交通部署案例集/2024/哥本哈根地铁
在日益增长和全球化的世界中，像哥本哈根这样围绕世界各地的城市发展公共交通和基础设施变得更加重要，以便提高城市成功的效率，并提高其在全球范围内的吸引力。从 2002 年开始，哥本哈根城市结构中地铁系统的引入，极大地减少了城市中心使用汽车的现象，并促使大哥本哈根地区更多地使用公共交通，从而促进了更加可持续的城市交通方式转型。大哥本哈根地区约有 200 万居民，其中近 70 万人居住在哥本哈根市[1]，因此，地铁的引入对于城市及其周边地区的开发至关重要。
地铁是一种快速交通形式，最早于 1863 年在伦敦开发[2]。它们通常以高容量、速度和高安全水平为特征，专为中短距离设计，与传统火车不同，传统火车通常在区域范围内而不是大都市范围内行驶更长的距离。哥本哈根地铁网络于 2002 年首次开通，共有四条主线，见图 1，根据频率制定的时刻表运行，每天 24 小时[3]。它的开发是为了抵消私家车拥有量和使用量的增加，并进一步提高城市中心现有基础设施的效率，以促进更多人使用公共交通。地铁覆盖的区域促进了土地开发和再开发，包括对邻近土地城市用途的改变[2]。通常，地铁系统的实施会导致积极的商业增长，从而在沿地铁走廊创造就业机会。此外，在城市中心外，地铁通道沿线通常会出现住宅开发项目，从而形成新的中心。这两种类型的增长都体现在哥本哈根市南部的厄勒斯塔开发项目中，厄勒斯塔仍然是一个不断发展中的地区，由于它可以轻松地往返于城市，因此一直在稳步发展。
从 1980 年代后期到 1990 年代初期，哥本哈根及其周边地区经历了快速发展，此前经历了一段经济衰退期[4]。这导致第三产业增长、更多房屋建造以及制药和信息技术等多个行业发展[5]。因此，丹麦政府开始着手在未来几十年内实施一些大型项目，以进一步促进经济增长，更好地连接大哥本哈根与该国其他地区，该国分布在三个主要岛屿上：西兰岛、菲英岛和日德兰半岛，见图 2，并在城市范围内更好地连接哥本哈根。这样做是为了提升城市，从而提升国家的全球地位，使其与其他已经经历类似转变的主要欧洲城市相媲美。
1950 年代和 1960 年代，私家车的拥有量和使用量增加，同时丹麦政府也正在规划哥本哈根及其周边市镇的公共交通系统[6]。在此期间，私家车的可及性和使用导致一些传统公司和公共机构从不断发展的城市中心搬迁到郊区，时间从 1970 年代到 1990 年代[5]。开放的绿地空间、通过私家车的轻松可达性和更便宜的地点吸引着公司从主要城市搬迁，从而在这个时期进一步推动了私家车的议程。
为了抵消私家车日益普及的影响，道路管理局（现为丹麦道路交通管理局）成立，以进一步调查设计和建设更全面、更完善的国家高速公路系统[6]。这是必要的，因为首都哥本哈根位于最东端的西兰岛，通过大贝尔特连接到菲英岛和北日德兰岛的渡轮。1990 年代，大贝尔特连接线终于建成，该连接线是一座于 1998 年开通的桥梁，连接了主要岛屿[7]。这为首都提供了更好、更有效的连接，以进一步支持国家经济增长和发展。
五指计划最初于 1948 年制定，然后于 1974 年实施，是大哥本哈根实施的主要区域规划原则，在地铁开发之前推动了现有区域铁路网络（S-trains）的发展[5]。从城市中心向五个方向延伸的铁路线路，目的是控制城市蔓延，同时在五个“手指”之间留出空间用于休闲和绿地，见图 3。1989 年大哥本哈根区域规划进一步细化了最初的五指计划，在城市中心外规划的城市中心枢纽上进行开发。此外，还强调在火车站步行范围内开发新的办公室，这些火车站位于“手指”沿线。
哥本哈根市的地铁系统是在国家高速公路系统和五指计划实施后开发的，以进一步减少城市及其周边地区的私家车使用，从而促进使用快速、高效的公共交通。它进一步建立在现有的区域铁路和巴士网络之上，并与之连接。地铁一期工程于 1994 年开始建设，于 2002 年成功开通，二期、三期和四期工程随后几年相继开通[8]。地铁的成功建设并实现了其预期目的，即促进使用公共交通，从而减少城市中心尤其是私家车的使用。这是通过积极的经济复苏和积极的政府决策相结合来实现的，从启动到完成都得到了贯彻。
哥本哈根地铁是该市使用最广泛的公共交通工具，每周乘客量高达 200 万[9]，覆盖其无人驾驶地铁列车网络。目前正在使用四条线路，如图 3 所示，其中 M4 线的延伸段正在建设中。三条线路从一个终点站运行到另一个终点站，其中 M3 线构成了最近建成的城市环线。该网络拥有 43 公里的双隧道轨道长度，共有 40 多个车站，其中 8 个车站与 S-train 网络直接相连[10]。全天及晚上，服务以频率运行，而不是特定时间。在高峰时段，地铁列车间隔 2 到 4 分钟到达，频率根据一天中的时间而变化。每列火车由三节车厢组成，从一端到另一端完全可达，每列火车可容纳 300 人，其中 100 人可坐[11]。从私家车、公共汽车和火车转向地铁需要一段时间才能获得动力，因为地铁线路在十年的时间里逐步投入使用，第一阶段于 2002 年开通，第二阶段于 2004 年开通，第三阶段于 2007 年开通。
