2020 年世界城市轨道交通运营统计与分析综述
2021-02-27韩宝明杨智轩余怡然陈佳豪冉江亮孙亚洁
韩宝明 ,杨智轩 ,余怡然,钱 蕾,陈佳豪 ,冉江亮 ,孙亚洁,习 喆,鲁 放
(1. 北京交通大学交通运输学院,北京 100044;2. 交通运输部综合交通运输大数据应用技术行业重点实验室,北京 100044;3. 中国城市轨道交通协会,北京 100038;4. 北京智能轨道交通联合技术创新中心,北京 100044)
“十三五”时期,我国城市轨道交通发展迅猛,达到世界领先水平,城市轨道交通运营里程及客流量多年居全球第一。党的十九大报告中提出建设交通强国,《交通强国建设纲要》[1]及《推进综合交通运输大数据发展行动纲要(2020—2025 年)》[2]等相关文件的出台明确了交通强国的发展方向,党的十九届五中全会提出“加快建设交通强国”,这意味着我国交通强国的建设驶入了快车道。为总结“十三五”时期我国轨道交通行业发展成果,实现“十四五”时期加快建设交通强国的宏伟目标,需要从统计大数据角度出发,分析世界城市轨道交通行业现状,为我国轨道交通发展建设提供参考。
对于城市轨道交通的分类,国内国外、业界学界有不同的观点,本文根据国际公共交通协会(UITP)的分类标准,沿用《2019 年世界城市轨道交通运营统计与分析综述》[4]中的分类方法,将其划分为地铁、轻轨和有轨电车三大类。其中,轻轨包括钢轮钢轨的轻轨、单轨、磁浮、中运量APM 系统;有轨电车系统包含传统意义的有轨电车,以及在中国创新兴起的胶轮有轨电车和自导向的有轨电车(智轨)。
本文涉及中国内地的城轨交通相关数据,参考了中国城市轨道交通协会及国内有关机构的统计报告和出版物[5-7];涉及其他国家和地区的城轨交通相关数据,参考了维基百科网站[8-10]与德国轨道工业协会中国代表处提供的相应资料。受新冠肺炎疫情等因素的影响,大多数城市尚未公布2020 年客流数据,为保持时间维度统一,本文客流采用2019 年数据。
1 线网规模
截至2020 年底,全球共有77 个国家和地区的538座城市开通城市轨道交通,运营里程超过33 346 km,车站数超过34 220 个。
其中,57 个国家和地区的178 座城市开通地铁,总里程达17 584.77 km,车站数达12 567 个;23 个国家和地区的71 座城市开通轻轨,总里程达1 586.85 km,车站数为2 303 个;49 个国家和地区的305 座城市开通有轨电车,总里程达1 4174.75 km,车站数为19 350 个。
表1 展示了全球各大洲城市轨道交通总体规模(注:俄罗斯的全部城市划入欧洲计算)。总体上看,欧亚大陆总运营里程占全球的88.60%,其中欧洲总运营里程最长,为16 302.33 km。分制式看,亚洲地铁和轻轨里程最长,各占全球地铁和轻轨里程的63.73%和62.19%;欧洲有轨电车里程最长,占全球有轨电车里程的86.81%。
表1 数据和图表表明:
1) 从各类别运营里程看,地铁和有轨电车的运营里程均远大于轻轨的运营里程,这说明地铁和有轨电车是目前全球主流制式。
2) 从分布区域看,全球城轨交通主要集中在亚欧大陆的城市,其中地铁和轻轨主要分布在以中国为代表的亚洲国家,有轨电车集中分布在欧洲尤其是西欧国家。
表1 2020 年世界各大洲城市轨道交通运营里程汇总Tab. 1 Total mileage of urban rail transit operation in all continents in 2020 km
表2 展示了已开通城市轨道交通的国家和地区线网情况。总体上看,中国(含港澳台)总运营里程排名世界第一,占全球总里程的25.45%;德国以3 604.16 km的里程排名第二。分制式看,中国的地铁和轻轨里程均排名世界第一,各占全球地铁和轻轨里程的40.42%和24.19%;德国的有轨电车里程达3 213.16 km,排名世界第一,占全球有轨电车里程的22.67%。
从城市层面上看,全球共97 座城市开通的轨道交通运营总里程超过100 km,其中中国有24 座城市;全球共19 座城市的轨道交通运营总里程超过300 km,其中中国有8 座城市;上海、北京、成都、莫斯科、首尔、广州的总里程超过500 km,其中上海以834.20 km运营里程居世界第一。
图2列出了总里程和分制式里程的前10名城市情况。其中,地铁、轻轨、有轨电车里程排名为前10 城市的里程之和,占各自总里程的比例分别为29.49%、48.67%和16.72%,反映出有轨电车分布的城市更广泛。
根据中国城市轨道交通协会的统计,截至2020 年底,中国内地开通城市轨道交通的城市共45 座,运营里程达7 978.19 km。其中,38 座城市开通地铁7 108.49 km,4 座城市开通轻轨384.00 km,20 座城市开通有轨电车485.70 km。各城市总运营里程排名如图2 所示。
?
