1 城市群与区域轨道交通

  城市发展是中国发展的核心。区域内的城市群是城市发展的高级形式。目前,城市群已经成为我国新型城镇化的“主体形态”[1]。伴随着中国经济持续快速发展和城镇化进程的逐步加快,城市群成为我国经济活力和潜力最大的地区,支撑国家发展大格局。

  轨道交通连同公路、航运、水运等构建区域交通综合体系,是城市的“骨干”和“血脉”。区域轨道交通没有严格的定义,通常认为包含3个层次:主要承担城市中心区出行需求的城市轨道交通;主要承担市郊与中心城区客运需求的市郊铁路;主要承担城市与城市之间客运需求的城际及干线铁路。区域轨道交通的发展与城市群的发展密切相关,在满足城市群内部日益增长的多样化出行需求中起到中流砥柱的作用。目前轨道交通建设呈现出多制式和网络化发展趋势。

2 区域轨道交通多制式发展
2.1 国外区域轨道交通多制式发展分析

  全球范围内,发达的大型城市群/都市圈内均已建立起多制式的轨道交通体系,实现一定程度的交通协同,效益显著。美国东北部以纽约为代表的都市圈,将已有的地铁、市郊铁路、城际铁路等有机整合,并规划新的路网,采用快慢线等多种组织形式、多个层次的轨道交通在大枢纽进行换乘,形成一体化多层次的区域轨道交通网络体系,其中地铁400 km,区域线1 200 km[2]。法国巴黎都市圈,将地铁、市域快线(RER)、远郊市域铁路、有轨电车进行整合,构建多层次有序衔接的运输网络,其中地铁里程579 km,区域线超过1 200 km。英国伦敦构建3 500 km包含地铁、市郊铁路等多种轨道交通制式的轨道交通网络,其中地铁400多 km,多制式的轨道交通网络内换乘非常便利,一张日票可以在多种轨道交通制式中通用。日本东京也构建了集城市铁路、地铁、单轨、新交通系统(AGT)于一体的多层次运输组织灵活的区域轨道交通体系,其中东京圈轨道交通总里程超过2 000 km,地铁里程327 km,轨道交通网络中多条地铁线路与其他轨道交通制式,如市郊线、铁路实现联运[3],并且有JR-CYBER Station综合服务系统,为旅客提供完善的信息服务。

  国外如纽约、巴黎、伦敦、东京等城市群或都市圈中轨道交通的发展表明,区域轨道交通路网并不是各个单一轨道交通制式网络的简单叠加,而是一个在网络布局和协同运输等方面有机整合的一体化、多层次、高效协同的多制式轨道交通复合网络体系。

2.2 国内区域轨道交通多制式发展趋势

  在我国,以轨道交通为城市骨架的城市综合交通体系建设成为越来越多大城市未来的发展方向。随着我国城市轨道交通近20年的快速发展,以北京、上海等为代表的大城市运营里程均超过600 km。截止2017年底,我国共有34个城市开通城市轨道交通,线路共165条,累计运营里程5 033 km,其中地铁3 884 km,占比77.2%[4]。对于城际铁路,早在2005年,长三角、珠三角和京津冀三大城市群城际轨道交通规划就获得国务院批复。此后长株潭、武汉城市群等14个城市群或都市圈城际铁路规划项目获得批准,预计到2020年,全国城际铁路建设里程将达到7 800 km。目前,以北京、上海为代表的全国90多个城市规划了有轨电车线路,预计到2020年,开通里程将超过600 km,而远期总规划里程则超过10 000 km[5]。

  目前,我国区域轨道交通呈现多制式发展的格局,实现区域轨道交通多制式协同发展,是我国区域轨道交通未来发展方向。

3 我国区域轨道交通现存问题分析

  虽然我国区域轨道交通经过多年的建设取得长足的发展,但也逐渐暴露出一些问题。限于我国轨道交通的管理模式及技术发展,区域内各制式间没有形成联动,各自为政、信息割裂的现状制约着区域轨道交通运输效率和服务质量的提升,既有的单制式独立运营方式已越来越难以适应区域轨道交通综合发展的新形势。主要体现在以下几个方面。

