東京都市圈軌道交通直通運營模式的分析與啟示

向 蕾 葉霞飛 蔣 葉

（同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，201804，上海∥第一作者，碩士研究生）

直通運營模式在鐵路網中十分常見。鐵路乘客出行距離較長，出行頻率較低，對出發(fā)時間的要求較低；乘客在換乘時的等候時間長。鐵路線路一般為地面或高架敷設，以適應不同編組列車的直通運營，其車站及線路的改造也不會引起高額成本。這些鐵路交通需求特點及線路特征保證了其直通運營模式的必要性和可行性。

城市軌道交通乘客出行頻率高，對出發(fā)時間的要求高，換乘時間要求短。市區(qū)地鐵線路多為地下敷設。因此，直通運營模式對于城市軌道交通是否具有必要性和可行性還值得探討。本文以東京都市圈的軌道交通直通運營模式為研究對象進行相關研究。

1 東京都市圈軌道交通概況

東京都市圈覆蓋了以東京站為中心的50 km半徑范圍，包括東京都、千葉縣、埼玉縣、神奈川縣和茨城縣。東京都市圈的軌道交通主要分為3部分：內城區(qū)主要是地鐵，外圍區(qū)主要是私鐵、JR（日本鐵路）及地鐵，郊區(qū)主要是私鐵和JR。其中：JR建設較早，于1914年底形成了線網基本格局；私營鐵路在1923年關東大地震后迅速發(fā)展，基本以JR山手環(huán)線的大型樞紐站為起點；地鐵建設受到戰(zhàn)爭影響，在1927年開通運營銀座線之后，直至1951年才開始第二條地鐵線（丸之內線）的規(guī)劃建設。為了應對日益增大的通勤壓力，使郊區(qū)客流能快速便捷地進入核心區(qū)，東京都市圈廣泛采用直通運營組織模式，以提高軌道交通的運輸效率。

2 東京都市圈軌道交通直通運營模式

2.1 同一主體下的直通運營模式

同一主體下的軌道交通線路具有相同的軌距、供電制式以及信號控制系統(tǒng)，線路之間的直通運營無需對線路技術特征進行改造，僅需建設聯絡線將2條線路連接起來。同一主體下的線路直通運營模式有“主線+支線”模式和“主線+主線”模式2種。

2.1.1“主線+支線”模式

“主線+支線”模式是同一家運營公司內部線路直通運營的典型模式。主線的起點站多位于山手環(huán)線上或環(huán)線附近，終點站位于郊區(qū)，主要承擔通道內的通勤、通學客流；支線的起終點均位于郊區(qū)，線路較短。通過與主線之間的直通運營，支線乘客不用換乘即能直達市區(qū)。圖1為京王電鐵株式會社旗下京王線（主線）與京王相模原線、京王動物園線、京王高尾線等3條支線的直通運營情況。

圖1 京王電鐵株式會社所轄線路的直通運營情況

2.1.2“主線+主線”模式

“主線+主線”模式在JR中比較常見。2條主線的起點站均位于市區(qū)，終點站均位于郊區(qū)。通過在市區(qū)車站接軌實現了2條主線之間的直通運營，形成了“市郊-市區(qū)-市郊”線路，從而縮短了穿市中心客流的換乘時間，加強了都市圈內各個區(qū)域之間的聯系。圖2為JR總武本線與JR中央本線的直通運營情況。從發(fā)車對數來看，直通區(qū)段越長，對應的直通列車發(fā)車對數越少（如千葉站—武藏小金井站/立川站，全天發(fā)車對數均小于5對），對于這部分乘客來說，直通運營列車的服務水平太低，選擇換乘方式可能更為方便；從線路能力來看，JR總武本線的千葉站—御茶水站區(qū)段、JR中央本線的御茶水站—三鷹站區(qū)段均為雙復線，線路能力比較富余，開行直通列車對其本線列車運行的影響較小。

圖2 總武本線與中央本線的直通運營情況

2.2 不同主體下的直通運營模式

不同主體下的軌道交通線路可能具有不同的軌距、供電制式或信號控制系統(tǒng)，線路之間的直通運營需對工程技術條件進行改造，使其技術特征相同或兼容。不同主體下的線路直通運營模式主要有全線直通運營模式和部分直通運營模式2種。

