运输部署案例集/2018/台北捷运 (1996-2018)

概要

台北捷运 (MRT) 是服务台湾首都台北市的快速运输系统。被称为台北捷运，捷运系统由4条主线和2条支线组成，整个捷运网络共有108个车站，包括9个换乘站。台北捷运于1996年开始运营，成为台湾首个地铁系统，由台北捷运公司 (TRTC) 运营。

简介

台北市政府和新北市政府的捷运系统处 (台北捷运处和新北捷运处) 负责捷运系统的建设。该系统为城市提供快速可靠的交通方式，也为上述政府部门带来收入。最新的统计数据 (2018) 显示，捷运系统的年收入为 1600 亿新台币，约合 70 亿澳元。

捷运是高容量电力铁路，通常用作城市地区的公共交通系统。与公共汽车和电车等其他公共交通工具不同，捷运在专用轨道上运行。这意味着运行区域（轨道和车站）无法被行人和车辆进入；这通常通过使用隧道和/或高架铁路来实现。这使得铁路能够以更高的速度运行。台北捷运在其网络中利用了辐条-枢纽式分布模式。系统从早上 6 点运营到晚上 12 点，每个车站的服务间隔根据一天中的时间从 1.5 分钟到 15 分钟不等。尽管由同一个组织运营和建设，但 5 条线路所使用的技术略有不同。目前 5 条线路可以分为高容量线路和中容量线路。以下部分将从车辆类型、控制模式、站台和轨道等方面描述这两种系统。

技术

台北捷运在其网络中利用了辐条-枢纽式分布模式。系统从早上 6 点运营到晚上 12 点，每个车站的服务间隔根据一天中的时间从 1.5 分钟到 15 分钟不等。尽管由同一个组织运营和建设，但 5 条线路所使用的技术略有不同。目前 5 条线路可以分为高容量线路和中容量线路。以下部分将从车辆类型、控制模式、站台和轨道等方面描述这两种系统。

类型 1：高容量线路 (淡水-信义线、松山-新店线、中和-新芦线和板南线)

类型 1 系统中的每列列车载客量为 1936 人，由 2 列 3 节车厢的电动列车 (3 节车厢的 EMUs) 组成，总共 6 节车厢。列车最高时速为 80 公里/小时。车厢地板和站台处于同一高度，这为乘客，特别是残疾乘客提供更安全便捷的上下车体验。列车系统由司机操控，在信号系统的引导下运行。运营由运营控制中心监管。列车中配备内置的安全导向机制，以确保乘客安全。

由于每个位置的限制不同，站台类型在各个车站之间有所不同。单侧站台、岛式站台、双层单侧站台、双层岛式站台和组合式站台是 4 条线路中可以见到的站台类型。在部分车站可以看见站台屏蔽门，预计到 2018 年底，所有车站都将安装屏蔽门。站台边缘和列车之间的间隙为 10 厘米，列车在站停驻时间从 20 秒到 50 秒不等。

类型 2：中容量线路 (文湖线)

类型 2 系统中的每列列车载客量为 424 人，由 4 节车厢组成；车厢成对 (联挂)。铁路的最高时速也是 80 公里/小时，车厢地板和站台也处于同一高度。

线路的整个运营过程完全自动化，电脑控制，无司机驾驶，由运营控制中心控制。安全功能包括内置的安全导向机制和在必要时切换到手动模式的选项。

这些线路中使用的站台类型为侧式站台和岛式站台。站台边缘和列车之间的间隙为 3 厘米，站台上设有屏蔽门，以确保乘客安全。列车在车站停驻时间从最短的 20 秒到最长的 50 秒不等。

台北捷运前的公共交通

台北捷运之前的公共交通系统由 2 个主要系统组成：台湾铁路管理局 (TRA) 运营的铁路和台北联合公交系统。这两个系统仍在运行，与每个城市的捷运系统和台湾高铁 (THSR) 一起，构成了如今台湾的公共交通网络。

台北捷运项目最早在 1968 年提出，当时的交通部长将台北捷运的建设纳入其改善首都交通网络的计划中。然而，由于其高昂的成本和人们认为没有迫切需要建设该系统，该计划被搁置。然而，台湾经济在 1970 年代快速增长，伴随着的是交通拥堵的加剧，尤其是在台北都会区。该计划重新浮出水面，成为解决拥堵问题的潜在方案。

该计划最终在 1986 年获得批准。在此之前，已经完成了复杂的准备工作。这些工作包括初步的快速交通报告、聘请来自其他国家的顾问、可行性研究以及设立官方机构来处理重要任务。