  1)管理体系不完善。在我国,目前区域轨道交通各制式分离运营,对应多个运营主体,管理也较为分散。如北京城市轨道交通有北京地铁和京港地铁两家运营单位,市郊线则由北京铁路局、北京地铁、北京公交等几家运营,干线铁路和城际线由北京铁路局运营,这些运营主体之间存在信息孤立的现象,难以从区域全局角度出发,有效协同管理。

  2)线网层次不完备。相较于国外城市群/都市圈轨道交通是一个各制式协作的多层次网络,就我国区域轨道交通现状而言,网络结构模式较为单一。全国各城市都较为重视地铁的建设,城际铁路和市郊铁路发展稍显不足。目前,我国区域轨道交通形成一个以地铁为主的轨道交通体系,而从国际上城市轨道交通系统发达地区建设经验来看,通常这些地区市郊铁路更为发达,地铁制式里程占比一般在三分之一以下。

  3)线网衔接不优化。线网衔接,就是要将不同网络有序接续,使客流能够在网络间便捷通达。城市轨道交通、市域铁路和干线城际铁路间的衔接方式归纳起来有3种:对接换乘、多点换乘和直通运转[6]。目前,我国轨道交通在线网层次不完备的情况下,既有线网间的衔接也有待优化,形式较为单一,对接换乘的方式最为普遍,虽然该方式客流匹配性较好,但容易带来换乘站客流集聚的问题。如郊区线性质的北京房山线,运营终点为中心城区外围的郭公庄站,需要进入中心城区的旅客要进行换乘。

4 多制式一体化协同发展建议

  针对我国区域轨道交通发展中存在的一些问题,结合国外发达城市群/都市圈成功实践经验和我国现阶段轨道交通发展水平,我们提出了多制式一体化协同发展的一些建议。

  4.1 管理机制要协调

  在我国,目前区域轨道交通规划、建设、运营、管理各个阶段都对应不同主体,缺少统一的部门从整个城市群区域轨道交通角度出发,对网络进行统一管理。在多制式区域轨道交通协调发展的大趋势下,理想情况下,应当进行多制式一体化管理。但若多制式一体化管理存在现实困难,可考虑各主体间先进行多制式协调管理,待时机成熟,再实施统一管理。

  1)多制式协调管理。多制式协同管理的较低级表现形式。在各制式管理不协同、信息不畅通的背景下,实施多制式协同管理是较为可行的选择。政府和各运营主体应当分析各制式管理全过程,在各个主体内成立对外沟通协调部门,构建多制式协调管理体系,避免各自业务分割,对旅客出行造成不便。

  2)多制式一体化管理。多制式协同管理的较高级表现形式。当多制式协调管理逐步深入到一定程度,满足实施一体化统一管理的条件时,充分挖掘多制式协同机理,寻求突破区域制式、部门管理、业务运营分割的管理手段与方法,建立包括运行管理体系、标准规范体系、安全保障体系在内的协同运输与服务管理,最终成立多制式轨道交通统一管理机构,实施一体化管理,提升区域总体运能和旅客服务质量。

  4.2 线网规划要统一

  目前,由于管理体制的原因,在我国轨道交通规划方面,干线铁路通常由国家层面进行统一规划,城际铁路由国家统一规划逐渐转变为地方层面规划,地铁和市郊铁路通常由所在城市进行规划,规划时难以做到统筹协同、资源整合。若能够从全局进行多层次轨道交通网络规划,可提高轨道交通路网利用率和各层次轨道交通路网协同度,避免多个建设运营主体各自为政。然而,受限于我国管理体制多层次、多主体的复杂特性,多层次多制式统一规划难以一步到位,这就需要地方政府在进行规划时,根据国家干线铁路规划,做好路网衔接,同时积极反馈信息,为国家干线铁路规划提供建议。

