東京軌道交通雙環(huán)線特征分析及其對(duì)上海的啟示

王文聰，楊東援，李瑋峰，曾琳惠

(同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804)

東京軌道交通雙環(huán)線特征分析及其對(duì)上海的啟示

王文聰，楊東援，李瑋峰，曾琳惠

(同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804)

上海市目前軌道交通呈現(xiàn)“十字加環(huán)，多向輻射”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為解決交通問題，研究建設(shè)一條軌道交通外圍環(huán)線，形成雙環(huán)結(jié)構(gòu)。首先分析軌道交通環(huán)線的功能及設(shè)置條件;其次，以已建成兩條環(huán)線的東京都市圈為例，統(tǒng)計(jì)站點(diǎn)周邊1 000 m范圍內(nèi)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(huán)線功能特征，得出環(huán)線主要承擔(dān)換乘功能，且外圍環(huán)線緩解了內(nèi)環(huán)線換乘壓力，加強(qiáng)了組團(tuán)間聯(lián)系，影響了城市空間結(jié)構(gòu);最后，將上海與東京都市圈類比，從軌道交通網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和客流需求兩個(gè)角度，分析建設(shè)外圍環(huán)線的必要性，探討在中環(huán)附近建設(shè)外環(huán)線的可行性。

城市軌道交通;交通規(guī)劃;特征分析;雙環(huán)線;功能定位

中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)城市軌道交通專業(yè)委員會(huì)完成的報(bào)告顯示，我國(guó)已進(jìn)入了軌道交通快速發(fā)展的新時(shí)期［1］。截至2014年6月，廣州軌道交通網(wǎng)的9條線路形成了放射型結(jié)構(gòu);上海基本形成了“一環(huán)多射”的軌道網(wǎng)絡(luò)布局結(jié)構(gòu)，其中4號(hào)線為環(huán)線環(huán)繞城市主中心區(qū)，全網(wǎng)日均客流量達(dá)到911.4萬(wàn)人次;北京軌道交通網(wǎng)屬于典型的環(huán)線+方格網(wǎng)+放射線狀布局，2號(hào)線和10號(hào)線構(gòu)成了內(nèi)外2條環(huán)線，全網(wǎng)日均客流量達(dá)到了1 000萬(wàn)人次以上，環(huán)線承擔(dān)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(huán)線的沿線服務(wù)功能和換乘功能很好地調(diào)節(jié)了線網(wǎng)客流分布，提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸效率，很多城市在考慮軌道交通線網(wǎng)擴(kuò)建時(shí)，對(duì)環(huán)線建設(shè)的探討越來(lái)越多，上海也在探討在外圍建設(shè)一條更大的環(huán)線，然而我國(guó)軌道交通建設(shè)正處于起步階段，對(duì)環(huán)線建設(shè)的研究還很少，因此研究國(guó)外軌道交通發(fā)展成熟的城市并探討環(huán)線的功能特性和建設(shè)的適應(yīng)性顯得尤為重要。

1 軌道交通環(huán)線功能及設(shè)置條件

1.1 軌道交通環(huán)線功能

軌道交通線路的功能，最基本的是沿線服務(wù)功能，串聯(lián)客流集散點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)客流在本線路上的輸送;再者是交通轉(zhuǎn)換功能，在本線路與其他線路相交站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)客流的換乘［3］。大部分乘客利用環(huán)線的主要目的是換乘，往往在環(huán)線上停留較少站數(shù)，環(huán)線的這種短連通性，使其具有調(diào)節(jié)線網(wǎng)中客流分布的功能，提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸效率。因此，環(huán)線的規(guī)劃一般處于軌道交通發(fā)展的后期階段，主要是在放射形線網(wǎng)和棋盤形線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中加入環(huán)線，連接客流密集區(qū)域，完善軌道交通網(wǎng)絡(luò)［4］。同時(shí)，可誘導(dǎo)原本經(jīng)過市中心換乘的客流繞過市中心，利用環(huán)線完成出行。因此，環(huán)線一方面緩解了中心區(qū)的換乘壓力;另一方面滿足了多中心模式下城市中心區(qū)與外圍組團(tuán)及外圍組團(tuán)間的聯(lián)系，當(dāng)組團(tuán)之間的交通可達(dá)性提高后，線路相交處就很容易發(fā)展成為新的城市副中心［5］。

1.2 軌道交通環(huán)線設(shè)置條件

軌道交通環(huán)線的設(shè)置條件，在考慮客流條件方面比其他軌道交通線路規(guī)劃要復(fù)雜得多。由1.1對(duì)環(huán)線的功能分析可知，環(huán)線的客流一方面來(lái)源于客流集散點(diǎn)，另一方面來(lái)源于與其相交的放射形線路的換乘客流。環(huán)線通過的客流集散點(diǎn)越多，則通達(dá)性越好，越能滿足環(huán)線設(shè)置的客流條件［67］，因此，環(huán)線一般設(shè)置在城市較為中心的區(qū)域或中心區(qū)域的邊緣地帶。當(dāng)放射線網(wǎng)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，環(huán)線可考慮設(shè)置在較外圍區(qū)域，以加強(qiáng)放射線間的連通性。

