城市軌道交通的發展階段與特征研究

摘　要　通過對城市軌道交通發展的歷史和現狀分析,闡述了城市軌道交通發展所經歷的生成期、成長期和成熟期等3 個階段的主要特征,并從可持續發展的角度展望了城市軌道交通的發展趨勢。關鍵詞　城市軌道交通,階段,特征
　　隨著社會與經濟的發展,城市化已成為當今世界發展的重要趨勢。在城市化的歷程中,不同規模及不同發展階段的城市產生了不同的交通需求,需要通過相應的交通技術水平及運輸工具來加以滿足。從許多國際化大都市發展的實踐來看,軌道交通以其運量大、速度快的技術優勢已成為城市交通結構中不可缺少的組成部分,它較好地解決了大、中城市交通日益增長的供需矛盾問題,并滿足了城市化的要求。與城市的形成、發展及城市化進程的初級階段、中級階段和高級階段相對應,城市交通的發展也分為初級、中級和高級3 個階段;相應地,作為城市交通主要組成部分的城市軌道交通的發展則經歷了生成期、成長期和成熟期3 個階段。
1 　生成期的城市軌道交通
此處的生成期在時間跨度上主要包括城市軌道交通的產生及發展的初期。大約在200 a 前,人類社會開始了城市化歷程,城市交通的爆發導致城市軌道交通的產生。
1. 1 　城市軌道交通的生成與公共交通
城市化是人與物、資金、技術、信息等由鄉村向城市、由小城鎮向大城市、由空間上的平面向某些點聚集的歷史過程。生成期城市軌道交通的變革具有時代的爆發性。城市化初期,由工業技術進步所創造的所有先進交通工具基本上是首先用于解決市際交通問題的。當城市化過程發展到一定程度,城市規模擴大到只有利用交通工具才能保證城市經濟生活的正常進行時,城市內部交通系統才開始誕生,出現了相應的交通工具并逐漸有所發展。正是在這種背景之下,1828 年在巴黎出現了一種可供14 人乘坐的單行“ 公共馬車”,并以固定路線、固定價格、按固定站循環的方式運載乘客,這是歷史上第一條公共交通線,隨后又演變成馬拉軌道車,從而拉開城市軌道交通發展的序幕。
自從巴黎的馬拉軌道車面世后,世界上其他一些城市也紛紛仿效,城市軌道交通得到了初步發展。如1832 年,紐約市建成了第一條馬車鐵道。城市軌道交通的出現,對城市化過程而言雖然是一個漸變的過程,但由于在城市發展的數千年歷史中,城市內部交通問題并沒有突出過,所以對整個城市發展史而言,卻是一個具有爆發性的瞬態過程。這可從表1[ 1 ] 中一些國外城市的城市化起步與軌道交通工具開始出現的間隔時間中得出結論。
從表1 可以看到,如以城市軌道交通系統的出現作為城市內部交通問題的爆發時期來看,城市公共交通問題大約要在城市化開始后的20～70 a 以后才爆發出來, 并且城市化起步越晚, 爆發的時期就可能越短。這是一個從漸變到突變的飛躍過程,當滯后于城市發展的交通工具不能滿足城市交通運輸的需求,當科學技術的發展為運輸工具的變革提供了物質條件,在這樣的歷史背景下,量的積累達到一定程度必然引發質的爆發性變化,軌道交通應運而生并從此走上了城市發展的歷史舞臺,逐漸擔當起城市公共交通中的主要角色。
表1 　國外部分城市爆發城市內部交通的時間

1. 2 　生成期城市軌道交通的特點
在生成期,城市軌道交通剛剛起步。受歷史條件和物質技術條件的限制,生成期的城市軌道交通具有以下主要特點:
①軌道交通設計簡單,技術裝備水平低。生成期的城市軌道交通是建立在傳統交通工具 馬車的基礎上的,其動力為畜力,運行路線固定在軌道上。承載能力較傳統的馬車有較大提高,但與現代城市軌道交通相比,則不可同日而語。
②軌道交通在城市交通中所占份額有限。在生成期,城市內部交通雖然開始爆發,但主要是通過私人交通工具來解決的。同時,由于公共交通工具收費較昂貴,普通市民往往難以承受,比如在1850 年,巴黎、倫敦公共交通工具的乘客主要是中產階級和上層人士,其票價相當于城市工人1 h 的工資

2 　成長期的城市軌道交通
2. 1 　城市軌道交通的發展
自工業革命以后的城市規劃無不把城市交通放到了極為重要的地位,同時城市交通的側重點從城市的外部交通逐漸轉移到城市內部交通特別是軌道交通上來,先進的交通工具也隨即從外部交通轉到內部交通中來。比如,倫敦、巴黎、紐約、東京和柏林都曾把部分市際鐵路改造為市郊鐵路,甚至把蒸汽牽引方式也一度引入城市內部交通之中。城市內部交通的含義中,關于城市軌道交通的成分比例也越來越大。這一過程是與城市化的步伐緊密相連的。
