市域(郊)鐵路規(guī)劃設(shè)計若干關(guān)鍵問題的分析與思考

汪時中

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院，200030，上?！胃呒壒こ處?

隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的加速，大都市區(qū)逐漸形成。目前，“鐵路+市區(qū)軌道(交通)”二元結(jié)構(gòu)體系難以適應(yīng)多層次軌道交通體系需求。市域(郊)鐵路作為通勤化、快速度、大運量的軌道交通系統(tǒng)，兼具鐵路與一般城市軌道交通的特點，其發(fā)展正受到越來越多的青睞和重視。國家相關(guān)部委多次印發(fā)指導(dǎo)文件促進市域(郊)鐵路發(fā)展。目前，市域(郊)鐵路建設(shè)處于起步并大力提倡發(fā)展的階段，雖積累了一定經(jīng)驗，但仍面臨功能定位模糊、建設(shè)成本高、客流效益低等問題。面對建設(shè)線路更長、站距更大、速度更高的市域(郊)鐵路的挑戰(zhàn)，本文從市域(郊)鐵路的基本特點分析入手，對其規(guī)劃設(shè)計中幾個關(guān)鍵問題進行分析闡述。

1 市域(郊)鐵路的定義及基本特點

市域(郊)鐵路是一種介于城際鐵路與城市軌道交通之間的、新型快捷的軌道交通系統(tǒng)，為城市中心城區(qū)與周邊新城之間、組團城市各城鎮(zhèn)之間提供公交化、大運量、快速便捷的運輸服務(wù)。

值得注意的是，目前，國內(nèi)對服務(wù)功能基本相似的市域鐵路、市域快軌及市域快線尚沒有明確界定。出臺的各種規(guī)范及文件叫法不一，導(dǎo)致對項目定位及設(shè)計建設(shè)標準的理解和觀點也不盡相同。最新印發(fā)的《關(guān)于推動都市圈市域(郊)鐵路加快發(fā)展意見的通知》指出：“對符合市域(郊)鐵路功能定位和技術(shù)標準相關(guān)要求的市域快軌、市域快線、市域鐵路等，統(tǒng)籌納入市域(郊)鐵路規(guī)劃管理。”據(jù)此，本文將上述各種線路暫按市域(郊)鐵路(以下簡為“市域鐵路”)統(tǒng)稱。

市域鐵路基本特點是：線路長度一般為50～100 km；線路敷設(shè)方式以地面或高架為主；中心城區(qū)平均站間距不宜小于2 km，其他路段不宜小于4 km；列車設(shè)計運行速度宜為100～160 km/h；車輛選型為市域A、B、C、D型，或CRH(中國高速鐵路)系列車型；客流特征具有通勤化、同城化特點；運營組織應(yīng)提供高峰時高密度的公交化服務(wù)，并滿足時效性和舒適性要求；牽引供電系統(tǒng)有交流、直流及雙流等制式；信號系統(tǒng)可采用ATC(列車自動控制系統(tǒng))或CTCS(中國列車運行控制系統(tǒng))制式；國家相關(guān)部委及行業(yè)管理部門多次印發(fā)文件，要求嚴格控制市域鐵路的工程造價。

2 規(guī)劃設(shè)計中的關(guān)鍵問題

2.1 功能定位

我國軌道交通主要有干線鐵路、城際鐵路、市域鐵路及市區(qū)軌道交通(市區(qū)運行的城市軌道交通，以地鐵為代表)等類型。各城市正在探索多網(wǎng)融合的規(guī)劃理念和建設(shè)模式。各類軌道交通在服務(wù)對象、運營特點、與其他交通方式的銜接、技術(shù)體系等方面的比較如表1所示。

表1 我國各類軌道交通的比較

準確把握項目的功能定位至關(guān)重要，決定著項目的建設(shè)標準和運輸服務(wù)需求。經(jīng)研究，確定市域鐵路功能定位的關(guān)鍵要點為：

