东京轨道交通互联互通对北京的启示

贺 鹏

（北京城建设计发展集团股份有限公司，100037，北京∥高级工程师）

东京轨道交通互联互通对北京的启示

贺 鹏

（北京城建设计发展集团股份有限公司，100037，北京∥高级工程师）

目前，北京城市轨道交通正在推进网络化运营，但中心城外线路如何与中心城内线网衔接，一直是困扰北京城市轨道交通规划建设的一个重大问题，也是民众关心的热点问题。阐述了东京城市轨道交通互联互通的实现过程，提炼出互联互通的4种形式。借鉴东京的经验，结合北京市具体情况，提出了北京昌平线、八通线与中心城线路的互联互通改造方案。网络化运营是城市轨道交通发展的趋势，建议新建线路应提前统一各项关键技术标准，为线路网互联互通留出条件。

东京；北京；轨道交通；互联互通

Author＇s address Beijing Urban Construction Design&Development Group Co.，Ltd.，100037，Beijing，China

1　东京轨道交通互联互通的运营特点

1.1东京城市轨道交通发展进程

受日本特殊国情的影响，1940年以前，在私人资本为主的力量推动下，建成了目前的私铁骨干线路，而当时在山手线以内区域则以有轨电车为骨干。1940—1950年，轨道交通建设受“二战”的影响基本处于停滞状态。1950—1960年期间，日本经济取得了高速发展，轨道交通处于恢复、扩能阶段；同时政府开始考虑修建地铁网络来替代已经不堪重负的有轨电车线路。1960—1980年，政府开始大力修建东京都区部的地铁线路，并与外围放射线型轨道交通线路（以下简为“放射线”）直通，提供长距离直达通勤服务；同时，“轨道+物业”模式的兴起促进了外围新城的轨道交通建设［1-2］。20世纪80年代后，轨道交通建设以完善线网功能为主，主要体现在外围新城局域线的修建，以及地铁网络的加密、补充［3］。

1.2东京轨道交通网的互联互通

东京外围的放射线早在1940年以前就已基本修建完成。“二战”后，日本经济高速发展，为满足增长迅速的通勤需求，各线均采用当时最为先进的技术来进行电气化改造升级。改造后各线发车密度较高。这为后期的地铁建设及直通运营做好了准备。

“二战”以前，由于山手线以内民众强烈反对郊区线延伸至市内，同时，为保证东京市地铁公司在山手线以内区域的垄断经营，东京市政府禁止私营铁路进入山手线以内区域。20世纪五六十年代，东京经济经历了高速发展，其政治、行政、金融、信息、经济及科教文化等第三产业岗位主要聚集于东京区部内，民众职住分离情况较严重，对外围放射线进入市区的需求非常迫切［4］。

东京轨道交通的互联互通运营始于1960年的东京地铁1号线（1978年改名为浅草线）与京成线的直通。截至目前，除银座线和丸之内线因轨距问题无法与其他线路直通，以及大江户线因采用直线电机系统无法和其他线路直通以外，其余10条地铁线路均实现了互联互通运营。

互联互通运营主要有终点直接对接、经放射线中间站与地铁终点对接、经地铁中间站与放射线终点对接及新建直通连接线4种形式［5］。

1.2.1终点直接对接——半藏门线

半藏门线于1972年开工，南起东京都涩谷区的涩谷站，北至墨田区的押上站。并在押上站和伊势琦线直通运营，在涩谷站与田园都市线直通运营。

东急田园都市线于1977年建成直通接轨站涩谷站。1978年半藏门线涩谷—青山一丁目段开通，涩谷站采用单岛双线，站前交叉渡线形式实现互联互通运营。

1990年半藏门线初期规划的涩谷站至水天宫站段通车。由于日比谷线直通东武伊势崎线的运量很大，因此将半藏门线延长至押上站并和伊势崎线贯通，以分担日比谷线的客流。而东武伊势崎线则把业平桥站至曳舟站区间进行四线改造，以便更好地与半藏门线形成互联互通运营。延长线工程在1993年动工，并于2003年3月19日正式通车。半藏门线及其互联互通车站的配线如图1所示。

图1　半藏门线及其互联互通车站配线示意图

1.2.2经放射线中间站与地铁终点对接——日比谷线

日比谷线自中段（南千住—仲御徒町）修建之后两端不断延伸。1962年5月31日，日比谷线在北千住站与伊势琦线实行互联互通运营。伊势崎线北千住站为地面双岛四线形式。日比谷线采用高架3层双岛3线上跨的形式，站后正线接入伊势崎线实现互联互通。1964年8月29日，日比谷线在中目黑站实现与东横线互联互通运营。中目黑站为高架车站，为实现互联互通运营进行了一系列改造：站台加长加宽；列车由8辆编组扩容为10辆编组；高架桥抗震加固；新增多个检票口和扶梯等。日比谷线及其互联互通车站的配线见图2。

