潘昭宇：多層次軌道交通規劃技術體系研究

本文刊登于《鐵道標準設計》2022年5月

作者：潘昭宇

一、引言

新形勢下促進區域協調發展，要求增強中心城市和城市群等經濟發展優勢區域的經濟和人口承載能力[1]，加快城市群和都市圈軌道交通網絡化，推進干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通融合發展[2][3]，推進多網融合、資源共享[4]，形成網絡層次清晰、功能定位合理、銜接一體高效的交通體系[5]。目前，我國城市群交通運輸結構不盡合理，城際鐵路發展相對滯后，都市圈市域（郊）鐵路有效供給能力不足。加快構建適合我國國情的多層次軌道交通體系，補齊城市群、都市圈軌道交通短板，成為當前亟待解決的重大問題。

二、建立多層次軌道交通體系的必要性和緊迫性

我國軌道交通按照服務范圍、設計速度等，分為干線鐵路（高速鐵路、普速鐵路）、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通4大類，如表1所示。截至2020年末，全國鐵路營業里程14.6萬公里，其中高速鐵路營業里程3.8萬公里（含城際鐵路）。京津冀、長三角、粵港澳等城市群城際鐵路運營里程超過3000km。市域（郊）鐵路運營里程約1300km。38個城市的軌道交通運營總里程約6665km（不含有軌電車）。

2.1多層次軌道交通體系的主要問題

2.1.1 功能分工不合理

多層次軌道交通雖然有明確的功能定位，但部分地方對各層級軌道功能分工不盡合理，導致部分城際鐵路“高鐵化”和市域（郊）鐵路“地鐵化”，使得服務與需求不匹配，造成資源浪費、影響客流效益。如滬寧城際鐵路設計速度350km/h，與城際功能不相匹配，上海、南京部分車站車次少、甚至關停 [6]。

2.1.2 網絡布局不完善

部分地方對于多層次軌道交通缺乏總體統籌布局考慮，導致多層次軌道網絡布局不盡完善，表現在部分干線鐵路車站距離城市中心遠、城際鐵路對都市圈服務不足、市域（郊）鐵路與沿線空間布局不協調。同時，對于經濟發達或地形條件受限的城鎮連綿地區，部分關鍵交通軸帶預留能力不足，在規劃初期沒有預留足夠通道能力和多條軌道線路建設空間，成為網絡布局的瓶頸和障礙。
2.1.3 銜接換乘不便捷

由于多層次軌道之間在樞紐節點、運營服務等環節銜接不足，導致旅客“門到門”時間長、出行效率大打折扣。以成都都市圈的德陽市中心到成都天府新區為例，乘坐德陽-成都東站動車、換乘成都地鐵1號線、7號線，全程車內時間達80分鐘，加上成都東站、火車南站2次換乘時間及兩端接駁時間， “門到門”全程將超過2小時，早晚高峰加上等車，出行效率進一步降低。

2.1.4 體制機制不順暢

多層次軌道交通規劃、建設和運營對應不同主體，涉及路地之間、省市之間等多重因素制約。目前路地之間協作還存在不充分、不到位等問題，如利用既有鐵路資源開行城際、市郊列車，路地溝通協調機制還不盡完善，鐵路企業對城際鐵路、市域（郊）鐵路發展技術支撐略顯不足，地方政府在綜合開發和運營主體多元化等方面尚在探索。

2.2建立多層次軌道交通體系的必要性和緊迫性

2.2.1 提升軌道交通效率效益的客觀需要

軌道交通投資大、建設和運營成本高。建立多層次軌道交通體系，加強干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通的融合、銜接，既是充分發揮各層級軌道交通比較優勢、實現優勢互補的需要，也是推動資源共享、提升軌道網絡整體效率和效益的需要。

2.2.2 服務人民群眾便捷出行的必然要求

軌道交通具有速度快、運量大、準點性高等優勢。建立多層次軌道交通體系，打造一體銜接、換乘便捷的綜合交通樞紐，推動運營組織和運輸服務貫通融合，是構建便捷順暢的城市群、都市圈一體化交通網的客觀需要，也是滿足人民日益增長的美好生活需要、服務人民群眾便捷出行的必然要求。

