交通部署案例集/2024/哥本哈根地鐵
在日益增長和全球化的世界中，像哥本哈根這樣圍繞世界各地的城市發展公共交通和基礎設施變得更加重要，以便提高城市成功的效率，並提高其在全球範圍內的吸引力。從 2002 年開始，哥本哈根城市結構中地鐵系統的引入，極大地減少了城市中心使用汽車的現象，並促使大哥本哈根地區更多地使用公共交通，從而促進了更加可持續的城市交通方式轉型。大哥本哈根地區約有 200 萬居民，其中近 70 萬人居住在哥本哈根市[1]，因此，地鐵的引入對於城市及其周邊地區的開發至關重要。
地鐵是一種快速交通形式，最早於 1863 年在倫敦開發[2]。它們通常以高容量、速度和高安全水平為特徵，專為中短距離設計，與傳統火車不同，傳統火車通常在區域範圍內而不是大都市範圍內行駛更長的距離。哥本哈根地鐵網路於 2002 年首次開通，共有四條主線，見圖 1，根據頻率制定的時刻表執行，每天 24 小時[3]。它的開發是為了抵消私家車擁有量和使用量的增加，並進一步提高城市中心現有基礎設施的效率，以促進更多人使用公共交通。地鐵覆蓋的區域促進了土地開發和再開發，包括對鄰近土地城市用途的改變[2]。通常，地鐵系統的實施會導致積極的商業增長，從而在沿地鐵走廊創造就業機會。此外，在城市中心外，地鐵通道沿線通常會出現住宅開發專案，從而形成新的中心。這兩種型別的增長都體現在哥本哈根市南部的厄勒斯塔開發專案中，厄勒斯塔仍然是一個不斷發展中的地區，由於它可以輕鬆地往返於城市，因此一直在穩步發展。
從 1980 年代後期到 1990 年代初期，哥本哈根及其周邊地區經歷了快速發展，此前經歷了一段經濟衰退期[4]。這導致第三產業增長、更多房屋建造以及製藥和資訊科技等多個行業發展[5]。因此，丹麥政府開始著手在未來幾十年內實施一些大型專案，以進一步促進經濟增長，更好地連線大哥本哈根與該國其他地區，該國分佈在三個主要島嶼上：西蘭島、菲英島和日德蘭半島，見圖 2，並在城市範圍內更好地連線哥本哈根。這樣做是為了提升城市，從而提升國家的全球地位，使其與其他已經經歷類似轉變的主要歐洲城市相媲美。
1950 年代和 1960 年代，私家車的擁有量和使用量增加，同時丹麥政府也正在規劃哥本哈根及其周邊市鎮的公共交通系統[6]。在此期間，私家車的可及性和使用導致一些傳統公司和公共機構從不斷發展的城市中心搬遷到郊區，時間從 1970 年代到 1990 年代[5]。開放的綠地空間、透過私家車的輕鬆可達性和更便宜的地點吸引著公司從主要城市搬遷，從而在這個時期進一步推動了私家車的議程。
為了抵消私家車日益普及的影響，道路管理局（現為丹麥道路交通管理局）成立，以進一步調查設計和建設更全面、更完善的國家高速公路系統[6]。這是必要的，因為首都哥本哈根位於最東端的西蘭島，透過大貝爾特連線到菲英島和北日德蘭島的渡輪。1990 年代，大貝爾特連線線終於建成，該連線線是一座於 1998 年開通的橋樑，連線了主要島嶼[7]。這為首都提供了更好、更有效的連線，以進一步支援國家經濟增長和發展。
五指計劃最初於 1948 年制定，然後於 1974 年實施，是大哥本哈根實施的主要區域規劃原則，在地鐵開發之前推動了現有區域鐵路網路（S-trains）的發展[5]。從城市中心向五個方向延伸的鐵路線路，目的是控制城市蔓延，同時在五個“手指”之間留出空間用於休閒和綠地，見圖 3。1989 年大哥本哈根區域規劃進一步細化了最初的五指計劃，在城市中心外規劃的城市中心樞紐上進行開發。此外，還強調在火車站步行範圍內開發新的辦公室，這些火車站位於“手指”沿線。
