城市轨道交通市区线与郊区线衔接方式研究
徐振廷
（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）
摘 要：随着城市不断的向外拓展，国内城市轨道交通的发展逐步由市区延伸到郊区。然而市区线和郊区线有着截然不同的客流特征，影响了线路的运营组织方式和工程方案。本文针对城市轨道交通市区线与郊区线的衔接方式，从分析国内外的典型案例入手，总结各种衔接方案的运营组织特征，对运营组织方式的影响因素进行了分析，提出了若干研究结论和建议。
关键词：交通运输系统工程；城市轨道交通；市区线；市域线；运营组织
1 前言
近些年，城市轨道交通在我国已经得到了长足的发展，北、上、广、深四大城市已经形成了较为完善的轨道交通网络，中心城区范围内，已基本满足居民出行的需要。随着中心城区范围内轨道交通网络的完善，逐渐向郊区、卫星城延伸。关于市区线与郊区线的衔接，目前国内的轨道交通线路采用的形式各异，从运营效果看，存在诸多问题；国外部分城市发展较为成熟，如纽约、巴黎、东京等。研究市区线和郊区线的衔接方式，有利于缩短乘客的出行时间，提高服务水平，降低运营风险，节省工程投资，对实现城市交通发展目标亦具有重要意义。
2 市区线与郊区线衔接方式典型案例分析
2.1 郊区线引入市中心综合交通枢纽
线路一端连接城市的卫星城、郊区组团和对外交通枢纽，另一端在市区终止于城区中心，可以实现卫星城、郊区组团和对外交通枢纽与城市中心间的直捷联系，有较好的直达性，而且城市中心处往往有密集的市区轨道线路，也便于组织与市区轨道间的衔接换乘，但城市中心用地紧张，场站建设较困难，工程投资大。
案例：纽约。纽约通勤铁路的长放射网络以中心区的3个车站为起点向长岛、纽约北部郊区和新泽西3个方向辐射，半径超过100km。其中，在中央火车站可以和4、5、6、7号线换乘，在宾州火车站可以和市域1、2、3号线及A、C、E线换乘，连接BROOKLYN、QUEENS区域和肯尼迪国际机场。
2.2 郊区线贯穿中心城区
市域线在中心城市的核心区穿过，两端分别衔接主要的卫星城、城市副中心和对外交通枢纽。
案例1：巴黎RERB线。巴黎RERB线是法兰西岛大区快铁的一条贯通巴黎市郊南北走向的线路，具有多个分支。该线路连接东北部夏尔·戴高乐国际机场的二号航站楼高速列车站（B3分支）和米提克雷（B5分支），以及南部的罗班松（B2分支）和圣雷米列雪福斯（B4分支），通过巴黎市中心。如图1所示，线路总长80km，设站47座，服务41个市镇，日均客流量90万人。
作者简介：徐振廷，男，高级工程师，从事城市轨道交通规划研究及线路设计工作。
RERB线（如图2所示）共设置4个终点折返站，4个中间折返站，高峰时段开行4个交路，平时时段开行3个交路，并设置多座越行站，运营组织形式灵活多样，最高旅行速度接近60km/h，能较好地满足不同出行目的的乘客需要。
图1 巴黎RERB线布局
图2 巴黎RERB线交路示意
案例2：上海R3线。R3线是贯通上海市西北地区—东南区域临港新城的一条主干线，由11号线和16号线两条线构成，同时11号线在西北设一条支线连接上海国际赛车场和安亭汽车城，是上海市轨道网络中构成线网主要骨架的4条市域线之一。整条线路将上海市规划建设的嘉定新城、临港新城与中心城紧密地联系起来。11号线全长59.41km，包括主线46.6km，支线12.81km；16号线北起龙阳路站，南至临港新城，全长58.962km，其中高架线45.268km、地下线13.694km，设有12座车站，包括3座地下站及9座高架站。
11号线采用A型车、6节编组，设计时速100km/h，主线、支线按照1∶1的模式开行。16号线采用A型车，初近期3节编组，远期6节编组，设计时速120km/h；运营方式包括直达、大站停和站站停3种形式；列车由龙阳路站直达滴水湖的全程旅行时间约32min，旅行速度达到110km/h。
