王悦欣,方恒堃
市域快速轨道交通合理站间距研究
王悦欣,方恒堃
(北京市市政工程设计研究总院有限公司,北京 100082)
市域快速轨道交通的功能定位是中心城和新城以及新城之间的快速联系,主要服务于通勤客流,因此在前期研究过程中,全线设站在满足沿线的客流需求之外,还应满足主要区域之间的通达时间要求。在具体确定设站间距时,首先应结合市域快速轨道交通车站直接吸引范围内的规划人口和岗位数量,并参考预测客流量,同时考虑与其他轨道交通换乘,明确各个车站的设置必要性,之后按照较高的设计速度计算重点区域间的旅行时间。若结果无法达到时间目标要求,可以经过经济技术比选后,在有条件的车站设置配线,通过灵活的运营组织满足快速通达要求,否则就需要考虑减少设站。
市域快速轨道交通;站间距;设站必要性;通达时间目标
随着城市的快速发展,市域范围逐渐增大,人们的出行需求也愈加多样,需要由单一的城市轨道交通形式向多层次轨道交通系统转变。根据不同的服务半径、技术标准,轨道交通可以大致分为铁路、市域快速轨道交通、城市轨道交通和中低运量系统4个层次。市域快速轨道交通是一种介于铁路与城市轨道交通之间的轨道交通方式,主要实现中心城、城市郊区、周边新城及城镇之间的连接,现处于快速发展阶段。在项目前期研究过程中,重点是确定全线站位方案,达到区域快速连接的时间目标要求,并保证较高的客流服务水平;这两者都可以反映在设站间距上,但由于不同线路沿线的规划情况、工程条件、通达要求等不同,因此合理的站间距应该“具线分析,因线而异”。
日本东京和法国巴黎多层次轨道交通系统发展较为成熟,因此选取这两座城市的市郊铁路为例,对其设站间距进行分析。
日本东京轨道交通中市域快速轨道交通这一层主要由中短距离JR放射线路和私铁线路承担(见表1、表2),线路长度一般介于40~90 km,其中,JR线路平均设站间距3~5 km,私铁放射线路平均设站间距1.2~2 km[1]。
表1 部分中短距离JR线路设站间距
表2 部分私铁线路设站间距
线路设站间距虽小,但是每条线路会提供多种类型的列车服务,主要包括3种:1)只经停重要站点的特急、特快等最高等级的列车;2)站站停的普通列车;3)根据沿线OD设置停靠站的快速、准急等通勤列车。通过这3种方式可以在满足较高的客流服务水平的情况下,实现重要区域之间的快速联系。
为保证高峰时段的运输能力,东京区部外围许多车站都具备越行条件,主要由于这些车站多为地面站,设置配线工程量小且较为经济,而东京区部以内则主要为地下换乘站,从工程投资以及客流服务方面考虑,基本不设置越行条件。
法国巴黎轨道交通中市域快速轨道交通这一层主要由5条RER线路承担,都经过中心城,且线路末端通常带有支线(见表3)。线路长度一般介于50~200 km,平均设站间距1.7~3 km[2]。
表3 RER线路设站间距
RER线路长度长,设站间距小,同时在中心城以外的末端多有支线,主要通过灵活的运营组织满足区域间的快速联系以及不同的出行需求。例如Line A在高峰时会开行9个不同的交路,涵盖中心城和不同的支线,每个交路都会越行部分车站,以达到重点区域间的快速通勤需求。
由以上数据可以看出,东京和巴黎的市域快速轨道交通的平均站间距较小,部分线路与城市轨道交通类似,可以最大限度地满足沿线的客流需求。这是由于线路在中心城范围内通常设站较密,为保证一定的站点覆盖水平,在中心城范围外,虽然客流量较小,但由于线路在郊区主要以地面敷设为主,增加设站的投资较少,并且车站设置配线的工程条件也较好,线路可以进行灵活的运营组织,通过大站快车、大小交路等方式,满足中心城和外围新城之间的快速联系。因此,多设车站虽然使得站间距变小,但线路依然可以提供快速直通服务,从经济效益和社会效益两方面综合考虑,也较为合理。
从日本东京和法国巴黎的市域快速轨道交通平均站间距来看,多数线路基本与城市轨道交通相同,但两者的分析思路不同。
首先,城市轨道交通车站主要位于中心城,沿线基本为建成区,同时考虑到中心城客流的出行特点,设站时需要保证较高的密度,增加线网覆盖率,使乘客可以快捷地到达车站乘车;而市域快速轨道交通重点起到点对点的连接作用,主要服务于长距离出行客流,在中心城及新城内部与城市轨道交通连通,进行换乘集散,因此高站点密度并不是设站的出发点,车站设置的必要性还是由区域规划及出行需求决定。例如,近期发改委发布的《关于促进市域(郊)铁路发展的指导意见》中就提到:“线路要串联5万人及以上的城镇组团和旅游景点并设站……平均站间距原则上不小于3 km”。
其次,城市轨道交通乘客平均乘距较短,虽然列车平均旅行速度低,但乘客在轨时间也不会很长;而使用市域快速轨道交通出行的乘客平均出行距离较长,需要通过列车快速运行才能实现区域间的快速通达[3]。现在许多城市都提出要构建“1 h”“1.5 h”等通勤圈,主要通过轨道交通实现,这就对全线各个重要区域之间的直达时间提出了具体要求,例如中心城和新城之间的旅行时间不大于1 h。最新颁布的市域快轨交通的规范中都对快速联系有明确的规定。《市域快速轨道交通设计规范》(T/CCES2—2017)中对服务时间规定:通勤交通出行时间不宜大于1 h;沿线重点服务的新城、城镇通勤客流乘坐市域快轨的乘车时间宜控制在30~45 min[4]。《市域铁路设计规范》(T/CRSC 0101—2017)中提到:市域铁路应以实现区域中心城市与周边新城、城镇地区及组团城市各城镇地区间1 h交通为基本目标,根据时间目标确定相应的速度。因此,线路沿线重要区域之间的旅行时间应该达到相应的通达时间目标[5]。
市域快速轨道交通设站的根本原则还是应该以满足沿线客流需求为主,更好地为乘客提供便捷的出行服务,提高线路运营的经济效益。车站的设置必要性主要由车站直接吸引范围内规划常住人口和就业岗位的数量决定,还可以参考车站全日预测客流量,这些定量指标是车站设置的依据,并且应和其他层次轨道交通尽量形成换乘,完成不同层次轨道交通间的客流转换。
