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摘要:從城市的交通需求以及線網(wǎng)的覆蓋面和服務(wù)水平兩個方面,對石家莊市軌道交通的線網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行了匡算.并結(jié)合石家莊市的實際情況,通過對比和分析各種匡算結(jié)果,提出了石家莊市主城區(qū)軌道交通近期和遠(yuǎn)景線網(wǎng)規(guī)劃的合理規(guī)模.

在進(jìn)行城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中,一個十分重要的問題就是如何根據(jù)城市的現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃、城市的交通需求、城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平等,從宏觀上合理地規(guī)劃快速軌道交通線網(wǎng)的規(guī)模.所謂合理規(guī)模[1],實際上就是合理的快速軌道交通方式的供給水平.由于交通需求和交通供給是動態(tài)的平衡過程,因此合理規(guī)模也是相對的.線網(wǎng)規(guī)模是否真正合理,最終應(yīng)放入交通模型進(jìn)行需求和供給的動態(tài)檢驗.但在進(jìn)行方案構(gòu)架研究之前,也應(yīng)對線網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行約束,以使多個方案有共同的比較基礎(chǔ).

本文通過對城市的交通需求以及線網(wǎng)的覆蓋面和服務(wù)水平進(jìn)行定量分析,同時參考國內(nèi)外一些城市快速軌道交通線網(wǎng)建設(shè)與使用指標(biāo),針對石家莊市的具體特點,最后確定其快速軌道交通線網(wǎng)總長度的合理范圍.

1按交通需求推算線網(wǎng)規(guī)模

交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)要滿足交通的需要,城市遠(yuǎn)景年的公共交通預(yù)測總量,體現(xiàn)了城市公共交通的遠(yuǎn)景需求規(guī)模,是決定城市快速軌道建設(shè)總量的最重要的、可量化的指標(biāo).軌道交通線網(wǎng)規(guī)模,可以從出行總量與軌道交通線路負(fù)荷強度之間的關(guān)系推導(dǎo)而來,其線網(wǎng)絡(luò)長度為：

βγ(1)

L=Qα/

式中,Q為城市出行總量,萬人次/d;α為公共交通出行比例;β為快速軌道交通在公共交通總客流量中分擔(dān)客流的比重;γ為軌道交通線網(wǎng)負(fù)荷強度,萬人次/(km·d).遠(yuǎn)期公共交通預(yù)測總客流量可以通過交通需求預(yù)測獲得.軌道交通方式占公共交通方式出行量的比重與常規(guī)公交的線網(wǎng)密度、服務(wù)水平、軌道交通的線網(wǎng)密度和服務(wù)水平有關(guān).從國外一些城市快速軌道交通運行來看,紐約的快速軌道交通占城市客運量的70%,巴黎占65%.我國的一些城市遠(yuǎn)期軌道交通在城市公共交通中分擔(dān)客流的比重:北京市為50%～55%,廣州市為45%～50%,沈陽市為60%～88%,青島市為60%～65%,長春市為21%,大連市高達(dá)7013%[2].因此,建議各城市根據(jù)自身的實際情況,β在0.3～0.6之間取值.線網(wǎng)負(fù)荷強度是指快速軌道線每日公里平均承擔(dān)的客流量,它是反映快速軌道線網(wǎng)運營效率和經(jīng)濟(jì)效益的一個重要指標(biāo).從國內(nèi)外快速軌道交通建設(shè)的經(jīng)驗來看,一般分為兩種模式.一種是高密度低負(fù)荷軌道交通系統(tǒng),如巴黎、倫敦,這種形式的快速軌道網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益較差,政府需要進(jìn)行大量補貼;另一種是低密度高負(fù)荷快軌線網(wǎng),如莫斯科、香港.我國的城市目前還只能采用低密度高負(fù)荷的模式,以最少的資金獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益,從國內(nèi)外快軌線網(wǎng)來看,建議γ在2.5～4之間取值.

