多圈层视角下北京市轨道交通发展策略研究——基于与东京都市圈的对比分析

钱 蕾，郭 然

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082）

2022 年8 月17 日，北京市正式发布的《北京市轨道交通线网规划（2020 年—2035 年）》提出“轨道交通出行占比27%以上、800 m 覆盖居住人口50%以上”的发展新目标[1]，而根据《2021 北京市交通发展年度报告》，北京市现状轨道交通全方式分担率仅为14.7%，轨道交通800 m 范围人口集聚度为39%[2]，城市人口与轨道交通的耦合关系不强，距规划目标尚有差距。而日本东京市凭借其发达的轨道交通系统，被誉为“轨道上的城市”，东京都市圈轨道交通全方式分担率达30%，轨道交通800 m 范围人口集聚度可达53%[3]。因此，对北京市与东京都市圈的轨道交通发展状况、服务水平等进行对比分析，可为北京市轨道交通的规划与发展提供一定的借鉴和参考。

1 可比性分析及圈层划分依据

在研究东京都市圈轨道交通时，学者普遍将东京都市圈的研究范围划定为“一都三县”，即东京都和埼玉县、千叶县、神奈川县[4]，其面积约为1.36 万km2，拥有3 694 万人口，是该地区交通出行的主要范围（图1）。考虑到东京都市圈与北京市的城市尺度基本相当（表1），而且二者的城市形态均为“单中心+环”，城市人口均呈现以中心城区为核心向外围扩展的趋势，因此本文以东京都市圈和北京市全域作为对比研究对象，从多圈层视角研究轨道交通与人口、城市形态的关系。

表1 东京都市圈与北京市指标对比表

图1 东京都市圈示意图

本研究根据《北京城市总体规划（2016 年—2035年）》（以下简称《规划》）[5]，以北京市核心区为圆心，以15 km、30 km、50 km 为半径划分北京市城市圈层。考虑到北京市的东城区、西城区是首都功能核心区，是全国政治、文化、国际交往中心的核心承载区，与东京都心三区的功能相同，且二者在空间上均基本为8 km 半径覆盖范围，故本研究在上述圈层划分的基础上新增加核心区8 km 圈层。

图2 展示了东京都市圈与北京市的城市圈层划分情况。表2 对比了东京都市圈与北京市在相同半径下的城市功能区与新城分布情况。由图2 和表2 可知，东京都市圈和北京市的城市圈层划分大体一致，具体如下。

表2 东京都市圈与北京市不同圈层的城市功能区与新城分布表

图2 东京都市圈与北京市城市圈层划分图

（1）8 km 以内为首都功能核心区。

（2）8～15 km 为中心城区，是城市日间人口的聚集区域。

（3）15～30 km 为近郊新城，布局城市副中心及大型居住组团，以承接中心城区外溢的商业和人口。

（4）30～50 km 为远郊新城，多布局产业新城及居住组团，以疏散人口、承接产业转移为主。

（5）50 km 以外为外围新城，以居住组团为主，少量承担单一产业。

由于轨道交通与城市是耦合发展的，故本研究对东京都市圈和北京市轨道交通进行的对比分析也以上述5个圈层划分为基础。

2 基于线网规模的轨道交通对比分析

线网规模是衡量一个城市的轨道交通发达程度的最基本指标。梳理东京都市圈与北京市的轨道交通线网规模，对比分析两个城市在8 km 以内、8～15 km、15～30 km、30～50 km、50 km以外5 个圈层中的轨道交通线路里程，对北京市轨道交通发展具有一定的借鉴意义。

2.1 东京都市圈

东京都市圈轨道交通主要包括地铁、JR 线、私铁（包括大手和中小私铁）三大类，其中JR 线、私铁为市郊铁路。轨道交通系统由中心城区向外呈现明显的圈层结构。本研究以13 条东京地铁线路、2 条横滨地铁线路、40 条JR 线路、53 条大手私铁线路、21 条中小私铁线路为数据基础，整理与测量以东京站为中心5 个圈层的轨道交通线路里程（表3）。

表3 东京都市圈分圈层轨道交通线路里程表

由表3 可知，东京都市圈范围内轨道交通线路总里程为3 073.9 km，其中地铁为357.5 km，占比11.63%；JR 线为1 386.6 km，占比45.11%；私铁1 329.8 km，占比43.26%。图3 展示了东京都市圈不同圈层的轨道交通线路里程数据可视化结果。

由图3 可知，在以东京站为中心的8 km 圈层内，轨道交通以地铁为主，地铁线路里程占轨道交通线路总里程的60.84%；在8～15 km圈层内，地铁线路里程大幅度降低，仅占比17.81%，而JR 线和私铁线路里程占比逐渐增加；随着圈层半径的继续增大，地铁线路里程占比几乎降为0。东京都市圈15 km 以外的轨道交通主要为JR 线和私铁。

