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写在前面：
市域快速轨道交通(以下简称“市域快轨”)的规划布局和运营模式选择对其运输效率和客流效益影响显著。在对市域快轨发展特点和规划布局要点进行总结分析的基础上，以广州都市圈为例，对典型市域快轨线路的规划设计和运营效果进行研究。将已建成开通的广州都市圈市域快轨线路归纳为大站快线和快慢车组合两种典型模式。采用大站快线模式的线路时空效率优势明显，客流效益显著；此类线路应结合沿线规划分析客流发展潜力，系统选型和运营规模需具备一定的前瞻性。采用快慢车组合模式的线路其快车的时间节省效果明显，平均运距长，收益显著；此类线路在规划设计阶段应预留快慢车开行比例、快车越行车站等灵活调整的条件，以应对乘客出行需求的动态变化。
蔡涵哲
广州地铁设计研究院股份有限公司 高级工程师
研究背景
随着都市圈的快速发展，市域快速轨道交通(以下简称“市域快轨”)作为引导城市空间布局优化、提供组团间快速联系的重要支撑，其规划和建设成为当前研究的热点。《市域快速轨道交通设计规范》(T/CCES 2—2017)中定义，“市域快速轨道交通是一种主要服务于城市郊区和周边新城、城镇与中心城区联系，并具有通勤客运服务功能的中、长距离的大运量城市轨道交通系统”，速度等级为120~160 km·h -1[1] 。其主要特点包括：构建核心区至周边主要区域的1 h通勤圈；多采用公交化运营模式；敷设方式宜以地面和高架线路为主。
在市域快轨规划布局研究方面，刘俐 [2] 分析了国际大都市市域快轨的发展经验，提出线路形式和运营特点。沙金硕等 [3] 从线路设计角度，对市域快轨设计原则、线路布局、线路长度及敷设方式等内容进行了研究。孙元广等 [4] 针对市域快轨快慢车组合模式进行研究，提出了快慢车组合的关键技术标准。
本文在对中国市域快轨发展特点和规划布局总结分析的基础上，选取当前已运营的典型市域快轨线路进行实际效果调研和分析，总结市域快轨规划实施的经验与启示。
市域快轨发展特点
市域快轨在巴黎、纽约、伦敦、东京、柏林等国际大都市已有广泛的实践。近年来中国各大城市市域快轨也在迅速发展，北京、上海、广州、深圳、南京、成都等十余座城市已开通运营市域快轨，呈现出以下显著特点：
1）列车制式多样化。列车制式涵盖CRH、市域D型车、A型车、B型车、中低速磁浮等多种车型，并且逐渐向A型车、市域D型车发展。
2）线路标准高速化。从广州轨道交通3号线采用的120 km·h -1 ，到成都轨道交通18号线采用的140 km·h -1 ，再到北京地铁大兴机场线采用的160 km·h -1 ，线路设计标准采用的速度等级在逐步提高(见图1)。
图1 中国市域快轨发展特点和典型线路
3）运营模式多样化。根据具体线路的功能定位和客流特征不同，市域快轨可采用站站停、快慢车组合、跨线直通等运营模式，以及横排座椅与商务车厢等差异化服务模式。
市域快轨规划布局分析
市域快轨的规划布局既要满足快捷性要求的高时空目标，又要考虑便捷性要求的广覆盖，需要在多重需求中寻求平衡，合理布设线站位，提高市域快轨的服务水平。
1）市域快轨的规划布局需从都市圈轨道交通线网层面统筹安排，系统规划市域快轨层级，通常以快线引领为主，普线为辅，提升市域快轨的骨干支撑功能。
2）线站位布设应以快捷性需求为核心，控制全线车站数量，保证快线功能。车站间距可结合线路情况分段进行控制。
3）对于城市中心区域，市域快轨通常与多条城市轨道交通线路有交汇。如果所有交汇点均考虑设站进行换乘，势必导致市域快轨在中心区车站数量多、降低线路运行效率。基于此，建议快线与快线的交汇点均设站，以构建快线互通网络(见图2)；在快线与普线的交汇点，建议将普线适当集中，与快线共同构建三线、四线换乘枢纽站，确保快线的时效性，提高城市轨道交通线网出行效率。
图2 广州都市圈市域快轨互通网络示意
4）对于外围组团区域，应选择主要客流集散点设站，通过多种交通方式衔接，以及因地制宜地确定以公共交通为导向的发展模式(TOD)，使得车站成为区域的交通核心(见表1)。
表1 市域快轨车站布设策略
广州都市圈市域快轨规划实施分析
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发展历程