1.1未來居民出行總量分析

根據(jù)《石家莊市城市綜合交通規(guī)劃總報告》,到2010年石家莊市主城區(qū)的建設(shè)用地發(fā)展規(guī)模為142km2,2010年主城區(qū)總?cè)丝跒?95萬人[3].根據(jù)我國特大城市人口規(guī)模的控制政策,以及2010年以后整個石家莊中心城市的城市化水平,石家莊市主城區(qū)建設(shè)用地發(fā)展范圍將控制在3環(huán)以內(nèi),面積280km2.考慮到城市的發(fā)展,城市遠(yuǎn)景常住人口加流動人口規(guī)劃控制在300萬人.

根據(jù)2000年石家莊市主城區(qū)居民出行調(diào)查,主城區(qū)總?cè)丝跒?40萬人,人均出行次數(shù)為2.54次/(人·d),出行率為86.34%.東京1968年的人均出行強度為2.48次,1978年為2.53次,10年內(nèi)增加0.05次,增長不大.根據(jù)1984年廣州市居民出行調(diào)查,居民人均出行次數(shù)為2.09次/(人·d),1996年進(jìn)行了一次小規(guī)模的家訪調(diào)查,調(diào)查結(jié)果表明,1996年的人均出行次數(shù)為2.3次/(人·d),略有增長.根據(jù)石家莊市總體規(guī)劃,考慮2010年未來的城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民平均出行次數(shù)的變化趨勢,確定未來的居民出行次數(shù)為2.66～2.78次/(人·d),居民日出行總量為519～542萬人次.流動人口出行次數(shù)為2.8次/(人·d).參考國內(nèi)外城市人口的出行強度的增長規(guī)律,從長遠(yuǎn)看,石家莊市的出行強度的增長速度應(yīng)逐漸下降而趨于平穩(wěn).所以,主城區(qū)的遠(yuǎn)景人口出行強度分別確定為常住人口2.8次/(人·d),流動人口中暫住人口與常住人口相同,其它流動人口為3.0次/(人·d).根據(jù)上述資料數(shù)據(jù),到近期2010年,石家莊市居民出行總量預(yù)測為617～640萬人次;遠(yuǎn)景年居民出行總量預(yù)測為84315萬人次.

1.2交通結(jié)構(gòu)分析

交通結(jié)構(gòu)的影響因素主要是居民出行的特征、未來交通發(fā)展戰(zhàn)略以及可能提供的交通方式.2010年的石家莊市城市總體規(guī)劃確定的城市交通發(fā)展戰(zhàn)略中,明確提出了優(yōu)先發(fā)展和建立大容量快速公共交通系統(tǒng)的交通發(fā)展戰(zhàn)略,將逐步建立以公交為主體,快速軌道交通為骨干,各種交通方式相結(jié)合的多層次、多功能、多類型的城市綜合交通運輸體系.這種體系的建立將改善現(xiàn)狀的交通方式結(jié)構(gòu),導(dǎo)致公交出行比例的增加.

(1)公交方式出行占全方式出行的比例從國外的情況看,在世界上大城市客運交通中,因為公共交通客運效率比私人交通高得多,以使公共交通在城市綜合交通運輸中占有明顯的優(yōu)勢.像紐約公共交通年客運量占全市總客運量的86.0%,東京公共交通年客運量占城市總客運量的70.6%,莫斯科公共交通年客運量占城市總客運量的91.6%.根據(jù)石家莊市城市總體規(guī)劃,2010年在主城區(qū)常住人口的出行中,通過建立城市主要客運走廊的軌道系統(tǒng)分析,公交出行比例將提高到21%,其中公共汽車為17%;流動人口出行中,公交出行比例為40%.根據(jù)石家莊市城市交通發(fā)展戰(zhàn)略的方向,主城區(qū)遠(yuǎn)景的出行交通方式結(jié)構(gòu)將更趨合理,公共交通的出行比例會進(jìn)一步提高.類比其它城市的情況,遠(yuǎn)景公交出行的比例確定為50%。

