交通部署案例集/上海地鐵

上海地鐵介紹

上海地鐵指的是上海的城市軌道交通系統。上海是中國大陸第三個擁有載客地鐵線路的城市，僅次於北京和天津。 上海地鐵系統開始運營的時間並不長，但它已成為全球發展最快的系統之一。截至 2012 年，共有 11 條地鐵線路運營。截至 2011 年底，總里程達到 454.1 公里（282.2 英里），使其成為世界上最長的系統。日均客流量也迅速增長，從 1995 年的約 240,000 人次增長到 2007 年的 223 萬人次，以及 2011 年的 576 萬人次。2010 年上海世博會期間，2010 年 10 月 22 日的日均客流量創下了 755 萬人次的最高紀錄。2011 年的年客流量超過 21 億人次。

上海地鐵的誕生

在上海地鐵系統出現之前，城市公共交通方式包括公共汽車、機場班車、渡輪和計程車。隨著城市快速發展、人口增長和城市內交通需求的增加，它們的侷限性開始顯現。上海市佔地面積 6,340.5 平方公里（2448.1 平方英里）。總人口超過 2300 萬，全市平均每平方公里人口密度為 9,589 人。一半的人口居住在中心區，而中心區僅佔總土地面積的 10%，這使得市中心人口高度集中，人口密度為每平方公里 16,828 人，是東京的 2.4 倍，倫敦的 3.5 倍，巴黎的 4.8 倍。

這座城市面積龐大，即使沒有交通擁堵，城市內部出行也很困難。例如，從一個區到另一個區旅行，即使沒有交通擁堵，也可能需要一兩個小時。相比之下，乘坐火車前往上海最近的另一個城市可能只需要 30-40 分鐘。人口增長、汽車保有量以及市中心的高密度發展給城市交通帶來了巨大挑戰。交通擁堵十分嚴重，從市中心乘坐公共汽車前往該市最近的機場（距離市中心僅 10 公里），可能需要 2-3 個小時。擁擠的公共汽車和公共交通方式可靠性低的問題需要解決。除了限制汽車購買的規定外，地下公共交通系統也被提出來作為潛在的解決方案。

地鐵建設的準備工作早在 1958 年就開始了。上海位於飽和的軟土地基上，這使得隧道建設非常困難。進行了一些試驗來測試隧道建設的可行性。例如，1963 年的試驗嘗試了使用鋼筋混凝土內襯的結構方法。在 20 世紀 70 年代後期，使用地下隔板牆和混凝土結構（後來用於地鐵 1 號線）建造了一條試驗隧道。之後，盾構法被用於後續線路。1989 年 5 月，中國和德國正式簽署了 4.6 億馬克地鐵專項資金貸款協議。1990 年 3 月，中國國家部門正式批准了該專案。第一條線路（地鐵 1 號線）於 1995 年開通。

上海地鐵的影響

關於地鐵建設，曾有過支援和反對的討論和爭論。然而，由於該系統已經建成並且還在不斷擴充套件，現在我們回顧一下，確實看到了它帶來的巨大變化，這些變化極大地塑造了城市發展和人們的出行行為。

上海地鐵線路促進了發展。規劃和開發過程借鑑了東京等其他地方的經驗，最大限度地發揮了發展潛力。車站的規劃旨在與現有建築或未來建築計劃相結合。換乘樞紐和許多地鐵站吸引了大量的乘客，並顯示出巨大的商業活動潛力。房地產公司在沿線投資專案，並使用“緊鄰 10 號線車站”等語言向公眾推廣其住房。許多居民也根據上海地鐵規劃做出住房決策。

上海地鐵顯著改善了該市的公共交通狀況。對於擁擠的市中心，現有的地鐵系統提供了高水平的服務。最多 700 米範圍內就會有一個地鐵站。乘客一旦進入車站，就可以輕鬆到達任何地方，並確信行程所需時間。除了高度可靠性外，地鐵線路通常比地面交通更快。例如，從市中心乘坐公共汽車到火車站通常需要 40-60 分鐘。使用地鐵將時間縮短至 20 分鐘。

地鐵不僅使出行更快，而且更便捷。當您迷路時，地鐵站是最佳去處。找到地鐵站後，您可以輕鬆找到回家的路。許多上海旅遊指南都以地鐵線路為中心。

地鐵系統也方便與其他交通方式相連線。每個車站通常都連線著幾條或數十條公交線路。由於交通卡的應用，換乘十分方便，交通卡可用於計程車、磁懸浮列車、渡輪、輕軌、地鐵和公交車。