2.3 郊区线止于城市外围
郊区线止于城市外围，有两种组织形式，一是采用环+放射线，二是与市区线端点换乘。
（1）环+放射形式。这种市域线的布局形式通常配合轨道交通的环线使用，其一端连接城市的主要卫星城、城市副中心和对外交通枢纽，另一端则终止于中心城市内部的轨道交通环线上，通过与环线的衔接进一步组织与其他市区轨道交通线路的换乘。
案例：东京。东京是环形+放射线式市域轨道布局模式的典型代表。东京都市圈内主要的轨道交通工具有三种：JR线、地铁和轻轨。JR线即电气化铁路或新干线，共17条，主要分布在东京都内，线路密集。其中最重要的山手线全长34.5km，呈环状，绕东京市中心运行，其他JR线以山手环线为起终点站，向外辐射。山手环线上共有29座车站，其中24座车站是换乘站。地铁主要分布在市中心15km的半径范围内，已建成13条地铁线路，线网由东南海滨的城市中心向北、向西扇形发展，呈放射式布局，并与市郊铁路衔接联运，并在山手线上与JR线和轻轨形成换乘。轻轨共13条，为私营铁路，大部分也以山手线各站为起点，向近郊或邻近城市辐射。东亦都市区轨道交通线网如图3所示。
（2）端点换乘形式。
案例：北京。北京规划的市域线多采用此衔接模式。如八通线在四惠与地铁1号线进行端点衔接，通过换乘组织通州新城的进出城客流；轻轨亦庄线在宋家庄与地铁5号线和10号线进行衔接，其中5号线在该处是终点站；房山线与地铁9号线的终点站在郭公庄进行衔接；以及大兴线与地铁4号线的终点站在公益西桥进行衔接等。
图3 东京都市区轨道交通线网
3 运营组织方式及特征
3.1 贯通运营
（1）方式一：2个交路（如图4所示）。市区线作为小交路，郊区线为大交路，郊区线一般采用与市区线相同的车辆编组。此种交路形式客流直达性好，但是郊区线土建规模较大，同时因为郊区线属于大交路范畴，行车密度低，间隔时间长。
图4 贯通运营大小交路示意
（2）方式二：多种交路（如图5所示）。市区线的车辆在衔接点折返，郊区线的车进入中心城区。市区线车辆可采用单一交路，郊区线进来的车形成第二个交路。根据郊区线的客流特征，是以郊区与中心城区的客流交换为主，还是以郊区内部客流交换为主，可选择灵活多样的组织形式。
a.郊区线的车全部进入中心城区，这种情况类似于大小交路；
b.郊区线的车部分进入中心城区，则意味着郊区线的另一部分车需要在进入中心城区前折返，而市区线可选择单一交路或者大小交路。
郊区线采用与市区线不同的车辆编组形式，可适当降低土建工程投资，但是会影响市区线的运输能力，同时至少存在两个交路，且编组不一致，对运营管理的要求较高。
图5 贯通运营多个交路示意
3.2 分段运营
根据郊区线与市区线衔接的线路和换乘站的数量，分段运营可以分为4种运营组织形式，见表1。
表1 分段运营组织方式
3.3 衔接车站配线设置
目前市区线与市域线在衔接车站的配线形式上主要有以下几种。
形式一：双岛四线，市区线折返、郊区线贯通。如图6所示。
双岛四线，车站规模较大，市区线的车辆在此折返，折返能力满足30对/h；郊区线可以采用与市区线不同的车辆编组形式，并贯穿进入中心城区，形成不同编组列车混跑的形式，但由于行车间隔的限制，小编组车辆进入中心城区会损失市区线的输送能力。
形式二：单岛，站前站后各设一个单渡线。如图7所示。
此种类型工程规模小，具备贯通、分段两种运营条件，但是分段运营时市区线和郊区线的折返能力均不满足30对/h的要求。当两端线路高峰小时行车对数在25对/h以上时，需要另外设置小交路折返点。
图6 形式一配线示意
图7 形式二配线示意
4 影响运营组织方式的主要因素
4.1 城市未来发展格局
