東京都市圈郊區(qū)圈層軌道交通供需特征分析及其對上海的啟示

寇 俊 黃靖宇 顧保南

（1.同濟大學(xué)道路與交通工程教育部重點實驗室，201804，上海；同濟大學(xué)磁浮交通工程技術(shù)研究中心，201804，上海∥第一作者，博士研究生）

2014年上海開始進行新一輪城市總體規(guī)劃，對市郊軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進行評估和優(yōu)化。上海行政區(qū)域面積6 340 km2，2012年年末常住人口2 380萬人［5］。未來上海要往長三角進一步輻射，參照東京都市圈的輻射范圍，上海都市圈輻射半徑可望達到70 km 甚至更大。如果按70 km 半徑圈考慮，上海都市圈將覆蓋江蘇的啟東、太倉、昆山及浙江的嘉善等縣市，圈內(nèi)面積約10 756 km2（其中含昆山928 km2，太倉539 km2，啟東545 km2）。目前，圈內(nèi)常住人口約2 800萬人（其中含昆山165萬人，太倉71萬人，嘉善59萬人，啟東51萬人）。從發(fā)展趨勢來看，上海都市圈的地域范圍及人口規(guī)模越來越趨近于東京都市圈。因此，選擇東京都市圈作為研究對象，分析其市郊軌道交通供需特征，可為上海都市圈市郊軌道交通網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化提供借鑒。

1 東京都市圈軌道交通供給特征分析

1.1 東京都市圈范圍及分區(qū)

根據(jù)日本國土交通省國土政策局國土情報科資料［6］，東京都市圈行政區(qū)域如圖1所示。其主要包括一都四縣，分別為東京都、千葉縣、埼玉縣、神奈川縣、部分茨城縣，常住人口3 724 萬人，總面積15 933 km2［6］。其中，70 km 圈內(nèi)的常住人口為3 608萬人，面積12 473 km2；15～70 km 圈內(nèi)，常住人口2 593萬人，面積11 734 km2。

為了較好地比較東京與上海兩城市，本文把東京都市圈分為若干圈層。以東京火車站為圓心，依次畫半徑為15 km、30 km、50 km、70 km 圓。半徑為15 km 以內(nèi)范圍稱為中心圈（與上海的中心城范圍相當(dāng)）；15 km～70 km 范圍稱為郊區(qū)圈層，其中，15～30 km 圈、30～50 km 圈、50～70 km 圈分別稱為郊1圈、郊2圈、郊3圈（分別對應(yīng)上海的近郊區(qū)、遠郊區(qū)、市外影響區(qū)范圍）。

圖1 東京都市圈行政區(qū)劃及軌道交通線網(wǎng)示意圖

1.2 分圈層軌道交通線網(wǎng)結(jié)構(gòu)與規(guī)模

東京都市圈郊區(qū)圈層的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，呈多環(huán)＋放射狀，由4個運營主體進行運營。其中，中心圈內(nèi)，環(huán)向的線路有地鐵的大江戶線及JR（日本鐵路）的山手線；郊區(qū)圈層內(nèi)，環(huán)向的線路有JR 的武藏野線（未閉合），以及由川越線、東武野田線、內(nèi)房線、外房線等組成的類環(huán)向線路，切向的軌道交通線在承擔(dān)切向客運的同時也加強了放射線之間的聯(lián)系，主要有JR 的八高線、橫濱線，私鐵的京成野田線、京成新宿線等；在中心圈內(nèi)，放射線主要為地鐵、私鐵、JR，而在郊區(qū)圈層的郊1、郊2、郊3圈中，放射線分別有31、38、27條。

