二十年來遺塵漫步——上?,F(xiàn)狀軌交網(wǎng)絡(luò)雛形誕生記

2021年12月30日,軌道交通14號線、18號線一期北段【御橋站(不含)長江南路站】開通初期運營。屆時,上海軌道交通全網(wǎng)絡(luò)運營里程將增至831公里,換乘車站增至83座。
在由Systra編制的市區(qū)網(wǎng)絡(luò)基本建成之際,回到20年前,來看現(xiàn)在方案的雛形是如何誕生的。

上一版版方案
在1996年11月有關(guān)部門主持的研究報告中,提出城市軌道交通系統(tǒng)調(diào)整為地鐵11條,輕軌10條,總長562km。并在1998和1999年經(jīng)過了兩次修改,形成了穩(wěn)定的方案。

為制定1999年~2020年上海市城市總體規(guī)劃,開展新一輪上海市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃。
為適應(yīng)上海已經(jīng)和正在發(fā)生的變化和實現(xiàn)上海經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展戰(zhàn)略的客觀需要,上海開展了新一輪城市總體規(guī)劃的編制工作,同時開展城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的新一輪研究工作。
1999年6月開始,根據(jù)上海市政府要求,上海市建委組織有關(guān)單位對上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化研究,經(jīng)過6家國外公司的比選,確定法國SYSTRA公司為軌道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的境外公司。

合適的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)
幾何分析法
一個城市具體的軌道交通路網(wǎng)形態(tài)在很大程度上受該城市特殊的自然地理、人文地理、城市發(fā)展布局現(xiàn)狀及規(guī)劃、投資水平等條件的制約,但在這些條件下,畢竟還是存在若干不同的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案。如果這些結(jié)構(gòu)的路網(wǎng)性能存在差異,就有必要建立評價指標(biāo)體系來反映這些差異及其大小。
一般地講,路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的評價應(yīng)涉及三個方面:對路網(wǎng)工程造價的影響、對路網(wǎng)運營效果的影響及對城市發(fā)展的長期影響。[1]
柵格狀結(jié)構(gòu)
柵格狀結(jié)構(gòu)是由若干(至少4條)縱橫線路在市區(qū)相互平行布置而成,形同棋盤。
這種結(jié)構(gòu)連通性好,乘客換乘的選擇較多。線路多為平行分布,方向簡單,在縱橫兩個方向能提供很大的輸送能力,線路和換乘站上的客流分布也比較均勻。
缺點是這種路網(wǎng)平行線路之間的換乘至少需兩次,且由于沒有通達(dá)市中心的徑向斜線,市郊到市中心的出行不便。(例:北京)
放射環(huán)狀結(jié)構(gòu)
放射環(huán)狀結(jié)構(gòu)是在放射網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加環(huán)線、通過環(huán)線將各條放射線有機地聯(lián)系起來的一種結(jié)構(gòu)。它既具有放射網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,又克服了其不足之處,方便了環(huán)線周圍地區(qū)間的交通,對市中心客流起到一定的疏解作用。
由于有環(huán)形線,它所引導(dǎo)的城市結(jié)構(gòu)與放射網(wǎng)狀有所不同。根據(jù)環(huán)形線的位置不同,可分為兩種情況。
①環(huán)繞在CBD( 中央商務(wù)區(qū)) 周圍的環(huán)線:除具有一般軌道交通線的作用外,還可以截流通過市中心區(qū)的
過境客流,并將其引到不同方向的放射線上。
②環(huán)繞市中心區(qū)的環(huán)線:則可引導(dǎo)城市副中心的形成與發(fā)展。

