【摘 要】为适应北京城市规划的发展,需要研究高效的轨道交通运输方式。针对北京轨道交通市郊线与市区线衔接方式的问题,探讨高效、便捷的线路衔接和运行方式以及提高运输效益的实施办法,从而为不同区域乘客的需求提供更加便捷的轨道交通服务,以利于吸引更多乘客,最终达到优化北京交通结构的目的,促进北京城市发展战略目标的实现。
【关键词】轨道交通 市郊线 新城建设 衔接方式
北京轨道交通自首条线开通运营已逾40年,随着在城市规划方面确立的多中心发展、人口战略转移目标的逐步实现和大量长距离出行需求的增加,近几年更加速了北京轨道交通线路的延伸和客流的增长,线网由2007年前的114 km迅速扩展到了2009年的229 km,客运量也由200万人次/日猛增到近500万人次/日;与此同时,北京机动车的数量也迅速增长到了400万辆。其增长的原因,主要是由于许多居民上班集中在4环以内,而居住却在房价相对便宜的市区以外。
为了切实缓解北京日趋严重的交通拥堵,不仅需要坚持公交先行的方针,加快轨道交通线路的建设,更重要的是应当研究适应出行需求的线网衔接规划设计和进行运输组织的相应调整,建立具有竞争力的高效轨道交通系统,进而提高轨道交通运行效率,优化城市交通结构,进一步创建和谐宜居的“世界城市”。
1、城市发展中需要的高效轨道交通运输服务
1.1 适应需求的北京轨道交通
在北京城市总体规划中提到, 2020年北京将逐步改变由单中心发展的空间格局,建设外围包括通州和房山等11个新城。新城将疏解中心城区人口,达到570万人,而中心城人口则控制在850万人以内,实现中心城与新城分工明确的多层空间结构。
依据建设功能完善、环境优美、交通便捷的新城,规划倡导公共交通设施特别是轨道交通引导区域的发展,北京市政府不仅对中心区也为通向边缘新城的市郊轨道交通线路加大了规划和建设力度。预计到2015年,北京轨道交通线的服务里程将达到561 km,其中市郊线路约165 km。
随着新城的建设和轨道交通线网的不断延伸,动态变化的客流由中心区线路逐渐向外围线路扩展,客流在线路上的时间和空间分布特征也随之改变。同时,市郊线路与中心城区线路的乘客在运营服务需求上也产生了差异,远程的乘客对速度快、通达性好的轨道交通服务需求更高。
在轨道交通跨越式的建设发展中,市郊线与市区线的衔接方式越来越引起人们的重视。轨道交通设计部门和运营企业,要根据乘客的需求以及运输中的均衡协调问题,研究和设计合理的配线及省时的线路衔接方式。只有当轨道交通“畅通与易达并重,单程时间最短”时,才能拉近居民工作和生活之间的距离,居民才愿意迁往新城,愿意放弃私家车而改乘绿色环保的轨道交通出行,才能缓解交通拥堵,最终促进城市空间的合理分布。
1.2 国外的轨道交通线路衔接方式变化
在国外大城市的发展中,同样经历过城市结构的转型期,轨道交通在处理城市空间位置关系上扮演了重要的角色,也发挥了重要的作用。
例如,美国纽约的城市轨道交通早期线路,中心城区平均站间距为0.63 km,运营速度为22 km/h,其运营效率与公交车相当,竞争力不强。后期通过逐步改善快线运营方式,实行快车只停靠大站,慢车每站都停的行车组织方式,提高了轨道交通的竞争力。同样,法国巴黎的早期地铁,中心城区的线路平均站间距为0.58 km,运营速度为20 km/h。后来通过增加RER快线,平均站间距为2.9 km,速度为50 km/h,实现了卫星城—中心城—卫星城之间的直通服务,并实行郊区快线在同一线路上越站和站站停运行相结合的方式,解决了区域性客流。
在日本东京,居住和商业区沿着放射状的轨道交通延伸发展,形成了以市区和市郊轨道交通网络为骨架的多中心都市圈结构,轨道交通对多城市中心的发展起着明显的推动作用。东京轨道交通为了吸引更多的人放弃小汽车,提供了更加优质的服务。最初,从市郊线路到市中心线,乘客必须换乘,使得换乘站十分拥挤。由于两线的换乘衔接方式影响了交通的便利性,使外围人口增长速度缓慢,东京不得不从1966年实行市郊列车直接通到“山手线”以内的核心区域,实施了直通运行方式。市郊快线的平均站距为2 km,平均运营速度为60~70 km/h,列车采取快慢结合的行车方式,快车和慢车在同一轨道上运营,快车利用越行线完成越站运营。东京“东急东横线”的灵活运营,极大地方便了家住横滨到东京上班的人,“站站停”列车需要运行1 h多的路程,乘“通勤特急”车只需36min。这些城郊差异化运营的思路和办法,大大缓解了东京的交通拥挤状况,乘客也可以在轨道交通的多种选择中“各乘所需”。由于轨道交通提供的便利,东京人的生活半径达到70 km。
1.3 满足区域差异的轨道交通运输服务
