東京軌道交通雙環線特征分析及其對上海的啟示

王文聰，楊東援，李瑋峰，曾琳惠

(同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，上海201804)

東京軌道交通雙環線特征分析及其對上海的啟示

王文聰，楊東援，李瑋峰，曾琳惠

(同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，上海201804)

上海市目前軌道交通呈現“十字加環，多向輻射”的網絡結構，為解決交通問題，研究建設一條軌道交通外圍環線，形成雙環結構。首先分析軌道交通環線的功能及設置條件;其次，以已建成兩條環線的東京都市圈為例，統計站點周邊1 000 m范圍內人口密度及客流特征，以神奈川縣和埼玉縣間往返客流為例，著重分析外圍環線功能特征，得出環線主要承擔換乘功能，且外圍環線緩解了內環線換乘壓力，加強了組團間聯系，影響了城市空間結構;最后，將上海與東京都市圈類比，從軌道交通網絡現狀和客流需求兩個角度，分析建設外圍環線的必要性，探討在中環附近建設外環線的可行性。

城市軌道交通;交通規劃;特征分析;雙環線;功能定位

中國城市軌道交通協會城市軌道交通專業委員會完成的報告顯示，我國已進入了軌道交通快速發展的新時期［1］。截至2014年6月，廣州軌道交通網的9條線路形成了放射型結構;上?；拘纬闪恕耙画h多射”的軌道網絡布局結構，其中4號線為環線環繞城市主中心區，全網日均客流量達到911.4萬人次;北京軌道交通網屬于典型的環線+方格網+放射線狀布局，2號線和10號線構成了內外2條環線，全網日均客流量達到了1 000萬人次以上，環線承擔了很好的換乘功能，有效地緩解了城市交通壓力［2］。

軌道交通環線的沿線服務功能和換乘功能很好地調節了線網客流分布，提高了網絡運輸效率，很多城市在考慮軌道交通線網擴建時，對環線建設的探討越來越多，上海也在探討在外圍建設一條更大的環線，然而我國軌道交通建設正處于起步階段，對環線建設的研究還很少，因此研究國外軌道交通發展成熟的城市并探討環線的功能特性和建設的適應性顯得尤為重要。

1 軌道交通環線功能及設置條件

1.1 軌道交通環線功能

軌道交通線路的功能，最基本的是沿線服務功能，串聯客流集散點，實現客流在本線路上的輸送;再者是交通轉換功能，在本線路與其他線路相交站點，實現客流的換乘［3］。大部分乘客利用環線的主要目的是換乘，往往在環線上停留較少站數，環線的這種短連通性，使其具有調節線網中客流分布的功能，提高了網絡運輸效率。因此，環線的規劃一般處于軌道交通發展的后期階段，主要是在放射形線網和棋盤形線網的結構中加入環線，連接客流密集區域，完善軌道交通網絡［4］。同時，可誘導原本經過市中心換乘的客流繞過市中心，利用環線完成出行。因此，環線一方面緩解了中心區的換乘壓力;另一方面滿足了多中心模式下城市中心區與外圍組團及外圍組團間的聯系，當組團之間的交通可達性提高后，線路相交處就很容易發展成為新的城市副中心［5］。

1.2 軌道交通環線設置條件

軌道交通環線的設置條件，在考慮客流條件方面比其他軌道交通線路規劃要復雜得多。由1.1對環線的功能分析可知，環線的客流一方面來源于客流集散點，另一方面來源于與其相交的放射形線路的換乘客流。環線通過的客流集散點越多，則通達性越好，越能滿足環線設置的客流條件［67］，因此，環線一般設置在城市較為中心的區域或中心區域的邊緣地帶。當放射線網達到一定規模時，環線可考慮設置在較外圍區域，以加強放射線間的連通性。

2 東京軌道交通環線的結構特性

2.1 東京軌道交通雙環線沿線土地利用

東京軌道交通系統包括4部分，地鐵、JR國鐵、私有鐵路和新型軌道交通系統，形成了環線加放射線相結合的網絡［8］。

山手線繞東京都中心運行，大部分私有鐵路以山手線車站為起點向近郊或鄰近地區輻射，連接市中心與外圍主要居住區［9］。武藏野線和南武線連接構成東京外環行線的一部分，包圍著東京都和其附近的都會區。

