市区线与郊区线贯通运营实践与思考

图1 1号线与八通线线路示意

1.2 1号线与八通线的历史沿革

1) 1957年版线网规划。1957年，北京市编制了第一版地铁线网(见图2)，总共有7条地铁线路，总长度约130km，构建了北京线网“环+放射”的基本形态。

图2 1957年北京地铁线网方案

2) 1965年线网规划及一期工程建设。1965年，《关于北京地下铁道建设近期规划方案的专题报告》中提出了“一环两线”分期建设的规划方案(见图3)，线路全长53.5 km(不含通向山区线段)，拟分期进行，第一期为北京站—复兴门段及复兴门—石景山段，第二期为东郊热电厂—北京站段及环线。

图3 北京地下铁道近期规划方案(1965年)

北京地下铁道一期工程由401线(北京站—古城路站段)和402线(古城路站以西区段)组成。1965年7月，一期工程开工;1969年10月，401线建成通车;1973年4月，运营区段延伸至苹果园站[1]。

3) 1973年线网规划及二期工程建设。1973年，北京市城市规划部门提出了北京地下铁道规划方案。方案中，1号线西起石景山，东至通县，复兴门—建国门段与2号线南环合并。

1974年，地铁领导小组对此版方案审查后，考虑到长安街客流量较大，1号线与环线混合运营能力不足，同时存在运营安全风险，提出保留东西长安街线，修改后的方案由6条线组成，全长214.3 km[2](如图4所示)。

图4 北京地下铁道规划方案(1973年)

在规划调整的同时，北京地下铁道二期工程的建设也在迅速开展，于1971年3月开工。1973年北京地铁运营交路示意如图5所示。

图5 北京地铁运营交路(1973)

4) 1983年线网规划及复兴门—西单段建设。北京市规划部门在上一版线网基础上，提出了1983版地铁路网规划方案(见图6)，由8条线组成，共236 km，其中1号线贯穿东西长安街并延伸至通县，全长近50 km，同时可与2号线独立运行。

图6 北京市地下铁道规划方案(1983年)

1984年9月，北京地铁二期工程开始运营。由于一期工程与二期工程不能衔接运行，二期工程采用马蹄形交路运营，给乘客换乘造成很大不便。为解决运营难题，北京市启动了复兴门—八王坟段可行性研究，首先建设复兴门—西单段，利用新建的复兴门站后折返线实现一期工程列车在复兴门折返、二期工程环形运营的目标。复兴门折返线工程于1986年8月开工，1987年12月交付，同月二期工程实现环形运营，1992年10月西单站建成通车[2]。1984—1992年北京地铁运营交路如图7所示。

图7 北京地铁运营交路(1984—1992)

5) 1993年线网规划及复八线建设。1993年，随着新版城市总规的出台，线网规划也进行了相应的调整，共12条线路，全长312.5 km，其中1号线仍为石景山—通县的东西向穿城线路，全长50 km，如图8所示。

复八线于1992年开工，历时7年，于1999年9月通车，次年6月实现1号线贯通运营[2]，自此形成现今的北京地铁1号线，如图9所示。

6)八通线建设。北京地铁八通线于2001年12月开工，2003年12月建成通车，是1号线的东延接驳线。在开展设计时就提出经济实用原则，即处理好近期建设与远期预留的关系，在满足实用功能的条件下尽可能节省近期投资[3]。

考虑到八通线位于中心城外围，功能定位与1号线不同，客流量也存在较大差异。八通线初期预测日均客流为21.9万人次，采用4辆编组，高峰4～5 min的发车间隔[3]即可满足需求，而1号线已经采用6节编组运营，本着经济合理的原则，八通线与1号线采用了换乘的形式进行衔接。截至2007年11月，八通线最高日运量为17.59万人次，尚未达到初期预测客流。

图8 北京市地下铁道规划方案(1993年)

图9 北京地铁运营交路(1999—2000)

