江 捷 宋家驊 邵 源

(深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心有限公司,518021,深圳//第一作者,工程師)

大都市圈軌道快線布局比較及其啟示

江 捷 宋家驊 邵 源

(深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心有限公司,518021,深圳//第一作者,工程師)

基于大都市圈空間圈層劃分,比較了東京、紐約、巴黎三大都市圈的軌道快線在規(guī)模、功能、通道、樞紐等方面的差異性,指出三大都市圈具有不同的軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局形態(tài)。從城市空間形態(tài)和歷史變遷等角度,分析職住分布、背景發(fā)展條件對(duì)軌道快線規(guī)劃的影響,論述三種典型軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局形態(tài)的成因,總結(jié)國(guó)際大都市圈軌道快線規(guī)劃的技術(shù)要點(diǎn),為我國(guó)軌道快線規(guī)劃建設(shè)提供參考。

都市圈; 軌道交通; 布局形態(tài)

Author′s address Shenzhen Urban Transport Planning Center Co.,Ltd.,518021,Shenzhen,China

隨著我國(guó)大城市逐步邁向都市圈發(fā)展階段,城市通勤圈逐漸擴(kuò)展到傳統(tǒng)主城區(qū)以外,通勤出行時(shí)間不斷延長(zhǎng)。城市軌道交通被認(rèn)為是縮短通勤時(shí)間、改善出行結(jié)構(gòu)的有效交通工具[1-3]。為便于分類闡述，本文中將除地鐵以外的城市軌道交通線路稱為“軌道快線”。目前,關(guān)于城市軌道交通規(guī)劃的諸多關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)存在較大爭(zhēng)議,本文以國(guó)際三大都市圈為例,分析和總結(jié)其中的軌道快線規(guī)劃技術(shù)要點(diǎn),為國(guó)內(nèi)城市軌道交通網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供參考。

1 都市圈空間圈層劃分

國(guó)內(nèi)研究通常將都市圈空間劃分為三個(gè)圈層:市中心、市區(qū)和都市圈[4-5]。相關(guān)研究表明,通勤圈范圍通常超出城市行政邊界,而又小于都市圈范圍。例如,東京都市圈最遠(yuǎn)地區(qū)距都心約110 km,而通勤圈范圍約為40～50 km[6-7],這一范圍又比東京區(qū)部(市區(qū))大很多。紐約、巴黎也存在類似情況[8-9]。為便于進(jìn)行比較研究,本文在市區(qū)和都市圈之間加入通勤圈,將東京、紐約、巴黎等三大都市圈的空間劃分為四個(gè)圈層,如圖1～3所示。各圈層面積、人口和崗位數(shù)據(jù)如表1所示。

圖1 東京都市圈圈層劃分

?市中心(1區(qū)):為城市的CBD(中央商務(wù)區(qū)),面積約為20～40 km2,居住人口約18萬～60萬,但崗位規(guī)模高達(dá)100萬～200萬,顯示出崗位高度集聚的特征。

?市區(qū)(1、2區(qū)):為市中心及外圍高度建成區(qū),面積約為600～800 km2(距市中心15～20 km內(nèi)),人口約600萬～800萬(人口密度約1萬人/km2),一般為特定行政區(qū)域,如東京區(qū)部、紐約市及大巴黎區(qū)。2區(qū)是市中心就業(yè)者主要居住區(qū)之一,存在一定的就業(yè)崗位但密度遠(yuǎn)低于1區(qū)。

?通勤圈(1、2、3區(qū)):為市區(qū)及近郊地區(qū),面積約為2 000～6 000 km2(距市中心30～50 km),人口約1 000萬～2 000萬,是絕大多數(shù)以市區(qū)為目的地的通勤行為發(fā)生區(qū)域,一般不受行政區(qū)邊界限制。與市區(qū)相比,3區(qū)崗位密度顯著下降,人口密度也低于2區(qū)。