根據(jù)日本國土數(shù)值情報資料［6］統(tǒng)計，70 km 圈內(nèi)四類軌道交通線網(wǎng)總長度為3 123 km。分布情況為從中心圈到郊區(qū)圈層先呈下降趨勢，在郊2圈層上升后再呈下降趨勢。具體分類如圖2所示。郊區(qū)圈層的軌道交通線網(wǎng)長度為2 368 km，占總的線網(wǎng)長度的75.8%，其中JR、私鐵、公私合營鐵路、地鐵的規(guī)模長度分別為1 130 km、993 km、178 km、66 km。由圖2可以看出，在郊2（遠郊）區(qū)域軌道交通的供給規(guī)模很大，占總長度的35.3%，且主要由私營鐵路和JR 供給，分別占郊2 圈層軌道交通規(guī)模的44.3%和46.3%。

圖2 東京都市圈各圈層各類軌道交通線網(wǎng)長度統(tǒng)計圖

1.3 軌道交通供給特征

通過上述介紹可知，東京都市圈郊區(qū)圈層的供給特征為：

1）從結(jié)構(gòu)方面看，軌道交通線網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈多環(huán)＋放射狀；

2）軌道交通在郊區(qū)圈層內(nèi)放射線多，各圈層放射線均大于25 條，為郊區(qū)圈層徑向出行提供了保障；且利用一定的切向線路將放射線與環(huán)向線路進行局部的聯(lián)絡(luò)，以方便出行；

3）線網(wǎng)密度從中心區(qū)向外依次降低，中心區(qū)、郊1圈、郊2圈、郊3圈的線網(wǎng)密度分別為：1.25 km／km2、0.46 km／km2、0.24 km／km2、0.11 km／km2。

4）郊區(qū)主要采用JR 和私鐵兩種運營主體來提供軌道交通出行服務(wù)：郊區(qū)圈層的JR 和私鐵線路分別占郊區(qū)圈層軌道交通規(guī)模的47.7%和41.9%，其中各圈層JR的放射線數(shù)比例均大于34%。

2 東京都市圈軌道交通需求特征分析

東京都市圈密集的軌道交通線網(wǎng)密度及車站周邊高密度的土地利用導(dǎo)致東京都市圈巨大的軌道交通客運量。根據(jù)文獻［6］，東京70 km 圈內(nèi)的軌道交通出行量為2 372萬人次／d，占機動方式出行量的51.2%。其中，郊區(qū)圈層內(nèi)部之間及向外的軌道交通出行量為1 690萬人次／d，占機動方式出行量的45.8%。（本文的軌道交通分擔(dān)率專指軌道交通占機動方式出行量的比例，出行量指區(qū)域的出行產(chǎn)生和吸引總量之和）

為了較細致地分析出行需求，將郊區(qū)三個圈層進行分區(qū)（如圖3所示），并考慮郊區(qū)圈層內(nèi)以及圈層之間的出行關(guān)系，包括徑向、周向、過境出行等，具體分析如下。

2.1 出行分析

2.1.1 徑向出行分析

圖3 東京都市圈分片區(qū)圖

由于東京都市圈的中心崗位多，郊區(qū)到中心圈有工作的需求，郊區(qū)圈層與中心圈之間機動方式出行量為1 056.4萬人次／d（如表1所示），占70 km圈內(nèi)總機動方式出行量的21.9%，其中軌道交通分擔(dān)率為88.1%，且軌道交通方式占全部區(qū)域軌道交通出行量的39%。郊區(qū)圈層的28 個片區(qū)中，有24個片區(qū)與中心圈之間的軌道交通出行分擔(dān)率大于80%。

由此可見，郊區(qū)圈與中心圈之間，即徑向出行采用軌道交通的需求比較大，且隨著圈層的外移，分擔(dān)率總體呈先上升再下降趨勢，出行需求的變化趨勢與軌道交通規(guī)模的變化趨勢相符合。