2 東京軌道交通環(huán)線的結(jié)構(gòu)特性

2.1 東京軌道交通雙環(huán)線沿線土地利用

東京軌道交通系統(tǒng)包括4部分，地鐵、JR國(guó)鐵、私有鐵路和新型軌道交通系統(tǒng)，形成了環(huán)線加放射線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)［8］。

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

筆者利用日本統(tǒng)計(jì)網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)了內(nèi)外環(huán)線沿線各站點(diǎn)1 km范圍內(nèi)的人口密度。具體方法:以站點(diǎn)為圓心，做1 km的緩沖圓區(qū)域，得到2011年內(nèi)環(huán)山手線和外環(huán)武藏野線站點(diǎn)一定半徑內(nèi)人口分布情況，如圖1所示。

圖1 東京軌道交通內(nèi)外環(huán)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(nèi)環(huán)線連接了人口密集度很大的幾個(gè)區(qū)域(例如池袋站，人口密度高達(dá)10萬(wàn))，也有人口密度較低的地區(qū)(如原宿僅2.5萬(wàn))，外環(huán)線各個(gè)站點(diǎn)周邊的人口密度比較均衡。

2.2 東京軌道交通雙環(huán)線客流特征

通過分析環(huán)線承擔(dān)的客流量，進(jìn)一步分析其功能是否得到了很好的發(fā)揮。山手線途徑29個(gè)站點(diǎn)，24個(gè)換乘站點(diǎn)，武藏野線途徑27個(gè)站點(diǎn)，一半為換乘站點(diǎn)，根據(jù)已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)山手線、武藏野線各站點(diǎn)換乘客流量占該站點(diǎn)全天總客流量的比例，如圖2所示，圖2中站點(diǎn)編號(hào)見表1。

圖2 東京軌道交通內(nèi)外環(huán)線站點(diǎn)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(nèi)環(huán)線換乘站點(diǎn)的換乘客流比例大部分在40%以上，有的甚至達(dá)到了80%以上，外環(huán)線換乘站點(diǎn)的換乘客流比例幾乎在20%以上，有一半站點(diǎn)的換乘客流比例達(dá)到了40%以上，可見兩條環(huán)線在軌道交通線網(wǎng)中主要承擔(dān)了換乘功能。

為了較好地分析武藏野線在城市外圍區(qū)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(duì)象，分析選擇在內(nèi)外環(huán)換乘的客流比例。

表1 內(nèi)外環(huán)線站點(diǎn)編號(hào)Tab.1 Station serialnumber of the inner and outer loop line

根據(jù)調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(huán)線換乘的客流約占總客流的35%。根據(jù)首末站間不同路徑的統(tǒng)計(jì)情況，統(tǒng)計(jì)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(nèi)外環(huán)換乘對(duì)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(huán)換乘的比例要大于選擇在內(nèi)環(huán)換乘的比例。根據(jù)東京客流量調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析得出，山手線主要換乘方向客流，60%在山手線站點(diǎn)及其內(nèi)部站點(diǎn)出站，40%在山手線外圍站點(diǎn)出站，而武藏野線主要換乘方向的客流，39%進(jìn)入了東京都中心區(qū)部，61%在東京都中心區(qū)部外圍站點(diǎn)出站。

綜上，內(nèi)外環(huán)線在軌道交通線網(wǎng)中主要承擔(dān)換乘功能，外環(huán)線緩解了內(nèi)環(huán)線及中心區(qū)的換乘壓力，另一方面縮短了外圍區(qū)域間的出行距離，加強(qiáng)了外圍組團(tuán)的連通性，滿足了多中心模式下城市中心區(qū)外圍組團(tuán)及組團(tuán)間的聯(lián)系需求。

3 上海軌道交通發(fā)展啟示與建議

3.1 上海市軌道交通客流現(xiàn)狀

截至2014年，上海市基本形成了“一環(huán)九射”的軌道交通網(wǎng)絡(luò)布局結(jié)構(gòu)。軌道交通網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋中心城區(qū)，然而隨著城市的不斷擴(kuò)張，外圍區(qū)域的交通需求在不斷增長(zhǎng)，軌道交通網(wǎng)絡(luò)亟待進(jìn)一步完善。

根據(jù)2011年上海市軌道交通日客流統(tǒng)計(jì)情況，環(huán)線4號(hào)線日客流量達(dá)到了79萬(wàn)人次，僅次于骨架1號(hào)線和2號(hào)線。4號(hào)線作為上海市軌道交通網(wǎng)中唯一的一條環(huán)線，與8條放射線相交，其承擔(dān)的客流性質(zhì)較復(fù)雜，客流壓力也較大。根據(jù)2011年上海市軌道交通客流統(tǒng)計(jì)情況，分析4號(hào)線客流換乘方向，如表3所示。4號(hào)線不僅承擔(dān)了從外圍區(qū)域至環(huán)內(nèi)市中心的客流，還承擔(dān)了一部分外圍間的換乘客流，這部分客流選擇在內(nèi)環(huán)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(huán)線4號(hào)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(shè)外環(huán)線的必要性

