铁路与大都市区时空形态的关系
图1将城市交通出行类别分为私人交通和多种公共交通，各种公共交通的技术经济特性存在差别，适用范围也不一样。表1对普通地面公交、BRT和有轨电车、轻轨、地铁(分车型)、市郊铁路或区域铁路，在站间距、最小曲线半径、路权形式、运行速度、单向输送能力、单位造价几个方面进行
了粗略对比。由表1可知，市内普通公交、BRT和有轨电车的站间距、最小曲线半径都比较小，但由于地面路权开放或半开放，交通拥堵期间运行速度受到很大限制，单向输送能力每小时一般只有几千人，最多只能上万。而轻轨、地铁和市郊铁路都由于立体交叉和路权封闭专用，因此运行速度明显高于地面公交，特别是市郊铁路由于站间距相对较大因此速度更快，可以把50公里以外距离的乘客在1小时左右送进城里；轨道交通单方向的输送能力也都能达到每小时3－7万人，因此是大容量快速交通工具。当然，轨道交通的最小曲线半径比较大，选线有一定难度，造价也比较高。
至于图1中的枢纽体系以及TOD，则分别是指城市中由多个方便大规模乘客在不同方式或线路之间进行换乘的综合枢纽所组成的体系，和公交导向的城市土地交通、居住、商业多用途高密度联合开发模式。需要说明的是，图1和表1中的市郊铁路或区域铁路有可能是由常规大铁路提供的兼容服务。
百万人口以上的城市必须依靠公共交通解决居民的通勤问题，但不同的主导公交方式在很大程度上决定着各类城市或大都市区的人口与空间规模边界以及城市运行效率。这里根据国内外境内外大多数城市的归纳进行分析，按人口将城市分为接近100万、100～200万、200～500万、500~1000万、1000～2000万和大于2000万共六个级别，相应的城市半径则分别约为15公里、20公里、20～30公里、30～50公里、50～75公里和75～100公里，大体对应着相关通勤圈的范围。我们以通勤圈内较高单程通勤出行链条的时间距离作为主要指标，分别对比以普通地面公交、
在出行高峰期旅行速度一般公交12～15公里、BRT15～25公里、地铁列车25～35公里、市郊列车50～65公里的前提下，由于单程通勤时间多于3小时，因此2000万以上人口、半径大于75公里的超大城市在主导公交方式仅是普通地面公交的条件下几乎不可能出现；由于单程通勤时间多于2小时，因此500万以上人口、半径大于30公里的大城市在主导公交方式是普通地面公交或BRT的条件下，1000万以上人口、半径大于50公BRT、轻轨、地铁、市郊铁路作为主导公交方式，并进一步辅以形成枢纽体系及TOD模式的条件下，考察能够以何种效率支持多大规模的城市或大都市区(见表2)。里的特大城市在主导公交方式是地铁的条件下，2000万以上人口、半径大于75公里的超大城市，在主导公交方式分别是地铁以及地铁+市郊铁的条件下，即便能够出现，也必然在低效率状态下运行；而地铁、市郊铁、枢纽体系特别是TOD土地联合开发的成功引入，则可以显著扩展城市的集聚规模并提升运行效率，在理想状态下这六个级别城市所需忍受的较高单程通勤时间可分别降至0.5小时、45分钟、1小时、1小时、1.5小时和2
小时。
显然，公共交通网络与城市形态的关系在于其能否提供城市生活所需要的时空关系与结构，有多大的城市规模就必须规划建设相应的主导公交系统。在高度复杂的大都市区交通体系中，铁路/轨道交通由于在时空可靠性方面所具有的隧道效应，克服了地面公交包括BRT系统所无法避免的平交拥堵，以至于惟其能够支撑起数百万甚至数千万聚集人口通勤出行的重任。铁路网络的时空特征深刻影响着城市形态与城市生活方式，当然铁路资源必须合理配置，通过形成合理的铁路网络形态以保持交通体系和城市生活的效率。除了以地铁、轻轨构建市区网络，还需要建设能使30公里甚至更远距离郊区的居民迅速进出市中心区的市郊铁路；而且，由于轨道交通是大容量集体交通方式，线路数量难以保证所有人都能享受直达服务，因此高效率的枢纽换乘系统必不可少；此外，还必须让尽可能多的居民住在轨道交通车站附近，实现轨道交通导向的城市开发模式。
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