北京市轨道交通发展对大城市线网规划的启示

田 东 周 敏

(北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100037)

北京市轨道交通发展对大城市线网规划的启示

田 东 周 敏

(北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100037)

总结分析北京城市轨道交通(简称“城轨”)在网络化发展过程中的教训和经验，指出大城市线网规划首先最需要重视的是，与城市及其交通规划的协调，应加强线网层次和规模的研究，并为线网发展留有余地，外围线与中心城线衔接应遵循“多点多线”的衔接原则，换乘站与城市功能节点协调，交通枢纽应采取一体化规划建设，在建设时序上应考虑对相交换乘线的影响，单线建设方案需在网络总体指导下研究。

线网；规划；轨道交通；协调；层次；规模；建设时序；北京

众所周知，城市轨道交通线网的规模、布局、层次以及换乘节点，决定了线网与城市空间布局的协调性、网络效率和乘客体验，也决定了线网的客流效益，体现了城市轨道交通在城市交通中的作用和地位。因此，线网规划是城轨建设和运营管理等的顶层设计，需要引起高度重视。目前，国内城市轨道交通正处于快速发展期，大部分城市仍处于骨干线网的规划发展阶段。笔者拟通过总结分析北京市城轨在发展过程中的教训和原因，为我国其他城市的线网规划发展提供借鉴。

1 北京城轨现状特征

截至2014年9月，北京市共建成轨道交通线网总里程465 km，骨架网络已经基本形成，日均客流量稳定在1 000万人次以上，负荷强度达到2.25万人次/km·d[1]，见图1。

图1 北京轨道交通线网[23]

北京市线网具备以下特征：

1) 线网物理布局呈现网络形态，且网络规模持续增加。至2014年底，北京市轨道交通通车线网共19条线，包括了通州(八通线)、昌平、顺义、亦庄、大兴、房山6条新城线，网络形态总体呈“方格网+环+放射状”。

图2 网络规模和客流规模增长

图3 2005—2012年北京市居民出行交通结构变化

3) 轨道交通建设需要加强与其他交通方式的衔接规划设计。根据北京交通出行调查显示，高峰小时期间，地铁、公交及小汽车全程出行的旅行速度(指门到门)分别为13、9.9、17.8 km/h。以地铁出行为主的出行链，平均总出行时间为77.3 min，车外时间为44 min，车外时间占比为57%。在纯地铁出行中，平均总出行时间为59.8 min，车外时间为26.3 min，其中两端接驳时间分别为10.1 min和9.5 min，中间等车及换乘时间约为6.7 min[1]。

地铁出行与小汽车相比，总出行时间处于劣势，这是公交出行难以消除的劣势。两端及中间转换时间过长是导致地铁旅行速度降低的最大原因。

4) 换乘站客流规模巨大，换乘站成为各方焦点。截至2013年7月，北京轨道交通网络中共有换乘车站41座[4]。线网内日客运量约1 000万人次，其中换乘客流为450万人次左右，全网换乘系数约为1.82，即平均80%的乘客需换乘一次。

2 北京线网发展经验与教训

北京市线网历经近10多年的快速发展，取得了巨大的成就，支持了城市的各项功能和大型赛事等活动。城轨网络化是个巨型课题，相关各方从规划、设计、运营、养护维修、投融资等角度正在研讨中。笔者侧重从网络规划与设计的角度揭示北京市线网在发展过程中出现的问题并分析其原因，以便为其他大城市在线网规划乃至城市规划和综合交通规划提供借鉴。

2.1 线网层次单一，缺乏市域快线

城市轨道交通的线网层次有两方面的含义，一方面是在城市市域范围，区分出市域快线和市区线，主要体现在最高速度和旅行速度上的差异。另一方面，是在中心城区区分出骨干线和填充线，前者搭建线网骨架，串联城市主要功能节点，构建城市发展轴线；后者通过增加线路，以提高线网服务水平为主，体现的是需求差异和运能水平差异。

北京市线网以地铁网络为一个层次，线路系统制式以6节B型车和80 km/h(最高速度)为主，外围新城线路以100 km/h的最高速度为主。缺乏市域快线是北京市线网中较为突出的问题之一。虽然外围新城线采取了最高速度为100 km/h的制式，但这种“准快线”与机动车出行，不具备速度竞争优势。