哥本哈根市的地鐵系統是在國家高速公路系統和五指計劃實施後開發的，以進一步減少城市及其周邊地區的私家車使用，從而促進使用快速、高效的公共交通。它進一步建立在現有的區域鐵路和巴士網路之上，並與之連線。地鐵一期工程於 1994 年開始建設，於 2002 年成功開通，二期、三期和四期工程隨後幾年相繼開通[8]。地鐵的成功建設並實現了其預期目的，即促進使用公共交通，從而減少城市中心尤其是私家車的使用。這是透過積極的經濟復甦和積極的政府決策相結合來實現的，從啟動到完成都得到了貫徹。
哥本哈根地鐵是該市使用最廣泛的公共交通工具，每週乘客量高達 200 萬[9]，覆蓋其無人駕駛地鐵列車網路。目前正在使用四條線路，如圖 3 所示，其中 M4 線的延伸段正在建設中。三條線路從一個終點站執行到另一個終點站，其中 M3 線構成了最近建成的城市環線。該網路擁有 43 公里的雙隧道軌道長度，共有 40 多個車站，其中 8 個車站與 S-train 網路直接相連[10]。全天及晚上，服務以頻率執行，而不是特定時間。在高峰時段，地鐵列車間隔 2 到 4 分鐘到達，頻率根據一天中的時間而變化。每列火車由三節車廂組成，從一端到另一端完全可達，每列火車可容納 300 人，其中 100 人可坐[11]。從私家車、公共汽車和火車轉向地鐵需要一段時間才能獲得動力，因為地鐵線路在十年的時間裡逐步投入使用，第一階段於 2002 年開通，第二階段於 2004 年開通，第三階段於 2007 年開通。
可以利用一個框架來研究一項新興利基技術（地鐵）在已建立的環境中的實施和成功生存，方法是剖析三個關鍵動態：遮蔽、培育和賦能。該框架由墨爾本莫納什大學可持續性轉型教授兼研究主任羅布·雷文和布萊頓薩塞克斯大學管理系教授艾德里安·史密斯共同提出。
遮蔽
[edit | edit source]遮蔽是對新舉措的保護，使其免受不利市場和環境的影響[12]。實施限制性和昂貴的停車政策，以及對汽車所有權徵收高達汽車成本 150% 的高額稅收，有助於抵禦不利市場結果[13]。地鐵反對維持和潛在增加私家車的使用。對汽車徵收的稅收，最初是在 1910 年被列入“奢侈品”類別，此後一直在穩步增長。1934 年，丹麥每 1000 人大約有 34 輛汽車，與德國等鄰近歐洲國家相當。2016 年，這個數字是每 1000 人 200 輛汽車，而美國每 1000 人 900 輛汽車[13]。高額稅收使丹麥人放棄購買汽車，並鼓勵他們與騎腳踏車相結合使用公共交通系統。值得注意的是，丹麥沒有國家汽車工業，因此沒有主要的行業抵制，這使得對汽車徵收高額稅收成為可能。相比之下，美國和中國等大多數其他國家，汽車稅相對較低的主要原因之一[13]。因此，實施提高汽車稅收以及限制性停車政策有助於保護地鐵免受不利市場的侵害，並將汽車的所有權和使用量保持在最低限度，從而促進公共交通和腳踏車的使用。
培育
[edit | edit source]培育是指支援新舉措的鄰近活動，使其在最少支援的情況下實現未來的生存[12]。在地鐵站周圍開發城市廣場是為了創造一個清晰、安全和易於進入地鐵站的通道。車站入口周圍的廣場設有腳踏車架和清晰的路線指引，方便乘客到達車站。無數的腳踏車架的建造使乘客能夠快速高效地騎腳踏車進入車站，在車站下車，或者透過電梯進入地鐵。歐洲一半的汽車出行距離不超過 5 公里，30% 的出行距離不超過 3 公里[13]。這些行程騎腳踏車需要 15 到 30 分鐘。隨著基礎設施支援透過腳踏車進出地鐵，這些行程時間可以進一步縮短，並以更可持續的方式完成，而不是駕駛私家車短途出行。提供腳踏車停車場和快速高效的電梯從地面通往車站進一步培育了地鐵的使用和生存。此外，S-train 和公交車隊的舒適性和尺寸也得到了改善，以滿足更多人乘坐火車進入城市，然後換乘地鐵到達最終目的地的需求[8]。
