市域铁路丨什么是市域铁路、市域铁路与城际铁路的区别、市域铁路规划
跨网运营丨什么是跨网运营、跨网运营的条件、跨网运营的难点
01市域铁路
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什么是市域铁路
市域铁路，也称市郊铁路，是一种服务于中心城区与外围组团、卫星城镇之间、大中型城市与其卫星城之间的通勤、通学、通商的规律性客流，并以快速、高密度、小编组、公交化为主要特征的区域轨道交通系统，其功能介于国家干线铁路和城市轨道交通之间，有着内聚外联的重要意义[1]。其在城市内部可以与城市轨道交通衔接，实现中心城区和周边城镇的客流互换；在城市外部可以与国家干线铁路、城际铁路衔接，实现不同城市之间的客流互换，是构建一小时通勤圈的保障。
补充
上海市轨道交通系统
上海作为长三角城市群的核心，已构建了以国铁干线、城际铁路为骨干，多种方式综合支撑的多层次区域轨道交通网络，与长三角其余城市形成了相互依存、推动和发展的格局。上海拥有国铁干线、城际铁路、市域铁路、城市轨道交通四层网络，各层网络服务范围如表所示：
东京轨道交通系统
东京分为都心三区（CBD)、东京区部（中心城）、东京交通圈等圈层。通勤圈层范围为距市中心40-50km,外围地区与区部的交通量达到总通勤量的40-63%。轨道系统分为JR新干线、JR普铁、私铁、地铁。JR新干线主要服务长途铁路客运，但新干线在首都圈范围内共有数十个站点，因此也承担了首都圈外围区域的通勤。JR普铁，15-50km圈层内与私铁构成互补关系，但实际辐射范围超过50km，覆盖整个首都圈一都七县区域。私铁主要服务于东京都市区，承担客流主要是通勤、通学客流，平均客流负荷强度小于地铁，但主要线路客流负荷强度大于地铁。地铁主要由东京地下铁（东京Metro）和都营地铁构成，主要承担东京区部23区内通勤，15km以内圈层。
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市域铁路与城际铁路的区别
1.城际铁路
上海城际铁路包括往苏州方向的沪宁城际、太仓方向的沪通铁路，并与尚在规划中的沪甬跨海城际、沪乍杭城际、沪苏湖城际、南沿江城际、北沿江城际共同形成往南京、杭州、南通、宁波、湖州的5个方向。
以沪宁城际铁路为例，沪宁城际铁路于2010年7月1日开通运营，是长三角城市群城际客运铁路线网的骨架，连接上海市与南京市。沪宁城际铁路采用CR400AF、CR400BF“复兴号“动车组，大站停直达列车采用16辆编组；站站停列车采用8辆编组，其设计最高时速为350km/h，从2018年7月1日中国铁路实施第二阶段列车运行图起，沪宁铁路实现了“公交化“运营，最小行车间隔缩短至3min。
2.市域铁路与城际铁路的区别
城际铁路主要服务于城市群各城市之间的城际客流，通常在沿线经过的城镇和卫星组团等地都设有车站[2]；而市域铁路主要服务于中心城区与外围组团、卫星城镇之间、大中型城市与其卫星城之间的通勤、通学、通商的规律性客流，从功能定位来看，城际铁路与市域铁路功能有所重叠，但城际铁路服务范围比市域铁路更广。
从设计上，根据《城际铁路设计规范》[3]和《市域铁路设计规范》[4]，两者主要区别可总结如下：1)运营管理上，城际铁路的发车频率低于市域铁路，市域铁路的最小行车间隔宜采用2.5min，城际铁路的最小行车间隔宜采用3min；市域铁路通常采用小编组、高密度的行车组织形式，其编组辆数不宜大于8辆，而城际铁路多采用8辆或16辆编组；2)速度上，城际铁路适用于新建设计速度为200km/h及以下、仅运行动车组列车的标准轨距客运专线铁路，即城际铁路仅运行动车组列车，设计速度分为200km/h、160km/h、120km/h三级；市域铁路设计速度100～160km/h，设计速度分为100km/h、120km/h、140km/h、160km/h四级，因此，城际铁路速度通常高于市域铁路；3)站间距上，车站分布应根据沿线客流需求确定，结合市域铁路特点和城际铁路特点考虑，市域铁路站间距在城区和居民稠密地站间距宜为1.5km～3km左右，在城市外围区站间距宜为3km～8km左右；城际铁路站间距不宜小于5km，通常在5~20km。
