关键词：可持续发展；城市规划；轨道交通；建造运营成本
作为文明历史发展中的崭新时代，城市的诞生宣告了人类生存方式的彻底变革，也由此开创了城市建设与规划的初始形态。今天，伴随全球化的大潮，中国正经历着前所未有人口迁移与国土城市化过程，充满中国特色的城市规划实践，越来越体现出面向未来可持续发展的先进理念。交通是现代城市规划中一个不可或缺的方面，对于中国这样一个各方面处于跳跃式发展的人口大国，科学地制定切合实际又具有前瞻性的城市交通规划，意义尤其重大深远。
本文以当前城市化加速背景下城市交通规划面临的重大选择作为切入点，对如何解决轨道交通与现存城市公交系统的协调发展，特别是如何经济、优化地建造与运营城市轨道交通，提出自己的看法与建议。
1轨道交通是我国城市交通规划的重大选择
城市交通规划面临的一切问题起源于三个基本因素：人口剧增、城市化加谜与出行方式机动化。为此，规划者们必须在各种可能的决策方向之问慎重取舍。国外专业杂志《世界城市化展望》2004年载文指出，全世界人口从1950的25亿左右增长到2000年60多亿，只用了半个世纪的时间，预计再过30年将达到80亿以上。作为世界最大的发展中国家，中国改革开放二十多年来的社会经济发展带动了1亿3千万农村人口流入城市，一般城市居民的交通出行方式也在过去二十多年里发生了根本性的变化。城市出行方式机动化日益加速，造成了今日中国主要大中城市里司空见惯的“出门难行路难”问题。专业人士称之为严重的城市道路交通拥挤。
一般而言，城市交通方式大致可分为步行、自行车、摩托助动车、小汽车与公共交通国内外的城市交通基本上都经历过从步行、自行车到摩托、小汽车大体相同的发展过程。但是，当人类普遍进入小汽车时代后，美国和欧洲选择了不同的交通方式和城市形态。美国以小汽车为主要交通工具，城市多数呈现分散、蔓延的形态。欧洲大陆则十分重视公交、特别是轨道交通，大城市通过轨道交通将市中心、近郊生活就业区与远郊卫星城镇连结起来，形成多中心的城市形态[1]。轨道交通系统的诞生，使城市的发展从中心聚集型向离心分散型转变成为可能，也因此造就了城市中心的“职住分离”现象。应该承认，私人小汽车和轨道交通是目前发达国家城市中具有代表性的两种交通方式，分别突出地体现着更优的生活质量与更高的运输效率。改革开放前，这两种交通方式在我国大城市中的数量少到几乎可以忽视不计的程度，近年来，它们已分别迈出了从无到有的第一步，表现_出强大的生命力。
城市的功能和社会活动的多样化是大城市的基本特征，由此决定了大城市的交通需求必然是多种多样的，人们可选择的出行方式也应该是多种多样的，并且所有的出行方式都可以在各自适用的范围内发挥出最大优势口[2]。我国的城市交通机动化正处于起步状态，自行车等非机动车仍是目前大部分城市中居民出行的主导方式。随着社会经济持续、快速增长与人民物质文化水平不断提高，建立多层次、立体型多元化的交通体系，是我国数量迅速增长的大城市的唯一发展方向。在此目标之下，科学规划的轨道交通理论上提供了最大限度满足可持续发展要求的可能性。
城市交通拥挤现状，决定了各级政府部门在宏观决策过程中，理当重点考虑规划在环境系统、资源系统、社会系统等多方面具有可持续发展优势的城市轨道交通公共交通系统[3]，这方面国内刊物近来论著颇多，本文不欲在此重复赘述。以下谨从技术与经济的角度，探讨进一步解决轨道交通建设面临的一些具体问题，加速走向它的现实可行性。
2轨道交通需重视与城市公交系统的和谐
一般而言，轨道交通规划工作的核心内容是要充分实现路线选址与转乘配套两者的最优化，与现有的公交系统在各个环节上达到最大限度的互相补充协调运作。
首先，城市轨道交通是一项涉及面广泛复杂、需要许多专业协调配合的大型系统工程，必须与城市建设发展中长期规划密切结合起来进行。作为城市规划的有机构成部分，轨道交通的规划与整个城市交通的线网规划实为一体。为了避免客流稀少，线路走向应尽可能合理，否则，小客流低运量必然导致轨道交通无法发挥预期的骨干作用。总之，结合城市的总体客运需求合理规划布局，是保证城市轨道交通主导地位的必要条件。当然，这种合理布局要充分考虑不同城市的用地空间总体规划。北京地铁线明显采用了沿城市道路走向布局的方式，轨道交通网络形态与市区道路棋盘式格局高度一致，恰恰体现了保护北京古城的特殊要求。这方面类似的例子，还有南京地铁1号线采用高架方式从中华门附近跨越古城，也充分考虑了地下车站与周围环境、高架线路与地面景观的协调需要。
其次，在以轨道交通为主导编制城市公交综合规划时，要十分注意加强交通换乘枢纽的建设，将轨道交通与现有的常规公交体系统一安排、有序调整，保证轻轨、地铁等轨道交通与城市公共汽车、出租车、轮渡等多种交通工具的方便转接，以及与机场、火车站、港口等其他运输场所的顺利衔接。前文所举的欧洲发达国家的大城市，面对小汽车交通的冲击，纷纷寻求一种新的交通发展模式，在通向郊区的沿线地铁站大量修建小汽车停车场，引导小汽车乘客换乘后进入中心城区，使轨道交通的大运量优势得以发挥。国内方面新近建成的上海火车南站，则成功地将铁路与两条城市轨道交通与几十路近、远郊公交汽车线的零距离换乘需要融入规划设计中，成为一个值得学习借鉴的样本。