广州都市圈市域快轨的发展经历了早期探索发展阶段、中期市域一体化阶段，目前正在进入湾区一体化阶段。
1）探索发展阶段，中国尚未形成市域快轨的相关标准，规划建设了广州轨道交通3号线，线路速度等级为120 km·h -1 ，采用大站快线模式。
2）市域一体化阶段，满足城市外围组团客流进入市中心1 h的时空目标，规划建设了广州轨道交通14号线、21号线，线路速度等级为120 km·h - 1 ，采用快慢车组合模式。
3）湾区一体化阶段，市域快轨服务范围进一步拓展至湾区层面，实现“30 60”时空目标(广州市中心与南沙副中心、外围城区中心30 min互达，与湾区各城市中心60 min互达)，规划建设广州轨道交通18号线、22号线、28号线等，线路速度等级为160 km·h -1 ，采用快慢车组合+跨线直通模式。
2
典型模式案例
对于已建成开通的广州都市圈市域快轨线路，其规划设计和运营可归纳为两种典型模式：一种是大站快线模式，另一种是快慢车组合模式。
大站快线模式
2.1
大站快线模式，通常在中心区外围采用大站间距，充分发挥速度优势；全线采用站站停形式，高密度行车，线路客运量大。下文选取广州轨道交通3号线进行研究。
1）线路概况。
广州轨道交通3号线包括番禺广场站至机场北站、体育西路站至天河客运站两段，线路全长约67.3 km，设置30座车站，平均站间距约2.3 km(见图3)，采用6辆编组B型车，速度等级120 km·h -1 。
图3 广州轨道交通3 号线线路示意
2）规划设计要点。
3号线规划定位为穿越中心区的市域直径线，以服务城市中心和近郊地区为主。线路中部深入广州商业中心——天河中央商务区(天河CBD)，两端串联海珠区、番禺区、白云区的多个大型居住社区，全线串联多个综合交通枢纽，同时覆盖了天河区的高校聚集区(见表2)。规划提出了3号线连接市中心到番禺广场30 min的时空目标，并采用TOD模式引导沿线发展。
表2 广州轨道交通3 号线典型车站
资料来源：基于广州地铁运营资料绘制。
3）运营效果。
时空效率优势明显。以天河CBD的体育西路站(3号线与1号线换乘站)和珠江新城站(3号线与5号线换乘站)为中心，3号线南北方向30 min可达范围为18~23 km，而城市轨道交通普线1号线和5号线东西方向30 min可达范围为12~15 km(见图4)。
图4 线路时空通达范围对比
资料来源：基于广州地铁运营资料绘制。
客流效益显著。2021年8月运营数据显示，3号线日均客运量约150万人次·d -1 ，平均运距约9.92 km，日均客运周转量约1 491万人·km·d -1 ，客运密度约22.2万人·km·(km·d) -1 ，甚至优于市中心骨干线路1号线(见表3)。
表3 广州轨道交通3 号线与市区普线客流效益对比
注：表中为2021 年1—8 月的日均数据，相比2019 年(新型冠状病毒肺炎疫情前)，各线路客运量均明显下降。
资料来源：广州地铁运营日报系统。
可见，作为穿越中心区的市域直径线，3号线的大站快线模式取得了显著成效。大站快线模式中时空目标的实现是以牺牲一定程度的车站覆盖作为代价，因而对于“飞地”型城镇化区域更为适合。
然而，大客流需求也使得当前线路运能紧张，现状超高峰开行间隔已低于2 min(见表4)，乘客拥挤度过高，需宏观、中观、微观多层次分析，从线网客流引导、线路交路组织、车站布局优化等方面研究制定相应的优化提升措施。
表4 广州轨道交通3号线旅行时间与开行间隔
资料来源：基于广州地铁运营资料绘制。
后续对于此类穿越中心区的市域直径线，应结合沿线规划充分考虑客流发展潜力，系统选型和运营规模需具备一定的前瞻性。
快慢车组合模式
2.2
通过分时段、分区段、多种类的快车与慢车组合运行，快慢车组合模式可实现全线差异化和分层次服务，通常适用于点对点客流需求较大的线路或车站集散客流分布不均衡性明显的线路。下文选取广州轨道交通21号线进行研究。
1）线路概况。
广州轨道交通21号线自员村站至增城广场站，线路全长约61.6 km，设置21座车站，平均站间距约3.0 km(见图5)，采用6辆编组B型车，速度等级120 km·h -1 。
图5 广州轨道交通21号线线路示意
资料来源：基于广州地铁运营资料绘制。
2）规划设计要点。