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市域铁路规划
1.市域铁路服务范围和出行时间目标
1）服务范围
国外发达城市市域铁路的服务范围在30~100km之间，日本东京和大阪都市圈市域铁路服务范围在30~70km，法国巴黎都市圈市域铁路主要服务于大巴黎地区60km半径范围，英国伦敦服务于近郊（50km交通圈）和远郊（100km交通圈）的市域铁路占线网长度的74%，为满足大量进入市区的通勤客流需求、支撑城市可持续发展，各个地区的轨道交通系统均呈现以中心城市向外辐射状。
2）轨道交通出行时间目标
通勤时间适宜时间为30分钟，耐受时间为60分钟
根据轨道交通出行时间调研：60分钟为极限通勤时间，具有稳定性；45分钟为竞争力目标，各功能层次轨道线路时空目标的设定，应使乘客旅行时间在30分钟内。
根据国内规范要求：《城市综合交通规划规范》高峰期95%的乘客在轨道交通系统内部（轨道站间）单程出行时间不宜大于45min；《城市轨道交通线网规划规范》中心城区市级中心与外围组团中心之间不宜大于30min，当两者之间客流特征为商务、通勤、旅游等多种目的时，其轨道交通系统内部出行时间指标可放宽，但不宜大于45min。
2.市域铁路进入中心城的快线数量
市域铁路与城市中心体系的融合主要有三种型式：一是“中心区+放射”型，即市域铁路线路接入城市周边，该类型有利于形成强大的市中心，线路换乘便捷，圆周方向的出行可以直达，但环线的客流难以保障，社会经济效益相对较差。二是“中心放射”型，即终止于城市中心，该类型有利于形成强大的市中心，促进土地密集发展，郊区与中心城区联系方便，联通性好，换乘方便，但易加剧市中心拥挤，且由于没有环线，外围地区之间联系不便。三是“穿心快线”型，即快线穿越城市中心，该类型便于穿城区的交通联系，同时避免中心区换乘压力，但穿城线路如无法实现快慢线越站运行，易降低轨道快线效率[5]。
一旦通勤圈范围扩展至30km（地铁服务范围）甚至更远，则需考虑预留足够的快线规模和通道资源进入中心城。
3.市域铁路案例
1）深圳轨道交通11号线
国内首条将市域组团快线与机场快线相结合，设计时速达到120公里/小时，采用DC1500v供电制式的8A编组城市轨道线路。站点布置外密内疏，平均站间距3公里。深圳轨道交通11号线与1号线（普线）局部共用廊道，仅在多线换乘时设换乘站，通过少设换乘站进行快线与普线的功能分离。11号线与1号线只有2站可以换乘。11号与其他普线多次相交时基本只提供一次换乘。
2）成都轨道交通18号线
成都轨道交通18号线与1号线在西博城站以北均沿天府大道廊道运行，连接成都主城区、天府新区、天府国际机场的快线，兼顾市域客流和机场客流。在成都四环外与1号线（普速线）共廊段，通过跨越多个1号线站点拉开站距，实现快速线与普速线的快慢分离。在成都三环内，与其他各线相交处都提供换乘，且仅提供一次换乘（7号线为环线提供两次换乘）。三环内最大站间距为3.4km，平均站间距为2.1km。采用站站停和机场大站快车的快慢车混跑运营模式，最快行程时间为30分钟。
3）上海轨道交通16号线
上海轨道交通16号线全长58.96公里，地下线13.74公里，高架线45.22公里，13座车站，车辆采用120公里/时的A型车，主要服务郊区进中心客流。快慢车组合运营。站站停全程56分钟。大站车全程运营时间为44分钟，仅停靠龙阳路、罗山路、新场、惠南、滴水湖5座车站。
补充
东京都市圈市域铁路
东京圈市域铁路主要由JR东日本铁道和民营铁路两部分组成。从功能特征来看可以分为4类:
①通过城市中心，以五大放射状通道为代表的线路；②不通过城市中心，以位于山手线上的车站为起点的15条放射线；③连接放射线的2条环线；④为成田和羽田机场服务的5条机场专用线路。
