天津市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模研究

劉偉玲

(天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 天津 300240)

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天津市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模研究

劉偉玲

(天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 天津 300240)

介紹軌道交通線網(wǎng)合理規(guī)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(jié)其軌道交通發(fā)展指標(biāo)。結(jié)合天津市的實(shí)際情況，采用交通出行需求分析法對(duì)天津市中心城市軌道交通的線網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行匡算；同時(shí)參照國內(nèi)外同類城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模技術(shù)指標(biāo)，從軌道交通線網(wǎng)面積密度和軌道交通線網(wǎng)人口密度兩個(gè)方面，對(duì)服務(wù)水平進(jìn)行類比分析，提出天津市中心城市軌道交通線網(wǎng)的合理規(guī)模。通過對(duì)比分析匡算結(jié)果，最終得出天津市中心城市軌道交通2020年線網(wǎng)合理規(guī)模為474～526 km，2040年線網(wǎng)合理規(guī)模為775～850 km。

軌道交通；線網(wǎng)；合理規(guī)模；線網(wǎng)長度；出行率；線網(wǎng)密度

1 軌道交通線網(wǎng)規(guī)模概述

為了解決大城市交通問題，社會(huì)各界和交通行業(yè)專家均將眼光轉(zhuǎn)向發(fā)展軌道交通運(yùn)輸體系。與道路交通相比，軌道交通具有運(yùn)量大、速度快、準(zhǔn)點(diǎn)率高、污染小、乘坐舒適、安全可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界各國大城市解決交通壓力，提高交通運(yùn)輸效率和服務(wù)水平的有效途徑；但城市軌道交通是一項(xiàng)規(guī)模大、投資高、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，一旦建成便難以更改，其社會(huì)效益、交通效益和經(jīng)濟(jì)效益難以平衡，因此在城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中根據(jù)城市的發(fā)展、交通需求、經(jīng)濟(jì)水平等因素合理控制軌道交通線網(wǎng)的規(guī)模十分重要。

軌道交通線網(wǎng)的合理規(guī)模[1]是指線路總長度，一般從宏觀上給出軌道交通線網(wǎng)合理規(guī)模的上下限，反映軌道交通方式的合理供給水平，是權(quán)衡地方政府、運(yùn)營者、出行者多方利益的量值。軌道交通線網(wǎng)規(guī)模過小雖然可以節(jié)省財(cái)政開支，但會(huì)使軌道交通供給能力削弱、服務(wù)水平下降，無法滿足城市交通需求和城市發(fā)展；如果規(guī)模過大，雖然可以提高軌道交通的市場份額，但會(huì)加重地方和國家財(cái)政的負(fù)擔(dān)，造成資源利用不合理。通過城市軌道交通的線網(wǎng)規(guī)?？梢怨浪憧偼顿Y量、總輸送能力、總設(shè)備需求量、總經(jīng)營成本、總體效益等，并可據(jù)此決定相應(yīng)的管理體制與運(yùn)作機(jī)制。因此，軌道交通線網(wǎng)的合理規(guī)模指城市軌道交通規(guī)劃的合理控制量，是一項(xiàng)至關(guān)重要的投資依據(jù)[2]。

目前，軌道交通發(fā)展較為成熟且規(guī)模較大的城市主要集中在歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家。本文以城市化程度高、公共交通發(fā)達(dá)、軌道交通線網(wǎng)規(guī)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(duì)象，另外考慮我國的實(shí)際情況，選取軌道交通發(fā)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(wǎng)規(guī)模，以期為天津軌道交通建設(shè)提供參考。東京、倫敦、巴黎和紐約作為世界級(jí)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(fā)展軌道交通，目前軌道交通系統(tǒng)較為發(fā)達(dá)，未來規(guī)劃進(jìn)一步發(fā)展軌道交通以提升交通服務(wù)水平，改善民生；北京和上海作為我國大城市的典范，現(xiàn)有軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已擠入世界前列，其發(fā)展極具借鑒意義?？紤]世界各城市軌道交通概念的區(qū)別，本文軌道交通線網(wǎng)規(guī)模中所涉及的軌道交通線路只包括充當(dāng)城市內(nèi)部運(yùn)輸或通勤功能的軌道交通線路，不包括有軌電車。

2 國內(nèi)外軌道交通線網(wǎng)規(guī)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(qū)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(tǒng)主要包括JR普通客運(yùn)線路、私鐵運(yùn)營線路、大城市區(qū)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(huì)區(qū)和世界金融中心之一。倫敦按其圈層結(jié)構(gòu)可以劃分為中央倫敦、內(nèi)倫敦(倫敦市和市外12市區(qū))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(qū)和巴黎大區(qū)三大圈層。巴黎大區(qū)的城市軌道交通系統(tǒng)包括地鐵、區(qū)域快鐵(RER)和區(qū)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(huì)區(qū)三大圈層，紐約都會(huì)區(qū)的城市軌道交通系統(tǒng)包括地鐵、通勤鐵路和機(jī)場聯(lián)絡(luò)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(dá)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(tǒng)包括輕軌和地鐵。輕軌主要為解決新市鎮(zhèn)內(nèi)部交通而建，3條線路共28.8 km；截至2009年地鐵已經(jīng)發(fā)展了4條線路129.7 km，規(guī)劃至2020年新加坡地鐵系統(tǒng)將達(dá)到306.8 km(見表5)。

表5 新加坡軌道交通線網(wǎng)規(guī)模指標(biāo)