2.3.3 推進新型城鎮化高質量發展的重要支撐

軌道交通對優化城市群、都市圈功能布局，促進大中小城市和小城鎮協調發展，發揮中心城市輻射帶動作用，擴大公共交通服務供給，積極改善交通運輸方式結構，有效緩解城市交通擁堵都具有重要作用[7]。推進多層次軌道交通規劃建設，從總體統籌多層次軌道交通規劃布局，也是推進新型城鎮化高質量發展的重要支撐和客觀要求。

三、多層次軌道交通規劃目標及內涵

本文所指多層次軌道交通規劃主要針對旅客運輸服務，包括干線鐵路（高速鐵路、普速鐵路）、城際鐵路、市域（郊）鐵路和城市軌道交通4個層級。由于速度標準、運營模式的差異，城市軌道交通以地鐵、輕軌（含單軌）為主，不含混合路權的有軌電車等其他方式。

3.1 規劃范圍

多層次軌道交通規劃范圍取決于多層次軌道交通的服務時空范圍，如表1所示。其中，干線鐵路主要服務國家、區域、城市群范圍，城際鐵路主要服務于城市群、都市圈范圍，市域（郊）鐵路主要服務于都市圈，城市軌道主要服務于中心城市城區。多層次軌道交通規劃重點是解決不同層級軌道交通的服務交叉和功能銜接問題。因此，多層次軌道交通規劃范圍重點以城市群、都市圈為主。

需要說明的是，多層次軌道交通最后都需要接入中心城市，因此中心城市也是多層次軌道交通規劃需要重點考慮的范圍。但由于不同空間尺度及規劃深度的限制，中心城市主要考慮干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路與城市軌道交通及重大交通樞紐的銜接。對于服務中心城市的城市軌道交通一般難以做到規劃布局深度，主要是從宏觀整體上提一些原則性指導要求。
        3.2 規劃時機

多層次軌道交通規劃時機主要取決于4個層級軌道交通的發展時機以及相互之間的銜接需要，從根本上講取決于客流需求和經濟效益。目前，我國4個層級軌道交通中干線鐵路、城市軌道交通發展相對較為成熟，而城際鐵路、市域（郊）鐵路發展相對滯后。因此，多層次軌道交通規劃時機要緊密結合城際鐵路、市域（郊）鐵路的建設時機來推進，這與多層次軌道交通主要服務城市群、都市圈兩個空間范圍一致。
當前，我國常住人口城鎮化率已達63.89%，預計2025年我國常住人口城鎮化率達65%左右，2035年常住人口城鎮化率達75%左右。未來人口和經濟要素將進一步向城市群和都市圈集中。當前，城際鐵路、市域（郊）鐵路規劃建設主要集中在京津冀、粵港澳大灣區、長三角、成渝、長江中游等財力有支撐、客流有基礎、發展有需求的地區[8][9]。
       3.3 目標及內涵
       3.3.1 規劃目標

多層次軌道交通規劃主要著眼于構建多層次軌道交通融合發展體系，實現高效利用多層次軌道交通資源，滿足人民群眾便捷出行需要，同時兼顧成本效益、投入產出，規劃目標可以概括為：

(1)整合多層次軌道交通資源，提升軌道交通整體效益；

(2)打造旅客“門到門”便捷出行服務，提升交通運輸綠色低碳水平；

(3)引導軌道沿線集約高效發展（TOD），提升城市經濟社會效益。
        3.3.2 本質內涵

基于多層次軌道交通規劃范圍、時機以及規劃目標，多層次軌道交通的本質內涵可以概括為“功能兼容、出行銜接、服務多元”。

(1)功能兼容，促進多層次軌道交通資源高效利用

干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通的功能定位、服務范圍、技術標準等有所差異，其融合發展的關鍵之一在于不同層級的服務功能從上往下可以部分兼容。干線鐵路在城市群、都市圈可以兼顧部分城際鐵路和市域（郊）鐵路服務功能，城際鐵路在都市圈也可以兼顧部分市域（郊）鐵路通勤服務功能，市域（郊）鐵路可以為城市軌道交通提供客流支撐，如圖1。