針對上海1996版規(guī)劃,其網(wǎng)絡(luò)主要是柵格網(wǎng)狀,這種布局不利于平行線路之間的換乘。
故Systra在編制過程中,提出了“樞紐錨固”的理念,即確認(rèn)幾個換乘中心樞紐,再用線路把他們串起來,而非通過線路的走向來確定換乘站。
此種方法有幾個好處:
① 三角交叉大大減少了路網(wǎng)中互不相交的線路數(shù)目,從而大量減少路網(wǎng)換乘總量及換乘次數(shù),節(jié)省乘客換乘時間。
② 這種路網(wǎng)結(jié)構(gòu)所形成的交叉點往往是一撮,有三條及以上的線路交叉時會在一個小的區(qū)域中形成3個及以上的換乘站群,這種交通便利的位置如能與中心區(qū)的區(qū)級中心或商業(yè)中心結(jié)合起來,將比原來柵格網(wǎng)狀的路網(wǎng)更有效地促進(jìn)城市土地利用效果,形成動靜結(jié)合、錯落有致的城市結(jié)構(gòu),而不是到處呈現(xiàn)人群擁擠的高樓大廈。
③ 這種路網(wǎng)結(jié)構(gòu)有利于充分發(fā)揮地面公共交通的作用。
但由于上海在中心區(qū)( 內(nèi)環(huán)路內(nèi)) 范圍內(nèi)均為高強度開發(fā),在外圍區(qū)( 內(nèi)環(huán)路以外的中心城區(qū)) 為次高強度開發(fā);因此,Petersen型較適合上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即中心區(qū)為方格狀,外圍區(qū)為放射狀。
由于地鐵環(huán)線( 明珠1期及2期)近期將建成。因此,最終采用帶有環(huán)線的Petersen 修正型。[2]
故上海最終選擇了環(huán)外放射環(huán)內(nèi)方格狀網(wǎng)絡(luò)

合理的中心城網(wǎng)絡(luò)規(guī)模
線間距
一般通過步行方式乘坐軌道交通的乘客至車站站臺的步行時間不大于15min ,乘客在車站內(nèi)的時間消耗按3~5min 考慮,步行速度取4km/h。則車站的吸引半徑約為0.65~0.80km??紤]到上海的城市道路網(wǎng)絡(luò)以網(wǎng)格式為主,居民不能沿徑向直達(dá)車站。
故一個車站吸引的方格形區(qū)域的邊長約為1.00~1.30km。
鑒于上海中心區(qū)內(nèi)的高強度開發(fā)及有限的道路面積,中心區(qū)內(nèi)軌道交通網(wǎng)絡(luò)宜基本覆蓋全部區(qū)域。
故中心區(qū)(明珠線二期,現(xiàn)4號線環(huán)內(nèi))的線間距宜取1.10~1.35km。
網(wǎng)絡(luò)長度
由于中心區(qū)線間距為1.10~1.35km,故中心區(qū)線網(wǎng)規(guī)模也有所不同。
當(dāng)中心區(qū)線間距取1.10km,則中心區(qū)有9縱9橫。則內(nèi)環(huán)線上放射線平均線間距為0.94km?外環(huán)路上放射線平均線間距為2.39km;中心區(qū)(4號線環(huán)內(nèi))及中心城(外環(huán)內(nèi))網(wǎng)絡(luò)規(guī)模分別為184km、532km。
當(dāng)中心區(qū)線間距取1.35km,則中心區(qū)有7縱7橫。經(jīng)計算得到?內(nèi)環(huán)線上線間距為1.2km?外環(huán)路上線間距為3.1km;中心區(qū)及中心城網(wǎng)絡(luò)規(guī)模分別為130km、354km。
如果上述2種情況下,都考慮在內(nèi)環(huán)線及外環(huán)路間的中間部位增設(shè)一條軌道交通環(huán)線,以方便各條放射線之間的換乘,則相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大約再增加60km。
綜合上述計算及分析結(jié)果?所得到的中心城軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為354~592km。
網(wǎng)絡(luò)客運強度法
上海市綜合交通規(guī)劃研究所近期對新一輪城市總體規(guī)劃進(jìn)行了客流預(yù)測:中心城內(nèi)的遠(yuǎn)景公交客運總量為2582萬人次/d ;遠(yuǎn)景客運周轉(zhuǎn)量為16473萬人次·km/d 。

(圖片來源[3])
根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的原則?上海制定了以軌道交通為骨干、以公共交通為主體的城市綜合交通發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)思想。且按東京的軌道交通客運量占整個公交的80%以上?軌道交通周轉(zhuǎn)量占整個公交的90%以上。
上海的軌道交通客運量占公交比例宜取70%~80%,周轉(zhuǎn)量比例宜取80%~90%。
按平均值計算,相應(yīng)的客運量為1936萬人次/d 周轉(zhuǎn)量為1402萬人次·km/d 。
類比城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)密度法
網(wǎng)絡(luò)特征對比
從城市地理形態(tài)、人口及土地利用布局結(jié)構(gòu)上看,上海與東京、巴黎的共性較多。故由其兩個城市進(jìn)行比較。
注:東京區(qū)部中心按山手線環(huán)內(nèi)計算,相對比的是上海浦西內(nèi)環(huán)內(nèi),區(qū)部即23區(qū);巴黎中心區(qū)即古城墻區(qū)域內(nèi)