城市化要求城市交通系統的規模與其發展的規模相適應。隨著城市化進程的加快和城市規模的擴大,除了要保證城市內部人員的正常出行需要,并發展相應的城市客運交通工具以外,交通工具的規模即承運能力必須與城市化本身發展的規模相適應。從馬車、馬拉軌道車向有軌電車、地鐵方向的發展,不僅僅表現為交通工具的變革,最主要的還是承運能力的變革。
成長期的城市軌道交通系統已相當完備,在城市交通中所占的比重越來越大。進入成長期后,國外城市內部交通系統迅速發展,各國在很短時間里就把由工業革命帶來的技術進步用到了城市交通系統中來, 尤其是市內交通部分。在交通工具的更新與改造方面,更是不遺余力。
表2 反映的是在一些大城市的成長期城市交通體系中承擔主要作用的交通方式或手段,可見城市內
部交通系統已經從人力車和馬車進化到公共汽電車、市郊鐵路和地鐵等。這些交通方式或手段與目前的情況相比,已相當接近。
表2 　一些城市成長期的城市交通系統表

1852 年,歐洲有9 個城市出現了有軌電車。此后,有軌電車就一直作為城市公共交通的主要手段。1863 年世界上第一條地下鐵道在英國倫敦建成,同期出現城市鐵路郊區線路。到第一次世界大戰前夕, 世界上至少有12 個城市修建了地鐵,它們分別是:倫敦(1863 年),紐約(1868 年),伊斯坦布爾(1875 年), 布達佩斯(1897 年),格拉斯哥(1897 年),威尼斯(1898 年),巴黎(1900 年),波士頓(1901 年),柏林(1902 年),費城(1907 年),漢堡(1912 年),布宜諾斯艾力斯(1913 年) 。
軌道交通伴隨著城市公共交通的發生而生成,它從一開始就以大眾運輸作為主要服務對象,并逐步成為城市公共交通結構中不可缺少的組成部分。這種運行方式正好適應了城市化后城市客流對公共交通變化的需要。在以后近100 a 的時間里,許多大城市基本上都把城市軌道交通的發展作為城市公共交通系統的主體來對待。從一定程度上講,軌道交通在現代城市交通的大眾化中起著不可忽視的重要作用,其飛速發展是歷史的一種必然趨勢。
2. 2 　成長期城市軌道交通的特點
城市化的發展必然對城市軌道交通的發展提出各種新的要求。在軌道交通走向成長期的過程中出現的較重要的思想是要求系統在硬件和軟件方面不斷地、盡快地研究和采用先進技術。
2. 2. 1 　硬件方面的特點
在硬件方面,先進技術的采用主要表現為城市軌道交通運輸工具的更新與完善。以工業革命驅動的城市化進程及現代城市的誕生,促使了人與物針對城市空間運動流量的迅速擴大及在城市內部流量積沉量的增大。與城市經濟功能及經濟結構的完善,城市規模的擴大及人與物在城市內部空間運動流量的增加相對應,城市公共交通系統得到了迅速的發展與完善。交通運輸工具迅速由傳統化向現代化進化。對倫敦、紐約、柏林等城市的研究分析表明,城市軌道交通及其技術裝備水平在成長期得到了前所未有的創新和發展。而軌道交通及公共交通系統的快速發展和日臻完善,反過來又極大地推動了城市化進程和現代城市社會與經濟功能的進一步強化。
2. 2. 2 　軟件方面的特點
在軟件方面,先進技術的采用主要表現在城市規劃與城市交通布局及軌道交通網絡的發展開始以先進的設計思想為指導。比如,索里亞在馬德里的城市改建方案中,就對軌道交通在城市規劃中的系統布置提出了較為科學的看法。他的“線狀城市”方案認為城市的形狀應采用線狀,同時軌道交通應以地下、地面和高架相結合的方式進行規劃、建設。之所以提出如此設想,是因為他認為軌道交通(鐵路、地鐵和有軌電車) 是能夠做到安全、高速、高效和經濟的最好交通工具,而城市以其為軸作線性發展,可以使二者得到良好的匹配及發展。在他設計的城市中,以一條寬度不小于40 m 的干道作為“ 脊梁骨”,電氣化鐵路就鋪設在這條干道的軸線上。而作為線狀城市之軸線的鐵路線,可以經由地下或者高架,一直引到市中心。此外,他還設計了一條長50 km 的有軌電車環行線,離市中心的半徑約7 km , 形成線狀城市的骨干。在索里亞的設計方案中最為大膽的設想是使電車軌距與火車軌距相同,從而將新線與一個主要的鐵路車站相連, 以便能利用有軌電車線為工廠企業進行貨物運輸。
