东京都市圈轨道交通直通运营模式的分析与启示

向 蕾 叶霞飞 蒋 叶

（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，201804，上海∥第一作者，硕士研究生）

直通运营模式在铁路网中十分常见。铁路乘客出行距离较长，出行频率较低，对出发时间的要求较低；乘客在换乘时的等候时间长。铁路线路一般为地面或高架敷设，以适应不同编组列车的直通运营，其车站及线路的改造也不会引起高额成本。这些铁路交通需求特点及线路特征保证了其直通运营模式的必要性和可行性。

城市轨道交通乘客出行频率高，对出发时间的要求高，换乘时间要求短。市区地铁线路多为地下敷设。因此，直通运营模式对于城市轨道交通是否具有必要性和可行性还值得探讨。本文以东京都市圈的轨道交通直通运营模式为研究对象进行相关研究。

1 东京都市圈轨道交通概况

东京都市圈覆盖了以东京站为中心的50 km半径范围，包括东京都、千叶县、埼玉县、神奈川县和茨城县。东京都市圈的轨道交通主要分为3部分：内城区主要是地铁，外围区主要是私铁、JR（日本铁路）及地铁，郊区主要是私铁和JR。其中：JR建设较早，于1914年底形成了线网基本格局；私营铁路在1923年关东大地震后迅速发展，基本以JR山手环线的大型枢纽站为起点；地铁建设受到战争影响，在1927年开通运营银座线之后，直至1951年才开始第二条地铁线（丸之内线）的规划建设。为了应对日益增大的通勤压力，使郊区客流能快速便捷地进入核心区，东京都市圈广泛采用直通运营组织模式，以提高轨道交通的运输效率。

2 东京都市圈轨道交通直通运营模式

2.1 同一主体下的直通运营模式

同一主体下的轨道交通线路具有相同的轨距、供电制式以及信号控制系统，线路之间的直通运营无需对线路技术特征进行改造，仅需建设联络线将2条线路连接起来。同一主体下的线路直通运营模式有“主线+支线”模式和“主线+主线”模式2种。

2.1.1“主线+支线”模式

“主线+支线”模式是同一家运营公司内部线路直通运营的典型模式。主线的起点站多位于山手环线上或环线附近，终点站位于郊区，主要承担通道内的通勤、通学客流；支线的起终点均位于郊区，线路较短。通过与主线之间的直通运营，支线乘客不用换乘即能直达市区。图1为京王电铁株式会社旗下京王线（主线）与京王相模原线、京王动物园线、京王高尾线等3条支线的直通运营情况。

图1 京王电铁株式会社所辖线路的直通运营情况

2.1.2“主线+主线”模式

“主线+主线”模式在JR中比较常见。2条主线的起点站均位于市区，终点站均位于郊区。通过在市区车站接轨实现了2条主线之间的直通运营，形成了“市郊-市区-市郊”线路，从而缩短了穿市中心客流的换乘时间，加强了都市圈内各个区域之间的联系。图2为JR总武本线与JR中央本线的直通运营情况。从发车对数来看，直通区段越长，对应的直通列车发车对数越少（如千叶站—武藏小金井站/立川站，全天发车对数均小于5对），对于这部分乘客来说，直通运营列车的服务水平太低，选择换乘方式可能更为方便；从线路能力来看，JR总武本线的千叶站—御茶水站区段、JR中央本线的御茶水站—三鹰站区段均为双复线，线路能力比较富余，开行直通列车对其本线列车运行的影响较小。

图2 总武本线与中央本线的直通运营情况

2.2 不同主体下的直通运营模式

不同主体下的轨道交通线路可能具有不同的轨距、供电制式或信号控制系统，线路之间的直通运营需对工程技术条件进行改造，使其技术特征相同或兼容。不同主体下的线路直通运营模式主要有全线直通运营模式和部分直通运营模式2种。

2.2.1 全线直通运营模式

全线直通运营模式，即轨道交通线路全线参与直通。全线直通后相当于在1条线路上开行多个交路。图3为东急目黑线、地铁南北线及埼玉高速铁道线的直通运营情况，东急目黑线及埼玉高速铁道线靠近市区，线路较短，区间少，与市区联系紧密，全线各站与地铁南北线换乘的客流量大，因此全线参与直通运营。全线直通运营后，其整个通道内开行了7个交路。例如，高峰时段从浦和美园站始发，运营至市区的直通列车发车间隔为5～6 min，运营至神奈川县的直通列车发车间隔为9～12 min，服务水平较高。

