城市軌道交通環(huán)線規(guī)劃建設(shè)運(yùn)營實(shí)踐與創(chuàng)新

茍明中

（成都軌道交通集團(tuán)有限公司，四川成都 610041）

城市軌道交通環(huán)線既可承擔(dān)城市周向客流集散任務(wù)，提高城市中心區(qū)邊緣周向交通的便捷性，又能夠?yàn)榇┬杏诔鞘惺薪寂c中心區(qū)的客流提供更多的換乘路徑，減輕中心區(qū)的換乘壓力。本文將以成都市軌道交通7 號線為例，介紹城市軌道交通環(huán)線在規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營方面的實(shí)踐和創(chuàng)新，以期為類似工程提供參考和借鑒。

1 工程概況

成都市軌道交通7 號線于2017年12月開通運(yùn)營，是國內(nèi)一次建成通車?yán)锍套铋L的城市軌道交通環(huán)線。該線路沿中心城區(qū)居住用地最密集地帶布設(shè)，穿越金牛、青羊、武侯、成華、錦江5 個(gè)城市核心區(qū)，串聯(lián)火車北站、成都東站、火車南站三大鐵路客運(yùn)樞紐，全長38.615 km，設(shè)置車站31 座（其中換乘站22 座），以及1 段1 場（川師車輛段和崔家店停車場），均為地下線，采用6 節(jié)編組A 型車，控制中心設(shè)置于崔家店停車場上蓋處，如圖1所示。

圖1 7 號線線路走向及站點(diǎn)示意圖

2 環(huán)線的功能定位、通道選擇及技術(shù)特點(diǎn)

2.1 功能定位

根據(jù)《成都市城市總體規(guī)劃（2011—2020年）》，成都市的城市建設(shè)和規(guī)劃采用一心多廊道的空間結(jié)構(gòu)，這一空間結(jié)構(gòu)形態(tài)決定了成都市軌道交通環(huán)+放射狀的線網(wǎng)形態(tài)。老城區(qū)二環(huán)至繞城高速之間的地區(qū)是過去20年開發(fā)建設(shè)最為集中的區(qū)域，也是人口增長最顯著的區(qū)域，形成了一定規(guī)模的環(huán)向客流；同時(shí)，城市的快速擴(kuò)張導(dǎo)致各條放射線有著大量進(jìn)出城客流和換乘需求。因此，適時(shí)建設(shè)環(huán)線對放射線進(jìn)行銜接串聯(lián)，以提供環(huán)向換乘路徑，可避免不必要的換乘客流進(jìn)入城市核心區(qū)內(nèi)，并縮短不同放射線之間乘客的出行距離。

7 號線環(huán)線的功能定位主要有以下3 方面：一是連接放射線，提高線路之間換乘的便捷性，減小核心區(qū)換乘站的客流壓力，增強(qiáng)線網(wǎng)通達(dá)性；二是滿足環(huán)線沿線的客流需求，提供周向聯(lián)系功能，加強(qiáng)分散組團(tuán)之間的聯(lián)系；三是減小外圍較大規(guī)?？土髦苯舆M(jìn)入城市核心區(qū)的壓力。

2.2 通道選擇

為適應(yīng)城市人口增長和空間擴(kuò)張要求，結(jié)合城市規(guī)模、空間結(jié)構(gòu)與用地布局的變化，合理選擇環(huán)線的布設(shè)通道，至關(guān)重要。

（1）大致位置。二環(huán)至三環(huán)之間的環(huán)狀通道是7 號線相對理想的設(shè)置位置，其半徑在6 km 左右，長度約為35 km，與東京山手線（34.5 km）、上海地鐵4 號線（33.6 km）的長度相當(dāng)。