笔者在研究北京市线网发展史中发现，以往在中心城区线网规划和建设报告中，从各线的功能定位出发，也曾区分过骨干线和填充线(或辅助线)，但系统选型的结果却趋向采用B6这一个结果。笔者认为骨干线和辅助线在系统选型上应有所区别，骨干线相较辅助线，线路长度应更长，以体现城市轴线骨架功能；敷设方式以地下线居多，以体现沿线高密度建设及其公交走廊功能；客流量需求较大，要求采用大型车或大编组。

2.2 系统能力受限，影响网络效能发挥

由于系统选型保守，集中体现为早晚高峰多条线路的满载率过高，在17条线路中，中心城区的线路除2号线以外，其余线路满载率均超过1，外围线路中昌平线、亦庄线、15号线满载率也在1左右，大约70%的线路满载率过高。满载率过高，虽然能够带来较好的客流效益和社会效益，但负面因素更多，如常年有50多座车站早高峰限流，延长了乘客的进站时间；车厢拥堵造成乘客上下车困难。车辆养护维修量加大，并隐藏着极大的运营安全风险，为此需增加大量的站台安全员，从而抵消了满载率高的效益等等。

不仅如此，满载率过高还直接影响了某些线路运能的发挥。例如，昌平线与13号线在西二旗站换乘，由于13号线满载率过高，为避免给13号线带来更大的客流冲击，昌平线不能提高发车频率。

2.3 新城线与中心城区线衔接模式单一

北京市线网规划与建设中的另一缺陷在于新城线或外围线与中心城线路的衔接模式较为单一，大部分为单线衔接。如8号线二期未延伸至朱辛庄站以前，昌平线与13号线仅在西二旗站换乘；八通线和1号线在四惠和四惠东站换乘；亦庄线与10号线及5号线在亦庄站换乘；等等。这种衔接换乘模式带来的最大问题是由于换乘点位于城市边缘，换乘站周边缺乏大量就业岗位，使得大部分乘客都需要选择换乘至其他线路进入中心城，这给换乘线路及其换乘站带来较大的客流和运营压力。

2.4 换乘站能力不足已成为网络瓶颈

目前，北京线网中换乘客流占比为42.5%，随着网络规模的持续扩大，换乘客流比重将继续提升。

除了上文所提到新城线和中心城区衔接的换乘站外，仍有相当的换乘站能力不足，如宣武门站、复兴门站、建国门站和西直门站等。这些站基本位于放射线与环线相交的位置，换乘能力不足主要指换乘通道、楼扶梯等的空间不足，换乘距离过长，相交线路能力受限导致乘客需排队候车，换乘客流与上下车客流交织，站台宽度不足等问题凸显。换乘客流不均衡，换乘站能力不足已成为制约网络效率的瓶颈。

2.5 线网布局未与重点功能区、交通枢纽相协调

城市交通拥堵的本质是交通供需在空间和时间上的不平衡。线网作为大运量公交系统，应布置在交通需求旺盛、道路资源紧张的重要功能区，如CBD商务区以及对外火车站等综合交通枢纽。

北京市线网从总体上分析，也基本是按照上述原则和思路进行，但细究各功能区以及部分铁路客运站的线网布局，两者并没有较好地衔接协调。

2011年CBD提出东扩区规划，东扩后整个CBD面积约6.9 km2，并进行高强度开发。核心区面积约30 hm2，规划建筑规模为地上部分268万m2，地下144万m2，平均容积率达到14.5，1号线和10号线分别从核心地块边穿过，但只有1号线的国贸站位于核心地块的西南角，其余车站距核心地块均较远。北京市远景线网规划在CBD区域形成“四横四纵”的格局，即8条轨道交通线(见图4)，20座车站，线网密度为2.4 km/km2，远高于中心城0.75 km/km2和四环内1.39 km/km2的线网密度，但远景线路与核心地块只有R4在核心地块北侧设站。由于地铁建设与地块规划不协调，从规划方面提出采用APM(乘客自动输送系统)内部小系统来加强该区域的服务水平，力求实现该区域周边5 min步行全覆盖[8]。

图4 CBD区域线网及站点分布

在枢纽方面，比较典型的有北京站和北京北站，尤其是北京北站，虽然有13号线、2号线、4号线衔接，但轨道交通与北京北站因建设时间上相差较大，也未能很好地协调成一体化的立体综合交通枢纽。

2.6 建设时序与网络运营要求不协调

线网规划不仅是轨道交通的空间规划，还应包括时间上的规划，比较典型的是房山线整体的时序安排。2010年12月底，房山线大葆台—苏庄段开通运营，由于该段线路未融入中心城线网，联系房山线的9号线也未开通，成为当时线网中的孤线(见图5)，此时市交通部门只能采用大容量公交与市区线网衔接，日客流约8 300人次左右。2011年底，大葆台—郭公庄段开通，9号线也同时开通。不久，房山线全日平均客流量达到3.35万人次，与之前相比，房山线客流增长了303%。可见，轨道交通尤其是外围线路，是否融入线网，对客流效益影响较大，而且也会给交通接驳带来影响。

