技术与应用
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在地铁网络中，环线已逐渐成为越
来越常见的线路形式。目前，全
世界有40多个国家约120座城市开通了地
铁系统，在这些地铁系统之中，约有40
条环线线路，平均约3个城市的地铁系统
就有一条环线。
环线的基本形式
按接线方式不同对环线分类
由于环线的接线方式不同，一般可以将环线分为首尾封闭环线、勺型环线、共线环线和组合环线四类（如图1所示）：
图1 按接线方式不同对环线的分类首尾封闭环线指列车只在环线上由一个运营机构负责运营，在此方式下列车不进入环线以外的线路运营，而环线以外的列车也不占用环线的线路，北京地铁2号线、郑州地铁5号线等线路均为这一环线形式，如图1(a)所示。
勺型环线指向外有端头放射的环形线路，列车由端头的放射线路直接进入到环线，沿环线运行后再由端头放射线驶出环线，如东京地铁12号线、汉堡地铁3号线等线路均为这一环线形式，如图1(b)所示。
共线环线指一条线路独立成环，而其他若干条线共同分享环线的部分通道，如上海地铁4号线、柏林地铁S41/图2 道路环线和地铁环线的作用示意
(a)首尾封闭环线 (b)勺型环线 (c)共线环线 (d)组合环线 S42等线路均为这一环线形式，如图1(c)
所示。
组合环线指由两条或多条线路组合
起来，包括一个完整的环线运营路径，
如巴黎地铁2号线和6号线、蒙特利尔2号
桔线和5号蓝线等线路均为这一环线
形式，如图1(d)所示。
按经过区位对环线进行分类
地铁线路经过的区位在某种意义上
直接决定了其在地铁线网中的功能和地
位，一般来说，可以按线路经过的区位
将环线分为中心区环线、多中心环线和
副中心区环线三类。
中心区环线的整个线路基本都处
于城市中心区范围内，线路长度通常在
20km，如伦敦中央环线、莫斯科5号
线、马德里6号线、北京2号线等。
多中心环线通常位于中心区外围，
并串联起多个城市副中心或外围组团中
心，线路长度通常在30-40km。如日本
东京山手线、北京11号线等。
副中心区环线的整个线路基本都处
于城市某个副中心区的范围之内，线路
长度通常在20km，如广州地铁15号线、
深圳地铁15号线、成都地铁26号线等规
划线路。
道路环线与地铁环线的对比
地铁环线在形态上与道路环线较为
相似，一般来说，道路环线的根本作用
是减少进入市中心区的交通量和各方向
间的交通流转换。
在道路环线中，由于市区交通堵塞
严重，车辆延误往往会使得沿环出行的
时间要少于走市中心区，因此相对于环
内路径和沿环路径来说，出行者往往会
优先选择沿环路径进行出行，例如相对
图2(b)和图2(d)中的径路来说，图2(a)和
图2(c)中所示的径路对路面交通出行者更
有吸引力。
在地铁环线中，由于轨道运输方式
的特点，出行者在路径选择时往往更看
重出行时间与换乘次数，而非路径上车
厢内的拥挤程度。沿环路径一般在出行
时间以及换乘次数上都不占优势，例如
图2(b)和图2(d)中的径路就比图2(a)和图
2(c)中所示的径路对地铁出行者更有吸引
力。
地铁环线的运营模式研究
环线运营的优缺点
首尾封闭环线是最为典型的环形线
路，其他环形线路一般可看作首尾封闭
环线针对现实情况的改良。
对于首尾封闭环线来说，其有两
个较为显著的特点：①中心区或多中心
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区的首尾封闭环线能够和跨越中心区的所有放射型线路换乘，那么理论上乘客在该地铁系统的主要路网
中，由任意起始站到达任意终点站的换乘次数都不会超过2次。也即环线能够极大地改善前期因规划失误导致换乘效率不佳的地铁网络。②列车分内环和外环分别运行，上下行互相独立。列车在线路中无需进行折返作业，最小追踪间隔不受制于折返能力而只取决于列车停站与加减速时间。也即首尾封闭环线的运输能力较一般线路的运输能力会更大，更能够应付高峰客流和大客流对地铁线网的冲击。
但于此同时，由于环线线位上各区
广州地铁3号线时间间的客流不可能做到完全均衡，故环线往往会因为开行方案要满足环上最大的客流区间的需要而造成在其他区间的运输能力的浪费。故为解决上述问题，在实际规划中，部分地铁网络会将环线与普通线路相结合，形成勺型环线、共线环线和组合环线的形式。环线列车交路的选择
一、首尾封闭环线
一般来说，最具环线特性的首尾封
