北京城市軌道交通線網優(yōu)化調整
——西直門城市鐵路南延伸實施性探討
摘 要:2001年9月——2002年4月參加了中國城市規(guī)劃設計研究院的《北京城市軌道交通線網優(yōu)化調整》工作，負責工程實施性研究的部分內容，本文從城市鐵路在規(guī)劃線網中的地位、作用入手，結合客流特征分析，闡述延伸的必要性，并就可能性從工程技術、經濟、及政策層面進行了探討。
關鍵詞:西直門、城市鐵路、南延伸、可行性
北京是我國的首都，是全國的政治和文化中心，是世界著名的古都和現(xiàn)代國際城市。北京是國內最早規(guī)劃并早于其他城市二十多年率先建設地鐵的城市，集四十六年的經驗總結，如今面臨調整優(yōu)化軌道交通線網。北京規(guī)劃市區(qū)是由城市中心區(qū)和環(huán)繞其周圍的清河(回龍觀)、北苑、望京(酒仙橋)、東壩、定福莊、垡頭、南苑、豐臺、石景山及西苑10個邊緣集團組成。規(guī)劃市區(qū)面積1040km2（規(guī)劃調整后約1090km2），2010年規(guī)劃城市人口650萬人，其中中心區(qū)450萬人，邊緣集團200萬人。本次《北京城市軌道交通線網優(yōu)化調整》（以下簡稱《優(yōu)化調整》）工作，首先，通過對城市總體規(guī)劃的理解，把握城市未來空間發(fā)展趨勢，以創(chuàng)造條件發(fā)展城市社會經濟為立足點，促進城市空間結構的優(yōu)化調整，增強區(qū)域競爭力，構筑國際城市；其次，通過對城市綜合交通規(guī)劃的理解，分析城市交通現(xiàn)狀與規(guī)劃的偏差（見表1、圖1），從而找出無法支持發(fā)展戰(zhàn)略實現(xiàn)的原因和相應策略。最后，通過明確軌道交通的作用、地位以及分析目前城市發(fā)展現(xiàn)狀，確定本《優(yōu)化調整》的工作目標。 
圖1 規(guī)劃與實際發(fā)展偏差示意
由目前城市發(fā)展及交通規(guī)劃與統(tǒng)計的數(shù)據(jù)可見，上個世紀九十年代城市交通發(fā)展偏離了發(fā)展戰(zhàn)略的軌跡，軌道交通未能對城市空間的調整起到強有力的支持作用，北京城市公共交通系統(tǒng)由于軌道交通的發(fā)展緩慢，目前的競爭能力在交通擁堵下日趨降低，原規(guī)劃公交應吸引的客流在機動化的猛烈沖擊下，向小客車轉移，甚至轉向自行車。對于城市的可持續(xù)發(fā)展，作為城市結構和交通結構調整的基礎和前提的軌道交通規(guī)劃建設，已經逐漸成為制約的關鍵因素。
一、《北京城市軌道交通線網優(yōu)化調整》概述
為實現(xiàn)城市空間布局的調整，降低城區(qū)人口密度，以便從根本上改變城區(qū)簡陋的居住條件，提高道路和市政基礎設施水平，實施對古都風貌的保護，遏制城市“攤大餅”式的不良發(fā)展勢態(tài)，確保實現(xiàn)城市綠化隔離帶。北京城市總體規(guī)劃提出“城市建設重點要從市區(qū)向遠郊轉移，市區(qū)建設要從外延擴展向調整改造轉移”的戰(zhàn)略目標。線網構架是根據(jù)城市的規(guī)劃需要確定的。軌道交通在支持社會經濟活動中的作用是相同的，但城市不同的地區(qū)發(fā)展終極目標是不同的，因而根據(jù)城市的規(guī)劃交通走廊客流斷面等級（見圖2），確定軌道交通網絡功能層次、服務水平和等級。本次規(guī)劃的軌道交通線路功能層次劃分為市域線、市區(qū)線及半徑線（輕軌線）三個層次（詳見表2），以適應不同區(qū)域、不同運量等級的客運走廊，為市民提供最適宜的服務。
圖2 遠期客流斷面示意
北京城市軌道交通線網優(yōu)化調整一覽表 表2
線 別線路起迄點客運量（萬人次/日）線路長度(km)
M1蘋果園~通州85.848
M2環(huán)線59.323.7
M4太平莊北~南苑79.938
M5回龍觀~十里河87.936
