【第17期】潘昭宇：多层次轨道交通规划技术体系研究

本文刊登于《铁道标准设计》2022年5月

作者：潘昭宇

一、引言

新形势下促进区域协调发展，要求增强中心城市和城市群等经济发展优势区域的经济和人口承载能力[1]，加快城市群和都市圈轨道交通网络化，推进干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通融合发展[2][3]，推进多网融合、资源共享[4]，形成网络层次清晰、功能定位合理、衔接一体高效的交通体系[5]。目前，我国城市群交通运输结构不尽合理，城际铁路发展相对滞后，都市圈市域（郊）铁路有效供给能力不足。加快构建适合我国国情的多层次轨道交通体系，补齐城市群、都市圈轨道交通短板，成为当前亟待解决的重大问题。

二、建立多层次轨道交通体系的必要性和紧迫性

我国轨道交通按照服务范围、设计速度等，分为干线铁路（高速铁路、普速铁路）、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通4大类，如表1所示。截至2020年末，全国铁路营业里程14.6万公里，其中高速铁路营业里程3.8万公里（含城际铁路）。京津冀、长三角、粤港澳等城市群城际铁路运营里程超过3000km。市域（郊）铁路运营里程约1300km。38个城市的轨道交通运营总里程约6665km（不含有轨电车）。

2.1多层次轨道交通体系的主要问题

2.1.1 功能分工不合理

多层次轨道交通虽然有明确的功能定位，但部分地方对各层级轨道功能分工不尽合理，导致部分城际铁路“高铁化”和市域（郊）铁路“地铁化”，使得服务与需求不匹配，造成资源浪费、影响客流效益。如沪宁城际铁路设计速度350km/h，与城际功能不相匹配，上海、南京部分车站车次少、甚至关停 [6]。

2.1.2 网络布局不完善

部分地方对于多层次轨道交通缺乏总体统筹布局考虑，导致多层次轨道网络布局不尽完善，表现在部分干线铁路车站距离城市中心远、城际铁路对都市圈服务不足、市域（郊）铁路与沿线空间布局不协调。同时，对于经济发达或地形条件受限的城镇连绵地区，部分关键交通轴带预留能力不足，在规划初期没有预留足够通道能力和多条轨道线路建设空间，成为网络布局的瓶颈和障碍。
2.1.3 衔接换乘不便捷

由于多层次轨道之间在枢纽节点、运营服务等环节衔接不足，导致旅客“门到门”时间长、出行效率大打折扣。以成都都市圈的德阳市中心到成都天府新区为例，乘坐德阳-成都东站动车、换乘成都地铁1号线、7号线，全程车内时间达80分钟，加上成都东站、火车南站2次换乘时间及两端接驳时间， “门到门”全程将超过2小时，早晚高峰加上等车，出行效率进一步降低。

2.1.4 体制机制不顺畅

多层次轨道交通规划、建设和运营对应不同主体，涉及路地之间、省市之间等多重因素制约。目前路地之间协作还存在不充分、不到位等问题，如利用既有铁路资源开行城际、市郊列车，路地沟通协调机制还不尽完善，铁路企业对城际铁路、市域（郊）铁路发展技术支撑略显不足，地方政府在综合开发和运营主体多元化等方面尚在探索。

2.2建立多层次轨道交通体系的必要性和紧迫性

2.2.1 提升轨道交通效率效益的客观需要

轨道交通投资大、建设和运营成本高。建立多层次轨道交通体系，加强干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通的融合、衔接，既是充分发挥各层级轨道交通比较优势、实现优势互补的需要，也是推动资源共享、提升轨道网络整体效率和效益的需要。

2.2.2 服务人民群众便捷出行的必然要求

轨道交通具有速度快、运量大、准点性高等优势。建立多层次轨道交通体系，打造一体衔接、换乘便捷的综合交通枢纽，推动运营组织和运输服务贯通融合，是构建便捷顺畅的城市群、都市圈一体化交通网的客观需要，也是满足人民日益增长的美好生活需要、服务人民群众便捷出行的必然要求。

