我國(guó)城市軌道交通既有線改造路徑探討

魏 運(yùn)，楚柏青，光志瑞

（1.北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，北京 100044；2.地鐵運(yùn)營(yíng)安全保障技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044）

1 研究背景

城市軌道交通與城市發(fā)展是相互作用的動(dòng)態(tài)互饋過(guò)程，城市化率的提高促進(jìn)了城市軌道交通的發(fā)展，城市軌道交通的發(fā)展反向支撐了城市的發(fā)展與更新。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，城市化到一定程度后(一般為70%～80%)，城軌網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展期，既有線改造將成為軌道交通發(fā)展的關(guān)鍵。我國(guó)城軌建設(shè)發(fā)展快，建設(shè)時(shí)間相對(duì)短暫，城軌線網(wǎng)優(yōu)化提升可解決快速發(fā)展帶來(lái)的問(wèn)題。我國(guó)城軌交通伴隨城市化發(fā)展經(jīng)歷了起步探索、緩慢發(fā)展、快速發(fā)展3 個(gè)發(fā)展階段。截至2022 年底，經(jīng)國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)的我國(guó)城軌交通(含輕軌)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)城市共有42 座，其中開(kāi)通運(yùn)營(yíng)15 年以上的城市共有10 座，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)11～15 年的城市共有7 座，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)6～10 年的城市共有15 座。其中，北京地鐵已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)50 余年，既有線運(yùn)營(yíng)10 年以上的線路占比達(dá)到59%；上海地鐵也已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)近30 年，既有線運(yùn)營(yíng)10 年以上的線路占比達(dá)到65%，率先進(jìn)入增長(zhǎng)穩(wěn)定期，新線建設(shè)客流邊際效益遞減，整體步入存量?jī)?yōu)化階段。

隨著城軌交通線路運(yùn)營(yíng)年限的逐漸增加，既有線設(shè)備設(shè)施老化、系統(tǒng)穩(wěn)定性下降、網(wǎng)絡(luò)功能不完善、運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平降低等問(wèn)題越發(fā)突出，不僅影響乘客出行體驗(yàn)，還造成了一定的安全隱患，因此亟須開(kāi)展既有線改造優(yōu)化的研究工作。國(guó)外一些城市已經(jīng)從不同角度開(kāi)展了城市軌道交通既有線改造實(shí)踐，其經(jīng)驗(yàn)可供借鑒參考：日本東京軌道交通網(wǎng)絡(luò)從20 世紀(jì)60 年代起持續(xù)開(kāi)展既有線改造，涵蓋了提升車(chē)站能力改造、提升線路能力改造、提升線路運(yùn)營(yíng)效率改造、減少線路間換乘改造、提升運(yùn)營(yíng)服務(wù)品質(zhì)改造等，網(wǎng)絡(luò)效能得到了優(yōu)化提升；倫敦交通局正在改造4 條有大量老舊軌道、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的地鐵線路(共同構(gòu)成倫敦地鐵線網(wǎng)的40%)，改造項(xiàng)目完成后，列車(chē)運(yùn)行將更可靠，出行時(shí)間縮短。