（2）串聯(lián)的主要功能點(diǎn)。7 號線在規(guī)劃時(shí)，充分考慮了對火車北站、成都東站、火車南站的銜接，可形成一環(huán)串聯(lián)三大鐵路客運(yùn)樞紐的布局，增強(qiáng)鐵路客運(yùn)樞紐之間的聯(lián)系；途徑八里莊、二仙橋、崔家店等老舊工業(yè)區(qū)，可促進(jìn)其再開發(fā)，以支持成都的“北改”工程；串聯(lián)西南交通大學(xué)、成都理工大學(xué)等高校。

（3）線路走向。7 號線主要沿中環(huán)路敷設(shè)，避免沿二環(huán)、三環(huán)等快速路敷設(shè)，盡可能直接服務(wù)于客流集散點(diǎn)，以吸引客流、實(shí)現(xiàn)與道路交通的協(xié)同。

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

7 號線環(huán)線的功能定位和建設(shè)時(shí)序決定了其具有不同于其他線路的技術(shù)特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。

2.3.1 客流特點(diǎn)

7 號線的規(guī)劃線路走向和功能定位決定其客流具有以下6 方面的特點(diǎn)。

（1）高峰小時(shí)最大斷面客流量通常小于其他地鐵骨干線路，但全日客流量較高。其遠(yuǎn)景年高峰小時(shí)最大斷面客流量為3.42 萬人次/h，明顯小于地鐵1 號～4 號線等骨干線路；然而，其遠(yuǎn)景年全日客流量卻達(dá)到了104.8 萬人次/日，與1 號～4 號線相當(dāng)。

（2）乘客平均運(yùn)距較短。7 號線平均運(yùn)距為初期7.78 km、近期7.4 km、遠(yuǎn)期7.16 km。

（3）全線各區(qū)段客流分布不均勻，但也不同于放射狀線路斷面客流量通常呈現(xiàn)的“紡錘狀”形態(tài)。7 號線成都東站—火車北站—清江路站區(qū)段的斷面客流量較大，而其他區(qū)段的斷面客流量相對較小。

（4）重點(diǎn)客運(yùn)樞紐客流量占全線客流量比重較大。7 號線作為環(huán)線，串聯(lián)成都市的三大鐵路客運(yùn)樞紐，即火車北站、火車南站、成都東站，這3 座車站的客流量在遠(yuǎn)期全日客流量中占比達(dá)到15.57%，遠(yuǎn)超過該線車站的平均值3.23%。

（5）換乘客流比例較高，換乘系數(shù)較大。

（6）高峰小時(shí)客流量有一定的方向不均衡性，內(nèi)環(huán)與外環(huán)有一定差異。

2.3.2 工程特點(diǎn)

（1）換乘站數(shù)量多、占比大。7 號線全線共設(shè)車站31 座，其中換乘站22 座，換乘站點(diǎn)多。除與市區(qū)內(nèi)多條地鐵線兩次交匯外，還與多條市域線接駁換乘，串聯(lián)多個(gè)大型客運(yùn)綜合樞紐，其中，火車北站、成都東站、火車南站為大型鐵路交通樞紐站，太平園站可與連接雙流機(jī)場的10 號線換乘。

（2）位于城市核心區(qū)邊緣，建設(shè)條件受限。7 號線所處的城市中心二、三環(huán)間高密度建成區(qū)，開發(fā)強(qiáng)度非常大，是居住最密集地帶，集中了大量客流。由于其周邊道路系統(tǒng)通行壓力較大，加之需要服務(wù)的三大鐵路客運(yùn)樞紐位置不可移動，因此7 號線可選擇的路由較少，工程難度較大。

（3）車輛基地選址難度大。7 號線地處城市高密度建成區(qū)，車輛基地選址非常困難。原計(jì)劃全線集中設(shè)置1 座車輛基地，但在對崔家店、祝國寺、川師等多個(gè)選址方案進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，上述方案均因用地面積不滿足建設(shè)要求、與涉及地塊及其周邊的土地規(guī)劃有沖突等因素難以落地實(shí)施。在經(jīng)歷長達(dá)1年的協(xié)調(diào)后，最終確定將車輛段和停車場分開設(shè)置，即建設(shè)川師車輛段和崔家店停車場。上述車輛基地均建設(shè)在地下，崔家店停車場蓋上設(shè)置控制中心并進(jìn)行物業(yè)開發(fā)，川師車輛段蓋上建設(shè)公園綠地。

