东京轨道交通双环线特征分析及其对上海的启示

王文聪，杨东援，李玮峰，曾琳惠

(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804)

东京轨道交通双环线特征分析及其对上海的启示

王文聪，杨东援，李玮峰，曾琳惠

(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804)

上海市目前轨道交通呈现“十字加环，多向辐射”的网络结构，为解决交通问题，研究建设一条轨道交通外围环线，形成双环结构。首先分析轨道交通环线的功能及设置条件;其次，以已建成两条环线的东京都市圈为例，统计站点周边1 000 m范围内人口密度及客流特征，以神奈川县和埼玉县间往返客流为例，着重分析外围环线功能特征，得出环线主要承担换乘功能，且外围环线缓解了内环线换乘压力，加强了组团间联系，影响了城市空间结构;最后，将上海与东京都市圈类比，从轨道交通网络现状和客流需求两个角度，分析建设外围环线的必要性，探讨在中环附近建设外环线的可行性。

城市轨道交通;交通规划;特征分析;双环线;功能定位

中国城市轨道交通协会城市轨道交通专业委员会完成的报告显示，我国已进入了轨道交通快速发展的新时期［1］。截至2014年6月，广州轨道交通网的9条线路形成了放射型结构;上海基本形成了“一环多射”的轨道网络布局结构，其中4号线为环线环绕城市主中心区，全网日均客流量达到911.4万人次;北京轨道交通网属于典型的环线+方格网+放射线状布局，2号线和10号线构成了内外2条环线，全网日均客流量达到了1 000万人次以上，环线承担了很好的换乘功能，有效地缓解了城市交通压力［2］。

轨道交通环线的沿线服务功能和换乘功能很好地调节了线网客流分布，提高了网络运输效率，很多城市在考虑轨道交通线网扩建时，对环线建设的探讨越来越多，上海也在探讨在外围建设一条更大的环线，然而我国轨道交通建设正处于起步阶段，对环线建设的研究还很少，因此研究国外轨道交通发展成熟的城市并探讨环线的功能特性和建设的适应性显得尤为重要。

1 轨道交通环线功能及设置条件

1.1 轨道交通环线功能

轨道交通线路的功能，最基本的是沿线服务功能，串联客流集散点，实现客流在本线路上的输送;再者是交通转换功能，在本线路与其他线路相交站点，实现客流的换乘［3］。大部分乘客利用环线的主要目的是换乘，往往在环线上停留较少站数，环线的这种短连通性，使其具有调节线网中客流分布的功能，提高了网络运输效率。因此，环线的规划一般处于轨道交通发展的后期阶段，主要是在放射形线网和棋盘形线网的结构中加入环线，连接客流密集区域，完善轨道交通网络［4］。同时，可诱导原本经过市中心换乘的客流绕过市中心，利用环线完成出行。因此，环线一方面缓解了中心区的换乘压力;另一方面满足了多中心模式下城市中心区与外围组团及外围组团间的联系，当组团之间的交通可达性提高后，线路相交处就很容易发展成为新的城市副中心［5］。

1.2 轨道交通环线设置条件

轨道交通环线的设置条件，在考虑客流条件方面比其他轨道交通线路规划要复杂得多。由1.1对环线的功能分析可知，环线的客流一方面来源于客流集散点，另一方面来源于与其相交的放射形线路的换乘客流。环线通过的客流集散点越多，则通达性越好，越能满足环线设置的客流条件［67］，因此，环线一般设置在城市较为中心的区域或中心区域的边缘地带。当放射线网达到一定规模时，环线可考虑设置在较外围区域，以加强放射线间的连通性。

2 东京轨道交通环线的结构特性

2.1 东京轨道交通双环线沿线土地利用

东京轨道交通系统包括4部分，地铁、JR国铁、私有铁路和新型轨道交通系统，形成了环线加放射线相结合的网络［8］。

山手线绕东京都中心运行，大部分私有铁路以山手线车站为起点向近郊或邻近地区辐射，连接市中心与外围主要居住区［9］。武藏野线和南武线连接构成东京外环行线的一部分，包围着东京都和其附近的都会区。

笔者利用日本统计网站统计了内外环线沿线各站点1 km范围内的人口密度。具体方法:以站点为圆心，做1 km的缓冲圆区域，得到2011年内环山手线和外环武藏野线站点一定半径内人口分布情况，如图1所示。

图1 东京轨道交通内外环线沿线人口密度分布Fig.1 Population density of Tokyo along the inner and outer loop line