為了緩解外圍區(qū)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(qū)域建設(shè)一條更大的環(huán)線，形成雙環(huán)結(jié)構(gòu)，同時(shí)上海與東京無(wú)論從城市規(guī)模、人口密度，還是未來(lái)軌道交通密度都較為類似［10］，為了探討建設(shè)環(huán)線的必要性以及是否能達(dá)到緩解市中心軌道交通壓力的目標(biāo)，從以下兩個(gè)方面對(duì)上海與東京對(duì)比分析。

3.2.1 上海與東京軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)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(zhǎng)度及密度與東京都市圈差別很大。為了更好地對(duì)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(chǎng)為中心，分別以15、30、50 km為半徑將區(qū)域劃分為內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)。分析3個(gè)區(qū)域內(nèi)軌道交通線路長(zhǎng)度，如表5所示。

表4 上海與東京的城市和軌道交通特征對(duì)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(nèi)、中、外環(huán)軌道交通長(zhǎng)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(duì)比情況可以看出，目前上海軌道交通存在的問題是，中環(huán)不足，外環(huán)稀少。為緩解上海中心區(qū)域軌道交通的壓力，可借鑒日本東京經(jīng)驗(yàn)，考慮在中環(huán)、外環(huán)區(qū)域增建軌道交通線路。

3.2.2 上海建設(shè)外環(huán)線的客流支撐

上?？臻g結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)高架路構(gòu)成的三圈層，如圖3所示。環(huán)線4號(hào)線在內(nèi)環(huán)高架附近，目前上海正在探討在中環(huán)附近建設(shè)軌道交通外環(huán)線，下面探討上海市中環(huán)附近建設(shè)軌道交通外環(huán)線的可實(shí)施性。

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

從圖3中可以看出，中環(huán)線長(zhǎng)約70 km，與除4號(hào)線之外的其余13條軌道線相交，共16個(gè)交點(diǎn)，因此若在中環(huán)線附近建設(shè)軌道交通外環(huán)線，能較好地連通軌道交通放射線。

以中環(huán)西北角滬嘉立交為原點(diǎn)，順時(shí)針方向，以1 km為間距等距離分割中環(huán)線，以每個(gè)等分點(diǎn)為圓心，計(jì)算半徑1 km范圍內(nèi)的人口密度，數(shù)據(jù)為2013年統(tǒng)計(jì)人口數(shù)據(jù)，如圖4所示。

圖4 中環(huán)沿線1 km范圍內(nèi)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(huán)線沿線1 km內(nèi)人口密度在1.5萬(wàn)人/km2左右波動(dòng)，最高達(dá)3萬(wàn)人/km2。東京外環(huán)線武藏野線沿線人口密度在1萬(wàn)人/km2左右波動(dòng)，最高達(dá)1.5萬(wàn)人/km2。在中環(huán)附近建設(shè)軌道交通外環(huán)線有一定的人口支持。借助Arcgis熱力圖表示中環(huán)沿線1 km范圍內(nèi)人口密度分布及設(shè)施分布情況如圖5所示，中環(huán)沿線有金橋開發(fā)區(qū)、漕河涇等開發(fā)區(qū)，五角場(chǎng)、中環(huán)商圈等商業(yè)中心，以及即將打造成上海新的世界級(jí)中央商務(wù)區(qū)的前灘，這些都是重要的客流吸引源，為軌道交通環(huán)線建設(shè)提供了支撐。

圖5 中環(huán)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(jié)論

我國(guó)軌道交通發(fā)展較不成熟，以東京都市圈軌道交通網(wǎng)絡(luò)的雙環(huán)線為研究對(duì)象，有助于了解環(huán)線功能及外圍環(huán)線的特殊作用。本文從東京都市圈內(nèi)外環(huán)線沿線人口密度、承擔(dān)客流特征2個(gè)方面分析了環(huán)線功能及建設(shè)條件，提出外環(huán)線能緩解中心區(qū)的換乘壓力，加強(qiáng)組團(tuán)間聯(lián)系。上海市與東京都市圈相比，外圍區(qū)域軌道線密度較低，可考慮建設(shè)軌道交通外環(huán)線;中環(huán)線附近人口密度較高，有一些經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、商務(wù)區(qū)、商業(yè)中心等功能集聚區(qū)域，可作為外環(huán)線選址的選擇。以上可為上海市規(guī)劃建設(shè)軌道交通外環(huán)線提供探索性的建議。

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(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(guī)劃、城市空間與建筑環(huán)境的研究，tjwwencong@163.com