2021年8月，八通线南延工程(土桥—环球度假区段)开通，自此形成现今的北京地铁八通线，如图10所示。

1.3贯通改造的规划条件

通州区位于北京市东南部，地处长安街延长线东端，是首都的东大门，在北京城市规划中一直占据着重要的地位。自1993年以来，通州的规划定位共有三次调整。

图10 八通线线路示意

在1993年10月国务院作出的《关于北京1994—2010年城市总体规划方案》的批复里，通州被划为“远郊区域”，为北京14个卫星城之一，发展重点在于改善与北京市中心城区的交通，为企业投资发展创造环境，完善城镇的生活服务功能。

2004年，通州的地位显著提升。在《2004—2020年城市总体规划》中，通州为11个规划新城之一，承担疏散中心城人口和功能、集聚新的产业，带动区域发展的重要职能。

在2012年北京市第十一次党代会上，首次正式提出将通州打造为城市副中心。而在2015年颁布的《京津冀协同发展规划纲要》中，通州的定位转变为行政副中心，要求有序推动北京市属行政事业单位向副中心转移。2016年，中央政治局会议决定在通州规划建设北京城市副中心，并上升为国家战略。

随着通州在规划中的定位不断提升，其作为北京城市副中心已经开始承接大量中心城行政职能，未来更多的非首都功能将转移至副中心地区，北京城市副中心与中心城的联系将愈发紧密，双心间的联动将会产生更多的出行需求，为1号线与八通线的贯通创造了有利的上位规划条件。

2 郊区线与市区线贯通经验的借鉴：规划预留，逐步升级，统一标准

目前郊区线与市区线的衔接共有以下3种形式[4]：一是郊区线的尽端引入市中心枢纽，代表案例为纽约大都会铁路，线路止于铁路枢纽，与地铁线形成有限的多点换乘[5]，多用于铁路与地铁间两种不同制式线路的衔接;二是郊区线作为穿城快线，代表案例为巴黎RER线[6]，两端衔接卫星城、副中心等节点，线路在中心城以地下形式新建，郊区则尽量利用既有铁路降低成本;三是郊区线止于城区外围并与城区线衔接，代表案例为东京地铁与私铁路，私铁多在山手线副都心节点与内部地铁线贯通，形成直通运营，衔接了承担业务和商业功能的城市中心，以及承担居住、科研、教育功能的城市外围区域，并通过开行大站快车等方式提供快速直达服务[7]。东京市区线和郊区线进行贯通时，郊区线已经完成升级改造，且部分线路在升级改造时就进行了规划预留，在系统技术标准等方面也进行了统一，有效避免了线路的重建性改造[8]，降低了贯通改造工程的风险，保证了贯通改造的可实施性，对一八贯通及北京市后续的贯通改造工程具有借鉴意义。

1号线与八通线尽管在早期规划中为贯通线路，但自八通线开通后，一直与1号线在中心城外围采用单线多点[9]的尽端换乘形式。这是由于早期规划年代、理念和建设时序的不同，市区线的设计规模并未充分考虑郊区线的客流输入[10]，同时在八通线设计时，也无法预见因通州地区规划定位调整带来的客流提升。1号线与八通线在规划设计阶段客流量级和功能的不同导致两线在系统制式上存在一定差异，从经济合理的角度考虑，两线在建成投运时未能贯通。

3 贯通改造的必要性：直通需求强，换乘压力大，出行体验差

3.1贯通改造是适应城市发展，加强与城市副中心的联系，提高线网直达性，满足乘客出行需求的需要

2000—2010年，北京中心城规模显著扩张，沿高速公路呈放射状延伸，尤其是通州方向，大量新增人口集中分布在京通廊道沿线[11]，尤其是2003年八通线建成后，极大改善了通州地区进城的交通条件，吸引了大量人群在八通线沿线置业[12]，房地产快速发展，使线路客流剧增[13]。为提升线路能力，八通线运行间隔由10 min压缩至3 min，编组由4编增加至6编[14]，但仍需采用限流等方式控制全线客流。

现在北京市30 km半径通勤圈已基本形成，但由于长安街—京通廊道职住分离明显[15]，导致八通线呈现出明显的潮汐特征，早高峰大量乘客自通州地区前往中心城就业[16]，为1号线饲喂通勤客流，八通线80%的客流量需换乘1号线抵达CBD(central business district，中央商务区)等核心区，两线贯通需求强烈。工作日早高峰八通线换乘1号线客流(2019)如图11所示。

