合理設(shè)置軌道交通站間距的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

軌道交通的車站間距和站數(shù)通常看來都是既定的常量，但從規(guī)劃的角度從長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)營(yíng)的眼光看，站間距對(duì)于新線建設(shè)的投資和工程建成后運(yùn)用的效果都有十分重要的影響。因此在當(dāng)前我國(guó)城市化進(jìn)程加快，軌道交通建設(shè)再次掀起新高潮的時(shí)候，對(duì)常規(guī)公交和軌道交通本身的特點(diǎn)進(jìn)行分析，更全面地探討車站間站距對(duì)軌道交通及整個(gè)城市交通效益的影響十分必要。

一、從整個(gè)城市公交看合理設(shè)置軌道交通站間距的必要性

目前正值新世紀(jì)之初，我國(guó)城市化進(jìn)程加速，新一輪軌道交通建設(shè)高潮方興未艾，已有軌道交通的幾個(gè)特大型城市將延伸線路、初步形成路網(wǎng)雛型；地區(qū)型中心城市將建成首條軌道交通線路；發(fā)達(dá)的省會(huì)城市將規(guī)劃和籌建軌道交通。我們?cè)诳紤]某條具體線路的時(shí)候，首先應(yīng)當(dāng)看到軌道交通是城市公共交通的一部分，只有各種交通方式合理分工、協(xié)調(diào)發(fā)展，整個(gè)城市的交通發(fā)展才能步入良性循環(huán)的軌道。

常規(guī)公共交通，特別是在二十一世紀(jì)初的若干年，仍然是城市公共運(yùn)輸?shù)慕^對(duì)主體。隨著公共交通優(yōu)先政策的明朗和各種傾斜政策不斷推出，公共交通仍然會(huì)得到一定程度的發(fā)展，由于土地使用優(yōu)化和布局調(diào)整中公共交通體系的負(fù)荷越來越大，再加上常規(guī)公共交通本身技術(shù)的落后，導(dǎo)致其發(fā)展空間受到一定限制，在城市交通主干線上有讓位于軌道交通的趨勢(shì)，但這絲毫改變不了常規(guī)公交若干年內(nèi)的主體地位。同時(shí)由于其歷史悠久、路網(wǎng)稠密、對(duì)道路的適應(yīng)性強(qiáng)，既使是在發(fā)達(dá)國(guó)家的大城市，軌道交通有幾十年歷史的情況下常規(guī)公共交通仍然支撐著總交通量的半壁江山。

軌道交通以速度快、運(yùn)量大、技術(shù)水平高、節(jié)能和環(huán)保得到各界的認(rèn)可，在1994年4月，新加坡召開的國(guó)際市長(zhǎng)會(huì)議上明確為現(xiàn)代化城市的標(biāo)志。但是由于其技術(shù)復(fù)雜、工程投資大、建設(shè)工期長(zhǎng)，以及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的承受能力和各地方的財(cái)力限制，短時(shí)間不可能取代常規(guī)公交，只能在干線上發(fā)揮主通道作用，因此在軌道交通建設(shè)的技術(shù)策略和方針上應(yīng)當(dāng)注重與常規(guī)公交的配合和銜接，共同發(fā)揮作用。公共交通為主體、軌道交通為骨干，這是今后若干年發(fā)展城市公共交通的基本思路。特別是進(jìn)入城市化高速發(fā)展階段，客流滾滾而來，在有限的道路設(shè)施和資金投入的情況下，應(yīng)當(dāng)最大限度揚(yáng)各種交通方式之所長(zhǎng)，強(qiáng)調(diào)發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)，使之綜合效益為最大。

考慮某條具體線路的時(shí)候，我們首先應(yīng)當(dāng)看到軌道交通是城市公共交通的一部分，軌道交通的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)與其它各種交通方式是互補(bǔ)互利的關(guān)系，是在同一個(gè)有機(jī)整體中合理分工、協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系。特別是在調(diào)整軌道交通與常規(guī)交通的關(guān)系方面，除了車輛配備的比例、運(yùn)營(yíng)線路的分布、運(yùn)輸價(jià)格的差異等一系列關(guān)系之外，十分重要的就是軌道交通的站間距與常規(guī)公共交通站間距之間的配合問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)大城市近20條已建、在建和上報(bào)的軌道交通項(xiàng)目中平均站距為1.2公里，其中不乏一些700-800m的小站間距。常規(guī)公共電汽車如果按照平均站距500-600m考慮，實(shí)際上在這樣的地區(qū)軌道交通線路不但搶奪了本應(yīng)由公共電汽車承擔(dān)的客流，而且增加了站停時(shí)間，降低了旅行速度，浪費(fèi)了多數(shù)乘客的時(shí)間。