2.3.3 服務(wù)特點(diǎn)

環(huán)線運(yùn)營服務(wù)既要考慮沿線乘客的出行要求，又要兼顧大量換乘乘客的需求。

（1）重點(diǎn)車站對客流集散服務(wù)能力的要求高。由于7 號線串聯(lián)成都市三大鐵路客運(yùn)樞紐，其遠(yuǎn)期全日客流量占比達(dá)15.57%，遠(yuǎn)超過全線車站的平均水平3.23%，因此這3 座車站對客流集散能力的要求較高。

（2）換乘客流比例高，對換乘服務(wù)的要求高。7 號線全日客流量大，高峰小時(shí)斷面客流量也較大，其中換乘客流占比較高，因此應(yīng)提高線路的發(fā)車密度以滿足換乘需求，并為乘客提供舒適便捷的換乘條件與乘車環(huán)境。

（3）為保證整體運(yùn)營效率，通常不設(shè)置小交路。7 號線全線客流具有分布不均衡的特點(diǎn)，局部區(qū)段斷面客流量大，客流強(qiáng)度高，但與普通放射性線路相比仍偏低。為保證環(huán)線整體運(yùn)營效率，通常不設(shè)置小交路。

（4）對列車最高運(yùn)行速度要求不太高。7 號線的平均站間距為1.2 km，而且乘客的平均出行距離較短，在該線乘坐的時(shí)間不長，因此對于列車最高運(yùn)行速度通常沒有太高要求，可以選擇最高速度為80 km/h 的常規(guī)車輛。

3 工程實(shí)施

3.1 換乘站

7 號線全線有22 座換乘站，其中包含10 座通道換乘站和12 座節(jié)點(diǎn)換乘站。為減少客流擁堵情況，對于12 座節(jié)點(diǎn)換乘站均進(jìn)行了客流模擬分析，在對其換乘方式、樓扶梯及各公共區(qū)人流的通過能力進(jìn)行驗(yàn)算后，優(yōu)化其內(nèi)部布置及客流流線組織；對于大型換乘站，均采用單向組織換乘客流的方式。

3.1.1 建設(shè)方案

本章根據(jù)建設(shè)時(shí)序的不同將換乘站分為先于環(huán)線建成、與環(huán)線同期建設(shè)、遠(yuǎn)期建設(shè)3 種類型，并針對各種類型制定不同的建設(shè)方案。

（1）先于環(huán)線建成的換乘站。先于環(huán)線建成的換乘站是1 號、2 號線的4 座換乘站，兩者的建設(shè)時(shí)序相差較大，為環(huán)線預(yù)留的節(jié)點(diǎn)工程不多，而且是根據(jù)當(dāng)時(shí)的線網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、按照地鐵6B 型車的要求預(yù)留的。在環(huán)線接入時(shí)，改造所涉及的專業(yè)多、工作量大。對于此類換乘站，應(yīng)對已施工換乘節(jié)點(diǎn)及內(nèi)部各系統(tǒng)進(jìn)行改造，以滿足環(huán)線功能需求。

（2）與環(huán)線同期建設(shè)的換乘站。與環(huán)線同期設(shè)計(jì)或建設(shè)的換乘站分別是3 號、4 號、5 號、6 號、8 號線的10 座換乘站。對于此類換乘站，由于換乘線路站位穩(wěn)定，應(yīng)盡可能采用最便捷的節(jié)點(diǎn)換乘方式；在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照預(yù)留線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)考慮各系統(tǒng)間土建工程、設(shè)備系統(tǒng)的預(yù)留及資源共享，為后續(xù)線路預(yù)留充足的條件，避免后續(xù)線路設(shè)計(jì)時(shí)對預(yù)留節(jié)點(diǎn)的改造。