理論研究方面，很多學(xué)者也開(kāi)展了相關(guān)研究：施仲衡等[1]從目前我國(guó)大城市交通發(fā)展所面臨的時(shí)代特征和特殊狀況出發(fā)，提出了我國(guó)未來(lái)城市綜合交通體系在規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理以及交通服務(wù)等各個(gè)發(fā)展環(huán)節(jié)上的指導(dǎo)思想。在城市更新方面，向鵬成等[2]從自然和社會(huì)兩大維度闡述包容性城市更新實(shí)踐體系，構(gòu)建了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、制度三位一體的包容性城市更新保障體系；劉煒等[3]研究提出，城市更新需要在關(guān)注物質(zhì)空間更新的同時(shí)，構(gòu)建完善的創(chuàng)新系統(tǒng)、創(chuàng)造復(fù)合多元的創(chuàng)新空間以及形成持續(xù)創(chuàng)新與優(yōu)化的長(zhǎng)效機(jī)制；高見(jiàn)等[4]以復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(complex adaptive system，CAS)理論為工具，在解構(gòu)城市復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建主體更新、單元更新和系統(tǒng)更新“三位一體”的系統(tǒng)性城市更新模型，探索了城市更新的實(shí)施路徑；陽(yáng)建強(qiáng)、李錦生、曹可心、毛羽等[5-8]也分別從不同角度開(kāi)展了一系列城市更新策略研究。聚焦城市軌道交通既有線改造領(lǐng)域，相關(guān)研究多側(cè)重于改造技術(shù)：楊元明[9]研究了城市軌道交通既有線擴(kuò)能改造過(guò)程中既有標(biāo)準(zhǔn)與新規(guī)范不適應(yīng)的問(wèn)題；杜連濤等[10]結(jié)合運(yùn)輸需求與既有線能力的適應(yīng)性，從全壽命周期針對(duì)性地制定并分期、分段地實(shí)施改造方案；林柏梁等[11]從工程造價(jià)與車(chē)流運(yùn)行態(tài)勢(shì)優(yōu)化的角度討論線網(wǎng)新線建設(shè)和既有線改造項(xiàng)目的優(yōu)化決策問(wèn)題。

隨著城市軌道交通發(fā)展進(jìn)程的推進(jìn)，既有線改造的內(nèi)涵日益豐富，外延不斷拓展，各城市軌道“單線路、單專(zhuān)業(yè)”的專(zhuān)項(xiàng)改造工程已不能適應(yīng)全面高質(zhì)量發(fā)展的需求，從統(tǒng)籌全局角度出發(fā)，提供宏觀層面的方法論指導(dǎo)既有線網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)性改造的需求愈發(fā)迫切。而理論研究主要集中于城市軌道交通規(guī)劃、城市更新改造以及各專(zhuān)業(yè)具體的既有線改造工程技術(shù)，在城市軌道交通既有線改造領(lǐng)域尚未形成具有全局性、系統(tǒng)性、網(wǎng)絡(luò)級(jí)能夠指導(dǎo)既有線改造工作的深度研究。本文在總結(jié)既有線改造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探討我國(guó)城市軌道交通既有線改造路徑，以網(wǎng)絡(luò)化視角開(kāi)展既有線改造的布局謀劃，以精細(xì)化手段進(jìn)行既有線改造的策略研究，對(duì)實(shí)現(xiàn)既有線改造分級(jí)分類(lèi)、資源共享、降本增效、提升網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)效益具有十分重要的意義。

2 城市軌道交通既有線改造需求分析

城市軌道交通既有線改造涉及安全、舒適、效率、效益、服務(wù)等多方面改造需求，因此既要立足當(dāng)下解決現(xiàn)狀問(wèn)題，又要著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)未來(lái)目標(biāo)。本文從面臨的問(wèn)題與實(shí)現(xiàn)的愿景兩方面刻畫(huà)城市軌道交通既有線改造需求的二維視角，開(kāi)展城市軌道交通目標(biāo)與問(wèn)題雙驅(qū)動(dòng)的既有線改造需求分析。

目標(biāo)導(dǎo)向方面，城市軌道交通既有線改造作為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能再造的漸進(jìn)性復(fù)雜過(guò)程，其需求受到高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)的牽引和影響，其最終目標(biāo)是推進(jìn)城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)城市軌道交通與城市發(fā)展的綜合協(xié)同與耦合。既有線改造的目標(biāo)融合了政府治理體系的優(yōu)化、城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展、運(yùn)營(yíng)企業(yè)安全生產(chǎn)和降本增效、出行環(huán)境改善和乘客出行品質(zhì)提升等多維愿景，可歸集為“安全提升、品質(zhì)提升、效率提升、效益提升”。

問(wèn)題導(dǎo)向方面，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)年限增加，既有線面臨輪軌損傷、設(shè)備使用壽命到期、系統(tǒng)穩(wěn)定性下降、管線老化、網(wǎng)絡(luò)功能不完善等問(wèn)題，這是推動(dòng)既有線改造的基本需求。我國(guó)城市軌道交通的高速發(fā)展、與城市發(fā)展的錯(cuò)落交織、政府和乘客的更高要求[12]等都使得我國(guó)軌道交通在更新改造階段面臨更多的挑戰(zhàn)，需要通過(guò)既有線改造的具體措施來(lái)解決城市軌道交通與城市發(fā)展欠協(xié)同、與綜合交通欠協(xié)同、內(nèi)部體系欠協(xié)同、與乘客需求欠協(xié)同4 個(gè)方面的問(wèn)題(見(jiàn)表1)。