图5 2010年底房山线通车时北京线网

从线网实施的角度，昌平线与13号线在西二旗站换乘表现出的困境，从另一个角度也说明网络化阶段线路实施时序还应考虑对相交线的影响。

2.7 原因分析

出现上述问题的原因，笔者认为有以下3方面的因素值得思考和探讨。

1) 城市发展速度和城市规划及理论研究上的矛盾。这主要有两方面含义，一方面是我国大城市未经历过工业化革命，普遍缺乏铁路资源，基本靠道路和公路引导，不像巴黎RER(全区快速铁路网)和东京都市圈内的私铁、国铁，都由铁路改建而成；另一方面，我国自改革开放，尤其是受20世纪90年代以来的“住房改革”和“土地招拍挂”改革的影响，城市迅猛扩张，规划跟不上变化，城市边界一直较为模糊，城市规划5年一修编，大城市在限制发展和鼓励发展的争议中摇摆前进，这自然形成“摊大饼或城市蔓延”的毛病。在这种情况下进行的线网规划，自然也难以区分市域线和市区线，这是造成我国大城市地铁制式偏多，市域快线偏少的一个原因。

2) 城市规划建设、项目选址缺乏交通容量的约束。虽然我国内地在进行项目选址及规划建设前也进行交通影响评价，但由于评价机制及评估时机不合理，导致交通影响评价的客观性、可修正性都大打折扣。反观香港，在进行建设时均在交通模型预测下进行容积率的上限约束[9]。

3) 线网前瞻性不足，主要体现在3个方面：一是由于城市快速发展导致的线网总体规模和层次前瞻性不足；二是网络化发展后，对线网规模引起的客流规模成倍增长预判不足；三是网络化后线路之间运力匹配和协调方面考虑不足。

3 对其他城市线网规划的启示

3.1 加强线网规划与城市及交通规划之间的协调

线网规划与城市总体规划(简称总规)之间的协调主要有3方面内容，一是城市中心城区发展边界与城市线网之间的层次性分析；二是城市空间结构与城市线网形态互相协调匹配，使得线网的换乘站分布与城市多中心布局相吻合，线路的布设符合城市轴线布局；三是中心城区人口及用地规模与线网的规模相吻合，不能无节制地通过用地功能置换，使得中心城区用地“职住”越来越分离，强度越来越高。

线网规划与城市综合交通规划之间的协调主要也有3方面内容：一是宏观上合理确定轨道交通在城市中的功能定位和作用，在不同的交通圈层和区域所能起到的作用应有所区别；二是中观上执行区域差别化的交通政策和策略，分析道路网特点及机动车停车位规划和政策，协调轨道交通在区域交通中与机动车的合理分工；三是在微观层面上的轨道交通站点与其他交通方式的衔接，尤其是注意站点周边用地性质及其在城市中所处的区位。一般来说，核心区内的站点强调步行环境和自行车接驳，外围站点强调公交车接驳和自行车接驳，甚至是小汽车接驳。

3.2 加强层次和规模的研究

线网规划首先应研究线网的功能层次和线网规模。由于城市规模发展越来越大，从国内外的发展经验看，“摊大饼”一类的城市有着各种各样的“城市病”，而市域快速轨道交通在引导城市组团式发展方面具有重要作用。鉴于市域轨道交通与市区轨道交通在功能、运营、规划、建设等多方面具有较大差别，线网规划首先应从城市服务半径、线网服务对象等方面区分线网层次，在线网层次清晰的情况下，开展中心城线网规模的研究工作，合理的线网规模不仅指合适的城市交通比例，也指合适的线网运营效益，因此，需要深入研究线网负荷强度指标。只有明确线网层次和规模，才能稳定线网形态和线网制式，同时，为了预留线网发展弹性，充分预估线网客流风险，对于走廊唯一或有限的线路，其制式的选择可适当放大车型和编组。

另一方面，线网规模还应包括各线的能力规模。以往线网规划往往强调线路布局、换乘站分布和场段选址，而对线路的制式往往研究深度不够，显然以8辆A型车为主的线网与以6辆B型车为主的线网，即使线网规模一样，运能也会差别巨大。因此，线网规划需要在线路功能定位明确后，进一步明确骨干线和辅助线的系统选型。