2.3.3 推进新型城镇化高质量发展的重要支撑

轨道交通对优化城市群、都市圈功能布局，促进大中小城市和小城镇协调发展，发挥中心城市辐射带动作用，扩大公共交通服务供给，积极改善交通运输方式结构，有效缓解城市交通拥堵都具有重要作用[7]。推进多层次轨道交通规划建设，从总体统筹多层次轨道交通规划布局，也是推进新型城镇化高质量发展的重要支撑和客观要求。

三、多层次轨道交通规划目标及内涵

本文所指多层次轨道交通规划主要针对旅客运输服务，包括干线铁路（高速铁路、普速铁路）、城际铁路、市域（郊）铁路和城市轨道交通4个层级。由于速度标准、运营模式的差异，城市轨道交通以地铁、轻轨（含单轨）为主，不含混合路权的有轨电车等其他方式。

3.1 规划范围

多层次轨道交通规划范围取决于多层次轨道交通的服务时空范围，如表1所示。其中，干线铁路主要服务国家、区域、城市群范围，城际铁路主要服务于城市群、都市圈范围，市域（郊）铁路主要服务于都市圈，城市轨道主要服务于中心城市城区。多层次轨道交通规划重点是解决不同层级轨道交通的服务交叉和功能衔接问题。因此，多层次轨道交通规划范围重点以城市群、都市圈为主。

需要说明的是，多层次轨道交通最后都需要接入中心城市，因此中心城市也是多层次轨道交通规划需要重点考虑的范围。但由于不同空间尺度及规划深度的限制，中心城市主要考虑干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路与城市轨道交通及重大交通枢纽的衔接。对于服务中心城市的城市轨道交通一般难以做到规划布局深度，主要是从宏观整体上提一些原则性指导要求。
        3.2 规划时机

多层次轨道交通规划时机主要取决于4个层级轨道交通的发展时机以及相互之间的衔接需要，从根本上讲取决于客流需求和经济效益。目前，我国4个层级轨道交通中干线铁路、城市轨道交通发展相对较为成熟，而城际铁路、市域（郊）铁路发展相对滞后。因此，多层次轨道交通规划时机要紧密结合城际铁路、市域（郊）铁路的建设时机来推进，这与多层次轨道交通主要服务城市群、都市圈两个空间范围一致。
当前，我国常住人口城镇化率已达63.89%，预计2025年我国常住人口城镇化率达65%左右，2035年常住人口城镇化率达75%左右。未来人口和经济要素将进一步向城市群和都市圈集中。当前，城际铁路、市域（郊）铁路规划建设主要集中在京津冀、粤港澳大湾区、长三角、成渝、长江中游等财力有支撑、客流有基础、发展有需求的地区[8][9]。
       3.3 目标及内涵
       3.3.1 规划目标

多层次轨道交通规划主要着眼于构建多层次轨道交通融合发展体系，实现高效利用多层次轨道交通资源，满足人民群众便捷出行需要，同时兼顾成本效益、投入产出，规划目标可以概括为：

(1)整合多层次轨道交通资源，提升轨道交通整体效益；

(2)打造旅客“门到门”便捷出行服务，提升交通运输绿色低碳水平；

(3)引导轨道沿线集约高效发展（TOD），提升城市经济社会效益。
        3.3.2 本质内涵

基于多层次轨道交通规划范围、时机以及规划目标，多层次轨道交通的本质内涵可以概括为“功能兼容、出行衔接、服务多元”。

(1)功能兼容，促进多层次轨道交通资源高效利用

干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通的功能定位、服务范围、技术标准等有所差异，其融合发展的关键之一在于不同层级的服务功能从上往下可以部分兼容。干线铁路在城市群、都市圈可以兼顾部分城际铁路和市域（郊）铁路服务功能，城际铁路在都市圈也可以兼顾部分市域（郊）铁路通勤服务功能，市域（郊）铁路可以为城市轨道交通提供客流支撑，如图1。

