隧道串联城市:解锁铁路新潜力
通过“直通运行”,城市将既有铁路串联,打造高效地铁般网络。慕尼黑与伦敦的实践表明,短隧道连接旧线即可直达市中心,成本低且效益高,革新城市交通。
在19世纪,铁路网络深刻改变了欧洲和北美的社会面貌。火车呼啸着连接起远方的城市,却在进入都市时遇到了难题:它们往往在城市边缘戛然而止。原因不难理解:城市土地昂贵,早期隧道技术尚未成熟,挖掘地下线路会破坏地面建筑。此外,法规有时也限制了铁路深入市中心,比如伦敦就曾禁止铁路过于靠近核心区域。于是,维多利亚时代的铁路网在城市中形成了“无轮毂的车轮”:线路像辐条般伸向城市,却无法在中心相连。例如,巴黎和伦敦的火车站分布在城市外围,德国则流行在一点汇聚,建成巨大的“中央车站”(Hauptbahnhof)。
19世纪中期的伦敦
以伦敦为例,19世纪中期的铁路布局就像一个巨大的轮子,辐条却在市中心断开。火车从郊区驶来,停在像Waterloo或巴黎北站这样的大型终点站。这些车站往往建在高架桥或沟槽中,扩展困难,且因处理城际和郊区列车而拥挤不堪。一旦一列火车延误,整个系统可能连锁反应,导致更多延误。为了避免这种情况,车站必须保留大量冗余容量,列车在终点站停留时间远超必要,效率低下。巴黎北站拥有28条轨道,Waterloo有24条,规模庞大却仍捉襟见肘。
到了19世纪末,电气化和隧道技术的进步催生了现代地铁系统。地铁突破了三大瓶颈:它能深入城市任何角落,线路间无缝换乘,乘客可从一处直达另一处,而非仅到市中心边缘;此外,地铁终点站无需庞大空间,一列火车几分钟内即可折返,仅需两三条轨道。20世纪初,巴黎、东京、伦敦、巴塞罗那和纽约等地纷纷建起地铁,但这些新线路并未取代旧有的维多利亚铁路网,而是与之并存。相比之下,旧铁路网覆盖范围往往更广。例如,伦敦的地铁网络虽先进,但其郊区铁路网规模远超地铁,承载着19世纪的辉煌遗产。
然而,这些旧铁路网的低频率和缺乏互联性限制了其潜力。交通规划者们梦寐以求的“圣杯”是将这些旧线改造为类似地铁的高效系统。解决之道在于“直通运行”:通过隧道将城市两侧的郊区铁路连接起来,让列车穿过市中心,而非在边缘止步。这条隧道无需太长,有时仅几公里,就能利用既有线路为众多郊区提供地铁般的服务。
慕尼黑是直通运行的典范,其S-Bahn(郊区铁路)堪称中等城市的最佳快速交通系统。在市中心10公里范围内,160万居民可享284个车站和194个电车停靠点的密集服务。慕尼黑有两种铁路系统:U-Bahn(地铁)服务于城区,S-Bahn则通过直通运行连接市中心与40公里外的郊镇。过去,慕尼黑的郊区列车分别从西侧的中央车站和东侧的东站出发,未能直达市中心。两站间的地上连接线路绕行南侧,耗时长且容量受限。如今,S-Bahn通过一条4.3公里长的隧道,将12条郊区支线串联,乘客可从东部郊区如Erding直达市中心,无需换乘电车。
1893年的地图,中央火车站和东站之间的连接根本没有郊区火车使用
S-Bahn的成功不仅在于直达市中心,更因其与U-Bahn形成统一网络。1963年的城市规划将两者整合,票价互通,换乘站设计简洁,避免拥堵。S-Bahn隧道与每条U-Bahn线路相交,乘客换乘一次即可抵达城市几乎任何角落。这种“一个网络,两种系统”的设计平衡了站距与速度,既服务密集城区,也覆盖远郊。相比之下,试图在同一线路上运行快慢车混合的系统往往因快车被慢车堵塞而效率低下。