最后，我们不能不充分注意轨道交通与整合改善城市常规公交之间的互动关系。世界上绝大多数国家的轨道交通都是在既有城市公交体系形成后逐渐发展起来的。在未来相当长一段时间内，公共汽车／电车仍将是人们出行使用较广泛的交通工具之一。根据我国许多城市目前的经济发展水平与人口规模及交通总量需求，常规公交的整体地位短期内变化不大。但是，常规公交系统效率低下的现状应该在逐步发展轨道交通的过程中加以综合整治与改善。除了科学制订线网布局，修建港湾式停靠站台，合理编制车辆运行图，建设服务查询显示信息系统等具体措施外，从规划立法角度保障公交的道路优先使用权的思路也有待于细化落实。
近来，在轨道与公套发展背景如何建设大容量快速公交系统(BRT)引起了专业规划人员的高度关注。BRT是一种利用现代化大容量专用车辆、在专用道路空间快速行驶的一种公交方式。它具有接近轨道交通的运力与快捷，建造和运营成本又相对低廉，而且很大程度上可以利用改造提升现有的城市公交道路系统，在某些人口规模不是很大的城市中甚至可以考虑作为轨道交通的替代方式。
2003年国务院81号文件出台后，国内许多城市马上把发展BRT项目推到了缓解城市交通拥堵的前台。北京市新近编制的中心城区公共汽／电车厂线网规划中包含了18条BRT线路，总长约300多km，在强调机动性与可达性高度协调的前提下，首次将BRT作为一个功能层次融人公交线网整体结构中。此外，昆明市在园艺世博会期间开通的国内首条位于道路中央的公交专用道，即将升级为规范的现代BRT系统。杭州根据城市发展模式与空间功能布局制订的中远期公交规划，也确立以轨道与BRT为骨干，东西走向穿城而过的首条28kmBRT今年已基本开通。
3轨道交通应解决低成本建造运营问题
作为城市中最大的基础建设项目之一的城市轨道交通投资巨大，京、沪、穗前几年修建地铁的综合造价平均每千米超过了6亿元人民币。显然，大多数国内城市的经济能力很难承受起如此高昂的成本。因此，不解决轨道交通的造价问题，城市轨道交通难以实现。综合考虑轨道交通的建造与运营费用，笔者以为解决成本问题拟应围绕以下三个方面认真思考。
3．1轨道交通的用地空间应体现预留渐进原则
一般轨道交通建设成本中，包括拆迁费用在内的占用土地成本是其中不可忽视的一个组成部分，并不因为某些国家无偿划拨方式而改变它的社会成本性质。为了降低这方面的成本，许多城市在已经完成的公交总体规划中，都为轨道交通的线路场站建设预留了用地空间。然而，线路建设的具体时机取决于城市发展的不同进程，某些线路的客流形成需要一个长期渐进的过程。
因此，如何既能适应逐渐增长的客流需要，又能合理有效地利用预留土地空间，是低成本发展轨道交通中必须慎重规划考虑的现实问题。在巴西的大多数城市里，市政当局大都在轨道交通近期没有开发的走廊上发展前文介绍的快速公交，将BRT专用道建在道路中央，初衷就是为了降低轨道交通项目的初期投资与运营费用[4]。实际上，北京2005年全线通车的第一条BRT线路，正是敷设在预留的M8轨交走廊上，完全满足了近期单向8000人次／h的客流需求。
经济合理地使用土地空间，不仅需要作为城市规划中发展轨道交通的指导原则加以确立，更应当具体落实在轨道交通系统工程的每一个子项目的设计图纸上。根据《上海市城市总体规划1999—2020》，到2020年将建成800km左右轨道交通线，如果全都继续采取目前的集中供电模式，届时仅该项子系统就需建造50多座主变电所。
暂且不论一座主变电所动辙上亿元的巨额投资，仅建造变电所及电缆通道所需占用消耗的土地资源就将十分惊人。有鉴于此，最近上海相关部门已组织专家进行优化方案论证，将2020年前全网18条线路原先计划建造的51座主变电所减少为39座，更可节约投资10亿元人民币以上。
3．2轨道交通的建造模式要体现经济合理原则
世界城市轨道交通近百年的历史展现了丰富多彩的发展模式，为我们提供了地铁轻轨、导轨、有轨电车、郊区铁路、磁悬浮等多种选择模式，线型电机牵引系统则被公认为最有发展前途的一种在我国百万以上人口的城市中，因地制宜地利用现有条件低成本发展轨道交通，已有了一些成功的经验。上海的明珠轻轨一期有3／4长度是改造利用原先的铁路内环线，这对武汉等其他一些存在废弃或利用率很低的铁路既有线路城市，不啻是一种有益的启发与示范。另外，东北沈阳、长春、哈尔滨等城市，还存有部分有轨电车线路[5]，在此基础上统一规划发展现代轨道交通，应该也能够达到节省一部分费用成本的目的。
其实，国内城市轨道交通建设成本居高不下的原因之一，还在于脱离国情片面追求豪华档次。表现在规划设计上就是大量采用类似于公共汽车系统的高线网密度、小站间距、低负荷强度。需知，轨道交通本质上属于快速大量运送中长距离乘客的交通工具，依靠其他交通工具为它输送客源，达到大运量高负荷。由于低线网密度、大站间距模式能够明显提高运行速度、缩短旅行时间，所以不但可以降低工程造价，而且还可以降低运行成本。正因为如此，将BRT系统规划为轨道交通线路两端的延伸段，或选择“轨交+BRT”的混合网络模式，都有助于达到适当降低轨道线网敷设密度的低成本目标。
