交通部署案例集/2014/天津地鐵

定性分析

天津地鐵簡要介紹

天津地鐵是中國天津市的城市軌道交通系統。它是繼北京之後第二座擁有地鐵系統的城市。天津地鐵建設始於1970年4月7日，並於1976年1月10日開始運營。由於資金限制，這個地鐵專案曾一度停止。建設於1981年重啟，並於1984年12月28日開通。2001年10月9日，天津地鐵停運，開始對現有線路進行改造。改造專案於2002年11月21日正式開始，並於2005年12月28日重新開通。截至2013年10月，已投入使用4條線路（1號線、2號線、3號線和9號線）和85個車站。1號線、2號線和3號線服務於天津市中心城區和4個環形區，9號線連線中心城區和濱海新區。目前，天津地鐵總里程為135公里。根據近期規劃，將達到240公里，長期規劃將達到1380公里。2013年12月24日，日均客流量首次突破100萬人次，達到102萬人次，其中1號線、2號線和3號線客流量為88.5萬人次，9號線客流量為13.5萬人次。

圖 1 天津地鐵網路

天津地鐵的誕生

天津地鐵誕生階段的發展

天津地鐵的歷史可以追溯到20世紀70年代。天津地鐵緊隨北京地鐵的建設步伐。天津地鐵誕生階段發展主要節點的時間線如下。

• 1970年，天津地鐵建設開始。
• 1976年2月，3.6公里線路建設完成，開通4個車站（新華路站、營口道站、電寶樓站和海光寺站）；首次試運營成功。
• 1976年，由於資金限制，天津地鐵建設暫停。
• 1979年，天津地鐵建設重啟，不影響之前4個車站的運營。這次建設在原有3.6公里的基礎上向北延伸1.6公里，開通了二緯路站和西南角站。
• 1980年，第二次試運營成功，年底建設再次暫停。
• 1984年，經過第三次延伸，開通了西貝角站和西站站，天津地鐵總里程達到7.4公里。同年12月28日，所有現有網路的第一次試運營成功。
• 2001年10月9日，天津地鐵所有現有線路停運，開始改造建設。
• 2002年11月25日，天津地鐵現有線路改造專案，即天津地鐵1號線專案，開始實施，並於2005年12月28日完成。2006年6月12日，該線路正式開通，並進行了試運營。

誕生階段的政策和市場

天津地鐵的雛形是天津市的民防工程。然而，在當時的20世紀70年代，中國實施了暫停或減緩大型建設專案的政策，因為建設裝置和技術條件不先進，資金有限；再加上唐山地震對經濟造成了沉重打擊，天津地鐵專案一度完全停滯。在此期間，雖然天津地鐵票價從最初的0.05元漲到0.15元、0.25元、0.3元，最後漲到1元，但始終是中國最便宜的票價；政府為此提供了補貼。然而，由於天津地鐵最初的重點是民防，因此在誕生階段市場蕭條。一個原因是其短途旅行距離，導致可達性差。另一個原因是車站地鐵運營的空間和容量有限。

天津地鐵的成長

進入21世紀後，中國更加發達的國力和促進經濟發展的政策為天津地鐵注入了新的活力。2001年10月9日，天津地鐵所有現有線路停運，開始改造建設。2002年11月25日，天津地鐵現有線路改造專案，即天津地鐵1號線專案，開始實施，並於2005年12月28日完成。2006年6月12日，該線路正式開通，並進行了試運營。經過這次改造專案，1號線總行駛距離達到26.188公里，並建成了22個車站。原1號線上的一個車站新華路站已永久關閉。2號線建設始於2006年，3號線建設隨後於2007年開始。2012年，2號線東西兩段均實現試運營，同年3號線全線試運營。2013年8月28日，建國道站開通，標誌著2號線全線建設完成。此外，5號線和6號線建設於2012年開始，預計這兩條線路將於2016年開通。

成長階段的政策支援和技術創新

經濟刺激政策和建築熱潮

21世紀，中國步入了快速發展階段。天津是中國四大直轄市之一，無疑是發展的關鍵城市。交通是基礎設施的根本，始終是發展的首要方面。2005年至2010年，中國政府實施了“4萬億經濟刺激計劃”。為響應這一計劃，天津市政府於2008年釋出了交通和市政設施建設規劃。在技術和資金的大力支援下，天津大幅增加了對鐵路、公路、機場等重要交通基礎設施的投入。2009年，現有2號線、3號線和9號線的建設加快，新線路（4號線、5號線和6號線）的建設也開始啟動。天津地鐵發展迅速，已初具“全球地鐵城市”雛形。

技術創新和新型金融模式

除了政府的資金支援外，科技也是天津地鐵快速發展的重要因素。天津地鐵建設引進了許多國外先進技術和裝置，例如深基坑開挖和盾構設計、節能裝置以及投資控制措施等方面都有了很大改進。地鐵建設成本高昂是城市軌道交通系統發展普遍面臨的難題。天津借鑑了歐洲、日本和香港的地鐵融資模式，並根據自身情況進行改進，目前已擁有多元化的融資模式、市場化建設以及規範的法律管理，這些都為天津地鐵的發展提供了有效支援。