表1 東京郊區(qū)圈層與中心圈之間出行量

2.1.2 周向出行分析

在郊1圈層內(nèi)，由于東京灣的存在，沒有形成完整的環(huán)線，而JR 的武藏野線所形成的非閉合環(huán)線，以及相應(yīng)的過中心區(qū)的放射線，提供了近郊區(qū)之間的出行供給。據(jù)文獻［6］（見表2）郊1圈層相鄰片區(qū)之間的軌道交通方式出行量為56.6萬人次／d，占機動方式比例為52.04%，而對角片區(qū)之間的軌道交通方式出行量為16 萬人次／d，占機動方式比例為82.27%；郊1 圈層內(nèi)相鄰片區(qū)軌道交通分擔(dān)率在34.3%～88.8%之間，而對角片區(qū)之間軌道交通分擔(dān)率均大于70%。

郊1、郊2、郊3圈層的軌道交通出行量分別占郊區(qū)圈層軌道交通總出行量的57.5%、40.1%、2.4%。可以看出，隨著圈層向外，軌道交通出行量在下降，同時軌道交通分擔(dān)率也呈下降趨勢，但總的依然可達44.82%。雖然相鄰片區(qū)的軌道交通分擔(dān)率沒有對角片區(qū)的高，但是相鄰片區(qū)的軌道交通出行量卻是對角片區(qū)的3.5～30.4倍。相鄰片區(qū)由于距離較近，小汽車及道路公交車等出行方式與軌道交通方式形成了競爭，而對角片區(qū)所經(jīng)過的核心區(qū)道路交通擁堵，則采用軌道交通方式為主。總體來說，周向相鄰片區(qū)之間存在較大的軌道交通出行需求。

表2 東京郊區(qū)圈層環(huán)向出行量

2.1.3 過境出行分析

遠郊區(qū)之間也會存在出行需求，通過文獻［6］統(tǒng)計（如圖3所示），第72片區(qū)與第75片區(qū)、76片區(qū)、77片區(qū)之間的機動方式出行量分有151、94 和81人／d，其中軌道交通的比例分別為47%、100%和0，小汽車的比例為53%、0和100%。可見，長距離的過境機動方式出行量較小，且對于軌道交通的需求是存在的。片區(qū)間如存在軌道交通設(shè)施，則采用軌道交通出行的比例大，如第72 片區(qū)到第76 片區(qū)。而軌道交通出行比例小可能有兩個原因：一是區(qū)域之間的軌道交通供給不足，軌道交通出行不便，故出行時會更多選擇小汽車出行，如第72 片區(qū)到第75片區(qū)；二是區(qū)域之間的道路已經(jīng)滿足出行需求，不需要軌道交通進行供給，如第72 片區(qū)第77 片區(qū)。因此，對于較小的軌道交通需求究竟是由軌道交通供給還不足還是由于已經(jīng)有其他方面的供給（如道路）所導(dǎo)致的還有待作進一步研究。

2.2 出行需求特征

通過上述分析，可以總結(jié)出以下的出行需求特征：

1）徑向出行中采用軌道交通方式為主，占機動方式的比例為88.11%，且郊區(qū)圈層的28個片區(qū)中的85.7%，即有24個片區(qū)與中心圈之間的軌道交通出行分擔(dān)率均大于80%。隨著圈層向外，徑向軌道交通的出行總量雖然呈下降趨勢，但徑向軌道交通的分擔(dān)率均高于85%（見表1）；軌道交通分擔(dān)率先上升后下降，與軌道交通規(guī)模的變化相一致。

2）郊1圈層的周向出行占了郊區(qū)圈層周向出行的57.5%，即近郊的周向出行需求高，且郊區(qū)各圈層的周向出行需求中相鄰片區(qū)的軌道交通量比對角片區(qū)大，而軌道交通分擔(dān)率則相反。隨著圈層向外，周向軌道交通出行呈下降趨勢，且與軌道交通周向供給相符合。

