衡量軌道交通線網規劃是否合理的十五大基本準則

漲知識 | 衡量軌道交通線網規劃是否合理的十五大基本準則

本文總結規劃合理的地鐵網絡所需遵循的十五大基本原則,較為系統的闡明瞭各個觀點,並給出了相應實例,供讀者參考。

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一,合理的網絡規模。

一般認為,城區人口大於300萬的城市可以修建地鐵,以每200萬人擁有100公里標準修建。比如規劃一個未來人口1000萬人城市,那麼地鐵總長度應該為500公里較好。如果規劃700-800公里,那就是明顯規模偏大了,應該縮減。城區人口小於300萬的城市,可以規劃輕軌(全封閉或半封閉有軌電車系統)。


比如目前的成都地鐵規劃,規劃了超過2000公里軌道,那麼它服務於未來城市人口至少要達到4000萬人,要佔到整個四川省一半的人口。如果未來服務於的人口達不到這麼多,當然就說明整個網絡規模過大了,或者說,網絡密度過高了,很多線路規劃是沒有必要的,存在嚴重重複浪費情況。

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二, 線路走向符合基本乘客出行意願(向心)。

地鐵規劃的目的就是為了方便乘客出行,所以乘客基本出行意願,是地鐵線路走向的基本依據。


一般來說,乘客基本出行意願都是向心的,也就是往城市中心跑。所以地鐵線路的基本走向,就應該是向心型,或者說是向心型線路。


所以規劃通過一個地區的地鐵,我們首先應考慮規劃一條直接經過該區域的向心型線路。另外可能某些地方,由於無法安排足夠多的向心型線,也應該至少保證該區域通往市中心僅為1次換乘,並且,保證通往市中心的整個通路基本順直,不繞彎路。


如果通往網絡中心的線路不僅需要換乘,而且還需要繞很大彎路的話,出現的結果就是過多乘客會放棄採用地鐵出行,而改為其他地面交通方式。那就當然不合理了。


我們這裡舉個實際的例子——濰坊官方地鐵規劃。


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三,合理的網絡形狀-“環加放射”。


合理的地鐵網絡一定是“環加放射”型的,如果一個網絡不是環加放射型,那麼這個網絡肯定是效率不高的或者說還有進一步提高的潛力。


為什麼只有“環加放射”型才是最合理的呢?這一點可以根據線路客流均衡和線路區段客流均衡這兩項指標推導出來。本文後續將說明。


那麼作為“環加放射”網絡中的線路,一定是向心型線路或者是環線兩種。而環線又有組合環和獨立環兩種方式。一個網絡中,獨立環和組合環兩種環線可以同時存在,或者只存在其中的一種。


事實上,環加放射網絡和非環加放射網絡嚴格區分事實上是很複雜的,需要涉及到深層次理論探索。由於篇幅有限,這裡只通過幾個簡單的例子供讀者思考。
這一點我們還可以舉出具體實例,比如下面的濟南地鐵規劃就不能算是“環加放射”型。如果首先要優化就得考慮將網絡形狀更改為一個合格的“環加放射”。具體方法我們可以把小環線改為相對較大的環線,然後再作其他相應更改。


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四,網絡佈局符合主要客流帶佈局。

在實際的城市佈局中,往往有些區域人口密度大,有些人口密度小,地區的重要性人口流動性也有差別,這樣城市網絡中就形成了主客流帶的概念。主客流帶一般較為集中了整個城市的大客流和長距離客流。地鐵線路的佈局要能夠有效的突出主客流帶的佈局,才能有效做到客流均衡。


五,保證環加放射網絡均衡向四周放射。

合理的網絡一定是均衡向四周放射的,這個不以任何城市佈局相關。也就是說,不管城市如果佈局,圓形,方形,帶形,其向四周放射的線路必然均衡,做不到這一點,就一定會存在線路客流的不均衡。


如果是在一個方格網的城市道路佈局中,也可以換句話說,南北向線路數量一定要和東西向線路數量相當。如果東西向線路數量明顯大於南北向線路數量,那麼東西向線路客流會相對不足,而南北向線路客流就會相對明顯偏大。


我們舉個例子,南寧地鐵規劃就屬於這種情況,東西向線路多,南北向線路少,未來地鐵3號線將會面臨較大的客流壓力。為了解決這種放射力度不均衡的情況,筆者推薦應該在網絡中新增“西北-東南”方向線路。(圖中給出的箭頭僅僅代表一個方向,不代表非要在箭頭處新增線路。)


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六,保證網絡局部相對均衡向四周放射。

作為合理網絡局部地區,也應該保證較為相對的向四周放射的線路。當然由於是在網絡局部,不能要求過於嚴格的均衡。比如在城市外圍郊區,當然是向市中心放射線路要求就要多一些。但是如果說這裡我規劃了3條向市中心的向心型線路,就應該考慮安排規劃一條經過該區域的圍繞市區的環狀線路了。如果該地區設計了5條通往中心的向心型線,卻沒有一條環狀線路,當然也就不合理了。