天津地鐵的影響

緩解交通壓力

城市化快速發展展現了社會活力，但城市交通系統也面臨著越來越大的壓力。為了提升市民出行質量，公共交通應該引領城市交通系統發展。在各種公共交通方式中，地鐵以其速度快、運量大、可靠性高等優勢而脫穎而出。中國許多城市都將地鐵作為公共交通系統的基本骨架，天津也不例外。天津地鐵有效緩解了城市中心區的交通壓力，尤其是在建築密度和人口密度都最高的區域。它有助於調整城市空間佈局，促進邊緣區域和中心區域的均衡發展。

加速經濟發展

房地產行業可以從地鐵建設中獲益。交通狀況的改善，例如地鐵帶來的出行便利，可以提升土地價格。由於天津地鐵已延伸到中心城區周圍的11個新區，為這些新區房地產行業創造了良好的發展機會。地鐵是人流的匯聚器，而人流正是商業所需。地鐵龐大的客流量、複雜的結構以及潛在的乘客服務需求，一直吸引著商家。此外，天津地鐵促進了相關產業的發展。地鐵建設不僅僅是土木工程，還需要機械、電子等行業的參與。地鐵運營後，金融、傳媒、商業等更多行業將加入整個體系。此外，天津地鐵還為社會提供了更多就業機會。例如，1號線已創造了1000多個就業崗位。

天津地鐵未來發展

根據相關規劃檔案，到2020年，天津地鐵總里程將達到1036公里。目前已規劃了4條軌道交通線路，覆蓋了兩個城區和11個新城，並連線了機場和火車站。未來還將規劃17條線路，連線中心城區、濱海新區和海河中游，實現兩個區之間“一小時交通圈”的目標。預計軌道交通將承擔天津市60%以上的公共交通客運量。60%以上的市民住在中心城區和濱海新區之間的區域，步行10分鐘內可到達地鐵站。總而言之，天津地鐵將覆蓋天津主要的客流走廊，大幅改善市民出行條件，帶動周邊土地開發。

量化分析

天津地鐵年度客運量資料來自EPS（經濟預測系統）資料平臺。從1976年至今，部分年份資料不完整，現有的可用資料如下：

表 1 天津地鐵年度客運量

年份	年度客運量（百萬）
1976	0.86
1984	3,00
1997	5.39
1998	4.98
1999	3.80
2000	3.35
2005	6.61
2006	13.90
2007	34.96
2008	48.72
2009	53.95
2010	65.67
2011	75.65
2012	112.30

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中

• S(t) 為狀態指標（例如，客運量），
• t 為時間（通常以年為單位），
• t0 為拐點時間（實現 1/2 K 的年份），
• K 為飽和狀態水平，
• b 為係數。

K 和 b 需要估計。為了便於計算，將上述公式轉化為：Y = ln(Ridership/(K-Ridership)) =c+b×t，其中 c = -b×t0。轉換後的計算結果如下：

表 2 計算結果

計算結果

分別選取 K=120、130、140、150、160、170、200、300 進行 Y 和年份的模型擬合，以下是擬合結果的優度分析：

表 3 擬合優度

擬合優度

根據以上擬合優度分析，當 K=140 時，R 平方值最大。因此，在模型擬閤中設定 K=40。模型擬合結果如下：

表 4 迴歸分析結果

迴歸分析結果

結果表明，b=0.545，截距為 -1094.795。因此，t0 =-Intercept/b=2008，這意味著天津地鐵生命週期的中點在 2009 年左右。以上模型的圖形如下：

圖 2 年度客運量 S 曲線

天津地鐵 S 曲線

紅色線代表預測客運量，藍色線代表實際年度客運量。從圖中可以看出，預測客運量與實際年度客運量基本一致。但預測客運量 S 曲線中的兩個拐點顯示出較陡的斜率，這在現實生活中並不常見。有兩個原因可能解釋這種現象。首先，天津地鐵建設曾多次暫停，因此其市場在早期處於低迷狀態。但在 2000 年以後，隨著政策和資金支援的大力加強以及先進的建設和運營技術的應用，天津地鐵進入了快速發展階段，這與模型圖形相一致。其次，天津地鐵的發展經歷了大約 40 年，並非短時間。歷史資料的缺乏也可能導致這種“錯誤”。然而，從模型圖形中可以看出，天津地鐵已經走到了生命週期的 2/3 處。在北京地鐵和上海地鐵的生命週期研究中，這兩個地鐵系統的開發階段在生命週期的 1/2 到 2/3 之間。天津是中國的四個直轄市之一，由於其特殊的地理位置，緊鄰北京，其地鐵系統發展很可能與北京成正比，因此模型擬合結果在一定程度上是令人信服的。總之，以上擬合曲線可以代表天津地鐵的生命週期。