另外，国内轨道交通运营成本高的部分原因，还与计划经济遗留下的传统思维方式与条块分割的管理模式密切相关。直到今天，许多城市在申请轨道交通立项时，每条线路都规划有独立使用的车辆段、控制中心、主要变电站，这套小而全的空间与管理体系必然造成资源的极大浪费。在轨道交通十分发达的日本，高速交通营团运营管辖着8条线路总长183．2km，但是所属16个车站统共只设置了1座综合控制中心。反观国内，即使在资源共享程度较高的上海地铁系统，已建和待建的控制中心仍有8座，另加1座轨道交通运营协调及应急中心。
3．3轨道交通的管理配套要体现因地制宜原则
如前所述，城市轨道交通的规划不应盲目追求高标准，该建地面、高架的绝不钻入地下、该建轻轨的绝不建地铁，因为后者的造价往往是前者的3倍以上。此外，对地铁建设成本影响甚大的土建工程中，其地下车站底板的埋置深度与车站建筑高度是决定造价大小的两个关键因素。因此，合理设计基坑深度与车站建筑高度对降低总成本的意义，无论如何也不应低估。
如果说轨交模式、建造标准的选择较多地影响到土建工程造价部分，轨道工。程总造价的另外一半(45%～50%)则取决于技术装备等硬件的建设、购置、安装费用。以地铁车辆为例，目前国产价格仅为进口产品的1／2～1／4。因此，降低成本费用的关键之一，是提高构成技术装备主要部分的车辆、牵引、供电、信号的国产化水平。这方面，较晚竣工投入使用的南京地铁为我们提供了很有说服力的例证。据有关杂志介绍，该项目通过车辆项目的合同谈判与国产化方案的慎密调整，大大减少了进口部件和材料，降低了进口设备的国际运输成本，在成功实现70国产化率的情况下，车辆项目合同价从最初的每辆约135万美元降低到116．5万美元，与设计概算相比节约投资4000多万人民币。
当然，轨道交通总体上属于公共产品领域，单纯的票务收入远远不足以偿付开通后的日常性运营支出，中长期的财务收支平衡对世界各国都是一个需要艰难应对的挑战。笔者了解到的香港地铁总收入中，票务收入约占60，其余409，6中广告与物业管理各占一半[6]，这一香港较为成功的地铁和物业综合发展经营模式，今年初已通过成立合营公司引入北京地铁4号线的管理，各方都期待着它能为国内轨道交通建设运营展示一种令人鼓舞的前景。
1邹胜勇．面向可持续发展的城市总体交通结构优化[J]．交通运输系统工程与信息，2006，6(2)：108．
2DavidBAYLISS．世界范围的城市交通可达性现状(英文)[J]．TRI杂志(交通版)，2006(2)：17—18．
3樊颖玮．城市交通可持续发展问题的思考[J]．交通与运输，2006(2)：67．
4全永棠，孙壮志．关于BRT与轨道交通的理性思考[J]．交通运输系统工程与信息，2006，6(2)：117．
对CBTC系统车地无线通信安全构成威胁的风险源主要分为无线干扰和恶意攻击2类。
1.1无线干扰目前，对车地无线通信造成干扰的来源主要有：乘客信息系统、商用无线网络、多径效应等［2］。
1）乘客信息系统（PassengerInformationSystem，简为PIS）：是一个多媒体咨询、播控与管理的平台，可在多种显示终端上显示多种类型、多信息源、平行、分区、带优先级的信息。其中，既包括数据量小的文本信息，也包括数据量大的媒体文件信息。目前，PIS主要采用IEEE802.11a／g／n标准的WLAN进行传输，并且和信号系统的WLAN使用了相同的频段，从而可能对CBTC系统的车地无线通信造成同频干扰。
2）商用无线网络：3G网络的普及使得人们可以随时随地自组WiFi无线网络。这些无线网络的信道是可变的，并很有可能会同城市轨道交通信号系统WLAN处于同一信道而造成干扰。乘客自组的WiFi无线网络的频段如果与CBTC系统车地通信频段相同，就很容易造成无线干扰而影响信号系统的正常工作。
3）多径效应：无线信号是沿着直线传播的，但是在隧道和城市高楼林立的环境中，信号会经过建筑物的反射和衍射再到达接收端。这样，接收端收到的信号就可能包括直线传播的信号和经过若干次反射和衍射后的信号，这些信号因为传播路径的不一致而先后到达接收端，这就造成了多径效应。多径效应的存在使得信号不稳定并且可能会出现数据错误，因而对车地通信安全造成影响。
1.2安全攻击黑客、等对城市轨道交通的恶意攻击，不仅可能造成运营中断，甚至还可能通过发送错误指令等方式造成列车相撞或者远程控制列车。因此，轨道交通CBTC系统必须对网络安全攻击进行防护。网络安全攻击一般可以分为如下5种类型［1］。
1）被动攻击：包括流量分析、对无防护通信进行监视、对弱加密的通信进行解码、验证信息捕获等。被动攻击可以在用户不知情的情况下被攻击者获取信息或数据文件。
2）主动攻击：包括绕开或破坏安全防线、植入恶意代码、窃取或修改信息等。主动攻击可以导致数据文件的泄露或传播，拒绝服务或数据修改。
3）物理接入攻击：未授权人员物理上接近网络、系统或设备，目的是修改、搜集或拒绝访问信息。物理上的接近可以是秘密的，也可以是公开的。