M11航天城~南磨房51.939
M12小煤廠~熱電廠45.428
M15郭公莊~廣順北大街88.350
R3三河~涿縣63.9178
R6機場~良鄉(xiāng)78.688
R7密云~固安96.8234
R8延慶~廊房45.6150
R9西二旗~門頭溝101.4110
R10通縣~亦莊82.694
R16機場~第二機場53.583
L13王府井~垡頭18. 720
L14門頭溝~西單28.131
L17香山~平安大街30.224
二、城市鐵路在線網中的地位及建設情況
1.在原線網中的地位
城市鐵路位于北京適度發(fā)展的象限內，該象限現(xiàn)狀城鎮(zhèn)體系比較發(fā)育。為了加快實施科教興國戰(zhàn)略，推進科技創(chuàng)新和高科技產業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)我國跨世紀的戰(zhàn)略目標，全面提高綜合國力，1999年6月黨中央、國務院決定正式啟動“中關村科技園區(qū)”。按照北京“十五”計劃，中心城近期發(fā)展重點是突出“一環(huán)兩帶”，所謂“一環(huán)”，即包括中關村地區(qū)的高科技產業(yè)環(huán)；“兩帶”即：沿八達嶺高速公路高新技術產業(yè)帶和沿機場高速公路產業(yè)帶。
北京西北方向、東北方向是兩條重要的城市發(fā)展軸，自八十年代中期以來，由西北、東北兩個城市發(fā)展軸沿線的土地利用結構所決定的主要交通流向的流量，隨著土地開發(fā)強度的提高和市區(qū)機動車保有量的迅猛增長而持續(xù)增加，且與道路設施的通過能力之間的矛盾日益擴大，道路交通擁擠狀況越來越嚴重。修建城市鐵路，可以新開辟大容量的客運交通走廊，調整居民出行方式，改善客運交通結構，緩解中心區(qū)道路交通擁堵。城市鐵路是這一地區(qū)的發(fā)展線和生命線。
城市鐵路西端的起點車站位于西直門，這里是匯集了鐵路、長途汽車、地鐵、地面公交以及自行車等多種交通方式的大型交通換乘樞紐，每日乘客集散量超過22萬人次。長期以來由于未能按照綜合樞紐規(guī)劃建設，樞紐布局凌亂，設施簡陋，換乘距離長（最長達700米），換乘站內交通組織混亂，人流與車流相互干擾，再加上樞紐周邊道路狹窄，沿街布滿商店、餐館和攤販，致使地區(qū)交通十分混亂，擁堵現(xiàn)象嚴重，地區(qū)臟亂差的環(huán)境正通過城市鐵路車站的工程及廣場的建設進行整治，以達到面貌的徹底改觀。
為盡早實現(xiàn)城市人口向外轉移的戰(zhàn)略目標，促進邊緣集團的發(fā)展，利用既有鐵路的線路位置及其交通走廊修建城市鐵路，一能盡快達到修建目的，二能節(jié)省工程投資，事實證明近期現(xiàn)實性極佳。
2.建設情況及存在問題
正如決策時所料到的那樣，城市鐵路的建設非常順利，創(chuàng)下了北京城市軌道交通建設史上進度及單公里綜合造價的記錄，更可喜的是市民的外遷興趣，將成為城市空間結構調整的原動力；由此引發(fā)了北部房地產業(yè)的逐波熱浪，將是更多的資金聚集與投入。
根據(jù)當初的計劃，初期先建西線，隨后完成東線，因此客流預測結果為初期高峰小時斷面流量1.13萬人次，遠期為2.7萬人次。根據(jù)預測客流進行運營組織（見表3），并配置車站線路（見圖3），已達到運能大于運量需求。
表3
年度項目200120112026
列車編組輛數(shù)（輛）466
最小間隔時間（分）443
列車對數(shù)（對）151520
列車定員（人）94414281428
運輸能力（萬人）1.422.142.86
西直門站
圖3 車站配線示意