3）雖然過境機動方式出行量較小，但通過軌道交通出行的比例卻較高。

3 東京都市圈軌道交通供需關(guān)系分析

郊區(qū)圈層到中心圈的徑向供給由放射線來保證，機動車方式中采用軌道交通方式的比例可達88%；而郊區(qū)圈層之間，基本上都有徑向供給，整體來看，郊1圈與郊2圈之間有31條放射線，機動車方式出行中軌道交通出行量占61.8%，而郊2圈與郊3圈之間有27條放射線，機動車方式出行中軌道交通出行量占29.2%。但從局部來看（如圖3所示）第61與第71片區(qū)及第71與第81片區(qū)之間分別都僅有1條放射線，它們之間的機動車方式出行中軌道交通分別占6.3%和12.8%；而第62 與第72 片區(qū)、第67與第77片區(qū)之間分別有3條與5條放射線，所產(chǎn)生的機動車方式出行中軌道交通分別占20.4%和23.7%。由此可見，有徑向軌道交通的放射供給，相應(yīng)會有徑向的出行需求，當(dāng)然，與土地利用的關(guān)系也是分不開的。

周向軌道交通供給中，整體來看，郊1圈層中有直接的周向軌道交通供給，所以周向的軌道交通量占總的郊區(qū)圈層周向軌道交通出行量的57.5%；而在郊2圈層內(nèi)，雖然沒有直接的周向連接，還是有幾條軌道交通線路組成了的類環(huán)向連接，而郊2圈層的周向軌道交通出行量較郊1圈層為小；郊3圈層內(nèi)，由于沒有直接的環(huán)向軌道交通連接，則軌道交通量較小。局部來看（如圖1、3所示）第57與第58片區(qū)之間有JR 的武藏野線作為周向連接，可作為周向出行供給，故機動車方式出行中軌道交通所占的比例為59%；而第67與第68號片區(qū)間以及第77與第78號片區(qū)間并無直接的周向軌道交通的供給，因而片區(qū)之間的軌道交通方式出行量占機動車方式出行的比例分別僅為25%和9%。由此可以看出，有軌道交通供給時，對于軌道交通的需求也相應(yīng)較大。

過境方面沒有直接的軌道交通供給，所以總的出行量很少，但是在一些區(qū)域的機動車方式出行中依然會選擇軌道交通方式出行。

1) 慢動雜波往往是無規(guī)則運動的，多幀積累后，其回波會呈現(xiàn)無規(guī)則的形狀，且大多無確定的方向，如圖1(a)所示；

通過上述東京都市圈郊區(qū)圈層軌道交通供給與需求之間關(guān)系的分析可知，有無供給和供給的多少都會對需求產(chǎn)生影響，增加軌道交通的徑向和周向供給能夠相應(yīng)地提高徑向與周向的出行，尤其是郊區(qū)之間的出行。

4 上海與東京的比較

上海都市圈以上海為中心，70 km 圈內(nèi)包含上海市、昆山市、太倉縣的全部及嘉善縣、啟東縣的部分區(qū)域。

目前，上海市軌道交通網(wǎng)70 km 圈范圍內(nèi)能為市域客運服務(wù)的總線網(wǎng)規(guī)模長度為567 km，線網(wǎng)密度為0.053 km／km2，僅為東京都市圈的20.1%。上海要達到構(gòu)建綠色交通的目標(biāo)，本質(zhì)上是要提高軌道交通客運量，即要提高軌道交通分擔(dān)率。而0～15 km、15～30 km、30～50 km 及50～70 km 各圈層中能為市域客運服務(wù)的現(xiàn)有軌道交通線網(wǎng)密度分別為0.468、0.085、0.018、0.004 km／km2，僅為東京都市圈相應(yīng)圈層軌道線網(wǎng)密度的37.3%、18.6%、7.2%、3.9%。東京都市圈郊區(qū)圈層的軌道交通規(guī)模是上海的10倍，可見，上海與東京都市圈郊區(qū)圈層的線網(wǎng)規(guī)模及密度都存在較大差距。

