时空紧约束的大都市圈轨道交通规划研究-中机院产业园区规划网

进入大都市圈快速发展阶段后, 中国大城市交通发展普遍面临空间和时间紧约束。轨道交通由此成为大都市圈时空组织的战略选择, 构建以轨道交通为主体、多层次中低运量公共交通为基础的公共交通体系成为共识。面对大都市圈集聚发展、近中期通勤圈可能继续外扩等发展前景, 提出轨道交通线网规划应重点围绕缩短出行时间和提高覆盖率等时空组织要求。进而通过差别化的空间政策和交通政策, 耦合轨道交通枢纽与城市中心体系, 促进轨道交通轴带功能集聚。最后, 强调以轨道交通为核心, 加强一体化衔接规划和城市交通综合治理, 主动引导城市空间有序拓展, 实现轨道交通与大都市圈协同发展。

产业转型升级和空间再生产之下, 传统制造业外迁, 现代服务业、先进制造业等高端产业集聚, 中心城区就业岗位快速增长与变构[1]。与此同时, 住房领域的市场化改革进一步打破职住平衡, 在极差地租规律作用下, 新增住房更多分布在外围地区[2]。1986—2014年, 上海市中心城的就业岗位规模增长了64%, 而人口规模仅增长49%。2005—2014年, 深圳市86%的商业、办公建筑销售面积位于原特区内, 66%的商品住宅销售面积位于原特区外。职住分离日益加剧, 通勤圈逐步扩展至中心城以外区域。例如, 深圳市通勤圈范围已突破机荷高速公路一线, 近10万原特区内就业者居住在莞惠临深地区 (距市中心约30~50 km) 。

职住分离导致出行距离不断增长, 由于缺乏有效的公共交通设施和服务供给, 出行时间被迫不断延长。例如, 上海市外围大型居住区通勤交通平均出行时间达58.2 min[3], 其中轨道交通平均时耗高达86.8 min。深圳市高峰时段约25%的轨道交通全程出行时间超1 h (通勤出行耐受时间一般不超过1 h[4]) , 这部分出行主要由第三圈层至第一圈层。现阶段多数城市主要通过延伸既有轨道交通线路 (站间距普遍为1~2 km) 来加强外围地区公共交通覆盖。虽然快速实现了轨道交通从无到有的突破, 但出行时间超出耐受范围, 实际运营效果低于预期。上海、深圳部分过长线路均出现长尾效应, 深圳市高峰时段跨机荷高速公路一线断面的机动化出行公交分担率仅为39%, 远低于跨二线关断面的81%。简单延续既有公共交通服务模式, 对改善外围地区出行条件作用有限, 难以实现控制乃至缩短出行时间的目标。

通勤圈不断外扩的过程中, 外围地区开发项目与既有轨道交通建设计划结合不足, 交通与土地发展不协同的问题比较突出。据统计, 深圳市2011—2015年批复的城市更新项目中, 有53%不在2020年建成的轨道交通车站周边, 其中87%位于原特区外。这些非轨道交通沿线高强度开发项目建成后缺乏有效的轨道交通配套, 势必加重对小汽车的依赖, 给公共交通组织带来巨大挑战。

欧美及日本等国家城镇化发展历程表明, 大都市圈集聚发展是城镇化的主要特征之一, 即便城镇化后期城市总人口趋于稳定, 人口流向大都市圈的趋势仍然存在[5]。中国整体上仍处于城镇化中期, 部分特大及以上城市初步呈现大都市圈特征, 进入大都市圈成熟稳定期至少还需15~30年。这一过程中, 都市圈人口将持续增长, 中心城区人口趋于稳定, 人口增长主要集中在外围地区[6]。

产业转型升级和规模经济是大都市圈发展的内生动力。研究表明, 金融、IT、研发、设计、咨询等人力资本密集型产业, 一方面对信息交流尤其是面对面交流方式有着极高要求, 另一方面产业混合集聚带来显著的规模效益, 上述产业倾向接近并集聚于信息化及开放程度较高的城市中心区[7]。深圳科技园在产业转型升级的过程中, 就业岗位密度由不足1万个·km-2增至3.3万个·km-2, 其中南区达5万个·km-2以上, 就业岗位性质也由生产制造转变为管理、研发、咨询等类型。