1）通过城市中心的放射线
以东京站为起点，中央本线、东海道线、总武线、东北线、常磐线组成了通过东京城市中心的五大放射线。这些线路均由JR东日本经营，为铁路干线，但由于其在东京都市圈范围内承担通勤、通学任务，故线路的统计数据列入城市轨道交通范围。下图为五条放射型线路在东京圈内的走向。
此外，在东京圈内还有3条南北方向贯穿城市中心的线路，即京滨东北线、湘南新宿线和埼京线，它们是东京圈发车最密集、线路最繁忙、乘车最拥挤的线路，但它们并不代表某条具体的线路，而是利用多条既有线路开行直通列车而命名的运行系统。
2）以山手线为起点的放射线
东京圈市郊铁路还有以位于山手线上的车站为起点的15条放射线，这些线路主要由8家大型民营铁路公司经营。各个公司的各条线路在山手线的分布情况如图所示，图中灰线表示民营铁路。
东京圈的民营铁路建设比较早，在20世纪初已基本形成骨架。1938年出台的《陆上交通事业调整法》规定，民营铁路不能进入城市中心，只能将其起迄点建设在山手线上及其附近。15条放射线即是以山手线上的车站为起点向郊区进行放射的线路。它们的存在对东京圈新城镇的发展起到了至关重要的作用。
3）连接放射线的环线
东京圈内2条JR铁道环线。一条是外环武藏野线，长71.8km，共25座车站，平均站间距2.99km,列车最高速度为100km/h，呈半环形布置，共联络16条市郊放射线。另外一条是内环山手线，长34.5km,共29座车站，平均站间距1.2km，年客运量13亿人次。山手线是东京圈中心城和郊区的分界线，也是地铁与民营铁路的分界线，东京地铁主要布局在山手线内，而民营铁路则布局在山手线外部区域。
4）机场专用通道
东京圈主要有羽田机场和成田机场，羽田机场距离中心区较近，目前有2条轨道线路联系机场和中心区。一条是羽田单轨，从山手线滨松町站可直达机场，长17.8km；另一条是京急机场线，从京急本线的蒲田站到羽田机场，长6.5km，通过京急本线和山手线使机场与中心城区联系起来。
02跨网运营
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什么是跨网运营
不同制式轨道交通线网（包括国家干线铁路、城际铁路、市域铁路、地铁等）之间的贯通，是指在相邻的两条或多条轨道交通线路中，运营列车从一条线路跨越到另一条线路，存在着两条或多条列车交路共用某一区段的情况。在跨网运营模式下，不同速度等级的列车一般为不同的轨道交通制式，但是有条件接入到另一制式线路上运行，从而实现不同线路之间的互联互通。
东京都市圈跨网运营
19世纪末到20世纪初，东京都市圈就已经进入了铺设铁路的高峰期，随着地铁规模的不断扩大，大量的人口涌入东京都市圈，市中心的商业圈逐渐扩大，住宅区则沿着轨道向城市外部延伸，职住分离的情况逐渐加剧，郊区旅客不得不乘坐郊外放射线路至山手环线换乘至有轨电车或地铁进入市中心商业圈，这就使得前往市中心的通勤客流量增大，也使得山手环线上大量中转站点在通勤高峰时段拥挤，旅客出行质量下降，甚至还导致了空气污染加剧、环境恶化日益严重等一系列问题。为了解决这些问题，东京都市圈采取在市区内建设地铁新线并实现其与郊区放射线路的相互直通运营、跨网运营。
可以简单地将东京都市圈跨网运营的发展历程分为以下几个阶段：
第I阶段：地铁逐渐取代地面通勤电车并逐渐形成地铁网络
第II阶段：地铁向市郊延伸，采取换乘方式，并伴随JR线路、民营铁路等发展，不同制式之间换乘乘客不断增加，换乘站越来越拥挤。
第III阶段：采取直通运营、不同制式之间跨网运营，逐步解决换乘站拥挤问题。
目前东京轨道交通全面实现互联互通，地铁、民营铁路、JR 铁路形成了一个有机衔接的发达的轨道交通网络，换乘便捷，有些列车可在不同线路间灵活运转，通达性好，方便居民出行。
跨网运营模式有利于发挥不同制式的技术优势，不同制式轨道交通系统之间的一体化运输，既能在发挥不同制式轨道交通的特点，减少车辆配置量，并实现客流的直达，又能有效缓解换乘站的客流压力；而且通过灵活组织列车开行交路，可进一步提高运营组织的灵活性。