4）内部人员攻击：可分为恶意和非恶意的攻击2种。恶意攻击是指内部人员有意地偷听、窃取或破坏信息，欺诈性地使用信息或者拒绝其他授权用户访问信息；非恶意攻击通常是由于不小心、缺乏相关知识等原因而绕开安全防护。
5）分发攻击：这是集中在软、硬件工厂或分发中对软、硬件做出恶意修改。这种攻击可能是向产品中引入恶意代码。例如，为了在以后对信息或者系统功能进行未授权访问所留的后门程序等。
2城市轨道交通安全保障的研发目标与措施
2.1安全保障研发目标针对当前城市轨道交通存在的信息安全隐患，以及城市轨道交通CBTC系统信息安全的新需求，应结合既有CBTC系统，开发适合当前城市轨道交通使用的CBTC系统数据加解密设备、专用防火墙、网络攻击检测、安全车地无线通信设备等。应搭建信息安全管控平台，通过技术和管理手段相结合，以有效避免城市轨道交通信息安全事故的发生。其核心技术的研发目标如下：
1）项目研发应具有实用性：相关技术的研究以城市轨道交通控制和调度系统应用为基础，相关技术的应用不能影响信息的正常传输。
2）保证控制与调度信息的安全性：应保证通信网络中数据不受到非法监听、截获及篡改，所研究的信息安全技术能够保证传输数据的唯一性和真实性。
3）实现通信网络的智能检测：采用CS（客户端—服务端）工作结构，全面实现对通信网络工作状态的监控和对网络攻击的定位；自动实现通信网络健壮性的检测，并提供相关报警和日志记录。
4）建立身份认证管理机制：应实施客户端身份认证管理和无线设备接入认证密钥多样化管理。
2.2安全保障措施安全保障措施包括行政措施和技术措施。行政措施包括制订信息安全和网络安全的管控措施、对网络设备的投标和使用加强审查和控制等。以下列举在实际应用中可使用的车地无线通信安全保障的技术措施。
1）数据加解密设备。车地无线通信运用的是基于SMS4密码的加解密技术。SMS4GM／T0002—2012《SM4分组密码算法》是国家密码管理局批准的。该算法是一个分组算法，分组长度为128bit，密钥长度为128bit。加密算法与密钥扩展算法都采用32轮非线性迭代结构。
2）无线接入认证管理机制。该无线接入认证方式是叠加在既有控制系统的无线通信之上，且对控制系统的无线传输性能无影响。应接入认证密钥的动态管理，采用多种密钥更新方式。采用“工作站—服务器”模式，可实现各子系统、多条线路的接入认证管理。
3）网络攻击检测和报警。针对轨道交通列车控制与调度系统的特点，采用专用的网络攻击检测和报警系统，实现控制系统传输网络边界的自动识别。
4）网络隔离系统。在保持内外网络有效隔离的基础上，实现两网间安全、受控的数据交换。主要为用户提供了一种在物理隔离的内外网之间（或高低密级网络之间）安全地将外部信息（或低密级信息）通过以太网单向导入到内部网络（或高密级网络）的解决方案。
5）主机审计系统。主要用于监控和审计计算机的数据输入／输出接口、设备以及被控端用户的敏感行为，从而加强轨道交通列车控制与调度指挥系统的管理，以达到有效地预防失密、泄密事件发生的目的。本系统为铁路机构提供了方便、准确、快捷的终端用户安全管理手段。
6）主机加固技术。主要是提供主机的安全配置等设置的检查，根据安全配置是否符合相应的安全要求，提出供主机加固的建议。
7）定义封闭系统。封闭系统是不对大家都可以访问的默认SSID（ServiceSetIdentifier，服务网络标识符）进行响应的系统，也不会向客户端广播SSID，即取消了SSID自动播放功能。封闭系统可以防止其它WLAN设备搜索无线信号，从而禁止非授权访问。
8）MAC地址过滤。MAC（MediaAccessControl，媒体访问控制）地址仅标识1台无线网络设备，不存在2块具有相同MAC地址的网卡。MAC地址过滤可以起到阻止非信任硬件访问的作用。
9）WPA2加密和动态密钥。WPA2（WiFiProtectedAccess，WiFi保护接入）中采用AES（AdvancedEncryptionStandard，高级加密标准）加密，其算法不能破解，再结合动态密钥，保证了信息传输的安全性。WPA2的PSK（Pre－sharedKey，预共享式保护访问）认证中，每台车载无线设备都需要1个密钥才能接入无线网络，且这个密钥设置很复杂，能确保信息安全。
3结语
有线传输和无线传输是变形监测物联网数据及指令传输采用的2种主要方式。有线传输由于受到传输距离的限制，其应用范围有限；无线传输目前主要采用基于GPRS／CDMA的无线数据通信方式，GPRS(GeneralPacketRadioService，通用分组无线业务)和CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）是在GSM系统上发展起来的新的数据通信技术，其特点与优势就是将移动通信与因特网这两大热门技术联合了起来，带动了物联网领域向全IP网络的方向发展，为远程监测、区域大、布线困难、数据流量小的应用场合提供了很好的应用机会。本系统的数据传输是通过CDMA或GPRSDTU(DataTransferUnit，数据传输单元)的无线终端设备实现的。一般地，常常采用2种工作模式实现数据传输，一是传输两端均为DTU设备的点对点模式；二是一端为DTU、一端为无线数据服务中心的中心对多点模式，此时仅需保证现场具有良好、强烈的信号，保证传输效果即可，故对现场设备并无特殊要求。考虑到城市轨道交通内不同区域信号强度不同，通信信息覆盖范围也有差别等情况，中心对多点的工作模式被确定为本系统的工作模式，而现场的CDMA或GPRSDTU则通过设置于采集计算机的无线数据服务中心实行集中管理。