(2)出行衔接，提升多层次轨道交通“门到门”出行效率

多层次轨道交通融合发展的另一关键因素在于不同层级轨道之间具有衔接换乘的出行需求。如广州南站的干线铁路与城际铁路等换乘比例达10~20%，北京南站、天津西站、广州南站的干线铁路、城际铁路与城市轨道换乘比例高达50%左右，深圳北站更是高达65%，北京副中心线良乡站市域（郊）铁路与城市轨道换乘比例也达20%。因此，从服务的角度讲，多层次轨道交通就是要提升旅客“门到门”的出行效率。

(3)服务多元，提供适应多样化出行的精准服务

轨道交通是促进城市群、都市圈要素流动的重要支撑。城市群地区交通需求运输呈现多样化、高频次等特征。特别是随着都市圈的发展，在主要轴带集中区际、城际、城郊、城市等不同尺度出行需求，也带来通勤、公务、商务、休闲、旅游等多元化出行。因此，对于城市群主要城镇走廊，特别需要统筹多层次轨道交通规划布局，以适应多元化的旅客出行需要，精准定位功能与分工，匹配供给与需求，强化轨道交通对区域城镇空间布局、人口产业合理分布和一体化发展的支撑引领。

四、多层次轨道交通规划技术体系

基于国内研究实践探索[10-14]，以及城市群、都市圈多层次轨道交通发展现状问题及国家层面的政策要求，结合未来发展趋势及国际经验，提出多层次轨道交通规划技术体系如下图2所示，其中要重点解决好功能分工、需求分析、四网融合、枢纽衔接、运营一体等关键问题。

图2 多层次轨道交通规划技术体系示意图

4.1 功能分工

干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路与城市轨道交通共同构成服务不同国土空间尺度的多层次轨道交通系统，如图3所示，形成网络层次清晰、功能定位合理、衔接一体高效的交通体系。

图3 多层次轨道交通功能分工及布局示意图
      

 4.1.1 干线铁路

干线铁路（高速铁路、普速铁路）主要服务于跨区域之间长距离出行，空间尺度一般在300km以上，出行目的以商务、旅游、务工、探亲等为主。同时，在能力富余的情况下，干线铁路可以开行城际列车、市郊列车，承担一部分城际铁路、市域（郊）铁路服务功能，如北京利用京包铁路开行S2线市郊列车，宁波利用萧甬铁路开行宁波至余姚市郊列车，成都利用西成高铁开行成都至德阳市郊列车。
       4.1.2 城际铁路

城际铁路主要服务于城市群内城市之间出行，空间尺度一般在50~300km之间，出行目的以商务、公务、旅游等为主，并满足2小时通达要求[2]。同时，在能力富余的情况下，城际铁路可以开行服务都市圈的市郊列车，承担一部分市域（郊）铁路服务功能，如海口利用环岛高铁开行海口至美兰机场市郊列车、重庆利用渝万城际铁路开行至长寿等市郊列车。此外，城际铁路也可以并入干线通道，实现与干线铁路功能的融合衔接，如武汉汉孝城际铁路并入汉十高铁、郑州郑焦城际并入郑太高铁等。

4.1.3 市域（郊）铁路

市域（郊）铁路主要服务于都市圈中心城市城区和周边城镇组团之间出行，空间尺度一般在30~50km，出行目的以通勤出行为主，并满足1小时通勤要求[2]。同时，在车辆制式、信号等统一的情况下，市域（郊）铁路可以与中心城区轨道跨线运营，承担一部分中心城市轨道交通的服务功能，如日本私铁绝大部分与地铁跨线直通运营。
       4.1.4 城市轨道