二、市中心區(qū)軌道交通應(yīng)加大車站間距加強(qiáng)與常規(guī)交通的協(xié)調(diào)和配合

市中心區(qū)人口擁擠、商業(yè)發(fā)達(dá)，是人流和車流最為集中的地方，也是交通問題最為突出的地段。一般的講這樣的地區(qū)路網(wǎng)密度較大、站距較小，以提高服務(wù)水平。但是這里也有個(gè)度的問題：

一般來說，發(fā)達(dá)國(guó)家大城市的軌道交通路網(wǎng)多采用大密度小負(fù)荷；而發(fā)展中國(guó)家出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，多采用小密度大負(fù)荷的路網(wǎng)。按照我國(guó)的國(guó)情和各城市的地方財(cái)力一時(shí)還拿不出那么多的投資，要在短期內(nèi)建成高密度的盡善盡美的軌道交通路網(wǎng)一般來說是不現(xiàn)實(shí)的。因此不可能照抄照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的大城市的路網(wǎng)布局和站點(diǎn)配置。像倫敦、巴黎、紐約、東京那樣建地鐵的歷史已有幾十年上百年，更何況人家也是經(jīng)過幾十年才逐步發(fā)展才達(dá)到目前的程度。按照我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)和城市發(fā)展形勢(shì)，急需要的是利用軌道交通充分拉大路網(wǎng)框架、提高旅行速度和使交通走廊通暢，而不在于改善舒適度，縮小步行距離。因?yàn)榈缆凡煌ā④囬_不動(dòng)、人拉不走，就談不上起碼的服務(wù)水平。

考慮市中心區(qū)的實(shí)際情況，一般都有較悠久歷史，人口稠密建筑容積率較高，交通組織困難道路擁擠堵塞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，但經(jīng)過多年的發(fā)展建設(shè)地面的公交還是比較發(fā)達(dá)的。常規(guī)公共交通比較靈活、對(duì)道路適應(yīng)性強(qiáng)、路網(wǎng)分布廣泛，這對(duì)我們來說是一種十分寶貴的資源，應(yīng)當(dāng)加以充分的利用。退一步說，既使二三十年以后我們的軌道交通修到了一定程度，也不可能用一種單一的交通方式包打天下，完全取而代之。再有，考慮到乘客的不同層次需求，交通方式應(yīng)當(dāng)是多元化的，有多種交通方式并存。消費(fèi)水平比較高的個(gè)性化需求可選出租汽車；路途較遠(yuǎn)又需要快速到達(dá)的可選用軌道交通；距離一般的仍可乘坐公共電汽車。

關(guān)鍵是如何處理好各種交通工具之間的協(xié)調(diào)和配合。首要的是要做好路網(wǎng)與路網(wǎng)之間的配合，站距和站距之間的配合。《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》，國(guó)標(biāo)50157-92，第3.1.5條規(guī)定:地下鐵道車站應(yīng)設(shè)置在客流量大的集散點(diǎn)和地下鐵道線路交會(huì)的地方。車站間的距離應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定，在市區(qū)宜為一公里左右，郊區(qū)不宜大于２公里。《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)標(biāo)50220-95，第3.3.1條規(guī)定:公共交通的站距市區(qū)線路為500-800m；郊區(qū)線路800-1000m。兩個(gè)規(guī)范單獨(dú)看哪一個(gè)都是正確的，但是仔細(xì)分析起來，二者依據(jù)都是本線路吸引幾分鐘以內(nèi)步行范圍的客流，基本指導(dǎo)思想都是本線路所到之處以我為主。運(yùn)行模式是："步行－公交－步行"，或"步行－軌道－步行"，這樣的結(jié)果當(dāng)然是："非你即我"，"取而代之"。但是實(shí)際情況并非如此，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的大城市像倫敦、巴黎、紐約等，建了上百年的軌道交通路網(wǎng)可謂完善發(fā)達(dá)，但軌道交通站公交乘客的比例也僅到50%左右。更何況我們剛剛起步，北京、上海這樣的航空母艦級(jí)大城市的軌道交通也僅占公交10%左右的比例。從北京地鐵運(yùn)營(yíng)實(shí)踐看，真正采用"步行－地鐵－步行"模式的乘客約占四成，剩下大部分乘客是乘自行車或乘公共電汽車換乘地鐵。當(dāng)然也可能其中的一邊是采用步行、自行車或出租汽車等方式，但不論怎么說都屬于僅有部分乘坐軌道交通其余的采用其他交通方式。從北京地鐵月票的發(fā)售數(shù)量看，每月16-17萬張?jiān)缕敝新?lián)月票10萬張，地鐵專用月票僅６萬張左右（此數(shù)量十分穩(wěn)定）。這些足以說明軌道交通現(xiàn)階段在大多數(shù)情況下是與其他交通工具配合而發(fā)揮作用的。