上海都市圈近郊、遠郊及市外影響區(qū)各圈層放射線數(shù)量分別為9、4、2條，而東京都市圈郊區(qū)各圈層放射線數(shù)量分別為31、38、27條，故上海郊區(qū)徑向的放射線還有待加強。東京都市圈郊區(qū)圈層中，JR線網(wǎng)規(guī)模占郊區(qū)線網(wǎng)規(guī)模的47.7%，即有將近一半的軌道交通線路是采用普通鐵路制式為市域出行提供服務(wù)；而上海與周邊城市的普通鐵路、高速鐵路等站間距大，發(fā)車間隔長，無法為市域的出行提供服務(wù)。東京郊區(qū)圈層中，JR 和私鐵延伸到30～50 km甚至更遠的范圍，其線網(wǎng)規(guī)模超過1 500 km，占郊區(qū)圈層軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的61.21%；而目前上海都市圈郊區(qū)圈層都采用地鐵制式，旅行速度為35 km／h，因此，遠郊的出行距離大于35 km 則會導(dǎo)致到市中心的出行時間將大于1 h，對出行造成不便。且上海遠郊區(qū)客流量較小，采用地鐵制式造價高，同時也不利于長三角城市群之間的鐵路聯(lián)網(wǎng)。

東京都市圈在中心圈有JR 的山手線及地鐵的大江戶線兩條環(huán)線，在郊1圈層有JR 的武藏野線環(huán)狀線路，更遠的郊2圈層則由一些切向線路與射線相連接來提供周向出行服務(wù)；而在上海周向線只有中心區(qū)內(nèi)軌道交通4號線1條環(huán)線，郊區(qū)之間目前沒有環(huán)線，其出行需通過中心區(qū)的換乘來解決，增加了出行時間，同時也加大了中心區(qū)的換乘壓力。因此，對于上海周向出行的軌道交通供給還需進一步增加。

5 結(jié)論

本文分析總結(jié)了東京都市圈郊區(qū)圈層軌道交通的供給、需求水平及相互關(guān)系，其主要特征如下：

1）東京郊區(qū)圈層的軌道交通線網(wǎng)規(guī)模達到2 367 km；線網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈“放射＋環(huán)”形態(tài)，有38 條放射線、1條郊區(qū)環(huán)線及2條切向聯(lián)絡(luò)線。郊區(qū)圈層軌道交通線網(wǎng)中，JR、私鐵、公私合營鐵路、地鐵的營業(yè)里程分別占47.7%、42.0%、7.5%、2.8%，即郊區(qū)圈層中有相當(dāng)規(guī)模的普通鐵路制式的軌道交通在為城市區(qū)域的出行提供服務(wù)。

2）東京都市圈郊區(qū)圈層的軌道交通出行量達到1 690萬人次／d，郊1、郊2、郊3圈層的軌道交通分擔(dān)率分別為53.1%、34.5%、14.4%。

3）軌道交通客流方向與軌道交通線網(wǎng)有密切的關(guān)系。郊區(qū)放射線規(guī)模占郊區(qū)軌道交通的68%，軌道交通徑向出行量占88.1%；對于徑向需求，絕大部分人優(yōu)先選擇軌道交通。雖然郊區(qū)各圈層的軌道交通出行量與圈層半徑成反比，但徑向軌道交通分擔(dān)率并不下降，保持在85%以上。郊區(qū)城鎮(zhèn)之間也存在一定的周向客流需求。有周向軌道交通供給的區(qū)域，其客流需求遠高于沒有軌道交通供給的區(qū)域。

通過對東京都市圈郊區(qū)圈層軌道交通供需特征的分析，可對上海軌道交通的發(fā)展得出如下的啟示與建議：

1）上海郊區(qū)的軌道交通線網(wǎng)規(guī)模偏小。軌道交通出行量與軌道交通線網(wǎng)規(guī)模成正比，上海要提高軌道交通分擔(dān)率，則需增加郊區(qū)軌道交通線網(wǎng)規(guī)模。

2）建議上海郊區(qū)增加軌道交通放射線數(shù)量，且遠郊線路盡量采用鐵路制式。

3）建議在上海有較大周向客流需求的通道上，構(gòu)建周向軌道交通線路，為中心城外圍大型城鎮(zhèn)之間的客流提供快捷、大容量的交通通道。

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