图1 各类城轨交通运营里程排名前10 的城市Fig. 1 The top 10 cities in terms of operating mileage of different type of urban rail transit
图2 中国内地开通城市轨道交通的城市运营里程排名Fig. 2 Rank of operation distance in China mainland
2020 年,中国内地新开通城市轨道交通线路1 241.99 km,新增运营线路36 条,新开通延伸段20段,涉及25 座城市。三亚、天水和太原跻身成为拥有城市轨道交通的城市。上海、北京的线路规模遥遥领先,而里程超过200 km 的城市多分布在长江沿岸和珠三角地区。
值得关注的是,成都轨道交通的6 号线一二三期、8 号线一期、9 号线一期、17 号线一期、18 号线三岔站(不含)至天府机场北站段5 条线路于2020 年12 月18 日同步开通初期运营。2020 年底,杭州轨道交通7号线江南段、1 号线三期、6 号线一期、6 号线杭富段(与6 号线贯通运营)4 线齐发,杭州首次实现轨道交通10 区全覆盖。
我国在地铁和轻轨的里程排行中均有不少城市跻身世界前列,但无城市拥有相当规模的有轨电车系统。这显示出我国应重视有轨电车作为大城市辅助交通方式和中小城市主干交通方式的规划建设。
2 客流规模
根据中国城市轨道交通协会[1]和维基百科[6-7]的客流数据统计和计算,2019 年,全球地铁和轻轨累计运送客流707.94亿人次,城市平均客流量4.07亿人次,平均负荷强度1.03 万人次/(d·km)。全球轨道交通客流量排名前15 的国家如图4 所示,中国、日本、韩国居前三位,中国(含港澳台)以264.55 亿人次的总客运量居全球首位,日本、韩国分别以65.34 亿人次、41.76 亿人次的总客运量排名2、3 位。
图3 全球轨道交通客流量排名前15 的国家Fig. 3 Top 10 countries in terms of global urban rail transit ridership
全球城市轨道交通运送客流量和负荷强度排名前10 的城市如图5 所示。日本东京超越北京,再次成为全球城市轨道交通客流量排名第一的城市,也是2019 年全球唯一轨道交通客流量超过40 亿人次的城市。我国的北京、上海、广州、深圳、香港在排名中分列2、3、5、7、9 位。在负荷强度排名中,巴西圣保罗超越埃及开罗成为全球轨道交通城市负荷强度排名第一的城市,中国香港成为我国唯一进入负荷强度前10名的城市。
2019 年中国内地城市轨道交通客流量、负荷强度排名前10 的城市分别如图5 所示。北、上、广城市轨道交通客流量位居前3 位,中国客流量排名前10 的城市的客运量全部超过世界平均水平,且负荷强度排名前5 的城市均超过世界平均水平。2019 年世界城轨负荷强度整体有所上升,广州负荷强度达到1.77万人次/(d·km),成为我国内地负荷强度最大的城市,北京、上海、深圳分列第2、3、4 名。西安2020 年新增3 条地铁线路,负荷强度出现小幅下滑。南京、重庆首次跻身中国负荷强度排名前10。
图4 全球城市轨道交通客流量和负荷强度排名前10 的城市Fig. 4 Top 10 cities in terms of global urban rail transit ridership and ridership intensity
图5 中国内地城市轨道交通客流量和负荷强度排名前10 的城市Fig. 5 Top 10 cities in terms of Chinese urban rail transit ridership and ridership intensity
3 国外有轨电车发展特点
“十三五”期间,我国城市轨道交通发展迅猛,现代有轨电车运营里程由2015 年的175 km 增长到2020 年的485.7 km,如图6 所示,年均增长62.14 km。截至2020 年底,我国共有20 座城市开通运营了现代有轨电车。但相较于国外城市,我国有轨电车发展起步较晚,缺乏有轨电车与城市融合方面的相关经验。为进一步促进我国轨道交通多制式发展,推动交通强国建设目标的实现,提升轨道交通运营服务质量,有必要对国外一些国家发展现代有轨电车的特点进行总结。
图6 2015-2020 年中国城市轨道交通及有轨电车运营里程统计Fig. 6 Statistics on mileage of Urban rail transit and tram operation in China from 2015 to 2020