城市轨道交通主要服务于中心城市城区和规划区，空间尺度一般在10~20km，出行目的以通勤、娱乐、休闲等日常生活出行为主。同时，在城市空间尺度合理可控的前提下（一般不超过30km），城市轨道可以适当往郊区延伸，承担市域（郊）铁路的部分服务功能[7]。
       4.2 需求分析
       科学准确的交通需求分析是多层次轨道交通规划的前提和基础。交通需求分析应采用定量预测模型进行客流分析预测，模型范围应涵盖多层次轨道交通服务范围。由于多层次轨道交通涉及空间尺度大、层级多，交通需求分析可以采用传统调查统计分析与大数据分析等相结合的方法，并满足多层次、差异化的分析需要。
       4.2.1 城市群层面主要分析通道及量级

城市群地区人口密集、产业聚集，经济社会发展水平相对较高，交通需求呈现高强度、多样化等特征。城市群层面的需求分析，主要为支撑区域对外联系、城际铁路布局，重点是分析主要客流通道布局以及通道的量级。以成渝地区双城经济圈为例，目前成渝地区对外联系主要集中在向北、向东、向南三个方向，客流占比约为45%、30%和25%。成渝地区内部，联系主要以成渝“双核”为中心展开，主要客流通道集中在成渝、成德绵眉乐、成都—达州和重庆—万州等方向，见图4。

图4 成渝双城经济圈客流联系示意图

4.2.2 都市圈层面主要分析高峰期通勤联系

都市圈的核心特征是通勤。都市圈层面的交通需求分析，主要为支撑都市圈市域（郊）铁路方案的制定，重点关注高峰期通勤联系，包括通勤客流规模、主要方向及比例等。以成都都市圈为例，当前成都都市圈正处于发展成长阶段，通勤联系主要分布在成都主城区和周边城镇组团、外围新城，外围地区到成都市区的通勤联系正在逐步加强，开始呈现同城化特征，主要集中在双流、天府新区及青白江、广汉、中江等方向。

4.2.3 重点廊道主要分析客流规模及构成

多层次轨道交通的特点在于主要轴带、廊道集中区际、城际、都市圈等多元化出行需求，因此重点廊道的需求分析就显得尤为重要，特别对于多层级轨道布局及资源共享尤其需要交通需求分析的支撑。重点廊道应单独以通道为分析单元，重点分析客流规模、构成以及高峰期客流需求，如图5广州都市圈主要通道客流分析。

图5 广州都市圈主要通道客流分析示意图

4.3 四网融合

国家层面明确要求，要基本形成“全国123出行交通圈”，即都市区1小时通勤、城市群2小时通达、全国主要城市3小时覆盖[2]，建设城市群一体化交通网和都市圈通勤交通网。

多层次轨道交通4个层级相互有明确的功能分工，但功能上的确也有相互兼容的地方，主要体现在：1）干线铁路可以开行城际列车、市郊列车，承担一部分城际铁路、市域（郊）铁路功能；2）城际铁路可以开行市郊列车，承担一部分市域（郊）铁路功能；同时城际铁路也可以并入干线通道、功能上与干线铁路融为一体；3）市域（郊）铁路可以通过统一制式与城市轨道跨线运营，承担一部分城市轨道功能；4）城市轨道可以向外围郊区适当延申，承担一部分市域（郊）铁路功能。因此，四网融合就是要充分考虑各层级轨道之间的相互衔接关系，做到既功能分工明确、发挥各自特点和优势，又综合一体衔接、发挥多层次轨道的整体效益。
       4.3.1 城市群层面规划要点

(1)强化对外复合交通廊道支撑——优化布局

城市群层面对外与周边城市群的联系，主要适当优化布局。以国家综合运输通道布局为基本构架，构建高速铁路、城际铁路和高速公路等多种方式综合支撑的对外复合交通廊道。如长三角通过区域交通走廊识别，确定上海市域5 个方向、7 条廊道布局[15]，如图7。