图3 东急目黑线、南北线、埼玉高速铁道线的直通运营情况

2.2.2 部分直通运营模式

部分直通运营模式，即轨道交通线路部分区段（主要为郊区线）参与直通运营。直通运营后，线路分段点或运营交路分段点会向郊区迁移，以避免线路在城市副中心区域断开。图4为JR常磐线、地铁千代田线及私铁小田急小田原线的直通运营情况。从JR常磐线直通运营至地铁千代田线的列车较多，服务水平较高；从JR常磐线直通运营至小田急小田原线的列车较少，服务水平较低。

2.3 直通运营模式分类

东京都市圈轨道交通线路直通运营模式主要可归纳为2类。①区域服务模式：多通过支线与主线的直通运营，使郊区乘客快速直达市区。②通道服务模式：由于线路建设时序或投资主体不同等原因，1个通道被断开成为多条不同的线路；通过直通运营将通道串联起来，可更好地为通道客流服务。

图4 JR常磐线、千代田线、小田急小田原线的直通运营情况

3 直通运营线路的客流特点

3.1 直通运营列车发车对数与线路客流的关系

2条轨道交通线路间的直通运营示意图如图5所示。线路I与线路II直通运营。其中C站为直通运营衔接站。以线路I为研究对象，断面1的客流包括：留在本线的客流（客流②），转出至线路II的客流（客流③），在C站出站的客流（客流④）。表1列出了5个直通运营案例的客流情况和发车对数情况。从表5中可以看出，直通运营列车的发车对数与客流③有关；客流③占非出站客流的比例越大，直通运营列车对数占总过站列车对数的比例就越大。

图5 两条线路直通运营示意图

表1 直通运营案例的客流情况和发车对数情况

3.2 直通运营区段与线路客流的关系

只有当线路II的车站i与线路I之间的OD（起讫）客流量足够大时，才有必要将线路II的直通区段延伸至车站i。轨道交通线路直通运营按区段可分为全线直通型和部分直通型2种。

3.2.1 全线直通型

东急田园都市线与地铁半藏门线的直通运营为全线直通型运营（如图6所示）。从半藏门线押上站直通运营至东急田园都市线的交路有3个：押上站—鹭沼站、押上站—长津田站及押上站—中央林间站。3个交路的直通运营列车发车对数都很多，服务水平较高。这和东急田园都市线全线各个车站与半藏门线的OD客流量有关。

图6 东急田园都市线与半藏门线的直通运营情况

田园都市线是连接市中心和郊区新城多摩田园都市的典型通勤线路。图7为2010年田园都市线各站与半藏门线的日均高峰时段OD客流量。可以看出，田园都市线很多车站与半藏门线的高峰时段OD客流量都大于1 000人次/d，虽然线路后面区段的一些车站与半藏门线的OD客流量较小，但终点站中央林间站附近有大量的居住人口，该站与半藏门线的高峰时段OD客流量达到3 285人次/d，因此有必要实现田园都市线全线与半藏门线的直通运营，从而节省大量乘客的换乘时间，同时缓解涩谷站的换乘压力。

图7 东急田园都市线各站与半藏门线的日均高峰时段OD客流量

3.2.2 部分直通型

JR常磐线与地铁千代田线的直通运营为部分直通型运营（如图8所示）。从千代田线代代木上原站直通运营至JR常磐线的交路有4个。其中，代代木上原站至松户站、柏站及我孙子站的发车对数较多，代代木上原站至取手站的发车对数较少，故取手站之后的区段不再开行直通列车，其乘客需换乘1次才能到达千代田线。这和JR常磐线全线各个车站与千代田线的日均高峰时段OD客流量有关。