1)理清層級：市域鐵路處于上承城際鐵路、下銜市區(qū)軌道交通的層級，不能簡單套用地鐵或城際鐵路的標準建設(shè)。

2)融合性：市域鐵路應(yīng)同都市圈城際鐵路及市區(qū)軌道交通共同融合，構(gòu)筑完善的市域軌道交通一體化系統(tǒng)。

3)城市公共交通范疇：市域鐵路是城市綜合交通體系的重要組成部分，屬于城市軌道交通系統(tǒng)，其建設(shè)及運營應(yīng)提供通勤化、公交化的運輸服務(wù)。

4)服務(wù)時效性、便捷性：新建線路單程通行時間不宜超過1 h為基本目標，并滿足城市綜合交通規(guī)劃提出的時間目標要求。

5)運輸服務(wù)：采用網(wǎng)絡(luò)化互通、靈活編組、高密度、公交化的運輸組織模式，提供快速直達和站站停等滿足不同乘客需求的運輸服務(wù)。

6)規(guī)劃及服務(wù)范圍：都市圈通常有核心圈層(中心城區(qū))、通勤圈層(近郊區(qū))、商務(wù)圈層(遠郊區(qū))，應(yīng)分析本線所處圈層，確定合理的系統(tǒng)制式和運輸服務(wù)標準；線路可不受限于本市行政區(qū)劃，對具有同城化趨勢、通勤需求較高的毗鄰城市(鎮(zhèn))應(yīng)予以延伸覆蓋或預(yù)留條件。

2.2 線網(wǎng)與線路規(guī)劃

2.2.1 國外典型城市規(guī)劃案例

我國市域鐵路網(wǎng)絡(luò)化規(guī)劃建設(shè)尚處在探索發(fā)展階段。國外發(fā)達國家的發(fā)展經(jīng)驗值得借鑒與參考。目前，在東京、巴黎、紐約及倫敦等國際公認的都市圈區(qū)域，市域鐵路在其都市圈的形成及發(fā)展過程中發(fā)揮了不可替代的作用。

東京有“軌道上的城市”之美譽，是全世界成功發(fā)展市域鐵路的最佳典范。其在空間布局方面形成了以山手線(JR環(huán)線)為界、環(huán)內(nèi)以地鐵為主、市域鐵路與地鐵通過山手環(huán)線換乘的“內(nèi)地外鐵”的軌道交通線網(wǎng)(見圖1)。巴黎大區(qū)的軌道交通線網(wǎng)的層次清晰分明，主要由市區(qū)地鐵、區(qū)域快軌(RER)及市郊鐵路部分構(gòu)成，其中后兩種均為市域鐵路(見圖2)。紐約大都會區(qū)通過通勤鐵路實現(xiàn)了郊區(qū)與市中心的快速聯(lián)系，其以市中心中央總站、賓西法尼亞站及霍肯站為端點，通過長島鐵路、北部鐵路及新澤西鐵路形成輻射半徑為50～60 km的多支線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(見圖3)。倫敦線網(wǎng)總體呈現(xiàn)放射狀，大部分區(qū)域快線穿越中心城區(qū)。

圖1 東京都市圈軌道交通系統(tǒng)

圖2 巴黎都市圈軌道交通系統(tǒng)

圖3 紐約都市圈軌道交通系統(tǒng)

國外典型都市圈市域鐵路概況見表2。由表2可知：國外都市圈市域鐵路的線網(wǎng)分布雖各有特點，但在市內(nèi)都以密集的地鐵為主，與周邊輻射區(qū)域交通聯(lián)系以市域鐵路為主；市域鐵路長度占整個城市軌道交通系統(tǒng)線路長度70%以上，而地鐵長度僅占10%～20%。

表2 國外典型都市圈市域鐵路概況[1]

