天津市城市轨道交通线网规模研究

刘伟玲

(天津铁道职业技术学院 天津 300240)



天津市城市轨道交通线网规模研究

刘伟玲

(天津铁道职业技术学院 天津 300240)

介绍轨道交通线网合理规模的含义，以世界城市轨道交通较为成熟的东京、伦敦、巴黎、纽约、新加坡、上海、北京等城市为案例，总结其轨道交通发展指标。结合天津市的实际情况，采用交通出行需求分析法对天津市中心城市轨道交通的线网规模进行匡算；同时参照国内外同类城市轨道交通线网规模技术指标，从轨道交通线网面积密度和轨道交通线网人口密度两个方面，对服务水平进行类比分析，提出天津市中心城市轨道交通线网的合理规模。通过对比分析匡算结果，最终得出天津市中心城市轨道交通2020年线网合理规模为474～526 km，2040年线网合理规模为775～850 km。

轨道交通；线网；合理规模；线网长度；出行率；线网密度

1 轨道交通线网规模概述

为了解决大城市交通问题，社会各界和交通行业专家均将眼光转向发展轨道交通运输体系。与道路交通相比，轨道交通具有运量大、速度快、准点率高、污染小、乘坐舒适、安全可靠性强等优点，是目前世界各国大城市解决交通压力，提高交通运输效率和服务水平的有效途径；但城市轨道交通是一项规模大、投资高、技术复杂的系统工程，一旦建成便难以更改，其社会效益、交通效益和经济效益难以平衡，因此在城市轨道交通线网规划中根据城市的发展、交通需求、经济水平等因素合理控制轨道交通线网的规模十分重要。

轨道交通线网的合理规模[1]是指线路总长度，一般从宏观上给出轨道交通线网合理规模的上下限，反映轨道交通方式的合理供给水平，是权衡地方政府、运营者、出行者多方利益的量值。轨道交通线网规模过小虽然可以节省财政开支，但会使轨道交通供给能力削弱、服务水平下降，无法满足城市交通需求和城市发展；如果规模过大，虽然可以提高轨道交通的市场份额，但会加重地方和国家财政的负担，造成资源利用不合理。通过城市轨道交通的线网规模可以估算总投资量、总输送能力、总设备需求量、总经营成本、总体效益等，并可据此决定相应的管理体制与运作机制。因此，轨道交通线网的合理规模指城市轨道交通规划的合理控制量，是一项至关重要的投资依据[2]。

目前，轨道交通发展较为成熟且规模较大的城市主要集中在欧美、日本、新加坡等发达国家。本文以城市化程度高、公共交通发达、轨道交通线网规模较大且成熟的城市(东京、伦敦、巴黎、纽约、新加坡)为主要研究对象，另外考虑我国的实际情况，选取轨道交通发展较早和较成熟的大城市(上海、北京)为例介绍说明轨道交通线网规模，以期为天津轨道交通建设提供参考。东京、伦敦、巴黎和纽约作为世界级大都市，城市和轨道交通均趋于成熟；新加坡由于受国土资源的限制，大力发展轨道交通，目前轨道交通系统较为发达，未来规划进一步发展轨道交通以提升交通服务水平，改善民生；北京和上海作为我国大城市的典范，现有轨道交通网络规模已挤入世界前列，其发展极具借鉴意义。考虑世界各城市轨道交通概念的区别，本文轨道交通线网规模中所涉及的轨道交通线路只包括充当城市内部运输或通勤功能的轨道交通线路，不包括有轨电车。

2 国内外轨道交通线网规模

2.1 东京

东京是日本首都，也是世界四大金融中心之一。东京都市圈是以东京都区部为中心，除东京都之外还有千叶、神奈川、埼玉、茨城、群马、栃木、山梨等县所组成的城市群，是世界上最大的城市群。东京都市圈的轨道交通系统主要包括JR普通客运线路、私铁运营线路、大城市区地铁线路(都营地下铁、东京地下铁和横滨市营地下铁)及由第三部门出资修建的轨道交通线路(见表1)。

2.2 伦敦

伦敦是英国首都，也是欧洲最大的都会区和世界金融中心之一。伦敦按其圈层结构可以划分为中央伦敦、内伦敦(伦敦市和市外12市区)和大伦敦三大圈层(见表2)。大伦敦的城市轨道交通主要有国铁(通勤铁路)、地铁、码头轻轨线(DLR)。