（3）遠(yuǎn)期建設(shè)的換乘站。7 號線換乘站中有8 座車站將與遠(yuǎn)期規(guī)劃線路換乘。對于此類換乘站，由于遠(yuǎn)期規(guī)劃線路站位不穩(wěn)定，應(yīng)采用通道換乘形式，并按照通道換乘的原則對遠(yuǎn)期規(guī)劃線路的站點(diǎn)位置進(jìn)行3 站2 區(qū)間研究，再根據(jù)研究比選后的站位條件，遵循最短換乘距離原則，預(yù)留好換乘通道接口位置。

3.1.2 應(yīng)用效果

7 號線的12 座節(jié)點(diǎn)換乘站在高峰小時(shí)均采用單向換乘模式。其中，火車南站從下層站臺至上層站臺的換乘流線為先到站廳層，再通過站廳層樓扶梯到達(dá)上層站臺，從上層站臺至下層站臺是通過換乘樓梯實(shí)現(xiàn)通達(dá)；其余11 座換乘站的換乘流線則與火車南站相反。上述車站的換乘效果均較好，未出現(xiàn)客流擁堵的情況。

7 號線的另外10 座通道換乘站，由于兩線無法實(shí)現(xiàn)站臺至站臺換乘，因此采用站廳層相連、通過通道將兩線付費(fèi)區(qū)連通的換乘方式，與節(jié)點(diǎn)換乘站相比，換乘便捷性較差。

3.1.3 經(jīng)驗(yàn)與啟示

（1）應(yīng)在線網(wǎng)規(guī)劃時(shí)考慮線路換乘的相關(guān)問題，如換乘方式的選擇等，并根據(jù)換乘方式反過來考慮線網(wǎng)的交織形式。此外，線網(wǎng)規(guī)劃的穩(wěn)定性也決定了車站換乘功能的優(yōu)劣。

（2）換乘客流量較大的車站及多線換乘樞紐站宜采用平行換乘的方式。十字相交換乘方式雖然設(shè)計(jì)比較緊湊，對線路的要求不高，較容易實(shí)現(xiàn)，并可保證線網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整的靈活性，但其通過能力有限，難以滿足大客流換乘需求。平行換乘方式雖然對地形要求高，設(shè)計(jì)和施工難度大，對線路的局部走向有一定要求，而且初期建設(shè)的投資金額偏高，但其換乘距離短、換乘量大，因此可應(yīng)用于大客流換乘站、多線換乘站等換乘客流量大的車站。此外，在充分考慮線路走向、投資等因素的條件下，選擇類似火車南站的一島與一島兩側(cè)相交換乘方式，也可較好地實(shí)現(xiàn)換乘。

（3）對于大型換乘站，尤其是線網(wǎng)級的重要換乘站，應(yīng)在設(shè)計(jì)初期與運(yùn)營單位商討制定應(yīng)急處置方案，設(shè)置較寬敞的站廳，為后期運(yùn)營組織提供繞行空間。換乘站應(yīng)設(shè)置較寬的側(cè)站臺，將按照客流量計(jì)算的有效側(cè)站臺寬度做一定程度的加大，使其作為乘客縱向流動空間?？土髁枯^大的標(biāo)準(zhǔn)車站也應(yīng)適當(dāng)拓寬縱向的流動空間，避免大量客流在樓扶梯口聚集。

（4）為減少后期改造工程量，換乘站設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮接口預(yù)留以及資源共享，根據(jù)換乘客流模擬分析結(jié)論及建議，對公共區(qū)樓扶梯布置、換乘流線組織、公共區(qū)擁堵空間進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)與運(yùn)營單位的溝通協(xié)調(diào)。

（5）車站有效站臺范圍內(nèi)盡量少設(shè)或不設(shè)設(shè)備及管理用房，樓扶梯三角機(jī)房盡量縮小外包隔墻范圍，從而將更多的站臺空間留作公共區(qū)供乘客使用。