2.2.1 全線直通運營模式

全線直通運營模式，即軌道交通線路全線參與直通。全線直通后相當于在1條線路上開行多個交路。圖3為東急目黑線、地鐵南北線及埼玉高速鐵道線的直通運營情況，東急目黑線及埼玉高速鐵道線靠近市區(qū)，線路較短，區(qū)間少，與市區(qū)聯系緊密，全線各站與地鐵南北線換乘的客流量大，因此全線參與直通運營。全線直通運營后，其整個通道內開行了7個交路。例如，高峰時段從浦和美園站始發(fā)，運營至市區(qū)的直通列車發(fā)車間隔為5～6 min，運營至神奈川縣的直通列車發(fā)車間隔為9～12 min，服務水平較高。

圖3 東急目黑線、南北線、埼玉高速鐵道線的直通運營情況

2.2.2 部分直通運營模式

部分直通運營模式，即軌道交通線路部分區(qū)段（主要為郊區(qū)線）參與直通運營。直通運營后，線路分段點或運營交路分段點會向郊區(qū)遷移，以避免線路在城市副中心區(qū)域斷開。圖4為JR常磐線、地鐵千代田線及私鐵小田急小田原線的直通運營情況。從JR常磐線直通運營至地鐵千代田線的列車較多，服務水平較高；從JR常磐線直通運營至小田急小田原線的列車較少，服務水平較低。

2.3 直通運營模式分類

東京都市圈軌道交通線路直通運營模式主要可歸納為2類。①區(qū)域服務模式：多通過支線與主線的直通運營，使郊區(qū)乘客快速直達市區(qū)。②通道服務模式：由于線路建設時序或投資主體不同等原因，1個通道被斷開成為多條不同的線路；通過直通運營將通道串聯起來，可更好地為通道客流服務。

圖4 JR常磐線、千代田線、小田急小田原線的直通運營情況

3 直通運營線路的客流特點

3.1 直通運營列車發(fā)車對數與線路客流的關系

2條軌道交通線路間的直通運營示意圖如圖5所示。線路I與線路II直通運營。其中C站為直通運營銜接站。以線路I為研究對象，斷面1的客流包括：留在本線的客流（客流②），轉出至線路II的客流（客流③），在C站出站的客流（客流④）。表1列出了5個直通運營案例的客流情況和發(fā)車對數情況。從表5中可以看出，直通運營列車的發(fā)車對數與客流③有關；客流③占非出站客流的比例越大，直通運營列車對數占總過站列車對數的比例就越大。

圖5 兩條線路直通運營示意圖

表1 直通運營案例的客流情況和發(fā)車對數情況

3.2 直通運營區(qū)段與線路客流的關系

只有當線路II的車站i與線路I之間的OD（起訖）客流量足夠大時，才有必要將線路II的直通區(qū)段延伸至車站i。軌道交通線路直通運營按區(qū)段可分為全線直通型和部分直通型2種。

3.2.1 全線直通型

東急田園都市線與地鐵半藏門線的直通運營為全線直通型運營（如圖6所示）。從半藏門線押上站直通運營至東急田園都市線的交路有3個：押上站—鷺沼站、押上站—長津田站及押上站—中央林間站。3個交路的直通運營列車發(fā)車對數都很多，服務水平較高。這和東急田園都市線全線各個車站與半藏門線的OD客流量有關。

圖6 東急田園都市線與半藏門線的直通運營情況

田園都市線是連接市中心和郊區(qū)新城多摩田園都市的典型通勤線路。圖7為2010年田園都市線各站與半藏門線的日均高峰時段OD客流量?？梢钥闯?，田園都市線很多車站與半藏門線的高峰時段OD客流量都大于1 000人次/d，雖然線路后面區(qū)段的一些車站與半藏門線的OD客流量較小，但終點站中央林間站附近有大量的居住人口，該站與半藏門線的高峰時段OD客流量達到3 285人次/d，因此有必要實現田園都市線全線與半藏門線的直通運營，從而節(jié)省大量乘客的換乘時間，同時緩解澀谷站的換乘壓力。

