线网规划的站点布局指标标准探讨

2015-02-13李晓霞朱卫国

都市快轨交通 2015年5期

关键词：线网站点间距

李晓霞朱卫国

(中国地铁工程咨询有限责任公司北京100037)

轨道交通线网规划中的站位规划，主要从用地性质、客流需求量、适宜站间距、工程条件等方面因素考虑设置，而网络规划中站点分布的合理性，基于交通服务功能还需从下面2个层面来分析。

1)“面”的层面，即在城市发展成熟的中心区，轨道交通呈区域网络化覆盖，站点分布密度和覆盖率可体现轨道交通的区域服务水平。

2)“线”的层面，一方面，在城市外围区域或组团城区，轨道交通呈廊道式敷设;另一方面，考虑线路的不同服务功能层次，此时，线路上的站点分布主要通过站间距指标值来体现。

为了分析上述2个层面的站点分布指标特征，选择国外典型城市成熟的轨道交通网络系统，进行轨道交通站点布局指标的统计分析，总结规律，在此基础上，开展深入理论化研究。

1 国外城市轨道交通网络站点分布特征

1.1 巴黎

1.1.1 城市特征［1］

巴黎是世界上人口密度最高的城市之一，根据2008年的统计数据，巴黎市区的人均密度，除去文森森林与布洛涅森林，达到25 529人/km1，在市区划分的20个区中，人口密度分布较为均衡，其中核心中第11区的人口密度最高达40 672人/km1，因此，市区内对交通覆盖率的服务水平有较高要求。

图1 巴黎城区的分区划分

在市区外围，着力发展5座新城，距离巴黎25～30 km的范围内，通过提供廊道式快速优良的交通基础开辟新城的发展。

1.1.2 轨道交通网络层次

巴黎轨道交通系统包含中心城和郊区2个层次的轨道交通线网。中心城内轨道交通主要包含地铁、有轨电车系统，服务于市区内部出行，地铁线路共14条，总长约211 km，有轨电车线路主要分布在城区外围，目前共3条，总长20多km。

郊区轨道交通包含了大区快线网和郊区铁路网，以将郊区点状分散式建设的新城与城区联系起来，满足出行交换流量。大区快线(RER)共5条，全长585 km，呈放射状向外延伸;郊区铁路客运线网(train)共5个，近30条分支，全长833 km，利用国家铁路资源服务于巴黎大区客运交通。

1.1.3 车站分布指标计算分析

统计分析巴黎市区的轨道交通车站分布特征，将巴黎市区分为2个区，其中1～11区作为核心区，即分区1，剩余区域为分区2，分别统计地铁和快线网络的站点分布密度，如表1所示。

表1 巴黎轨道交通站点及分布密度计算

可以看出，地铁线网的站点分布密度明显高于快线线网，其中分区1核心区内站点分布密度高达4.39个/km1，市区平均站点分布密度为2.23个/km1，覆盖率较高，而快线网络的分布密度小于1个/km1，说明快线的服务功能主要是经由与地铁线网的换乘枢纽点来实现客流集散，两者功能层次划分非常明晰。

从车站分布的站间距指标来看(见图2、3)，巴黎地铁线路的站间距多在400～600 m，线网平均站间距为550 m，实现了步行方式的直接吸引范围全覆盖。而快线RER线路的站间距则较大，基本上在2～3 km，有的高达5 km，线网平均站间距为2.4 km，提高了出行效率，增大了间接吸引范围。

图2 巴黎地铁网线路站间距分析

1.2 东京

1.2.1 城市特征

东京市即东京都的中心区域(23个区)，是人口最稠密的地区，截至2011年，中心区域估算人口达到897万人，计算人口密度为14 422人/km1。

中心区以外的西部多摩地域人口约418万人，计算人口分布密度为3 613人/km1。因此主要研究区域选取中心区域，即23区范围(见图4)。

图3 巴黎地铁RER网线路站间距分析

图4 东京区划图

1.2.2 轨道交通网络层次

东京的轨道交通系统包含JR(日本铁道)、私营铁路和主要运行于23区内的都营地铁，以支撑东京都区内交通出行。

1.2.3 车站分布指标计算分析

在统计分析中，将东京23区划分为2个分区，其中分区1为核心区域，包含千代田区、中央区、港区、新宿区和涩谷区，人口密度为1.16万人/km1，分区1以外的区域为分区2，人口密度为0.14万人/km1(见图5)。