1)直接吸引范围。一般城市轨道交通站点的直接吸引范围以乘客步行可达距离为准,通常在800 m左右,但市域快速轨道交通的服务对象主要是组团间的长距离点对点通勤客流,站点吸引力更强,因此,可以考虑以自行车的接驳距离作为车站的直接吸引范围。近期共享单车的兴起对于解决轨道交通末端的交通接驳有很大帮助。共享单车存取车灵活、支付方式便捷,相较于普通公租自行车,乘客使用率大幅提升,因此,车站直接吸引范围应以自行车接驳距离为准,可以扩大到2~3 km[6]。
2)参考指标。在这个直接吸引范围内,若规划的常住人口和就业岗位达到一定量级,可以考虑设站,而具体量级标准需要结合相关规划及指导建议、城市形态以及区域定位确定;预测客流量的量级标准不用过于苛刻,仅作为参考[7],这样考虑主要是由于未来发展存在一定的不确定性,区域内人口的出行规律和职住平衡比例可能会发生变化,预测客流情况也会随之改变。因此,当车站直接吸引范围内有足够的人口居住和就业,则可以认为车站具备了设置的必要性,虽然这些发生量和吸引量的OD情况(客流量)仅作为参考,但是在后期出现需要减站的情况时,可以作为一项重要依据。
市域快速轨道交通需要体现“快速”的特点,乘客的直接体会就是旅行时间。列车停站越多,平均旅行速度越低,乘客旅行时间越长[8],因此设站应以保证线路重点区域间的旅行时间满足通达时间目标的要求为前提。
2.2.1 行车检算
在明确线路制式和最高设计速度的情况下,结合全线的交路方案和停站方案,计算重点区域间的旅行时间。仅通过设站必要性分析得到的设站方案,在进行全线行车检算后,普通站站停方案的旅行时间可能无法达到通达时间目标。此时再检算大站快车的旅行时间是否可以达到目标值[9],如果还无法达到,就需要结合每座车站的设站必要性,拔掉必要性相对较低的车站,再重复上述行车检算,直到旅行时间可以达到要求为止。
2.2.2 越行站设置
线路开行大站快车会对全线的运输能力产生影响,尤其是高峰时段,故不停靠的车站应该尽量设置到发线,使车站具备列车越行条件,减少对区段能力的影响。但设置配线会加大车站规模,尤其当车站为地下站时,工程投资较大,需要综合考虑技术条件与经济效益后确定[10]。
由于未来的区域发展具有一定的不确定性,前期研究阶段的运输组织方案很难确保满足远期的行车需求,如果在计算区域间最快旅行时间的过程中,未设置到发线的车站也考虑列车甩站通过,可能计算结果能够达到通达时间目标要求,但这种直通列车对系统运输能力影响较大,在未来实际运营过程中,很可能由于列车开行方案的调整而导致能力不足。因此,在此阶段进行行车检算时,对于没有条件设置到发线的车站,全部按照列车停站考虑,避免运营过程中出现“旅行时间”和“系统能力”的矛盾。
通过上述影响设站因素的分析可知,合理设站间距主要目标是保证车站设置对于乘客的服务在“空间”和“时间”上综合最优。确定合理的站间距设置可以分为两步。
1)完全从客流需求出发,明确设站的必要性。在各个区域内,以车站直接吸引范围为半径,若该范围内的规划居住和就业岗位达到一定量级的情况下,考虑在区域内设站,最终结合预测客流量确定是否设站。如果区域内有其他轨道交通,应该尽量设站形成换乘。通过对全线各区域和车站进行分析,得到初步设站方案。
2)以通达时间目标为前提,明确设站的可行性。根据初步设站方案,计算重点区域间的旅行时间,若可以满足全线的时间目标要求,则认为该设站方案合理。若无法达到时间目标要求,则结合全线运营组织交路方案和停站方案,计算大站快车条件下的旅行时间。为保证远期运输组织的灵活性和线路能力,越行站应该在进行技术和经济分析后,尽量设置到发线。若部分车站不考虑增设到发线,此阶段不作为越行站考虑,在此条件下计算大站快车方案的旅行时间,若还无法达到直通时间目标,则需要重新分析各站的必要性,拔掉部分车站,直到最快旅行时间可以达到要求。具体方法流程如图1所示。
图1 合理站间距设置分析思路
我国城镇化进程加快,区域间的快速联络需求增加,市域快速轨道交通的建设也更加迫切。市域快速轨道交通的合理站间距应该根据每条线的具体出行需求和工程技术条件进行分析,从区域发展和乘客出行需求角度出发明确设站必要性,以重点区域间旅行时间满足通达时间目标要求为前提。因此,市域快速轨道交通很难有一个通用的合理站间距范围,设站间距应是每条线路寻求最大化满足功能与服务的结果,兼顾方便与快速,以达到整体效益最优的目的。
[1] 刘龙胜, 杜建华, 张道海. 轨道上的世界: 东京都市圈城市和交通研究[M]. 北京: 人民交通出版社, 2013.
[2] Réseau Express Régional-Lines[EB/OL]. 2017-08-24. https: //en.wikipedia.org/wiki/Réseau_Express_Régional.
[3] 马超群, 王玉萍. 城市轨道交通客流特征与规律分析[J]. 铁道运输与经济, 2015, 37(6): 85-91. MA Chaoqun, WANG Yuping. Analysis on characteristics and principle of passenger flow of urban rail transit[J]. Railway transport and economy, 2015, 37(6): 85-91.
[4] 市域快速轨道交通设计规范: T/CCES2—2017[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2017. Code of design of metropolitan rapid rail transit system: T/CCES2—2017[S]. Beijing: China Railway Publishing House, 2017.