S-Bahn还极大缓解了中央车站的压力。如今,中央车站的32条轨道每小时仅处理30次出发,远低于理论容量,因为大部分郊区列车进入S-Bahn隧道。这不仅提高了可靠性,还为未来扩容或出售部分轨道用于开发留出空间。更重要的是,S-Bahn的高频率令人瞩目:主干线每小时可运行32列火车,每方向承载近5万乘客。每天84万次出行,服务270万人口,S-Bahn在巴伐利亚州铁路客流中占三分之二,效率甚至超过巴黎的RER系统。由于需求旺盛,慕尼黑正建设第二条S-Bahn隧道,将支线频率从每小时3班提升至4班,并增加半小时一班的快车。
伦敦的直通运行故事同样引人入胜。作为19世纪全球最大城市,伦敦拥有庞大的郊区铁路网,但各线路由私营公司运营,互不连通,终点站如Paddington分散在城市边缘。早在1866年,伦敦通过Snow Hill隧道实现了一次直通运行,连接泰晤士河南北的线路,但因蒸汽列车速度慢、频率低,未能持久。20世纪初,深层隧道技术的进步让地铁得以兴建,但郊区铁路仍依赖蒸汽,无法直接用于直通运行。
直到1930年代,伦敦铁路国有化后,直通运行才重获关注。中央线通过14公里隧道,将两侧郊区铁路连接,列车从郊区直达市中心。1943年的伦敦规划更雄心勃勃,提出通过多条隧道将几乎所有郊区铁路直通,但战后英国财政拮据,计划搁浅。人口下降和汽车普及进一步削弱了铁路需求,直到1980年代经济复苏,铁路客流回升。
1988年,伦敦重启Snow Hill隧道,推出Thameslink线路,恢复南北直通服务。1989年的中央伦敦铁路研究提出伊丽莎白线,连接利物浦街至埃塞克斯的东侧线路与帕丁顿至伯克郡的西侧线路。2008年获批,2022年开通的伊丽莎白线耗资巨大,核心是21公里长的市中心隧道,但总线路长达117公里,利用既有郊区线路。开通一年,票务收入超预期2200万英镑,客流量甚至超过疫情前。东郊Romford的居民如今可直达伦敦中心、希思罗机场和西郊,列车频率翻倍,换乘一次即可覆盖全城。
雪山隧道短暂地使伦敦的早期形式成为可能
直通运行的魅力在于性价比。以伊丽莎白线为例,21公里隧道换来117公里网络,远比新建地铁划算。慕尼黑的S-Bahn仅用4.3公里隧道,激活了百倍长的既有线路。相比之下,中国等新兴城市因缺乏旧铁路网,只能斥巨资从零建地铁。直通运行不仅提升服务质量,还催化城市发展。慕尼黑的Freiham新区围绕S-Bahn站兴建,哥本哈根的“手指计划”沿S-tog线路扩展城市,伦敦的Woolwich等地因伊丽莎白线焕发活力。
直通运行并非只有大城市适用。小城市如德国卡尔斯鲁厄创新“电车-火车”模式,列车在郊区跑铁路,进城变电车,成本低且灵活。英国其他城市如曼彻斯特、利物浦,拥有庞大维多利亚铁路网,只需短隧道即可实现直通运行,成本远低于新建地铁。北美的波士顿、纽约等地同样潜力巨大,只需一英里隧道或优化现有设施,就能大幅提升网络效率。
直通运行的精髓在于用小投资撬动大回报。它无需前沿科技,仅靠成熟的深层隧道技术,便能将百年铁路网升级为现代地铁系统。90%的基础设施早已存在,剩下的10%决定了城市交通的未来。无论是慕尼黑的紧凑高效,还是伦敦的宏大复杂,直通运行都证明:最聪明的交通革新,往往是对既有资源的巧妙再利用。你所在的城市,是否也藏着这样的潜力,等待被激活?