在所有公共交通方式中，上海地鐵的客流量份額不斷增加。2006 年，上海地鐵里程為 140.2 公里（87.1 英里）。共有 944 條公交線路、17,000 輛公交車和 48,000 輛計程車運營。所有公共交通的年客流量為 44.71 億人次。上海地鐵佔 14.6%（6.56 億人次）。

上海地鐵的出行份額

在所有公共交通方式中，上海地鐵的客流量份額不斷增加。2006 年，上海地鐵里程為 140.2 公里（87.1 英里）。共有 944 條公交線路、17,000 輛公交車和 48,000 輛計程車運營。所有公共交通的年客流量為 44.71 億人次。上海地鐵佔 14.6%（6.56 億人次）。2011 年，地鐵里程增加至 454.1 公里（282.2 英里）。所有公共交通的年客流量為 60.9 億人次，上海地鐵佔 34.5%（21.01 億人次）。相比之下，公交車數量從 2006 年到 2011 年有所下降，公交車客流量絕對值略有增加，公交車出行份額從 61.3% 下降至 46.2%。

資金和政策

整個系統的建設成本為 300-500 億元/公里。截至 2010 年，總建設成本為 2380 億元（約合 380 億美元）。到 2020 年，要實現 880 公里的計劃里程，還需要 2100 億元。

資金來源有兩個。40% 的資金由政府提供，其餘 60% 來自銀行貸款、發行債券、變現剩餘資產等。政府在這一過程中的作用正在發生變化，從主要投資者（分別投資 1 號線和 2 號線的 95% 和 96%）轉變為在組建專案公司和促進商業融資方面發揮主導作用。上海申通地鐵集團有限公司成立。

作為城市中相對較新的交通方式，地鐵的建設和運營借鑑了現有交通模式。建設和管理方面借鑑了鐵路的經驗，例如列車、軌道和資本投資。更重要的是，它借鑑了公交運營的經驗，公交是另一種城市內部的交通方式。上海軌道交通運營管理中心負責整個網路運營，而11條線路則由4家運營公司運營，每家公司負責各自的線路和設施。 管理模式與公交運營類似。地鐵票價也根據乘坐的站點數量計算，這與過去公交票價類似（現在大多數公交線路收取單程固定票價）。

上海地鐵生命週期

上海地鐵的每日客運量資料從1995年到2011年的上海國民經濟和社會發展統計公報中獲取。利用現有資料開發S型曲線模型，以檢驗系統的誕生、增長並估計其成熟度。資料如以下表格所示

表1：上海地鐵里程 1995-2011

利用該資料估計一個三引數邏輯函式

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中：S(t) 是估計的里程，t 是時間（年），t0 是拐點時間（達到 1/2 K 的年份），K 是飽和狀態水平，b 是係數（迴歸的斜率）

為此，需要估計 K 和 b。K 設定為 500、600、700 等。對於每個 K 值，利用以下公式對每一年進行計算：Y=LN(Length/(K-length))

表2：估計 K 值

然後，執行 Y 和年份之間的迴歸，以確定哪個 K 值最適合真實資料。最大的 R 平方值意味著該模型最能解釋真實資料。從下表可以看出，當 K=1200 公里時，R 平方值最大。因此，估計 K 值為 1200。

表3：確定 K 值

下表顯示了 K=1200 的迴歸結果。結果表明，b=0.2537，截距為 -510.57。因此，t0（達到 1/2 K 的年份）為 2012.49507，這意味著飽和狀態下年客運量的半數是在幾個月前達成的。

表4：迴歸結果

由於現在已經知道 K 和 b 值，可以使用該模型估計每年的日客運量。下圖顯示了估計資料和真實資料之間的關係。

表5：S 型曲線

S 型曲線與真實資料吻合得很好。1995 年之前，沒有地鐵線路運營。在 1995 年到 2011 年期間，網路里程以不斷增加的速度增長。根據 S 型曲線模型，2012 年是達到 1/2 K 的年份，這意味著系統將繼續增長，但增長速度可能會放緩。到 2030 年左右，里程將開始穩定在 1200 公里左右。然而，我們也需要注意這條 S 型曲線。到目前為止，上海地鐵網路的增長與地鐵規劃相當一致。根據下一階段的規劃，到 2020 年裡程將增加到 880 公里。但在 S 型曲線上，2020 年的估計里程已經超過 1000 公里。