对外复合廊道规划需要重点关注，对外走廊内的城际铁路的近、远期功能定位是否会发生重大变化，比如远期城际铁路继续向外延申、并入国家干线通道，其线位及车站布局、动车所等需要提前统筹规划考虑。

(2)发挥轨道交通对城镇化格局引导作用——轴带支撑

城市群内部城镇间联系是多层次轨道交通规划的主要内容之一，重点是打造高效互联城际铁路网，支撑引领城镇化格局。城际铁路网络及线路布局要与城市群空间布局、产业发展、综合交通体系相协调，以城市群内中心城市为核心、沿主要城镇轴带放射，形成中心城市与中心城市之间、中心城市与节点城市之间的布局模式，并适当补充其他节点城市之间线路布局。例如粤港澳大湾区提出形成“轴带支撑、极轴放射”的多层次铁路网络[16]，成渝地区提出构建以成渝主轴为骨架、双核放射为主体、其他节点城市连接为补充的城际铁路网 [17]，长三角地区提出加快建设沪宁合、沪杭、宁杭、合杭甬等轴带城际铁路及区域连接线，构建轴带通达、节点辐射的城际铁路网络 [18]，如图6、图7所示。

城际铁路规划要重点关注时序上远近结合，以交通需求分析为依据，充分挖潜既有干线铁路城际功能，优先利用干线铁路富余能力开行城际列车，科学论证新建城际铁路的时机和技术标准。

图6 上海及周边地区主要廊道布局[15]

图7 长三角多层次轨道交通规划建设项目[18]

4.3.2 都市圈层面规划要点

(1)优先利用既有铁路——做好预留

都市圈层面的市域（郊）铁路规划要统筹考虑利用既有铁路与新建线路，依据都市圈空间功能布局、产业人口分布和国土空间规划等科学规划、统筹衔接。优先利用干线、城际铁路资源开行市域（郊）列车。铁路车站布局要处理好通达性和车站周边开发建设之间的关系，既要满足技术标准条件，又要服务地方发展，车站选址尽可能在中心城区或靠近城市建成区，并在车站及周边做好开行市郊列车及改造预留条件。

(2)有序规划新建项目——中心放射

在充分利用既有铁路资源基础上，根据交通需求分析，规划中心城市城区与周边城镇组团联系的“中心+放射”的市域（郊）铁路布局。规划新建市域（郊）铁路，在中心城区应首先衔接城市轨道快线，实现外围地区与中心城区的快速直达，如成都18号线由天府机场到火车南站，将继续向北延申、衔接18号线三期，贯通运营至火车北站，见图8。其次，在中心城区衔接其他城市轨道普线应多线多点换乘，在成本可控条件下尽可能统一信号、制式等，实现跨线贯通运营。在都市圈外围地区，应扩大市域（郊）铁路服务范围，采取“树枝状”支线布局模式，尽可能衔接主要新城、组团、交通枢纽等，如巴黎RER在外围地区布局，见图9。

图8 成都18号线示意图[19]

     图9 巴黎RER布局示意图[7]

(3)适当延申城市轨道交通——控制尺度

服务都市圈交通出行，城市轨道交通向郊区延伸的模式也是一种可行的选择。重点要控制好延申长度和“门到门”通行时间，以延伸长度10km左右、总体空间尺度不超过30公里、全程通行时间不超过1h为宜。如上海市域17号线西延申，从上海青浦东方绿舟至青浦金泽，全长15公里[18]。

4.4 枢纽衔接

4.4.1 建立分级枢纽体系

枢纽是提高出行效率的关键、提升服务质量的核心，也是多层次轨道网络与一体服务衔接的纽带。要强化枢纽与城市功能布局的协调，完善衔接不同层次轨道交通系统的枢纽功能及规划布局。长三角多层次轨道就在统筹布局多层次轨道交通网络的基础上构建三级枢纽体系，形成层次清晰、点线匹配、衔接高效的轨道交通枢纽体系[18]。

