组团式城市轨道交通线网形态设计及分析

[《铁道运输与经济》2017年第4期], 武汉铁路职业技术学院铁道信号与工程系 郑毛祥 发布于 2017/9/27


组团式城市轨道交通线网研究是在多种复杂因素影响线网形态决策的情况下,提出的一种城市轨道交通线网设计方案,以提升城市轨道交通线网设计水平,优化城市轨道交通运输设施设备配置。根据组团式城市特征,对组团式城市轨道交通线网形态进行分析,提出组团式城市轨道交通线网形态设计理念。以广东省中山市为例,采用组团式城市轨道交通线网设计,以提高核心区域的公共交通服务水平,发挥轨道交通系统最大网络化运营效益。

摘要:组团式城市轨道交通线网研究是在多种复杂因素影响线网形态决策的情况下,提出的一种城市轨道交通线网设计方案,以提升城市轨道交通线网设计水平,优化城市轨道交通运输设施设备配置。根据组团式城市特征,对组团式城市轨道交通线网形态进行分析,提出组团式城市轨道交通线网形态设计理念。以广东省中山市为例,采用组团式城市轨道交通线网设计,以提高核心区域的公共交通服务水平,发挥轨道交通系统最大网络化运营效益。

关键词:组团式城市,城市轨道交通,线网形态

基金项目:湖北省职教学会科学研究重点课题(ZJGA201526)

随着我国经济快速发展,城市化进程有序推进,城市人口规模逐步增长,城市传统单中心“摊大饼”的发展形式逐渐失去对城市问题的应对优势。国内许多城市在规划过程中更多地向多中心或组团式结构发展。组团式城市是指城市外围区域不再简单依赖中心城区扩张联动发展,而是相对独立的几个相连区域紧靠为组,集聚成团发展[1]。组团分区一般与中心城区之间具有一定的时空距离,通过便捷的交通系统与中心城区相连,促进城市整体产业均衡发展、合理布局。鉴于轨道交通系统具有高效、准时、舒适等优势,将轨道交通系统合理引入组团式城市发展进程中具有十分重要的作用。

1  组团式城市特征与线网形态设计理念

1.1  组团式城市特征

1.1.1  城市用地特征

组团式城市有2种演变过程:①由于城市外围经济发展迅速、人口密集的城镇逐步演变形成,此类城市所形成的组团,用地性质类型多样,生活配套设施相对完备,一般具有明显的某项产业优势。②在城市边缘或中心城区外围区域建设相对独立的工业园、政治经济副中心或科技产业园区等。组团形成初期,居住条件、生活设施不完善、产业结构简单,就业岗位与居住人口的比值不均衡,用地性质类型单一。随着外围区域产业的发展,岗位增加,引导人口逐步向外围组团转移,用地性质类型逐步完善[2]

1.1.2  居民出行特征

根据国内各大城市交通调查数据统计,单中心城市居民具有出行强度大、出行距离短、全日出行时间分布均衡等特点,组团式城市居民出行特征具有明显差异。由于组团式城市与中心城区之间具有相当的时空距离,一般而言,其出行强度相对较小、出行距离大、通勤特征明显、早晚高峰具有明显潮汐特征。从交通结构上看,组团式城市机动化较同等水平的单中心城市占有更高比例。规划新区的城市较外围城镇演变城市此项特征更加显著。

1.1.3  客流走廊特征

组团式城市具有明显的客流走廊,主要集中出现在跨组团之间的交通客流走廊上。组团之间联系越紧密,对中心城区依赖性越强,交流需求越大,客流走廊也越明显,并具有明显的早晚高峰潮汐性。从现状分析,目前的客流走廊一般会集中分布在组团与中心城区之间相连的道路条件较好的高速公路、国道、省道上,此类高密度的客流出行为轨道交通的建设运营提供客流支撑。