  在地方政府层面,可以进行城际铁路、城市轨道交通和市郊铁路的规划工作,为做好区域轨道交通路网的一体化规划,可以做好如下几点。

  1)线网规模合理把控。在充分考虑区域空间结构特征、满足旅客出行需求和财力约束的基础上,应用运输强度分析等科学分析方法,合理控制规划的线网规模,挖掘线网的最大社会和经济效益。

  2)线网各层次功能定位清晰。结合国外大都市圈轨道交通成熟经验,结合自身轨道交通发展,按市区、市郊、城际三个层次进行功能定位,合理规划。此外,轨道交通的发展可以引导城市发展,结合大城市人口疏解,城市新区规划布局,让线网发挥更大作用。

  3)各层次网络有序衔接。衔接方案的确定需要考虑交路、折返站、系统设备等各种因素,结合各地区实际情况,权衡利弊,选取 “直通运营”、“枢纽换乘”等衔接方式,使各层次轨道交通线网有机融合。

  4.3 制式选择要合理

  不同轨道交通制式在区域轨道交通的发展中发挥着不同的作用。为了更好地实现区域轨道交通多制式一体化发展,改善我国城市轨道交通以单一模式地铁为主的局面,实现多种轨道交通制式协同发展,需要充分考虑每种轨道交通制式的优缺点,结合城市特点,合理选择。例如重庆,根据自身山城特点,充分发挥单轨噪音小、爬坡能力强和转弯半径小的优势,建设了多条其他城市不常采用的跨坐式单轨线路。目前,重庆已成为世界跨坐式单轨开通里程最长的城市。

  《城市公共交通分类标准》[7]将常见的城市轨道交通制式及特点进行归纳如表1所示。

5 多制式协同技术发展方向

  目前,京津冀、长三角、成渝等各大城市群都在探讨轨道交通“三网融合”,结合国家十三五“区域交通运输一体化发展”要求,区域轨道交通发展呈现新形势。然而,现今大多数区域轨道交通一体化的探讨仍停留在理念、管理和规划层面,涉及技术的较少。结合轨道交通长期工作经验,提出区域轨道交通多制式协同技术层面几点发展方向。

  5.1 运输组织要协同

  随着区域轨道交通运营模式由单制式相对独立运营管理逐步向多制式综合运营发展,形成了轨道交通一体化运营的新局面。多制式交通一体化协同运营组织已成为发挥区域轨道交通整体能力和综合效益的关键。目前,先进的网络化运输组织方式已在世界范围内陆续开始运用,未来,我国区域轨道交通运输组织发展的前景广阔。

  1)多制式互联互通。跨制式互联互通,能够充分发挥多制式运输网络的整体优势,实现基于运输需求的多制式网络运力资源的合理配置,最大限度发挥区域轨道交通网络的最大效益。在我国,高铁/城际铁路实现全国路网综合调度统一指挥,但是地铁互联互通刚刚起步,城市轨道交通、市域铁路、城际及干线铁路跨方式网络的互联互通仍然停留在探讨阶段。而在日本东京,不同制式列车过轨运输已经十分普遍,地铁、民营铁路、JR铁路(国铁)等已经实现很高程度的互联互通,列车在网络间能够灵活运转,顺畅通达。国内要借鉴国外先进的直通运输经验,大力研究多制式共性技术,在限界、轨道、车辆、电力、通信、信号等各个专业深入研究,最终实现区域轨道交通跨制式互联互通。

  2)多制式网络化运输组织。多制式成网条件下,需要深入研究提升运营单位工作效率、改善系统运行安全性、提高运输服务水平的运输组织方法[8]。在多制式互联互通的基础上,实现跨制式轨道交通路网网络化运营。以旅客出行需求为驱动,研究编制多制式协同的精细化运输方案技术方法,最终形成支持联程联运、枢纽换乘、运力调配、应急协同、出行扰动等关键环节的区域轨道交通智能协同组织方法,整体提升区域轨道交通协同运营组织水平。