图5 东京分区示意

东京市区的人口密度小于巴黎市区，轨道交通站点分布密度亦低于巴黎市区，从东京不同模式的轨道线路站间距指标来看，市区地铁线最高限速为80 km/h，近80%的站间距小于1.3 km，最大站间距达到2.8 km;对于JR线路，最高限速为90～120 km/h，其中环线山手线平均站间距为1.2 km，其他市郊线站间距大部分在2.0～4.5 km之间，最小站间距为0.6 km，最大站间距达到16.1 km。

因此，这里将东京地铁和市郊铁路线网进行叠加，分析整个轨道网络的站点覆盖率，各区域的车站分布密度计算见表2。

表2 东京轨道交通站点分布密度计算

可以看出，东京的轨道交通网络站点分布更具灵活性，与城市用地和需求紧密结合，站间距在1 km左右，运行效率高于巴黎，但站点覆盖率也随之下降。

1.3 轨道交通网络的站点布局特征

1.3.1 站点分布与城市发展形态相关

不同城市形态、人口规模决定轨道交通网络的形态和规模，也影响了站点分布指标值。应结合城市区域发展特征，采取差异化的站点分布标准，从面和线2个层面进行规划控制。

1.3.2 站点分布体现区域差异

站点的分布规划与实际客流需求息息相关。从城市用地发展特征来看，从核心区到外围区，人口密度、土地开发强度都逐渐降低，核心区内多集中商业、办公等用地，在强客流吸引力下的交通出行需要通过增强轨道交通网络站点密度、减小站间距来提高轨道交通服务水平;相应的在城市外围区域，由于短距离出行需求较少，可通过减小站点分布密度，以及设置较大站间距，有效提高轨道交通运行效率。

1.3.3 站点分布与线网功能层次相关

城市对于轨道交通发展政策和功能定位，也会影响网络站点的规划分布，在上述例子中，巴黎地铁是典型的高密度低运量的发展模式，平均站间距(约500 m)相当于常规公交站点分布标准，而对于我国，轨道交通采用高运量低密度的发展模式，轨道交通承担城市公共交通的骨干作用，规范中提出:站间距宜在1 km左右。此外，对于普线、快线等不同功能层次的线网，为实现不同的线路服务功能，站点分布密度亦不相同。

综上，如何确定轨道交通网络中站点布局的合理性，拟从纯理论化角度，分析在满足交通需求功能条件下适宜的分布密度和站间距指标标准。

2 轨道交通车站分布密度指标标准

理论上将城市区域划分为核心区、中心区和外围区域，不同区域的轨道交通网络密度及承担的公共交通集散功能有所差异，以轨道交通承担的客流集散功能强度(即区域交通功能定位)进行合理的分布密度研究，如图6所示。

图6 城市轨道交通线网基本模式

2.1 车站的合理吸引范围

车站的吸引客流分为直接吸引和间接吸引2类，轨道交通承担的集散客流强度越大，直接吸引范围的客流需求越强。

2.1.1 直接吸引范围

直接吸引范围考虑采用步行方式的衔接范围。根据调查，合理的步行衔接时间为10 min，平均步行速度为65 m/min，因此，居民合理的步行衔接距离为650 m，以此作为轨道交通车站合理的直接吸引范围标准值。

2.1.2 间接吸引范围

间接吸引范围考虑采用其他交通方式转乘轨道交通的衔接距离，各种交通方式的行驶速度、覆盖率各不相同，这里考虑自行车和公交车两种使用率高、便捷、覆盖面广的主要衔接方式，作为间接吸引范围的标定。综合自行车和公交车方式的衔接距离分析，圈定互相补充的主要衔接范围1 300～2 000 m，以此作为中心区合理的间接吸引范围标准。