又比如我安排了較多的通向市中心左側線路,當然也需要考慮新增通往市中心右側的線路加以平衡。


應該說這種問題,在目前我們國家的地鐵規劃中,是很多。這裡筆者僅舉一個簡單例子,合肥地鐵規劃南部地區,過多線路採用西北-東南方向,而沒有一條東北-西南方向線路。那麼更改的方法就是適當減少西北-東南方向線路,而考慮增加一條東北-西南方向線路。

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七,線路客流均衡。

這一點,通常有多種情況會產生這種情況。一個是由第4點說的,線路不均衡向外放射就容易導致線路客流不均衡。


另一種情況,部分線路線路過分遠離主客流帶也容易導致線路客流不均衡。


八,線路區段客流相對均衡。

線路區段客流均衡是客流均衡的重要方面。顧名思義,客流區段不均衡就是一條線路某一個區段客流明顯很大,而另一個區段客流明顯過小。


比如大家都坐過的北京地鐵2號線,受到13號線斷頭線客流喂入的影響,西直門-復興門區段和東直門-建國門區間客流就明顯比其他區段客流大得多,這就是客流區段不均衡的情況。那麼我們在規劃設計線路走向過程中,要儘量避免這種情況的發生。


“環加放射”網絡的線路客流區段均衡度是最好的,而與之對照的“方格網”型網絡則相對要差。我們可以以線路粗細代表線路斷面客流強度來對比一下四線網絡的“環加放射”型和“方格網”型的線路區段客流對比。


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九,避免無必要的線路重複。

在一個合理的地鐵網絡中,兩條相鄰平行線路的平均間距應該保持2公里左右為合理,大約1.6-2.5公里之間。這是一個平均值,在市區可以小於該值,在郊區又會大於該值,平均起來是這個數。如果兩條線路不管郊區市區平均起來都明顯小於這個數,說明是存在明顯重複的。


比如目前這個合肥地鐵規劃,5號線和8號線中段北段長距離間距過近,存在重複嫌疑。
另外還要說明的是,為什麼平均間距選在1.6-2.5之間呢?因為這樣一個間距恰好可以在間距中間增加一站,實現以最小代價達到地鐵密度最大化要求。


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十,避免過長網絡壁壘。

在一個合理的網絡市區部分,從一點到另一點,中間沒有通過的地鐵線不宜過長,過長會造成兩點間兩側的乘客互通要繞很大的彎路,形成網絡中的“壁壘”。


我們可以舉幾個實例。一個是合肥地鐵官方規劃,在合肥南站以東的長距離區域沒有南北向線路連通,導致整個網絡東部地區南北向互通必須繞道合肥南站。


南京地鐵官方規劃,在主城區西南部,有長達8公里的長距離壁壘,導致壁壘東西兩側互通必須要繞很大彎路。
十一,避免無必要大規模換乘站。

我們在規劃線路的時候,儘可能的採用更多的小換乘站,這樣可以有效保證網絡局部的互通性,及減少換乘站的施工難度,並且保證列車客流不大起大落,相對平穩。


這一點,相對來說,是比較好理解的。


十二,大換乘站需儘量突出重點區域。

當網絡局部地區佈線無法僅僅只設置2線換乘站的時候,要儘可能把多線(3線以上)儘量安排在網絡重點區域,比如商務區,商業區,火車站等區域。突出這些重點區域的網絡中心地位。


如果在一些非客流集中地,非重要區域安排大換乘站,那無疑就是一種浪費了。
十三,避免不合理的斷頭線。

地鐵中的斷頭線定義為單站點需要疏散全車(滿客流狀態)超過一半的乘客的線路我們可以稱之為斷頭線。比如北京地鐵13號線就是典型的斷頭線,終點單站點西直門站或者東直門站需要疏散掉全車滿客流,加大了換乘管理難度,並且也不能較好方便乘客出行。我們在實際規劃地鐵線路中,要儘量避免規劃這樣的線路。


我們可以通過幾個簡單的模型來說明斷頭線的定義。另注模型僅僅是一種理想的城市佈局,實際是不是斷頭線,一定要根據斷頭線實際定義來判別。


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十四,避免網絡中的“真空”地帶。


這一點相對來說,是最好理解的,就是要實現網絡規模的最大化。在實現網絡規模最大的時候,前提是要保證網絡的運營效率。也就是說我們增加一條地鐵線路,要保證網絡整體客流有明顯提升,如果做不到這一點,那很可能新增的這條新線可能是沒有必要的。
十五,儘量增加乘客換乘機會,而減少乘客換乘次數。

應該說這兩點是既不矛盾,而且是統一的。要更好的實現這一點,整個就必須較好的遵循環加放射的網絡結構。因為只有較好的遵循了“環加放射”的網絡結構,就能夠最大限度地實現這一要求。

在本文所涉及的部分概念中,可能會涉及到深層次的規劃理論。讀者不必過於深究,如果過於深究的話,理解難度和文章篇幅都將呈幾何數量倍增,這些不是本文所討論的範疇。


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