（6）節(jié)點(diǎn)換乘站的換乘能力取決于換乘樓扶梯的規(guī)模及通過能力，應(yīng)盡量考慮分散換乘，在客流高峰期有效利用站廳大面積空間組織換乘客流繞行，并在考慮足夠緩沖空間的前提下增設(shè)樓扶梯，以提高換乘效率。

（7）換乘站周邊應(yīng)有配套的公交及其他輔助交通設(shè)施。公交運(yùn)能必須與城市軌道交通的客流需求相適應(yīng)，以滿足城市軌道交通客流疏散要求，減少因客流量大造成的換乘時(shí)間延長、換乘距離增加；此外，還應(yīng)為城市軌道交通故障情況下的客流疏散提供其他有效的公交渠道。

3.2 車輛基地

7 號線車輛基地為川師車輛段和崔家店停車場。其中，川師車輛段承擔(dān)7 號線全部車輛的定/臨修、部分車輛的雙周/三月檢，以及備用車輛的停放任務(wù)；崔家店停車場用于停放全線運(yùn)用列車，停車規(guī)模為72 列位。

川師車輛段位于7 號線琉璃場站與川師站間的規(guī)劃獅子山公園處，采用地下形式，蓋上建設(shè)獅子山公園和商業(yè)設(shè)施。該車輛段從琉璃場站接軌，占地7.46 hm2，總建筑面積10.36 萬m2。車輛段為地下一層（局部地下二層）結(jié)構(gòu)，車輛段綜合樓、物資總庫設(shè)于地下二層，機(jī)電車間、蓄電池間及其他生產(chǎn)設(shè)施均設(shè)于地下一層。其功能配置滿足7 號線定修及以下修程需要。

崔家店停車場位于崔家店站和槐樹店站間的原成都市卷煙廠廠區(qū)及部分倉儲用地內(nèi)，為地下二層結(jié)構(gòu)，占地9.7 hm2，總建筑面積約18.3 萬m2，每層建筑面積約9.2 萬m2，蓋上除建設(shè)車輛基地的生產(chǎn)辦公房屋及控制中心外，還將開發(fā)大型住宅區(qū)。該停車場是7 號線車輛的運(yùn)用檢修綜合基地，由停車線、列檢線、洗車線等組成。綜合考慮對環(huán)線停車場列車出入能力的高要求，停車場出入場線采用“2 + 2”八字接軌方式，地下一層雙線接軌崔家店站，地下二層雙線接軌槐樹店站，具備雙向收發(fā)車能力，且每個(gè)方向具備雙出入場線，滿足環(huán)線內(nèi)外環(huán)均衡發(fā)車的需求。為更好地解決列車在場內(nèi)不同層間的調(diào)換問題，在地下一層、地下二層之間設(shè)置牽出線和聯(lián)絡(luò)線，可實(shí)現(xiàn)場內(nèi)各層的調(diào)車作業(yè)；此外，通過聯(lián)絡(luò)線可實(shí)現(xiàn)列車的調(diào)頭運(yùn)行。該停車場功能完備，可大幅提高運(yùn)營效率。

4 運(yùn)營效果

（1）客流指標(biāo)。7 號線開通后，首月日均客流量為36 萬人次，此后穩(wěn)步增長，從2018年的54.9 萬人次到2021年的65.9 萬人次。在全網(wǎng)日最高客流量722 萬人次當(dāng)天，7 號線的客流量為104.9 萬人次，居全網(wǎng)第二；客運(yùn)強(qiáng)度為2.72 萬人次/（公里·日），為全網(wǎng)最高；高峰小時(shí)最大斷面客流量為2.95 萬人次/h，超過規(guī)劃預(yù)期。

