二级建造师：城市轨道交通线网结构分析
【摘要】本文通过分析世界城市轨道交通网络结构特征，总结了城市轨道交通线路交叉的几种典型方式及其特点，归纳出城市轨道交通网络的三种结构及每种结构的主要特征及功能，指出"双环长射线"的轨道交通网络结构是超级大城市轨道交通网络的发展趋势。为我国大城市轨道交通网络的规划建设提供参考。
【关键词】城市轨道 线网 结构
一、概述
自从1863年世界上第一条地下铁道在英国伦敦出现，当今世界上一百多个城市有了轨道交通，城市轨道交通发展至今已有100多年的历史。世界城市的轨道交通网络结构如何;城市轨道交通应如何规划才能使网络结构布局合理，最大发挥在城市客运综合交通系统中的运营效率，与城市发展紧密结合。这些都是我国众多规划建设城市轨道交通的大城市所面临的共同课题。
二、线路交叉型式分析
世界城市轨道交通网络结构类型多样，但线路交叉布置方式可概括为以下几类：
1.两线结构
(1) 垂直交叉型
这种结构主要有两种型式，一种是十字交叉型，另一种是“T”字三通型如图1所示。十字交叉型比较适合单一中心、城市基本呈对称布局、规模不大的城市。 “T”字三通型指第二条轨道线路从第一条线上某一站引出, 构成“T”字三通型。
垂直交叉换乘结构设一个换乘站，这种布局中心区换乘站客流负荷大，上下客流和换乘客流量都较大，易造成换乘站交通的拥挤和紊乱，由于只设一个换乘站，两条线路间的换乘不方便。
(2)鱼型
两条线路相交于两个车站, 两个交叉点间线路构成环。 两个换乘站之间的环一般都设置于城市中央商务区, 环上车站布置较密集, 这与CBD地区客流密集、乘客流量大的特点相适应，多伦多、里约热内卢较为典型。
鱼形结构所支持的市中心区较大，鱼形结构的换乘站不是连续布置，而是布置于中心区两端，两端的换乘站可布置一个，也可连续布置两个，这样将市中心区的换乘客流引向两端，缓解了换乘站的拥挤。另外，由于两个换乘站间形成一小环，稳定了环内的市中心CBD地区。小环上各中间站布置密集，可分散中心区的上、下客流。因此，鱼形结构对疏解中心区客流的功能较大。
(3)中心区并线连续换乘
与垂直换乘相比，这种结构连续布置了两个或两个以上的换乘站，将中心区换乘客流分散于多个连续的换乘站，换乘更加便利，单一换乘站所造成的车站客流拥挤状况得以改善。如札幌地铁绿线及蓝线之间，斯德哥尔摩地铁红线与绿线之间。
2.三线结构
(1) 单一换乘中心
三条轨道交通线路交汇于一个换乘中心站，布达佩斯为这种类型的典型。由于三条线路构成六个方向，所有方向的客流都向市中心汇聚，容易造成中心区换乘站能力紧张，而且由于只设一个换乘站，换乘十分不便。
(2) 三角换乘型
任意两条线均可换乘。前苏联城市大多采用这种布置形式，如明斯克、基辅、哈尔科夫、叶卡捷琳堡、古比雪夫、塔什干等。
三角换乘结构实际上是将中心区的换乘均衡分配到三个交叉的换乘站上进行，使中心区的换乘客流得以疏解，是对单一换乘结构的一种改进。三角换乘结构网络上各方向客流易实现均衡，换乘十分方便，任一方向进入中心区的乘客只需一次换乘即可到达其它方向。
(3)近似“日”字型交叉的中心区放射型。
这种结构一般两条线路先采用交叉的鱼型布置, 第三条线穿过“鱼腹”, 即交叉线路构成的中心环, 构成近似为“日”字的中心区放射型结构。前苏联的埃里温、西班牙的塞维利亚、埃及的开罗、意大利的米兰等城市为这种结构。这种形式与三角换乘型和单纯鱼形换乘结构比较, 市中区覆盖面更广, 换乘站更多, 市中区车站布置密集, 服务功能更强，实际上上述两种结构的优点均融合于这种结构。
三、轨道线网结构与功能分析
由世界城市轨道交通网络结构及布局分析，根据轨道交通在城市发展及城市交通中所起的主要功能，归纳出城市轨道交通网络的三大结构，即交通轴线结构、射线结构、截射结构。
1.交通轴线结构