城市間差異比較
從城市性質(zhì)、區(qū)域面積與人口、城市綜合交通體系的特點、客流特征、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、軌道交通線路類型、開發(fā)強度、道路面積可以得出:
上海作為經(jīng)濟(jì)中心沒有過多的政府機構(gòu);東京都區(qū)部面積及人口與上海中心城很接近;上海的通勤客流及平均乘距都要比東京小得多;上海的經(jīng)濟(jì)輻射范圍及吸引強度遠(yuǎn)大于東京與巴黎,有著長遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
進(jìn)行比較得出:上海市中心城軌道交通網(wǎng)絡(luò)面積密度宜取0.75~0.85km/km2( 中心區(qū)宜取1.9~2.0km/km2) ?相應(yīng)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為437~496km( 中心區(qū)為207~218km) 。
線網(wǎng)規(guī)模估算結(jié)果

幾何分析法的結(jié)果對服務(wù)水平的敏感性較大?線間距間1.35km 減小至1.10km,會使網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大238km。此外,在城市中心區(qū)內(nèi)線路也并非均勻布置,中央商務(wù)區(qū)一般會有多條線路集中布置在一起。因此,在低服務(wù)水平時實際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)模要比低限值大。
周轉(zhuǎn)強度法是按每條線路均達(dá)到極限運能的情況測算的?實際上由于客流分布的不均勻性?總有一些線路不能達(dá)到極限運能。因此其估算值偏低。
綜合上述各方面的分析,類比分析法的結(jié)果比較合理。建議上海市中心城軌道交通規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的合理規(guī)模為440~490km。
線路走向的編制
1996版規(guī)劃的不足之處
①4個城市副中心(徐家匯、花木、江灣五角場、真如)都不在地鐵環(huán)線(明珠線一、二期?即11號環(huán)線)上?不利于城市副中心的發(fā)展。
②路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及層次不分明;放射線與環(huán)線之間有些換乘不便捷。
③中心區(qū)內(nèi)軌道交通線路之間的換乘點與區(qū)內(nèi)既有及規(guī)劃的交通樞紐配合不佳。
④通過黃浦區(qū)及陸家嘴CBD 中央商務(wù)區(qū)的軌道交通線只有2號線、6號線及7號線,可能偏少,不能適應(yīng)這里高密度的工作崗位及大客流量的運輸需求。在東京都心三區(qū)、東京火車站及新宿等副中心?各處直達(dá)軌道交通線均在5條以上。
⑤2號線、4號線、7號線3條東西向主要線路相互之間不能直接換乘,換乘次數(shù)增加。
⑥G 線位于主城西部邊緣?單純沿南北向布置可能客流不足,運輸效率較低。
⑦楊浦區(qū)有3、4、5、8號線及C、E 等6條、過于集中,且4號線與8號線平行且相距較近(約1.1km),運營效率不高。
⑧南市老城區(qū)一帶線路分布過密,2km 寬有5條線。
識別客流走廊
SYSTRA 在網(wǎng)絡(luò)編織時采用了兩種方法用于捕捉乘客流向。
經(jīng)驗判斷法與期望線網(wǎng)法
經(jīng)驗判斷法主要根據(jù)人口與崗位分布情況,并設(shè)定影響范圍,通過對線網(wǎng)覆蓋率的判斷來確定線路的走向。

期望線網(wǎng)法必須借助于上海交通所開發(fā)的交通預(yù)測模型,也可稱作蜘蛛網(wǎng)分配技術(shù)。這有別于城市交通規(guī)劃中較常使用的期望線。
所謂期望線網(wǎng)是指各形心點相連的虛擬空間網(wǎng)絡(luò),在該網(wǎng)絡(luò)上采用“全有全無的方法”,將公交OD 出行矩陣一次分配至該網(wǎng)絡(luò)上之后,可以識別出客流主流向,由于網(wǎng)絡(luò)分配圖也反映了客流在交通小區(qū)間的路徑選擇,因此我們也能夠方便地走到客運走廊。[4]

