天津市城市軌道交通線網規模研究

劉偉玲

(天津鐵道職業技術學院 天津 300240)

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天津市城市軌道交通線網規模研究

劉偉玲

(天津鐵道職業技術學院 天津 300240)

介紹軌道交通線網合理規模的含義，以世界城市軌道交通較為成熟的東京、倫敦、巴黎、紐約、新加坡、上海、北京等城市為案例，總結其軌道交通發展指標。結合天津市的實際情況，采用交通出行需求分析法對天津市中心城市軌道交通的線網規模進行匡算；同時參照國內外同類城市軌道交通線網規模技術指標，從軌道交通線網面積密度和軌道交通線網人口密度兩個方面，對服務水平進行類比分析，提出天津市中心城市軌道交通線網的合理規模。通過對比分析匡算結果，最終得出天津市中心城市軌道交通2020年線網合理規模為474～526 km，2040年線網合理規模為775～850 km。

軌道交通；線網；合理規模；線網長度；出行率；線網密度

1 軌道交通線網規模概述

為了解決大城市交通問題，社會各界和交通行業專家均將眼光轉向發展軌道交通運輸體系。與道路交通相比，軌道交通具有運量大、速度快、準點率高、污染小、乘坐舒適、安全可靠性強等優點，是目前世界各國大城市解決交通壓力，提高交通運輸效率和服務水平的有效途徑；但城市軌道交通是一項規模大、投資高、技術復雜的系統工程，一旦建成便難以更改，其社會效益、交通效益和經濟效益難以平衡，因此在城市軌道交通線網規劃中根據城市的發展、交通需求、經濟水平等因素合理控制軌道交通線網的規模十分重要。

軌道交通線網的合理規模[1]是指線路總長度，一般從宏觀上給出軌道交通線網合理規模的上下限，反映軌道交通方式的合理供給水平，是權衡地方政府、運營者、出行者多方利益的量值。軌道交通線網規模過小雖然可以節省財政開支，但會使軌道交通供給能力削弱、服務水平下降，無法滿足城市交通需求和城市發展；如果規模過大，雖然可以提高軌道交通的市場份額，但會加重地方和國家財政的負擔，造成資源利用不合理。通過城市軌道交通的線網規模可以估算總投資量、總輸送能力、總設備需求量、總經營成本、總體效益等，并可據此決定相應的管理體制與運作機制。因此，軌道交通線網的合理規模指城市軌道交通規劃的合理控制量，是一項至關重要的投資依據[2]。

目前，軌道交通發展較為成熟且規模較大的城市主要集中在歐美、日本、新加坡等發達國家。本文以城市化程度高、公共交通發達、軌道交通線網規模較大且成熟的城市(東京、倫敦、巴黎、紐約、新加坡)為主要研究對象，另外考慮我國的實際情況，選取軌道交通發展較早和較成熟的大城市(上海、北京)為例介紹說明軌道交通線網規模，以期為天津軌道交通建設提供參考。東京、倫敦、巴黎和紐約作為世界級大都市，城市和軌道交通均趨于成熟；新加坡由于受國土資源的限制，大力發展軌道交通，目前軌道交通系統較為發達，未來規劃進一步發展軌道交通以提升交通服務水平，改善民生；北京和上海作為我國大城市的典范，現有軌道交通網絡規模已擠入世界前列，其發展極具借鑒意義。考慮世界各城市軌道交通概念的區別，本文軌道交通線網規模中所涉及的軌道交通線路只包括充當城市內部運輸或通勤功能的軌道交通線路，不包括有軌電車。

2 國內外軌道交通線網規模

2.1 東京

東京是日本首都，也是世界四大金融中心之一。東京都市圈是以東京都區部為中心，除東京都之外還有千葉、神奈川、埼玉、茨城、群馬、栃木、山梨等縣所組成的城市群，是世界上最大的城市群。東京都市圈的軌道交通系統主要包括JR普通客運線路、私鐵運營線路、大城市區地鐵線路(都營地下鐵、東京地下鐵和橫濱市營地下鐵)及由第三部門出資修建的軌道交通線路(見表1)。

2.2 倫敦

倫敦是英國首都，也是歐洲最大的都會區和世界金融中心之一。倫敦按其圈層結構可以劃分為中央倫敦、內倫敦(倫敦市和市外12市區)和大倫敦三大圈層(見表2)。大倫敦的城市軌道交通主要有國鐵(通勤鐵路)、地鐵、碼頭輕軌線(DLR)。

2.3 巴黎

巴黎是法國首都，也是法國最大的城市，世界四大金融中心之一。巴黎都市圈可分為巴黎市、大巴黎區和巴黎大區三大圈層。巴黎大區的城市軌道交通系統包括地鐵、區域快鐵(RER)和區域鐵路(見表3)。