交通轴线结构中，城市轨道交通作为城市客运综合交通系统的一部分，在城市客运交通中充分发挥轨道交通本身运量大、速度快的特点，起着骨干作用。轨道交通线路在城市交通系统中主要表现为客运交通的骨干线，担负中长距离的城市客运，形成大运量交通走廊，城市其它公共交通往往为轨道交通馈送客流，形成明显的接驳交通网，轨道交通自身网的特征表现并不明显。
这一结构的轨道交通线路布置形式有以下几种：
(1)单一条轨道交通线路
(2)城市发展因受限制而呈轴向发展的城市轨道交通线路的布置形式，如加拉加斯、圣地亚哥、香港等城市。
(3)低密度人口分布、分散布局的城市轨道交通网络布局。轨道交通速度快、运距长的特征在这类城市中将发挥出优势。由于城市布局分散，因此要求轨道交通网络覆盖面广，站间距大，以提高轨道交通的运营速度。旧金山的BART、奥斯陆轨道交通网络、突尼斯轻轨网等树枝状的轨道网络为这一类。
2.射线结构
放射线为城市轨道交通线路的基本形式，放射线的轨道交通网络结构特征为：轨道交通网络表现为明显的放射状，城市结构表现为有一个明显的市中心区，轨道交通所有线路都交汇于此。轨道交通网络在城市客运交通中担负着大量上下班通勤运输，网络客流表现为明显的向心和离心流两种，轨道交通网络加强了城市中心区和边缘区的联系。放射状的轨道交通网络结构往往引导了城市的发展方向，同时城市发展过程也决定了放射状轨道交通网络的扩展方向。放射状的轨道交通网络中的射线长度和数量由城市人口和用地规模决定。
3.截射结构
放射状的轨道交通网络结构只适合于规模较小的城市，随着城市规模的不断扩大，射线不断向城市外围延伸，对过境客流来说利用轨道交通来实现其出行越来越不方便，因为乘客必须到市中心才能换乘其它方向的轨道交通线，这样乘客总的出行时间有可能超过不利用轨道交通而改乘其它公交完成出行所需的时间。因此，随着城市规模的扩大，轨道交通网络放射线的逐渐延伸，放射状的轨道交通网络结构将向出现切割既有放射线的截线(切线、半环线及环线)，网络结构逐渐向放射-切、放射-半环、放射-环转化。如布宜诺斯艾利斯(放射-切)、布达佩斯(放射-半环)、布拉格(放射-环)等。
截射结构有两个主要特点：
(1) 截流与分流
在放射线结构中，网络上的客流流向是向心的，当截线出现后，通过截射点，将向心客流分为三个方向，过境客流可以不必通过市中心换乘而通过截线完成出行，这样，进入市区的射线上的客流得以疏解，从而市中心的换乘站负荷降低，中心区轨道交通拥挤状况将得以缓解。
(2) 分散城市中心
截射网络结构疏解城市中心区轨道交通网络客流，分散了市中心区的交通功能。由于市中心交通负荷降低，城市没有必要发展一个很大的市中心，通过轨道交通网络的截射结构形成城市多中心结构，分散城市中心区的功能。截射网络结构的截射点客流集中，便于形成城市的副中心区，有利于促进城市形成多中心集团化的结构。
四、放射-环状轨道线网
1.放射-环截射网络结构特点
截射网络结构最重要的是放射-环，世界上轨道交通网络规模较大的城市大都采用这种结构。放射环结构一般在城市中心城区布置一条轨道交通环线(可以是地铁或市区地面铁路)，市郊铁路的终点站大都位于该环线上，与地铁系统在此构成换乘，实现市内轨道交通与郊区铁路的一体化。
放射-环轨道交通网络结构引导城市结构发展的功能尤为明显，放射-环结构具有射线网络结构的优点，引导城市沿放射线方向呈轴向发展。放射-环结构更重要的是能很好地引导区域城市形态的发展，促进城市副中心的产生，对现代大都市由于区域社会经济环境及空间形态合理发展的需要而向“多中心、多层次、组团式”方向发展的趋向起了极大的支持及推动作用。环状轨道交通线由于能在市中心及各城市副中心之间提供大运量的便利快捷的走廊，因而可对这种城市形态的发展起引导作用;同时，城市的多中心、多层次方向的发展又促进城市轨道交通环线的发展。
