yùn)行,并通過一些換乘站實(shí)現(xiàn)RER線與M線之間的運(yùn)營銜接。例如，RERA線與地鐵M1線在巴黎中心區(qū)除一小段外,基本共通道運(yùn)行,兩條線路可通過La Défense 、Charles de Gaulle Etoile、Gare de Lyon和Nation等4站進(jìn)行換乘。

2.2.3 特點(diǎn)分析

分線運(yùn)營模式下，快慢車分別獨(dú)立成體系,運(yùn)營組織相互影響小,具有很大的靈活性,同時(shí)運(yùn)能不受限制。但是，快車在進(jìn)入市區(qū)后要新建線路,不僅增大了投資,在市區(qū)慢車線路已建成情況下,也會(huì)增加施工難度和工程造價(jià);快慢車之間的換乘便利性相對(duì)于共線共軌運(yùn)營模式也較低。

圖7 巴黎軌道交通網(wǎng)絡(luò)分布圖

我國部分大城市在大力建設(shè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的情況下,隨著交通出行距離的不斷增加,都提出了發(fā)展軌道交通快線的訴求。如果在軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中沒有事先考慮好快、慢線的布局,在建設(shè)中沒有同步實(shí)施或者預(yù)留,將加大今后分線運(yùn)營模式下的快線建設(shè)難度和代價(jià)。

2.3 跨線運(yùn)營模式

2.3.1 基本概念

跨線運(yùn)營模式下,不同速度等級(jí)的列車一般為不同的軌道交通制式,但是有條件接入到另一制式線路上運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)不同線路之間的互聯(lián)互通?？缇€運(yùn)營模式以東京軌道交通最為典型,除小田原線與千代田線外,東京都市圈山手線外私鐵與內(nèi)部地鐵線大部分均能實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)營?？缇€運(yùn)營模式下,快線與慢線必須在車輛限界、系統(tǒng)供電、通信信號(hào)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一或兼容。跨線運(yùn)營模式示意圖如圖8所示。

圖8 跨線運(yùn)營模式示意圖

2.3.2 運(yùn)營案例

東京市郊鐵與地鐵之間的直通運(yùn)營多采用跨線運(yùn)營模式,以地鐵千代田線與私鐵小田急小田原線為例,兩條線路在代代木上原站接軌,千代田線列車可直接駛?cè)胄√镌骶€,開往多摩、小田原等方向。千代田線與小田原線跨線運(yùn)營示意圖如圖9所示。

為了滿足線路間的互通運(yùn)營,代代木上原站接軌站被改造成雙島4線布置形式(見圖10),中間兩根軌道供千代田線使用,兩側(cè)軌道供小田原線使用。

2.3.3 特點(diǎn)分析

跨線運(yùn)營模式有利于發(fā)揮不同制式的技術(shù)優(yōu)勢(shì),例如市郊鐵路與城市軌道交通之間互聯(lián)互通,既能在郊區(qū)段發(fā)揮市郊鐵路大站距、高速運(yùn)行的特點(diǎn),減少車輛配置量,并實(shí)現(xiàn)市郊客流直達(dá)中心城區(qū),又能有效緩解換乘站的客流壓力;而且通過靈活組織列車開行交路,可進(jìn)一步提高運(yùn)營組織的靈活性。

圖9 千代田線與小田原線跨線運(yùn)營示意圖

圖10 代代木上原站示意圖

但是,發(fā)展跨線運(yùn)營也有一定的限制要素,從東京軌道交通跨線運(yùn)營的發(fā)展歷程來看,除了要從線路、車站、車輛、供電、通信、信號(hào)等方面統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,還要在運(yùn)營管理上進(jìn)行有效協(xié)調(diào)。

(1) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于傳統(tǒng)鐵路制式與城市軌道交通制式在車輛、供電、信號(hào)等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在差異,難以實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)營。對(duì)于建成線路,通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)營成本較大,且對(duì)日常運(yùn)營產(chǎn)生較大影響,具有較高的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。因此，發(fā)展跨線運(yùn)營應(yīng)從規(guī)劃階段予以考慮。

(2) 運(yùn)營組織。郊區(qū)線與市區(qū)線直通運(yùn)營后,除了運(yùn)營組織較為復(fù)雜外,還要防范大客流風(fēng)險(xiǎn)。由于郊區(qū)線路的接入,市區(qū)城市軌道交通線路旅客運(yùn)輸能力受到影響,尤其在高峰時(shí)段,郊區(qū)列車進(jìn)入市區(qū)后剩余載客能力有限,易引發(fā)運(yùn)營大客流風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 接線運(yùn)營模式