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跨网运营的条件
1.高铁、城际铁、市域铁和地铁能跨网运营吗？
虽然高铁、城际铁路、市域铁路和地铁在功能定位和技术参数上存在一定的区别，但也同时存在许多相同点，为跨网运营提供了基础，如：
①相同的轮轨系统为实现跨网运营提供了条件；
②共有的线路形态，有利于混合布局，节省交通用地；
③车站联合布置可以构成综合交通枢纽；
④车辆系统和运输组织方式类似，可将不同制式轨道交通之间的系统技术和运营组织经验互相移植[6]。
实现跨网运营需要考虑运输系统间衔接是否合理高效、衔接方案是否经济可行、运输能力协调与否、运营管理差异、设施设备的兼容性问题等，并且我国轨道交通缺乏统一的技术标准，相互之间兼容性差，不同制式线路之间实现跨网运营难度较大，比如铁路（高铁、城际铁路）和地铁之间由于功能定位、技术条件差异较大，因此实施跨网运营难度较大；对于市域铁路而言，其功能定位介于地铁和城际铁路之间，可以通过一定的技术改造，实现与地铁或城际铁路之间的跨网运营，比如重庆市市域铁路江跳线与地铁5号线通过对车型、牵引供电、通信信号的改造实现了跨网运营。
2.跨网运营条件是什么？
为解决山手环线换乘站拥挤等问题，东京都市圈采取了在市区内建设地铁新线并实现了其与郊区放射线路的相互跨网运营，本部分以东京都市圈跨网运营为例，分析东京实现跨网运营的原因，并总结实现跨网运营的条件。
首先，东京在计划实施跨网运营时，双方公司就限界、供电制式、站台长度、区间、费用、运营组织模式等都进行了协商并达成了一致，例如东京地铁东西线和市郊铁路中央线在中野站实现跨网运营，中央线早在东西线建设之前就已开通运营，因此，在跨网运营之前，东西线按照中央线的标准设计、建设，且双方运营公司就车辆使用进行协商[7]。最终，东西线使用运行速度可达100km/h 的列车列车均采用 10 节编组，采用统一的 ATC 控制系统，以满足在中央线的运行需求；又如为实现地铁副都心线与东横线跨网运营，东急电铁公司对东急东横线代宫山站附近共 273m 的轨道进行了地下化改造，如图所示。
在运营组织上，半藏门线涉谷~青山一丁目与市郊铁路田园都市线实现跨网运营。为保证跨网运营有效实施，双方运营公司“东京地下铁公司”和“东京急行电铁公司”提前签订了跨网运营协议，如：
①直通区间为涉谷~青山一丁目，直通列车数量周一至周五为 331 对，周末为 274 对，直通列车为 6 节编组（5动1拖）。
②直通列车在地铁线上为站站停，在市郊线上有站站停和非站站停两种。
③地铁公司租用东急公司的车辆，地铁公司向东急公司按季度缴纳车辆使用费[9]。
如何实现跨线运营模式是一个复杂的系统工程，首先要考虑的就是技术上的可行性，如土建、限界、轨道、车辆、行车组织、供电、信号等，例如[1]：
1）轨道条件
要实现不同制式轨道交通的跨线运营，除应满足轨道制式一致外，还应保持主要轨道技术标准一致：
①轨道均应采用一致的轨距标准，一般均采用1435mm标准轨距；
②尽量采用一致的钢轨类型，保证列车跨线运行时的舒适性；
③应尽量采用一致的道岔型号；
④尽量采用一致的道床型式，保证列车跨线运行时的舒适性。
2）车辆条件
跨网运营时线路需采用尽可能相同或完全相同的车辆，以满足在一致的供电形式、轨道形式，限界尺寸及限定的站台长度等条件下进行跨线运行。
3）限界条件
跨网运营线路的建筑限界、设备限界、站台和限界线路断面须满足跨线运营列车的通行。
4）供电条件
线路供电宜采用一致的供电形式（接触网或第三轨，相同的供电电压），否则跨网运营的车辆须具采取措施在不同的供电方式下运营。
5）信号条件
①信号制式相同或兼容；②系统结构和功能划分一致；③车地信息传输系统兼容；④列车定位技术兼容或统一；⑤ATP安全控制方式统一设计和要求；⑥列车驾驶模式和操作方式必须统一或兼容；⑦信号与车辆的接口相同或统一。