放射-环的轨道交通网络结构引导城市结构发展较为典型的是东京“一核七心”的组团结构。在东京23个区的600多平方公里范围内，形成了一个核和七个副都心。东京火车站周围的银座地区为核，是高密度的金融商业贸易区即CBD，周围沿着34.5公里的环状轨道交通山手线自然形成了间距不等、规模不同、功能各异的七个新老副都心：池袋、新宿、涉谷、大崎、上野、锦丝町和银海，这些副都心有地铁及其它铁路与城市其它地区相连，有的还是市郊铁路及国铁干线终点站。东京都这种组团构是由于其少环长射的轴向交通结构决定的。轨道交通的放射环结构之所以能引导城市向组团式的“一核多心”结构发展，是由于轨道交通环线少，环间射线距离长，有利于城市按轴向发展，中心区之间通过轨道交通长射线联系。轨道交通以其速度快的优势缩短了各中心区之间的时间距离，改变了人们空间距离的认识，产生新的时空观念。因此各中心区之间在距离上是“短时间，长空间”。
2.环线类型分析
放射-环的轨道交通网络环线结构根据其主要覆盖范围和环线的主要功能可分为两类。
(1)中心区环线(内环结构)
中心区环线结构是指轨道交通的环线主要覆盖城市市中心区，面积相对城市建成区来说较小。环线保证了城市发展一个比较稳定的中心区。伦敦、巴黎、莫斯科的地铁环线，大阪的市区铁路环线都采用这种结构。这种环线结构将过境客流引出，使其不必要进入市中心区，减轻了市中心区的交通压力。另外环线上换乘站所占比例较大，将轨道交通网络的换乘集中于环线上，而不是市中心区，这样将市中心区的换乘客流分散于轨道交通环线上，大大减轻了市中心区的轨道交通换乘站的压力。
(2)多中心环线(外环结构)
多中心环线结构与城市结构密切相关，城市为多中心的组团化结构布局，轨道交通的环线联接了各中心区，并通过射线结构将城市CBD核心区与副中心区联接起来。 这种结构通过轨道交通放射环使城市各中心区之间在空间上保持一定的距离，轨道交通的快速特点又将各副中心区与核心区之间紧密地联系构成有机整体。多中心的结构改善了城市的布局，城市可在各中心区之间的隔离带发展绿化以改善城市环境。日本的山手环线和法国巴黎规划建设的轨道环线是多中心轨道环线的典型。
3.“双环长射线”的网络结构
单一中心的城市结构使得市中区人口过于集中，交通拥挤，特大城市最好能发展“多中心”的城市结构。发展多个副中心的城市结构需要城市交通系统的支持，城市轨道交通对于优化城市结构，促进城市按轴线发展，形成城市多个副中心区将发挥重要功能。“双环长射线”的网络结构是特大城市尤其是超级大城市轨道交通网络的发展趋势。
如图11所示，轨道交通中心区环线(内环)覆盖城市中心区，使过境客流直接通过内环轨道线换乘，不必要进入市中心区，以疏解中心区的客运交通，稳定城市中心区。外环轨道线将城市各副中心区及边缘区联系起来，加强了城市边缘区的联系，与轨道交通的长射线结构一起引导和促进大城市副中心区的形成和发展。通过轨道交通的长射线结构加强CBD和副中心区及城市边缘区的联系，长射线有以下优点：
轨道交通的长射线结构为市中心区带来大量客流，促进市中心区的商业活动和办公楼的发展。
轨道交通的长射线结构为城市居民进出市区提供了大容量、快捷的交通走廊，有利于大城市高密度的市中心区人口向城市外围区疏解。
轨道交通的长射线结构引导我国大城市的轴向发展，调整大城市人口的重新分布，实现大城市人口的高密度轴向分布。
轨道交通的长射线与环线结合使多中心组团化的城市结构保持一个有机的整体。
五. 结束语
研究世界城市的轨道交通线网结构及功能特征，总结其共性和差异，对优化城市轨道交通网络结构是十分重要的。我国大城市轨道交通建设刚起步，在规划建设过程中，既要吸收国外城市轨道交通建设的先进经验，又要考虑各规划建设轨道交通的城市的具体情况。我国城市轨道交通建设一方面是解决大城市的客运交通问题，因此轨道交通网络结构要尽量最优化，以提高其运营效率。另一方面，轨道交通与城市用地规划是密不可分的，城市用地规划与轨道交通网络优化是相辅相成的，优化的城市结构需要优化的轨道网结构，而良好的轨道交通网络结构是与城市用地结构一致、并能够引导城市结构良性发展的。希望通过世界城市轨道交通网络结构研究分析，实现我国大城市尤其是特大城市用地结构的优化。
小编推荐：
点击这里查看二级建造师考试最新资讯
想要顺利通过二级建造师考试吗?点击立即做题：二级建造师考试题库