2变形监测物联网应用层的软件配置
DAMS-IV型智能分布式工程安全监测系统是本系统的应用层，该系统是在WindowsNT网络环境下，基于Windows98/NT工作平台开发的一款工程安全自动化监测系统，具有较广泛的使用功能，例如，演示学习系统、在线安全评估、辅助工具、文档资料、测值的离线性态分析、报表制作、监控模型／分析模型／预报模型管理和帮助系统等日常工程安全管理的所有常规内容。
3静力水准系统工作原理
静力水准仪利用连通液的原理，多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面，通过测量不同储液罐的液面高度，经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。
4工程应用
本工程为宁波轨道交通某新建车站基坑近接某既有车站开挖工程，新建车站为明挖地下4层岛式车站，设计埋深为32.22m，覆土厚度3m，与既有线车站主体建筑的水平距离约16～24m。新建车站基坑埋深大，地质条件复杂，施工风险大，为实时掌握新建车站基坑施工对既有线车站线路变形的影响情况，保障既有线路安全运营，对本工程采用变形监测物联网系统进行线路变形沉降静力水准监测。
4.1测点布设
根据新路变形沉降监测需要，分别在既有运营线路车站的左、右线路中线各布设1条监测线，每条监测线布设10个监测点，监测点间隔12m，共布设20个静力水准监测点。每条监测线对应1个基准点，基准点采用独立坐标系统，布设在离最外侧监测点40m左右的轨道结构外侧，远离变形区域。监测点的平面布设位置如图4所示。
4.2数据通信
信号通信设备由通信电缆、供电电缆、标准RS-485现场总线、电源箱等组成，现场RJ-S型智能电容式静力水准仪通过RS-485现场总线与标准型模块化智能数据采集单元DAU2000实现通信，DAU2000数据采集单元通过GPRSDTU通信模块实现与因特网的连接。DTU的基本用法是在DTU中放入1张开通GPRS/CDMA功能的SIM卡，DTU上电后先注册到GPRS/CDMA网络，然后通过GPRS/CDMA网络和数据处理中心建立连接，将数据采集单元获取的数据传输到控制中心的PC机上。
4.3数据采集及分析
摘要：从分析我国大城市交通问题入手，探讨了大城市可持续发展应采取的交通方式，提出应优先发展公共交通，重点发展轨道交通，促进我国大城市的持续发展。关键词：轨道交通，城市，可持续发展 城市可持续发展指城市经济发展与人口、资源、环境之间相互适应，经济、社会、生态三者协调发展，既实现经济高效发展的目标，又维持人类赖以生存的自然与环境的和谐，使子孙后代能够安居乐业，得以持续发展。根据2002年的统计资料，我国城市化水平已达37.66%，城镇人口近3.6亿，地级以上的城市工业产值占全国社会总产值的比重已超出85%。但城市问题，也带来许多难题和困扰，其中生态环境、住宅、交通等都与可持续发展有着密切关系，因此在大力提倡城市化的今天，如何坚持可持续发展成为非常重要的问题。尤其在大城市中，交通问题已成为制约城市可持续发展的瓶颈问题。1 我国城市交通存在的问题1.1 道路容量严重不足 长期以来，我国城市人均道路面积一直处于低水平状态，只是近年来才有较快发展，人均面积由2.8m2上升到6.6m2。尽管增长幅度较快，仍赶不上城市交通量年均20%的增长速度。1.2 汽车增长速度快、机动车与非机动车混行加剧了交通拥挤 最近几年是大城市机动车增长速度最快的年份，轿车、客车、面包车以至于摩托车增幅年平均在25%以上。我国现有城市路网一般都是密度低、干道间距过大、支路短缺、功能混乱，属于低速的交通系统，难以适应现代汽车交通的需要。大量非机动车与机动车混行，造成道路交通复杂化，增加了管理难度。因此，尽管我国城市机动车人均保有量较低，但我国城市的道路交通拥挤状况大大高于国外同等机动车拥有水平下的交通状况。1.3 交通污染严重 我国城市机动车交通造成的大气污染约占整个城市大气污染的一半以上。噪声污染主要来自交通和工业生产，而以交通噪声污染为主，各车辆造成的噪声一般在80dB(A)以上。1.4 公共交通日趋萎缩 1978年～1995年的17年间，全国公交车辆和线路长度分别增长了2.5倍和2.8倍，公交车辆达到0.62辆/千人，但公交车辆的运营速度由每小时12km～14km下降到5km～10km，新增的运力被运输效率下降所抵消。