交通部署案例集/上海地铁

上海地铁介绍

上海地铁指的是上海的城市轨道交通系统。上海是中国大陆第三个拥有载客地铁线路的城市，仅次于北京和天津。 上海地铁系统开始运营的时间并不长，但它已成为全球发展最快的系统之一。截至 2012 年，共有 11 条地铁线路运营。截至 2011 年底，总里程达到 454.1 公里（282.2 英里），使其成为世界上最长的系统。日均客流量也迅速增长，从 1995 年的约 240,000 人次增长到 2007 年的 223 万人次，以及 2011 年的 576 万人次。2010 年上海世博会期间，2010 年 10 月 22 日的日均客流量创下了 755 万人次的最高纪录。2011 年的年客流量超过 21 亿人次。

上海地铁的诞生

在上海地铁系统出现之前，城市公共交通方式包括公共汽车、机场班车、渡轮和出租车。随着城市快速发展、人口增长和城市内交通需求的增加，它们的局限性开始显现。上海市占地面积 6,340.5 平方公里（2448.1 平方英里）。总人口超过 2300 万，全市平均每平方公里人口密度为 9,589 人。一半的人口居住在中心区，而中心区仅占总土地面积的 10%，这使得市中心人口高度集中，人口密度为每平方公里 16,828 人，是东京的 2.4 倍，伦敦的 3.5 倍，巴黎的 4.8 倍。

这座城市面积庞大，即使没有交通拥堵，城市内部出行也很困难。例如，从一个区到另一个区旅行，即使没有交通拥堵，也可能需要一两个小时。相比之下，乘坐火车前往上海最近的另一个城市可能只需要 30-40 分钟。人口增长、汽车保有量以及市中心的高密度发展给城市交通带来了巨大挑战。交通拥堵十分严重，从市中心乘坐公共汽车前往该市最近的机场（距离市中心仅 10 公里），可能需要 2-3 个小时。拥挤的公共汽车和公共交通方式可靠性低的问题需要解决。除了限制汽车购买的规定外，地下公共交通系统也被提出来作为潜在的解决方案。

地铁建设的准备工作早在 1958 年就开始了。上海位于饱和的软土地基上，这使得隧道建设非常困难。进行了一些试验来测试隧道建设的可行性。例如，1963 年的试验尝试了使用钢筋混凝土内衬的结构方法。在 20 世纪 70 年代后期，使用地下隔板墙和混凝土结构（后来用于地铁 1 号线）建造了一条试验隧道。之后，盾构法被用于后续线路。1989 年 5 月，中国和德国正式签署了 4.6 亿马克地铁专项资金贷款协议。1990 年 3 月，中国国家部门正式批准了该项目。第一条线路（地铁 1 号线）于 1995 年开通。

上海地铁的影响

关于地铁建设，曾有过支持和反对的讨论和争论。然而，由于该系统已经建成并且还在不断扩展，现在我们回顾一下，确实看到了它带来的巨大变化，这些变化极大地塑造了城市发展和人们的出行行为。

上海地铁线路促进了发展。规划和开发过程借鉴了东京等其他地方的经验，最大限度地发挥了发展潜力。车站的规划旨在与现有建筑或未来建筑计划相结合。换乘枢纽和许多地铁站吸引了大量的乘客，并显示出巨大的商业活动潜力。房地产公司在沿线投资项目，并使用“紧邻 10 号线车站”等语言向公众推广其住房。许多居民也根据上海地铁规划做出住房决策。

上海地铁显著改善了该市的公共交通状况。对于拥挤的市中心，现有的地铁系统提供了高水平的服务。最多 700 米范围内就会有一个地铁站。乘客一旦进入车站，就可以轻松到达任何地方，并确信行程所需时间。除了高度可靠性外，地铁线路通常比地面交通更快。例如，从市中心乘坐公共汽车到火车站通常需要 40-60 分钟。使用地铁将时间缩短至 20 分钟。

地铁不仅使出行更快，而且更便捷。当您迷路时，地铁站是最佳去处。找到地铁站后，您可以轻松找到回家的路。许多上海旅游指南都以地铁线路为中心。

地铁系统也方便与其他交通方式相连接。每个车站通常都连接着几条或数十条公交线路。由于交通卡的应用，换乘十分方便，交通卡可用于出租车、磁悬浮列车、渡轮、轻轨、地铁和公交车。

