交通部署案例集/上海地铁

上海地铁简介

上海地铁是指上海的城市轨道交通系统。上海是中国大陆第三个拥有客运地铁线路的城市，仅次于北京和天津。 上海地铁系统建设时间较短，但已成为全球发展最快的系统之一。截至2012年，已有11条地铁线路投入运营。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。日均客运量也迅速增长，从1995年的约24万人次增长到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，10月22日创下755万人的日均客运量历史新高。2011年全年客运量超过21亿。

上海地铁的诞生

在上海地铁系统之前，城市公共交通方式包括公交车、机场班车、轮渡和出租车。随着城市快速发展、人口增长和城市内部交通需求的增加，这些交通方式的局限性开始显现。上海市面积为6340.5平方公里（2448.1平方英里）。 全市总人口超过2300万，相当于每平方公里9589人。一半的人口居住在中心区，而中心区仅占全市土地面积的10%，这使得市中心高度拥挤，人口密度为每平方公里16828人，是东京的2.4倍，伦敦的3.5倍，巴黎的4.8倍。

城市规模庞大，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出行，即使没有交通拥堵，也可能需要一两个小时。相比之下，乘坐火车到上海最近的另一个城市只需要30-40分钟。人口增长、汽车保有量增加以及市中心的高密度开发给城市交通带来了巨大挑战。交通拥堵非常严重，从市中心乘坐公交车到市区最近的机场（距离市中心仅10公里）需要2-3个小时。解决公交车拥挤和公共交通方式可靠性低的问题迫在眉睫。除了限制购买汽车的规定外，建设地下公共交通系统也被提出来作为潜在的解决方案。

地铁建设准备工作早在1958年就开始了。 上海地处饱和的软土地基上，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。 20世纪70年代后期，使用地下隔墙和混凝土结构（后来用于1号线）建造了一条试验隧道。此后，后续线路采用了盾构法。1989年5月，中国与德国正式签署了4.6亿马克的地下铁路专项资金贷款协议。1990年3月，中国国家部委正式批准该项目。 第一条线路（1号线）于1995年开通。

上海地铁的影响

关于地铁建设的利弊，一直存在着讨论和争论。然而，既然地铁系统已经建成并仍在不断扩展，如今我们回顾起来，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。规划和发展过程借鉴了东京等地的经验，以最大限度地发挥发展潜力。车站的规划与现有建筑或未来建筑规划相结合。换乘枢纽和许多地铁站吸引了大量乘客，并展现出巨大的商业潜力。房地产公司沿着地铁线路投资项目，并使用诸如“紧邻10号线车站”等语言向公众宣传其住房项目。许多居民也根据上海地铁规划做出住房决策。

上海地铁显着改善了城市公共交通。对于拥挤的市中心来说，现有的地铁系统提供高水平的服务。每隔700米就会有一个地铁站。乘客一旦进入车站，就可以轻松前往任何地方，并对旅程所需时间充满信心。除了可靠性高外，地铁通常比地面交通更快。例如，从市中心到火车站乘坐公交车通常需要40-60分钟。使用地铁，时间缩短到20分钟。

地铁不仅让出行更快，也更便捷。迷路时，地铁站是最好的去处。找到地铁站后，您就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。

地铁系统也与其他交通方式轻松连接。每个车站通常都有几条甚至十几条公交线路连接。由于可以使用交通卡，因此换乘非常方便，交通卡可用于出租车、磁悬浮列车、轮渡、轻轨、地铁和公交车。

在所有公共交通方式中，上海地铁的客运量份额正在不断增长。2006年，上海地铁里程为140.2公里（87.1英里）。当时有944条公交线路、17000辆公交车和48000辆出租车运营。所有公共交通工具的年客运量为44.71亿人次。上海地铁占14.6%（6.56亿人次）。

上海地铁的模式份额

在所有公共交通方式中，上海地铁的客运量份额正在不断增长。2006年，上海地铁里程为140.2公里（87.1英里）。当时有944条公交线路、17000辆公交车和48000辆出租车运营。所有公共交通工具的年客运量为44.71亿人次。上海地铁占14.6%（6.56亿人次）。 2011年，地铁里程增至454.1公里（282.2英里）。所有公共交通工具的年客运量为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年有所减少，公交车客运量绝对值仅略有增长，公交车份额从61.3%下降到46.2%。

财务和政策

整个系统的建设成本为3亿-5亿元/公里。截至2010年，总建设成本为2380亿元（约380亿美元）。为了到2020年实现规划的880公里，还需要2100亿元。

资金来源有两部分。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。^[12] 政府在这一过程中扮演的角色正在发生变化，从主要投资者（分别为 1 号线和 2 号线投资了 95% 和 96%）转变为在组建项目公司和推动商业融资方面发挥主导作用。上海申通地铁有限公司成立。^[13]

作为上海市一种相对较新的交通方式，地铁的建设和运营借鉴了现有交通方式的经验。其建设和管理借鉴了铁路方面的经验，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，公交是城市内部另一种交通方式。上海地铁运营管理中心负责整个网络的运营，而 11 条线路则由四家运营公司运营，每家公司负责其线路和设施。^[14] 管理模式与公交运营类似。地铁票价也根据乘坐的站点数来计算，这与过去的公交票价类似（现在大多数公交线路按单程收取固定价格）。

上海地铁生命周期

上海地铁每日客流量数据取自 1995 年至 2011 年每年发布的上海国民经济和社会发展统计公报。利用现有数据建立 S 型曲线模型，以研究系统的诞生、增长并估计其成熟度。数据如下表所示。

表 1：1995-2011 年上海地铁里程

该数据用于估计三参数逻辑函数

S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]，其中：S(t) 是估计里程，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，使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，在 Y 和年份之间进行回归，以确定哪个 K 值最适合真实数据。R 平方值越大，表示模型对真实数据的解释能力越强。从下表可以看出，当 K=1200 km 时，R 平方值最大。因此，K 值估计为 1200。

表 3：确定 K 值

K=1200 的回归结果如下表所示。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流量的一半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，因此可以使用该模型估计每年的每日客流量。下图显示了估计数据与真实数据之间的关系。

表 5：S 型曲线

S 型曲线与真实数据非常吻合。1995 年之前，没有地铁线路运营。1995 年至 2011 年期间，网络里程以越来越快的速度增长。根据 S 型曲线模型，2012 年是达到 1/2 K 的年份，这意味着系统仍将增长，但增长速度可能会放缓。到 2030 年左右，里程将开始在 1200 km 左右趋于稳定。但是，我们也需要注意这条 S 型曲线。到目前为止，上海地铁的网络增长一直很好地遵循地铁规划。根据下一阶段的规划，到 2020 年，里程将增加到 880 km。但在 S 型曲线中，2020 年的估计里程已经超过 1000 km。