?都市圈(1、2、3、4區(qū)):4區(qū)是都市圈最外圍地區(qū),與市區(qū)通勤聯(lián)系明顯減弱,總體處于職住平衡狀態(tài)。

上述劃分參考了文獻(xiàn)[9]的研究成果,本文在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入崗位數(shù)與人口數(shù)之比這一參數(shù),以解釋3區(qū)本質(zhì)即為通勤圈(文獻(xiàn)[9]中用commuter hinterland一詞來解釋3區(qū),但在實(shí)際劃分中并沒有嚴(yán)格按照通勤圈范圍來界定),并對(duì)巴黎和東京空間圈層劃分進(jìn)行了修正:①文獻(xiàn)[9]中巴黎只有3個(gè)區(qū),本文按定義劃分為4個(gè)區(qū),其中4區(qū)(巴黎大區(qū))是巴黎都市圈8省合稱,其范圍超過巴黎通勤圈實(shí)際范圍,應(yīng)與同為4區(qū)的東京都市圈和紐約都市圈涵義相當(dāng);而3區(qū)為巴黎都市圈建成區(qū)范圍(文獻(xiàn)[9]中亦有此范圍),是實(shí)際的巴黎通勤圈;將巴黎市及緊鄰三省組成的“大巴黎區(qū)”(法語為Petite Couronne,英譯為little Crown)作為2區(qū),更符合2區(qū)定義。②文獻(xiàn)[9]將東京都作為3區(qū),本文根據(jù)定義擴(kuò)大了3區(qū)范圍。東京都是東京區(qū)部、多摩地區(qū)和島部的合稱,雖然多摩地區(qū)是東京就業(yè)者的主要居住地之一,但包括神奈川、埼玉、千葉三縣距東京站40～50 km內(nèi)的大部分地區(qū)都居住著大量的區(qū)部就業(yè)者。本文參考國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)東京都市圈的研究成果[6,10],識(shí)別出東京通勤圈的大致范圍,將其作為3區(qū)進(jìn)行比較。

圖2 紐約都市圈圈層劃分

圖3 巴黎都市圈圈層劃分

圈域東京紐約巴黎面積/km2崗位人口比/%人口/人崗位人口比/%面積/km2崗位/個(gè)人口/人崗位人口比/%面積/km2崗位/個(gè)人口/人崗位人口比/%1區(qū)42238．126．689523196．754．336229102．562．21651，2區(qū)617724．9816．489757413．2749．755762351．4614．1571，2，3區(qū)39931126．62262．0505793744．41352．6552060449．4879．1511，2，3，4區(qū)131431644．13179．752331651067．41984．35412011507．51066．148注：引自《TheFourWorldCitiesTransportStudy》，本文對(duì)變更圈層(東京3區(qū)、巴黎2區(qū)和3區(qū))的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和更新

2 大都市圈軌道快線布局比較

2.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及分布

三大都市圈軌道快線和地鐵分圈域統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。其具有如下特征:

(1) 規(guī)模:軌道快線總規(guī)模達(dá)到1 500～3 000 km,約為地鐵線路的4～8倍;

(2) 布局:與地鐵相比,軌道快線主要分布于3～4區(qū),1～2區(qū)線路規(guī)模相對(duì)較小。其中,東京和巴黎2區(qū)內(nèi)軌道快線規(guī)模顯著高于紐約。

2.2 功能細(xì)分

軌道快線規(guī)模大幅增長(zhǎng)主要出現(xiàn)在郊區(qū)化發(fā)展階段。部分軌道快線建設(shè)之初主要服務(wù)于都市圈通勤出行需求,服務(wù)區(qū)域一般在通勤圈以內(nèi),定義為“通勤快線”,如巴黎RER(快速市域線)系統(tǒng)、東京私鐵線路(主要提供通勤快線服務(wù))及紐約三大通勤鐵路系統(tǒng)。另有部分快線服務(wù)范圍延伸至4區(qū)及以遠(yuǎn)地區(qū),這類線路提供全天發(fā)車相對(duì)均勻的運(yùn)輸服務(wù),發(fā)車間隔不具有明顯的峰谷特征,主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)郊乃至更遠(yuǎn)地區(qū)與市區(qū)的連通功能,定義為“連外快線”。東京JR線、紐約通勤鐵路的部分列車及巴黎Transilien系統(tǒng)均具有典型的連外快線特征。兩類快線的服務(wù)范圍與運(yùn)營(yíng)特征如表3所示。

