市郊铁路在优化市域空间布局解决交通拥堵方面的作用

鲁海涛 上海铁路局上海金山铁路有限责任公司

美国经济学家斯蒂格利茨（Joseph Eugene Stiglitz）把中国的城市化与美国的高新技术产业并列为影响21 世纪世界进程的两件大事。由中国科学院城市发展与环境研究所主办的《2010 年城市蓝皮书》指出，截至2009 年，中国城镇人口已经达到6.2 亿，城镇化率达到46.4%，"十二五"期间，预计城镇化率年均提高0.8～1.0 个百分点。在"十二五"中期，城镇化率将超过50%，届时城镇人口与乡村人口都将是6.8 亿人。在中国高速城市化进程中人口膨胀、交通拥堵、环境恶化等一系列问题在众多一线城市正愈演愈烈，并且正逐步向一些中小城市蔓延。

为了解决城市"摊大饼"式的城市发展所带来的种种问题，我国许多城市均提出了重点发展郊区轨道交通进而在整个市域范围调整产业结构、优化城市布局的相关规划。其中上海十二五规划建议明确提出，要优化市域空间布局，充分发挥郊区在新一轮发展中的战略作用，积极推进新城、新市镇和新农村建设。重点建设中心城连接郊区新城、大型居住区和重点开发区的轨道交通项目。

1 采用市郊铁路的合理性分析

1.1 城市交通问题的形成

城市发展的历程，大致可以分为以下四个阶段：①以一个个最早形成的集镇为核心，建立起彼此联系的道路；②沿着道路两侧逐渐延伸开发；③延伸发展到一定距离，外围开发的组团也有联系需要，就构筑横向道路（环路），然后在环路两侧继续开发；④最后填满中间空挡完成城市新一轮的扩展。如果不加控制就会继续第二轮、第三轮的扩展，即"摊大饼"，如图1 所示。而"摊大饼"式的城市扩张是造成交通拥堵的重要原因。

图1 城市扩张示意图

1.2 市郊铁路的独特优势

首先，市郊铁路完全不同于道路交通，因为其沿线不适合开发，但轨道交通的车站附近，由于人流量大，更易于开发公共设施，从而成为最理想的开发热点。这便是对以公共交通为导向开发模式的最好体现。

市郊铁路是为市域范围内中长距离乘客服务的。市区范围内, 乘客乘坐轨道交通的平均运距约为7～10 km, 市郊线的乘客平均运距在15～20 km 以上。市郊铁路的主要目标是把郊区新城、大型居住区的居民尽快送达市中心, 在该过程中市郊铁路相对其他城市轨道交通的速度高、站间距大、旅行时间短的优势得以充分体现。现在有些城市受到沿线居民的压力把市郊轨道交通按照市中心区轨道交通模式来规划, 站间距离偏小,增加了市郊轨道交通的全程旅行时间,使旅行速度下降。这就失去了建设市郊轨道交通的意义。市郊铁路的主要任务并不是为了解决卫星城及郊区的道路拥堵问题, 而是为了减少郊区居民驾私家车或乘公交车直接进入市中心区, 从而间接减轻对市中心区的道路交通压力,缓解市中心区的交通拥堵。为吸引更多的郊区居民乘坐市郊铁路, 市郊铁路的设计应遵循居民出发地到达目的地的1 h 原则, 尽可能提高列车最高运营速度和旅行速度。

2 城市轨道交通市郊线技术特征的初步探讨

2.1 市郊铁路的站间距

市郊铁路站间距一般在4～7 km（连接金山站至上海南站的金山铁路，平均站间距达到7 km）。如果市郊铁路站间距在2 km 以内,那么市区就会沿着线路漫延扩大,重走"摊大饼"式发展的老路。另一方面,由于站间距小,列车运行速度难以提高, 如果市郊铁路旅行速度太慢,不足以体现轨道交通的快捷优势，郊区新城居民就可能放弃乘坐轨道交通,仍通过私家车或道路公交车直达市中心。这样通过市郊铁路来引导郊区新城、大型居住区发展的目标就无法实现。

2.2 市郊铁路的速度目标值

和城市中心区轨道交通相比, 市郊铁路站间距普遍较大。为保证位于距市中心40～50 km 半径边缘的郊区新城至市中心出行时间控制在45 min 左右,需要充分发挥市郊铁路的站间距大的优势,以保证良好的乘客服务水平。国外资料显示,市郊铁路最高运营速度达100～160 km/h。所以郊区新城距市中心大于40 km 的远郊, 最高运行速度宜采取120～160 km/h, 旅行速度可达到60～80 km/h（连接金山站至上海南站的金山铁路改建工程竣工后，列车最高运行速度为160 km/h，其中直达列车的旅行速度将超过80 km/h）。

2.3 市郊铁路的列控系统选型

城市轨道交通广泛采用的ATC(Automatic Train Control，列车自动控制系统），自动化程度高，发车密度高，在一些城市已经可以实现90 s 的行车间隔，但是ATC 体系的一般行车速度只能达到80 km/h。广州地铁三号线在2008 年创造过120 km/h 的国内地铁最高实验运行速度，但是此时的行车间隔也定格在了2 min57 s。中国铁路既有线采用的CTCS (Chinese Train Control System，中国列车运行控制系统)应用等级1，由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，典型运行速度为160 km/h，行车间隔可以达到5 min，完全可以满足市郊铁路的运营需要，且中国铁路拥有CTCS应用等级全套车载、地面及联锁设备知识产权，相关设备已经实现国产，相对城市轨道交通采用的ATC 系统，可以大大降低工程机电设备采购成本。

2.4 市郊铁路牵引制式的选择

我国轨道交通电力牵引有三种供电形式: DC750V、DC1500 V、AC25000V。其中城市轨道交通采用DC750V 或DC1500V，大铁路采用AC25000V。从技术经济角度考虑，采用AC25000V 为最优选择，市郊铁路的主要目标是把郊区新城、大型居住区的居民尽快送达市中心，该过程中要求市郊铁路速度高、旅行时间短。较高的电压有利于提高列车运行速度，比如法国高速列车在行驶试验中将接触网电压提高到32000 V，达到574.8 km/h 的时速。较高的电压也意味着更高的能源利用效率、更长的供电距离，有利于降低建设和运营成本。

3 结论

市郊铁路的技术经济特征决定了其在我国新一轮城市化进程中将发挥越来越大的作用，有力的促进市域空间布局优化，进而构建更加和谐的城市。金山铁路改建工程竣工后，金山铁路将成为中国第一条时速达到160 km/h 的市郊快速铁路，必将在上海西南部沿线各城镇的发展中发挥独特作用，为上海的城市发展做出新的贡献。