就业岗位中心集聚和人口外围增长进一步加剧职住分离, 近中期通勤圈仍将持续外扩。深圳市几轮城市总体规划都以组团城市为目标[8], 试图构建多中心城市空间体系, 避免职住分离。按照已批建设计划, 随着前海-蛇口自贸区、后海-深圳湾总部基地等重点区域高强度开发以及大规模城市更新, 未来深圳市新增商业和办公建筑60%集中于原特区内, 新增居住建筑75%位于原特区外, 职住分布进一步分离。根据多前景分析研判, 未来大深圳都市圈面积可能超过1万km2, 通勤圈半径极有可能超过30 km, 极端情况下可能达50~80 km (见图1) 。

大都市圈发展阶段, 人口和就业岗位高度集聚, 交通需求持续增长和通勤圈外扩, 大力发展轨道交通是国际大都市圈普遍的交通战略选择。城区规划人口规模超过500万人的特大及以上城市, 应确立城市轨道交通在城市公共交通系统中的主体地位, 以多层次中低运量公共交通为基础, 个体机动车为中长距离客运交通的补充。理想情况下城市通勤半径应控制为15~20 km[3], 城市轨道交通网络以站距1.0~1.5 km地铁线路为主, 无须构建大规模的都市圈快线网络, 不仅大幅降低综合交通运输体系的复杂性、交通投资和后期运营成本, 而且城市效率也将大幅提升。但是中国部分城市城区规划人口规模接近或超过1 000万人, 通勤圈半径已超出地铁有效覆盖范围, 必须预留多层次轨道交通网络规划条件, 主动引导都市圈空间有序拓展。

时空紧约束背景下, 国际大都市圈普遍将缩短出行时间和优化空间形态作为轨道交通规划的重要目标。通过构建大都市圈多层次城市轨道交通体系, 一方面控制出行时间增长, 提高出行组织效率;另一方面促进轨道交通与土地协调, 引导城市空间紧凑布局, 实现土地资源集约高效利用。

中国既有规范标准中, 城市轨道交通线路功能层次划分的标准主要包括运量、系统型式、速度、站间距、行政边界等。如按市郊铁路、地铁、轻轨等系统型式划分 (隐含一定的线路功能要求) , 或者引入城际铁路、市域快线等带有行政边界限定的表述。而东京、巴黎等国际大都市主要以速度和站间距作为划分城市轨道交通功能层次的核心指标, 以反映时空服务要求[11]。借鉴国内外经验, 城市总体规划或综合交通体系规划层面应回归交通本源, 明确空间组织的时间要求, 指导轨道交通相关设施的空间布局。

在编的《城市综合交通体系规划规范》以高峰期轨道交通出行时间40 min为控制目标 (全程1 h) , 考虑有效空间服务范围, 按运送速度 (隐含站间距要求) 划分轨道交通功能层次, 同时指出各层次线路在出行目的、运量等方面的常见特征。总体上, 城市轨道交通划分为快线和干线两大功能层次 (见表1) 。快线主要服务于大都市圈外围与城市集中建设区之间的长距离出行, 其中快线A联系大都市圈主要城镇节点, 线路外围末端距城市主、次中心距离一般大于40 km, 以服务长距离商务办公、休闲娱乐等出行为主, 兼顾部分通勤出行;快线B联系城市主、次中心及外围新城, 线路外围末端距城市主、次中心一般20~40 km, 以服务长距离通勤出行为主。干线主要服务于城市集中建设区内中长距离出行, 干线A一般布设于大客流走廊, 干线B一般布设于中客流走廊。剥离轨道交通线路功能层次与系统型式, 避免混淆概念, 原则上一种功能层次可对应多种系统型式。系统型式的确定应综合考虑线路功能、需求特征、技术标准、敷设条件、工程造价、资源共享等多种因素。

交通与城市空间协调互动, 关键在于差别化的空间政策与交通政策引导。根据不同城市和城市不同地区的交通特征, 差异化确定交通体系内不同交通方式的功能定位、优先规则、组织方式和资源配置。通过一致性的空间政策有效引导, 使城市空间和功能围绕交通枢纽节点和走廊集聚。