可以利用一个框架来研究一项新兴利基技术（地铁）在已建立的环境中的实施和成功生存，方法是剖析三个关键动态：屏蔽、培育和赋能。该框架由墨尔本莫纳什大学可持续性转型教授兼研究主任罗布·雷文和布莱顿萨塞克斯大学管理系教授艾德里安·史密斯共同提出。
屏蔽
[edit | edit source]屏蔽是对新举措的保护，使其免受不利市场和环境的影响[12]。实施限制性和昂贵的停车政策，以及对汽车所有权征收高达汽车成本 150% 的高额税收，有助于抵御不利市场结果[13]。地铁反对维持和潜在增加私家车的使用。对汽车征收的税收，最初是在 1910 年被列入“奢侈品”类别，此后一直在稳步增长。1934 年，丹麦每 1000 人大约有 34 辆汽车，与德国等邻近欧洲国家相当。2016 年，这个数字是每 1000 人 200 辆汽车，而美国每 1000 人 900 辆汽车[13]。高额税收使丹麦人放弃购买汽车，并鼓励他们与骑自行车相结合使用公共交通系统。值得注意的是，丹麦没有国家汽车工业，因此没有主要的行业抵制，这使得对汽车征收高额税收成为可能。相比之下，美国和中国等大多数其他国家，汽车税相对较低的主要原因之一[13]。因此，实施提高汽车税收以及限制性停车政策有助于保护地铁免受不利市场的侵害，并将汽车的所有权和使用量保持在最低限度，从而促进公共交通和自行车的使用。
培育
[edit | edit source]培育是指支持新举措的邻近活动，使其在最少支持的情况下实现未来的生存[12]。在地铁站周围开发城市广场是为了创造一个清晰、安全和易于进入地铁站的通道。车站入口周围的广场设有自行车架和清晰的路线指引，方便乘客到达车站。无数的自行车架的建造使乘客能够快速高效地骑自行车进入车站，在车站下车，或者通过电梯进入地铁。欧洲一半的汽车出行距离不超过 5 公里，30% 的出行距离不超过 3 公里[13]。这些行程骑自行车需要 15 到 30 分钟。随着基础设施支持通过自行车进出地铁，这些行程时间可以进一步缩短，并以更可持续的方式完成，而不是驾驶私家车短途出行。提供自行车停车场和快速高效的电梯从地面通往车站进一步培育了地铁的使用和生存。此外，S-train 和公交车队的舒适性和尺寸也得到了改善，以满足更多人乘坐火车进入城市，然后换乘地铁到达最终目的地的需求[8]。
赋能
[edit | edit source]赋能是指干预环境以帮助支持为新的利基技术创造有利条件[12]。赋能存在两种形式，第一种是使技术适合现有的市场和环境。地铁适应现有市场的一种方式是设计每节车厢内的四个“灵活区域”，座椅可以翻转，以提供更多空间[11]。这些区域不仅可以容纳婴儿车，还可以容纳自行车，如果需要将自行车从一个车站运送到另一个车站。这一点非常重要，因为自行车在哥本哈根及周边地区非常普及。
赋能也可以存在于通过支持新开发的技术并阻止现有技术形式来适应和改造现有环境。这是通过改变公交车的供应和时间表来减少与地铁的竞争，促进地铁系统的使用来实现的。哥本哈根主要公交运营商 Movia 预计，2019 年城市环线开通将使公交乘客从 47% 降至 34%[13]。此外，A 线公交网络的建立为乘客进出地铁站提供了一种进出方式，更有效地将乘客送达最终目的地。与地铁时间表一样，这些公交车也是按频率运行，而不是特定时间[8]。因此，对现有环境的一些干预措施的结合有助于为未来地铁创造有利条件。
数据和生命周期分析
[edit | edit source]年度乘客量的定量分析
[edit | edit source]为了对哥本哈根地铁的预测生命周期进行分析，使用来自丹麦统计局的年度乘客数量数据构建了 S 型曲线[14]。 尽管地铁从 2002 年开始运营，但丹麦统计局的公共数据仅从 2006 年开始提供。S 型曲线是通过以下公式找到的，其中 S(t) 是状态度量，S_Max 是饱和状态水平，t 是以年为单位的时间，t_0 是拐点时间（达到最大水平的一半时），b 是一个任意系数。
![{\displaystyle S(t)={\frac {S_{Max}}{[1+e^{-b(t-t_{i})}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6b1b6a0343acd00d3e57a72dd8a0a7638ef42923)
在 Excel 中运行了一个线性回归模型，得出了以下值的结果，如表 1 所示。
| 变量 | 值 |
|---|---|
| K | 10,50,00,000 |
| b | 0.068 |
| t_0 | 2039 |