图11 工作日早高峰八通线换乘1号线客流(2019)

此外，北京城市副中心是北京新两翼中的一翼，承担着中心城功能疏解及首都功能服务保障的重要职能，与中心城形成良性互动。1号线与八通线贯通后，能够串联中心城长安街沿线功能区及副中心西南部组团、环球影城等重要功能节点，加强城市主副中心的联系，对带动副中心的发展具有重要意义。

3.2贯通改造是缓解换乘压力，降低运营安全风险，提高通行效率的需要

由于换乘客流量激增，现在四惠站和四惠东站高峰时段的站台实际客流已远超站台设计能力，乘客需要通过站厅层导流围栏换乘，便捷性差，运营安全风险高。随着环球影城主题乐园的建成投入使用，以及北京城市副中心的逐步完善，八通线的客流将形成反向吸引，出城客流在四惠站、四惠东站与进城客流将形成对冲，进一步加剧两站客流组织压力，存在极高的安全风险。早高峰四惠站及四惠东站换乘场景如图12所示。

图12 早高峰四惠站及四惠东站换乘场景

两线贯通后，四惠和四惠东两站由换乘站变为一般站，在高峰期消除换乘客流和候车客流带来的运营安全风险，同时拆除站厅层导流围栏，改善了站容站貌，提高了通行效率。

3.3贯通改造是充分发挥既有线能力，提高服务水平，改善出行体验的需要

八通线建成时，设计能力为高峰小时21对车，现已不能满足庞大的客流需求，因此八通线双桥至临河里共9座车站常态限流。2019年日均早高峰最大客流断面超过2.5万人次，位于进城方向传媒大学至高碑店区间，全年最大断面满载率超过115%。2019年八通线早高峰断面客流全年日均数据如图13所示。

图13 八通线早高峰断面客流(2019年全年日均数据)

1号线与八通线由于开通年代较早，设备系统逐渐老化，两线多数设备系统已到达改造周期，设备系统正在逐步升级改造，为两线创造了良好的贯通时机。2015年，1号线的信号系统改造完成，由固定闭塞升级为移动闭塞。2019年底，八通线南延开通时，八通线全线信号系统已具备30对/h的设计能力，土桥车辆段已改造完毕，段场能力亦满足贯通后行车对数要求。若将八通线能力提升至30对/h，则能够充分发挥系统能力，有效提高线路服务水平，改善乘客出行体验，但在四惠站、四惠东站会对1号线造成冲击，加大换乘压力，因此接续换乘已经成为制约八通线能力的瓶颈。

4 贯通运营改造技术标准：不低于既有线建设阶段的设计标准，分类分步改造

两线贯通运营涉及的内容和专业较多，应进行全面的梳理和研究，以确保贯通运营方案的可行性。结合改造工程特点，确定设计原则如下：

01 对两条大客流线路的改造应避免或减少对既有运营线路的影响。

02 新建工程技术标准尽量按现行规范执行，改造工程参照现行规范，且原则上不低于既有线建设阶段的设计标准。

03 与列车运营密切相关的系统应按照全线贯通同步改造，其他系统应结合设备使用寿命分步分批改造。

在两线贯通运营改造的研究过程中，经与北京地铁运营公司多次磋商，将改造工作的技术条件确定为3类：基础条件、制约条件和非制约条件。两线实现贯通的基础条件为线路、轨道、行车，贯通的制约条件有车辆、信号、供电、通信、控制中心、备用中心等，非制约条件包括FAS(fire alarm system，火灾报警系统)、BAS(building automation system，智能建筑系统)等。贯通运营涉及专业及改造内容如表1所示。

表1 涉及专业及改造内容

1号线设计年代较早，八通线采用1993版地铁设计规范，技术条件与现行规范有一定差异。改造前对1号线和八通线既有的技术条件及贯通工程的技术条件进行了全面梳理，以确保各段工程线路技术条件的适应性。线路技术条件梳理情况如表2所示。