在所有公共交通方式中，上海地铁的客流量份额不断增加。2006 年，上海地铁里程为 140.2 公里（87.1 英里）。共有 944 条公交线路、17,000 辆公交车和 48,000 辆出租车运营。所有公共交通的年客流量为 44.71 亿人次。上海地铁占 14.6%（6.56 亿人次）。

上海地铁的出行份额

在所有公共交通方式中，上海地铁的客流量份额不断增加。2006 年，上海地铁里程为 140.2 公里（87.1 英里）。共有 944 条公交线路、17,000 辆公交车和 48,000 辆出租车运营。所有公共交通的年客流量为 44.71 亿人次。上海地铁占 14.6%（6.56 亿人次）。2011 年，地铁里程增加至 454.1 公里（282.2 英里）。所有公共交通的年客流量为 60.9 亿人次，上海地铁占 34.5%（21.01 亿人次）。相比之下，公交车数量从 2006 年到 2011 年有所下降，公交车客流量绝对值略有增加，公交车出行份额从 61.3% 下降至 46.2%。

资金和政策

整个系统的建设成本为 300-500 亿元/公里。截至 2010 年，总建设成本为 2380 亿元（约合 380 亿美元）。到 2020 年，要实现 880 公里的计划里程，还需要 2100 亿元。

资金来源有两个。40% 的资金由政府提供，其余 60% 来自银行贷款、发行债券、变现剩余资产等。政府在这一过程中的作用正在发生变化，从主要投资者（分别投资 1 号线和 2 号线的 95% 和 96%）转变为在组建项目公司和促进商业融资方面发挥主导作用。上海申通地铁集团有限公司成立。

作为城市中相对较新的交通方式，地铁的建设和运营借鉴了现有交通模式。建设和管理方面借鉴了铁路的经验，例如列车、轨道和资本投资。更重要的是，它借鉴了公交运营的经验，公交是另一种城市内部的交通方式。上海轨道交通运营管理中心负责整个网络运营，而11条线路则由4家运营公司运营，每家公司负责各自的线路和设施。 管理模式与公交运营类似。地铁票价也根据乘坐的站点数量计算，这与过去公交票价类似（现在大多数公交线路收取单程固定票价）。

上海地铁生命周期

上海地铁的每日客运量数据从1995年到2011年的上海国民经济和社会发展统计公报中获取。利用现有数据开发S型曲线模型，以检验系统的诞生、增长并估计其成熟度。数据如以下表格所示

表1：上海地铁里程 1995-2011

利用该数据估计一个三参数逻辑函数

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中：S(t) 是估计的里程，t 是时间（年），t0 是拐点时间（达到 1/2 K 的年份），K 是饱和状态水平，b 是系数（回归的斜率）

为此，需要估计 K 和 b。K 设置为 500、600、700 等。对于每个 K 值，利用以下公式对每一年进行计算：Y=LN(Length/(K-length))

表2：估计 K 值

然后，执行 Y 和年份之间的回归，以确定哪个 K 值最适合真实数据。最大的 R 平方值意味着该模型最能解释真实数据。从下表可以看出，当 K=1200 公里时，R 平方值最大。因此，估计 K 值为 1200。

表3：确定 K 值

下表显示了 K=1200 的回归结果。结果表明，b=0.2537，截距为 -510.57。因此，t0（达到 1/2 K 的年份）为 2012.49507，这意味着饱和状态下年客运量的半数是在几个月前达成的。

表4：回归结果

由于现在已经知道 K 和 b 值，可以使用该模型估计每年的日客运量。下图显示了估计数据和真实数据之间的关系。

表5：S 型曲线

S 型曲线与真实数据吻合得很好。1995 年之前，没有地铁线路运营。在 1995 年到 2011 年期间，网络里程以不断增加的速度增长。根据 S 型曲线模型，2012 年是达到 1/2 K 的年份，这意味着系统将继续增长，但增长速度可能会放缓。到 2030 年左右，里程将开始稳定在 1200 公里左右。然而，我们也需要注意这条 S 型曲线。到目前为止，上海地铁网络的增长与地铁规划相当一致。根据下一阶段的规划，到 2020 年里程将增加到 880 公里。但在 S 型曲线上，2020 年的估计里程已经超过 1000 公里。