2.3 巴黎

巴黎是法国首都，也是法国最大的城市，世界四大金融中心之一。巴黎都市圈可分为巴黎市、大巴黎区和巴黎大区三大圈层。巴黎大区的城市轨道交通系统包括地铁、区域快铁(RER)和区域铁路(见表3)。

2.4 纽约

纽约是美国人口最多的城市，世界四大金融中心之一。纽约都市圈可分为曼哈顿、纽约市、纽约都会区三大圈层，纽约都会区的城市轨道交通系统包括地铁、通勤铁路和机场联络轨道交通(见表4)。

2.5 新加坡

新加坡是东南亚国家，2009年国土面积为710.3 km2，人口500万人，GDP达到1 631亿美元。新加坡城市化土地面积占全岛面积的51%。

新加坡的城市轨道交通系统包括轻轨和地铁。轻轨主要为解决新市镇内部交通而建，3条线路共28.8 km；截至2009年地铁已经发展了4条线路129.7 km，规划至2020年新加坡地铁系统将达到306.8 km(见表5)。

表5 新加坡轨道交通线网规模指标

2.6 上海

上海是中国的经济、金融、贸易和航运中心。2010年上海全市占地面积6 369 km2，人口2 302万(远超城市总体规划2020年人口)，GDP 17 166亿元，上海中心城区面积289 km2，人口699万。上海城市轨道交通系统主要有地铁、轻轨、磁悬浮(本文不考虑磁悬浮)。2010年上海市轨道交通覆盖区面积为3235 km2，人口1 942万，规划到2020年上海市城市轨道交通覆盖区面积为5 272 km2(见表6)。

2.7 北京

北京全市占地面积1.64 万km2，截至2010年底，北京市轨道交通系统包括地铁和市郊铁路共有14条运营线路，总长409 km；到2015年北京市轨道交通线网规模达到744 km;规划到2020年轨道交通线网规模将达到1 050 km，其中四环以内轨道交通线网规模将达276 km，线网密度1.4 km/km2，形成“中心城棋盘式+新城放射式”的线网格局[3](见表7)。

表6 上海市轨道交通线网规模指标

3 天津线网规模估算

3.1 基本情况

2015年天津市总面积11 946 km2，常住人口1 546万(远超城 市 总 体 规划2020年人口)。中心城市范围包括中心城区、外围四区及滨海新区，陆域面积4 305 km2。2010年中心城区常住人口933万，根据天津市2010年居民出行调查统计，全市机动化出行总量1 383万人次，机动化出行率1.33次/(人·d)。中心城市常住人口日出行总量约为1 916万人次，2015年天津的城市轨道交通系统主要有地铁和轻轨共4条线路，总长140 km，机动化分担率约为33.6%。

3.2 规模估算

3.2.1 交通出行需求分析法

交通出行需求分析法是通过分析轨道交通供需平衡而进行测算的方法[4]，先根据机动化出行总量及轨道交通机动化分担率匡算出轨道交通日均出行量，再根据案例城市经验，确定轨道交通线路的平均客流强度，两者比值即为线网规模[5-7]，即

L=PCβθ/I

式中，L为线网规模，km；P为预测年限城市人口，万人；C为预 测 年 限 居 民机动化 出 行率，人次/(人·d)；β为预测年限轨道交通机动化分担率；θ为轨道交通换乘系数；I为轨道交通线路负荷强度，万人次/(km·d)。

随着天津城市的发展，未来人口结构将逐渐趋于稳定。“双城双港”格局的形成及滨海新区的快速发展使天津市双城通道以及双城区内的交通流量剧增，对轨道交通的需求也随之增大。类比国内外城市，预计到2020年天津中心城市机动化出行率为1.52次/(人·d)，轨道交通机动化分担率为30%；到2040年天津中心城市机动化出行率为1.78次/(人·d)，轨道交通机动化分担率为40%。从国内外轨道交通建设的经验来看，大部分城市轨道交通线路负荷强度在0.8万～4万人次/(km·d)之间[7]。天津市作为发展中城市，资金有限，尽量采用低密度高负荷强度的轨道交通系统模式，以最少的资金获得较大的经济效益，建议负荷强度在1.5万～2.5万人次/(km·d)，轨道交通换乘系数按经验取1.5。

