城市地鐵路網(wǎng)規(guī)劃研究摘要:在研究城市交通規(guī)劃以及軌道交通規(guī)劃的文獻(xiàn)和研究成果的基礎(chǔ)上,論述了城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃的重要意義,介紹了地鐵路網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容,對(duì)地鐵路網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行了探討,提出了合理路網(wǎng)規(guī)模的概念,并指出了當(dāng)前路網(wǎng)規(guī)劃中存在的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:地鐵路網(wǎng);規(guī)劃;路網(wǎng)規(guī)模;路網(wǎng)形態(tài) 現(xiàn)代的城市快速軌道交通,美國(guó)稱為UrbanRailTransit,我國(guó)臺(tái)灣省稱為大眾捷運(yùn)系統(tǒng)。除傳統(tǒng)的地鐵系統(tǒng)外,在實(shí)踐中還使用替代的解決方法,有地面的快速軌道交通、輕軌和單軌電車。目前世界上主要有四種城市快速軌道交通形式:地鐵、輕軌、通勤鐵路、高架單軌電車。 在21世紀(jì),快速軌道交通成為我國(guó)城市交通的一項(xiàng)發(fā)展戰(zhàn)略,這也成為大城市解決交通問(wèn)題的重大基礎(chǔ)設(shè)施。如何在城市及其區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)、合理并科學(xué)地規(guī)劃遠(yuǎn)期軌道交通線路和網(wǎng)絡(luò),使其適應(yīng)具體的城市地理形態(tài)和城市總體規(guī)劃的土地利用格局,帶動(dòng)城市的土地開(kāi)發(fā);如何選擇合適的路網(wǎng)規(guī)模和合理的路網(wǎng)形態(tài),以提高交通的可達(dá)性,最大限度地吸引客流,成為我國(guó)選擇發(fā)展、規(guī)劃快速軌道交通的大城市所面臨的共同問(wèn)題。1地下鐵道的建設(shè)和發(fā)展 隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,我國(guó)大城市的數(shù)量和規(guī)模增長(zhǎng)很快,目前我國(guó)百萬(wàn)人口以上的城市有34個(gè),其中超過(guò)300萬(wàn)人口的城市有8個(gè)。隨著社會(huì)的發(fā)展,大城市人口的增加和規(guī)模的不斷擴(kuò)大,使城市交通需求迅速增長(zhǎng),近年來(lái)城市道路及車輛擁有量都大幅度的提高,交通問(wèn)題已變得非常突出。按照運(yùn)輸規(guī)劃學(xué)者WaberSmith的建議標(biāo)準(zhǔn),人口超過(guò)150萬(wàn)人的都市就應(yīng)該有捷運(yùn)系統(tǒng)。地鐵是城市快速軌道交通的一部分,因其運(yùn)量大、速度快、污染小、能耗低以及準(zhǔn)時(shí)等優(yōu)點(diǎn),被稱為“綠色交通”。 自1863年1月10日,在倫敦采用明挖法施工的第一條地鐵通車開(kāi)始,城市交通就進(jìn)入了軌道交通的新時(shí)代??傮w上,地下鐵道的建設(shè)和發(fā)展經(jīng)歷了以下三個(gè)階段: 第一階段:1863~1899年,世界上有7個(gè)城市修建了地下鐵道; 第二階段:1900~1949年,世界上有13個(gè)城市修建了地鐵; 第三階段:二戰(zhàn)后,隨著各國(guó)城市大運(yùn)量公共客運(yùn)需求的快速增長(zhǎng),地鐵發(fā)展非常迅速。到1999年為止,世界上有44個(gè)國(guó)家、115座城市開(kāi)通了地下鐵道。線路總數(shù)為336條,總長(zhǎng)為7000多公里,車站總數(shù)為5400余座。其中,英、法、美等發(fā)達(dá)國(guó)家在二次世界大戰(zhàn)之前就開(kāi)始了地鐵建設(shè),到1999年末,總里程就已達(dá)到了2840km左右。 在戰(zhàn)后的半個(gè)世紀(jì)里,地下鐵道建設(shè)突飛猛進(jìn)。各個(gè)時(shí)代地鐵建設(shè)里程如表1所示:
我國(guó)地下鐵道的建設(shè)起步較晚。1969年建成的第一條地下鐵道線是北京地鐵(北京站至蘋(píng)果園)1#線,全長(zhǎng)為24.17km。隨后又修建了北京地鐵2#線(環(huán)線)的北半環(huán)、復(fù)八線。繼北京地鐵之后,1984年又修建了7.4km長(zhǎng)的天津地鐵,1989年建成了上海地鐵1#線,1998年又建成了上海地鐵2#線,1998年建成了廣州地鐵1#線,2008年廣州地鐵5#線將渴望建成,沈陽(yáng)地鐵2005年10月已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng),成都、杭州等城市也在積極籌備地鐵工作。目前,我國(guó)已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的地鐵線路已長(zhǎng)達(dá)145km。 1995年8月《日本經(jīng)濟(jì)新聞》對(duì)中國(guó)的地鐵建設(shè)進(jìn)行了評(píng)價(jià)和報(bào)道“中國(guó)的城市開(kāi)始了交通革命”,“建國(guó)以來(lái)最大的地鐵熱”。盡管我國(guó)的地鐵建設(shè)在起步上較其他國(guó)家相對(duì)較晚,但是目前我國(guó)已經(jīng)在修建和準(zhǔn)備開(kāi)工的地鐵就有20多條,近期規(guī)劃的就有50多條??梢钥隙ǖ刂v,21世紀(jì)的中國(guó)將進(jìn)入地鐵建設(shè)的高潮。2地鐵路網(wǎng)規(guī)劃的意義 在戰(zhàn)后的幾十年時(shí)間里,地鐵建設(shè)的總里程占總地鐵里程數(shù)的80%。而且隨著城市交通問(wèn)題的不斷惡化,地鐵建設(shè)已經(jīng)逐漸被提到日程上來(lái)了。地鐵建設(shè)是一個(gè)城市的基礎(chǔ)性設(shè)施,是一項(xiàng)投資大、工期長(zhǎng)的系統(tǒng)工程。它的形成和建設(shè)關(guān)系到城市建設(shè)的方方面面。它對(duì)城市的形成和發(fā)展以及人們的生活方式都產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。M.Attoe說(shuō):政治家和投資者應(yīng)該相信生活質(zhì)量不是對(duì)今天而言的,而是20年后,規(guī)劃我們子孫的生活質(zhì)量。因此,對(duì)地鐵的建設(shè)應(yīng)有很高的規(guī)劃要求,而作為地鐵建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題———網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃就有著戰(zhàn)略性的意義。 地下鐵道路網(wǎng)的布局是否合理,直接關(guān)系到地下鐵道能否在城市交通中發(fā)揮重要的作用;直接關(guān)系到基本建設(shè)費(fèi)用能否降低造價(jià)、節(jié)約經(jīng)費(fèi);也關(guān)系到能否方便、有效地為居民生活服務(wù)。反之,如果地鐵路網(wǎng)的規(guī)劃不夠合理,那么就會(huì)影響到城市的建設(shè)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。由于路網(wǎng)的規(guī)劃與城市用地規(guī)劃緊密相關(guān),因此在地鐵建設(shè)中必須針對(duì)路網(wǎng)規(guī)劃做到心中有數(shù)。地下鐵道路網(wǎng)布局合理與否,將導(dǎo)致能否有效地吸引運(yùn)輸客流。而且,經(jīng)驗(yàn)證明軌道交通的建設(shè)只有在形成一定的網(wǎng)絡(luò)時(shí)才可以吸引更大的客流需求。 早期建設(shè)的地下鐵道沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)劃,往往是根據(jù)某一時(shí)期某一地帶客流量的需要逐步地進(jìn)行建設(shè)。這樣一條條疊加起來(lái)的線路,無(wú)法形成一定格局的路網(wǎng),如倫敦、巴黎、紐約等。在我國(guó),由于路網(wǎng)規(guī)劃的不夠合理,使得路網(wǎng)規(guī)模相當(dāng)龐大。