表2 线路技术条件梳理

5 贯通运营改造方案：道岔连接，减少废弃，灵活运营

5.1既有土建工程条件

1号线与八通线在四惠—四惠东区间均为地面线，采用碎石道床，其中1号线位于北侧，八通线位于南侧。1号线四惠站以西为地下线，线路行至四惠东站东侧终止，站后停车折返线下穿京包铁路;八通线起于四惠站西侧四惠桥，线路出四惠东站后设交叉渡线，并下穿京包铁路，接着以23.5‰的坡度抬升，上跨京通快速路，沿路中向东敷设。四惠站—四惠东站配线如图14所示。

图14 四惠站—四惠东站配线

两线贯通改造选择在四惠站—四惠东站的地面线进行。四惠站—四惠东站及四惠站车辆段早期进行了上盖物业开发，包括正线在内均做了结构覆盖，密集柱网影响线路改造，仅在四惠东站西侧275 m范围无柱网，具备改造条件。改造位置如图15所示。

5.2改造方案的选择

两线在四惠东站站前贯通共有3个方案：曲线连接、道岔连接及菱形交叉连接。

图15 贯通改造位置

1)曲线连接方案(见图16)。曲线连接方案的优点在于线路条件好、改造量小，不需增加转辙机等设施，但其废弃工程量较大。改造后，1号线四惠东站与八通线四惠站将无法接发列车，对出入段也有一定影响，且两线只能采用贯通交路，无法独立运营，灵活性差。

图16 曲线连接方案

2)道岔连接方案(见图17)。道岔连接方案的优点在于运营组织灵活，既可贯通，又可分线运营，废弃工程量小，且能保证列车从四惠、四惠东两站出入段，但改造工程量大，后续贯通运营时，侧向通过道岔磨耗较大，运营维护费用高。

图17 道岔连接方案

3)菱形交叉连接方案(见图18)。菱形交叉连接方案的优点与道岔连接方案类似，废弃工程量最小，但菱形交叉道岔应用较少，成熟应用经验不足，需要厂家重新设计，同时道岔部分区域无法铺设接触轨，存在失电区段，菱形交叉道岔磨耗较大，有害空间大，存在运营安全隐患。

图18 菱形交叉连接方案

改造前，1号线平峰开行20对/h，而八通线乘客以通勤出行为主，平峰客流较小，开行不足10对/h。若平峰时段两线也全部采用贯通运营，则会造成运能浪费，故根据客流特征，改造方案也应具备分段运营的条件。基于减少废弃功能、预留运营组织灵活性及改造后运营安全的角度考虑，改造方案最终选择道岔连接方案。

6 贯通工程实施方案：跳线改造，不中断运营，提前实现贯通

地铁1号线、八通线的贯通运营牵涉两条线路的轨道、信号、供电系统，还涉及车辆改造、增购新车和控制中心合屏等各项调整，可谓一项大工程。而一八贯通工程的实施不仅对设计方案有较高要求，还受到运营条件的制约。1号线、八通线作为联通中心城与副中心的骨干廊道，承担着重要的通勤功能，贯通改造势必会导致运营中断，对列车出入段也会产生较大影响，因此如何在保障线路运营和场段功能的基础上完成改造也是本工程的难点，为此采用了三阶段方案逐步贯通。

6.1实施方案的制约条件

1) 1号线、八通线在四惠站、四惠东站接续换乘的通勤客流量极大，线路区间为四线，改造施工时应至少保证双线连通，避免四线同时中断运营。

2)八通线仅有土桥1座场段，位于线路东端，早晚收发车、平峰高峰转换时列车空跑严重，不利于降本增效，为进一步减少空跑里程，提高车底利用效率，应尽早实现线路贯通，利用四惠车辆段接发八通线列车。