1.2.3经地铁中间站与放射线终点对接——浅草线

浅草线（原1号线）在泉岳寺站和京急线互联互通运营，在押上站和京成押上线连接互联互通运营。京急线、京成线各自担负着羽田机场、成田机场客流，所以浅草线本身也起到空港线路的作用。

浅草线的修建和开通自北往南分段进行。京急本线和浅草线泉岳寺站共建，为地下双岛四线形式，1968年6月21日开业实现互联互通运营。浅草线出城方向车辆在站前侧向过岔后进入站台中间上下客，进城方向车辆在站台内侧停靠后再侧向过岔进入到外侧线路。车站的设计侧重于京急本线的直通。1968年11月15日，浅草线泉岳寺站至西马込站开业，泉岳寺站变成中途站。浅草线及其互联互通车站的配线见图3。

1.2.4新建直通连接线——有乐町线

有乐町线，北起埼玉县的和光市站，南至东京都江东区的新木场站，在和光市站—池袋站区间和副都心线共用走廊。其中，小竹向原站以北两线共线运营，小竹向原站—池袋站区间为四线形式。1974年10月，有乐町线的池袋站-银座一丁目站路区段开业，随后开始向两侧延伸修建。西武铁道株式会社）通过修建西武有乐町线将西武池袋线和有乐町线直通。西武有乐町线（小竹向原站-新樱台站）全长2.6 km。小竹向原站于1983年10月1日开通实现直通运营，其车站为双岛四线形式。有乐町线及其互联互通车站配线见图4。

图2　日比谷线及其互联互通车站配线示意图

图3　浅草线及其互联互通车站配线示意图

图4　有乐町线及其互联互通车站配线示意图

1.3东京地铁特点

东京地铁在和放射线衔接时，相应的区部外围线路已升级改造，具备互联互通运营的技术条件，而且良好的规划协调使部分线路在升级改造时就做了相关预留，或者在规划中就明确了部分线路延伸并互联互通的需求。后期建设的地铁线规划均考虑了与郊区线的互联互通，其轨距、限界等线路技术标准与对应的郊区线路统一，有效地避免了线路的重建性改造。一些线路改造虽然也涉及接轨站的工程改造，如扩展站台、增设折返线、调整站内设备等，但是由于改造后带来了巨大的客流和社会效益，所付出的改造工程成本及工程改造对运营的不利影响都是值得的。

2　北京既有外围线路与中心城轨道网的衔接方式分析

2.1衔接类型分析

根据北京城市总体规划（2004—2020年），北京规划新城有11个，分别是通州、顺义、亦庄、大兴、房山、昌平、怀柔、密云、平谷、延庆和门头沟。这些新城都是在原有卫星城基础上承担疏解中心城人口和功能、聚集新的产业、带动区域发展的规模化城市地区，具有相对独立性，都修建了轨道交通外围线路。在近年来土地经济的带动下，除顺义和亦庄外，近郊新城地铁沿线住宅密布、人口激增。这造成了新城的城市交通出行向心性日益明显，特别是通州、大兴、房山、昌平问题尤为突出。

北京现在运营的外围线路为八通线、首都机场专线、房山线、昌平线、15号线（顺义方向）、亦庄线及大兴线。各线与中心城线网的衔接方式，详见表1及图5所示。

表1　北京既有轨道交通外围线路与中心城轨道线网衔接关系表

图5　北京既有外围线路与中心城线网衔接点示意图

2.2存在的问题

亦庄地区分布的产业较多，职住较为平衡。亦庄线进城方向早高峰的换乘客流仅为7 200人次/ h，在宋家庄站衔接的北京地铁5、10号线能及时较好地疏散客流。北京地铁15号线为北京市东北方向的放射线，在中心城线网北部以东西弦向横切通过，与3条纵向南北线衔接换乘。北京地铁15号线客源目的地较为分散，分布在中关村、CBD（中央商务区）等。由于客源目的地不集中，其高峰小时最大客流仅为1.29万人次，与各线的换乘量均不大。各线换乘站客流量指标均在运营能力可承受范围之内。大兴线与北京地铁4号线采用贯通运营方案，共同组成线网中南北向的骨干线路，大部分乘客进入中心城后可不换乘或者1次换乘就到达目的地，能较好满足客流需求。