德国不仅是有轨电车运营里程最长的国家,也是世界上第一个使用有轨电车、第一个修建现代有轨电车线路的国家,是欧洲现代有轨电车复兴的主要引导者。1879 年,德国工程师西门子在柏林的博览会上首次展示了电力带动轨道车辆。随后1881 年,第一辆有轨电车在德国柏林周边的里特希菲尔德问世。参考以德国为首的欧洲国家有轨电车建设经验,总结出有轨电车发展的主要特点如下:
1) 专用路权占比大。有轨电车不同于其他城市轨道交通制式,不仅需要在地面上与机动车共享路权,而且与机动车在动力制动系统等方面性能差异明显,因此为了尽可能地保障交通安全,避免因混合路权而产生的交通安全风险,世界各国近年来新建的现代有轨电车系统一般都采用了专用路权的形式;而专用路权也能够在一定程度上提升有轨电车的运营速度与服务水平,保障有轨电车系统的运行效率。据统计,欧洲国家有轨电车采用专用路权的线路占其有轨电车整体路网的比例平均超过70%,德国、捷克、奥地利、匈牙利等保留传统有轨电车的国家,通过对传统混合路权逐步升级为专用路权的改造,提升有轨电车的专用路权比重;而法国、西班牙、塞尔维亚等国家的新建有轨电车系统在规划设计时就采用了专用路权。
2) 车辆进行现代化改进。欧洲现代有轨电车目前正处于复兴时期,德国ADtranz、法国Alstom、意大利AnsaldoBreda 等公司都是知名的有轨电车制造商。与传统的有轨电车车辆相比,改进后的现代有轨电车车辆通过车辆编组、转向架、电机动力性能、车轮、车辆外观等方面的革新与改进,在载客能力、速度、动力性能、环保、人性化等方面均有了极大的改进。此外,为了增加乘降便利性,满足残疾人士的友好出行需求,有轨电车升级改进为70%或100%低地板车辆,在欧洲得到了广泛应用。
3) 有轨电车信号优先。有轨电车的交通信号优先与路权的分配密切相关,目前世界上新建的现代有轨电车线路基本上都选用了交通信号优先控制设施。法国巴黎和兰斯、英国爱丁堡和曼彻斯特、意大利佛罗伦萨等城市的有轨电车信号优先控制策略多采用绝对优先,即给有轨电车最高的交通优先级,只要有轨电车到达交叉口,就尽可能保证其不停车通过。这种策略比较适用于欧美城市与我国中小城市等交通流量较小的交通环境。
4) 模块数量灵活可变。新型现代有轨电车采用模块化技术,模块数量和车辆长度可以根据客流变化进行选择,还可以采取两列车重联运行,车辆总长度一般不超过75 m。长度为32~36 m 的有轨电车额定载客能力约为300 人,按照2.5~3 min 的发车间隔计算,其单向运输能力在0.6 万~0.7 万人次/h,如按两列车重联运行,其单向运输能力可以达到约1.2 万~1.4 万人次/h。
5) 运营安全可靠。专用路权、高性能车辆及交通信号优先设施为有轨电车运营的可靠性和安全性提供了重要保障,有轨电车系统具有运营准时可靠性、安全性较高的特点。据法国有关有轨电车交通事故分析报告的资料所示,5 座城市(波尔多、马赛、南特、尼斯、巴黎)在2013—2017 年的有轨电车系统与常规公交系统的安全性对比中,有轨电车系统的平均事故率(每行驶1 万km 下的事故数)为0.38,常规公交系统的事故率为0.70,相比之下有轨电车在运营的安全可靠性方面具有明显的优势。
根据德国轨道工业协会中国代表处提供的数据,2012 年,德国的有轨电车运营里程已超过2 500 km,到了2019 年,有轨电车运营里程达 3 213.16 km,7年增加了713 km,平均每年增加约100 km。2018—2019 年,德国的有轨电车线路长度新增 99 km,占欧洲新增线路长度的50.1%。这说明有轨电车在欧洲仍处于不断增长的状态,对于我国中小城市建设轨道交通是一个非常重要的信息。
目前,我国有轨电车正在稳步发展之中,各地的有轨电车系统都在陆续地规划建设。在规划设计之外,如何建立适合我国城市特色的有轨电车运营管理模式将成为未来一段时间的重要课题。在我国有轨电车与城市发展融合的过程中,除了充分借鉴国外先进经验外,还应充分考虑如何构筑包含有轨电车的城市公共交通体系、为有轨电车合理安排道路空间资源、保障有轨电车的运营效率和安全等问题;同时积极开展与欧洲同行的国际交流,共同促进有轨电车的发展。
4 结语
从总体上看,世界城市轨道交通继续保持上升的发展态势。各制式轨道交通运营总里程已突破33 300 km,2019 年服务乘客超过700 亿人次。预计2021 年,世界城市轨道交通运营里程将突破35 000 km,其中中国内地运营里程将突破9 000 km。国外有轨电车发展建设特点的总结,也将为我国交通强国建设目标的实现提供参考和帮助。
由于城市轨道交通统计口径在各国有较大差异,相关数据尤其是客流数据的获得十分困难,本文数据和实际状况可能存在一定的偏差,成果仅供同行参考使用。