2.6 上海

上海是中國的經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易和航運(yùn)中心。2010年上海全市占地面積6 369 km2，人口2 302萬(遠(yuǎn)超城市總體規(guī)劃2020年人口)，GDP 17 166億元，上海中心城區(qū)面積289 km2，人口699萬。上海城市軌道交通系統(tǒng)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(qū)面積為3235 km2，人口1 942萬，規(guī)劃到2020年上海市城市軌道交通覆蓋區(qū)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(tǒng)包括地鐵和市郊鐵路共有14條運(yùn)營線路，總長409 km；到2015年北京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模達(dá)到744 km;規(guī)劃到2020年軌道交通線網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到1 050 km，其中四環(huán)以內(nèi)軌道交通線網(wǎng)規(guī)模將達(dá)276 km，線網(wǎng)密度1.4 km/km2，形成“中心城棋盤式+新城放射式”的線網(wǎng)格局[3](見表7)。

表6 上海市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模指標(biāo)

3 天津線網(wǎng)規(guī)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(yuǎn)超城 市 總 體 規(guī)劃2020年人口)。中心城市范圍包括中心城區(qū)、外圍四區(qū)及濱海新區(qū)，陸域面積4 305 km2。2010年中心城區(qū)常住人口933萬，根據(jù)天津市2010年居民出行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全市機(jī)動(dòng)化出行總量1 383萬人次，機(jī)動(dòng)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(tǒng)主要有地鐵和輕軌共4條線路，總長140 km，機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率約為33.6%。

3.2 規(guī)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(jìn)行測算的方法[4]，先根據(jù)機(jī)動(dòng)化出行總量及軌道交通機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率匡算出軌道交通日均出行量，再根據(jù)案例城市經(jīng)驗(yàn)，確定軌道交通線路的平均客流強(qiáng)度，兩者比值即為線網(wǎng)規(guī)模[5-7]，即

L=PCβθ/I

式中，L為線網(wǎng)規(guī)模，km；P為預(yù)測年限城市人口，萬人；C為預(yù) 測 年 限 居 民機(jī)動(dòng)化 出 行率，人次/(人·d)；β為預(yù)測年限軌道交通機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率；θ為軌道交通換乘系數(shù)；I為軌道交通線路負(fù)荷強(qiáng)度，萬人次/(km·d)。

隨著天津城市的發(fā)展，未來人口結(jié)構(gòu)將逐漸趨于穩(wěn)定?！半p城雙港”格局的形成及濱海新區(qū)的快速發(fā)展使天津市雙城通道以及雙城區(qū)內(nèi)的交通流量劇增，對(duì)軌道交通的需求也隨之增大。類比國內(nèi)外城市，預(yù)計(jì)到2020年天津中心城市機(jī)動(dòng)化出行率為1.52次/(人·d)，軌道交通機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率為30%；到2040年天津中心城市機(jī)動(dòng)化出行率為1.78次/(人·d)，軌道交通機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率為40%。從國內(nèi)外軌道交通建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來看，大部分城市軌道交通線路負(fù)荷強(qiáng)度在0.8萬～4萬人次/(km·d)之間[7]。天津市作為發(fā)展中城市，資金有限，盡量采用低密度高負(fù)荷強(qiáng)度的軌道交通系統(tǒng)模式，以最少的資金獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，建議負(fù)荷強(qiáng)度在1.5萬～2.5萬人次/(km·d)，軌道交通換乘系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)取1.5。

2020年天津中心城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)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(wǎng)規(guī)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(wù)水平類比分析法

服務(wù)水平類比分析法是通過類比同類城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模技術(shù)指標(biāo)而綜合分析測算的方法[8]。

1) 按人口服務(wù)指標(biāo)估算。通過案例研究可以看出(見表8)，為保證服務(wù)水平，東京、巴黎、倫敦、紐約等城市按人口計(jì)算，軌道交通線網(wǎng)密度基本大于0.8 km/萬人。新加坡屬于高強(qiáng)度開發(fā)模式，其指標(biāo)相對(duì)較低，為0.34 km/萬人?？紤]天津中心城市實(shí)際情況，軌道交通線網(wǎng)密度(按人口計(jì)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(biāo)參數(shù)

2020年天津中心城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)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(wǎng)規(guī)模L為

L=1 700萬人×(0.45～0.5)km/萬人=765～850 km

2) 按服務(wù)面積估算。考慮天津中心城市的規(guī)劃和開發(fā)情況，應(yīng)以東京都市圈、巴黎大區(qū)、大倫敦、紐約都會(huì)區(qū)、新加坡為案例對(duì)比，同時(shí)以北京、上海軌道交通覆蓋區(qū)域的線網(wǎng)密度作為參考(見圖1)，其中新加坡和倫敦的軌道交通線網(wǎng)密度分別為0.43 km/km2和0.70 km/km2，屬集約模式，線網(wǎng)密度偏大；東京都市圈軌道交通線網(wǎng)密度為0.20 km/km2；巴黎大區(qū)軌道交通線網(wǎng)密度為0.13 km/km2；2020年我國上海和北京的軌道交通覆蓋區(qū)域線網(wǎng)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(shí)際情況，2020年軌道交通線網(wǎng)密度取值0.11～0.13 km/km2，2040年軌道交通線網(wǎng)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(wǎng)規(guī)模L為

圖1 各城市以面積計(jì)軌道交通線網(wǎng)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(wǎng)規(guī)模L為

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

4 結(jié)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(wǎng)規(guī)模在450～600 km范圍內(nèi)，2040年天津中心城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模在726～

908 km范圍內(nèi)；按照服務(wù)水平類比分析法，2020年天津中心城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模在474～526 km范圍內(nèi)，2040年天津中心城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模在775～850 km范圍內(nèi)。兩種計(jì)算方法得出的數(shù)據(jù)基本吻合，由此推薦天津中心城市2020年軌道交通線網(wǎng)合理規(guī)模為474～526 km，2040年為775～850 km。

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(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(yùn)營研究，604760537@qq.com

1672-6073(2016)05-0046-05

U231

A