表2 三大都市圈軌道快線和地鐵分圈域規(guī)模統(tǒng)計(jì) km

表3 軌道快線功能細(xì)分

2.3 放射通道總體分配情況

雖然三大都市圈軌道快線規(guī)模都很大,但放射型軌道快線占放射型軌道線路的比例相差甚遠(yuǎn)。東京放射快線比例高達(dá)71%,巴黎為47%,而紐約僅為21%(見表4),表明東京將更多的放射通資源道分配給了軌道快線。進(jìn)一步考慮快線功能細(xì)分,東京24條放射快線中通勤快線比例約為2/3,巴黎則約為1/2,即東京約1/2的通道資源給予了通勤快線,而巴黎僅為1/4左右。放射通道數(shù)量決定外圍地區(qū)進(jìn)入市區(qū)的客運(yùn)能力,繼而決定高峰期由外圍進(jìn)入市區(qū)的通勤者數(shù)量,暗示東京2區(qū)內(nèi)有更多的就業(yè)者居住在外圍。

2.4 快線通道選擇

(1) 東京:快線與地鐵直通運(yùn)營(yíng)。東京早期的軌道快線大多止于山手線,通過換乘地鐵或有軌電車進(jìn)入市中心,然而巨大的換乘量導(dǎo)致?lián)Q乘樞紐癱瘓[10]。東京意識(shí)到軌道快線引入市中心的必要性,通過軌道快線與地鐵直通運(yùn)營(yíng)的方式分配有限的通道資源。根據(jù)地鐵和快線列車在地鐵區(qū)間內(nèi)的運(yùn)營(yíng)特征,可將東京地鐵13條線分為4種類型：I型線路不存在直通運(yùn)營(yíng),僅提供地鐵服務(wù),包括早期建成的地鐵銀座線和丸之內(nèi)線,及大江戶環(huán)線;Ⅱ型線路高峰和平峰均提供一定的快線直通運(yùn)營(yíng)服務(wù),包括三田線、日比谷線、有樂町線、副都心線;Ⅲ型線路高峰期以直通運(yùn)營(yíng)為主,包括淺草線(西馬込至岳泉寺)、新宿線、東西線、千代田線;Ⅳ型線路基本上作為快線進(jìn)入市中心通道,包括淺草線(岳泉寺至押上)、半藏門線、南北線。可見,除了早期建成的線路和環(huán)線,其他線路在高峰期均為軌道快線直通運(yùn)營(yíng)提供便利。軌道快線列車進(jìn)入地鐵區(qū)間后采用站站停模式,地鐵運(yùn)能并沒有受到實(shí)質(zhì)影響。

表4 三大都市圈放射軌道線規(guī)模及構(gòu)成

(2) 巴黎:快線并線敷設(shè)。與東京不同,巴黎RER和Transilien功能差異明顯。RER的服務(wù)范圍和運(yùn)營(yíng)特征具有典型的通勤快線特征,如服務(wù)范圍主要在3區(qū)內(nèi)、明顯的峰谷發(fā)車特征及高峰期發(fā)車頻率接近地鐵等;Transilien則具有典型的連外快線特征。一條RER與一條Transilien線路并線進(jìn)入市區(qū)是最常見的敷設(shè)方式,RER線路深入到市中心(進(jìn)入市中心后RER線路間常并線敷設(shè)),進(jìn)入2區(qū)后?？空军c(diǎn)數(shù)量更多(以分散換乘壓力),而Transilien停靠幾個(gè)主要站點(diǎn)后止于市中心邊緣的七大火車站[11]。