（2）客流特點(diǎn)。在對7 號線客流數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn)，其本線內(nèi)客流量與換乘客流量各占全線總客流量的50%左右，即乘坐7 號線的乘客中有一半在本線進(jìn)出站，另一半與其他線路換乘。7 號線開通后，成都市軌道交通線網(wǎng)正式形成環(huán)+放射狀結(jié)構(gòu)，全網(wǎng)換乘站進(jìn)站客流量均有較大的增幅，增幅最大的車站均為7 號線車站，說明規(guī)劃7 號線途經(jīng)火車北站、成都東站、火車南站，并沿二環(huán)、三環(huán)間的客流集中帶敷設(shè)是恰當(dāng)?shù)?，其路由的選擇起到了良好的客流吸引作用，可同時(shí)服務(wù)于放射線的換乘客流和走廊內(nèi)的環(huán)向客流，與規(guī)劃階段對該線的功能定位相符，充分印證了其規(guī)劃的前瞻性和科學(xué)性。

（3）換乘客流。從城市軌道交通線網(wǎng)角度看，換乘系數(shù)通常隨線網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大而持續(xù)增長。成都市軌道交通線網(wǎng)在十字網(wǎng)結(jié)構(gòu)、放射網(wǎng)結(jié)構(gòu)、環(huán)+放射網(wǎng)結(jié)構(gòu)3 個(gè)階段的平均換乘系數(shù)分別為1.23，1.42、1.78，增長十分明顯。天府廣場站作為成都市軌道交通線網(wǎng)的第一個(gè)換乘站（1 號、2 號線換乘），經(jīng)歷了2010年—2016年連續(xù)4年的換乘客流增長，最高日換乘客流量曾達(dá)到19 萬人次。然而，隨著7 號線的建成，天府廣場站的換乘客流量階段性地持續(xù)下降，究其原因在于，7 號線開通后新增了部分換乘站，乘客可選擇路徑增多，因此大部分乘客調(diào)整了出行路徑，從而使換乘客流在各站間進(jìn)行了重新分配。除省體育館站（1 號、3 號線換乘）有少量增加之外，其他換乘站的換乘客流量都降幅明顯，特別是騾馬市站、天府廣場站等傳統(tǒng)大客流換乘站點(diǎn)。

（4）大客流應(yīng)對措施。目前，成都市軌道交通的主要客流壓力仍在1 號線人民路—天府大道走廊上，該走廊的交通壓力隨天府新區(qū)的逐步開發(fā)而持續(xù)增長，并且7 號線開通也為其吸引了更多換乘客流?；疖嚹险境蔀榱? 號線開通后換乘客流壓力最大的站點(diǎn)，火車南站—高新站、高新站—火車南站斷面的擁擠度為全網(wǎng)最高。為應(yīng)對7 號線開通后1 號線南段高峰斷面持續(xù)擁堵及火車南站大客流等問題，應(yīng)采取以下應(yīng)對措施：一是優(yōu)化客運(yùn)組織方案，通過采取縮短1 號線早高峰行車間隔（最短2 min）、加強(qiáng)車站流線組織、線網(wǎng)行車聯(lián)動、大站空車精準(zhǔn)投放等多項(xiàng)舉措，確保廣大乘客安全、有序乘車；二是提前實(shí)施18 號線與1 號線的換乘改造工作，優(yōu)化火車南站的換乘空間，有效提高1 號線站廳和站臺人流通行能力。

5 結(jié)語

城市軌道交通環(huán)線的優(yōu)勢在于能夠整合分離線路，提高線網(wǎng)的通達(dá)性和運(yùn)輸效率，使客流在整個(gè)線網(wǎng)上的分布更加合理。其在為城市提供周向客流快速通道的同時(shí)，也滿足了各條徑向線路之間的換乘需求，兼具客流集散和換乘功能。在環(huán)線與徑向線路的交叉處，城市軌道交通可達(dá)性好，客流密度高，若在此配置能夠滿足附近居民需求的各種功能設(shè)施，很容易形成新的副中心，從而引導(dǎo)城市由單中心向多中心的形態(tài)發(fā)展。