國(guó)內(nèi)外城市軌道交通環(huán)線的類型與特點(diǎn)分析

文/吳海梁、張知青、陳春嬌，上海軌道交通行業(yè)資訊中心

城市軌道交通的線路大都有始有終，而環(huán)形線路卻成為其中的特例。環(huán)線在全球各地區(qū)的城市軌道交通線網(wǎng)中均有較為普遍的應(yīng)用，如北京的雙環(huán)線、上海的共線環(huán)、莫斯科的中央環(huán)線、巴黎的組合環(huán)等。雖然都稱作環(huán)線，但各城市環(huán)線的規(guī)模大小、結(jié)構(gòu)形態(tài)和客流特征卻不盡相同。本文主要分析國(guó)內(nèi)外城市軌道交通環(huán)線的類型、功能與設(shè)置特點(diǎn)，以幫助大家加深對(duì)環(huán)線的理解。

一、環(huán)線類型與結(jié)構(gòu)

環(huán)線是指在城市軌道交通線網(wǎng)中，由一條或多條線路共同組成的圓形或類圓形線路。根據(jù)環(huán)線的結(jié)構(gòu)形態(tài)和組成形式不同，可以劃分成獨(dú)立環(huán)、勺型環(huán)、共線環(huán)、嵌套環(huán)和組合環(huán)。

圖1 環(huán)線的主要類型

（一）獨(dú)立環(huán)

獨(dú)立環(huán)，也稱完整環(huán)，具有線路完全閉合、無(wú)明確的首末站、列車可在無(wú)折返的情況下途徑全部車站等特點(diǎn)，是應(yīng)用最為廣泛的環(huán)線類型，運(yùn)輸組織較為簡(jiǎn)單。典型線路包括北京2/10號(hào)線、馬德里6/12號(hào)線、莫斯科5號(hào)線等。

北京地鐵2號(hào)線于1987年成環(huán)運(yùn)行，線路運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度23.6公里，共18個(gè)車站。隨著城市人口的持續(xù)增加，線網(wǎng)運(yùn)能難以滿足日益增長(zhǎng)的客流需求，后來(lái)開始建設(shè)北京第二條環(huán)線，即地鐵10號(hào)線。

圖2 北京地鐵的環(huán)線示意圖

北京地鐵10號(hào)線于2008年開通，2013年成環(huán)運(yùn)行，運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度57公里，共45座車站，位于三環(huán)外四環(huán)路內(nèi)，地鐵10號(hào)線貫穿海淀區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)、豐臺(tái)區(qū)三個(gè)行政區(qū)，具有連接中心城西北、東南方向的對(duì)角線功能，為北京地鐵線網(wǎng)中非常重要的一條線路，也是目前北京地鐵系統(tǒng)中客流量最大的線路。

（二）勺型環(huán)

勺型環(huán)的構(gòu)成是在獨(dú)立環(huán)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了進(jìn)出環(huán)線的放射線路，通過(guò)放射線的直接接入，減少了端頭到環(huán)線的換乘客流量。典型線路包括曼谷藍(lán)色線、東京地鐵大江戶線、倫敦地鐵環(huán)線等。

倫敦地鐵環(huán)線（circle line 黃色線），全長(zhǎng)27公里，共35座車站，其中13座換乘站，環(huán)線部分整體位于倫敦地鐵的第一費(fèi)區(qū)內(nèi)。該條線路最早建設(shè)于1905年，早期分為兩條獨(dú)立線路進(jìn)行建設(shè)運(yùn)營(yíng)。1949年逐步合并成環(huán)線，并保持多條線路共線段的形式，后因共線運(yùn)能限制問(wèn)題，于2009年對(duì)環(huán)線運(yùn)行方式進(jìn)行解構(gòu)，形成從漢默史密斯站出發(fā)的螺旋運(yùn)行結(jié)構(gòu)。

圖3 倫敦地鐵環(huán)線運(yùn)行方式調(diào)整前后對(duì)比圖

（三）共線環(huán)

共線環(huán)主要特征是環(huán)線中部分區(qū)段與其它線路共用軌道。共線環(huán)的運(yùn)營(yíng)組織相對(duì)靈活，適用于共線段客流較小且運(yùn)能較為充足的線路。典型線路包括上海地鐵4號(hào)線、首爾地鐵2號(hào)線、奧斯陸地鐵。