| c | -139.409 |
| R^2 | 0.947 |
图 4 显示了 2006 年至 2023 年的年度乘客数量观察值，以及预测的未来几年（直到 2050 年）的年度乘客数量，预测系统的诞生、增长和成熟。表 2 详细说明了以千计的年度乘客数量观察值与预测的年度乘客数量。
| 年份 | 观察到的乘客 数量（千人） |
预测的乘客 数量（千人） |
|---|---|---|
| 2006 | 10100 | 10312 |
| 2007 | 11200 | 10951 |
| 2008 | 12900 | 11625 |
| 2009 | 13600 | 12332 |
| 2010 | 14600 | 13076 |
| 2011 | 14200 | 13855 |
| 2012 | 14700 | 14671 |
| 2013 | 14600 | 15525 |
| 2014 | 14609 | 16417 |
| 2015 | 15396 | 17348 |
| 2016 | 15939 | 18317 |
| 2017 | 16963 | 19325 |
| 2018 | 17154 | 20372 |
| 2019 | 30691 | 21456 |
| 2020 | 15237 | 22578 |
| 2021 | 25334 | 23737 |
| 2022 | 29663 | 24932 |
| 2023 | 29238 | 26161 |
从 2006 年到 2018 年，地铁乘客数量在实际值和预测值中都呈现稳定增长趋势。然而，由于 2019 年的 COVID-19 大流行，实际值在 2019 年大幅上升，并在 2020 年迅速下降，因为部分封锁以及其他抑制病毒传播的措施导致乘客数量减少，尽管城市环线刚刚在 2019 年开通。这些数字在随后的几年里迅速恢复，并一直在稳步增长，目前的值几乎与预测模型一致。
图 5 提供了一个截至 2081 年的估计模型，更清晰地描绘了诞生、增长和成熟阶段。与伦敦和巴黎等其他更成熟的地铁系统相比，哥本哈根地铁的诞生时间较短，因此生命周期预测仅基于 20 年的数据。这可能会导致分析数据受到限制，因为无法从现有数据中得出更准确的预测。尽管如此，仍然可以从提供的数据中推断出大致的生命周期。可以看出，从 2002 年到大约 2010 年，存在诞生期，当时乘客数量以更稳定的速度增长。从 2010 年到大约 2070 年，存在增长期，曲线开始放缓增长速度，从 2070 年开始进入成熟期。
图 6 说明了大哥本哈根地区地铁服务区域的就业增长情况，其中 M1 线从 Vanløse 到 Ørestad 的增长最为显著。Ørestad 区域是一个发展区，在 20 世纪 90 年代后期，政府计划将该地区发展成为另一个强大的中心，成为城市的一个地理重点。Ørestad 的第一座办公楼于 2001 年建成，到 2016 年，该地区的就业岗位达到 17,000 个[13]。这说明了 M2 线于 2002 年完工的方式，极大地促进了这个最初发展不足的外城地区的就业增长。M2 线穿过克里斯蒂安港的开通也显示出类似的积极趋势，即地铁线建成后就业增长持续增加。
公共部门（丹麦政府和地方政府）推动了地铁的增长，而不是私营部门。这从 1948 年哥本哈根市和哥本哈根大区在起草“手指计划”期间的最初战略规划中就可见一斑[8]。地铁的引入使更多人利用公共交通系统，该系统旨在与现有的 S-train 基础设施无缝衔接。丹麦交通研究所在 2002 年第一阶段开通后，对哥本哈根地铁对交通的影响进行了研究，戈兰·武克（Goran Vuk）得出了一些发现。他发现，从 2002 年到 2003 年，
- 每个人每天的平均旅行距离从 30.93 公里增加到 33.90 公里[8]。
- 汽车行程长度从 13 公里减少到 11 公里，可能是由于人们开始使用地铁[8]。
- 公共交通平均行程长度从 9.4 公里增加到 9.6 公里[8]。
- 火车行程平均距离增加，可能是由于从哥本哈根以外的 S-train 到市区地铁目的地的有效转换[8]。
从 1990 年到 2022 年，哥本哈根市的居民人数增加了 200,000 人，预计到 2035 年将再增加 100,000 人[9]。因此，地铁系统的进一步发展对于满足不断增长的需求至关重要。M4 线将进一步延伸 5 个站点到 Sydhavn，计划于 2024 年开通，这表明地铁系统正在持续发展[16]。地铁线的额外延伸以及政府的进一步政策制定将有助于在哥本哈根市和哥本哈根大区创造一个更加完善、连接更好的基础设施系统，从而实现未来积极、可持续的增长。
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