(2)出行銜接，提升多層次軌道交通“門到門”出行效率

多層次軌道交通融合發展的另一關鍵因素在于不同層級軌道之間具有銜接換乘的出行需求。如廣州南站的干線鐵路與城際鐵路等換乘比例達10~20%，北京南站、天津西站、廣州南站的干線鐵路、城際鐵路與城市軌道換乘比例高達50%左右，深圳北站更是高達65%，北京副中心線良鄉站市域（郊）鐵路與城市軌道換乘比例也達20%。因此，從服務的角度講，多層次軌道交通就是要提升旅客“門到門”的出行效率。

(3)服務多元，提供適應多樣化出行的精準服務

軌道交通是促進城市群、都市圈要素流動的重要支撐。城市群地區交通需求運輸呈現多樣化、高頻次等特征。特別是隨著都市圈的發展，在主要軸帶集中區際、城際、城郊、城市等不同尺度出行需求，也帶來通勤、公務、商務、休閑、旅游等多元化出行。因此，對于城市群主要城鎮走廊，特別需要統籌多層次軌道交通規劃布局，以適應多元化的旅客出行需要，精準定位功能與分工，匹配供給與需求，強化軌道交通對區域城鎮空間布局、人口產業合理分布和一體化發展的支撐引領。

四、多層次軌道交通規劃技術體系

基于國內研究實踐探索[10-14]，以及城市群、都市圈多層次軌道交通發展現狀問題及國家層面的政策要求，結合未來發展趨勢及國際經驗，提出多層次軌道交通規劃技術體系如下圖2所示，其中要重點解決好功能分工、需求分析、四網融合、樞紐銜接、運營一體等關鍵問題。

圖2 多層次軌道交通規劃技術體系示意圖

4.1 功能分工

干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路與城市軌道交通共同構成服務不同國土空間尺度的多層次軌道交通系統，如圖3所示，形成網絡層次清晰、功能定位合理、銜接一體高效的交通體系。

圖3 多層次軌道交通功能分工及布局示意圖
      

 4.1.1 干線鐵路

干線鐵路（高速鐵路、普速鐵路）主要服務于跨區域之間長距離出行，空間尺度一般在300km以上，出行目的以商務、旅游、務工、探親等為主。同時，在能力富余的情況下，干線鐵路可以開行城際列車、市郊列車，承擔一部分城際鐵路、市域（郊）鐵路服務功能，如北京利用京包鐵路開行S2線市郊列車，寧波利用蕭甬鐵路開行寧波至余姚市郊列車，成都利用西成高鐵開行成都至德陽市郊列車。
       4.1.2 城際鐵路

城際鐵路主要服務于城市群內城市之間出行，空間尺度一般在50~300km之間，出行目的以商務、公務、旅游等為主，并滿足2小時通達要求[2]。同時，在能力富余的情況下，城際鐵路可以開行服務都市圈的市郊列車，承擔一部分市域（郊）鐵路服務功能，如?？诶铆h島高鐵開行?？谥撩捞m機場市郊列車、重慶利用渝萬城際鐵路開行至長壽等市郊列車。此外，城際鐵路也可以并入干線通道，實現與干線鐵路功能的融合銜接，如武漢漢孝城際鐵路并入漢十高鐵、鄭州鄭焦城際并入鄭太高鐵等。

4.1.3 市域（郊）鐵路

市域（郊）鐵路主要服務于都市圈中心城市城區和周邊城鎮組團之間出行，空間尺度一般在30~50km，出行目的以通勤出行為主，并滿足1小時通勤要求[2]。同時，在車輛制式、信號等統一的情況下，市域（郊）鐵路可以與中心城區軌道跨線運營，承擔一部分中心城市軌道交通的服務功能，如日本私鐵絕大部分與地鐵跨線直通運營。
       4.1.4 城市軌道