通过以上分析可知，目前北京线网中采用单点多线、多线多点、贯通运营等衔接方式的线路尚能满足客流需求。目前存在的较大问题主要为单线多点、单线单点的衔接方式。单线单点衔接中，房山线的衔接点郭公庄站为北京地铁9号线始发站，目前房山线线路运能尚能满足现状客流需求；而昌平线的西二旗站为北京地铁13号线的中间站（其断面客流量较大），以及八通线的四惠站和四惠东站，都是北京市民出行的拥堵点。

2.2.1单线多点衔接——八通线

八通线为通州区连接中心城的外围线，与北京地铁1号线一起构成线网中贯穿中心城东西方向的骨架线。八通线与北京地铁1号线在四惠站及四惠东站双站换乘衔接。2015年八通线早高峰小时（早7：30—8：30）最大客流断面大于3.4万人次，而其系统运能仅为约3万人次/h，满载率高达113%。北京地铁1号线系统运能约4.02万人次/h，2015年自东向西客流的早高峰小时最大断面客流大于3.94万人次，满载率达99%。

通州早高峰时段进城方向的客流量非常大，四惠站及四惠东站的早高峰小时最大换乘客流量分别为1.3万人次/h和1.5万人次/h，两站换乘总量占八通线自东向西断面客流量的84%。根据现有的换乘客流和上下车客流数据对既有四惠及四惠东站进行站台宽度及楼扶梯能力核算，其侧站台宽度不能满足客流需求。

八通线与北京地铁1号线为两点换乘衔接的方式，其两个换乘节点四惠站、四惠东站都不是早高峰通州进城客流的目的地。早高峰时，八通线换乘1号线的客流总量约为2.9万人次，大客流、超负荷运转已成常态，存在较大的运营安全隐患。八通线与1号线贯通后，能避免两线大量换乘，显著改善四惠站、四惠东站的拥堵情况，降低安全隐患。

2.2.2单线单点衔接——昌平线

昌平线是连接中心城区与昌平新城的一条南北向轨道交通快线，与北京地铁13号线在西二旗站换乘衔接。昌平线乘客可借助北京地铁13号线进入中心城区。早高峰时段，北京地铁13号线吸引昌平线约1.69万人次/h（占昌平线早高峰总进站客流的52.8%）的乘客在西二旗站换乘，占北京地铁13号线西二旗站—上地站断面客流量的37.1%。北京地铁13号线高峰时段在回龙观等5座车站限流的情况下，最大断面客流量为4.0万人次/h，最大满载率高达122%。西二旗站的另一特点是上下车客流量也较大。

昌平线换乘客流大，且其乘客进城需求大，故应将昌平线向南延伸贯穿中心城区，使昌平线南延伸段与北京地铁9号线贯通，形成中心城区西部的南北向轨道交通骨干线路。

3　北京既有线网互联互通改造分析

3.1八通线与北京地铁1号线互联互通

3.1.1工程条件分析

八通线和北京地铁1号线在四惠站—四惠东站区间并行。并行线路位于东四环四惠桥以东，京通快速路北侧。该区间北侧的住宅为车辆段上盖开发用地。车辆段采用八字线形式，分别和四惠东站、四惠站连接。四惠站为四线双岛形式，车站站台宽9 m。四惠站通过人行天桥与京通快速路南侧的公交枢纽衔接，其车站北侧为住宅及学校（北京市日坛中学四惠校区）。四惠东站为一岛两侧四线形式，中间岛式站台宽11 m，北侧站台宽6.5 m，南侧站台宽5 m。四惠东站周边主要为住宅。四惠站—四惠东站区间配线详见图6。

图6　四惠站、四惠东站配线示意图

由于区间、车辆段的上盖均进行了住宅开发，故1.25 km长的线路区间范围内布满柱网。在此范围内，如要实现互联互通，只能改变既有结构受力体系，进行梁柱托换，拆除既有柱网，从而扩出两线衔接的限界条件，否则仅靠线路调线不可能实现互联互通。四惠东站以东区域受京包铁路及大坡度上跨京通快速路的影响，其改造条件受限。四惠站以西范围内，由于既有线路间距、敷设条件及四惠桥桥桩的影响，改造工程量大，实施过程中对运营影响较大。因此，较为理想的改造区，位于四惠东站以西，车辆段南侧路下穿两线的区段。

3.1.2互联互通改造方案

两线上下行的线路互联互通可利用四惠东站西侧的空间，直接用曲线连接复八线和八通线的正线。如图7所示，八通线在四惠东站西侧沿用既有正线的方位角，直接将线路延伸至复八线正线，连接曲线的半径为700 m，缓和曲线长60 m。