賦能
[edit | edit source]賦能是指干預環境以幫助支援為新的利基技術創造有利條件[12]。賦能存在兩種形式，第一種是使技術適合現有的市場和環境。地鐵適應現有市場的一種方式是設計每節車廂內的四個“靈活區域”，座椅可以翻轉，以提供更多空間[11]。這些區域不僅可以容納嬰兒車，還可以容納腳踏車，如果需要將腳踏車從一個車站運送到另一個車站。這一點非常重要，因為腳踏車在哥本哈根及周邊地區非常普及。
賦能也可以存在於透過支援新開發的技術並阻止現有技術形式來適應和改造現有環境。這是透過改變公交車的供應和時間表來減少與地鐵的競爭，促進地鐵系統的使用來實現的。哥本哈根主要公交運營商 Movia 預計，2019 年城市環線開通將使公交乘客從 47% 降至 34%[13]。此外，A 線公交網路的建立為乘客進出地鐵站提供了一種進出方式，更有效地將乘客送達最終目的地。與地鐵時間表一樣，這些公交車也是按頻率執行，而不是特定時間[8]。因此，對現有環境的一些干預措施的結合有助於為未來地鐵創造有利條件。
資料和生命週期分析
[edit | edit source]年度乘客量的定量分析
[edit | edit source]為了對哥本哈根地鐵的預測生命週期進行分析，使用來自丹麥統計局的年度乘客數量資料構建了 S 型曲線[14]。 儘管地鐵從 2002 年開始運營，但丹麥統計局的公共資料僅從 2006 年開始提供。S 型曲線是透過以下公式找到的，其中 S(t) 是狀態度量，S_Max 是飽和狀態水平，t 是以年為單位的時間，t_0 是拐點時間（達到最大水平的一半時），b 是一個任意係數。
![{\displaystyle S(t)={\frac {S_{Max}}{[1+e^{-b(t-t_{i})}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6b1b6a0343acd00d3e57a72dd8a0a7638ef42923)
在 Excel 中運行了一個線性迴歸模型，得出了以下值的結果，如表 1 所示。
| 變數 | 值 |
|---|---|
| K | 10,50,00,000 |
| b | 0.068 |
| t_0 | 2039 |
| c | -139.409 |
| R^2 | 0.947 |
圖 4 顯示了 2006 年至 2023 年的年度乘客數量觀察值，以及預測的未來幾年（直到 2050 年）的年度乘客數量，預測系統的誕生、增長和成熟。表 2 詳細說明了以千計的年度乘客數量觀察值與預測的年度乘客數量。
| 年份 | 觀察到的乘客 數量（千人） |
預測的乘客 數量（千人） |
|---|---|---|
| 2006 | 10100 | 10312 |
| 2007 | 11200 | 10951 |
| 2008 | 12900 | 11625 |
| 2009 | 13600 | 12332 |
| 2010 | 14600 | 13076 |
| 2011 | 14200 | 13855 |
| 2012 | 14700 | 14671 |
| 2013 | 14600 | 15525 |
| 2014 | 14609 | 16417 |
| 2015 | 15396 | 17348 |
| 2016 | 15939 | 18317 |
| 2017 | 16963 | 19325 |
