交通部署案例集/上海地鐵

上海地鐵簡介

上海地鐵是指上海的城市軌道交通系統。上海是中國大陸第三個擁有客運地鐵線路的城市，僅次於北京和天津。 上海地鐵系統建設時間較短，但已成為全球發展最快的系統之一。截至2012年，已有11條地鐵線路投入運營。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。日均客運量也迅速增長，從1995年的約24萬人次增長到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，10月22日創下755萬人的日均客運量歷史新高。2011年全年客運量超過21億。

上海地鐵的誕生

在上海地鐵系統之前，城市公共交通方式包括公交車、機場班車、輪渡和計程車。隨著城市快速發展、人口增長和城市內部交通需求的增加，這些交通方式的侷限性開始顯現。上海市面積為6340.5平方公里（2448.1平方英里）。 全市總人口超過2300萬，相當於每平方公里9589人。一半的人口居住在中心區，而中心區僅佔全市土地面積的10%，這使得市中心高度擁擠，人口密度為每平方公里16828人，是東京的2.4倍，倫敦的3.5倍，巴黎的4.8倍。

城市規模龐大，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出行，即使沒有交通擁堵，也可能需要一兩個小時。相比之下，乘坐火車到上海最近的另一個城市只需要30-40分鐘。人口增長、汽車保有量增加以及市中心的高密度開發給城市交通帶來了巨大挑戰。交通擁堵非常嚴重，從市中心乘坐公交車到市區最近的機場（距離市中心僅10公里）需要2-3個小時。解決公交車擁擠和公共交通方式可靠性低的問題迫在眉睫。除了限制購買汽車的規定外，建設地下公共交通系統也被提出來作為潛在的解決方案。

地鐵建設準備工作早在1958年就開始了。 上海地處飽和的軟土地基上，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。 20世紀70年代後期，使用地下隔牆和混凝土結構（後來用於1號線）建造了一條試驗隧道。此後，後續線路採用了盾構法。1989年5月，中國與德國正式簽署了4.6億馬克的地下鐵路專項資金貸款協議。1990年3月，中國國家部委正式批准該專案。 第一條線路（1號線）於1995年開通。

上海地鐵的影響

關於地鐵建設的利弊，一直存在著討論和爭論。然而，既然地鐵系統已經建成並仍在不斷擴充套件，如今我們回顧起來，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。規劃和發展過程借鑑了東京等地的經驗，以最大限度地發揮發展潛力。車站的規劃與現有建築或未來建築規劃相結合。換乘樞紐和許多地鐵站吸引了大量乘客，並展現出巨大的商業潛力。房地產公司沿著地鐵線路投資專案，並使用諸如“緊鄰10號線車站”等語言向公眾宣傳其住房專案。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城市公共交通。對於擁擠的市中心來說，現有的地鐵系統提供高水平的服務。每隔700米就會有一個地鐵站。乘客一旦進入車站，就可以輕鬆前往任何地方，並對旅程所需時間充滿信心。除了可靠性高外，地鐵通常比地面交通更快。例如，從市中心到火車站乘坐公交車通常需要40-60分鐘。使用地鐵，時間縮短到20分鐘。

地鐵不僅讓出行更快，也更便捷。迷路時，地鐵站是最好的去處。找到地鐵站後，您就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。

地鐵系統也與其他交通方式輕鬆連線。每個車站通常都有幾條甚至十幾條公交線路連線。由於可以使用交通卡，因此換乘非常方便，交通卡可用於計程車、磁懸浮列車、輪渡、輕軌、地鐵和公交車。

在所有公共交通方式中，上海地鐵的客運量份額正在不斷增長。2006年，上海地鐵里程為140.2公里（87.1英里）。當時有944條公交線路、17000輛公交車和48000輛計程車運營。所有公共交通工具的年客運量為44.71億人次。上海地鐵佔14.6%（6.56億人次）。

上海地鐵的模式份額

在所有公共交通方式中，上海地鐵的客運量份額正在不斷增長。2006年，上海地鐵里程為140.2公里（87.1英里）。當時有944條公交線路、17000輛公交車和48000輛計程車運營。所有公共交通工具的年客運量為44.71億人次。上海地鐵佔14.6%（6.56億人次）。 2011年，地鐵里程增至454.1公里（282.2英里）。所有公共交通工具的年客運量為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年有所減少，公交車客運量絕對值僅略有增長，公交車份額從61.3%下降到46.2%。

財務和政策

整個系統的建設成本為3億-5億元/公里。截至2010年，總建設成本為2380億元（約380億美元）。為了到2020年實現規劃的880公里，還需要2100億元。

資金來源有兩部分。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。^[12] 政府在這一過程中扮演的角色正在發生變化，從主要投資者（分別為 1 號線和 2 號線投資了 95% 和 96%）轉變為在組建專案公司和推動商業融資方面發揮主導作用。上海申通地鐵有限公司成立。^[13]

作為上海市一種相對較新的交通方式，地鐵的建設和運營借鑑了現有交通方式的經驗。其建設和管理借鑑了鐵路方面的經驗，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，公交是城市內部另一種交通方式。上海地鐵運營管理中心負責整個網路的運營，而 11 條線路則由四家運營公司運營，每家公司負責其線路和設施。^[14] 管理模式與公交運營類似。地鐵票價也根據乘坐的站點數來計算，這與過去的公交票價類似（現在大多數公交線路按單程收取固定價格）。

上海地鐵生命週期

上海地鐵每日客流量資料取自 1995 年至 2011 年每年釋出的上海國民經濟和社會發展統計公報。利用現有資料建立 S 型曲線模型，以研究系統的誕生、增長並估計其成熟度。資料如下表所示。

表 1：1995-2011 年上海地鐵里程

該資料用於估計三引數邏輯函式

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中：S(t) 是估計里程，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，使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，在 Y 和年份之間進行迴歸，以確定哪個 K 值最適合真實資料。R 平方值越大，表示模型對真實資料的解釋能力越強。從下表可以看出，當 K=1200 km 時，R 平方值最大。因此，K 值估計為 1200。

表 3：確定 K 值

K=1200 的迴歸結果如下表所示。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流量的一半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，因此可以使用該模型估計每年的每日客流量。下圖顯示了估計資料與真實資料之間的關係。

表 5：S 型曲線

S 型曲線與真實資料非常吻合。1995 年之前，沒有地鐵線路運營。1995 年至 2011 年期間，網路里程以越來越快的速度增長。根據 S 型曲線模型，2012 年是達到 1/2 K 的年份，這意味著系統仍將增長，但增長速度可能會放緩。到 2030 年左右，里程將開始在 1200 km 左右趨於穩定。但是，我們也需要注意這條 S 型曲線。到目前為止，上海地鐵的網路增長一直很好地遵循地鐵規劃。根據下一階段的規劃，到 2020 年，里程將增加到 880 km。但在 S 型曲線中，2020 年的估計里程已經超過 1000 km。