其原因是“优先发展公共交通”的方针没有真正落到实处，运营效率没有和经济挂钩，服务质量下降与企业生存无关，因而普遍处于亏损状态，公共汽车在整个城市交通客运量中的比重越来越小。1.5 通管理技术水平低下 我国大城市中交通控制管理和交通安全管理的现代化设施很少。管理疏漏不少，交通事故率居高不下。大城市中特别是中心区严重短缺停车设施，车辆大都停在道路和人行道上，加剧了拥挤、堵塞和事故发生。2 城市的可持续发展与交通方式的选用2.1合理控制小汽车交通发展 借鉴国外城市交通建设的经验，单纯依靠增加道路交通设施并不能从根本上解决交通拥挤问题。几十年来，城市交通行业所有努力常常围绕一个目的：为了提高机动性，不断加大道路设施的供给，以容纳更多的车辆通行，这又反过来刺激了小汽车的需求。从可持续发展的观点出发，一个到处是青山绿水、蓝天白云、鸟语花香的国家，才可能是长久发展和幸福的国家。2.2优先发展公共交通 城市的根本目的是发展生产，提高生活水
关键词：快速轨道交通线网规划
一、前言
随着我国经济的发展和城市化进程的加快，如何合理地解决城市迅速增长所引发的交通需求和有限的城市空间资源规划与管理是目前我国各大城市所关注的问题。国内外实践证明，发展以轨道交通系统为骨干、以公共交通为主体、各种交通方式相结合的多层次、多功能、多类型的城市综合交通运输体系是解决城市交通问题的主要途径。城市快速轨道交通工程是一项大型的系统工程，技术复杂、涉及专业多、投资大、建设周期长。快速轨道交通线网规划（以下简称“线网规划”）作为轨道交通发展的基础和先决条件，具有举足轻重的作用，是关系到今后地铁建设及运营能否顺利实施，并能否有效地节省投资的重要问题。
线网规划设计中所涉及的问题很多。最近，笔者有幸参加了关于北京快速轨道交通线网规划的设计工作。笔者将结合此工程实例和一些粗浅的体会，谈谈线网规划中的一些新思路和方法。本文将从线网规模的确定、线网规划合理的设计原则、线网详细的统计分析、多标准评价体系、最佳方案的功能、技术和运营分析、最优方案分期实施计划等方面进行介绍。
二、线网规模的确定
线网的规划研究首先要确定城市轨道交通线网合理的规模，以此在宏观上判断一个城市大概的轨道交通规模范围。线网规模要以城市今后的发展、经济发展、城市交通发展政策和服务水平目标为依据，应当是出行需求与交通服务之间的最佳结合点，坚持近远期相结合、定性定量分析相结合原则和经济性原则。线路走向尽可能满足城市布局结构和出行总量需要，并适当兼顾城市将要开发地区发展的需要。线网规模的准确把握应使其在不同阶段都能满足出行客流的要求，发挥最大的作用。线网的规模要包括不同阶段线网的编织密度和服务水平等级。
1定性的确定
（1）线网的规模与城市发展规划紧密结合
根据城市发展规划，结合城市特点、出行需求、客流预测，对重点发展地区、商业区、高新技术开发区等进行重点开发。对人口增长和就业岗位的分布进行科学的预测，以指导和帮助我们更合理地确定不同区域中线网的编织密度。北京目前的规划布局为，进一步加强由天安门广场、长安街、复兴门、建国门组成的“超级中心”；发展CBD商务区；发展王府井、西单、朝外等主要商业区；优先发展具有战略意义的海淀高新技术开发区以及上地、丰台、石景山、望京等技术园区、2008年奥运会在北京的举行将为增加北京的城市活力以及发展交通基础设施起到积极推动作用；积极推动边缘集团和卫星城发展；加强对绿化环带和市区的规划绿地建设；加大对北京文化遗产的保护力度。作为首都、国家政治文化中心、历史名城，在保护其特色的基础上，改善生活环境、交通状况，提高市民生活水平和出行需求。
（2）线网的规模与经济发展政策紧密相关
经济发展是支持城市进步，活跃城市社会活动和影响全市居民出行的重要因素之一。很显然，出行率与市民富裕程度休戚相关。同时，发展交通的投资力度也与经济发展紧密相连。
由于经济发展与机动化程度，总出行率和私人机动化出行率之间有紧密的联系，因此，未来GDP的增长趋势对交通发展有重大的意义。根据经济发展的预测，可推算出未来各种交通模式的综合投资潜力及未来公共交通的投资潜力，从而更好地确定不同时期线网的规模。
（3）线网的规模与城市交通发展政策紧密相关
进行准确的交通调查，掌握居民的出行情况。如进行出行方式、出行率、主要出行客流分配等调查，以此确定合理的交通发展政策。
积极发展公共交通，有效控制私人机动化出行，对自行车出行人员合理引导，使这部分人能转向公共交通。必须推行合理的总体交通发展政策，使各交通体系协调发展。
（4）轨道交通服务水平目标的制定
轨道交通服务水平目标的制定对线网规模的确定起到重要指导作用，很大程度上决定了线网的发展方向和未来建设速度。北京市轨道线网服务水平目标制定时考虑如下几点：
a.易达性：居民住所或上班地点距与其最近车站的距离不超过750m；
b.出行时间：在市区范围内，出行时间不超过60min；
c.候车时间：高峰小时候车时间不超过3min；
d.舒适度：除座位外，6人/m2标准。
2定量的分析
在定性确定设计原则后，可根据公共交通客流总量、人均指标测算法和面积密度测算公式分别定量计算轨道线网规模。