优点

台北捷运为台北市和新北市的居民和游客提供了在台北市和新北市周围快速移动的交通方式。网络设计特点是大多数换乘站位于台北市中心，线路从中心向外辐射至城市的各个区域。截至 2017 年 2 月，服务范围也扩展到了台湾主要机场桃园国际机场。与公共汽车相比，捷运系统提供更可靠的交通方式，不受交通拥堵影响，速度快，不受天气等环境因素影响。与 TRA 相比，捷运提供更多车站，并且距离学校、中央商务区和旅游景点等重要目的地更近。捷运系统还使用智能卡系统 (悠游卡) 作为支付方式，该系统也可以用于乘坐公共汽车和共享单车系统。

缺点

地铁系统仅在市区内运营。希望搭乘公共交通前往其他城市的乘客必须搭乘台铁 (当时) 或速度更快但价格更高的高铁 (从 2007 年开始)。与在普通道路上行驶的公共汽车相比，地铁系统的建设过程要复杂得多。以台北地铁为例，计划于 1988 年开始所有线路的建设。虽然第一条线路在 8 年内建成，但其他线路由于资金问题和设计争议而出现延误。这导致城市道路和区域长期封闭，加剧了当时的交通状况。交通状况非常糟糕，人们称这段时期为“台北交通黑暗时代”。

生命周期分析 - 定性

诞生阶段 (1975 - 1998)

台北地铁的最初设计阶段耗时 11 年。台湾行政法院于 1975 年意识到对该系统的需求，并向交通部要求进行初步设计。设计于 1986 年获得批准。

虽然初步设计的责任交给了交通部，但该计划被分解为两个部分，并由两个其他部门负责。高运量线路初步设计的任务交给了交通研究院 (IOT)，而中运量线路则由台北市政府负责。IOT 外包组建了一个由英国大众交通顾问公司 (BMTC) 和中国工程顾问公司 (CECI) 组成的小组来进行初步报告。台北市政府在国立交通大学的帮助下完成了可行性研究和研究。

设计方案在 1983 年底和 1984 年初提交给了行政法院。行政法院对方案提出了初步反馈，主要涉及高运量线路的网络设计以及设计与中运量线路的整合不足。在行政法院与三家来自美国的咨询公司组成的咨询机构 (TTC) 协商后，最终设计方案于 1986 年获得批准，该机构对网络设计进行了改进。

1984 年，行政法院将台北地铁列为台湾 14 个主要基础设施之一。随着设计方案在 TTC 的评估/修改过程中，该重大项目中唯一缺失的部分是一个负责运营和建设的官方机构。争论的焦点是城市还是联邦政府应该负责。该项目涉及各种参与者和巨额资金投入，使其成为一个艰难的决定。1986 年 1 月，最终决定将台北地铁交给台北市政府，该政府成立了快速运输系统局，负责处理所有与台北地铁相关的业务。

台北地铁是世界上第 103 个地铁系统。在台北地铁的诞生阶段，来自其他国家过去项目的建筑模块已经可以使用了。作为主要基础设施之一，该交通系统对首都的经济至关重要。

台北地铁系统的诞生阶段也遇到了一些挫折。除了之前提到的“台北交通黑暗时代”由于线路建设开始陆续进行，在开通前的测试阶段还发生了两次火灾事故，以及法院诉讼、资金问题和安全问题。虽然对建设导致的交通状况恶化没有解决方案，但其他事故帮助台北地铁发现了最初的问题，并找到了技术解决方案来缓解问题。

1996 年和 1997 年，台北地铁的前两段开始运营，这是测试该系统未来成功的关键阶段。幸运的是，它取得了成功，性能和乘客满意度都很高。地铁提供了一种符合当时市场价值的交通解决方案。随着两条新线路的运营，商业和开发活动被带入了台北的南部和东部。一项重大事件是台北动物园的开发，它是台湾的主要旅游景点之一。总的来说，台北地铁的诞生阶段包括从过去的项目中吸取教训，并从参与过去项目的专家那里获得知识和技能。它涉及聘请各种咨询公司。诞生阶段不仅有助于提高地方在建设和运营地铁系统方面的知识和技能，而且也为台北地铁的未来扩展以及台湾其他城市未来地铁系统的建设奠定了基础。

增长阶段: (1999 - 2015)

台北地铁的增长阶段始于 1999 年到 2000 年。在这段时间内，乘客数量是前几年的两倍。乘客数量的快速增长可以用 1998 年到 1999 年期间新线路的开通来解释。在这段时间内，开通了 3 条主要线路 (高运量)。这些线路共有 70 个车站，近 80 公里的轨道。这些线路连同 1998 年之前开通的两条线路，共同构成了台北通勤者必不可少的核心地铁网络，直到今天。