图7　八通线与北京地铁1号线贯通改造方案

此方案利用了四惠东站西侧八通线的正线，对既有土建结构几乎不产生影响，衔接两条线的曲线半径也满足双线80 km/h的速度设计标准。由于线路条件顺畅，故互联互通后不降低运营能力。两线互联互通后，可在四惠东站东侧利用八通线既有的交叉渡线折返，从而实现小交路运营。

改造实施的关键是要保证在非运营时间一次性完成接入北京地铁1号线，不中断北京地铁1号线第二天的运营。由于改造部位处于地面段，其拨线场地条件宽阔，只需保证人力即可完成改造。北苑东路在下穿13号线时即采取过同样做法，有工程实战经验。只是改造后四惠车辆段仅能利用四惠站西侧的出入段线衔接正线，改变了原车辆段双向互通的八字线形式。

3.2昌平线南延伸

3.2.1整体方案

昌平线南延伸段已纳入北京城市轨道交通2020年建设规划，并完成了审批立项，2016年即可开工。昌平线南延伸段北起西二旗站、南至国家图书馆站，全长16.6 km。线路沿京新高速公路、小营西路、学清路、学院路、西土城路、中关村南大街敷设。该延伸线路直接连通北京西站和清河站（新北京北站）两大铁路交通枢纽，打通北京地铁9号线国家图书馆站和昌平线西二旗站的客流断点，可填补既有线网的服务空白，完善既有线网结构，弥补学院区轨道交通服务的缺失。昌平线南延线路示意图见图8。

3.2.2关键衔接点

图8　昌平线南延线路示意图

实施昌平线南延伸方案的关键是如何衔接西二旗站与国家图书馆站，从而实现与北京地铁9号线、13号线的互联互通。现状的西二旗换乘站位于京新高速公路东侧、京包铁路的西侧。西二旗换乘站整体地面两层建筑。昌平线位于换乘站西部，其站台位于为地面二层，站厅为地面一层；北京地铁13号线位于换乘站东部，其站台位于地面层，站厅位于地上二层。两线均采用侧式站台，可共用互通式站厅，实现上下层垂直换乘（如图9所示）。由于京新高速公路与京包铁路围合的走廊内不仅有已运营的北京地铁13号线正线，而且还预留了昌平线向南延伸的空间。因此，昌平线只需在北京地铁13号线西侧由高架转入地下，并在规划的西二旗南路南侧下穿北京地铁13号线和京包铁路即可实现南延伸。

图9　昌平线南延伸段西二旗换乘站方案示意图

国家图书馆站位于中关村南大街下方，采用双岛四线两层矩形框架结构。北京地铁9号线位于换乘站中间，采用站后折返。国家图书馆站北端252.4 m区间为两线并行段，现已同期采用矿山法施工。北京地铁4号线为单洞单线断面，北京地铁9号线为单洞双线连拱断面。9号线与4号线联络采用单渡线，长81.5 m，采用矿山法施工；4号线位于联络线北段的区间采用盾构法施工，圆形断面，长1 112 m，线间距由35 m收缩至13 m。北京地铁9号线的区间利用北京地铁4号线的线间距收拢空间，下穿北京地铁4号线，并转至其西侧，下穿处与北京地铁4号线结构竖向净距1.3 m。下穿时北京地铁9号线可由双连拱大断面过渡到单洞暗挖密贴施工，从而减少折返线双联拱大断面工期长、沉降大的影响；同时，辅以施做隔离桩、全帷幕注浆保护等措施，即可完成对北京地铁4号线左线的下穿。在中关村南大街西侧的绿地内施做盾构井即可完成与昌平线南延段的对接。国家图书馆线路延伸方案如图10所示。

图10　国家图书馆站线路延伸方案示意图

4　改造效果评价

4.1八通线互联互通改造效果评价

通过模拟计算得到各站点出行人数及平均换乘次数如表2所示。

表2　八通线互联互通改造前后换乘情况对比表

八通线与北京地铁1号线互联互通后，日均客流、高峰断面等指标变化不大，但换乘比例、八通线段通行能力及轨道东部线网直达性均有较大变化。整体来说，八通线与1号线互联互通运营可有效提升城市东部线网的服务水平。

（1）提升运能。如果八通线能与北京地铁1号线互联互通运营，则其最小发车间隔可由2 min 50 s缩短至2 min 5 s，从而使城市东部线网（八通线段）高峰小时运能提升33%。