筆者利用日本統計網站統計了內外環線沿線各站點1 km范圍內的人口密度。具體方法:以站點為圓心，做1 km的緩沖圓區域，得到2011年內環山手線和外環武藏野線站點一定半徑內人口分布情況，如圖1所示。

圖1 東京軌道交通內外環線沿線人口密度分布Fig.1 Population density of Tokyo along the inner and outer loop line

由圖1可看出，山手線的人口密度普遍高于武藏野線。內環線連接了人口密集度很大的幾個區域(例如池袋站，人口密度高達10萬)，也有人口密度較低的地區(如原宿僅2.5萬)，外環線各個站點周邊的人口密度比較均衡。

2.2 東京軌道交通雙環線客流特征

通過分析環線承擔的客流量，進一步分析其功能是否得到了很好的發揮。山手線途徑29個站點，24個換乘站點，武藏野線途徑27個站點，一半為換乘站點，根據已有數據統計山手線、武藏野線各站點換乘客流量占該站點全天總客流量的比例，如圖2所示，圖2中站點編號見表1。

圖2 東京軌道交通內外環線站點換乘客流比例Fig.2 The proportion of transfer passenger flow along the inner and outer loop line

由圖2可看出，內環線換乘站點的換乘客流比例大部分在40%以上，有的甚至達到了80%以上，外環線換乘站點的換乘客流比例幾乎在20%以上，有一半站點的換乘客流比例達到了40%以上，可見兩條環線在軌道交通線網中主要承擔了換乘功能。

為了較好地分析武藏野線在城市外圍區的連通功能，選取東京都市圈北部的埼玉縣和南部的神奈川縣間的往返客流為研究對象，分析選擇在內外環換乘的客流比例。

表1 內外環線站點編號Tab.1 Station serialnumber of the inner and outer loop line

根據調查結果發現，從埼玉縣到神奈川縣的客流為30 072人次/d，從神奈川縣到埼玉縣的客流為17 601人次/d，在環線換乘的客流約占總客流的35%。根據首末站間不同路徑的統計情況，統計兩方向的客流在武藏野線和南武線、山手線換乘的比例情況，如表2所示。

表2 琦玉縣和神奈川縣間客流內外環換乘對比Tab.2 Transfer passenger flow of the inner and outer loop line between Saitama and Kanagawa prefecture

由表2可以看出，埼玉縣與神奈川縣的往返客流在外環換乘的比例要大于選擇在內環換乘的比例。根據東京客流量調查統計分析得出，山手線主要換乘方向客流，60%在山手線站點及其內部站點出站，40%在山手線外圍站點出站，而武藏野線主要換乘方向的客流，39%進入了東京都中心區部，61%在東京都中心區部外圍站點出站。

綜上，內外環線在軌道交通線網中主要承擔換乘功能，外環線緩解了內環線及中心區的換乘壓力，另一方面縮短了外圍區域間的出行距離，加強了外圍組團的連通性，滿足了多中心模式下城市中心區外圍組團及組團間的聯系需求。

3 上海軌道交通發展啟示與建議

3.1 上海市軌道交通客流現狀

截至2014年，上海市基本形成了“一環九射”的軌道交通網絡布局結構。軌道交通網絡基本覆蓋中心城區，然而隨著城市的不斷擴張，外圍區域的交通需求在不斷增長，軌道交通網絡亟待進一步完善。

根據2011年上海市軌道交通日客流統計情況，環線4號線日客流量達到了79萬人次，僅次于骨架1號線和2號線。4號線作為上海市軌道交通網中唯一的一條環線，與8條放射線相交，其承擔的客流性質較復雜，客流壓力也較大。根據2011年上海市軌道交通客流統計情況，分析4號線客流換乘方向，如表3所示。4號線不僅承擔了從外圍區域至環內市中心的客流，還承擔了一部分外圍間的換乘客流，這部分客流選擇在內環換乘，增加了市中心的交通壓力，也加劇了交通擁堵。

表3 上海市環線4號線客流換乘方向Tab.3 The characteristic of transfer passenger flow of Metro Line 4

3.2 上海建設外環線的必要性

為了緩解外圍區域乘客在市中心換乘的這部分軌道交通壓力，上海市正討論在城市外圍區域建設一條更大的環線，形成雙環結構，同時上海與東京無論從城市規模、人口密度，還是未來軌道交通密度都較為類似［10］，為了探討建設環線的必要性以及是否能達到緩解市中心軌道交通壓力的目標，從以下兩個方面對上海與東京對比分析。