在整个时期 (1999 - 2015)，乘客数量每年都在增加，但 2003 年除外，与 2002 年相比，乘客数量有所下降。就在那时，台北地铁决定实施使用悠游卡 (EasyCard)，这是一种非接触式智能卡系统，作为地铁系统的首选支付方式。2002 年到 2003 年期间，悠游卡系统仍处于测试阶段。

悠游卡旨在改善台北地铁的支付系统，以期促进该系统的使用。从功能角度来看，悠游卡确实提高了台北地铁的性能。然而，当时的乘客数量 (2003 年) 与此并不一致。这可能是因为悠游卡也处于其诞生阶段。2004 年，发行的悠游卡总数达到了 400 万张 (是其推出以来数量的 4 倍)，并通过提供优惠卡、与学生证和福利卡结合而再次获得了普及。悠游卡的测试阶段结束，因为它正式在台北地铁和台北联合公车系统中推出。2004 年悠游卡的成功体现在台北地铁的乘客数量上，该数量在 2003 年下降一年后再次出现增长。

除了支付方式的改进，总体服务质量在增长阶段也得到了改进： - 为了适应进出车站的乘客数量的快速增长，使用了速度门取代了旋转门 - 为了改善对外国工人和游客的服务，地图和标志上显示了车站的英文名称。 - 为了提高乘客安全，大多数车站都安装了屏蔽门。 - 在没有屏蔽门的车站安装了轨道侵入检测系统。 - 为了提高整体服务质量，在车站提供免费手机连接和 Wi-Fi 连接。 - 一些列车安装了 WiMAX 服务，允许乘客在乘车期间访问互联网。 - 一些车站配备了手机充电站。 - 在列车和车站安装了 LED 显示屏和 LCD 电视，以显示列车的当前位置和后续列车的到达时间。

台北地铁的增长阶段可以用“神奇子弹”的概念来解释。该概念描述了需求、规模经济、质量和成本之间的关系。地铁需求的增加产生规模经济。规模经济促进了质量改进技术的应用，并降低了每位乘客的成本。成本降低和服务质量提高导致需求增加。

成熟阶段: (2016 - )

从总乘客统计数据来看，台北地铁已经进入成熟阶段。然而，没有足够年份的数据来支持这一说法，因为只有 2016 年和 2017 年的数据可用。请参阅下一节 (定量分析)，以了解使用乘客数量统计的台北地铁生命周期 (S 曲线)。

2016 年到 2017 年期间，乘客数量增长放缓，类似于 2002 年到 2003 年。然而，台北地铁一直在扩展其在台北市的网络，最新线路于 2017 年开通，连接到机场。此外，现在有两条主要线路正在建设中，并且已经提交了四条支线的建议。这两条主要线路包括环状线，这将极大地改善当前线路之间的连接。

生命周期分析 - 定性

本分析中使用的数据是台北地铁的年度乘客数量。数据从 1996 年开始，到 2018 年结束。数据显示在下表中：(Stat.motc.gov.tw, 2018)

年份	年度乘客数量
1996	11204000
1997	31080000
1998	60781000
1999	126952000
2000	268588000
2001	289643000
2002	324434000
2003	316189000
2004	350142000
2005	360730000
2006	383948000
2007	416230000
2008	450024000
2009	462472000
2010	505466000
2011	566404000
2012	602199000
2013	634961000
2014	679506000
2015	717512000
2016	739990000
2017	746067000

数据用于估计三参数逻辑函数，该函数表示为

S(t)= [K/1+e^(-b(t-t0))]

其中

S(t) = 乘客数量相对于年份的函数

K = 饱和状态水平

b = 线性回归模型中自变量 X 的系数

t = 时间

t0 = 拐点时间（达到 1/2 K 的年份）

可以使用 Microsoft Excel 的求解器来估计函数的参数。最终的函数可以用来描述台北捷运（任何交通运输技术）的生命周期。

K 的估计使用最小二乘法进行。使用 Excel 的求解器，目标设置为通过改变 K 的值来获得最大的 RSQ。b 和 t0 的值也取决于 K。

为了使求解器正常工作，需要设置约束条件：（1）K 值不能低于当前数据中的最大客运量，因为饱和状态应该是最终的最大值；（2）RSQ 值作为最大值为 1，因为它是一个相关系数。

下表显示了求解器得到的解

参数	值
K	766539075.1
b	0.283291646
t0	2005.911348
RSQ	0.91003417

S 曲线（和实际数据）的绘制如下

分析

饱和值估计仅略高于当前的年度客运量（2017 年）。由于 RSQ 数值很高（接近 1），因此该估计可以被认为是准确的。从观察结果来看，预测的图形与实际数据非常接近，除了 1999 年至 2000 年的突然增长之外。估计的函数表明，台北捷运正在接近饱和值，因此正在进入成熟阶段。截至 2017 年，客流量没有下降，因此该图形也没有显示出任何增长的再生迹象。