图8 JR常磐线与千代田线的直通运营情况

图9为2010年常磐线各站与千代田线的日均高峰时段OD客流量。可以看出，亀有站—我孙子站区段各站与千代田线的日均高峰时段OD客流量较大，天王台站和取手站同千代田线的日均高峰时段OD客流量有所下降，取手站之后区段的各站与千代田线的日均高峰时段OD客流量很低，部分车站的日均高峰时段OD客流量为0。因此，常磐线在绫濑站—取手站区段与千代田线实现了直通运营，且直通运营列车的发车对数和日均高峰时段OD客流量情况基本一致。

4 直通运营的工程条件

不同的轨道交通线路可能具有不同的技术特征。为实现线路间的直通运营，需对线路的工程技术条件进行改造，使其技术特征相同或兼容。直通运营考虑的的工程技术条件主要包括线路、车站、供电制式及信号控制系统等方面。

（1）线路方面：要实现2条线路的直通，需增设联络线。若线路为地下敷设，则联络线的建设成本将十分昂贵；若2条线路的轨距不同，则需先统一轨距。例如，京成电铁株式会社为使旗下线路与浅草线直通运营，把全线的轨距调整为标准轨距（1 435 mm）。此类改造并不多。后期建设的地铁线路，由于设计时考虑了与已有私铁线路或JR的直通运营，故采用了与直通线路相同的轨距。此外，直通线路还需统一限界，以适应车辆尺寸的差异。

（2）车站方面：不同列车编组的线路间要实现相互直通会对车站基础设施的规模产生较大影响，小编组的线路站台需适当延长。对于地下站来说，增加车站长度会引起高额投资。另外，直通运营往往采用多交路形式，因此需在折返站增设折返线及停车线等配线设施；若车站为地下站，其配线改造费用也非常昂贵。

（3）供电制式方面：东京都市圈轨道交通线路的供电制式有架空线1 500 V、架空线750 V、第三轨供电600 V等方式，若要实现相互直通，需统一供电制式。东京地铁中的丸之内线和银座线因供电制式不兼容，无法与郊区线路实现直通运营。后期建设的地铁线路考虑到与郊区线路的直通运营，普遍采用了架空线直流1 500 V的供电制式。

图9 JR常磐线各站与千代田线的日均高峰时段OD客流量

（4）信号控制系统方面：直通运营列车需与2条线路的信号系统兼容。在规划阶段，可统一2条直通线路的信号制式，采购统一标准的信号系统；若2条线路均已建成，可在直通运营列车上搭载2套设备，以分别适应不同线路的信号制式。

5 结论

（1）东京都市圈轨道交通线路直通运营模式主要可归纳为2类。①区域服务模式：多通过支线与主线的直通运营，使郊区乘客快速直达市区。②通道服务模式：由于线路建设时序或投资主体不同等原因，1个通道被断开成为多条不同的线路；通过直通运营将通道串联起来，可更好地为通道客流服务。

（2）线路I开往线路II的直通运营列车对数与线路I转出至线路II的客流量有关。转出客流/（转出客流+留在本线客流）的比值越大，相应开行的直通运营列车对数占总过站对数的比值就越大。

（3）在东京都市圈的轨道交通线路中，有的线路是全线直通运营，有的线路是部分区段直通运营。直通运营区段的长度和该线各个车站与直通线路之间的OD客流量有关。只有当OD客流量足够大时，才有必要实现直通运营。

（4）东京都市圈相互直通运营轨道交通线路均实现了轨距、供电制式和信号制式等技术特征的统一。技术特征的统一是线路相互直通的基本条件。

［1］ 明瑞利，叶霞飞.东京地铁与郊区铁路直通运营的相关问题研究［J］.城市轨道交通研究，2009（1）：21.

［2］ 王家琦.城市轨道交通共线运营实施条件及运行方案研究［D］.北京：北京交通大学，2015.

［3］ 黄荣.城市轨道交通网络化运营的组织方法及实施技术研究［D］.北京：北京交通大学，2010.

［4］日本电车时刻表［EB/OL］.（2016-01-01）［2016-10-25］.https:∥www.navitime.co.jp/diagram/.

［5］ 運輸政策研究機構.都市交通年報（平成23年版）［R］.東京都：運輸政策研究機構，2013.

［6］ 国土交通省.第11回大都市交通センサス調査［EB/OL］.（2012-05-17）［2016-10-11］.http://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/transport/sosei_transport_tk_000007.html.