這些市域鐵路網(wǎng)共同點是：均是在城市由城市單中心結(jié)構(gòu)向都市圈多中心、組團式結(jié)構(gòu)發(fā)展時建設(shè)的；建設(shè)時充分利用了原有鐵路系統(tǒng)并對其進行改造升級，采用靈活的運輸組織方式，實現(xiàn)了城市外圍組團與城市中心區(qū)的快速聯(lián)系，并能獨立成系統(tǒng)。不同點是：在線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)及與市區(qū)地鐵線網(wǎng)的相互關(guān)系方面，東京為環(huán)+放射、靈活組織+最大限度貫通運營式，巴黎為貫穿中心城、廊道復(fù)線并行+多點換乘式，紐約為多點換乘、多點放射式。

總結(jié)國外典型案例及國內(nèi)規(guī)劃情況，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)基本有3種類型(見圖4)。

a)貫穿型

2.2.2 線網(wǎng)與線路規(guī)劃啟示與建議

市域鐵路線網(wǎng)與線路的規(guī)劃因需與干線鐵路、城際鐵路及市區(qū)軌道交通等統(tǒng)籌而較復(fù)雜。在市域鐵路規(guī)劃中需重視的關(guān)鍵問題為：① 我國市域鐵路網(wǎng)的規(guī)劃可以很好借鑒國外經(jīng)驗，但在發(fā)展的特定歷史背景條件不同時，不能照搬照抄；應(yīng)分析都市圈核心圈、通勤圈、商務(wù)圈等圈層結(jié)構(gòu)形態(tài)特征，評估既有軌道交通設(shè)施及服務(wù)水平。② 應(yīng)優(yōu)先充分利用既有鐵路資源，再考慮新建項目。③ 理順市域線網(wǎng)與城市鐵路樞紐總圖的關(guān)系，市域線網(wǎng)應(yīng)融于都市圈城際網(wǎng)，需統(tǒng)籌考慮。④ 特別注重做好與市區(qū)軌道交通網(wǎng)的銜接、換乘或貫通運營，市域鐵路宜穿心而過或終于城市中心區(qū)的綜合樞紐；需要互聯(lián)互通的線路規(guī)劃時應(yīng)盡可能采用平行交叉。⑤ 有些城市既規(guī)劃市域快軌，又規(guī)劃了市郊鐵路，應(yīng)兩者統(tǒng)籌謀劃，理順網(wǎng)絡(luò)層次劃分，是同一市域鐵路網(wǎng)絡(luò)的2個制式類別(偏鐵路或偏市區(qū)軌道)，不應(yīng)出現(xiàn)“兩張網(wǎng)”。⑥ 打破行政區(qū)劃界限，積極考慮與具有同城化趨勢且通勤需求較高的毗鄰城市(鎮(zhèn))軌道網(wǎng)進行銜接或預(yù)留接口，如上海、南京、杭州、蘇錫常(蘇州-無錫-常州)、金義東(金華-義烏-東陽)等區(qū)域都進行了市域線的統(tǒng)籌規(guī)劃。⑦ 應(yīng)在統(tǒng)籌考慮集約通道資源、與交通走廊并行、環(huán)境選線、客流效益、站城一體化TOD(以公共交通為導(dǎo)向的開發(fā))開發(fā)的可能等基礎(chǔ)上選擇線路廊道，并落實線路敷設(shè)方式(應(yīng)以優(yōu)先敷設(shè)地上線為主，可節(jié)省造價)，其車站分布遵循按需設(shè)站、靈活設(shè)站的原則。⑧ 支線設(shè)置，市域鐵路規(guī)劃宜在線路末端或合適位置設(shè)置一些支線來覆蓋更大的服務(wù)范圍。⑨ 在注重客流預(yù)測及效益的同時，還應(yīng)確定合理的時間目標，規(guī)避目前出現(xiàn)的快線不快問題，突顯市域鐵路相較道路公交、小汽車等在出行時間或成本上的綜合優(yōu)勢。⑩ 構(gòu)建互聯(lián)互通、高效的市域鐵路網(wǎng)絡(luò)化運營，不應(yīng)采用地鐵單線獨立運營的模式。