由上述国外轨道交通发展的例子可见,由于边缘城镇与市中心区功能的区别和城市交通多元化的发展,在轨道交通的规划和运营中,需要依照服务对象协调、兼顾不同群体的需求,并且对轨道交通的服务划分层次,才能更加有针对性地提高服务水平,提升与其他交通的竞争力,扩大市民的出行范围。
当中心城区的轨道交通延伸到与多中心相连时,高效的轨道交通线网具有两个服务层次:第一层服务于城区内层的市区线,第二层服务于外围新城的市郊线。市郊线站间距加大,运营速度也相应提高。当市郊线采取跨站或分段停车并与市区线之间直通运行时,可减少乘客的乘车次数和换乘时间,提高运输效率,有望实现北京轨道交通从最远新城镇到市中心区域1 h交通圈的目标,满足外围通勤长距离乘客向市中心出行快捷和省时的需求。
2、八通线的运输组织
北京轨道交通线网呈棋盘放射状,致使乘客换乘次数增加。多次换乘不仅给乘客带来不便,而且降低了出行效率。对于经市郊线路进入城区的长距离乘客,无疑希望尽可能减少换乘,缩短到达目的地的时间。在规划线网既有格局不变的情况下,为弥补线路直达性和连续性的不足,需要调整线路的衔接方式,才能真正满足乘客快捷顺畅的出行需求。
轨道交通线路的衔接方式主要有两种:一是换乘衔接,此衔接方式不一定要求设备制式的统一,两线为独立运营,线与线之间由乘客换乘来完成衔接过程。例如,北京八通线与1号线的衔接,采用了容易疏散乘客的“两点换乘”(四惠和四惠东换乘站),但高峰时段换乘站客流压力仍然难以减轻,原因是形成的端点换乘使全部市郊乘客都必须通过换乘才能到达中心城区。二是直线式的贯通衔接或共线运营衔接,该方式可减少换乘次数,提高服务效能,但在实施过程中需要设计合理的配线,采取统一的设备制式或设备的技术转换,注意分析客流分布等,才能为灵活的运营组织创造有利条件。
下面以八通线的换乘衔接和运行方式为例进行现状分析,并提出改进意见。
2.1 衔接方式与现状分析
2.1.1 换乘衔接分析
两条同方向的线路以换乘方式衔接,必然产生大量的换乘,其量值以及对换乘站的影响与两线之间的客流分布特征有关。客流分布的不均衡系数由下式计算得到:
式中ah为高峰双向客流不均衡系数;p1为上行最大断面流量;p2为下行最大断面流量。
ah越大,表明双方向客流越不均衡,当ah≥1. 5时,其不均衡程度较大。八通线的αh=1. 75,表明此线路在早高峰的客流分布不均衡程度高,客流向城市中心流动量大,如图1所示。当客流分布不均衡时,早高峰进城方向大客流对换乘站单方向换乘压力加大,导致四惠和四惠东两个站内的换乘客流积压,不仅影响后续列车进站、降低全线行车效率,而且无法缩短运行间隔和提高运输效能。
另外,换乘系数也是衡量换乘量和线路衔接方式的指标。由于八通线早高峰的向心客流量大,列车在运行途中上车人多、下车人少,逐渐聚集的乘客基本都在端点站换乘,最大断面位于八通线尽端四惠东与高碑店站之间。其换乘系数由下式计算得到:
经计算,四惠和四惠东两个换乘站早高峰的平均换乘系数为1.93,说明本线早高峰最大断面上的3万多人绝大多数需要换乘1号线继续乘车。
换乘系数是反映轨道交通线网乘客直达程度的指标。换乘系数越低,说明直达性越好,乘客利用轨道交通出行的连续性越强,轨道交通提供的服务水平就越高。因此,为解决目前的换乘状况,降低换乘系数,应努力优化运输组织。
2.1.2 运行现状分析
目前,八通线与1号线分别独立运行,如图2所示。
八通线的平均运距相比其他运营线路(除8号线和机场线外)占线路长度百分比最长,即平均乘客大约乘坐本线总长度的2/3路程,基本属于通勤客流。但是,按照担负通勤任务的市郊线路要求,八通线站间距和旅行速度的优势并不明显,如表1所示。
因此,如果八通线仍保持现有的服务水平,则难以与沿线高速路上的私家汽车竞争。如果在后续的设备改造中考虑采取提高运行服务效益的办法———直通等灵活运行方式,则是提高运输效率、保证北京城市东西方向的联系、缓解换乘压力的较好途径。
2.2 建议的运行方式
如果采用长交路直通运行(见图3),其乘客的直达性和线路的联通性更高。按照高峰小时列车开行对数的公式计算,有
式中nh为高峰小时开行的列车数;ph为高峰小时断面流量;cp为列车设计载客能力;β为列车满载率。
直通运行长交路上的20对列车以及1号线短交路上的共计30对列车(见图3),最小运行间隔为2min。此列车交路的计划能够降低列车满载率,并达到运输能力与满足现有运输需求的匹配。若两端的折返时间仍保持两线现状的列车运行间隔(见图4),则两线上客流压力与运输能力之间的矛盾,只有等到与1号线和八通线相平行的地铁6号线和7号线通车后才可能稍微缓解。从目前及长远的发展方向出发,为提高列车的运行效率、方便乘客的出行、提升乘车舒适度,只有直通运行才能使八通线的长途乘客仅换乘1次便可去往10号线、5号线、2号线东段和4号线、2号线西段,从而降低换乘系数,增强线路的连续性,达到提高轨道交通运输服务水平的目的。