城市軌道交通主要服務于中心城市城區和規劃區，空間尺度一般在10~20km，出行目的以通勤、娛樂、休閑等日常生活出行為主。同時，在城市空間尺度合理可控的前提下（一般不超過30km），城市軌道可以適當往郊區延伸，承擔市域（郊）鐵路的部分服務功能[7]。
       4.2 需求分析
       科學準確的交通需求分析是多層次軌道交通規劃的前提和基礎。交通需求分析應采用定量預測模型進行客流分析預測，模型范圍應涵蓋多層次軌道交通服務范圍。由于多層次軌道交通涉及空間尺度大、層級多，交通需求分析可以采用傳統調查統計分析與大數據分析等相結合的方法，并滿足多層次、差異化的分析需要。
       4.2.1 城市群層面主要分析通道及量級

城市群地區人口密集、產業聚集，經濟社會發展水平相對較高，交通需求呈現高強度、多樣化等特征。城市群層面的需求分析，主要為支撐區域對外聯系、城際鐵路布局，重點是分析主要客流通道布局以及通道的量級。以成渝地區雙城經濟圈為例，目前成渝地區對外聯系主要集中在向北、向東、向南三個方向，客流占比約為45%、30%和25%。成渝地區內部，聯系主要以成渝“雙核”為中心展開，主要客流通道集中在成渝、成德綿眉樂、成都—達州和重慶—萬州等方向，見圖4。

圖4 成渝雙城經濟圈客流聯系示意圖

4.2.2 都市圈層面主要分析高峰期通勤聯系

都市圈的核心特征是通勤。都市圈層面的交通需求分析，主要為支撐都市圈市域（郊）鐵路方案的制定，重點關注高峰期通勤聯系，包括通勤客流規模、主要方向及比例等。以成都都市圈為例，當前成都都市圈正處于發展成長階段，通勤聯系主要分布在成都主城區和周邊城鎮組團、外圍新城，外圍地區到成都市區的通勤聯系正在逐步加強，開始呈現同城化特征，主要集中在雙流、天府新區及青白江、廣漢、中江等方向。

4.2.3 重點廊道主要分析客流規模及構成

多層次軌道交通的特點在于主要軸帶、廊道集中區際、城際、都市圈等多元化出行需求，因此重點廊道的需求分析就顯得尤為重要，特別對于多層級軌道布局及資源共享尤其需要交通需求分析的支撐。重點廊道應單獨以通道為分析單元，重點分析客流規模、構成以及高峰期客流需求，如圖5廣州都市圈主要通道客流分析。

圖5 廣州都市圈主要通道客流分析示意圖

4.3 四網融合

國家層面明確要求，要基本形成“全國123出行交通圈”，即都市區1小時通勤、城市群2小時通達、全國主要城市3小時覆蓋[2]，建設城市群一體化交通網和都市圈通勤交通網。

多層次軌道交通4個層級相互有明確的功能分工，但功能上的確也有相互兼容的地方，主要體現在：1）干線鐵路可以開行城際列車、市郊列車，承擔一部分城際鐵路、市域（郊）鐵路功能；2）城際鐵路可以開行市郊列車，承擔一部分市域（郊）鐵路功能；同時城際鐵路也可以并入干線通道、功能上與干線鐵路融為一體；3）市域（郊）鐵路可以通過統一制式與城市軌道跨線運營，承擔一部分城市軌道功能；4）城市軌道可以向外圍郊區適當延申，承擔一部分市域（郊）鐵路功能。因此，四網融合就是要充分考慮各層級軌道之間的相互銜接關系，做到既功能分工明確、發揮各自特點和優勢，又綜合一體銜接、發揮多層次軌道的整體效益。
       4.3.1 城市群層面規劃要點

(1)強化對外復合交通廊道支撐——優化布局

城市群層面對外與周邊城市群的聯系，主要適當優化布局。以國家綜合運輸通道布局為基本構架，構建高速鐵路、城際鐵路和高速公路等多種方式綜合支撐的對外復合交通廊道。如長三角通過區域交通走廊識別，確定上海市域5 個方向、7 條廊道布局[15]，如圖7。

對外復合廊道規劃需要重點關注，對外走廊內的城際鐵路的近、遠期功能定位是否會發生重大變化，比如遠期城際鐵路繼續向外延申、并入國家干線通道，其線位及車站布局、動車所等需要提前統籌規劃考慮。