6）通信条件
跨网运营需要在共用车站及共轨区实现统一调度，满足通信各子系统包括传输系统、专用电话系统、无线通信系统、广播系统、视频监视系统、乘客信息系统在互联互通线路建设下的需求。
7）运营调度的协调
线路间运营调度应具备有效的措施和机制进行协调、配合和统一，以确保车辆在不影响本线既有运行计划的基础上为乘客提供优质的服务。
8）列车与车站设计的协调
列车编组符合车站屏蔽门要求，车站站台屏蔽门与车门的兼容统一。
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跨网运营的难点
实施跨网运营在运营组织上为运营管理企业带来难度与困境，包括[9]：
1）运营组织方面
由于跨网运营涉及到不同制式轨道交通系统以及多个部门，使得运营组织复杂，产生诸多问题，如随着运营组织的复杂度提升，线路通过能力也会随之减少，跨网运营后，各线路原本的行车间隔、运行周期不能完美契合，为了达到协调统一，就需要调整原来线路的行车间隔和运行周期，这样必然会以损失线路通过能力为代价。
2）运行的协调
跨网运营涉及到不同轨道交通系统，会在车辆运用、行车调度等诸多方面产生问题，需要双方加强合作、密切配合，尤其在突发事件的处理上需要做好协调工作。
3）客运组织复杂
跨网运营会在同一线路上产生多个不同的方向和路径，从而导致乘客错乘、漏乘的情况，因此，需要车站通过广播、PIS系统、人工引导等来提醒乘客的去向。
4）非跨网运营区段运能受到制约
跨网运营后，在过轨区段的开行列车数是两线路的叠加，其运能会更先饱和。这时在非过轨区段若不开行小交路列车，则过轨区段将成为其运能提升的瓶颈，从而降低非过轨区段乘客出行的便捷性。
5）故障范围影响大
由于不同线路的列车共用区段，所以当其中一列车或者一条线出现故障时，其他线路也会受到影响。由于故障带来的影响范围扩大，需要加强线路设备的养护维修，提升故障处理能力以缩短故障影响时间。
相关结论与思考：
1.轨道功能分层的核心是利用不同速度等级轨道打造一小时交通圈，市域快线承担城市近远郊与中心城区、近远郊之间的中长距离出行，服务范围在70公里以内；
2.市域铁路进入中心城的快线数量与职住平衡范围密切相关，一旦通勤圈范围扩展至30km（地铁服务范围）甚至更远，则需考虑预留足够的快线规模和通道资源进入中心城；
3.功能和技术标准差距大的层次间不宜跨网运营；
4.跨网运营需在跨线客流达到一定强度，保持较高行车频率的情况下，才宜组织跨网运营，否则大多数客流仍需选择换乘方式，达不到组织跨网运输的目的。
参考文献
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[2]曾琼.市域(郊)铁路运输组织模式研究[J].铁道标准设计,2021,65(05):21-27.
[3]T/CRSC0101–2016，市域铁路设计规范[S].
[4]TB 10623-2014，城际铁路设计规范[S].
[5]杨涛,郜俊成,孙晓莉,王钶,徐闯闯.市域轨道快线若干关键问题的思考[J].交通与港航,2020,7(02):5-14.
[6]严登银,张磊.既有铁路参与城市轨道交通的可行性分析[J].铁道运输与经济,2008(08):62-64.
[7]Tokyu Corporation. Through Services between TokyuToyoko Line and Tokyo Metro Fukutoshin Line: Overview and Effects[J]. JapanRailway & Transport Review, 2014 (63): 6-13.
[8]李明高, 俞斌, 张福勇,等. 考虑直通运营的区域轨道交通一体化规划探讨[C].2019年中国城市交通规划年会.
[9]范钰.市域铁路与城市轨道交通过轨运营下列车开行方案研究[D].西南交通大学. 2019.
来源：同行畅行