（2）改善换乘条件。乘客如乘坐原八通线，则只有地铁1号线可换乘，且四惠站和四惠东站并不是乘客出行的目的地。这使得八通线成为换乘距离最短，且换乘时间（早高峰）最长的线路。八通线一旦与1号线互联互通，则乘客无需换乘也可达中心城区。这节省了乘客的换乘时间，极大降低了发生踩踏等安全事故的概率。

（3）提升八通线对中心城的直达性。

八通线与北京地铁1号线互联互通后，将大幅提高通州区域进入中心城及CBD的时效性，提升北京市轨道交通东部线网（通州区域）的直达性。

4.2昌平线南延伸段效果评价

经模拟计算，昌平线南延伸前后各站点出行人数及人均换乘次数如表3所示。

昌平线南延伸后，增加了西二旗南部区域的轨道交通线路数量，提升了线网服务水平。通过客流模拟及数据分析，延伸后的效果主要体现在以下几点。

表3　昌平线南延伸前后线路主要客流指标对比表

（1）缓解北京地铁13号线西二旗站以南线路客流压力。昌平线南延伸前，北京地铁13号线早高峰最大断面在上地到五道口，为4.0万人次/h；南延伸后降低至3.2万人次/h。

（2）有效缓解西二旗站和国家图书馆站的换乘压力。昌平线南延伸段与9号线互联互通后，其南向直达性更好，可减少乘客的被动换乘；西二旗站高峰小时换乘量可减少约0.5万人次，国家图书馆站高峰小时换乘量可减少约0.4万人次。

（3）提高昌平线对中心城的直达性。昌平线向南延伸并与9号线互联互通后，将大幅提高北京西北部区域进入中心城的时效性，提升北京市轨道交通西北部线网（昌平区域）的直达性。

5　结语

随着经济的快速发展，产业的聚集以及外围新城的打造，东京轨道交通经历了外围私铁修建—区部地铁发展—地铁、私铁互联互通一体化运营的过程。如今，北京的轨道交通也面临着外围线路和中心城线网衔接的问题。由北京的线网特征及相应的工程方案分析，得到以下结论：

（1）线网中采用单点多线、多线多点、直通衔接等衔接方式的线路与北京目前城市结构相适应，尚能较好满足客流需求。

（2）以单线多点衔接的八通线和以单线单点方式衔接的昌平线，存在换乘压力大，线路运输能力不匹配的问题。

（3）通过详细的改造方案研究，八通线、昌平线都具备向中心城互联互通的工程条件。

东京通过良好的规划和各单位的协同运作，很好地解决了互联互通改造过程中带来的问题。借鉴东京的经验，北京应从以下几个方面着手，疏通线网瓶颈：

（1）在规划层面上，应推动八通线与北京地铁1号线、昌平线与9号线的互联互通运营，满足外围新城乘客的通勤需求，减少被动换乘量。

（2）虽然上述互联互通方案在工程实施上是可行的，但也存在不少亟待解决的难题，如由于信号系统的不统一需要更新改造。这也从一个侧面说明，北京尚未对互联互通运营做出提前预判。因此，今后建设的线路应在区分功能定位的前提下，在一定范围内考虑统一车辆、信号、供电系统的技术标准，以迎来城市轨道交通互联互通运营的时代。

（3）在新一轮的线网规划中，应着重研究区域轨道交通和中心城线网衔接的问题。中心城的新建线路，在适当的站位，预留双岛四线同台换乘和贯通运营的条件，为适应城市发展预留灵活的运营组织条件，避免以后线网中出现新的瓶颈点。

［1］ 青木栄一.都市化の進展と鉄道技術の導入［D］.东京：日本国際連合大学，1982.

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［5］ 明瑞利，叶霞飞.东京地铁与郊区铁路直通运营的相关问题研究［J］.城市轨道交通研究，2009（1）：21.

Experiences of Tokyo Rail Transit Interconnection-interworking and Lessons for Beijing

He peng

At present，Beijing rail transit system is promoting network operation.But how to connect thesuburban lines with the downtown network is a key issue in Beijing rail transit construction and a focus of public concern.In this paper，the experiences of Tokyo rail transit in interconnection-interworking operation are described，four types of interconnection-interworking operation suitable for the specific circumstances of Beijing are extracted，and the plan connecting Changping Line and Batong Line in the suburban areas with the downtown network is proposed.Since networking operation is the development trend in urban rail transit，a unified technical specification is suggested to be taken into account in new line construction for the future interconnection-interworking operation.

Tokyo；Beijing；rail transit system；interconnection-interworking

U 231；F 530.7

10.16037/j.1007-869x.2016.03.018

（2015-09-16）