由图1可看出，山手线的人口密度普遍高于武藏野线。内环线连接了人口密集度很大的几个区域(例如池袋站，人口密度高达10万)，也有人口密度较低的地区(如原宿仅2.5万)，外环线各个站点周边的人口密度比较均衡。

2.2 东京轨道交通双环线客流特征

通过分析环线承担的客流量，进一步分析其功能是否得到了很好的发挥。山手线途径29个站点，24个换乘站点，武藏野线途径27个站点，一半为换乘站点，根据已有数据统计山手线、武藏野线各站点换乘客流量占该站点全天总客流量的比例，如图2所示，图2中站点编号见表1。

图2 东京轨道交通内外环线站点换乘客流比例Fig.2 The proportion of transfer passenger flow along the inner and outer loop line

由图2可看出，内环线换乘站点的换乘客流比例大部分在40%以上，有的甚至达到了80%以上，外环线换乘站点的换乘客流比例几乎在20%以上，有一半站点的换乘客流比例达到了40%以上，可见两条环线在轨道交通线网中主要承担了换乘功能。

为了较好地分析武藏野线在城市外围区的连通功能，选取东京都市圈北部的埼玉县和南部的神奈川县间的往返客流为研究对象，分析选择在内外环换乘的客流比例。

表1 内外环线站点编号Tab.1 Station serialnumber of the inner and outer loop line

根据调查结果发现，从埼玉县到神奈川县的客流为30 072人次/d，从神奈川县到埼玉县的客流为17 601人次/d，在环线换乘的客流约占总客流的35%。根据首末站间不同路径的统计情况，统计两方向的客流在武藏野线和南武线、山手线换乘的比例情况，如表2所示。

表2 琦玉县和神奈川县间客流内外环换乘对比Tab.2 Transfer passenger flow of the inner and outer loop line between Saitama and Kanagawa prefecture

由表2可以看出，埼玉县与神奈川县的往返客流在外环换乘的比例要大于选择在内环换乘的比例。根据东京客流量调查统计分析得出，山手线主要换乘方向客流，60%在山手线站点及其内部站点出站，40%在山手线外围站点出站，而武藏野线主要换乘方向的客流，39%进入了东京都中心区部，61%在东京都中心区部外围站点出站。

综上，内外环线在轨道交通线网中主要承担换乘功能，外环线缓解了内环线及中心区的换乘压力，另一方面缩短了外围区域间的出行距离，加强了外围组团的连通性，满足了多中心模式下城市中心区外围组团及组团间的联系需求。

3 上海轨道交通发展启示与建议

3.1 上海市轨道交通客流现状

截至2014年，上海市基本形成了“一环九射”的轨道交通网络布局结构。轨道交通网络基本覆盖中心城区，然而随着城市的不断扩张，外围区域的交通需求在不断增长，轨道交通网络亟待进一步完善。

根据2011年上海市轨道交通日客流统计情况，环线4号线日客流量达到了79万人次，仅次于骨架1号线和2号线。4号线作为上海市轨道交通网中唯一的一条环线，与8条放射线相交，其承担的客流性质较复杂，客流压力也较大。根据2011年上海市轨道交通客流统计情况，分析4号线客流换乘方向，如表3所示。4号线不仅承担了从外围区域至环内市中心的客流，还承担了一部分外围间的换乘客流，这部分客流选择在内环换乘，增加了市中心的交通压力，也加剧了交通拥堵。

表3 上海市环线4号线客流换乘方向Tab.3 The characteristic of transfer passenger flow of Metro Line 4

3.2 上海建设外环线的必要性

为了缓解外围区域乘客在市中心换乘的这部分轨道交通压力，上海市正讨论在城市外围区域建设一条更大的环线，形成双环结构，同时上海与东京无论从城市规模、人口密度，还是未来轨道交通密度都较为类似［10］，为了探讨建设环线的必要性以及是否能达到缓解市中心轨道交通压力的目标，从以下两个方面对上海与东京对比分析。

3.2.1 上海与东京轨道交通发展现状对比

由表4可知，上海市与东京都市圈在人口密度上较类似，而轨道交通线路的长度及密度与东京都市圈差别很大。为了更好地对比上海市与东京都市圈的轨道交通密度差异，东京都市圈以东京站为中心，上海市以人民广场为中心，分别以15、30、50 km为半径将区域划分为内环、中环、外环。分析3个区域内轨道交通线路长度，如表5所示。