闭型环线在实际运行中往往会选择内外环独立列车交路且上下行发车间隔相同的形式进行运营（如图3(a)所示）；虽然根据客流情况，可以对上下行发车间隔进行灵活的差异性调整以适应上下行之间的客流差异，但这种运营方式无法解决线路区间的客流不均衡问题。为解决客流不均衡问题，有不少学者提出在首尾封闭环线上开行短交路列车（如图3(b)所示），也即首尾封闭环线采用长短交路混合开行的形式在客流较高的区间开行小交路列车的方式来缓解运输能力浪费的问题，但这一方式对运营水平要
求较高，且会导致环线的运输能力急剧下降，故这一交路方式在我国目前仍处于理论研究层面，实际运营中还比较鲜见。
(a) (b)
图3 首尾封闭环线的列车交路示意二、勺型环线
一般来说，典型的勺型环线（如图
4(a)所示）可以让端头沿线的客流进出环
线时无需再进行换乘，但与首尾封闭环线一样，其因区间客流不均衡导致的运输能力浪费问题较难解决；而类似于东京地铁12号线形式的勺型环线（如图4(b)
所示），其在运营时列车交路完全等同于非环的普通线路，虽然这使得在勺型环线上开行长短混合交路较首尾封闭环线更易实现，能够更好地让列车交路匹配区间客流的不均衡情况，但也同时使得某些跨端头进出点的客流并不能按类似首尾封闭环线的最短路线出行，而只能选择要么按大环线绕行要么在进出点换乘的方式。
因此，从列车交路来看，无论是图4(a)和图4(b)哪种形式的勺型环线，其
都是以以端头客流进入环线的便捷性替代了跨进出点的沿环线路径客流的便捷性，故对于勺型环线来说，端头的走向及进出点的位置设置非常重要，会极大地影响环线对整个地铁线网功能的提升作用。
图4 勺型环线的列车交路示意
三、共线环线
共线环线一般会采用封闭环线交路
和普通非环线长交路结合的形式运营，例如上海地铁3号线和4号线，其列车交路就是采用的图5(a)所示环线交路与非
环线长交路结合的形式。共线环线的优点是其可以部分平衡环线各区间的客流不均衡情况（一般是共线区段的客流量较大，而非共线区段的客流量较少的情况）。但随着线路整体客流量的上升，非共线区段的运输能力会越来越跟不上客流的增长需求。此时，可根据情况，将列车交路变为组合环线交路（如图5(b)所示）形式或者勺型环形交路（如图5(c)所示）形式；若由环延申出的端头线路足够长，可也考虑将圆环和延申出的端头线路单独成线（如图5(d)所示）。不过以上的交路方案除了需要线路结构上的支持外，也存在着与首尾封闭环线交路方案和勺型环线交路方案中类似的一些缺点，这里不再赘述。
图5 共线环线的列车交路示意
四、组合环线
组合环线的实质是多条线路拼接成
环，因此其交路也就由多条线路的交路拼接而成。因此组合环线从列车交路的角度来看，其形式上相对前述三种环线
来说，环的形式有所减弱，故这一种环
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对于修建环线的建议
从前面对环线的分析来看，地铁环
线虽然对中心区的过境客流有一定的分流作用，但相比道路环线的这一作用来说会弱很多，因此地铁环线必须注重环线的客流量，只有环线周围的用地得到充分开发后，环线的建设才有意义，据此，本文提出以下的环线修建的建议：
一、要有足够的线网规模以及周边
用地的成熟开发后才能考虑修环线，不建议在线网未成型时期即修建环线；
二、环线一般只适用于平原型城市
或多中心城市，且只有在形成成环状分布的客流节点（建议客流节点个数不少于规划环线总站点数的三分之一后），再考虑是否修建环线；对于客流量不大、形状不规则（例如狭长型）的城市，不建议规划及修建环线；
三、无论修建哪种形式的环线，
都应尽量保留其与相交线路的直通潜力（统一制式，修建线路之间的渡线），保证列车交路可选方案的多样性；
四、城市中心的换乘节点数较少，
且节点换乘压力过大时，可考虑绕既有换乘节点修建环线以便分担换乘压力，此时有必要对环线与其他线路的换乘方式进行详细调研，确保换乘形式相比中心换乘节点的换乘方式更加便捷。
结束语
从世界范围来看，地铁环线，特别
是首尾封闭的地铁环线主要集中在亚洲城市，而亚洲又以中国居多，这除了与中国大量城市的发展都呈现出一种“摊大饼”形式城市发展规划相关外，也与我国一些城市早期的地铁线路规划不符合后来的城市发展所致。从整体上来说，环线是优缺点都较为明显且争议性较大的一种地铁线路，对于环线的规划及建设，并不能简单的归结为“推广”或“反对”，而应根据不同城市、不同地铁线网的具体形态有针对性的进行分析。
（作者单位：哈尔滨铁路科研所科
技有限公司）
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