表1 既有線改造問(wèn)題及目標(biāo)梳理Table 1 Problems and objectives of urban rail transit line refurbishment

3 城市軌道交通既有線改造思路

當(dāng)前，我國(guó)城市軌道交通既有線改造正經(jīng)歷從“發(fā)展瓶頸問(wèn)題倒逼”到“高質(zhì)量發(fā)展愿景牽引”的時(shí)空演進(jìn)路徑，從過(guò)去單一安全目標(biāo)為主導(dǎo)的價(jià)值觀轉(zhuǎn)向基于以人為本和高質(zhì)量發(fā)展的多元價(jià)值觀，從過(guò)去以安全問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)的消隱改造轉(zhuǎn)向與城市發(fā)展、綜合交通、內(nèi)部體系、乘客需求協(xié)同融合的綜合問(wèn)題的解決。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市既有線改造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及理論研究，本文提煉出既有線改造的基本路徑(見(jiàn)圖1)。首先，從問(wèn)題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向兩方面，開(kāi)展既有線改造需求調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)研判；其次，在深入分析城市軌道交通發(fā)展面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)以及高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)上，充分借鑒研判先進(jìn)城市軌道交通既有線改造經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合不同城市的特點(diǎn)，明確既有線改造思路與原則；再次，針對(duì)不同既有線改造需求及特點(diǎn)，深入研究并構(gòu)建體系化、可靈活組合的既有線改造舉措與策略庫(kù)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展評(píng)估既有線改造實(shí)施效果、效益；最后，結(jié)合既有線改造保障措施，制定既有線改造方案，開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)并進(jìn)行工程實(shí)施。

圖1 城市軌道交通既有線改造路徑Figure 1 Renovation paths for existing urban rail transit lines

此外，充分考慮城軌發(fā)展的可持續(xù)性，提出既有線改造投融資思路如下。

1) 建立以財(cái)政出資為主導(dǎo)的多元市場(chǎng)化融資模式。加強(qiáng)中央、市級(jí)和區(qū)級(jí)三級(jí)政府資金聯(lián)動(dòng)，擴(kuò)充財(cái)政資金來(lái)源，推動(dòng)財(cái)政事權(quán)與支出責(zé)任相匹配，筑牢財(cái)政安全運(yùn)行防線；規(guī)范有序推進(jìn)PPP 模式，常態(tài)化推出回報(bào)機(jī)制明確、商業(yè)潛力大的項(xiàng)目，鼓勵(lì)民間資本參與軌道交通等領(lǐng)域項(xiàng)目建設(shè)，同時(shí)防范隱性負(fù)債風(fēng)險(xiǎn)；探索軌道交通場(chǎng)站綜合開(kāi)發(fā)管理機(jī)制，創(chuàng)新軌道交通投融資模式；給予城市軌道交通投融資更多政策支持，鼓勵(lì)精準(zhǔn)補(bǔ)貼與捆綁運(yùn)作等模式，助推基礎(chǔ)設(shè)施REITs 健康發(fā)展，有效盤(pán)活存量資產(chǎn)，形成存量資產(chǎn)和新增投資的良性循環(huán)；充分發(fā)揮新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金、政府投資基金等財(cái)政資金的作用。加強(qiáng)政府投資基金管理，更好地發(fā)揮投資基金支持重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展作用；借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)國(guó)內(nèi)外城市軌道交通更新、城市更新中可供既有線改造應(yīng)用的新型投融資模式，從而創(chuàng)新既有線投融資模式。

2) 根據(jù)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)屬性，建立分級(jí)分類(lèi)的投融資機(jī)制。按照重大工程項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)、可經(jīng)營(yíng)性和投資回報(bào)機(jī)制，通過(guò)分包運(yùn)作，將既有線改造項(xiàng)目劃分為經(jīng)營(yíng)性項(xiàng)目、準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)性項(xiàng)目和非經(jīng)營(yíng)性項(xiàng)目三類(lèi)。順應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)等公共領(lǐng)域市場(chǎng)化改革、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作的要求，明確三類(lèi)項(xiàng)目投資主體及其相應(yīng)責(zé)任。