3.2.1 上海與東京軌道交通發展現狀對比

由表4可知，上海市與東京都市圈在人口密度上較類似，而軌道交通線路的長度及密度與東京都市圈差別很大。為了更好地對比上海市與東京都市圈的軌道交通密度差異，東京都市圈以東京站為中心，上海市以人民廣場為中心，分別以15、30、50 km為半徑將區域劃分為內環、中環、外環。分析3個區域內軌道交通線路長度，如表5所示。

表4 上海與東京的城市和軌道交通特征對比(2013年)Tab.4 The com parison between Shanghaiand Tokyo on rail transit network(2013)

表5 東京都市圈與上海的內、中、外環軌道交通長度比較(2013年)Tab.5 The com parison between Shanghaiand Tokyo on the length of rail transit in three regions(2013)

通過與東京都市圈對比情況可以看出，目前上海軌道交通存在的問題是，中環不足，外環稀少。為緩解上海中心區域軌道交通的壓力，可借鑒日本東京經驗，考慮在中環、外環區域增建軌道交通線路。

3.2.2 上海建設外環線的客流支撐

上海空間結構呈現內環、中環、外環高架路構成的三圈層，如圖3所示。環線4號線在內環高架附近，目前上海正在探討在中環附近建設軌道交通外環線，下面探討上海市中環附近建設軌道交通外環線的可實施性。

圖3 上海市軌道交通線路現狀(2015年)Fig.3 The rail network in Shanghai(2015)

從圖3中可以看出，中環線長約70 km，與除4號線之外的其余13條軌道線相交，共16個交點，因此若在中環線附近建設軌道交通外環線，能較好地連通軌道交通放射線。

以中環西北角滬嘉立交為原點，順時針方向，以1 km為間距等距離分割中環線，以每個等分點為圓心，計算半徑1 km范圍內的人口密度，數據為2013年統計人口數據，如圖4所示。

圖4 中環沿線1 km范圍內人口密度分布(2013年)Fig.4 The population density in the surrounding one kilometer area of Shanghaimiddle ring road(2013)

可以看出，中環線沿線1 km內人口密度在1.5萬人/km2左右波動，最高達3萬人/km2。東京外環線武藏野線沿線人口密度在1萬人/km2左右波動，最高達1.5萬人/km2。在中環附近建設軌道交通外環線有一定的人口支持。借助Arcgis熱力圖表示中環沿線1 km范圍內人口密度分布及設施分布情況如圖5所示，中環沿線有金橋開發區、漕河涇等開發區，五角場、中環商圈等商業中心，以及即將打造成上海新的世界級中央商務區的前灘，這些都是重要的客流吸引源，為軌道交通環線建設提供了支撐。

圖5 中環沿線1 km人口密度分布(2013年)Fig.5 The distribution of population density for the surrounding one kilometer area of Shanghaimiddle ring road(2013)

4 結論

我國軌道交通發展較不成熟，以東京都市圈軌道交通網絡的雙環線為研究對象，有助于了解環線功能及外圍環線的特殊作用。本文從東京都市圈內外環線沿線人口密度、承擔客流特征2個方面分析了環線功能及建設條件，提出外環線能緩解中心區的換乘壓力，加強組團間聯系。上海市與東京都市圈相比，外圍區域軌道線密度較低，可考慮建設軌道交通外環線;中環線附近人口密度較高，有一些經濟開發區、商務區、商業中心等功能集聚區域，可作為外環線選址的選擇。以上可為上海市規劃建設軌道交通外環線提供探索性的建議。

［1］中國城市軌道交通協會.中國城市軌道交通協會發布城市軌道交通2014年度統計分析報告［J］.都市快軌交通，2015，28(3):1 2.

China Urban Mass Transit Association.2014 Annual statistical analysis report of urban rail transit reported by China urban mass transit association［J］.Urban rapid rail transit，2015，28(3):1 2.

［2］王靜，劉劍鋒，馬毅林，等.北京市軌道交通車站客流時空分布特征［J］.城市交通，2013，11(6):18 27.

WANG Jing，LIU Jianfeng，MA Yilin，et al.Temporal and spatial passenger flow distribution characteristics at rail transit stations in Beijing［J］.Urban transport of China，2013，11(6):18 27.