2.3 系統(tǒng)制式與技術(shù)服務(wù)標準體系

2.3.1 國內(nèi)外市域鐵路系統(tǒng)制式與標準

國外典型市域鐵路有2種制式：① 以紐約、倫敦及東京等城市為代表的供電方式為DC 750～1 500 V的城市軌道交通制式；② 以巴黎由法國國營鐵路公司(SNCF)運營巴黎北站以北的市郊鐵路為代表，供電方式為AC 25 kV的國家鐵路制式。

經(jīng)梳理，國內(nèi)具有代表性的市域線項目按車輛類型主要包括如下5種：國家鐵路CRH系列車型、市域D型車、直流B型車、直流A型車、交流A型車、雙流制As型車。表3為國內(nèi)典型市域線項目線路概況。

表3 國內(nèi)典型市域線項目線路概況

國內(nèi)已建市域鐵路系統(tǒng)制式根據(jù)項目具體情況進行了不同的選擇與嘗試。在特定的條件和不同的理念思路下，各制式均有其一定的合理性。比如：利用國家鐵路改造的項目基本按照國家鐵路制式；新建項目中，一部分采用偏國家鐵路制式，更多項目采用偏速度目標值高的城市軌道交通制式。但從典型案例和調(diào)研運營情況看，對在同等條件下的新建項目而言，與國家鐵路制式相比，城市軌道制式更適合市域線的功能特征及公交化的運營服務(wù)需求。

2.3.2 鐵路與市區(qū)軌道交通技術(shù)服務(wù)標準體系對比

為更好確定市域鐵路系統(tǒng)制式、建設(shè)與運營服務(wù)標準，有必要先對鐵路和市區(qū)軌道交通的功能定位、線路特點、系統(tǒng)制式、技術(shù)標準、運輸及管理等主要技術(shù)服務(wù)指標進行分析比較。相關(guān)比較結(jié)果見表4。

由表4可以看出，鐵路與市區(qū)軌道交通雖然線路結(jié)構(gòu)、基本原理相似，但在功能定位、土建機電設(shè)計標準及運輸服務(wù)等方面存在很多差異。鐵路提供長距離的客運服務(wù)，市區(qū)軌道交通提供乘距短的公交化服務(wù)。此外，鐵路與市區(qū)軌道交通的安檢系統(tǒng)雖所用技術(shù)手段基本一致，但安檢等級尚不統(tǒng)一，暫不能實現(xiàn)安檢互信；二者導(dǎo)向、靜態(tài)標識、字體及顏色也存在差異。

表4 鐵路與市區(qū)軌道交通主要技術(shù)服務(wù)指標對比[2]

2.3.3 系統(tǒng)制式及技術(shù)服務(wù)標準體系

綜合以上分析，我國市域鐵路項目系統(tǒng)制式主要有3類：國家鐵路制式、市域直流100～120 km/h制式、市域140 km/h及以上交流制式。國家鐵路制式多適用于改造利用既有鐵路開行市域列車的線路(如上海金山鐵路等)，其設(shè)計一般執(zhí)行《城際鐵路設(shè)計規(guī)范》。市域直流100～120 km/h制式線路(如南京及杭州等區(qū)域的市域鐵路)的建設(shè)和運營管理模式與市區(qū)軌道交通完全一致，其設(shè)計建設(shè)依據(jù)為《地鐵設(shè)計規(guī)范》和《市域快速軌道交通設(shè)計規(guī)范》。市域140 km/h及以上的交流制式項目(如溫州軌道交通S1線、北京地鐵大興機場線、成都地鐵18號線等)綜合了國家鐵路和城市軌道交通的相關(guān)技術(shù)特點；與列車運行相關(guān)的動力設(shè)備(車輛及牽引供電設(shè)備等)偏向鐵路制式，服務(wù)于乘客的客運設(shè)施設(shè)備(車站設(shè)備，以及通信、信號、通風(fēng)、供水、非牽引供電、防災(zāi)及信息等專業(yè)設(shè)備)采用城市軌道交通標準。第三類也是市域鐵路標準體系設(shè)計建設(shè)一直在研究、實踐的制式，目前在我國已有國家鐵路局發(fā)布的《市域(郊)鐵路設(shè)計規(guī)范》和中國土木學(xué)會發(fā)布的《市域快速軌道交通設(shè)計規(guī)范》兩個主要標準。二者將鐵路技術(shù)體系和城市軌道交通技術(shù)體系延伸、滲透，相互融合補充。