3.3 线网规划应超前规划，审慎修建综观国内各大城市，尤其是北京近10多年线网的发展，各地线网规划总规模无一不是随着城市人口和用地规模的增长而扩张和加密的，这就给后续换乘站的实施带来较大的麻烦，造成换乘不便甚至没有换乘。

因此，笔者建议在目前国内仍处于快速扩张阶段的大城市，线网应超前规划，审慎修建。这实际上也是线网规划中远景和远期线网的两个时机。由于在城市战略规划或远景规划具有较大弹性空间时，规模经济一直是城市扩张的动力，这是经济的自然规律在发生作用，不以人的意志为转移。因此，远景线网规模具备一定的前瞻性是大问题。在城市总规的法定约束下，与城市总规年限和范围一致内的线网规模和布局必须稳定，这与日前国家发改委的发改基础(2015)49号和国家住建部发布的建城[2014]169号精神是一致的，而且这样与总规年限一致的网络应尽量发挥其社会和经济效益，需做好两个层次的有无分析。这样，可以在建设规划编制和“工可”研究过程中，考虑为后续线网加密以及换乘站设计预留足够的空间[10]。

3.4 线网衔接应强调“多点多线”北京市轨道交通线网中的半径线较多，从实际运营效果看，除了大兴线与4号线贯通运营外，其余线路均存有不足和隐患。

例如，昌平线与13号线相交换乘的西二旗站，13号线与2号线及4号线换乘的西直门站，9号线与4号线换乘的国图站等，都存在巨大客流与其他线路换乘的现象，造成乘客“被动换乘”。

线网规划必须避免半径线与城区线网“单点单线”衔接的现象，建议“多点多线”(指3点、3线及以上)换乘，或者集中在一座大型枢纽换乘，换乘线路也是多线。如13号线虽然在知春路与10号线换乘，在西直门站与2、4号线相交换乘，但从目前的情况看，13号线在西直门站应继续向南延伸[11]。

3.5 换乘站主动选址，交通枢纽一体化建设以往线网规划从城市整体出发，换乘站分布是线网规划的结果。而线网换乘站是城市线网中最重要的资源，应从换乘站选址的角度主动出击，从区域开发和交通一体化的角度先锚定换乘站位置，然后从该换乘站出发延伸线路，直至最后形成线网。良好的线网规划应是“总体—局部—总体”反复迭代的分析过程。

从北京市轨道交通换乘站规划设计及实际运营效果分析，对线网规划的启示在于：1)换乘关系应在线网规划阶段予以确定，尽量采取平行换乘，即使是以方格网为主的城市也应积极追求平行换乘，并以此理念开展规划；2)换乘站稳定是线网稳定的要求之一，在线网规划阶段应落实方案的可实施性，尤其是一体化建设的综合体和综合交通枢纽；3)换乘站应能做到同步设计，换乘节点尽量能够同步实施。

目前，很多城市的线网建设规划提出“同期建设规划内的线路考虑预留换乘节点或同步设计、同步施工；而不在同期建设规划内的线路仅预留换乘条件”。笔者认为，在线网规划中首先应区分线网中各线的功能定位，其次明确线网的实施时序。在同一规划期内的线路应同步规划设计，同期实施；不同规划期内的线路，应参考该线在网络中的定位与作用，骨干线间的换乘站即使不在一个规划期，也应做到同步设计，同步预留换乘节点；如果以人为的建设规划期限为依据，不可避免地会造成换乘站施工不同期，将很难建设出便捷的换乘车站。

当线网稳定后，在换乘站具体形式选择上，首选平行换乘，在相交换乘方案选择上，先考虑T型或L型换乘，而慎用十字换乘，实践经验表明十字换乘造成换乘楼扶梯通过能力紧张。当然，城市外围的换乘站另说。

3.6 建设时序规划应考虑对相交换乘线的影响线网规划需要重视建设时序的研究，主要原因在于不合理的建设时序将造成以下两个问题。

一是会出现类似房山线的情况，房山线提前一年于9号线通车，不仅造成当年客流效益较差，同时，也为轨道交通接驳制造了一定的麻烦；另一个是对换乘站客流的冲击，例如昌平线二期工程(西二旗站至市中心)滞后，导致早高峰昌平线换乘客流对13号线西二旗站的冲击。其他车站还能通过限流等措施降低巨大客流对车站站台的影响，而西二旗站的限流只能改为对昌平线的“限车”，降低昌平线早高峰的发车对数，以免西二旗站出现更大的运营风险。