1.2  组团式城市轨道交通线网形态设计理念

轨道交通的线网形态主要受制于城市的空间形态,同时也受城市发展方向、规划目标、城市规模、经济发展水平、道路网形态及居民出行特征等多方面影响[3]。目前城市形态一般可分为组团式城市、圈层式城市及带状城市等多种类型。城市空间布局直接影响轨道交通线网的几何形态。轨道交通的线站方案应依托城市主要客流走廊,覆盖城市近期规划重点区域及重要客流集散点[4]。特别是组团式城市,城市交通指向性突出,各组团在对外扩张阶段,中长距离的出行需求旺盛,在城市轨道交通线网的构建时应充分考虑该部分客流交通便利[5]

组团式城市中心城区的道路网承担组团式结构城市大部分的交通量,使得组团式城市特别是中心城区交通走廊上在通勤高峰期交通阻塞严重。因此,组团式结构的城市轨道交通应将各个组团很好地紧密连接起来以缩短组团间的时间距离,为各边缘组团与中心城区间长距离的通勤出行提供便捷的联系。此外,由于中心城区道路用地不足,交通负荷强度大,应加大轨道线网在中心城区的轨道线网密度。

组团式城市各组团多是新建工业园区、城市拓展区域,相对中心城区而言,初期人口密度相对较小,但远期人口增长较快,因而各组团轨道线网的密度应根据实际需要合理设置,重在以交通引导城市发展,线路的建设运营有效促进沿线土地利用性质的引导和转变,并兼顾服务于公共交通出行客流;在各组团区域布设城市轨道交通系统(如地铁、轻轨、单轨等),主要服务于组团内部交通,承担组团内部各功能片区间的大流量客运交通联系,以短距离出行为主。

组团城市中心城区与组团之间、组团与组团之间距离一般较长,而且沿线人口较少,为了满足组团之间中长距离出行客流需求,提高运输效益,一般站点相对减少,站间距较大,推荐采用较高设计时速,以满足组团之间高效、便捷、准时的公交化客运服务。

2  实例分析

中山市位于广东省中南部,全市陆域总面积1 800 km2,现辖6个区街及18镇。从人口分布、经济产业分布情况分析,中山市属于由周边城镇产业发展所形成的组团式城市。其中,人口经济较为发达的石歧、东区属于城市中心城区,火炬区位于东部组团,人口分布最多的小榄镇位于西部组团内,坦洲、三乡在南部组团内。以广东省中山市为例,对其城市用地、居民出行、客流走廊等城市特征进行分析,并结合组团式城市轨道交通线网形态设计理念,设计中山市轨道交通线网形态,以发挥轨道交通系统的网络化运营效益,促进城市空间资源的优化整合。

2.1  城市特征分析

2.1.1  城市用地特征

根据《中山市城市总体规划》,在市域层面构建“一主两副四组团”,即以主城区作为中心城区,北部、南部作为2个副中心,中心城区、北部副中心、南部副中心和东部新区作为4个组团的组团式空间结构。各组团内部重点发展方向及侧重点均有不同,分工明确,形成产业布局合理、相互支撑、相互协作的组团式城市结构[6]

2.1.2  居民出行特征

2015年中山市进行的大规模的交通调查,总计调查约3万户,调查人数8.1万人,调查实际抽样率2.5%,覆盖全市24个区镇的全部村居社区[7]

(1)出行强度。中山市居民全方式出行量达1 177万人次/d,机动化出行量为536万人次/d。居民全方式出行率为3.43/(人·d),与经济条件同等水平的城市比较,处于较高水平。2015年中山市各组团出行率如表1所示。

1  2015年中山市各组团出行率

组团名称

机动化出行率/(/(人·d))

全方式出行率/(/(人·d))

东部新区

1.51

3.51

中心城区

1.70

3.23

南部副中心

1.14

2.95

北部副中心

1.68

3.57

(2)平均出行距离。中山市居民平均出行距离约为4.1 km,机动化平均出行距离为6.1 km,慢行平均出行距离为1.4 km

(3)出行时段分布。居民出行时段分布呈现明显通勤特征,早高峰时段出现在7:009:00,晚高峰出现在18:0019:00。其中,早高峰系数为24.8%,持续时间相对较长。另外,在中午时段也有2个小高峰,分别为11:3012:3013:3014:30。午高峰现象说明部分居民中午回家,间接说明上下班时间较短,出行半径较小,呈现出城镇交通的特征。