根據(jù)初、近、遠三期的預測客流量繪制客流斷面示意圖（詳見圖4、圖5、圖6），其中上、下行分別用不同顏色表示，圖5、圖6將東線的客流示意省略掉。分析客流特征，初步得出以下結論：1. 如此的流量，確實需要軌道交通承擔；2.上、下行基本均衡，非明顯的鐘擺式，便于行車組織，也有益于企業(yè)效益；3.西直門站上、下客量過大，初期一站竟占單方向（9座車站）總量的85%，近、遠期一站竟占單方向（16座車站）總量的40~44%，顯現(xiàn)出強烈的非目的地特征。這在線網優(yōu)化調整階段的客流預測中也得到了證明，R8線最大的客流斷面在西直門以南。由于列車編組決定了車站的土建規(guī)模，因此線路配線的折返能力將是今后該線制約運能的關鍵。
圖4 初期高峰小時客流斷面示意
圖5 近期高峰小時客流斷面示意
圖6 遠期高峰小時客流斷面示意
3.在優(yōu)化調整方案中的地位
北京的邊緣集團和衛(wèi)星城鎮(zhèn)作為中心城市發(fā)展的主要空間，承擔著城市人口疏散和高新技術產業(yè)發(fā)展的兩大重任，但它在極具空間優(yōu)勢的同時，與中心區(qū)的連接卻存在時間的劣勢，須以快速交通運輸作為依托。隨著私人機動化水平的不斷提高，道路的交通壓力日益加劇，快速道路拉動城市向外發(fā)展的動力是有限的，軌道交通的需求日顯迫切。市域快線正是基于這種需求，實現(xiàn)邊緣集團和衛(wèi)星城鎮(zhèn)對城市中心的直達性，增加公交的競爭力，提高運輸效率。
在區(qū)域快線的布設上，主要考慮市域的六個發(fā)展軸，并輔以市區(qū)干線，有效的編織成高效、快捷的網絡系統(tǒng)。具體為：R7、R8和R3首先構成抽去南北軸（預計該走廊在全市的地位將隨著城市發(fā)展逐漸減低）的“米”字形主骨架，突出東西方向交通走廊的重要性，及東南到西北方向、東北到西南方向最具發(fā)展?jié)摿Φ慕煌ㄗ呃取３鞘需F路西段是市域快線R8的一部分，結合城市目前開發(fā)狀況，應北部高科技園區(qū)的建設而先行建設，今后R8線將北連延慶、昌平、沙河，南接亦莊、大興、永樂店、廊坊，中段橫貫中心區(qū)，在城市這一主導方向的發(fā)展上，將起到無法替代的作用。從客流預測的結果來看，遠期全線最大高峰小時斷面出現(xiàn)在西單附近，為西直門的1.3倍（見圖2），這與城市鐵路預測的西直門的客流特征基本吻合，進一步證明了西直門不是目的站，除與東西向線及環(huán)線換乘外，南北向通過客流占相當比重。因此從規(guī)劃角度來看，城市鐵路遠期延伸是必要的。
三、西直門城市鐵路南延伸方案
從支持城市拉開空間布局框架的角度論證延伸的必要性是遠遠不夠的，關鍵是實施的可能性，即回答：能否實施？怎樣實施？在城市鐵路前期研究階段，對項目建設的總體方案及該項目與國鐵的關系進行了深入專題研究，提出了三個具體方案。其中，方案一為西直門火車站北移至清河的方案，這樣清河以南的京包鐵路改建城市鐵路，性質單一，便于西直門地區(qū)的統(tǒng)籌規(guī)劃，但對鐵路及沿線有鐵路專用線的工礦企業(yè)影響較大，投資較高，工期較長，鐵路與地方的關系協(xié)調困難，經分析，不能滿足迫切的使用要求，而未被采用；方案三為利用既有鐵路走廊兩側規(guī)劃方案中確定的紫線范圍的綠化隔離帶，按軌道交通建設標準，新建城市鐵路的雙線，從工程投資，運輸能力以及項目的可操作性方面看，方案三因為由北京市負責投資、建設、運營管理以及初期每年的財政補貼，目前的投資對象及今后的運營管理主體單一而明確，較為現(xiàn)實，因而被推薦采用。
1.關于西直門南延伸路徑
在城市鐵路前期研究階段，曾經研究過多種西直門站敷設方式和配線形式，旨在解決換乘問題、車站折返以及線路延伸問題，從當時的情況看，延伸出路只有一條，即：高梁橋路接北禮士路（詳見圖7）。但從敷設方式、換乘距離、折返型式等幾方面考慮（詳見表4），延伸方案難以兼顧各方面的利益。
圖7 西直門站線路方案
由于城市鐵路當時建設的緊迫性及鐵路北站改造的不現(xiàn)實性，由開發(fā)商投資建設，采用了改良后的第二方案，換乘從高架到地下，且距離大于兩百米；站前折返，能力滿足當初預測遠期運量及編組的要求。本次《優(yōu)化調整》工作。