4.4.2 便捷衔接换乘

在网络融合的基础上，多层次轨道交通规划要重点做好综合交通枢纽的衔接整合。首先要做好多层次轨道网络布局与重点枢纽的衔接匹配，完善枢纽集疏运网络，实现枢纽布局与多层次轨道网络的相互反馈、优化调整。其次，要畅通枢纽站场之间的连接，超大城市、特大城市主要客运枢纽间换乘时间不超过1h和45min，大城市不超过30min[20]，同时要便捷枢纽站场内换乘。市域（郊）铁路与城市轨道的换乘，要尽可能多线多点、同台同向换乘。

4.5 运营一体

多层次轨道交通服务水平高低最终体现在运营服务上。提升服务水平关键是要提高多层次轨道交通“门到门”全程的运行效率。一方面要重点做好多层次轨道交通车站与地面公交、步行及自行车等其他交通方式的衔接配套，做好“最后一公里”接驳。另一方面，要充分利用5G、大数据等现代信息技术手段，推进多层次轨道交通之间安检互认、票制互通、应急联动，提升一体化服务水平和出行体验。

4.6 体制机制创新

建立多层次轨道交通规划体系，推进规划有序实施，都需要体制机制改革创新。一方面，要建立多层次轨道交通规划统筹机制，以省级政府或中心城市政府为主体，推动城市群、都市圈相关城市政府、业务部门、轨道企业等共同参与，建立跨区域、跨部门的一体化规划机制，并与国土空间、城市群和都市圈、城市综合交通体系等规划有机衔接。另一方面，要建立多层次轨道交通规划统筹实施机制，统筹多层次轨道交通实施主体，建立资源共享、运营融合、开发协同的融合发展机制，为多层次轨道交通发展提供体制机制保障。

结语

为构建适合我国国情的多层次轨道交通技术体系，本文分析了多层次轨道交通发展现状及主要问题，明确了建立多层次轨道交通体系的必要性和紧迫性。结合中外研究实践及国家层面政策要求，分析了多层次轨道交通规划目标及本质内涵，提出了多层次轨道交通规划技术框架体系，指出多层次轨道交通要重点解决好功能分工、需求分析、四网融合、枢纽衔接、运营一体等关键问题。
本文的主要创新点包括：（1）提出了多层次轨道交通规划范围以城市群、都市圈为主，规划时机要紧密结合城际铁路、市域（郊）铁路的建设时机。（2）明确了多层次轨道交通的本质内涵——功能兼容、出行衔接、服务多元。（3）提出了多层次轨道交通规划规划技术体系，包括基础研究、功能分工、需求分析、四网融合、枢纽衔接、运营一体等。

多层次轨道交通在我国还处于起步探索阶段，未来应该加强总结，在多层次轨道交通的客、货运功能衔接，投融资及综合开发等方面进一步深入研究。

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作者简介：

潘昭宇，国家发展改革委城市和小城镇中心国土交通规划部副主任（主持工作）、高级工程师，主要研究方向为市域（郊）铁路规划及政策、多层次轨道交通规划、综合交通枢纽规划、城市发展战略研究等领域，兼任中国城市交通规划学术委员会委员、国家铁路局铁路科技标准规划专家库专家、北京建筑大学兼职硕士生导师。参与起草市域（郊）铁路、高铁站周边综合开发、多层次轨道规划等国家相关政策文件10余项，主持完成国家发改委等部委研究课题10余项，主持完成城市群、城市交通相关规划50余项，在国内外期刊发表论文20余篇，获全国优秀工程咨询成果三等奖、中国公路学会二等奖、国家发改委机关优秀研究成果二等奖、全国优秀城乡规划设计二等奖、北京市优秀工程设计一等奖等奖励。