(2)遠(yuǎn)景軌道交通占城市公交方式出行量的比例軌道交通占城市公交客運量的比重,與城市道路網(wǎng)狀況、常規(guī)公交網(wǎng)密度、常規(guī)公交服務(wù)水平、軌道交通線網(wǎng)密度、運送速度及車站分布有關(guān).從國外一些大城市的軌道交通的運行情況看,巴黎的快速軌道交通所承擔(dān)的客運量占城市公交客運總量的65%;紐約的快速軌道交通所承擔(dān)的客運量占城市公交客運總量的54.9%;墨西哥城的快速軌道交通所承擔(dān)的客運量占城市公交客運總量的42.9%;莫斯科的快速軌道交通所承擔(dān)的客運量占城市公交客運總量的40%,在20世紀(jì)80年代初,曾達(dá)到45%;東京都區(qū)部的軌道交通客運量占整個公交的80%以上.巴黎的軌道交通線網(wǎng)密度大,服務(wù)水平非常高,吸引了大量的客流,其中也包括許多短途的乘客,平均運距只有5.3km.線路平均負(fù)荷強度較低,約為1.64萬人次/(km·d).莫斯科軌道交通的運量基本上已經(jīng)飽和,近幾年其他地面交通客運方式的積極發(fā)展,軌道交通所承擔(dān)的客運量占城市公交總客運量的比例呈下降趨勢,說明莫斯科的線網(wǎng)能力已不能滿足城市日益增長的客運需求.

1.3快速軌道交通方式的交通需求量的估算近期及遠(yuǎn)景石家莊市快速軌道交通方式的交通需求量計算結(jié)果如表1所示,其中:①近期軌道交通方式的全日出行總量為617～640萬人次.②遠(yuǎn)景軌道交通方式的全日出行總量為843.5萬人次.

1.4線網(wǎng)負(fù)荷強度和規(guī)模計算結(jié)果

根據(jù)主城區(qū)人口和工作崗位密度大的特點,按照平均載客強度為2.0萬人次/(km·d)估算,2010年需軌道線路長度約為18.51～19.20km.按照一般規(guī)律,遠(yuǎn)景路網(wǎng)全部形成后,其路網(wǎng)的線路平均載客強度會有所下降,按照平均載客強度為2.5～3.0萬人次/(km·d)估算,遠(yuǎn)景需軌道線路長度約為105～139km.

2按線網(wǎng)服務(wù)覆蓋面匡算線網(wǎng)規(guī)模

2.1快速軌道交通車站的吸引范圍

居民利用快速軌道交通的出行的方式一般有兩種,一種是步行直接進(jìn)入軌道交通系統(tǒng),另一種是通過步行以外的其它交通方式換乘到軌道交通系統(tǒng)中.軌道交通對以其它交通方式換乘者的吸引范圍顯然大于步行進(jìn)入系統(tǒng)的吸引范圍.同時,由于城市中心區(qū)交通相對于城市外圍區(qū)方便,軌道交通的吸引范圍也是不同的.一般在城市邊緣區(qū)因居民的出行距離較長,利用快速軌道交通節(jié)省的時間大于步行或乘車去快速軌道交通車站所消耗的時間,所以郊區(qū)車站的吸引范圍應(yīng)大于市中心區(qū)車站的吸引范圍.在不考慮軌道交通運量的前提下,當(dāng)整個城市用地都在軌道交通的合理吸引范圍內(nèi)時,快速軌道交通的覆蓋面最大,此時在城市的各個角落都可以乘坐快速軌道交通.據(jù)統(tǒng)計,在城市中心區(qū),一般通過步行方式乘坐快速軌道交通的乘客至車站站臺的步行時間不大于15min.乘客在車站內(nèi)的停留時間為3～5min,步行速度為4km/h,則市中心區(qū)快速軌道交通車站的吸引半徑為0.65～0.80km,按照低密度高負(fù)荷的原則,城市中心區(qū)吸引范圍平均取0.75km.在城市中心外圍地區(qū),步行去車站的距離每側(cè)在0.80～1.0km的范圍內(nèi),除此之外騎自行車或乘公交車去車站換乘的距離不超過2km,由此確定城市中心外圍區(qū)快速軌道交通車站的吸引范圍每側(cè)為2km.對于一條快速軌道交通的線路市中心區(qū)的吸引范圍,可以近似地認(rèn)為是線路兩邊各750m的條形帶,邊緣區(qū)的吸引范圍為線路兩邊各2km的地帶內(nèi).2.2快速軌道交通的線網(wǎng)密度在不考慮軌道交通運量的前提下,當(dāng)整個城市用地都在軌道交通的合理吸引范圍內(nèi)時,快速軌道交通的覆蓋面最大,此時在城市的各個角落都可以乘坐快速軌道交通.