奧斯陸地鐵（T-banen）是挪威首都奧斯陸的地鐵系統(tǒng)。全網(wǎng)共有5條線路，運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度86.5公里，日均進(jìn)站量約33萬(wàn)人次，與有軌電車和公交共同構(gòu)成了奧斯陸的公交系統(tǒng)，其中地鐵的公共交通分擔(dān)率約33%。

奧斯陸地鐵5號(hào)線不僅與4號(hào)線在部分環(huán)線和支線部分共線運(yùn)營(yíng)，還和其余3條同樣經(jīng)過(guò)市中心的線路在連續(xù)的6站5區(qū)間銜接，形成快捷便利的市郊聯(lián)絡(luò)通道，在滿足市中心內(nèi)部客流需求基礎(chǔ)上，提供了市郊和市區(qū)間的快速運(yùn)輸服務(wù)。

圖4 奧斯陸地鐵的環(huán)線示意圖

（四）嵌套環(huán)

嵌套環(huán)主要特征是多條環(huán)線交叉布局，各線路間通過(guò)相互穿插形成交點(diǎn)，同時(shí)與放射線路形成多點(diǎn)銜接。典型線路包括莫斯科地鐵11號(hào)線和14號(hào)線、東京山手線和大江戶線。

莫斯科地鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋了整個(gè)莫斯科市區(qū)和郊區(qū)，呈“環(huán)＋放射形”結(jié)構(gòu)，目前運(yùn)營(yíng)的5號(hào)線、14號(hào)線（又稱中央環(huán)線，為通勤鐵路制式）以及在建的11號(hào)線均為環(huán)形線路。

圖5 莫斯科地鐵的環(huán)線示意圖

5號(hào)線為市中心核心區(qū)的小環(huán)線，全長(zhǎng)僅19公里，全線12個(gè)車站均為換乘站。隨著線網(wǎng)規(guī)模和客流需求的不斷增長(zhǎng)，利用廢棄的貨運(yùn)鐵路進(jìn)行改造的通勤鐵路線，形成莫斯科的第2條環(huán)線，即14號(hào)線；該線信號(hào)和票務(wù)能夠和地鐵系統(tǒng)完全集成，與11條徑向線路相交，極大的緩解了中心城區(qū)的客流壓力。在建的11號(hào)線未來(lái)開通后，將與14號(hào)線形成嵌套雙環(huán)的結(jié)構(gòu)，極大地提高了乘客出行的靈活性和便捷性。

（五）組合環(huán)

組合環(huán)指由2條及以上線路（或其部分區(qū)段）串聯(lián)形成的環(huán)形線路，一般在線路規(guī)劃建設(shè)階段就提出了。組合環(huán)中各線路分別獨(dú)立組織運(yùn)營(yíng)，銜接處將產(chǎn)生較大的換乘客流。典型線路包括巴黎地鐵2號(hào)線和6號(hào)線、天津地鐵5號(hào)線和6號(hào)線。

巴黎地鐵線網(wǎng)中有一條由2號(hào)線（半環(huán)）與6號(hào)線（半環(huán)）組合形成的一個(gè)完整的組合環(huán)，全長(zhǎng)26公里，共有53個(gè)車站，平均站間距不足500米，在中心城區(qū)實(shí)現(xiàn)了高密度覆蓋；同時(shí)組合環(huán)貫穿巴黎市區(qū)內(nèi)眾多旅游景點(diǎn)，在服務(wù)市區(qū)客流的同時(shí)又發(fā)揮了城市旅游觀光功能。

圖6 巴黎地鐵的環(huán)線示意圖

二、環(huán)線規(guī)模的統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外34條城市軌道交通環(huán)線的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知：環(huán)線的平均長(zhǎng)度約為32公里，最高值（58.6公里）與最低值（15公里以下）差距較大；平均站間距在0.6至1.7公里不等，平均站間距的均值約1.2公里。