基于差别化政策, 大都市圈轨道交通与城市空间协调互动主要体现在两个方面。1) 轨道交通枢纽与城市功能协同发展。轨道交通枢纽应与城市中心体系在功能、等级、建设时序及区位上全面耦合, 提高城市中心可达性, 促进枢纽地区的整体发展。城市新中心或外围次中心也应围绕轨道交通枢纽布局和培育, 为城市中心的生长创造有利条件。2) 轨道交通网络引导城市空间集聚发展。大都市圈城市集中建设区内, 应通过高密度的轨道交通网络支撑高密度人口出行需求, 形成“轨道交通+步行”为主体的客运模式。外围地区应重点围绕轨道交通快线枢纽或车站集约开发, 控制城市开发边界, 引导人口和就业岗位沿轨道交通轴带集聚和城市空间有序拓展。

城市总体规划或综合交通体系规划层面, 提出以轨道交通车站人口和就业岗位覆盖率作为轨道交通网络规模和布局控制的核心指标, 在满足客流强度要求的前提下, 通过差别化的空间和交通政策, 尽可能覆盖更多的人口和就业岗位。香港将轨道交通车站500 m覆盖率作为重要的城市发展指标, 提出远景轨道交通网络应覆盖80%就业岗位和70%人口。相应地, 香港将轨道交通车站500 m范围作为特别政策区, 鼓励优先利用轨道交通车站周边的开发机会, 进行更多密集发展及提供大型就业中心, 方便市民步行前往[12]。2015年深圳市轨道交通车站800 m人口覆盖率约为32%, 通过空间与交通政策的双向引导, 计划2020年提升至47%, 2040年提升至70%以上。《深圳城市规划标准与准则》中将轨道交通车站周边地区作为高强度综合开发和城市更新的优先地区, 并规定了轨道交通车站周边路网密度、场站配设、步行网络等方面的针对性要求。

城市中心是各类出行最集中的地区, 轨道交通枢纽与城市中心结合布局有利于提升地区可达性和交通组织效率, 降低换乘和时间成本, 助力城市功能的实现。深圳市轨道交通线网规划一直坚持轨道交通枢纽与城市中心体系耦合和互动发展[13]:1) 突破用地、工程等方面的困难, 将国家铁路枢纽与城市主、次中心结合布局, 加强对外辐射能力, 锚固轨道交通网络基本形态;2) 合理布局快线枢纽, 提高城市中心的可达性, 引入多层次轨道交通快线后, 快线枢纽的规模将大幅增加, 东京、巴黎都市圈快线枢纽规模高达数十个, 这类枢纽同样需要与城市主、次中心或重要节点结合布局;3) 增加城市中心地区轨道交通车站和出入口数量, 提升轨道交通乘降和集散能力, 有效应对高强度、高脉冲客流快速集散要求;4) 通过连续、全天候的步行系统组织枢纽地区空间与功能, 构建适于活动和交流的宜行交通环境。

以深圳福田CBD为例, 将广深港客运专线福田站选址于企业总部云集的最核心地区, 通过34个出入口与新地标平安大厦及其他周边物业无缝衔接, 实现深港中心30 min可达及便捷换乘国家铁路系统。枢纽地区规划布局了2条快线和4条干线, 轨道交通网络密度超过3.0 km·km-2, 形成包括多个3线、2线换乘枢纽在内的枢纽群及遍布地下的步行网络, 有力支撑了枢纽地区的高强度开发 (见图2) 。出于用地紧张、工程和交通组织复杂等因素, 国家铁路枢纽是否应引入城市中心以及是否应避免设置多站 (2线以上) 换乘枢纽等话题一直存在争议, 深圳福田、车公庙枢纽等案例在综合比较时间效益和工程可行性后, 坚持了城市功能优先的枢纽选址方案。

中心城区通道资源稀缺, 应超前预留快线通道, 确保快线功能充分发挥。东京、巴黎等大都市圈早在20世纪初就建成了发达的区域铁路网络, 进入都市圈快速发展阶段后, 通过货运铁路客运化改造或地方铁路开行短距离通勤列车等措施, 很快形成服务近、远郊居民出行的多层次轨道交通快线网。中国大城市轨道交通建设起步较晚, 轨道交通干线先于快线成网并占用大量通道资源, 轨道交通快线网规划必须具有前瞻性, 尽早协调与其他轨道交通线路的关系, 集约节约利用通道资源。