2.2 车站分布密度指标计算［2］

考虑轨道交通承担的交通功能差异，对于轨道交通单线联络区域，承担脊梁的交通功能，主要服务于单向向心出行需求，不具有区域层面的分布概念，因此，车站的分布密度指标重点针对核心区和中心区范围内进行研究。

车站的分布密度计算考虑2个因素，一个是站点的合理吸引范围，考虑不同交通功能定位的不同吸引范围的覆盖率;另一个是以线网构架为基础，考虑客流的出行特征为多方向性，因此，要求轨道交通的线网覆盖满足4个客流方向的需要，把轨道交通线网简化成一个比较均匀的棋盘形线网。

2.2.1 车站分布密度指标计算方法

在棋盘网格的基础上，以线路交点为核心，计算车站在吸引范围全覆盖条件下的最小站间距以及区域面积。车站区域覆盖效果如图7所示，计算有

式中，S为理论计算吸引范围全覆盖的最大面积，km1;d为车站合理吸引范围半径，km;

图7 车站覆盖率效果

由此计算车站的分布密度为

式中，S为理论计算吸引范围全覆盖的最小面积km1;ρ为站点分布密度，个/km1。

2.2.2 不同交通功能定位的区域车站分布指标

1)核心区。当轨道交通网络密度高，可承担公共交通主体功能时，按照直接吸引范围全覆盖的标准，站点直接吸引半径为0.65 km，计算全覆盖所需的最大面积为3.38 km1，最大站间距为919 m，最小车站分布密度为1.18个/km1。

2)中心区。当轨道交通网络密度降低，主要承担公共交通骨干功能时，按照间接吸引范围全覆盖的标准，站点间接吸引半径为1.5 km，计算全覆盖所需的最大面积为18 km1，最大站间距为2 122 m，最小车站分布密度为0.22个/km1。

3 轨道交通合理站间距指标标准

3.1 站间距与线路技术标准的关系

对线路功能层次和轨道交通功能定位、行车技术标准作综合分析［3］。从行车技术标准角度，达到运行速度后10 s制动，牵引测算数据见表3。

表3 牵引测算数据

可以看出，普通线路采用的80 km/h的列车最小站间距应为1 km，旅行速度为36 km/h，快线100 km/h列车的最小站间距为1.5 km;120 km/h列车的最小站间距为2.8 km。

3.2 合理站间距指标标准

轨道交通的合理站间距非固定值，受线路功能、车辆选型以及区域覆盖密度的影响［4］，轨道车站间距d存在上、下限的取值范围，即:dmin≤d≤dmax，车站合理间距应该介于最小间距dmin和最大间距dmax之间。按照线路功能划分，可以分为普线和快线2个层次的标准。从轨道交通车站的服务功能、区域覆盖率角度出发，提出不同功能层次的合理站间距指标标准。

3.2.1 普线

普线按照服务功能定位划分，承担主体交通功能与承担骨干交通功能的线路车站站间距选择范围各不相同，具体指标标准如下:

1)轨道交通承担主体功能。根据车站区域分布指标的计算，轨道交通承担主体交通功能时，考虑直接吸引全覆盖的标准，计算合理站间距为919 m。若不从区域覆盖角度，而考虑线路顺向站点直接吸引标准，计算合理站间距为1 300 m。

因此，综合考虑城市核心区域以及部分重点发展区域，线路承担主体交通功能时，高密度站点布设的合理站间距范围为900～1 300 m。

2)轨道交通承担骨干功能。轨道交通承担骨干交通功能时，考虑直接吸引范围在650 m以上即出现间接吸引的客流需求，因此，选择合理站间距的下限为1 300 m。从线路顺向站点间接吸引标准考虑，最大的站间距为3 000 m。

因此，当线路承担骨干交通功能作用时，以多方式的衔接换乘增加间接吸引范围，合理的站间距布设范围为1 300～3 000 m。

3.2.2 快线

快线主要承担市域范围内的骨干交通功能作用，站点设置以区域的衔接出行需求为基础，覆盖范围大，因此站间距的设置也比较灵活，跨越度大，通常站间距大于2 000 m。需要注意的是，本文涉及的指标不适用于特殊功能线路，包括机场线、APM线等。