(2)發揮軌道交通對城鎮化格局引導作用——軸帶支撐

城市群內部城鎮間聯系是多層次軌道交通規劃的主要內容之一，重點是打造高效互聯城際鐵路網，支撐引領城鎮化格局。城際鐵路網絡及線路布局要與城市群空間布局、產業發展、綜合交通體系相協調，以城市群內中心城市為核心、沿主要城鎮軸帶放射，形成中心城市與中心城市之間、中心城市與節點城市之間的布局模式，并適當補充其他節點城市之間線路布局。例如粵港澳大灣區提出形成“軸帶支撐、極軸放射”的多層次鐵路網絡[16]，成渝地區提出構建以成渝主軸為骨架、雙核放射為主體、其他節點城市連接為補充的城際鐵路網 [17]，長三角地區提出加快建設滬寧合、滬杭、寧杭、合杭甬等軸帶城際鐵路及區域連接線，構建軸帶通達、節點輻射的城際鐵路網絡 [18]，如圖6、圖7所示。

城際鐵路規劃要重點關注時序上遠近結合，以交通需求分析為依據，充分挖潛既有干線鐵路城際功能，優先利用干線鐵路富余能力開行城際列車，科學論證新建城際鐵路的時機和技術標準。

圖6 上海及周邊地區主要廊道布局[15]

圖7 長三角多層次軌道交通規劃建設項目[18]

4.3.2 都市圈層面規劃要點

(1)優先利用既有鐵路——做好預留

都市圈層面的市域（郊）鐵路規劃要統籌考慮利用既有鐵路與新建線路，依據都市圈空間功能布局、產業人口分布和國土空間規劃等科學規劃、統籌銜接。優先利用干線、城際鐵路資源開行市域（郊）列車。鐵路車站布局要處理好通達性和車站周邊開發建設之間的關系，既要滿足技術標準條件，又要服務地方發展，車站選址盡可能在中心城區或靠近城市建成區，并在車站及周邊做好開行市郊列車及改造預留條件。

(2)有序規劃新建項目——中心放射

在充分利用既有鐵路資源基礎上，根據交通需求分析，規劃中心城市城區與周邊城鎮組團聯系的“中心+放射”的市域（郊）鐵路布局。規劃新建市域（郊）鐵路，在中心城區應首先銜接城市軌道快線，實現外圍地區與中心城區的快速直達，如成都18號線由天府機場到火車南站，將繼續向北延申、銜接18號線三期，貫通運營至火車北站，見圖8。其次，在中心城區銜接其他城市軌道普線應多線多點換乘，在成本可控條件下盡可能統一信號、制式等，實現跨線貫通運營。在都市圈外圍地區，應擴大市域（郊）鐵路服務范圍，采取“樹枝狀”支線布局模式，盡可能銜接主要新城、組團、交通樞紐等，如巴黎RER在外圍地區布局，見圖9。

圖8 成都18號線示意圖[19]

     圖9 巴黎RER布局示意圖[7]

(3)適當延申城市軌道交通——控制尺度

服務都市圈交通出行，城市軌道交通向郊區延伸的模式也是一種可行的選擇。重點要控制好延申長度和“門到門”通行時間，以延伸長度10km左右、總體空間尺度不超過30公里、全程通行時間不超過1h為宜。如上海市域17號線西延申，從上海青浦東方綠舟至青浦金澤，全長15公里[18]。

4.4 樞紐銜接

4.4.1 建立分級樞紐體系

樞紐是提高出行效率的關鍵、提升服務質量的核心，也是多層次軌道網絡與一體服務銜接的紐帶。要強化樞紐與城市功能布局的協調，完善銜接不同層次軌道交通系統的樞紐功能及規劃布局。長三角多層次軌道就在統籌布局多層次軌道交通網絡的基礎上構建三級樞紐體系，形成層次清晰、點線匹配、銜接高效的軌道交通樞紐體系[18]。