不同環(huán)線的運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度存在較大差異，一方面受城市以及軌道交通系統(tǒng)自身規(guī)模的影響，另一方面也與建設(shè)時(shí)序和功能定位密切相關(guān)。在城市發(fā)展處于單中心的早期階段建設(shè)的環(huán)線，其主要功能為支撐服務(wù)核心區(qū)客流需求，環(huán)線長(zhǎng)度往往較短，如北京地鐵2號(hào)線、莫斯科地鐵5號(hào)線、倫敦地鐵環(huán)線、巴黎地鐵2/6號(hào)線等，均在20公里左右。后續(xù)開通環(huán)線或在網(wǎng)絡(luò)中建設(shè)時(shí)序較后的線路，一般設(shè)置于城市次級(jí)圈層，串聯(lián)城市各副中心區(qū)域，為中心城外圍乘客提供快速的出行路徑，這些線路的規(guī)模普遍較大，如圖7中40公里以上的環(huán)線超過(guò)10條，30公里以上的比例近50%。

圖7 國(guó)內(nèi)外主要城市軌道交通環(huán)線的規(guī)模和類型

三、環(huán)線的主要功能

通過(guò)總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外不同城市軌道交通環(huán)線的結(jié)構(gòu)及實(shí)際發(fā)展情況發(fā)現(xiàn)，環(huán)線主要有以下三大功能：

1.自身沿線客流輸送功能

環(huán)線的功能首先是串聯(lián)線路沿線的客流，實(shí)現(xiàn)客流在本線上的輸送。與其它線路相比，此類客流的平均乘距往往較短。

2.向心客流截流分流功能

在放射形的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，客流的主要流向是中心區(qū)。在放射形線網(wǎng)中添加環(huán)線后，環(huán)線與放射線相交處形成換乘點(diǎn)，原本經(jīng)過(guò)市中心的過(guò)境客流可以繞過(guò)市中心利用環(huán)線完成出行，一定程度疏解了進(jìn)入城市中心區(qū)的客流，緩解了中心區(qū)的換乘壓力。

3.引導(dǎo)和服務(wù)城市向多中心發(fā)展

城市軌道交通的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)直接影響著城市空間布局的形成與發(fā)展。環(huán)線能有力地促進(jìn)城市中心區(qū)外圍一定范圍內(nèi)多個(gè)強(qiáng)可達(dá)性區(qū)域的形成，促進(jìn)城市形態(tài)結(jié)構(gòu)向多中心模式發(fā)展；而放射+環(huán)形的線網(wǎng)布局形式可以滿足多中心模式下城市中心區(qū)與外圍組團(tuán)以及外圍組團(tuán)之間的聯(lián)系。

四、環(huán)線設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

從擁有較大規(guī)模城市軌道交通線網(wǎng)的城市來(lái)看，其環(huán)線設(shè)置主要呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

1.環(huán)線應(yīng)用較為普遍、建設(shè)時(shí)間相對(duì)較早。目前城市軌道交通運(yùn)營(yíng)規(guī)模較大的全球城市中，除個(gè)別城市之外，大部分城市線網(wǎng)中均設(shè)置了環(huán)線，且首條環(huán)線大多出現(xiàn)在城市軌道交通線網(wǎng)建設(shè)的早期。

2.大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)下單一環(huán)線容易造成客流擁堵。單一環(huán)線在線網(wǎng)成型的早期階段能夠有效發(fā)揮串聯(lián)徑向線路、緩解中心擁堵等作用。但隨著線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和客流的持續(xù)提升，單一環(huán)線可能導(dǎo)致高峰時(shí)段環(huán)線外客流積壓，并造成大量乘客繞行；另外環(huán)線規(guī)模偏小也可能導(dǎo)致截流功能發(fā)揮不足，大量乘客仍然進(jìn)入城市中心換乘，因此設(shè)置二環(huán)也逐漸被提上議程。

3.雙環(huán)甚至多環(huán)將成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。隨著城市發(fā)展和線網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，多個(gè)城市已設(shè)置雙環(huán)甚至多環(huán)，如倫敦、馬德里、悉尼等城市已有2條環(huán)線，東京、莫斯科已有3條環(huán)線。城市軌道交通線網(wǎng)中的雙環(huán)以及多環(huán)的設(shè)置，不僅是城市向外拓展、持續(xù)發(fā)展的需要，也是線網(wǎng)結(jié)構(gòu)功能進(jìn)一步完善的需要，可以起到加強(qiáng)徑向線路間的聯(lián)絡(luò)、均衡網(wǎng)絡(luò)客流分布和緩解城市中心客流壓力的效果。