从线网密度看，在以东京站为中心的8 km 圈层内，线网密度高达2 km/ km2，但在8～15 km圈层内，线网密度迅速下降到1 km/ km2以下；随着圈层半径的增大，东京都市圈轨道交通线网密度不断降低（图4）。

2.2 北京市

北京市轨道交通主要由地铁和市域（郊）铁路组成。本研究以35 条北京地铁（包括已运营、在建、部分规划线路）线路、11 条市域（郊）铁路（包括已运营、在建、部分规划线路）线路为数据基础，整理与测量以天安门为中心5 个圈层的轨道交通线路里程（表4）。

由表4 可知，北京市轨道交通纳入上述统计的运营、在建及规划线路总里程为1 875 km，其中地铁1 184.3 km，占比63.16%，市域（郊）铁路690.7 km，占比36.84%。图5 展示了北京市不同圈层的轨道交通线路里程数据可视化结果。

图5 北京都市圈不同圈层轨道交通线路里程分布图

由图5 可知，在以天安门为中心的30 km 圈层内，北京市轨道交通制式以地铁为主，在8 km 以内、8～15 km、15～30 km 3 个圈层中，地铁线路里程占比分别为91.61%、84.88%、65.26%。随着圈层半径的增大，50 km 圈层外基本无地铁覆盖，以市域（郊）铁路为主。

从线网密度看，在以天安门为中心的8 km 圈层内，线网密度高达1.78 km/ km2，但在8～15 km 圈层内，线网密度迅速下降到1 km/ km2以下；随着圈层半径的增大，北京市轨道交通线网密度不断降低（图6）。

图6 北京市分圈层轨道交通线网分布图

2.3 对比分析

图7 展示了东京都市圈与北京市不同圈层轨道交通线网规模的对比情况。

图7 东京都市圈与北京市不同圈层轨道交通线路里程对比图

由图7可知，30 km圈层以内，北京市轨道交通线路总里程与东京都市圈差别不大，在8～30 km 圈层中，北京市地铁制式部分代替了东京都市圈市郊铁路的功能；30～50 km 圈层是现阶段北京市轨道交通线路里程与东京都市圈差距最大的一个圈层，在此圈层中，北京市轨道交通线路总里程比东京都市圈少676.7 km，东京都市圈以市郊铁路（JR线、私铁）为主；在50 km 以外圈层中，北京市轨道交通线路总里程比东京都市圈少455.2 km，虽然东京都市圈轨道交通存在JR 线、私铁线为单线铁路，客流强度偏低的情况[4]，但总体而言，北京市轨道交通与之仍有较大差距。

3 基于服务水平的轨道交通对比分析

轨道交通的宗旨是为乘客服务，根据相关学者研究，从线网角度来说，影响轨道交通服务水平的主要因素包括旅行时间、乘坐便捷性等[6]。为便于分析，本研究选取轨道交通高峰发车间隔、最短旅行时间、旅行速度、最少换乘次数等可量化指标，利用枚举法列举出不同圈层到核心区以及圈层之间的轨道交通服务方式，对东京都市圈与北京市轨道交通的服务水平进行对比分析。

3.1 东京都市圈

本节列举东京都市圈15 km 以外圈层至东京站、外围新城至埼玉副都心以及外围对角新城之间的轨道交通服务方式进行分析（表5）。

表5 东京都市圈各圈层间轨道交通服务水平分析表

由表5 可知，不同圈层到东京站的轨道交通方式大多为JR 线，少数在进入内部圈层后换乘地铁。总体而言，东京都市圈轨道交通的高峰发车间隔均在5 min 以内，旅行速度为40～50 km/h，且换乘次数较少，最多为2 次，这得益于东京都市圈轨道交通实现了不同轨道交通线路间的直通运行及灵活多样的运营组织[7]。

根据相关文献，东京地铁的平均站间距为1.23 km，而JR 线的平均站间距为3.18 km[8]。长距离的交通出行主要由站间距大的JR 线承担，且换乘次数少，是保证东京都市圈轨道交通具有较高旅行速度的关键。

3.2 北京市

为与东京都市圈进行类比，本节选取同样在城市轨道交通内环线上，且既是地铁站、又是铁路枢纽的北京站为起讫点，列举北京市15 km 以外圈层至北京站、外围新城至北京城市副中心以及外围对角新城之间的轨道交通服务方式进行分析（表6）。

表6 北京市各圈层间轨道交通服务水平分析表

由表6 可知，50 km 以内圈层至北京站及50 km 圈层之间的轨道交通方式大多为地铁，高峰发车间隔基本在10 min 以内。北京地铁线路的平均站间距为1.73 km，站间距最长的线路为昌平线（2.77 km），旅行速度普遍较低（20～35 km/h），且较长距离的轨道交通出行换乘次数多（2～3 次）。50 km 以外圈层的新城至北京站的出行方式多为市域（郊）铁路+地铁，市域（郊）铁路站间距较大，故旅行速度较快，能达到40～50 km/h。但由于北京市域（郊）铁路为利用既有线形式，开行能力不足，服务频次较低，每天开行对数仅有2～6 对，现状日平均客流不足1 000 人次，服务水平较差[9]。