圖7 東急田園都市線各站與半藏門線的日均高峰時段OD客流量

3.2.2 部分直通型

JR常磐線與地鐵千代田線的直通運營為部分直通型運營（如圖8所示）。從千代田線代代木上原站直通運營至JR常磐線的交路有4個。其中，代代木上原站至松戶站、柏站及我孫子站的發(fā)車對數較多，代代木上原站至取手站的發(fā)車對數較少，故取手站之后的區(qū)段不再開行直通列車，其乘客需換乘1次才能到達千代田線。這和JR常磐線全線各個車站與千代田線的日均高峰時段OD客流量有關。

圖8 JR常磐線與千代田線的直通運營情況

圖9為2010年常磐線各站與千代田線的日均高峰時段OD客流量?？梢钥闯觯瑏w有站—我孫子站區(qū)段各站與千代田線的日均高峰時段OD客流量較大，天王臺站和取手站同千代田線的日均高峰時段OD客流量有所下降，取手站之后區(qū)段的各站與千代田線的日均高峰時段OD客流量很低，部分車站的日均高峰時段OD客流量為0。因此，常磐線在綾瀨站—取手站區(qū)段與千代田線實現了直通運營，且直通運營列車的發(fā)車對數和日均高峰時段OD客流量情況基本一致。

4 直通運營的工程條件

不同的軌道交通線路可能具有不同的技術特征。為實現線路間的直通運營，需對線路的工程技術條件進行改造，使其技術特征相同或兼容。直通運營考慮的的工程技術條件主要包括線路、車站、供電制式及信號控制系統(tǒng)等方面。

（1）線路方面：要實現2條線路的直通，需增設聯絡線。若線路為地下敷設，則聯絡線的建設成本將十分昂貴；若2條線路的軌距不同，則需先統(tǒng)一軌距。例如，京成電鐵株式會社為使旗下線路與淺草線直通運營，把全線的軌距調整為標準軌距（1 435 mm）。此類改造并不多。后期建設的地鐵線路，由于設計時考慮了與已有私鐵線路或JR的直通運營，故采用了與直通線路相同的軌距。此外，直通線路還需統(tǒng)一限界，以適應車輛尺寸的差異。

（2）車站方面：不同列車編組的線路間要實現相互直通會對車站基礎設施的規(guī)模產生較大影響，小編組的線路站臺需適當延長。對于地下站來說，增加車站長度會引起高額投資。另外，直通運營往往采用多交路形式，因此需在折返站增設折返線及停車線等配線設施；若車站為地下站，其配線改造費用也非常昂貴。

（3）供電制式方面：東京都市圈軌道交通線路的供電制式有架空線1 500 V、架空線750 V、第三軌供電600 V等方式，若要實現相互直通，需統(tǒng)一供電制式。東京地鐵中的丸之內線和銀座線因供電制式不兼容，無法與郊區(qū)線路實現直通運營。后期建設的地鐵線路考慮到與郊區(qū)線路的直通運營，普遍采用了架空線直流1 500 V的供電制式。

圖9 JR常磐線各站與千代田線的日均高峰時段OD客流量

（4）信號控制系統(tǒng)方面：直通運營列車需與2條線路的信號系統(tǒng)兼容。在規(guī)劃階段，可統(tǒng)一2條直通線路的信號制式，采購統(tǒng)一標準的信號系統(tǒng)；若2條線路均已建成，可在直通運營列車上搭載2套設備，以分別適應不同線路的信號制式。

5 結論

（1）東京都市圈軌道交通線路直通運營模式主要可歸納為2類。①區(qū)域服務模式：多通過支線與主線的直通運營，使郊區(qū)乘客快速直達市區(qū)。②通道服務模式：由于線路建設時序或投資主體不同等原因，1個通道被斷開成為多條不同的線路；通過直通運營將通道串聯起來，可更好地為通道客流服務。

（2）線路I開往線路II的直通運營列車對數與線路I轉出至線路II的客流量有關。轉出客流/（轉出客流+留在本線客流）的比值越大，相應開行的直通運營列車對數占總過站對數的比值就越大。

（3）在東京都市圈的軌道交通線路中，有的線路是全線直通運營，有的線路是部分區(qū)段直通運營。直通運營區(qū)段的長度和該線各個車站與直通線路之間的OD客流量有關。只有當OD客流量足夠大時，才有必要實現直通運營。

（4）東京都市圈相互直通運營軌道交通線路均實現了軌距、供電制式和信號制式等技術特征的統(tǒng)一。技術特征的統(tǒng)一是線路相互直通的基本條件。

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