交通部署案例集/2014/天津地铁

定性分析

天津地铁简要介绍

天津地铁是中国天津市的城市轨道交通系统。它是继北京之后第二座拥有地铁系统的城市。天津地铁建设始于1970年4月7日，并于1976年1月10日开始运营。由于资金限制，这个地铁项目曾一度停止。建设于1981年重启，并于1984年12月28日开通。2001年10月9日，天津地铁停运，开始对现有线路进行改造。改造项目于2002年11月21日正式开始，并于2005年12月28日重新开通。截至2013年10月，已投入使用4条线路（1号线、2号线、3号线和9号线）和85个车站。1号线、2号线和3号线服务于天津市中心城区和4个环形区，9号线连接中心城区和滨海新区。目前，天津地铁总里程为135公里。根据近期规划，将达到240公里，长期规划将达到1380公里。2013年12月24日，日均客流量首次突破100万人次，达到102万人次，其中1号线、2号线和3号线客流量为88.5万人次，9号线客流量为13.5万人次。

图 1 天津地铁网络

天津地铁的诞生

天津地铁诞生阶段的发展

天津地铁的历史可以追溯到20世纪70年代。天津地铁紧随北京地铁的建设步伐。天津地铁诞生阶段发展主要节点的时间线如下。

• 1970年，天津地铁建设开始。
• 1976年2月，3.6公里线路建设完成，开通4个车站（新华路站、营口道站、电宝楼站和海光寺站）；首次试运营成功。
• 1976年，由于资金限制，天津地铁建设暂停。
• 1979年，天津地铁建设重启，不影响之前4个车站的运营。这次建设在原有3.6公里的基础上向北延伸1.6公里，开通了二纬路站和西南角站。
• 1980年，第二次试运营成功，年底建设再次暂停。
• 1984年，经过第三次延伸，开通了西贝角站和西站站，天津地铁总里程达到7.4公里。同年12月28日，所有现有网络的第一次试运营成功。
• 2001年10月9日，天津地铁所有现有线路停运，开始改造建设。
• 2002年11月25日，天津地铁现有线路改造项目，即天津地铁1号线项目，开始实施，并于2005年12月28日完成。2006年6月12日，该线路正式开通，并进行了试运营。

诞生阶段的政策和市场

天津地铁的雏形是天津市的民防工程。然而，在当时的20世纪70年代，中国实施了暂停或减缓大型建设项目的政策，因为建设设备和技术条件不先进，资金有限；再加上唐山地震对经济造成了沉重打击，天津地铁项目一度完全停滞。在此期间，虽然天津地铁票价从最初的0.05元涨到0.15元、0.25元、0.3元，最后涨到1元，但始终是中国最便宜的票价；政府为此提供了补贴。然而，由于天津地铁最初的重点是民防，因此在诞生阶段市场萧条。一个原因是其短途旅行距离，导致可达性差。另一个原因是车站地铁运营的空间和容量有限。

天津地铁的成长

进入21世纪后，中国更加发达的国力和促进经济发展的政策为天津地铁注入了新的活力。2001年10月9日，天津地铁所有现有线路停运，开始改造建设。2002年11月25日，天津地铁现有线路改造项目，即天津地铁1号线项目，开始实施，并于2005年12月28日完成。2006年6月12日，该线路正式开通，并进行了试运营。经过这次改造项目，1号线总行驶距离达到26.188公里，并建成了22个车站。原1号线上的一个车站新华路站已永久关闭。2号线建设始于2006年，3号线建设随后于2007年开始。2012年，2号线东西两段均实现试运营，同年3号线全线试运营。2013年8月28日，建国道站开通，标志着2号线全线建设完成。此外，5号线和6号线建设于2012年开始，预计这两条线路将于2016年开通。

成长阶段的政策支持和技术创新

经济刺激政策和建筑热潮

21世纪，中国步入了快速发展阶段。天津是中国四大直辖市之一，无疑是发展的关键城市。交通是基础设施的根本，始终是发展的首要方面。2005年至2010年，中国政府实施了“4万亿经济刺激计划”。为响应这一计划，天津市政府于2008年发布了交通和市政设施建设规划。在技术和资金的大力支持下，天津大幅增加了对铁路、公路、机场等重要交通基础设施的投入。2009年，现有2号线、3号线和9号线的建设加快，新线路（4号线、5号线和6号线）的建设也开始启动。天津地铁发展迅速，已初具“全球地铁城市”雏形。

技术创新和新型金融模式

除了政府的资金支持外，科技也是天津地铁快速发展的重要因素。天津地铁建设引进了许多国外先进技术和设备，例如深基坑开挖和盾构设计、节能设备以及投资控制措施等方面都有了很大改进。地铁建设成本高昂是城市轨道交通系统发展普遍面临的难题。天津借鉴了欧洲、日本和香港的地铁融资模式，并根据自身情况进行改进，目前已拥有多元化的融资模式、市场化建设以及规范的法律管理，这些都为天津地铁的发展提供了有效支持。