可以看出,盡管索里亞在1882 年提出的方案是用于馬德里城市交通改建的,但這些思想至今基本上被沿續了下來。特別是關于城市有軌交通建設可采用地下、地面、高架三種方式結合的方法,正是目前世界各大城市所普遍采用的。
3 　成熟期的城市軌道交通
和任何事物的變化規律一樣,城市軌道交通也有一個發生、發展、成熟的過程,這其中除了技術因素外,更重要的是社會因素。第二次世界大戰以后,世界各國的經濟進入了一個新的發展期。在二戰前城市化水平比較高的國家,在戰爭后又迅速進入城市化發展比較成熟的階段。而不少在二戰前城市化水平并非很高的國家或地區,由于城市經濟的飛躍發展也迅速達到了城市化比較成熟的階段。由城市化發展與城市交通發展的緊密關系所決定,一些發達國家或地區的城市交通,特別是軌道交通發展也進入了成熟期。
由工業革命推動的城市化,在一些發達國家經過近一個世紀的加速發展后,先后于本世紀七八十年代進入穩定期。從總體上說,以城市化人口所占比例達到80 % 左右就基本上處于穩定狀態了。它既標志著城市化發展已基本上進入了穩定成熟期,也標志著人與物向城市空間運動的規模流量積沉達到了空前的水平,同時市際交通與市內交通的規模也達到了空前水平。
促使城市交通進入成熟期的因素是多方面的,但總的說來可歸結為兩個方面:一個方面是城市經濟的進一步發展,并最終把城市化發展推向了成熟階段;另一個方面則是城市交通本身的進一步發展,使其不僅在滿足城市對內與對外交通需求方面得到了進一步滿足,而且在交通系統及運輸手段革新方面也有了極大的發展和完善,從而保證了城市軌道交通的發展在一些發達城市進入了成熟期[1] 。
3. 1 　成熟期城市軌道交通系統的結構
成熟期城市軌道交通系統的結構已較為完善,在公共交通中的主導作用日益顯著。其主要交通工具包括地下鐵道、輕軌、高架獨軌、市郊鐵路、新交通系統、有軌電車、索道纜車等。
3. 1. 1 　地下鐵道
地下鐵道是城市快速軌道的先驅,1863 年至今已有127 個城市有了地鐵。許多大城市的地鐵長度都在100 km 以上,其中紐約、倫敦的地鐵總長近400 km 。地下鐵道在城市公共交通中發揮著巨大的作用,為大城市居民出行提供了最便捷的交通工具。
3. 1. 2 　輕軌交通
輕軌交通是在有軌電車的基礎上發展起來的,但它與原來的輕軌電車已有了質的區別,已成為一種嶄新的交通工具。“有軌電車—汽車—輕軌交通”的發展正是一個否定之否定的螺旋式上升過程。由于輕軌交通的造價僅為地鐵的1Π3 , 既能較好地滿足大城市的運量要求,又能在大城市與衛星城鎮之間建立起便捷的聯系,因此,輕軌交通在城市交通中的作用越來越大,歐洲不少城市都在貫穿市區與衛星城鎮的交通干線上采用了新型的輕軌交通。
3. 1. 3 　高架獨軌
高架獨軌可分為懸掛型和跨座型兩種,具有運量大(可達1～2 萬人次Πh) 、走行平穩、爬坡能力強(可爬10 % 的坡度) 、建設費用低(僅是地鐵的1Π3) 、全立交化(與地面交通不互相干擾) 、對城市日照采光的影響小、噪聲較低(使用混凝土軌道和橡膠充氣輪胎) 等優點。德國科隆二戰前已建成跨座型獨軌,至今在烏珀塔爾還有懸掛型獨軌。目前,日本是世界上高架獨軌交通建得最多的國家,政府對獨軌建設給予財政資助,以促進獨軌交通的發展。
3. 1. 4 　市郊鐵路
城市鐵路的造價僅為地鐵的1Π5～1Π6 , 作為城市軌道交通的一個子系統,市郊鐵路的建設也應該納入成熟期城市公共交通的整體規劃之中。
3. 1. 5 　新交通系統
新交通系統是一種全自動控制的軌道快速客運系統。車輛定時自動運行,車站不用人工管理,完全由中央調度室的電子計算機集中控制。新交通系統和高架獨軌有許多相同之處,如高架專用軌道,適合于大坡度和小曲線半徑線路,建設費用比地鐵小,大都采用橡膠車輪,噪聲低,安全性能好。目前世界上營業的新交通系統有17 條,共154. 6 km 。
3. 2 　成熟期城市軌道交通發展的主要特征