21号线规划定位为连接增城区与广州中心区的市域半径线，以服务外围新区和远郊地区客流的快速进城为主。时空目标为增城区中心的增城广场与广州市中心区1 h通达。
由于线路长、空间跨度大，21号线呈现站间距分布明显不均衡、地下与高架敷设结合的特点。设计采用外围快慢车组合、中心区站站停模式，快车全程停靠9座车站，越行12座车站(见图6)。初期高峰时段快车单程越行慢车2次(水西站和山田站)。
图6 广州轨道交通21号线停站模式
资料来源：文献[5]。
3）运营效果。
采用运营访谈、跟车调查、问卷调查等多种方式，对21号线快慢车组合运营的不同车厢内乘客数量、不同车站客流集散量、乘客组团分布及快慢车选择等进行研究(见图7)。
图7 广州轨道交通21号线快慢车组合运营评估方案
资料来源：文献[6]。
①在全天候开行快慢车的基础上，高峰时段21号线采用大小交路运营，列车平均开行间隔约5 min，其中快车平均开行间隔约33 min。快车全程旅行时间约53.7 min，相比慢车节省约14.4 min，快车出行时效性高。通过在终点员村站换乘5号线，增城广场至珠江新城站全程时间约63.7 min，基本实现了增城区与广州市中心区1 h通达的时空目标(见表5)。
表5 广州轨道交通21号线旅行时间与开行间隔
资料来源：基于广州地铁运营资料绘制。
②根据调研的早高峰时段进城列车和晚高峰时段出城列车，快车客运量较大，多数区间快车车厢站立密度高于慢车(见图8)。
图8 广州轨道交通21 号线车厢乘客站立密度
资料来源：文献[6]。
③快车的平均运距超过25 km，为慢车的2倍以上。从单列车来看，快车周转量明显高于慢车，其中早高峰时段单列快车周转量较慢车高80%(见图9)。
图9 广州轨道交通21号线高峰时段客运周转量和平均运距
资料来源：文献[6]。
快车虽停靠车站少，但车厢内乘客数量和满载率高于慢车。快车单列车客运周转量明显高于慢车，说明开行快车的收益得到了保证。从全日行车计划来看，由于快车开行比例相对较低，快车总体客运量和周转量低于慢车。
④根据乘客问卷调查结果，约50%的乘客固定选择快车或慢车，50%的乘客随机选择。在快车乘客中，按时刻表候车的比例达到38.2%，说明快慢车组合模式下的乘客日常出行规律在逐步形成。
⑤在乘客建议方面，最多一项为缩短快车开行间隔，占问卷调查总建议量的70.4%。其次为增加快车停靠站(见表6)。
表6 快慢车组合运营问卷调查乘客建议(单位：%)
资料来源：文献[6]。
综上，作为连接城市中心与外围组团、服务通勤通学等规律性客流的市域半径线，21号线的快慢车组合模式效果较好。快车的时间节省效果明显，受欢迎程度高，平均运距长，收益显著，乘客对运行计划熟悉程度在逐步提高。
另一方面，乘客建议集中于缩短快车的开行间隔和增加快车停靠站，反映出规划设计阶段推荐的运营组织方案与实际运营阶段的乘客出行需求存在一定差异，并且随着沿线的不断发展，出行需求还会持续变化。因此，对于采用快慢车组合模式的市域快轨，在规划设计阶段应该考虑较强的灵活性，在快慢车开行比例、快车越行车站选择等方面应具备灵活调整的条件。
写在最后
市域快轨是当前都市圈发展的重要支撑，其规划布局和运营模式选择对线路的运输效率和客流效益影响显著。本文对市域快轨发展特点和规划布局要点进行总结，选取广州都市圈市域快轨典型线路进行实际效果调研，针对大站快线模式和快慢车组合模式的规划设计和运营效果进行研究，得到一些初步的结论。
1）对于穿越中心区、以服务城市中心和近郊地区为主的市域直径线，需结合城市轨道交通线网和沿线周边规划等分析设站需求，可采用大站快线模式，提高旅行速度，有效提升线路客流竞争力。在规划设计阶段应分析客流发展潜力，系统选型和运营规模需具备一定的前瞻性。
2）对于连接外围组团与城市中心、以服务外围新区和远郊地区客流快速进城为主的市域半径线，通常可采用快慢车组合模式，为不同出行需求乘客提供差异化服务。考虑到沿线实际发展的不确定性，在规划设计阶段应预留快慢车开行比例、快车越行车站等灵活调整的条件。
未来市域快轨的服务范围将不断拓展，城市轨道交通、市域快轨、城际铁路一体化的都市圈轨道交通如何实现融合发展，其规划设计方法仍有待进一步的研究。
《城市交通》 网络首发文章
DOI：10.13813/j.cn11-5141/u.2022.0009
作者：蔡涵哲，孙元广，王芳玲