根據(jù)實(shí)際情況我們應(yīng)該換一個(gè)角度考慮問題，把"單打一"變成"二人抬"， 從一條線提升到一個(gè)面。軌道交通的吸引服務(wù)范圍不僅僅是沿線750m半徑包絡(luò)線以內(nèi)的面積，而是包括若干與該線銜接的公交線路在內(nèi)的服務(wù)等時(shí)線范圍。

現(xiàn)在的情況是兩種交通工具同時(shí)放在一條馬路上，在個(gè)別地段已建的軌道交通剛好一站不錯(cuò)地與公交車站并列，究竟有多少人下了地鐵還會(huì)再去乘一站公交車？看上去似乎是為人民服務(wù)的觀念很強(qiáng)，實(shí)際上由于車輛頻繁進(jìn)站停車，再加上啟動(dòng)、制動(dòng)的時(shí)間，使旅行速度大打折扣，因而使大多數(shù)乘客在時(shí)間上蒙受了很大損失。

現(xiàn)在都講市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，常規(guī)公交和軌道交通都處于同一城市公交的市場(chǎng)之中，它們之間有競(jìng)爭(zhēng)的一面又有互相補(bǔ)充的一面，我們國(guó)家的現(xiàn)狀距離雙方用提高服務(wù)來競(jìng)爭(zhēng)客源的階段差得還很遠(yuǎn)，（大鐵路與民航、公路運(yùn)輸已經(jīng)進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)階段）現(xiàn)在需要的是更好的協(xié)調(diào)配合、取長(zhǎng)補(bǔ)短，軌道交通運(yùn)輸量大、不受外界干擾，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，用較大的站距盡可能提高旅行速度，而讓出幾個(gè)公交站距的市場(chǎng)給常規(guī)公交，發(fā)揮常規(guī)公交路網(wǎng)稠密的優(yōu)勢(shì)，使二者能協(xié)調(diào)發(fā)展。

三、邊緣區(qū)和市郊區(qū)軌道交通應(yīng)加大車站間距提高旅行速度縮小中心區(qū)與郊區(qū)的時(shí)間距離

邊緣區(qū)和郊區(qū)是城市發(fā)展的主戰(zhàn)場(chǎng)，幾乎在城市化全過程的每個(gè)階段中人口和就業(yè)崗位都在不停的增長(zhǎng)。城市人口聚集、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展使得出行率上升；再加上城市的面積的擴(kuò)大；市民平均出行距離不斷增加；而與他們同時(shí)有著乘積關(guān)系的客運(yùn)周轉(zhuǎn)量就以兩次冪的速度增長(zhǎng)。因此在城市發(fā)展的進(jìn)程中，交通基礎(chǔ)設(shè)施始終很難趕上需求發(fā)展的需要，這正是這個(gè)時(shí)期軌道交通建設(shè)要解決的主要問題。