3.3 对比分析

图8 展示了东京都市圈与北京市不同圈层轨道交通出行距离与最短旅行时间的对比情况。由图可知，在出行距离相同的情况下，东京都市圈的旅行时间要短于北京市，且随着出行距离的增加，差距有增大的趋势。

图8 轨道交通出行距离与最短旅行时间对比图

图9 展示了东京都市圈与北京市不同圈层轨道交通高峰发车间隔和换乘次数对比情况，图中数据分别为二者的平均值。由图可知，50 km 圈层以内，东京都市圈与北京市轨道交通高峰平均发车间隔差别不大，而在50 km 以外圈层，北京市轨道交通的高峰平均发车间隔高达41.67 min，在此圈层中，北京市的轨道交通出行主要由市域（郊）铁路承担，发车间隔与东京都市圈轨道交通相比有较大差距。

图9 轨道交通高峰平均发车间隔与平均换乘次数对比图

平均换乘次数方面，东京都市圈轨道交通平均换乘次数要略低于北京市，特别是在15～30 km 核心区圈层中，平均换乘次数为0，而北京市在此圈层中的平均换乘次数为1.8 次。东京都市圈轨道交通通过其灵活多样的运营组织，为乘客提供了更好的直达服务。

4 北京市轨道交通发展建议

根据前文对东京都市圈与北京市轨道交通在线网规模和服务水平2 方面的对比分析，本章对北京轨道交通发展提出以下建议。

4.1 加强 30～50 km 圈层轨道交通建设

由前文对比分析可知，30～50 km 圈层是北京市轨道交通线路里程与东京都市圈差距最大的圈层，差值为676.7 km。观察北京市的组团分布，这一圈层中，仅有昌平组团及部分房山组团，组团分布较少，而东京都市圈30～50 km 圈层分布有八王子、横须贺、相模原等7个综合产业新城，以疏散首都人口，承接科教、工业转移以及发展功能为主[10]。

北京市不应盲目追求轨道交通建设里程，在此圈层内，应利用轨道交通引导组团及新城建设，如未来科学城、大兴机场新城等（图10），引导完成中心城区人口的疏解。

图10 北京市30～50 km 圈层功能组团分布图

4.2 打造 15～30 km 圈层多层次轨道交通线网

北京市的15～30 km 圈层为近郊新城分布范围，如北京城市副中心、亦庄、大兴、房山、顺义。目前，这些新城与北京中心城区之间的轨道交通方式多为地铁，站间距较短，采用站站停的停站方式，导致其旅行速度较低，服务水平与东京都市圈同圈层轨道交通相比有较大差距。

目前，北京市已规划建设轨道交通快线，以大站快车的模式实现近郊新城与中心城区的快速连接（图11）。在未来，北京市应进一步加强快线廊道建设，并针对既有地铁线路开展灵活多样的运营组织（如采用多交路多停站方式行车、在地铁线路间修建联络线实现直通运营等），以提高旅行速度，减少换乘次数，打造15～30 km 圈层的多层次轨道交通线网。

图11 北京市轨道交通快线规划图

4.3 提高 50 km 以外圈层轨道交通服务水平

北京市50 km 以外的远郊新城，如怀柔、延庆、密云等，现状通常利用既有铁路线路开行市域（郊）列车，以提供轨道交通服务，而既有铁路线路剩余能力不足，导致市域（郊）铁路发车对数较少，不能很好地服务远郊组团。

北京市现状已对部分市域（郊）铁路进行增建复线改造。例如，北京市郊铁路城市副中心线现状每天仅开行2 对列车，目前已开展整体提升工程研究，确定在西段通过增建复线的方式解决区段能力瓶颈问题，以进一步增加列车开行频次[11]。未来，应结合客流需求，加强客流引导，通过增建复线、货运外移等手段，提升线路运输能力，增加市郊铁路S2 线、怀密线、通密线的列车开行频次，以提高远郊新城的轨道交通服务水平。

5 结语

本文以东京都市圈与北京市的轨道交通线网为研究对象，梳理东京都市圈和北京市在8 km 以内、8～15 km、15～30 km、30～50 km 和50 km 以外5 个圈层的轨道交通线网规模和不同圈层间的轨道交通服务水平，并将相关数据进行对比分析。通过分圈层地细化分析东京都市圈和北京市轨道交通发展特征，为北京市轨道交通发展提出建议。但由于北京市与东京都市圈所在国的国情不同，轨道交通与城市发展时序也不同，因此未来需结合北京城市发展的实际情况进一步研究与探索北京市轨道交通发展的道路和方式。