表4 上海与东京的城市和轨道交通特征对比(2013年)Tab.4 The com parison between Shanghaiand Tokyo on rail transit network(2013)

表5 东京都市圈与上海的内、中、外环轨道交通长度比较(2013年)Tab.5 The com parison between Shanghaiand Tokyo on the length of rail transit in three regions(2013)

通过与东京都市圈对比情况可以看出，目前上海轨道交通存在的问题是，中环不足，外环稀少。为缓解上海中心区域轨道交通的压力，可借鉴日本东京经验，考虑在中环、外环区域增建轨道交通线路。

3.2.2 上海建设外环线的客流支撑

上海空间结构呈现内环、中环、外环高架路构成的三圈层，如图3所示。环线4号线在内环高架附近，目前上海正在探讨在中环附近建设轨道交通外环线，下面探讨上海市中环附近建设轨道交通外环线的可实施性。

图3 上海市轨道交通线路现状(2015年)Fig.3 The rail network in Shanghai(2015)

从图3中可以看出，中环线长约70 km，与除4号线之外的其余13条轨道线相交，共16个交点，因此若在中环线附近建设轨道交通外环线，能较好地连通轨道交通放射线。

以中环西北角沪嘉立交为原点，顺时针方向，以1 km为间距等距离分割中环线，以每个等分点为圆心，计算半径1 km范围内的人口密度，数据为2013年统计人口数据，如图4所示。

图4 中环沿线1 km范围内人口密度分布(2013年)Fig.4 The population density in the surrounding one kilometer area of Shanghaimiddle ring road(2013)

可以看出，中环线沿线1 km内人口密度在1.5万人/km2左右波动，最高达3万人/km2。东京外环线武藏野线沿线人口密度在1万人/km2左右波动，最高达1.5万人/km2。在中环附近建设轨道交通外环线有一定的人口支持。借助Arcgis热力图表示中环沿线1 km范围内人口密度分布及设施分布情况如图5所示，中环沿线有金桥开发区、漕河泾等开发区，五角场、中环商圈等商业中心，以及即将打造成上海新的世界级中央商务区的前滩，这些都是重要的客流吸引源，为轨道交通环线建设提供了支撑。

图5 中环沿线1 km人口密度分布(2013年)Fig.5 The distribution of population density for the surrounding one kilometer area of Shanghaimiddle ring road(2013)

4 结论

我国轨道交通发展较不成熟，以东京都市圈轨道交通网络的双环线为研究对象，有助于了解环线功能及外围环线的特殊作用。本文从东京都市圈内外环线沿线人口密度、承担客流特征2个方面分析了环线功能及建设条件，提出外环线能缓解中心区的换乘压力，加强组团间联系。上海市与东京都市圈相比，外围区域轨道线密度较低，可考虑建设轨道交通外环线;中环线附近人口密度较高，有一些经济开发区、商务区、商业中心等功能集聚区域，可作为外环线选址的选择。以上可为上海市规划建设轨道交通外环线提供探索性的建议。

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(编辑:郝京红)

Characteristics of Double Loop Lines for URT in Tokyo and Enlightenment to Shanghai

WANG Wencong，YANG Dongyuan，LIWeifeng，ZENG Linhui
(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education，Tongji University，Shanghai201804)

At present，the network structure of rail transportation in Shanghai is"cross and ring，multi－directional radiation".In order to ease the serious congestion in the outer ring and the central urban region，a longer loop line among the periphery of themain lines is to be built in Shanghai.Firstof all，the functions and construction conditions of the loop line for rail transitare shown in the paper.Secondly，taking the mature rail transit network of Tokyo and transfer passenger flows between Kanagawaand Saitama as examples，the paper analyzes the population density and passenger characteristics，and focuses on the functions of the peripheral loop line.The paper concludes that themain function of a loop line is transfer and the peripheral ring can effectively relieve the transfer pressure of the inner ring，which notonly strengthens the linksbetween communities，butalso influences the urban spatial structures.Lastly，comparing Shanghaiw ith Tokyo，the paper discusses the necessity of building a peripheral loop line from the aspectof the characteristics and passenger demands of urban railnetwork，and explores the feasibility of building a peripheral loop line near them iddle ring in Shanghai.

urban rail transit;transportation planning;characteristic analysis;double loop line;function orientation

U231

A

1672- 6073(2017)02- 0125- 05

10.3969/j.issn.1672 6073.2017.02.025

2016- 04 29

2017 01 06

王文聪，女，硕士研究生，从事交通规划、城市空间与建筑环境的研究，tjwwencong@163.com