4.4.2 便捷銜接換乘

在網絡融合的基礎上，多層次軌道交通規劃要重點做好綜合交通樞紐的銜接整合。首先要做好多層次軌道網絡布局與重點樞紐的銜接匹配，完善樞紐集疏運網絡，實現樞紐布局與多層次軌道網絡的相互反饋、優化調整。其次，要暢通樞紐站場之間的連接，超大城市、特大城市主要客運樞紐間換乘時間不超過1h和45min，大城市不超過30min[20]，同時要便捷樞紐站場內換乘。市域（郊）鐵路與城市軌道的換乘，要盡可能多線多點、同臺同向換乘。

4.5 運營一體

多層次軌道交通服務水平高低最終體現在運營服務上。提升服務水平關鍵是要提高多層次軌道交通“門到門”全程的運行效率。一方面要重點做好多層次軌道交通車站與地面公交、步行及自行車等其他交通方式的銜接配套，做好“最后一公里”接駁。另一方面，要充分利用5G、大數據等現代信息技術手段，推進多層次軌道交通之間安檢互認、票制互通、應急聯動，提升一體化服務水平和出行體驗。

4.6 體制機制創新

建立多層次軌道交通規劃體系，推進規劃有序實施，都需要體制機制改革創新。一方面，要建立多層次軌道交通規劃統籌機制，以省級政府或中心城市政府為主體，推動城市群、都市圈相關城市政府、業務部門、軌道企業等共同參與，建立跨區域、跨部門的一體化規劃機制，并與國土空間、城市群和都市圈、城市綜合交通體系等規劃有機銜接。另一方面，要建立多層次軌道交通規劃統籌實施機制，統籌多層次軌道交通實施主體，建立資源共享、運營融合、開發協同的融合發展機制，為多層次軌道交通發展提供體制機制保障。

結語

為構建適合我國國情的多層次軌道交通技術體系，本文分析了多層次軌道交通發展現狀及主要問題，明確了建立多層次軌道交通體系的必要性和緊迫性。結合中外研究實踐及國家層面政策要求，分析了多層次軌道交通規劃目標及本質內涵，提出了多層次軌道交通規劃技術框架體系，指出多層次軌道交通要重點解決好功能分工、需求分析、四網融合、樞紐銜接、運營一體等關鍵問題。
本文的主要創新點包括：（1）提出了多層次軌道交通規劃范圍以城市群、都市圈為主，規劃時機要緊密結合城際鐵路、市域（郊）鐵路的建設時機。（2）明確了多層次軌道交通的本質內涵——功能兼容、出行銜接、服務多元。（3）提出了多層次軌道交通規劃規劃技術體系，包括基礎研究、功能分工、需求分析、四網融合、樞紐銜接、運營一體等。

多層次軌道交通在我國還處于起步探索階段，未來應該加強總結，在多層次軌道交通的客、貨運功能銜接，投融資及綜合開發等方面進一步深入研究。

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[20] 國家發展改革委.印發《關于打造現代綜合客運樞紐 提高旅客出行質量效率的實施意見》的通知(發改基礎〔2016〕952號)[EB/OL].2016[2016-05-03].https://www.ndrc.gov.cn/fggz/zcssfz/zcgh/201605/t20160509_1145716.html

作者簡介：

潘昭宇，國家發展改革委城市和小城鎮中心國土交通規劃部副主任（主持工作）、高級工程師，主要研究方向為市域（郊）鐵路規劃及政策、多層次軌道交通規劃、綜合交通樞紐規劃、城市發展戰略研究等領域，兼任中國城市交通規劃學術委員會委員、國家鐵路局鐵路科技標準規劃專家庫專家、北京建筑大學兼職碩士生導師。參與起草市域（郊）鐵路、高鐵站周邊綜合開發、多層次軌道規劃等國家相關政策文件10余項，主持完成國家發改委等部委研究課題10余項，主持完成城市群、城市交通相關規劃50余項，在國內外期刊發表論文20余篇，獲全國優秀工程咨詢成果三等獎、中國公路學會二等獎、國家發改委機關優秀研究成果二等獎、全國優秀城鄉規劃設計二等獎、北京市優秀工程設計一等獎等獎勵。