[5] 市域铁路设计规范: T/CRS C0101—2017[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2017. Code of Regional Railway: T/CRS C0101—2017[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2017.
[6] 严海, 杨荣荣, 熊文, 等. 步行和自行车接驳轨道交通时空阈值研究[J]. 城市交通, 2013(2): 83-90. YAN Hai, YANG Rongrong, XIONG Wen, et al. Critical accessing time and distance for pedestrian and cyclists to urban rail transit[J]. Urban transport of China, 2013(2): 83-90.
[7] 沈晓盈. 城市轨道交通车站分布优化方法研究[D]. 上海: 同济大学, 2013.
[8] 李媛媛. 市域轨道交通快线的合理站间距研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2011.
[9] 高德辉, 胡春斌, 宗晶. 区域快速轨道交通快慢车运营方案的研究[J]. 铁道运输与经济, 2014, 36(2): 73-78. GAO Dehui, HU Chunbin, ZONG Chang. Study on express and local train operation program of regional rapid rail transit[J]. Railway transport and economy, 2014, 36(2): 73-78.
[10] 梁创佳. 轨道交通市域线越行站配线设计研究[J]. 都市快轨交通, 2014, 27(3): 5-8. LIANG Chuangjia. Study of siding design in overtaking station on urban railway[J]. Urban rapid rail transit, 2014, 27(3): 5-8.
(编辑:郝京红)
Study on Rational Distance between Stations of Rapid Rail Transit
WANG Yuexin, FANG Hengkun
(Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institute Co., Ltd., Beijing 100082)
Rapid rail transit, which falls between railway and urban rail transit in a multi-level rail transit system, is being increasingly implemented in China. Its objective is to provide fast connections between a central city and newly developed towns, especially for commuters. Therefore, the transit system should meet both the target travel time expectations between the main sections and passenger requirements. Locations of stations should be set by population and employment predictions. To this end, the passenger flow forecast and operations of existing rail stations are used as references. Then, according to the current station scheme, we calculate the travel times between the main areas based on the highest design speed. If the outcome does not meet targeted commute times, some stations could add arrival and departure tracks after economic and technical analyses to allow express trains. If an analysis indicates that the target time cannot be met by the express trains, the number of stations must be reduced.
rapid rail transit; stations distance; stations’ necessity; connection time target
10.3969/j.issn.1672-6073.2018.04.004
U231
A
1672-6073(2018)04-0016-05
2017-11-16
2017-11-27
王悦欣,女,工程师,主要从事轨道交通线路工程设计工作,wangyuexin@bmedi.cn