| 2018 | 17154 | 20372 |
| 2019 | 30691 | 21456 |
| 2020 | 15237 | 22578 |
| 2021 | 25334 | 23737 |
| 2022 | 29663 | 24932 |
| 2023 | 29238 | 26161 |
從 2006 年到 2018 年，地鐵乘客數量在實際值和預測值中都呈現穩定增長趨勢。然而，由於 2019 年的 COVID-19 大流行，實際值在 2019 年大幅上升，並在 2020 年迅速下降，因為部分封鎖以及其他抑制病毒傳播的措施導致乘客數量減少，儘管城市環線剛剛在 2019 年開通。這些數字在隨後的幾年裡迅速恢復，並一直在穩步增長，目前的值幾乎與預測模型一致。
圖 5 提供了一個截至 2081 年的估計模型，更清晰地描繪了誕生、增長和成熟階段。與倫敦和巴黎等其他更成熟的地鐵系統相比，哥本哈根地鐵的誕生時間較短，因此生命週期預測僅基於 20 年的資料。這可能會導致分析資料受到限制，因為無法從現有資料中得出更準確的預測。儘管如此，仍然可以從提供的資料中推斷出大致的生命週期。可以看出，從 2002 年到大約 2010 年，存在誕生期，當時乘客數量以更穩定的速度增長。從 2010 年到大約 2070 年，存在增長期，曲線開始放緩增長速度，從 2070 年開始進入成熟期。
圖 6 說明了大哥本哈根地區地鐵服務區域的就業增長情況，其中 M1 線從 Vanløse 到 Ørestad 的增長最為顯著。Ørestad 區域是一個發展區，在 20 世紀 90 年代後期，政府計劃將該地區發展成為另一個強大的中心，成為城市的一個地理重點。Ørestad 的第一座辦公樓於 2001 年建成，到 2016 年，該地區的就業崗位達到 17,000 個[13]。這說明了 M2 線於 2002 年完工的方式，極大地促進了這個最初發展不足的外城地區的就業增長。M2 線穿過克里斯蒂安港的開通也顯示出類似的積極趨勢，即地鐵線建成後就業增長持續增加。
公共部門（丹麥政府和地方政府）推動了地鐵的增長，而不是私營部門。這從 1948 年哥本哈根市和哥本哈根大區在起草“手指計劃”期間的最初戰略規劃中就可見一斑[8]。地鐵的引入使更多人利用公共交通系統，該系統旨在與現有的 S-train 基礎設施無縫銜接。丹麥交通研究所在 2002 年第一階段開通後，對哥本哈根地鐵對交通的影響進行了研究，戈蘭·武克（Goran Vuk）得出了一些發現。他發現，從 2002 年到 2003 年，
- 每個人每天的平均旅行距離從 30.93 公里增加到 33.90 公里[8]。
- 汽車行程長度從 13 公里減少到 11 公里，可能是由於人們開始使用地鐵[8]。
- 公共交通平均行程長度從 9.4 公里增加到 9.6 公里[8]。
- 火車行程平均距離增加，可能是由於從哥本哈根以外的 S-train 到市區地鐵目的地的有效轉換[8]。
從 1990 年到 2022 年，哥本哈根市的居民人數增加了 200,000 人，預計到 2035 年將再增加 100,000 人[9]。因此，地鐵系統的進一步發展對於滿足不斷增長的需求至關重要。M4 線將進一步延伸 5 個站點到 Sydhavn，計劃於 2024 年開通，這表明地鐵系統正在持續發展[16]。地鐵線的額外延伸以及政府的進一步政策制定將有助於在哥本哈根市和哥本哈根大區創造一個更加完善、連線更好的基礎設施系統，從而實現未來積極、可持續的增長。
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