(4)居民机动化出行需求空间分布。中山内部交通主要表现为区镇间机动化出行明显增强,向心交通量增长较大,区镇间交通需求由2009年的121万人次/d提升至2015年的138万人次/d,向心交通由87万人次/d提高到96万人次/d。全镇间联系较强的是主城区内部、主城区与火炬开发区之间的交通联系,双向机动化出行量分别约为10万人次/d6.5万人次/d,城市外围区镇之间的交通联系相对较低,各区镇均趋于独立发展。

2.1.3  客流走廊分析

根据客流预测,市域范围主要客流走廊以中心城区为中心呈现放射状,中山市域组团联系主要交通走廊分析如表2所示。

2  中山市域组团联系主要交通走廊分析

主要走廊

组团单向联系客流/(万人次/d)

既有主要联系方式及通道

已规划强化联系措施

2015

2020

2050

中心城区及周边—北部副中心

11

14

22

城际:广珠城际铁路(广州南—珠海)公路:中部为G105,南部为沙古公路、深罗高速公路,北部有广珠西线、S364

G105及省县级公路快速化改造;规划小榄快线新沙水公路南延圃岐路

中心城区及周边—南部副中心

8

12

16

公路为主:中部(经五桂山)城桂公路、西部(经板芙、神湾)G105、广珠西线高速公路

G105、城桂公路快速化改造;规划广中珠澳城际铁路(广州化龙—珠海横琴)

中心城区及周边—三角、民众

3

4

6

公路为主:包含广澳高速公路、县级道路

县级公路快速化改造;规划广中珠澳城际铁路

东部新区—北部副中心

6

13

15

城际:广珠城际铁路公路:主要通过主城区范围进行联系,高速公路以广澳—深罗—广珠西线为主,国省道以城市外环+G105、沙古公路为主

G105及省县级公路快速化改造

东部新区—南部副中心

4

7

14

公路为主:广澳高速(经珠海境内)S111+S268(经珠海境内)X579(翠山公路)

翠山公路改扩建

东部新区—三角、民众

2

3

6

公路为主:包含广澳高速公路、S111

S111改造;景观路和翠珠快速路北延;规划翠民路

北部副中心—南部副中心

4

5

6

公路为主:既有广珠西线高速公路、G105、古神公路

通过广珠铁路换乘规划的广中珠澳城际铁路;G105快速化改造

北部副中心—三角、民众

3

4

5

公路为主:南三公路、阜港公路

规划新增阜民公路和深中通道广珠连接线

结合道路规划情况,可作为市域轨道交通备选通道的主要包括老岐江公路、中港路、古神公路、城桂公路、福源路、同乐大街、丽城路、民安路、菊城大道等。

2.2  中山市轨道交通线网形态设计及分析

中山市现状城市核心规模相对较小,规划中心城区向外拓展逐步扩大,市域范围规划形成“一主两副四组团”。根据组团式城市轨道交通线网形态设计理念,结合城市发展规划、城市用地特征、客流出行需求分析、交通走廊分布等,设计中山市轨道交通线网形态如图1所示。

1  中山市轨道交通线网形态

(1)中心城区以港口—中山北站—石岐—东区为南北向轨道主骨架通道、以西区—东区—石岐—中山站—火炬区—马鞍岛为东西向轨道主骨架通道,以沙溪—西区—石岐—东区为东西向轨道补充骨干通道、以大涌—南区—石岐为南北向补充通道;市域范围结合“一主两副四组团”空间布局,在完善中心城区轨道网基础上,尽快完善中心城区与其他组团的轨道交通联系,远景考虑向三角、黄圃方向延伸[8-9]