对于国内的城市发展，规划周期一般是10～15年，而城市发展形态则是把周边临近的市域范围不断的吞并，城乡一体化、临近城市间一体化、城市群等概念应运而生，符合区域经济一体化的发展模式。这种总体上慢慢扩大、局部区域突出的城市发展形态，对于轨道交通的影响也是显而易见的，现在的市域线有可能变成了将来的市区线，由于沿线土地开发，原设计输送能力亦有可能不堪重负。
然而，这里面也会涉及到另一个问题：市域范围内的轨道结构层次。城市的发展方向可以预判，最终形态未知，开始就需要有构建市域范围乃至都市圈范围内的轨道交通层次的概念。在城市主要发展方向的线路需要坚持大站快线的理念，拉近旧城与新城之间的时空距离，有的线路则可以考虑改造为市区线，更多的为某一局部范围服务。线网规划、线路设计需要具有可持续发展的理念，突破现有的技术水平和城市经济条件等因素限制，为后续发展预留条件。
4.2 市域居民出行特征
北京交通出行调查数据表明，郊区客流出行的主要目的地是旧城、中关村和CBD地区，以通勤客流和购物客流为主。各个城市有自己独一无二的特征，郊区客流出行目的地也略有差异，然而“畅通与易达并重，单程时间最短”，是市域轨道交通线路追求的主要目标。在市域线网规划过程中，应在分析现状市域客流数量和目的地的基础上，结合沿线用地规划和人口布局，按照出行生成—出行分布—方式划分—交通分配的客流预测四阶段法，预测不同年度的市域轨道交通的客流特征，为市域线的线路走向、市域线和市区线的衔接点、衔接方式等提供重要依据。
4.3 运营管理机构及水平
直通运营和灵活多样的组织方式，满足不同类型的乘客需要，是市域线运营组织的目标。然而要想实现这两点，在运营管理方面存在各种问题。一是运营管理机构，国内尚统一，不管是市区线还是市域线，均由地铁公司负责建设、运营、管理，而国外轨道交通、铁路市场化较为常见，不同的运营管理机构之间存在一定的利益关系；二是运营管理水平，有了灵活组织各种交路的条件，运营组织机构可以实现，对于国内的地铁公司，仍然需要不断的摸索与实践。
4.4 主要技术标准
市域线一般是大站快车，行车密度不高；而进了市区，为了充分发挥轨道交通在综合交通体系中的作用，适当增加车站，提高站点对沿线区域的覆盖率，限制了速度优势。市域线和市区线在车辆选型、设计时速、车站设计、供电制式等方面均存在较大的差异。面对这种差异，线路设计过程中如何兼顾，对运营组织方式的选择需要统筹考虑。
4.5 工程投资
市区线站间距小、列车编组大、行车密度高、运营速度低，多采用地下敷设方式。市域线与之相反，站间距大、所需列车编组小、行车密度低，但是对运营速度要求高，可采用高架或地面敷设方式。直通还是分段，对工程投资的影响较大。
为了实现灵活多变的运营组织形式，需要有相应的配线来支撑。统观纽约、巴黎、东京等国际大都市的地铁配线设计，局部地段四线并行、双岛四线做越行站等形式比比皆是，大大增加了车站设计规模。对于高架站，工程投资增加不多，但是站线体量大，对景观的影响比较大；对于地下站，增加线路的越行功能，工程投资增加较多。深圳市轨道交通龙岗线曾做过此方面的研究，最终因为工程投资增加较多且越行限制了高峰小时行车对数，舍弃了此方案。
轨道交通本身投资大，开通之后亦需给予持续的运营补贴。工程投资的影响，是线路设计过程中不得不考虑的一个重要因素。
5 结论
（1）市区线与市郊线的衔接方式不是一成不变的，受城市未来发展格局、市域居民出行特征、运营管理机构及水平、主要技术标准、工程投资等多种因素决定。
（2）直通运行和灵活多变的运营组织方式，是解决市域居民出行、缓解市区交通拥堵的重要途径，线网规划及线路设计应尽量预留条件。
（3）单点单线换乘方式应尽量避免，在无法直通的情况下，单点多线或连续两站换乘，有利于提高运行效率。
（4）由于城市发展的不可预见性，应以可持续发展的理念看待此问题，市郊线不是市区线盲目的外延，但也不是孤零零的存在，需要进行合理的衔接和预留。
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