僅北京、上海、成都、濟(jì)南、天津、廣州6座城市所規(guī)劃的路網(wǎng)總規(guī)模就是亞洲現(xiàn)有地鐵總規(guī)模的2~3倍。 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的不合理,會(huì)帶來(lái)很多的負(fù)面效應(yīng)。比如像客流負(fù)荷不均勻、換乘不便等現(xiàn)象。以倫敦的地鐵建設(shè)和莫斯科的地鐵建設(shè)相比較。莫斯科的地鐵負(fù)荷強(qiáng)度大于倫敦地鐵的負(fù)荷強(qiáng)度,但是其路網(wǎng)密度卻低于倫敦的地鐵路網(wǎng)密度。究其原因就在于:倫敦地鐵缺乏較好的規(guī)劃,結(jié)果導(dǎo)致了它的路網(wǎng)布局極其不合理,產(chǎn)生了路網(wǎng)龐大、負(fù)荷不均勻等負(fù)面效果。 由此可見(jiàn),路網(wǎng)規(guī)劃的好壞直接影響著后期的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此,作好地鐵路網(wǎng)的規(guī)劃工作有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。3地鐵路網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容 地鐵路網(wǎng)的規(guī)劃一般是在對(duì)城市結(jié)構(gòu)與土地利用、城市客流需求的空間分布特點(diǎn)以及線路工程實(shí)施可行性進(jìn)行定性與定量分析的基礎(chǔ)上,形成多個(gè)備選方案。并在此基礎(chǔ)上,對(duì)備選方案進(jìn)行必要的規(guī)劃。一般說(shuō)來(lái),規(guī)劃內(nèi)容包括以下8點(diǎn)內(nèi)容:(1)估算各條線路的客流量,進(jìn)行初步的客流分析;(2)各條線路的大致走向和主要經(jīng)由;(3)路網(wǎng)形態(tài)分析和規(guī)劃方案的評(píng)價(jià);(4)主要換乘站(內(nèi)部)和與其他交通方式的換乘(內(nèi)部)的布局安排;(5)車輛檢修整備基地(車輛段)的設(shè)置方案;(6)發(fā)展序列和建設(shè)第一條軌道交通線的必要性論證;(7)規(guī)劃路網(wǎng)對(duì)城市各種發(fā)展可能情況的適應(yīng)性分析;(8)投資估算和宏觀效益分析。 推薦的路網(wǎng)確定以后,可重新進(jìn)行推薦方案的客流預(yù)測(cè),進(jìn)一步對(duì)地鐵路網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 在規(guī)劃范圍上,必須保持與城市的總體規(guī)劃相協(xié)調(diào),以城市的總體規(guī)劃為依據(jù)。由于規(guī)劃是隨著人們的認(rèn)識(shí)和經(jīng)濟(jì)水平等因素在變化的,因此在路網(wǎng)規(guī)劃編制完成以后,應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)施情況進(jìn)行不斷地修正。4地鐵路網(wǎng)規(guī)模確定 對(duì)于地鐵路網(wǎng)來(lái)說(shuō),其路網(wǎng)規(guī)模是由路網(wǎng)的線路數(shù)和線路總長(zhǎng)度兩部分來(lái)組成。通常計(jì)算路網(wǎng)線路總長(zhǎng)度的方法有兩種:一是以城市公共交通客流總量來(lái)計(jì)算路網(wǎng)總長(zhǎng)度;二是以路網(wǎng)密度指標(biāo)計(jì)算路網(wǎng)線路總長(zhǎng)度。由于地鐵路網(wǎng)的規(guī)劃是針對(duì)不同地區(qū)、不同的地理環(huán)境來(lái)具體進(jìn)行的,而每個(gè)城市的形態(tài)都大不相同,沒(méi)有一個(gè)普遍適用的網(wǎng)絡(luò)布局。既然路網(wǎng)的規(guī)劃與城市規(guī)劃緊密相關(guān),而規(guī)劃又是面向未來(lái)的,因此確定的地鐵路網(wǎng)往往是一個(gè)具有多個(gè)甚至是相互沖突的目標(biāo)和相互限制且不能定量的指標(biāo)的多準(zhǔn)則的決策問(wèn)題。比如,要想覆蓋較大的范圍,吸引更多的乘客,這就必然與降低造價(jià)相抵觸。