3) 根據(jù)資金屬性與回流周期，建立動(dòng)態(tài)靈活可持續(xù)的投融資機(jī)制。合理分配各類(lèi)資金來(lái)源，平衡各類(lèi)權(quán)益型資金和債務(wù)性資金投入、內(nèi)源性融資和外源性資金投入、長(zhǎng)期資金投入和短期資金投入，從而達(dá)到項(xiàng)目穩(wěn)定以及資金靈活的最佳狀態(tài)；優(yōu)化項(xiàng)目收益現(xiàn)金流以保障資金順暢循環(huán)和融資主體內(nèi)的閉環(huán)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)多種模式下收益與融資自求平衡；根據(jù)軌道交通正外部性特征，按照受益者負(fù)擔(dān)原則，框入投融資主體，優(yōu)化投融資模式，從而促進(jìn)項(xiàng)目現(xiàn)金流在投融資主體內(nèi)的閉環(huán)運(yùn)作，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化收益分配方式減少投融資主體的現(xiàn)金流風(fēng)險(xiǎn)。

4 既有線改造工作建議

既有線改造是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。實(shí)際工作中既有線改造面臨資金籌措困難、制度保障欠缺等難題。本文結(jié)合既有線改造經(jīng)驗(yàn)與思路研究，從制度建設(shè)、參與主體、投融資機(jī)制、技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)等5 方面進(jìn)一步提出既有線改造工作建議，推動(dòng)既有線改造工作。

1) 加強(qiáng)制度建設(shè)，打通既有線改造發(fā)展路徑。既有線改造總體包括廣泛系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、持續(xù)高效的組織推進(jìn)體系、多元靈活的政策體系以及持續(xù)動(dòng)態(tài)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)體系等，同時(shí)囊括土地、金融、財(cái)稅等核心的既有線改造制度設(shè)計(jì)。通過(guò)系統(tǒng)、有效的制度設(shè)計(jì)，融合和構(gòu)建包含政府、社會(huì)和企業(yè)等多種利益主體的“城市軌道交通既有線改造網(wǎng)絡(luò)”，探索完善的既有線改造制度體系，出臺(tái)既有線改造管理辦法或指導(dǎo)意見(jiàn)，明確既有線改造項(xiàng)目的審批層級(jí)與流程，強(qiáng)化部門(mén)間的銜接協(xié)調(diào)。

2) 鼓勵(lì)多方參與，激發(fā)既有線改造要素活力。政府主管部門(mén)加強(qiáng)既有線改造的政策引導(dǎo)，建立與既有線改造相適應(yīng)的投融資支持機(jī)制，并強(qiáng)化過(guò)程監(jiān)督，推動(dòng)城軌交通既有線改造工作的規(guī)范化開(kāi)展；運(yùn)營(yíng)企業(yè)基于運(yùn)營(yíng)實(shí)際、自身發(fā)展需求，結(jié)合政策導(dǎo)向和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，積極主動(dòng)地開(kāi)展既有線優(yōu)化提升改造前期研究與工程創(chuàng)新示范，支持既有線改造中在試點(diǎn)基礎(chǔ)上廣泛應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備；城軌交通裝備制造企業(yè)依托既有線改造需求，提升技術(shù)創(chuàng)新水平、產(chǎn)品性能和質(zhì)量，建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，實(shí)現(xiàn)城軌交通應(yīng)用技術(shù)突破，有效提升裝備自主化水平；相關(guān)協(xié)會(huì)積極發(fā)揮橋梁紐帶作用，利用平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，使既有線改造工作在專(zhuān)家咨詢(xún)、經(jīng)驗(yàn)共享、示范推廣、獎(jiǎng)勵(lì)宣傳、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證體系建設(shè)等方面加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)；最終形成各方力量綜合治理、協(xié)同治理、良性互動(dòng)的城市軌道交通既有線改造新格局。