根據(jù)石家莊市主城區(qū)的道路網(wǎng)絡(luò)和總體規(guī)劃的土地利用布局情況,作為城市中心的中心圈層顯然是客流的聚集區(qū)域,其交通需求是多方向、向四周放射的,而且服務(wù)水平要求較高.根據(jù)以上原則,在不考慮客運量的需要條件下,在市中心圈層,要求軌道交通的線網(wǎng)全部覆蓋并滿足4個客流方向的需要,可以把軌道交通線網(wǎng)簡化成一個比較均勻的棋盤形路網(wǎng),理論上按線路的間距為1.5km計算,線網(wǎng)密度約為1133km/km2.考慮石家莊市經(jīng)濟(jì)水平的實際情況,在計算時該密度指標(biāo)可以降低,取1.2km/km2比較適宜.對于主城區(qū)外圍圈層,離城市中心越遠(yuǎn),其客流的多方向性要求越低,反而向心性的要求越高,所以主城區(qū)外圍圈層的線網(wǎng)形狀應(yīng)該是趨于放射狀的,同時服務(wù)水平要求相應(yīng)較低,因此線網(wǎng)密度顯然要低于中心圈層.在主城區(qū)外圍圈層,軌道交通的線網(wǎng)基本上只考慮向市中心的客流需要,服務(wù)水平要求較低,按2km的間接吸引范圍計算,線網(wǎng)理論密度為0.25km/km2.同時,針對石家莊城市特點,在中心圈層和外圍圈層之間,還包含中間圈層[5].在這個區(qū)域內(nèi),線網(wǎng)格局仍然考慮各個方向可達(dá)性,即簡化為棋盤格局,但服務(wù)水平可以降低,吸引范圍采用2km的間接吸引范圍,線網(wǎng)理論密度為0.5km/km2.石家莊市中心圈層、中間圈層和外圍圈層的線路覆蓋密度示意圖如圖圖1線網(wǎng)覆蓋密度分布示意圖1所示.

2.3按合理線密度匡算的線網(wǎng)規(guī)模

石家莊市主城區(qū)中心區(qū)的面積約為108km2,其中核心區(qū)面積為19.6km2,全市遠(yuǎn)景的總面積為277km2,按上述線網(wǎng)指標(biāo)計算線網(wǎng)長度為109.97km,全市線網(wǎng)平均密度為0.40km/km2.

3結(jié)論

通過以上計算分析可以得出,按照未來客運總需求量計算,石家莊市主城區(qū)快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)模在116～153km的范圍內(nèi).按線網(wǎng)服務(wù)覆蓋面計算,石家莊市主城區(qū)快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)模為109.97km.由此推薦石家莊市快速軌道交通遠(yuǎn)景線網(wǎng)合理規(guī)模為110～153km范圍內(nèi).根據(jù)2010年的城市總體規(guī)劃,2010年軌道交通的客運需求量為37.02～38.4萬人次.主城區(qū)近期快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)模為20km以下.需要強調(diào)的是,從理論上講,只有城市中心區(qū)范圍內(nèi)可以進(jìn)行線網(wǎng)規(guī)模定量匡算;在外圍區(qū)軌道交通布設(shè)的靈活性比較大,條件差異也大,只能因地制宜地布設(shè)線網(wǎng),沒有規(guī)模估算的可能.因此本文的規(guī)模估算范圍只包括主城區(qū).