2020年天津中心城市轨道交通线网规模L为

L=1 316万人×1.52人次/(人·d)×30%×1.5/(1.5万～2.0万人次/(km·d))=450～600 km

2040年天津中心城市轨道交通线网规模L为

L=1 700万人×1.78人次/(人·d)×40%×1.5/(2.0万～2.5万人次/(km·d))=726～908 km

3.2.2 服务水平类比分析法

服务水平类比分析法是通过类比同类城市轨道交通线网规模技术指标而综合分析测算的方法[8]。

1) 按人口服务指标估算。通过案例研究可以看出(见表8)，为保证服务水平，东京、巴黎、伦敦、纽约等城市按人口计算，轨道交通线网密度基本大于0.8 km/万人。新加坡属于高强度开发模式，其指标相对较低，为0.34 km/万人。考虑天津中心城市实际情况，轨道交通线网密度(按人口计算)2020年取值范围为 0.35～0.40 km/万人；2040年取值范围为0.45～0.5 km/万人。

表8 各城市轨道交通指标参数

2020年天津中心城市轨道交通线网规模L为

L=1 316万人×(0.35～0.4)km/万人=461～526 km

2040年天津中心城市轨道交通线网规模L为

L=1 700万人×(0.45～0.5)km/万人=765～850 km

2) 按服务面积估算。考虑天津中心城市的规划和开发情况，应以东京都市圈、巴黎大区、大伦敦、纽约都会区、新加坡为案例对比，同时以北京、上海轨道交通覆盖区域的线网密度作为参考(见图1)，其中新加坡和伦敦的轨道交通线网密度分别为0.43 km/km2和0.70 km/km2，属集约模式，线网密度偏大；东京都市圈轨道交通线网密度为0.20 km/km2；巴黎大区轨道交通线网密度为0.13 km/km2；2020年我国上海和北京的轨道交通覆盖区域线网密度分别为0.18 km/km2和0.12 km/km2。因此，综合考虑天津中心城市实际情况，2020年轨道交通线网密度取值0.11～0.13 km/km2，2040年轨道交通线网密度取值0.18～0.20 km/km2较为合理。

2020年天津中心城市轨道交通线网规模L为

图1 各城市以面积计轨道交通线网密度

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

2040年天津中心城市轨道交通线网规模L为

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

4 结论

通过分析可以得出，按交通出行需求分析法，2020年天津中心城市轨道交通线网规模在450～600 km范围内，2040年天津中心城市轨道交通线网规模在726～

908 km范围内；按照服务水平类比分析法，2020年天津中心城市轨道交通线网规模在474～526 km范围内，2040年天津中心城市轨道交通线网规模在775～850 km范围内。两种计算方法得出的数据基本吻合，由此推荐天津中心城市2020年轨道交通线网合理规模为474～526 km，2040年为775～850 km。

[1] 毛宝华,姜帆,刘迁,等.城市轨道交通[M].北京:科学出版社,2001:79-84.

[2] 陈旭梅,童华磊,高士廉.城市轨道交通线网规模影响因素分析[J].中国铁道科学,2001,22(6):59-62.

[3] 北京市规划委员会.北京市城市轨道交通建设规划线网初步方案(2011—2020)[A].北京,2010:1-4.

[4] 胡俐先,戴晓震,蔡美玲.成都市城市轨道交通线网规模研究[J].现代商贸工业,2008(8):371-372.

[5] 陈坚,李武,赵翰林,等.城市轨道交通合理规模综合计算模型研究[J].铁道运输与经济,2016,38(2):71-75.

[6] 田飞.城市轨道交通近期建设规模匡算方法研究[C].综合轨道交通体系学术沙龙论文集.广州,2015:1-4.

[7] 陈竖，李武，赵翰林，等.城市轨道交通合理规模综合计算模型研究[J].铁道运输与经济，2016，38(2)：71-75.

[8] 赵慧臻.城市轨道交通线网合理规模研究[D].西安：长安大学,2012:38-40.

[9] 胡超凡,郭春安,蒋玉琨,等.北京城市轨道交通线网合理规模的研究[J].铁道运输与经济,2006,28(10):52-54.

(编辑：王艳菊)

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

刘伟玲，女，硕士研究生，讲师，从事铁道交通运营研究，604760537@qq.com

1672-6073(2016)05-0046-05

U231

A