線路及站位線路斜穿鐵路站場，車站設與西直門立交西北角線路沿鐵路貨場線高架，車站位于鐵路新站房西側，與鐵路北站合建線路沿高梁橋路向南，車站設于鐵路站前廣場西側
敷設方式地下線高架站地下線
折返型式站前折返站前折返站后折返
換乘關系靠近環(huán)線西北出入口，的下?lián)Q乘廳換乘地下通道橫穿站前廣場，連接環(huán)線及預埋的東西線車站地下通道橫穿站前廣場，連接環(huán)線及預埋的東西線車站
換乘距離近遠遠
折返能力有限有限較大
工程難度大相對較小大
備 注基本采用
對城市鐵路進行了重新定位，并輔之以客流預測，顯示出重新調整后的該線，今后的客流量將遠遠突破城鐵建設時的預測。通常情況下的解決辦法無外乎擴大編組或減小行車間隔，目前情況下此兩點都難以實現(xiàn)；西直門樞紐的客流如何疏解，看起來減少換乘次數(shù)，增大直達性，不失為一種解決辦法。
2．延伸線與既有線的關系（出岔方式）
城市鐵路南延伸從大鐘寺站入手，考慮到車站改造的難度，將東側站臺向南延長，于站南JD6及JD7間的夾直線（K2+780）設渡線、出岔，可調出一坡長157m、坡度5‰的坡段（且做到緩和曲線與豎曲線避免重迭），站東側增設匯入方向的平行進路（詳見圖8）此配線可有兩種運營方式，高峰時南延伸線作為主線運營，大鐘寺至西直門間進行往復運行（俗稱拉抽屜），平峰時可混合運營。岔線向南隨即鉆入地下。
圖8 線路示意
3.實施關鍵
通過較為深入細致的研究，城市鐵路的西直門南延伸除了樞紐自身疏散客流的需要外，存在著工程技術上的極大可能性，但其實施的關鍵在于與京包鐵路的關系處理，即：大鐘寺站北線路的接軌問題。為確保運營安全，混合運營或配合往復運營必須于車站增設至少一條平行進路，大鐘寺站北緊連跨三環(huán)路的橋梁，線路也呈曲線，所增線路是利用京包線復線位置，利用既有線跨路橋？還是通過大鐘寺車站自身的改造來實現(xiàn)？尚有許多工作要做。鐵路北站北遷可能性在城市鐵路建設初期曾經探討過，當時考慮對鐵路及沿線有鐵路專用線的工礦企業(yè)影響較大，投資較高，工期較長，鐵路與地方的關系協(xié)調困難，而未實施，隨著時間的推移，有些問題將淡化而不成為問題。歸根結底，最后將由規(guī)劃統(tǒng)籌考慮綜合交通問題，很可能最終剩下一座僅僅作為文物的鐵路北站。
四、初步結論
如同城市鐵路當初的建設一樣，投資的問題、工期的問題、建設難度的問題以及需要協(xié)調處理的關系問題，都將成為實現(xiàn)軌道交通線網中其他線路的首要問題，利用鐵路沿線的土地，使城市鐵路走了捷徑，迅速構成交通骨干，有力支持城市西北地區(qū)的發(fā)展，有利于規(guī)劃布局調整的實現(xiàn)。
城市鐵路南延伸以形成線網規(guī)劃爭議多輪但一直未下決心布設的對角線，是本《優(yōu)化調整》工作的重要成果之一，必要性和可行性都存在。其實施的必備條件：①充分論證并確立該線在規(guī)劃線網中的無可動搖的骨干地位；②客流增長迅猛，致使西直門樞紐的交通難以組織；③城市經濟足以支撐工程的實施或投融資體制改革，引來投資；④鐵路北站或京包鐵路復線作出相應調整。
隨著城市經濟的迅猛發(fā)展，加上為迎接奧運，市政府加大城市基礎設施的投資力度，北京的軌道交通目前迎來了快速發(fā)展期。新線網規(guī)劃即將出臺，除了在建的城鐵、八通、5號線外，4號線（接3號線、9號線）、奧運支線等正加緊研究，其他幾條輕軌線也在醞釀之中。4號線的建設方案雖然是階段性的運營組織方案，但無意間竟構成了對角線，而且其作用不在城市鐵路延伸方案之下。總而言之，線網規(guī)劃具有相對穩(wěn)定性和適量的彈性，還可能尋求出更好的對角線替代方案，這正是我們軌道交通規(guī)劃工作的責任和義務所在。
文章出處：中國交通運輸協(xié)會城市軌道交通專業(yè)委員會首屆中青年專家論文集