因此，线网规划不仅是空间规划，同时也需要重视时序规划。在线网规划中加强建设时序的研究，主要应注意两方面，一方面是城市土地开发与线路规划时序相匹配，另一方面是线网建设时序与单线建设时序相匹配。前者可能影响线网走廊的不同组合方式，形成不同线网方案；后者除了要尽量避免线网中存在未融入线网的独立线，还要加强分析后期线路实施时，对相交线路高峰断面和相交换乘站的客流影响。

3.7 单线方案研究应在线网总体下进行为应对网络化运营，单线方案应做好以下网络层面的内容研究，有些甚至应在建设规划乃至线网规划方面做原则性研究。笔者认为具体有以下几个方面：

1) 资源共享和信息互通。目前各线在工可编制过程中，较为重视资源共享，一般为车辆基地大架修及大型机械设备的养护维修资源共享，以及由此带来的联络线规划、主变电所资源共享、控制中心资源共享。笔者认为，为了应对网络化运营，还必须实现换乘站资源共享以及信息互通共享等方面。

2) 线路中的换乘站设计。换乘形式往往在线网规划阶段已经界定(相交换乘还是平行换乘)，在线网布局时应尽可能优先选择平行换乘；在换乘站设计时应考虑相交线路换乘客流对本线的影响，以及为此考虑的换乘空间和换乘距离。在换乘线路系统能力受限的情况下，换乘距离未必是越近越好，一定要留有足够安全的缓冲换乘空间，以避免换乘客流滞留站台带来的安全隐患。换乘距离以及换乘时间是影响轨道交通自身竞争力的重要因素。

3) 线路的辅助线设计。线路的辅助线设计不能仅仅盯着本线，也应对换乘客流有所考虑，如北京4号线和大兴线贯通运营后，由于大兴线沿线分布大量的居住用地，在早高峰情况下经过大兴线沿线各站点上车客流的累积，到达4号线北京南站时，已经没有太多的空间容纳铁路客流。此时，运营方需通过南端停车场(距北京南站3站)增发空车，以缓解南站客流堆积的矛盾。可见，线路的辅助线设计在网络化运营阶段，已不能仅从一条线的角度进行研究。

4) 线路的交通接驳。若要提高地铁的全线旅行速度，提高轨道交通的竞争力，可提高线网密度，增加线网覆盖范围，但这种方式代价较大。最理想的方式是缩短两端的出行时间以及中间的换乘时间，也就是提高公交接驳和慢行系统的效率。这项工作在轨道交通研究的各个阶段应分别落实，在规划阶段应基本落实接驳原则、策略和用地量；在“工可”阶段，需基本落实用地位置；在初步设计阶段，基本落实接驳方案。

本文基于国内大城市的发展共性，从北京轨道交通线网发展中吸取的教训，对其他城市具有较好的借鉴意义。

[1] 王波.从北京轨道交通网络实施效果引发的几点思考[C]//2014两岸四地城市轨道交通学术研讨会.北京，2014.

[4] 中国地铁工程咨询公司.北京市城市轨道交通建设规划(2014—2020)[R].北京，2014.

[5] 北京城建设计发展集团股份有限公司.北京地铁一期设计存档图纸：线路篇[Z].北京，1969.

[6] 北京城建设计发展集团股份有限公司.北京地铁13号线设计存档图纸：线路篇[Z]，北京，2001.

[8] 北京城建设计发展集团股份有限公司.北京CBD地区APM系统规划方案研究[R].北京,2013.

[10] GB/T 50546—2009城市轨道交通线网规划编制标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

(编辑：郝京红)

Implication on Rail Network Plan for Large Cities from Beijing Rail Transit Development

Tian Dong Zhou Min

(Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

This paper summarizes the lessons and experience of the development for Beijing rail transit network to put forward six suggestions for other large cities. First, the rail network development should be coordinated with the overall development plan of the city and its transportation system. Secondly, emphasis should be put on the research on the layers and scales of the networks and lines. Thirdly, building of the outer and the inner rail networks should follow the principle of "multi-station and multi-line". Fourthly, the locations of transfer stations should be linked with the common public space or the function area of the city, and an integrated approach should be adopted in building transportation hubs. Fifthly, attention should be paid to the influence on the intersected lines in arranging construction sequence. Finally, the construction of a single line should be integrated in the construction of a whole network.

rail network; plan; rail transit; coordination; layer; scale; construction sequence; Beijing

田东，男，高级工程师，从事城市轨道交通规划和设计工作，656327246@qq.com。

U239.5

A