［3］雷磊，羅霞，陳芋宏.城市軌道交通環線的功能定位研究［J］.鐵道運輸與經濟，2009，31(8):62 64.

LEIL，LUO X，CHEN Y H.Research on function orientation of loop line for urban rail transit［J］.Railway transport and economy，2009，31(8):62 64.

［4］馬毅林，溫慧敏，劉劍鋒，等.城市軌道交通環線客流特征分析及啟示［J］.城市交通，2013，11(6):49 57.

MA Y L，WEN H M，LIU JF，etal.Passenger flow characteristics analysis of urban rail transit loop lines ［J］.Urban transport of China，2013，11(6):49- 57.

［5］鄭猛，陳華，佘世英.城市軌道交通環線及其應用［J］.城市軌道交通研究，2008，11(3):1- 6.

ZHENG Meng，CHEN Hua，SHE Shiying.The circle line of urban rail transit and its application［J］.Urban mass transit，2008，11(3):1- 6.

［6］江永.武漢城市軌道交通環線設置分析［J］.城市軌道交通研究，2009，12(5):13- 17.

JIANG Yong.On the ring line of Wuhan urban rail transit network［J］.Urbanmass transit，2009，12(5):13 17.

［7］鄭猛，陳華，佘世英.城市軌道交通環線及其應用［J］.城市軌道交通研究，2008，11(3):4- 5.

ZHENG Meng，CHEN Hua，SHE Shiying.The Circle line of urban rail transit and its application［J］.Urban mass transit，2008，11(3):4- 5.

［8］盛來芳.基于時空視角的軌道交通與城市空間耦合發展研究［D］.北京:北京交通大學，2012.

SHENG Laifang.The research on the coupling development of the transit and urban spatial structure based on the perspective of time and space［D］.Beijing:Beijing Jiaotong University，2012.

［9］王曉榮，榮朝和，盛來芳.環狀鐵路在大都市交通中的重要作用—以東京山手線鐵路為例［J］.經濟地理，2013，33(1):154- 160.

WANG Xiaorong，RONG Chaohe，SHENG Laifang.Enlightenment of yamanote loop line in Tokyo:an important role of rail loop line inmetropolitan transportation［J］.E-conomic geography，2013，33(1):154- 160.

［10］陳穎雪，薛美根，劉志鋼，等.上海與東京軌道交通典型市郊線路的對比研究［J］.城市軌道交通研究，2011，14 (12):18- 22.

CHEN Yingxue，XUE Meigen，LIU Zhigang，et al.Comparative study of typical suburban rail lines in Shanghaiand Tokyo［J］.Urban mass transit，2011，14(12): 18- 22.

(編輯:郝京紅)

Characteristics of Double Loop Lines for URT in Tokyo and Enlightenment to Shanghai

WANG Wencong，YANG Dongyuan，LIWeifeng，ZENG Linhui
(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education，Tongji University，Shanghai201804)

At present，the network structure of rail transportation in Shanghai is"cross and ring，multi－directional radiation".In order to ease the serious congestion in the outer ring and the central urban region，a longer loop line among the periphery of themain lines is to be built in Shanghai.Firstof all，the functions and construction conditions of the loop line for rail transitare shown in the paper.Secondly，taking the mature rail transit network of Tokyo and transfer passenger flows between Kanagawaand Saitama as examples，the paper analyzes the population density and passenger characteristics，and focuses on the functions of the peripheral loop line.The paper concludes that themain function of a loop line is transfer and the peripheral ring can effectively relieve the transfer pressure of the inner ring，which notonly strengthens the linksbetween communities，butalso influences the urban spatial structures.Lastly，comparing Shanghaiw ith Tokyo，the paper discusses the necessity of building a peripheral loop line from the aspectof the characteristics and passenger demands of urban railnetwork，and explores the feasibility of building a peripheral loop line near them iddle ring in Shanghai.

urban rail transit;transportation planning;characteristic analysis;double loop line;function orientation

U231

A

1672- 6073(2017)02- 0125- 05

10.3969/j.issn.1672 6073.2017.02.025

2016- 04 29

2017 01 06

王文聰，女，碩士研究生，從事交通規劃、城市空間與建筑環境的研究，tjwwencong@163.com