因此,地鐵路網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)就顯得更加復(fù)雜,確定合理的規(guī)模就顯得非常有必要。5地鐵路網(wǎng)規(guī)劃的研究現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題 在國(guó)內(nèi)外,城市軌道交通的路網(wǎng)規(guī)劃方面的專門(mén)著作仍舊少見(jiàn),而且這方面的文獻(xiàn)也多分散在各個(gè)領(lǐng)域中。從目前的國(guó)內(nèi)外資料來(lái)看,城市軌道交通規(guī)劃可以劃分為互相關(guān)聯(lián)的三類問(wèn)題:第一類是研究軌道交通布線或者叫網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題,第二類是軌道交通需求分析預(yù)測(cè),第三類是城市交通規(guī)劃方案的評(píng)價(jià)和決策問(wèn)題。這里,主要就第一類問(wèn)題論述目前研究工作的現(xiàn)狀以及所存在的不足。 M.Gendreau等人于1995年把啟發(fā)式算法應(yīng)用到城市軌道交通規(guī)劃中,從一初始線圖式,通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)格單元,建立網(wǎng)格系統(tǒng),尋求相鄰單元的較優(yōu)答案:目標(biāo)函數(shù):min{a·C+b·P+c·OD}式中:C———造價(jià)和成本; P———線路覆蓋的人口; OD———線路覆蓋的交通分布量;a,b,c———系數(shù)。 加拿大卡爾加里大學(xué)土木系使用分析方法建立車站選址模型和估算車站數(shù)目,采用最小生成樹(shù)的概念優(yōu)化,使得地鐵的建筑費(fèi)用和列車運(yùn)營(yíng)費(fèi)用之和為最小,解決了地鐵選擇放射形線路的這一特殊情況。 這些方法本身存在的缺陷就在于僅僅考慮集中在線路覆蓋的人口數(shù)上,沒(méi)有考慮全面的出行需求。僅僅考慮靜態(tài)的指標(biāo),如人口和OD點(diǎn)流量,而沒(méi)有考慮出行的方向和出行距離,也沒(méi)有考慮存在的其他的交通方式以及客運(yùn)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)作用。 天津綜合交通研究所在20世紀(jì)80年代末期,在現(xiàn)代道路客運(yùn)交通流量密度圖上,將客流較大的路段與人為判斷的合理走向結(jié)合起來(lái)規(guī)劃地鐵線網(wǎng)。這種做法的一個(gè)缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮其它客運(yùn)方式及各方式之間的競(jìng)爭(zhēng)作用。 軌道交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的影響因素十分復(fù)雜,而且到現(xiàn)在為止在設(shè)計(jì)上仍然是經(jīng)驗(yàn)占主導(dǎo)。由于人的認(rèn)識(shí)的局限性,光靠定性分析或少數(shù)的幾次定量分析都難以獲得滿意的路網(wǎng)方案,必須切實(shí)有效地把定性分析與定量分析有機(jī)地結(jié)合起來(lái),構(gòu)成定性分析與定量分析的循環(huán),才能逐漸的改善我國(guó)的路網(wǎng)規(guī)劃中所存在的一些問(wèn)題。參考文獻(xiàn):[1] 范文田.世界各國(guó)城市地鐵的路網(wǎng)長(zhǎng)度[J].地鐵與輕軌,2001,(54):52~54.[2] 周翊民.城市軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)及其動(dòng)因分析[J].城市軌道交通研究,2001,(2):1~4.[3] 施仲衡,等.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1997.[4] 王保寧,等.城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃研究[J].城市軌道交通研究,1999,(2):10~12.