一個(gè)傳統(tǒng)的舊城變成功能齊全的現(xiàn)代化城市，其間有一個(gè)脫胎換骨的過程。現(xiàn)在不少城市都作了舊城改造、新區(qū)發(fā)展的規(guī)劃并著手進(jìn)行建設(shè)，但是老城的居民和企事業(yè)單位搬遷困難，新區(qū)人氣不旺盛也十分普遍現(xiàn)象。原因就是新區(qū)和老區(qū)不能比，配套設(shè)施不完善給工作和生活帶來諸多不便，出城進(jìn)城幾個(gè)小時(shí)，來回一趟風(fēng)塵仆仆一身汗一身土，有誰能不望而生畏。上海當(dāng)時(shí)就有一句話寧擠市區(qū)小閣樓，不要浦東單元樓。軌道交通建設(shè)為舊城改造和新區(qū)發(fā)展帶來了新的契機(jī)。以北京的西郊建設(shè)為例，由于有了北京的地鐵一號(hào)線從市中心到石景山僅用30分鐘就可到達(dá)，84-99年該地區(qū)的人口增長(zhǎng)率高出北京市平均數(shù)的50%；商品零售總額增長(zhǎng)率高出全市的一倍有余。復(fù)興門至蘋果園沿線高樓林立、商業(yè)繁榮，一點(diǎn)也看不出與市內(nèi)的不同。上海的地鐵一號(hào)線帶動(dòng)了淮海路改造，使徐家匯區(qū)成為上海南部現(xiàn)代化的商業(yè)、交通中心，沿線的房地產(chǎn)開發(fā)商業(yè)服務(wù)業(yè)也十分繁榮。這關(guān)鍵是采用了比常規(guī)公交更快的旅行速度，縮短了該地區(qū)與中心區(qū)的時(shí)間距離。因?yàn)榫用竦某鲂校貏e是對(duì)勞動(dòng)客流來說他們對(duì)距離的遠(yuǎn)近不是主要考慮的問題，最關(guān)心的是出行在旅途中要花費(fèi)的時(shí)間，即是時(shí)間的距離而不是實(shí)際的距離。

在縮短時(shí)間距離的問題上可以作以下四點(diǎn)討論：

第一、無需使用更高水平的車輛、技術(shù)裝備。目前，我國(guó)的幾個(gè)城市已建的軌道交通和正在籌建的若干條線路選擇的系統(tǒng)和車輛與世界普遍采用的水平雖然在質(zhì)量指標(biāo)上還存在一定差距，但構(gòu)造速度、加減速度等技術(shù)指標(biāo)相差無幾。也就是說該技術(shù)與國(guó)內(nèi)的需求和承受能力基本是相符的。速度更高的高速鐵路系統(tǒng)適用于城市之間的交通，而且其加減速指標(biāo)還不如軌道交通車輛；低速磁懸浮系統(tǒng)和線性電機(jī)系統(tǒng)電機(jī)國(guó)內(nèi)目前還難以解決造價(jià)過高的問題；而高速磁懸浮系統(tǒng)目前在日本、德國(guó)也僅僅是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)沒有推廣，實(shí)際上也是造價(jià)過高和不適應(yīng)市內(nèi)交通的緣故。

第二、合理延長(zhǎng)站距充分發(fā)揮車輛和技術(shù)裝備的作用。城市軌道交通的重要特點(diǎn)就是"快速"，他的旅行速度（含站停時(shí)間）應(yīng)當(dāng)比常規(guī)的公共電汽車高出一倍以上。但是從既有軌道交通線路的運(yùn)營(yíng)情況看，車輛的效能沒有能充分發(fā)揮，其中站間距過小是十分重要的原因。目前北京、天津、上海、廣州等城市地鐵配備的電動(dòng)客車技術(shù)速度都在70km以上，其中起動(dòng)加速度和制動(dòng)減速度分別為1m/s和1.2m/s的水平。在站間距為1km的線路上運(yùn)行時(shí)，列車基本上是20s時(shí)間啟動(dòng)，速度達(dá)到60km左右后電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車保持這個(gè)速度，由于區(qū)間短小這個(gè)過程不足半分鐘，而后列車斷電惰行，準(zhǔn)備下一段制動(dòng)20s，再加上車站停車30s，全過程約2分鐘。列車在這種短站距的區(qū)間運(yùn)行制動(dòng)頻繁，效率根本無法發(fā)揮，技術(shù)速度為70 km公里的電動(dòng)客車，運(yùn)轉(zhuǎn)起來只有30km多的旅行速度。設(shè)站過多站距過小成了快速軌道交通快不起來的重要原因。下圖列出了目前技術(shù)水平的站距與旅行速度之間的關(guān)系（推導(dǎo)從略）。