快线A和快线B均应引入城市中心, 提供更便捷、高效的出行服务。快线B主要服务外围至城市集中建设区的通勤出行, 宜引入城市核心区并沿主通道敷设, 沿途设置多个车站提高通勤客流转换效率。快线A宜引入城市核心区的主要枢纽, 由于设站较少, 可选择相对次要通道敷设。东京、巴黎在大都市圈快速发展阶段, 不断突破工程、运营领域限制, 为将各层次轨道交通快线引入城市中心不遗余力。为确保快线进入城市中心, 必要情况下多层次轨道交通线路可共通道布设。深圳市轨道交通11号线作为典型的快线B, 进入原特区后基本与轨道交通1号线共通道敷设, 最终实现了快速串联机场与城市黄金走廊上六大核心地区 (福田CBD、车公庙、深圳湾超级总部基地、后海中心、前海先导区、宝安中心) 的功能, 保障福田与机场30 min内可达。实践表明, 11号线对提高公共交通可达性、缩短出行时间作用明显 (见图3) 。

在鼓励城市轨道交通建设的大背景下, 中国城市新一轮规划的轨道交通网络规模普遍增长, 不少城市远景轨道交通网络规模超1 000 km, 部分城市甚至达2 000~3 000 km。东京、纽约、巴黎等国际大都市圈轨道交通网络规模也达2 000~3 000 km, 但主要是轨道交通快线, 干线比例通常不超过30%。而中国城市的轨道交通网络规划中, 干线比例普遍在50%以上。

大都市圈快速发展阶段, 人口和就业岗位集聚和出行距离拉长, 机动化出行需求仍将持续增长, 关键走廊和地区交通供需矛盾突出。结合城市空间和交通特征, 合理提高轨道交通干线密度, 形成功能层次分明、规模级配合理的城市轨道交通网络。与此同时, 应以公共交通体系效用最优为原则, 充分发挥多层次中低运量公共交通的特点和优势, 以轨道交通为主体, 公共汽车为基础, 构建多模式、一体化的公共交通服务体系, 提高公共交通服务水平和运营效率。

在编制轨道交通规划的同时, 应加强轨道交通一体化衔接规划, 缩短站外出行时间, 实现控制全程出行时间的目标。坚持公共交通和行人优先原则, 明确各类交通方式的组织方式和设施安排。1) 注重改善步行廊道、步行街区, 提高步行网络通达性, 城市中心区宜利用连续、全天候的步行系统组织空间与功能。2) 改善公共交通与自行车接驳, 扩大车站有效覆盖范围。公共汽车接驳需求较大的车站应设置公共汽车场站, 用地选址宜靠近轨道交通车站。鼓励通过人行地道、连廊直接联系轨道交通站厅和公共汽车场站, 大型换乘枢纽宜与轨道交通车站一体设计。3) 加强轨道交通周边停车管理, 改善交通秩序。严控轨道交通周边停车位的规模, 商业、办公建筑停车配建采取下限、控制上限;条件许可时, 城市轨道交通线路外围末端型车站周边可设置P&R停车场, 应立体布设以节约用地。4) 推广精细化街道设计, 沿次干路、支路等步行和自行车主导型道路布局城市功能界面, 增强街区功能和活力。

类似轨道交通车站周边一体化衔接规划这类片区交通改善规划, 往往涉及诸多利益协调, 由于缺乏有效的工作组织机制, 面临认识不统一、协调难、实施难、推进慢等一系列问题。特大及以上城市正处于轨道交通建设的关键时期, 须采取交通综合治理模式, 以公共政策作为下阶段工作主要抓手, 以协同实施机制为工作组织保障, 以轨道交通轴带为核心系统开展交通综合治理。做好建设前、建设中、建设后交通组织与设施的协同实施安排, 有效提升城市轨道交通建设、管理和服务水平。

城市转型变构环境下, 发展前景判断和交通模式选择尤为关键。中国很多城市正迈入或即将迈入大都市圈快速发展阶段, 面对时空紧约束的挑战, 轨道交通应成为大都市圈时空组织的主骨架, 构建以轨道交通为主体、多层次中低运量公共交通为基础的交通体系。以控制全程出行时间为目标, 以实现城市功能要求为导向, 通过差别化空间政策和交通政策, 指导多层次轨道交通网络规划布局, 加强轨道交通一体化衔接规划和交通综合治理, 围绕轨道交通组织城市功能和活动, 促进轨道交通与大都市圈的协调发展。