3) 創(chuàng)新投融資機(jī)制，拓寬既有線改造資金渠道。探索既有線改造的投融資創(chuàng)新機(jī)制，拓展多元化投融資渠道，盤(pán)活存量資產(chǎn)，開(kāi)展資產(chǎn)證券化可行性研究與試點(diǎn)。例如，對(duì)于具備開(kāi)展上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)條件的場(chǎng)段，可探索上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)，獲取資源開(kāi)發(fā)收益，形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的現(xiàn)金流，用于投資改造提升項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)軌道交通自循環(huán)可持續(xù)發(fā)展；對(duì)于既有車(chē)站出入口優(yōu)化提升項(xiàng)目，可探索與車(chē)站周邊商業(yè)一體化開(kāi)發(fā)建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)地鐵出入口與商業(yè)地產(chǎn)的無(wú)縫對(duì)接，最大限度地發(fā)揮地鐵出入口建設(shè)帶來(lái)的區(qū)域商業(yè)價(jià)值，形成良性循環(huán)。

4) 強(qiáng)化科技賦能，打造既有線改造創(chuàng)新引擎。運(yùn)用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)推動(dòng)既有線升級(jí)改造、賦能既有線改造，注重運(yùn)用新技術(shù)、新材料，廣泛布設(shè)智慧地鐵應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)裝備自主化，加強(qiáng)城軌交通認(rèn)證體系建設(shè)，助推城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)，貫徹既有線改造全生命周期管理理念，采用大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)輔助科學(xué)管控，實(shí)現(xiàn)既有線改造“設(shè)計(jì)—實(shí)施—評(píng)估”閉環(huán)，科學(xué)推進(jìn)可持續(xù)既有線改造更新。

5) 加快技術(shù)攻關(guān)，保障既有線改造落地實(shí)施。既有線改造亟需從技術(shù)方法、工具等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)，集成一系列既有線改造共性技術(shù)，在既有線改造規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程施工、管理管控、評(píng)估評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行突破，借鑒國(guó)內(nèi)外地鐵改造工程先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，圍繞改造面臨的突出的技術(shù)難題，組織各方力量聯(lián)合攻關(guān)，深入研究論證，并進(jìn)行試點(diǎn)驗(yàn)證，推進(jìn)既有線改造有效落地。

6) 加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，助力既有線改造質(zhì)量穩(wěn)步提升。目前，既有線改造、建設(shè)技術(shù)、管理參照《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》[14]《城市軌道交通工程項(xiàng)目規(guī)范》[15]等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，這些標(biāo)準(zhǔn)均針對(duì)運(yùn)營(yíng)規(guī)模提出了相關(guān)技術(shù)特征，但尚無(wú)城軌不同系統(tǒng)制式下既有線改造標(biāo)準(zhǔn)。因此，在既有線改造落地實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)在推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上開(kāi)展既有線改造技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，將適用性強(qiáng)、效果明顯的創(chuàng)新成果及時(shí)納入標(biāo)準(zhǔn)體系，形成系列標(biāo)準(zhǔn)，助力既有線改造質(zhì)量穩(wěn)步提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

既有線改造是城市軌道交通進(jìn)入一定發(fā)展階段后面臨的重要任務(wù)，是滿(mǎn)足乘客高品質(zhì)出行需求和提升城市軌道交通競(jìng)爭(zhēng)力的核心路徑，是實(shí)現(xiàn)智慧地鐵、綠色地鐵等新發(fā)展理念和技術(shù)的關(guān)鍵，是推進(jìn)我國(guó)裝備自主化的有力保障，也是實(shí)現(xiàn)城市有機(jī)更新的重要手段。要深入分析我國(guó)城市軌道交通發(fā)展面臨的問(wèn)題，借鑒國(guó)外先進(jìn)城市既有線改造經(jīng)驗(yàn)，深刻理解我國(guó)既有線改造新需求，全面把握我國(guó)既有線改造的工作重點(diǎn)與難點(diǎn)，聯(lián)合多方力量共同參與，從政策、技術(shù)、資金、機(jī)制等多維度開(kāi)展深入研究，有效推動(dòng)我國(guó)城市軌道交通既有線改造工作邁向新臺(tái)階，助力城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。