(2)在中心城区内部布设线路密度较高、站间距较小、以中心城区为核心的放射状轨道交通线网,缓解中心城区内部日益紧张的交通压力;市域范围在客流走廊内形成主要交通轴线,规划具有站间距较大、线网密度低、运营速度高的放射状市域快线,满足组团之间客流出行需求。

(3)构建以中心城区为核心的放射状轨道交通线路,利用东西向、南北向的线路布设,保证全市各地至中心点的距离最短,并有效提高核心区域的公共交通服务水平。另外,利用多条线路所形成的换乘车站,扩大核心区域的吸引覆盖面,分解组团式结构的城市交通需求层次,将长距离、大运量、定向的组团间出行从道路系统中分离出来,有利于城市道路系统更好地为组团内出行服务,发挥轨道交通系统最大网络化运营效益[10]。市域范围内,在主要客流走廊内规划站间距大、速度高的放射状市域线。一方面可以有效提高外围组团的交通可达性,缩短中心城区至外围组团的出行时间,扩大中心城区对外围组团的影响力和辐射效益;另一方面可以利用轨道交通线路的TOD作用功能,促进沿线特别是车站周边产业发展及布局优化,推进城市空间结构、规划目标的尽快实现。

中山市轨道交通线网形态的设计有利于中山市的可持续发展,快速轨道线网能有力地推进城市结构的合理调整,扩展城市发展空间,加快中心城区与其他组团发展,减轻中心城区的就业、交通、社会等诸方面的压力,改善生活环境和生态环境,大幅度地改善其他组团与中心城区城市用地的不等价性,提高组团式结构城市进行有机分散及合理建设发展的可操作性。组团式结构的城市轨道交通从总体上能提高组团式结构城市的交通可达性,改善交通环境,降低交通出行时耗总量,改善组团式结构城市各组团间的交通联系,缩小各组团间的时空距离,使组团式结构城市在有机分散的基础上成为一个统一的整体。

3  结束语

组团式城市各组团之间相互依托又相互独立,合理规划轨道交通线路,引导城市多组团的尽快落实,有利于城市空间资源的重新整合、利用,有效缓解中心城区交通压力。对组团式城市轨道交通线网规划形态的研究认为,一般情况下,在市域范围选择放射状市域线,中心城区敷设城市轨道交通线路,外围组团内部可根据组团发展情况及客流需求情况规划线路[11]。轨道交通线网形态由于受宏观结构形式制约,应结合中山市城市公共客运走廊和客运枢纽点,优化组团式结构城市轨道线网的合理结构,确定城市轨道交通线网具体走向和站点的设置。由于影响城市交通的各项数据分析依赖于对统计数据的结果分析,可通过大数据分析、数学建模等进行研究,为城市轨道交通建设提供理论依据。

参考文献:

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JIANG Yong, WU ShuangZHU Wei-guo. On the Special Research of Urban Rail Transit Network Planning [J]. Urban Rapid Rail Transit, 2015, 28(6): 94-98.

[6]中山市规划设计院.中山市城市总体规划(20102020)[A].中山:中山市规划设计院,2014.

[7]深圳市城市交通规划设计研究中心.中山市综合交通规划(20122020)[R].深圳:深圳市城市交通规划设计研究中心,2013.

[8]中铁第四勘察设计院集团有限公司.中山市城市轨道交通线网规划[R].武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司,2016.

[9]中铁第四勘察设计院集团有限公司.中山市城市轨道交通建设规划客流预测专题[R].武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司,2016.

[10]叶飞,孙文桥,席江月,等.高铁快运设施设备配置优化对策[J].铁道货运,201634(2)56-60.

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[11]王慧晶,王芹芹.城市轨道交通线网规划方案综合决策[J].铁道运输与经济,201638(11)73-75.

WANG Hui-jing, WANG Qin-qin. Comprehensive Decisionmaking of Urban Rail Transit Network Planning [J]. Railway Transport and Economy, 2016, 38(11): 73-75.

 

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