(3) 紐約:快線與地鐵獨(dú)立通道敷設(shè)。雖然紐約通勤鐵路網(wǎng)絡(luò)非常發(fā)達(dá)[12],但其形態(tài)為典型的“樹枝狀”,在外圍地區(qū)通過大量的支線提高覆蓋率,市區(qū)內(nèi)并為幾條主要通道進(jìn)入市中心。紐約幾乎不存在地鐵與通勤鐵路共通道或共軌的情況,通勤鐵路與地鐵通道獨(dú)立,通勤鐵路在市區(qū)內(nèi)一般沿次要或邊緣通道敷設(shè),主要通道留給地鐵。

2.5 軌道樞紐體系

通道選擇和分配上的差別,進(jìn)一步導(dǎo)致軌道樞紐布局體系差異化。三大都市圈樞紐體系最大的差別在于快線樞紐。東京的快線-地鐵換乘樞紐約有27個(gè),數(shù)量眾多的快線-地鐵換乘樞紐分散了通勤高峰期巨大的換乘壓力;紐約快線換乘集中在中央車站、賓州車站等少數(shù)幾個(gè)大型樞紐;巴黎快線-地鐵樞紐約10個(gè),其中有多個(gè)多線換乘樞紐。此外,東京和巴黎還擁有一定數(shù)量的快線-快線樞紐,這類樞紐基本位于外圍,選址上常與重要城市節(jié)點(diǎn)耦合,帶動(dòng)外圍重點(diǎn)地區(qū)的發(fā)展。

2.6 軌道網(wǎng)絡(luò)形態(tài)

上述分析表明,三大都市圈軌道交通網(wǎng)絡(luò)(以下簡(jiǎn)為“軌道網(wǎng)”)形態(tài)截然不同,進(jìn)一步分析職住分布特征,發(fā)現(xiàn)軌網(wǎng)形態(tài)與職住分布特征高度相關(guān)(見表5)。

(1) 東京:嚴(yán)重職住分離與大量通勤快線。東京市區(qū)約304萬就業(yè)者居住在20 km外(超出地鐵有效服務(wù)范圍),占市區(qū)就業(yè)者總數(shù)的42%。東京軌網(wǎng)以通勤快線為主,為將大量通勤快線引入市區(qū)乃至城市中心,東京軌網(wǎng)極為復(fù)雜:一方面不得不通過直通運(yùn)營(yíng)增加通道資源分配的比重;另一方面大量快線和地鐵在市中心交匯,形成諸多的多站換乘樞紐，據(jù)統(tǒng)計(jì),山手線內(nèi)76個(gè)軌道交通車站中34個(gè)為換乘站,其中10個(gè)為4線換乘站,3個(gè)為5線換乘站。

(2) 紐約:通勤圈以地鐵為主。雖然紐約通勤圈范圍與東京基本相當(dāng),但市區(qū)僅有約40萬就業(yè)者居住在20 km外,大部分通勤出行通過地鐵系統(tǒng)就可以覆蓋。紐約“樹枝狀”通勤鐵路網(wǎng)絡(luò)既可適應(yīng)外圍就業(yè)者分布廣而散的特征,也可使這部分客流(規(guī)模相對(duì)有限)集中利用少量通道進(jìn)入市中心及在幾個(gè)大型樞紐集中換乘。與東京相比,紐約軌道網(wǎng)更為簡(jiǎn)單高效。

(3) 巴黎：軌道網(wǎng)復(fù)雜程度介于東京和紐約之間。20世紀(jì)90年代,巴黎約有50萬就業(yè)者居住在20 km以外,沿河谷或主要干道相對(duì)集中分布,RER在此階段大規(guī)模建成并服務(wù)這部分通勤出行需求[13]。與東京相比,巴黎通勤快線及樞紐規(guī)模相對(duì)較少,線路運(yùn)營(yíng)相對(duì)獨(dú)立。其軌道網(wǎng)復(fù)雜程度介于東京和紐約之間。