原有的一切條件不變，只將列車時(shí)速60km以上的時(shí)間延長(zhǎng)若干秒到1分鐘，列車在線路上的旅行速度將提高20-30%。在城市的邊緣區(qū)和郊區(qū)完全有條件適當(dāng)拉大站距，充分發(fā)揮車輛的潛力，使被起制動(dòng)和站停所吞噬時(shí)間變?yōu)閷氋F的財(cái)富貢獻(xiàn)于社會(huì)貢獻(xiàn)于市民。在時(shí)間就是金錢效率就是生命的今天，采用這樣的技術(shù)措施取得的效益應(yīng)該說是十分巨大的。

第三、延伸運(yùn)營(yíng)公里擴(kuò)大吸引范圍。前面已多處論證，在城市化的進(jìn)程中城市規(guī)模在擴(kuò)大、城市人口在增加，特別是邊緣區(qū)和郊區(qū)的興旺和繁榮有賴于軌道交通的支持。但是軌道交通技術(shù)復(fù)雜、投資巨大、建設(shè)周期長(zhǎng)，不論是對(duì)于我們這樣的發(fā)展中國(guó)家還是一個(gè)具體的城市都是一個(gè)不小的問題。這就需要我們認(rèn)真規(guī)劃采取必要的技術(shù)措施，盡可能地節(jié)約投資、降低造價(jià)、提高軌道交通建設(shè)的綜合效益。從建設(shè)投資角度看，整個(gè)軌道交通工程中車站上土建工程量大，各種設(shè)施、設(shè)備多，占整個(gè)投資比重很大。據(jù)幾個(gè)城市已經(jīng)修建的地鐵統(tǒng)計(jì)，一座車站的投資約２億元人民幣，相當(dāng)于修建幾公里隧道和區(qū)間線路的投資。輕軌、獨(dú)軌等其他形式軌道交通的投資略有出入，但車站與區(qū)間建設(shè)每延米投資比例也都是幾比一和十幾比一。如果在邊緣區(qū)和郊區(qū)的線路上通過精心安排適當(dāng)拉大站距，減少那些可設(shè)、可不設(shè)的近距離車站，使車站總數(shù)減少兩三座則可節(jié)省好幾億投資，如果把他們用于延長(zhǎng)幾公里線路，就可增加若干平方公里的吸引范圍，至少有幾萬到十幾萬的居民受益。

四、另外由于旅行速度的提高，在同一條線路上可以減少列車的周轉(zhuǎn)時(shí)間，因此如果保持行車間隔不變線路上的列車配備數(shù)量也可以適當(dāng)減少。例如在一條20公里的線路上，如果列車以30km/h的旅行速度行駛，要保持4min行車間隔，需配備20組電動(dòng)客車；旅行速度提高40km/h，仍然保持4min行車間隔，需配備15組電動(dòng)客車；當(dāng)旅行速度提高到50km/h時(shí)只需配備12組電動(dòng)客車。由此可見由于旅行速度的提高節(jié)約電動(dòng)客車配車數(shù)量所取得的效益也是相當(dāng)可觀的。

四、應(yīng)用等時(shí)線模型對(duì)軌道交通站距的分析

等時(shí)線是指到圖中特定點(diǎn)所需時(shí)間為常數(shù)各點(diǎn)的軌跡。應(yīng)用等時(shí)線模型可較直觀的分析城市交通的效率和質(zhì)量。

1．等時(shí)服務(wù)區(qū)面積定性分析

矩形街坊中常規(guī)公交的等時(shí)線。矩型街坊是城市普遍采用的建筑方式。為便于分析起見我們假設(shè)區(qū)域內(nèi)的街坊均為等邊長(zhǎng)的矩形街坊，不考慮換乘及等待時(shí)間，且車輛運(yùn)行X、Y方向的速度相等，均為V。

原文作者：北京地鐵設(shè)計(jì)研究所 蔣玉琨
2001年年會(huì)暨第十九次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集