天津地铁的影响

缓解交通压力

城市化快速发展展现了社会活力，但城市交通系统也面临着越来越大的压力。为了提升市民出行质量，公共交通应该引领城市交通系统发展。在各种公共交通方式中，地铁以其速度快、运量大、可靠性高等优势而脱颖而出。中国许多城市都将地铁作为公共交通系统的基本骨架，天津也不例外。天津地铁有效缓解了城市中心区的交通压力，尤其是在建筑密度和人口密度都最高的区域。它有助于调整城市空间布局，促进边缘区域和中心区域的均衡发展。

加速经济发展

房地产行业可以从地铁建设中获益。交通状况的改善，例如地铁带来的出行便利，可以提升土地价格。由于天津地铁已延伸到中心城区周围的11个新区，为这些新区房地产行业创造了良好的发展机会。地铁是人流的汇聚器，而人流正是商业所需。地铁庞大的客流量、复杂的结构以及潜在的乘客服务需求，一直吸引着商家。此外，天津地铁促进了相关产业的发展。地铁建设不仅仅是土木工程，还需要机械、电子等行业的参与。地铁运营后，金融、传媒、商业等更多行业将加入整个体系。此外，天津地铁还为社会提供了更多就业机会。例如，1号线已创造了1000多个就业岗位。

天津地铁未来发展

根据相关规划文件，到2020年，天津地铁总里程将达到1036公里。目前已规划了4条轨道交通线路，覆盖了两个城区和11个新城，并连接了机场和火车站。未来还将规划17条线路，连接中心城区、滨海新区和海河中游，实现两个区之间“一小时交通圈”的目标。预计轨道交通将承担天津市60%以上的公共交通客运量。60%以上的市民住在中心城区和滨海新区之间的区域，步行10分钟内可到达地铁站。总而言之，天津地铁将覆盖天津主要的客流走廊，大幅改善市民出行条件，带动周边土地开发。

量化分析

天津地铁年度客运量数据来自EPS（经济预测系统）数据平台。从1976年至今，部分年份数据不完整，现有的可用数据如下：

表 1 天津地铁年度客运量

年份	年度客运量（百万）
1976	0.86
1984	3,00
1997	5.39
1998	4.98
1999	3.80
2000	3.35
2005	6.61
2006	13.90
2007	34.96
2008	48.72
2009	53.95
2010	65.67
2011	75.65
2012	112.30

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中

• S(t) 为状态指标（例如，客运量），
• t 为时间（通常以年为单位），
• t0 为拐点时间（实现 1/2 K 的年份），
• K 为饱和状态水平，
• b 为系数。

K 和 b 需要估计。为了便于计算，将上述公式转化为：Y = ln(Ridership/(K-Ridership)) =c+b×t，其中 c = -b×t0。转换后的计算结果如下：

表 2 计算结果

计算结果

分别选取 K=120、130、140、150、160、170、200、300 进行 Y 和年份的模型拟合，以下是拟合结果的优度分析：

表 3 拟合优度

拟合优度

根据以上拟合优度分析，当 K=140 时，R 平方值最大。因此，在模型拟合中设定 K=40。模型拟合结果如下：

表 4 回归分析结果

回归分析结果

结果表明，b=0.545，截距为 -1094.795。因此，t0 =-Intercept/b=2008，这意味着天津地铁生命周期的中点在 2009 年左右。以上模型的图形如下：

图 2 年度客运量 S 曲线

天津地铁 S 曲线

红色线代表预测客运量，蓝色线代表实际年度客运量。从图中可以看出，预测客运量与实际年度客运量基本一致。但预测客运量 S 曲线中的两个拐点显示出较陡的斜率，这在现实生活中并不常见。有两个原因可能解释这种现象。首先，天津地铁建设曾多次暂停，因此其市场在早期处于低迷状态。但在 2000 年以后，随着政策和资金支持的大力加强以及先进的建设和运营技术的应用，天津地铁进入了快速发展阶段，这与模型图形相一致。其次，天津地铁的发展经历了大约 40 年，并非短时间。历史数据的缺乏也可能导致这种“错误”。然而，从模型图形中可以看出，天津地铁已经走到了生命周期的 2/3 处。在北京地铁和上海地铁的生命周期研究中，这两个地铁系统的开发阶段在生命周期的 1/2 到 2/3 之间。天津是中国的四个直辖市之一，由于其特殊的地理位置，紧邻北京，其地铁系统发展很可能与北京成正比，因此模型拟合结果在一定程度上是令人信服的。总之，以上拟合曲线可以代表天津地铁的生命周期。