表5 三大都市圈職住分布特征與軌道網(wǎng)形態(tài)

3 對(duì)我國(guó)軌道快線規(guī)劃的啟示

3.1 軌道網(wǎng)形態(tài)與職住分布特征高度相關(guān)

東京、紐約和巴黎均被視為強(qiáng)中心型城市的典型代表[14-15],然而三者在職住分布特征和軌道網(wǎng)形態(tài)上差異較大。從歷史變遷的角度,城市空間與軌道網(wǎng)互動(dòng)發(fā)展并形成路徑依賴,而起點(diǎn)一般基于城市特有的資源稟賦[16-17]。東京市區(qū)存在大量早期建成的木屋建筑,容積率低,居住單位供應(yīng)數(shù)量受限[10],在城市更新遇阻的情況下,大量就業(yè)者溢出到外圍地區(qū),產(chǎn)生了大規(guī)模通勤出行需求,軌道網(wǎng)形態(tài)逐步演變成以通勤快線為主。紐約在2區(qū)分布了大量中高層居住區(qū),將90%通勤者留在了市區(qū)范圍(即地鐵有效服務(wù)范圍)內(nèi),相應(yīng)地紐約也擁有三者中規(guī)模最龐大、布局和運(yùn)營(yíng)最復(fù)雜的地鐵系統(tǒng)。巴黎在20世紀(jì)90年代前被視為強(qiáng)中心型城市的代表,但受到市中心用地和開發(fā)強(qiáng)度等方面的限制,其逐步將新增就業(yè)崗位分布到2區(qū)和3區(qū)的多個(gè)副中心,近年來市區(qū)居住人口有所上升,職住分布更趨均衡,甚至出現(xiàn)一定比例的反向通勤出行[18]。在這一過程中,通勤快線的功能也逐步由典型中心放射型線路轉(zhuǎn)變?yōu)橹鞔沃行闹g的快速聯(lián)絡(luò)線路。

與東京相比,紐約通過城市土地利用規(guī)劃有效控制通勤圈的無序蔓延,不僅顯著降低了軌道網(wǎng)復(fù)雜程度,減少基礎(chǔ)設(shè)施投入,而且提高了運(yùn)輸效率和服務(wù)水平。東京近年來對(duì)職住分布形態(tài)進(jìn)行反思,提出了一系列治理通勤圈的措施[19]。我國(guó)諸多大城市的通勤圈范圍已逼近15～20 km,控制通勤圈邊界應(yīng)成為這一輪大城市規(guī)劃的重點(diǎn);少數(shù)通勤圈已經(jīng)擴(kuò)大到30～50 km的特大城市,需盡早開展通道和樞紐預(yù)控工作,為快線引入中心城區(qū)創(chuàng)造條件。

3.2 細(xì)分城市空間和快線功能

軌道快線規(guī)模及布局與城市形態(tài)高度相關(guān),應(yīng)基于城市空間結(jié)構(gòu)和職住分布細(xì)分快線功能。本文識(shí)別出通勤圈和都市圈兩個(gè)圈層,進(jìn)而將軌道快線劃分為通勤快線和連外快線。這兩類快線在服務(wù)空間、出行目的和運(yùn)營(yíng)特征上差異較大,規(guī)劃要點(diǎn)各不相同,不能以一概全。連外快線和通勤快線在規(guī)劃上需注意以下幾點(diǎn):①原則上快線均需引入市中心,但通勤快線比連外快線的需要程度更高,因?yàn)橥ㄇ诔丝蛯?duì)時(shí)間和換乘敏感性更高[20];②通勤快線比連外快線更需要核心通道資源;③通勤快線高峰期客運(yùn)量更大,進(jìn)入市區(qū)后需要規(guī)劃更多的站點(diǎn),以分擔(dān)上下客和換乘壓力。