倘若在高峰时段采取直通运行,在低峰时仍可保持原有交路,即两线分别独立运行,此时八通线可采取大站快车与站站停混合运行的方式,以提高郊区线运行速度,减少乘客出行时间,增加吸引力,并提高车辆周转率。该运行方式需要根据客流分布设置越行线。
在信号制式不同的两线之间,日本东京地铁采取列车装载两套信号设备并且跨线时互换司机的运行方式。在东京,有乐町线、千代田线、半藏门线与其衔接的直通线总长度平均达到66 km(八通线与1号线长度之和为50.1 km),并且几乎所有的市中心线路都与郊外线路直通运行,市区线与市区通向市郊线的直通比例为1∶2.3。由此看来,北京轨道交通应借鉴东京地铁的经验,尽可能通过采取直通、共线等灵活运行方式衔接市郊与市区线路,以便乘客出行。
3、轨道交通9号线的运输组织
由上述八通线与1号线衔接的分析可知,目前换乘站压力的产生主要是因为在大断面点上中断了乘客的乘车,其线路端点的换乘衔接属于线网规划定义中的城市“半径线”。按照线网衔接的要求,通过市郊线进入市中心,应该使乘客基本到达出行的目的地,线路的起终点应是新城和中心城主要客流的集散点。
从图6中可以看出, 9号线不仅与通往市区北部中关村一带的4号线断开,而且与通往市区南部的房山线也是通过换乘来衔接。从市效到中关村的乘客在顺向线路上需要换乘2次,如此衔接的线路会造成换乘上的压力增加。
在北京西部南北方向贯通运营的线路至少要等到远期规划的16号线开通后,而初、近期却缺少市域快线在这一区域发挥作用。2005年北京交通出行调查的数据显示,郊区客流出行的主要目的地是旧城、中关村和CBD地区。从需求上讲,应考虑临近中关村区域的9号线与其他线的联通运营。假如像图5所示的行车交路,这种人字形的结构类似于房山线和9号线与大兴线和4号线共同组成的线网布局。如果采取此交路行车,正线列车分别交替并线贯通运营,对解决中关村地区的大客流量以及增加西部线网直通覆盖面积将有很大的促进作用。但是,当两个非共线部分的线路上客流量很大时,则不适宜采取此共线交路的运行方式。从另外的角度讲,房山线与9号线直通运行的考虑,正如大兴线与4号线的直通运行一样,可在初期和近期避免换乘上的压力、降低换乘率,并对优化北京轨道交通线网起到一定的积极作用。
4、结论
1)北京轨道交通线路正在快速建设中,迫切需要同时进行便捷的线路衔接方式和运输组织优化方面的研究,以提高运输效益。
2)在轨道交通网络化形成后,单一的运营方式难以在线网中的不均衡客流状态下充分发挥线路的运输效能,并且乘客出行效率不高。因此,在北京轨道交通网络化运营中,需要考虑根据客流分布的变化,采取灵活的行车运输组织形式。
3)直通运行是国外先进国家为合理布局城市发展空间多采用的行车方式,是提高城市运行效率、缓解交通拥堵、高效行车的发展方向。
4)轨道交通是高度集约化的技术和管理行业,其规划、设计和建设需要为适应灵活多变的运营方式提供服务和支持。在涉及线路之间配线、车辆编组和设备制式以及运输组织等方面,需要多部门之间的共同协调和配合,实现规划、建设和运营一体化,才能提供高效的轨道交通运输服务,建设具有可持续发展的轨道交通运输系统。
5)由于任何研究都具有理论的局限性和实践的可能性,而必然性的结果有待于进一步的理论研究和实践的验证。笔者希望通过探讨性的研究,对北京的轨道交通乃至国内其他城市的轨道交通有所帮助。
参考文献
[1]毛宝华,李夏苗,王明生,等.城市轨道交通系统运营管理[M].北京:人民交通出版社,2006.
[2]张宝国.城市轨道交通运营组织[M].上海:上海科学技术出版社,2006.
[3]王燕凯.北京城市轨道交通郊区线与市区线衔接方式的探讨[J].都市快轨交通,2008,21(6):34-37.
[4]刘龙胜.东京都市圈轨道交通发展及其启示. [EB/OL].(2009-02-26) [2009-12-22]. www.
tranbbs. com/Techarticle/TPlan/Techarticle-39240. shtm.l
[5]章云泉.城市轨道交通特征分析[J].城市规划汇刊,1999(6):40-43.
[6]吕洁华.北京轨道交通房山线与中心城线网衔接方案研究[J].地下工程与隧道, 2009(3):9-13.
[7]综合指令所.综合指令所的概要[G].东京:日本东京地下铁株式会社,2009.
京公网安备 11010202007575号