3)信号系统改造时间较长，对线路运营安全影响较大，应合理设置运营交路，保证系统运力，在确保信号安全的前提下持续运营。

6.2三阶段实施方案

1)土建改造阶段(2020.10—2020.11)。为保证四惠站—四惠东站在改造期间的运营，采用跳线施工的模式。2020年国庆期间，首先停运1号线，进行线路拨线、道岔安装等土建施工，八通线持续运营以保障区间运力;同理，2020年11月，八通线停运改造，1号线持续运营。本阶段改造完毕后，主要土建作业基本完工，道岔能够联通两线，但供电扩能、信号调试和车辆改装等系统改造尚未完成，无法运营贯通交路，两线仍按原交路分线运营。土建改造阶段完成后分线运营交路如图19所示。

图19 土建改造阶段完成后分线运营交路

2)系统改造阶段(2020.12—2021.8)。本阶段以尽早实现贯通运营为前提，主要进行车辆、供电、信号、通信等系统的改造，信号系统利用夜间完成道岔联调联试和压力测试，而集中站合并、接口衔接升级等作业仍在进行中，供电改造亦未完成，能力不足。因此本阶段结束后两线仅能按贯通交路运营，不具备分线运行条件，也无法利用1号线四惠东站出入段线收发列车，系统功能尚不完全，但改造后能提前两个月开行贯通交路，极大地缓解了接续换乘压力，减少了八通线列车空跑里程，超前实现降本增效的效果。系统改造阶段完成后贯通运营交路如图20所示。

图20 系统改造阶段完成后贯通运营交路

3)过渡贯通阶段(2021.8—2021.10)。本阶段在保证贯通交路的前提下，完成各系统改造的收尾工作，改造完成后线路即可运行贯通交路，亦可分线运营，实现本次改造的全部功能。

7 结语

1号线是我国最早开通运营的市区地铁线，奠定了我国城市轨道交通技术体系的基础，而八通线作为北京市第一条郊区线，建设年代也较早。设备系统的更新改造为两线贯通运营创造了有利时机，两线先后完成信号系统改造，使得互联互通成为可能。一八贯通改造方案兼顾了贯通和分段两种运营组织模式，为针对客流特征的精细化客运组织和降本增效创造了条件。两线贯通运营的技术标准梳理和改造工程的实施方案均结合了不同年代建设线路的特点，进行统筹谋划，分类分步实施，取得了良好的改造效果。

贯通后的线路消除了乘客在四惠站、四惠东站的被动换乘，提供了更加快速、直达、舒适的出行服务，消除了早晚高峰大客流换乘造成的安全隐患，将八通线系统能力提升至30对/h，缓解了部分车站常态限流压力，减少了八通线列车空跑里程，超前实现了降本增效，谱写了我国城市轨道交通发展史上新的篇章。

本文以一八贯通工程为基础，总结了市区线与郊区线贯通改造工程的经验，对后续贯通改造具有指导意义。

1)在市区线与郊区线的规划建设过程中，应时刻注意与城市发展的关系，充分论证城市未来发展对线路运营造成的影响，在未来有可能贯通的节点尽可能预留土建、设备改造的实施条件，做到近远期结合。

2)市区线与郊区线的贯通位置一般位于中心城外围的关键节点，对整体线网结构有较大影响，应合理选择贯通时机，利用运营期逐步完成升级，整合系统制式，为贯通创造先决条件。

3)市区线与郊区线的贯通往往涉及不同功能定位、不同时期的线路，设计标准多样，部分老旧工程不具备实施现行标准的条件，因此在设计过程中应详细对比各相关标准，结合既有线条件，以不低于既有线建设阶段的标准为原则，确定合理的设计标准。

4)贯通改造土建方案应结合现状条件和改造需求选择合理的改造方案，充分利用既有系统，减少废弃工程，避免大拆大建，同时为改造后线路预留灵活的运营条件。

5)贯通改造应缩短停运时间，确定合理的实施方案，在保证线路持续运营的前提下完成施工，施工过程中应加强实时监测，避免因运营带来的不确定因素制约后续施工。

参考文献

[1] 《中国市政工程设计通志》编委会.中国市政工程设计通志(上卷)[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998:653.

[2] 北京市地铁运营有限公司.北京地铁发展史[M].北京:北京出版社, 2011:40-463.