2.4.1 基本概念

接線運(yùn)營也是國內(nèi)較為常見的運(yùn)營模式，郊區(qū)和市區(qū)兩條不同制式(或編組)的軌道交通線路通過換乘連接,實(shí)現(xiàn)乘客市、郊間乘行不同速度級(jí)別或者不同運(yùn)能級(jí)別的列車。接線運(yùn)營模式示意圖如圖11所示。接線運(yùn)營模式也稱為接駁運(yùn)行模式。

圖11 接線運(yùn)營模式示意圖

2.4.2 運(yùn)營案例

在城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃過程中,為了提高中心城區(qū)的線路客流效益,部分長大線路在郊區(qū)采取斷點(diǎn)運(yùn)營的方式,針對(duì)市區(qū)和郊區(qū)不同的需求特征,采用不同的線路規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者不同的車輛編組。例如，現(xiàn)上海鐵路金山支線和軌道交通3號(hào)線為不同的車輛制式,兩條線路在上海南站站(都為終點(diǎn)站)與軌道交通1號(hào)線和規(guī)劃中的15號(hào)線、機(jī)場快線等形成多線換乘(見圖12)。鐵路金山支線主要服務(wù)金山、松江等市郊客流進(jìn)入市區(qū)的需求,而3號(hào)線為城市軌道環(huán)線的組成部分，兩條線路由于系統(tǒng)制式不兼容,不能實(shí)現(xiàn)線路間的跨線運(yùn)行,只能通過換乘形成客流的對(duì)接。又如,現(xiàn)軌道交通2號(hào)線在廣蘭路站實(shí)行接線運(yùn)營模式。廣蘭路站以西段列車為8節(jié)編組,廣蘭路站以東段列車為4節(jié)編組，兩段線路雖為同一種制式,但列車編組不同,目前東、西兩段線路不能直通,而是在廣蘭路站換乘。

2.4.3 特點(diǎn)分析

接線運(yùn)營模式下,僅需在兩條線路之間做好換乘銜接。這實(shí)質(zhì)上是一種虛擬直通運(yùn)營模式,線路之間運(yùn)營互不影響。但是,這種模式在兩線連接處增加了換乘,給乘客出行帶來了不便,且隨著郊區(qū)人口的增加,接線換乘樞紐的客流壓力將越來越大,會(huì)給車站的運(yùn)營安全帶來一定隱患。

圖12 上海南站站城市軌道交通平面布置圖

3 結(jié)語

實(shí)現(xiàn)包括市域鐵路在內(nèi)的多種制式軌道交通參與城市客運(yùn)交通,是提高大城市公共交通服務(wù)水平、體現(xiàn)公交優(yōu)先發(fā)展思路的重要手段。深化研究不同制式軌道交通間的銜接換乘和互聯(lián)互通運(yùn)營組織模式,是提高軌道交通網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)營效率的重要內(nèi)容。在區(qū)域一體化、城鄉(xiāng)一體化發(fā)展背景下,實(shí)現(xiàn)城際鐵路、市郊鐵與地鐵間的交通銜接和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,對(duì)于支持城鎮(zhèn)空間體系優(yōu)化具有重要意義。但是，不同系統(tǒng)制式間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,需要政府部門做好協(xié)調(diào)相關(guān)建設(shè)主體利益、制定統(tǒng)一和兼容的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)留不同運(yùn)營模式下的實(shí)施條件等工作。

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Four Operation Modes of Urban Rail Transit Network Interconnection and Intercommunication

ZHANG Anfeng, LIU Tao

In the future,Shanghai rail transit will form a network structure with multi-levels and modes.In network planning,the interconnection and intercommunication between different rail formats should be deeply considered to improve the operational flexibility and exert the efficiency of the overall network.In this paper,four operation modes-unilinear mode,separate line mode,cross line mode and connection mode—are introduced, then combined with the experiences of rail operation in both China and foreign cities,the characteristics of different operation modes are analyzed aiming to look for a suitable one for Shanghai rail transit.

rail transit; interconnection and intercommunication; operation modes

F 530.7

10.16037/j.1007-869x.2016.07.027

2015-11-20)