2.4 紐約

紐約是美國人口最多的城市，世界四大金融中心之一。紐約都市圈可分為曼哈頓、紐約市、紐約都會區三大圈層，紐約都會區的城市軌道交通系統包括地鐵、通勤鐵路和機場聯絡軌道交通(見表4)。

2.5 新加坡

新加坡是東南亞國家，2009年國土面積為710.3 km2，人口500萬人，GDP達到1 631億美元。新加坡城市化土地面積占全島面積的51%。

新加坡的城市軌道交通系統包括輕軌和地鐵。輕軌主要為解決新市鎮內部交通而建，3條線路共28.8 km；截至2009年地鐵已經發展了4條線路129.7 km，規劃至2020年新加坡地鐵系統將達到306.8 km(見表5)。

表5 新加坡軌道交通線網規模指標

2.6 上海

上海是中國的經濟、金融、貿易和航運中心。2010年上海全市占地面積6 369 km2，人口2 302萬(遠超城市總體規劃2020年人口)，GDP 17 166億元，上海中心城區面積289 km2，人口699萬。上海城市軌道交通系統主要有地鐵、輕軌、磁懸浮(本文不考慮磁懸浮)。2010年上海市軌道交通覆蓋區面積為3235 km2，人口1 942萬，規劃到2020年上海市城市軌道交通覆蓋區面積為5 272 km2(見表6)。

2.7 北京

北京全市占地面積1.64 萬km2，截至2010年底，北京市軌道交通系統包括地鐵和市郊鐵路共有14條運營線路，總長409 km；到2015年北京市軌道交通線網規模達到744 km;規劃到2020年軌道交通線網規模將達到1 050 km，其中四環以內軌道交通線網規模將達276 km，線網密度1.4 km/km2，形成“中心城棋盤式+新城放射式”的線網格局[3](見表7)。

表6 上海市軌道交通線網規模指標

3 天津線網規模估算

3.1 基本情況

2015年天津市總面積11 946 km2，常住人口1 546萬(遠超城 市 總 體 規劃2020年人口)。中心城市范圍包括中心城區、外圍四區及濱海新區，陸域面積4 305 km2。2010年中心城區常住人口933萬，根據天津市2010年居民出行調查統計，全市機動化出行總量1 383萬人次，機動化出行率1.33次/(人·d)。中心城市常住人口日出行總量約為1 916萬人次，2015年天津的城市軌道交通系統主要有地鐵和輕軌共4條線路，總長140 km，機動化分擔率約為33.6%。

3.2 規模估算

3.2.1 交通出行需求分析法

交通出行需求分析法是通過分析軌道交通供需平衡而進行測算的方法[4]，先根據機動化出行總量及軌道交通機動化分擔率匡算出軌道交通日均出行量，再根據案例城市經驗，確定軌道交通線路的平均客流強度，兩者比值即為線網規模[5-7]，即

L=PCβθ/I

式中，L為線網規模，km；P為預測年限城市人口，萬人；C為預 測 年 限 居 民機動化 出 行率，人次/(人·d)；β為預測年限軌道交通機動化分擔率；θ為軌道交通換乘系數；I為軌道交通線路負荷強度，萬人次/(km·d)。

隨著天津城市的發展，未來人口結構將逐漸趨于穩定。“雙城雙港”格局的形成及濱海新區的快速發展使天津市雙城通道以及雙城區內的交通流量劇增，對軌道交通的需求也隨之增大。類比國內外城市，預計到2020年天津中心城市機動化出行率為1.52次/(人·d)，軌道交通機動化分擔率為30%；到2040年天津中心城市機動化出行率為1.78次/(人·d)，軌道交通機動化分擔率為40%。從國內外軌道交通建設的經驗來看，大部分城市軌道交通線路負荷強度在0.8萬～4萬人次/(km·d)之間[7]。天津市作為發展中城市，資金有限，盡量采用低密度高負荷強度的軌道交通系統模式，以最少的資金獲得較大的經濟效益，建議負荷強度在1.5萬～2.5萬人次/(km·d)，軌道交通換乘系數按經驗取1.5。

2020年天津中心城市軌道交通線網規模L為

L=1 316萬人×1.52人次/(人·d)×30%×1.5/(1.5萬～2.0萬人次/(km·d))=450～600 km

2040年天津中心城市軌道交通線網規模L為

L=1 700萬人×1.78人次/(人·d)×40%×1.5/(2.0萬～2.5萬人次/(km·d))=726～908 km

3.2.2 服務水平類比分析法

服務水平類比分析法是通過類比同類城市軌道交通線網規模技術指標而綜合分析測算的方法[8]。

1) 按人口服務指標估算。通過案例研究可以看出(見表8)，為保證服務水平，東京、巴黎、倫敦、紐約等城市按人口計算，軌道交通線網密度基本大于0.8 km/萬人。新加坡屬于高強度開發模式，其指標相對較低，為0.34 km/萬人。考慮天津中心城市實際情況，軌道交通線網密度(按人口計算)2020年取值范圍為 0.35～0.40 km/萬人；2040年取值范圍為0.45～0.5 km/萬人。