初步線網(wǎng)優(yōu)化

首先輕軌、地鐵制式的區(qū)分被取消,統(tǒng)一標(biāo)注上了番號
在線路上,環(huán)線的浦東部分為靠近花木副中心而東擴;
為進(jìn)入徐家匯副中心,7號線從吳中路南移至宜山路,中間段也由原本的淮海西路——復(fù)興西路改為走肇嘉浜路——徐家匯路——陸家浜路;
新增新的5號線,在市中心,5號線和2號線在靜安寺和陸家嘴換乘組成了組合環(huán)線,把南京路、東方路、復(fù)興路、常熟路這個中心區(qū)的核心區(qū)圍成一圈,彌補了原11號環(huán)線偏大的不足;
6號線從經(jīng)過人廣改為走河南路;9號線走新村路,然后拐進(jìn)市中心區(qū)域;12號線市中心段改走茂名路——大木橋路

在線路通道上又新增了徐虹支線—淮海西路通道;金沙江路—新閘路—浦東南路通道;軍工路—長陽路通道和長壽路—華山路—龍吳路通道
青浦市郊鐵路被取消,改為2號線直接延伸;3號線南段取消;輕軌F-F線,G-G線合并為真華路—大渡河路線;取消輕軌C-C線,原地鐵8號線
新增了走真華路—大渡河路—真北路—場中路—中原—云山路—龍陽路客站—高科西路—上海南站的一條市域快速環(huán)線。重點連接各軌道交通放射線及外圍區(qū)的重要集散點(如真如、五角場副中心、上海南站、浦東客站等),兼作外圍區(qū)周向客運通道。因此采用2~4km 的大站距,最高速度100km/h,平均旅行速度達(dá)到55~60km/h。

修改方案后,路網(wǎng)呈多層次、多環(huán)、多射線的結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)內(nèi)共計186km?外環(huán)內(nèi)共計436km。路網(wǎng)密度:內(nèi)環(huán)線內(nèi)為1.7km/km2?外環(huán)線內(nèi)為0.77km/km2。
如此修改加強了CBD(中央商務(wù)區(qū))與外圍區(qū)的軌道交通直達(dá)線路;加強放射線與環(huán)線的連接與換乘,發(fā)揮環(huán)線聯(lián)絡(luò)功能,增加環(huán)線客流,縮短乘客出行時間。

錨定換乘樞紐
[5]Systra在編制過程中,提出了“樞紐錨固”的理念,即確認(rèn)幾個換乘中心樞紐,再用線路把他們串起來,而非通過線路的走向來確定換乘站。
如,虹口體育場、上海火車站、世紀(jì)大道東方路、人民廣場、鐵路浦東客站、徐家匯、成山路、鐵路上海南站、龍華、常熟路、曹陽路、靜安寺等12個大型換乘樞紐,與換乘車站共同組成軌道線網(wǎng)的基本元素。
同時和市域級線網(wǎng)一起,將軌道線網(wǎng)錨固在城市的結(jié)構(gòu)中,網(wǎng)絡(luò)清晰突出,線路均以徑向穿過市中心。

層次分明的網(wǎng)絡(luò)
(1) 市域快速級(R 線):主要是可以為整個市區(qū)提供快速到達(dá)城市各大樞紐的服務(wù)。該類服務(wù)配合城市朝多中心方向發(fā)展,并開辟了通往國際大樞紐站的通道,該級網(wǎng)絡(luò)將作為軌道網(wǎng)絡(luò)的骨架。(站距宜2-3km)
(2) 市區(qū)級(地鐵M 線和輕軌L線):可以對城市化最為密集的中心區(qū)域,提供能滿足城市活動需要的服務(wù)?該級網(wǎng)絡(luò)是編織在市域級網(wǎng)絡(luò)之上的。(站距宜1-1.5km)[6]