对线网规模的影响作用有的可以量化，有的无法量化，所以确定城市轨道交通线网规模要采用定量计算和定性分析相结合的方法。定性分析对线网规模具有宏观指导作用，而定量计算是对定性分析的一种合理验证和修正，在以往的工作中，由于技术手段和调查数据积累的不足，定量计算的可信度大打折扣。今后随着数据采集手段的提高和城市公共交通信息化平台的建立，将为城市轨道交通的合理规划提供有力的技术保障。
三、制定线网规划的原则
在线网规模确定的基础上，制定合理的轨道线网规划设计原则，为下一步规划线网提供依据。北京作为首都，是政治、经济和文化中心，人口繁多、地域面积很大、地下状况复杂，为达到较高的交通服务等级，制定了很多的设计原则，列举以下部分内容来说明。
1.支持城市多中心发展和经济发展的政策，重点支持CBD、金融街、主要商业中心、文化旅游中心、边缘集团、奥林匹克公园、高新技术开发区及卫星城等已建、在建和规划建设的地区的发展。按照SOD和TOD结合的方式合理规划线网，是其更加适应城市发展和经济发展的需要。
2.根据不同的标准对各种交通模式进行分类，选择适合不同城市的不同功能等级和交通服务等级的交通模式。北京作为特大城市，其人口较多，我们就选择了重型大运量的市域线和市区线的模式。市域线服务于市区和城郊，站间距相对较大、速度快、运量大，较好地吸引远程的客流。市区线主要服务于市中心区域，站间距相对小一些，发车间隔较小，较好的吸引近距离乘客，但较小的站间距就势必造成工程造价的升高。所以，有效的确定站间距对于线网的合理性也是很重要的。而对于小型的人口相对较少的城市，也许，发展有轨电车就可满足出行的需求。
a.按照线路的服务功能等级不同分为市域线、市区线、局域线。
b.按照运量的大小分为重型大运量的地铁、轻轨、有轨电车系统。
c.按照封闭形式分为混合交通、半封闭、全封闭线路。
d.为满足不同等级的交通服务，车站分为大型枢纽站、一般换乘车站和一般车站。
e.根据客流的要求选择不同的车辆类型，目前我国规范规定：有A、B、C三种车型。
3.依据城市的出行特征来确定线网的结构形式。经过科学的客流预测，分区域测算出城市中的主要交通走廊，是从市区-市郊的放射形出行、还是穿越市中心的穿越形出行；是优先考虑线路走向，还是先锚固住车站的站位；多种设计思路组合运用可构造出不同的线网结构形式。但无论以哪种思路为出发点来设计的结构形式都需要用客流预测来验证其适用性，并根据结果进行调整后，再进行测试，直到其合理为止。
4.线路的铺设形式需根据所处的地理位置、地质情况、城市景观等来确定地下、地面和高架形式。例如，北京在三环路以内规定均采用地下线形式；而颐和园地区虽处三环外，但由于景观原因，从其门口通过的线路需埋入地下。
5.对线网中线路和车站进行设计和施工的可行性研究，分析并选取最优方案。施工中针对不同情况选取与之相适应的施工方法，包括暗挖、明挖、盖挖；同时，车站设计中还需考虑站台的形式、站台和站厅的相对位置等问题。这些都是应该在线网规划中需考虑和确定的。线网规划作为前期工作，应该在大的原则上具有规范作用，一旦确定，就不应轻易改变。因此，在做这项工作，一定要慎之又慎，通盘考虑。
6.对于大型公交枢纽，我们应当根据枢纽站周边的环境条件及其所发挥的作用，以及对此区域的土地规划、预留发展和客流预测进行深入的研究，合理确定枢纽站的规模。并且优化其易达性，方便乘客进入车站或与其他交通模式的换乘（地面公交、出租车、自行车、步行），从而使其更有效地吸引客流。这就需要规划部门的大力支持，对于此规划区域得到合理安排和监控，尽量减少原则性的变动。
大型公交枢纽站的换乘形式多种多样，我们以前设计的车站换乘形式多为十字换乘、T型换乘和通道换乘，设计不够合理。一方面是设计上较为死板老套，另一个造成目前状况的重要原因是，规划和前期的准备工作做的不够细致深入，控制规划的后续工作执行的又不严格。比如多条线路在某一地段交汇，往往缺乏深入地综合分析和规划。在车站设计时，哪条线先设计，就把有利的土地资源占尽，很少为后续线路统筹考虑，从而导致土地资源的浪费、并使后续工程的施工设计难度加大、费用增加、换乘形式单一、换乘距离加长，甚至造成许多好的规划方案难以实施。因此，在开始建设时就需要统筹考虑，把大型枢纽站的土建结构一次建成，为后续工程的建设提供条件。例如：在西客站和东直门站的下方就已考虑和建成预留的地铁车站。
7.我们经常认为多线交汇的交通枢纽在设计上较为困难，因交汇线路越多，车站规模越大，投资越多。但为了提高乘客的换乘方便，对线路可进行适当合理的优化，使其换乘合理，同时有效降低投资。以3条线路交汇为例：图1(a)是有两条线路平行通过车站，形成换乘，另一条线路分别与其形成换乘，此形式为两层的较理想的车站线路形式。若遇到图1（b）的形式，即3条线路相互交叉，形成三层的规模较大的车站。我们可以对其进行合理的优化调整，使其中的两条线在同一标高平行通过交汇处，这样使其形成同站台换乘形式，即在同一站台上就可换乘其他线路上的车辆，大大地方便了乘客，在香港等许多城市都采用了这种换乘形式；也可使两条或更多的线路在此车站区域共用同一条线路和站台，形成共线运营的形式，德国法兰克福等城市的地铁就有许多车站采用这种形式，换乘极为方便，但同时对运营管理的要求大大提高，为图1（c）所示。