[3] 刘洪涛,宋敏华.北京地铁京通发展有限责任公司,北京城建设计研究总院有限责任公司编著.北京地铁八通线勘察设计·施工监理·建设管理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008:6-55.

[4] 徐振廷.城市轨道交通市区线与郊区线衔接方式研究[C]//第十七届中国科协年会:分7综合轨道交通体系学术沙龙论文集.广州, 2015:111-116.

[5] 陈丽莎,汤宇轩,池利兵,等.纽约大都市区市郊铁路发展的启示[C]//公交优先与缓堵对策:中国城市交通规划2012年年会暨第26次学术研讨会论文集.福州,2012:1038-1045.

[6] 李得伟,李若怡,兰贞.巴黎RER线现状分析及对我国市域轨道交通发展的启示[J].都市快轨交通, 2017,30(5):134-139.LI Dewei, LI Ruoyi, LAN Zhen. Introduction of RER line in Paris and enlightenment to the development of regional rail transit in China[J]. Urban rapid rail transit, 2017, 30(5):134-139.

[7] 贺鹏.东京轨道交通直通运营特征分析及启示[J].都市快轨交通, 2021, 34(5):155-160.HE Peng. Characteristics of rail transit through operation in Tokyo and their implications for China[J]. Urban rapid rail transit, 2021, 34(5):155-160.

[8] 贺鹏.东京轨道交通互联互通对北京的启示[J].城市轨道交通研究, 2016, 19(3):87-94.HE Peng. Experiences of Tokyo rail transit interconnectioninterworking and lessons for Beijing[J]. Urban mass transit,2016, 19(3):87-94.

[9] 徐成永,李刚.北京市域轨道线与中心城轨网衔接模式研究[J].都市快轨交通, 2019, 32(5):8-12.XU Chengyong, LI Gang. The standards for connectivity between beijing’s regional rail lines and central urban rail networks in the city[J]. Urban rapid rail transit, 2019,32(5):8-12.

[10] 王燕凯.北京城轨交通郊区线与市区线衔接方式的探讨[J].都市快轨交通, 2008, 21(6):34-37.WANG Yankai. Discussion on the connection of suburban lines with urban lines of Beijing rail transit[J]. Urban rapid rail transit, 2008, 21(6):34-37.

[11] 孙铁山,王兰兰,李国平.北京都市区人口—就业分布与空间结构演化[J].地理学报, 2012, 67(6):829-840.SUN Tieshan, WANG Lanlan, LI Guoping. Distributions of population and employment and evolution of spatial structures in the Beijing metropolitan area[J]. Acta geographica sinica, 2012, 67(6):829-840.

[12] 张文忠,孟斌,吕昕,等.交通通道对住宅空间扩展和居民住宅区位选择的作用:以北京市为例[J].地理科学, 2004, 24(1):7-13.ZHANG Wenzhong, MENG Bin, LU Xin, et al. Influence of traffic passages on housing spatial expansion and local residents’ selection of housing location—a case study of Beijing[J]. Scientia geographica sinica, 2004, 24(1):7-13.

[13] 杨广武,孔令洋,梁青槐,等.北京地铁八通线对沿线住宅价值影响分析[J].北京交通大学学报, 2008, 32(3):37-41.YANG Guangwu, KONG Lingyang, LIANG Qinghuai,et al. Analysis of real estate value increment due to Beijing metro line batong[J]. Journal of Beijing Jiaotong University, 2008, 32(3):37-41.

[14] 徐惠林,相春静,杜有强.北京地铁八通线列车扩编设计[J].城市轨道交通研究, 2009, 12(4):41-45.XU Huilin, XIANG Chunjing, DU Youqiang. The expanding design of Beijing metro Ba-Tong line[J]. Urban mass transit, 2009, 12(4):41-45.

[15] 马毅林,孙福亮,王书灵.北京城市发展与轨道交通的关系探索研究[C]//2018年中国城市交通规划年会论文集.青岛, 2018:508-518.

[16] 张子栋,宗晶,赵洪彬.北京市长安街走廊沿线交通特征研究[C]//2017年中国城市交通规划年会论文集.上海, 2017:2686-2701.返回搜狐，查看更多