3.3 重視快線規(guī)劃的發(fā)展背景

基于不同的發(fā)展背景,三大都市圈在快線規(guī)劃上做出了不同選擇,借鑒國(guó)際案例經(jīng)驗(yàn)時(shí)必須考慮發(fā)展背景的差異性,不能盲目照搬。首先,應(yīng)考慮軌道網(wǎng)形態(tài)的差異。放射快線比例低更有條件獨(dú)立敷設(shè),利用共軌或共通道等方式或是不得已而為之。其次,應(yīng)考慮不同的發(fā)展背景條件。東京通勤快線規(guī)劃之初大部分地鐵線路尚未建設(shè),為其在軌道網(wǎng)規(guī)劃中提出直通運(yùn)營(yíng)要求并實(shí)現(xiàn)直通運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。巴黎在修建RER之時(shí)地鐵與市郊鐵路均已建成,其通過將部分市郊鐵路軌道與市中心新建的地下通道相連形成RER線。此外,應(yīng)詳細(xì)分析各種作法的局限性。例如,東京直通運(yùn)營(yíng)雖然細(xì)化了通道分配,但快線列車進(jìn)入地鐵區(qū)間后站站?？?通行速度受到影響,只能通過在外圍越行來提速;東京私鐵和JR線早期多為貨運(yùn)鐵路,配設(shè)了更長(zhǎng)的站臺(tái)及更多的越行股道,克服了越行組織導(dǎo)致的車站投資增加和運(yùn)能降低問題;巴黎整合分散的市郊鐵路形成RER線,但部分市郊鐵路由于供電制式不同,車輛難以過軌運(yùn)行,直到研發(fā)出雙電壓制式列車[21]。

3.4 合理規(guī)劃和預(yù)留換乘樞紐

軌道交通樞紐規(guī)劃選址需與城市中心體系耦合。軌道快線引入市中心勢(shì)必增加樞紐數(shù)量,尤其是多線(3線以上)換乘樞紐數(shù)量,在軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)應(yīng)視需求合理預(yù)留多線換乘樞紐,確保軌道出行最為集中的區(qū)域具有最好的軌道可達(dá)性和換乘條件。在外圍次中心或重要發(fā)展節(jié)點(diǎn)構(gòu)筑軌道交通樞紐,有助于提升區(qū)位,促進(jìn)外圍重點(diǎn)地區(qū)的發(fā)展。

4 結(jié)語

本文以東京、紐約和巴黎三大都市圈為例,總結(jié)軌道快線規(guī)劃在規(guī)模、功能層次、通道選擇、樞紐體系等方面的技術(shù)要點(diǎn),從職住分布特征和發(fā)展背景條件出發(fā),分析軌道網(wǎng)形態(tài)成因,總結(jié)三大都市圈快線規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及對(duì)我國(guó)軌道快線規(guī)劃的啟示。軌道快線的發(fā)展同樣受到軌道交通規(guī)劃建設(shè)模式的影響和制約,這一方面的研究有待深化。

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Comparative Study of the Layout Patterns of Regional Transit Network in Metropolitan Area

JIANG Jie,SONG Jiahua,SHAO Yuan

Based on the defining of circle zones in metropolitan areas, the differences of infrastructure, function, corridor and interchange of regional transit network as well as metro networks in Tokyo, New York and Paris metropolitan areas are comparatively studied, their different layout patterns of rail transit network are pointed out. By analyzing the influence of the spatial jobs-housing patterns and the development conditions on regional transit network planning from the angle of urban space and historic changes, the development trajectories of typical rail transit network in the three metropolitan areas are described, their technical points are summarized, to provide a reference for mass transit development in China.

metropolitan area; rail transit; layout pattern

U 212.1

10.16037/j.1007-869x.2017.01.002

2015-05-08)