8.在规划阶段还应该考虑到线网中各条线路之间的联络线，使整个线网在各个阶段都能达到最佳的运营效果，成为一个有机的整体，相互协调，资源共享。同时还应考虑到与外部铁路专用线的衔接，使外部的资源有效的通过铁路专用线运送进入线网中来。
四、线网的规划
线网规模确定后，依据所设定的设计原则，在分析研究的基础上，设计并规划出合理的线网，形成城市交通骨架。
五、对线网进行详细的统计
随后对所设计的线网进行详细的统计和分析，得出的统计数据反映了路网的各方面的特征，为下一步对各线网方案做出客观的评价提供了有利的依据。详细统计分析包括如下几个方面：
1.分类统计体现线网主要特征的数据。包括线网总长、不同类型线路（市域线、市区线、局域线）的总长度和数目、各种功能等级的车站总数，包括一般车站、一般换乘站和大型公交枢纽站的总数。
2.体现交通服务水平的数据。此项是由线网对各大型城市活动中心和公共设施的覆盖程度来体现，包括商务区、商业中心、体育设施、医院、学校、工业区、高新技术开发区以及旅游景区等。这些区域都是城市规划中大力支持的项目。
3.客流预测分析是评价线网结构质量的有力数据。包括出行结构、出行量、出行率、各交通模式的出行比例以及对公交产生的影响。
4.线路铺设形式。统计不同铺设形式（高架、地面、地下）的线路总长度和不同铺设形式车站总数。
5.车辆总数。按照高峰时段市区线、市域线的不同行车间隔、旅行速度及车辆编组等数据来计算每天运营线路所需的车辆总数和需备用的车辆数。
6.车辆段和维修车间。统计线网中，所需设置的车辆段和维修车间的总数量。
7.投资总额。对基础设施（线路、车站）和设备（车辆、沿线设备和车站设备）进行估算，计算出整个线网所需的投资总额。
六、多标准评价体系
对各备选方案进行了详细分析并获得了相关数据后，要对各方案进行客观的评价。评价的标准应由乘客、运营者、建设者、经营管理和市政府等各方商讨形成一个全面、客观的多标准评价体系。评价体系应由以下几个方面组成：
1．乘客要求高品质的交通服务，提出线网的吸引性指标。
2．运营者要求降低运营成本、增加收入，提出运营目标。
3．建设者要求施工的可行性和简便性，提出建设目标。
4．经营管理者需要降低投资，并使各种交通模式之间良好衔接，提出经营管理目标。
5．市政府要求维持城市可持续发展战略，提出发展战略和对资源的全面管理目标。
各个不同的城市所适用的评价体系不同，这需要在长期的实践中进行摸索，形成了一套适合本城市发展的多标准评价体系。这套评价体系对于我们今后城市的发展、轨道交通的发展都有极为深远的意义。
在形成了完善的评价体系后，我们就须依照该评价体系对各备选方案进行客观的评价比较计算，其中需要针对各指标的重要程度进行适当的加权处理。在经过综合评价比选过后，较客观地评选出最佳的线网方案。
七、对最佳方案进行作进一步的分析
对评选出的最佳方案进行进一步详细的功能、技术以及运营管理方面的分析。对其进行总体评价，以检验这个线网是否符合所确定的相关原则。下面就从3个方面具体分析。
1．对各条线的长度、走向、车站定位、枢纽数目进行分析；对重点发展区域的覆盖、对城市布局、经济发展的支持程度等进行详细的功能分析。按公认的经验数据，市中心的线网覆盖率应在90%左右，线网的密度1~1.2km/km2，车站密度为1座/km2，即一个车站为市中心区1km2的市民出行服务，服务半径约为500m。
2．对线路走向、铺设形式及换乘车站的构成和组织形式进行详细的技术分析。尤其要对线网中的大型换乘枢纽进行深入的分析研究，如线与线间的换乘、地铁与城市公交的衔接、车站与城市地下空间的开发相结合等。例如：上海就在人民广场、徐家汇、静安寺、虹口体育场四大城市中心区组织了大量的人力、物力进行了方案研究，为下一步的设计、施工的顺利进行打下了坚实的基础。
3．检测线网在今后运营上是否能达到快捷、准点、安全、舒适；线路设计是否简便、灵活。科学的客流预测对确定合理的运营模式和选定合理的车型有很大的帮助。在运营中，可根据不同的线路特性和客流需求（各区段客流量不同）制定不同等级的服务（例如：常规服务、中间折返区间运营、支线运营、跨站运营等）；制定紧急事故处理方案；合理设置中间折返站和联络线；设置终点站折返区间和方案；设置运营规程、时刻表等问题。
在对最优方案进行详细的分析后，可对其不完善处进行适当的调整和优化，使其满足我们的设计原则和要求。
八、最优方案分期实施计划的研究
在对最优方案进行详细的分析和优化后，对此最优方案进行分期实施计划的研究。分期实施计划是使线网能够分阶段、有计划、有步骤、连贯协调的实施。对不同阶段制定不同的发展目标和实施计划。
首先，先确定已建和在建的线路；其次，再对建设资金的来源进行分析；最后针对不同阶段、不同投资额制定出切实可行的实施方案。