網(wǎng)絡(luò)方案比選
SYSTRA 在提交中間報告時,根據(jù)不同的服務(wù)功能確定了設(shè)計了四套可供選擇的軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃方案。不僅僅進(jìn)行了客流預(yù)測,還預(yù)測了客運周轉(zhuǎn)量,分析交通直達(dá)性和乘客出行時間。
例如方案一和方案二的主要區(qū)別在于前者市域線路直接穿越市區(qū),后者則在外圍實現(xiàn)市域線路和市區(qū)線路的換乘。從客流來看前者客流量比后者少了100 多萬,但是客運周轉(zhuǎn)量卻略高,而且乘客換乘系數(shù)較小,乘客適用軌道花費的時間較小,由此認(rèn)定方案一優(yōu)于方案二。
根據(jù)交通分析以及其它多項評價指標(biāo)的比較,最終方案三被法國專家選定為推薦方案。
而該方案的各項交通指標(biāo)同樣也表現(xiàn)出了的優(yōu)勢:客運周轉(zhuǎn)量明顯高于其它三個方案,乘客平均換乘系數(shù)最高,乘客出行時間最短,客運總量僅次于方案二。而方案二多出的客運量是由于郊區(qū)乘客進(jìn)入中心區(qū)需要一次換乘造成的。
因此,交通分析結(jié)果支持了SYSTRA 的選擇。

雖然我沒有完整的四個方案,但是我這里有最終推薦的方案[7]
深化后的方案讓所有的通道全部利用了起來,原本的大環(huán)線被拆分,市中心的線網(wǎng)相較初期方案變得更加均勻。
前往六里的線路又原來的河南路線改為西藏路線;河南路線市中心走復(fù)興路,并接上了淮海西路—徐虹支線通道;
5號線和5號線支線被拆成兩條線,一條改走華山路通道前往徐家匯副中心,一條由于復(fù)興路線位被占而改走長樂路,在黃陂南路新增三線樞紐
新增了廣中路和馬當(dāng)路通道
原本輕軌C-C線線為被L3和M7使用
此方案共有17條線路,其中市域快速軌道線4條、市區(qū)地鐵線8條、市區(qū)輕軌線5條,線網(wǎng)總規(guī)模約為780公里。



客流預(yù)測
預(yù)計到遠(yuǎn)景年,SYSTRA 軌道網(wǎng)絡(luò)方案大約可以吸引1620 多萬客流,客運周轉(zhuǎn)量高達(dá)1.98 億人公里。

市域線路和市區(qū)線路分別通過平均乘距反映了不同的功能:前者在15-20 公里,服務(wù)于中長距離的乘客;后者在7-10 公里,服務(wù)于中短距離的乘客??土鞯淖罡邤嗝娉霈F(xiàn)在現(xiàn)有的兩條線路上

總規(guī)線網(wǎng)
2001年,市規(guī)劃院和市綜合交通研究所在Systra方案基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化完善,最終確定網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為810公里,車站451座,換乘站91座,大型換乘樞紐16座,同年納入《上海市城市總體規(guī)劃(1999年~2020年)》。
M8和M5在浦東段互換線位,M7終點站從世紀(jì)公園站改成了龍陽路(浦東客站),L5改走金科路前往張江核心區(qū),M3和L1上海南以南線為互換,R3南段延長至海灣
此時依舊存在交而不換


同樣是2001年,在總規(guī)報批中或批復(fù)后,線網(wǎng)再次進(jìn)行了大調(diào)整,此方案正式納入了總規(guī)1999-2020
M8浦東段改走上南路,R2和R3前往海港新城的功能互換,R3新增了兩條支線分別前往南匯和安亭
交而不換被徹底消滅


Systra的時代已經(jīng)結(jié)束,從中獲得經(jīng)驗的上海規(guī)劃者們自己編制的總規(guī)2017—2035中又會和長三角一體化碰擦出什么火花,敬請期待
參考
^顧保南,曹仲明.城市軌道交通路網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究[J].鐵道學(xué)報,2000(S1):25-29.
^顧保南,葉霞飛,許愷.上海市中心城軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃合理規(guī)模研究[J].上海鐵道大學(xué)學(xué)報,2000(10):76-80.
^上海市綜合交通發(fā)展戰(zhàn)略分析與預(yù)測評估
^上海軌道交通規(guī)劃方案交通分析
^楊賚良, 沈秋飛. 上海城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃回顧與展望[C]// 2003上海國際隧道工程研討會. 2003.
^齊峰.對軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計方法的思考——以上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計為例[J].城市規(guī)劃,2002(11):76-79.
^2000年 Systra實際上提出的線路?http://www.ditiezu.com/thread-490584-1-1.html