  5.2 安全保障要协同

  在区域轨道交通从单制式相对独立运营管理转变为多制式网络化综合运营管理的过程中,多制式线网规模日趋复杂、网络化运输组织方式多样化、需要维护系统设备种类和规模日益增加、客流管理难度加大,导致影响运营安全的不稳定因素增加。这对运营企业日常的运营维护、应急处置等提出更高的要求,需要运营企业打造多制式协同的安全保障体系。

  1)多制式线网资源共享。目前城市轨道交通的信息共享程度不高,即使是同一控制中心监控的线路,线路间信息也不能互通有无,更别提不同制式网络间的信息互通。为了满足区域轨道交通一体化综合安全保障新要求,首先就要做到信息互通、资源共享。信息互通和资源共享,不仅是跨专业的,更是跨制式的,这是真正实现多制式路网统筹调度和应急指挥的先决条件。

  2)跨制式应急协同联动。为了适应区域轨道交通一体化综合安全保障新形势,应当站在多制式全网角度,针对安全事件的演进全过程,打造“事前感知预警—事中监控处置—事后评估优化”的多阶段安全保障体系。在运营中一旦出现安全事件,应做好实时监控,及时实施跨制式应急预案,统筹各路网间应急资源调配,实施应急列车运行计划,实现跨制式应急协同,避免人员积滞,并防止安全事件在制式间蔓延。

  5.3 信息服务要协同

  区域轨道交通信息服务是提高旅客出行效率,减少旅客出行链时空消耗,提高旅客满意度的关键因素。

  便捷旅客跨制式出行体验。在多制式区域轨道交通一体化发展大背景下,需要积极研究并应用大数据分析、物联网、互联网+、人工智能、图像识别、网络通信等新技术,打通区域轨道交通信息孤岛。从旅客全出行链各个环节出发,研究包括情景感知个性化服务、智慧出行规划、交互式信息服务等智能化出行技术,打造旅客“跨制式一票通行”出行新体验。最终有效提升区域轨道交通协同运输与服务智能化水平,为公众提供一站式、交互式、个性化、智能化的信息服务。

6 总结

  建设一体化多制式多层次的区域轨道交通网络体系,依然任重而道远。只有区域轨道交通真正实现多制式协同发展,才能更好支撑国家城市群发展新蓝图。

参考文献

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  Wang Yuexin,Han Baoming,Li Dewei.Study on Multi-level Rail Transit System in Megalopolises in Northeast United States[J].Urban Rapid Rail Transit,2015, 28(1):129-132.

  [3]俞展猷,李照星.纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京五大城市轨道交通的网络化建设[J].现代城市轨道交通,2009(1):55-59.

   Yu Zhanyou,Li Zhaoxing.Network Construction of Urban Rail Transit in New York, London, Paris, Moscow and Tokyo[J].Modern Urban Transit,2009(1):55-59.

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  [5]仲建华,李闽榕,韩宝明,等.轨道交通蓝皮书:中国轨道交通行业发展报告[M].北京:中国科学文献出版社, 2017.

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   Fei Gao,Lei Lei,Ping Yu. Analysis on Connection Mode between City and Regional Rail Transit[J].RAILWAY TRANSPORT AND ECONOMY,2009,31(8):56-58.

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  [8]毛保华,张政,陈志杰,等. 城市轨道交通网络化运营组织技术研究评述[J].交通运输系统工程与信息,2017, 17(6):155-163.

  Mao Baohua,Zhang Zheng,Chen Zhijie,et al. A Review on Operational Technologies of Urban Rail Transit Networks[J].Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology,2017,17(6):155-163.

  (收稿日期:2018-04-24)

  (修回日期:2018-05-03)