市域鐵路技術(shù)標準體系建設(shè)一直存在鐵路與城市軌道交通之爭，因體制機制等原因存在諸多理解不同、看法和利益之爭。本文建議：

1)市域鐵路介于鐵路與市區(qū)軌道交通之間，且鐵路與市區(qū)軌道無法實現(xiàn)直通運營，因此市域鐵路采用的2種技術(shù)標準體系在某些城市(如北京、上海等)可能長期共存，難以完全統(tǒng)一。

2)針對偏鐵路和偏城市軌道交通兩種制式，在市域鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前應(yīng)開展整個市域網(wǎng)絡(luò)項目系統(tǒng)制式和技術(shù)標準的專項規(guī)劃。一般位于通勤圈層的市域鐵路宜選取基于市區(qū)軌道交通標準及運行規(guī)則；位于商務(wù)圈層的市域鐵路可選取基于鐵路的技術(shù)標準及運行規(guī)則，可視為鐵路服務(wù)向城市的延伸。

3)經(jīng)濟性是市域鐵路建設(shè)需高度重視的關(guān)鍵因素。要特別關(guān)注線路敷設(shè)方式和信號系統(tǒng)制式(ATC或CTS-2)對工程造價的巨大影響。實際工程案例表明，在同等線路條件下，與采用鐵路制式相比，采用城市軌道交通制式的工程規(guī)模及造價更低、經(jīng)濟性更好。

4)當市域鐵路確有必要與城際鐵路聯(lián)通聯(lián)運時，采用鐵路標準為宜；市域鐵路的功能定位決策更需考慮與市區(qū)軌道線的互聯(lián)互通、融合發(fā)展，尤其是近郊線和向心線，應(yīng)采用城市軌道交通標準。

2.4 線路敷設(shè)方式的選擇

線路敷設(shè)方式選擇對市域鐵路的設(shè)計建設(shè)來說十分關(guān)鍵。敷設(shè)方式對項目設(shè)計建設(shè)、工程造價及投入產(chǎn)出效益比都會產(chǎn)生巨大影響。采用全地下敷設(shè)方式的市域鐵路造價高昂、客流效益低，往往形成了“地鐵的造價、中低運量的客流”的尷尬局面，造成項目決策困難，引起同行不少爭議。

按敷設(shè)方式，市域鐵路可分為地下線、地面線及高架線。市域鐵路具有站距長、站臺長、車站配線形式復(fù)雜及防災(zāi)要求高等特點。按地上線(地面線及高架線)建設(shè)，則會大大簡化線路設(shè)計，縮減工程規(guī)模。但在我國市域鐵路發(fā)展中，全線敷設(shè)地上線為主的方案難以落地，存在環(huán)境、景觀、影響土地價值等問題，需要政府、規(guī)劃方及設(shè)計建設(shè)方共同去克服解決。對此，應(yīng)從兩方面入手：

1)樹立環(huán)境選線的理念。即在線路規(guī)劃時融入環(huán)保理念，不完全按客流選線，而按環(huán)境選線，使線路同沿線城市環(huán)境、人文環(huán)境、景觀環(huán)境及生態(tài)環(huán)境等融為一體。一般情況下，線路沿既有鐵路及快速路等交通走廊，以及河道單側(cè)并行布置，且布設(shè)線路的道路空間寬度宜為50～60 m以上。規(guī)劃的線路應(yīng)避開環(huán)境敏感地帶，減少對城市用地的切割，并與城市建筑融合協(xié)調(diào)。