表8 各城市軌道交通指標參數

2020年天津中心城市軌道交通線網規模L為

L=1 316萬人×(0.35～0.4)km/萬人=461～526 km

2040年天津中心城市軌道交通線網規模L為

L=1 700萬人×(0.45～0.5)km/萬人=765～850 km

2) 按服務面積估算。考慮天津中心城市的規劃和開發情況，應以東京都市圈、巴黎大區、大倫敦、紐約都會區、新加坡為案例對比，同時以北京、上海軌道交通覆蓋區域的線網密度作為參考(見圖1)，其中新加坡和倫敦的軌道交通線網密度分別為0.43 km/km2和0.70 km/km2，屬集約模式，線網密度偏大；東京都市圈軌道交通線網密度為0.20 km/km2；巴黎大區軌道交通線網密度為0.13 km/km2；2020年我國上海和北京的軌道交通覆蓋區域線網密度分別為0.18 km/km2和0.12 km/km2。因此，綜合考慮天津中心城市實際情況，2020年軌道交通線網密度取值0.11～0.13 km/km2，2040年軌道交通線網密度取值0.18～0.20 km/km2較為合理。

2020年天津中心城市軌道交通線網規模L為

圖1 各城市以面積計軌道交通線網密度

L=4 305 km2×(0.11～0.13)km/km2=474～560 km

2040年天津中心城市軌道交通線網規模L為

L=4 305 km2×(0.18～0.20)km/km2=775～861 km

4 結論

通過分析可以得出，按交通出行需求分析法，2020年天津中心城市軌道交通線網規模在450～600 km范圍內，2040年天津中心城市軌道交通線網規模在726～

908 km范圍內；按照服務水平類比分析法，2020年天津中心城市軌道交通線網規模在474～526 km范圍內，2040年天津中心城市軌道交通線網規模在775～850 km范圍內。兩種計算方法得出的數據基本吻合，由此推薦天津中心城市2020年軌道交通線網合理規模為474～526 km，2040年為775～850 km。

[1] 毛寶華,姜帆,劉遷,等.城市軌道交通[M].北京:科學出版社,2001:79-84.

[2] 陳旭梅,童華磊,高士廉.城市軌道交通線網規模影響因素分析[J].中國鐵道科學,2001,22(6):59-62.

[3] 北京市規劃委員會.北京市城市軌道交通建設規劃線網初步方案(2011—2020)[A].北京,2010:1-4.

[4] 胡俐先,戴曉震,蔡美玲.成都市城市軌道交通線網規模研究[J].現代商貿工業,2008(8):371-372.

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[6] 田飛.城市軌道交通近期建設規模匡算方法研究[C].綜合軌道交通體系學術沙龍論文集.廣州,2015:1-4.

[7] 陳豎，李武，趙翰林，等.城市軌道交通合理規模綜合計算模型研究[J].鐵道運輸與經濟，2016，38(2)：71-75.

[8] 趙慧臻.城市軌道交通線網合理規模研究[D].西安：長安大學,2012:38-40.

[9] 胡超凡,郭春安,蔣玉琨,等.北京城市軌道交通線網合理規模的研究[J].鐵道運輸與經濟,2006,28(10):52-54.

(編輯：王艷菊)

A Study on the Network Scale of Urban Rail Transit in Tianjin

Liu Weiling

(Tianjin Railway Technical and Vocational College, Tianjin 300240)

The author takes the cities in the world with relatively mature urban rail transit system as cases and summarizes the urban rail transit development indicators. The current situation of Tianjin is taken into account and the methods of traffic demand analysis are proposed to estimate the network scale of Tianjin urban rail transit. With reference to similar domestic and foreign technical indicators of urban rail transit network scale, the analogy analysis is carried out on the service level of rail transit network from two aspects, including the area density and population density, to estimate the network scale of Tianjin rail transit. The rational total lengths of Tianjin urban rapid rail network plan in the near future and in the far future are obtained by comprehensively comparing and analyzing those estimated network scales.

rail transit; route network; rational scale; network length; trip rate; network density

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.05.009

2016-03-11

2016-04-18

劉偉玲，女，碩士研究生，講師，從事鐵道交通運營研究，604760537@qq.com

1672-6073(2016)05-0046-05

U231

A