2)綜合研究環(huán)境及景觀等問題的解決措施。地上線要面對的主要問題是線路對環(huán)境及景觀的影響。地上線路融入城市需要城市規(guī)劃的指導(dǎo)與配合，使線路與其兩側(cè)的規(guī)劃項目共生、高度契合，避免脫節(jié)。要將地上線區(qū)間及車站打造成為城市建筑，需從道路功能協(xié)調(diào)、街景空間協(xié)調(diào)、車站設(shè)置與建筑協(xié)調(diào)、換乘車站處理、景觀及綠化設(shè)計、綜合減振降噪等方面考慮，從城市規(guī)劃觀念入手。地上線路的減振降噪是一項綜合性的系統(tǒng)工程。要達到良好的減振降噪效果，車輛、軌道、橋梁、環(huán)保、聲屏障等各專業(yè)要共同采取措施，必要時應(yīng)采取多重減振降噪綜合措施以達到環(huán)評的要求，使項目能夠真正落地，減少振動和噪聲對周圍環(huán)境和沿線居民的影響。降噪要求高的高架線綜合減振降噪措施見圖5。

圖5 市域鐵路高架線綜合減振降噪措施

2.5 其他方面

市域鐵路的客流特征分析、運營組織與管理、站城一體化綜合開發(fā)、交通一體化銜接等也是市域鐵路設(shè)計建設(shè)應(yīng)該高度重視和落實的問題。

與市區(qū)軌道交通相比，市域鐵路客流特征在客流規(guī)模、客流時空分布、乘客構(gòu)成等方面具有鮮明特征，其對市域鐵路的規(guī)劃、建設(shè)及運營管理均有特定要求。市域鐵路運行應(yīng)采用非常靈活的運輸組織模式：線網(wǎng)運行模式可分為各線獨立運行、部分線路互聯(lián)互通跨線運行、全網(wǎng)集中控制的網(wǎng)絡(luò)化運行；單條線運行模式包括可越行模式(快慢車組合運行模式)和不越行模式。

市郊鐵路運營管理需建立適合地方具體情況的運營管理機制，探索市域鐵路、城際鐵路及城市軌道交通在票務(wù)、安檢及運營信息等方面的一體化，實現(xiàn)服務(wù)人性化和高效率運營。

站城一體化綜合開發(fā)和交通一體化銜接是推進市域鐵路可持續(xù)健康發(fā)展的兩個永恒主題，兩者需統(tǒng)籌規(guī)劃實施，密不可分。軌道+土地模式是否成功決定著當前提出的打造軌道上的都市圈的成與敗，必須統(tǒng)籌推進人口、產(chǎn)業(yè)、消費等向軌道站點周邊聚集。停車場、車輛段及車站等設(shè)施及周邊地塊的綜合開發(fā)是市域鐵路可持續(xù)發(fā)展的重要支撐，是城市空間優(yōu)化拓展的重要驅(qū)動，也是滿足旅客多元化需求的基本保障，需要制定合理的綜合開發(fā)方案、實施路徑及投融資模式；為提高市域鐵路的運行效率和分擔率，應(yīng)以人為本，優(yōu)化站點交通設(shè)施布局，做好交通一體化銜接規(guī)劃并同步實施。

3 結(jié)語

建設(shè)市域鐵路是都市圈或超大城市建設(shè)的必然選擇，面臨極佳發(fā)展機遇。其建設(shè)應(yīng)準確把握功能定位，著力提升其經(jīng)濟效益和社會效益、提高性價比。本文對市域鐵路在規(guī)劃建設(shè)中需關(guān)注的關(guān)鍵問題進行了總結(jié)、分析與思考，希望能拋磚引玉，以期實現(xiàn)市域軌道交通網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)健康發(fā)展。