通過對紐約、巴黎、倫敦、東京、莫斯科等城市市內交通客運量結構的分析與研究結果表明,這些發達城市在客運量方面,公共交通始終是占第一位的,無論私人交通如何發展,公共交通作為主體的地位一直沒變。在市內客運交通中,公共交通占有絕對的優勢,并且在大城市的客運交通中,有軌交通往往又占有比較大的優勢,居主導地位。公共交通所占的比例一般為60 %～80 % , 其中有軌交通的比例則達30 %～ 45 % , 真正解決城市交通問題的主要還是地鐵、高架、市郊鐵路等軌道交通運輸系統。全方位、立體化市內和市際交通運輸方式的完善更促使城市軌道交通的發展步入成熟期。在軌道交通的發展進入成熟期后, 無論是市際還是市內交通方面,比較成熟的運輸市場及多元化的交通格局已經形成。同時,各國政府及城市當局在城市交通方面巨大的資金、物資及人力的投入,為城市軌道交通進入成熟期提供了物質保證。處于成熟期高級階段的軌道交通主要具有以下基本特征:
(1) 城市交通體系不再單一,更注重公交協調合作的作用,強調大小公交的銜接和一體化,大容量快速軌道交通與傳統汽、電車地面交通兩大類運輸方式形成全方位、立體化、多層次的格局。城市客運交通是一個整體化的設計,軌道交通與公共汽、電車在車站的銜接上非常緊密,使乘客換乘極其方便,促使更多的人使用公交而少用私人交通工具。
(2) 隨著城市化發展速度變慢,人與物向城市空間運動的加速度也變慢,導致人與物的空間運動量在城市中積沉量的增加量逐漸減少,空間運動規模不再擴大,這樣,城市內部軌道交通的壓力將得到一定程度的緩解;但是由于城市分解和過度市郊化造成的市郊軌道交通問題開始逐漸突出。
(3) 城市軌道交通的發展使得人們對城市交通的地位重新認識,使其從為城市居住、勞動、休息等功能服務的附屬性地位上升到與居住、勞動、休息同等重要的主要功能地位,并體現在城市規劃與城市建設之中。
(4) 城市軌道交通的發展不再以滿足數量上的需求為主要功能定位,而是轉向以質量上的改進作為新的功能定位,從而使城市軌道向安全、快速、舒適、便利和捷運方向轉變。這會促使城市按主要交通軸線呈帶狀分布的形成,使城市化進入一個新階段,促使城市文明的進一步擴散;還會促使城市人口向城市周圍地區移動,形成人口在城市中的均勻分布及城市功能和經濟結構的優化調整。

4 　走向可持續發展的城市軌道交通
公共交通是解決城市交通問題的最佳途徑,軌道運輸又是重中之重。城市軌道交通在城市客運中的地位可以說自其誕生之日起,就一直得到了持續發展,在城市內部交通中處于主導地位。依靠軌道交通為主的公共交通解決城市交通問題的辦法,不僅在發達國家得到普遍應用,在發展中國家及地區也日益引起重視。如拉丁美洲許多國家的大城市也都建有地鐵,墨西哥城在1969 年就擁有了第一條地鐵線,到本世紀末,全城將有21 條地鐵線路,全長400 km , 在全市客運中所承擔的比例也將由目前的29. 1 % 上升到58 % 。
“ 可持續發展”理論使得人類越來越清醒地認識到:人口、資源和環境是當代人類生存和發展的三大基本問題,單純的經濟富裕不等于幸福,經濟的“持續發展”必須顧及長遠的利益,經濟社會發達必須和生態環境的保護相統一;如果只滿足于眼前的短期利益,追求單純的增長,將會導致難以預計的后果。在新經濟發展觀和發展條件以及環境、安全、技術等因素的綜合作用下,軌道運輸日益顯示出其自身具有的技術經濟優勢,城市軌道交通具有的運能大、占地少、節省能源和環境污染小的優點是其他交通工具無法比擬的。如今,新經濟、社會發展方式的要求和各種高新技術的突破,引發了世界范圍內的一場以調整舊運輸結構和發展模式為主旋律的交通運輸革命,這一新的交通運輸發展趨勢,對世界各國的經濟和社會發展將產生強烈的影響,而軌道運輸已經成為調整傳統運輸結構的著眼點,以軌道交通為主的城市公共交通系統,是發達國家和一些發展中國家的共同選擇。為此,世界各國正積極采取行動,在“ 可持續發展”的思想指導下,為建立立體公共交通系統而努力[2 ] 。
總之,確立以軌道交通為重點的交通運輸發展戰略,是象我國這樣的發展中國家城市交通發展的理性選擇。只有大力發展城市軌道交通運輸,才能真正解決發展中國家的城市交通運輸問題,這將對發展中國家的經濟發展起至關重要的作用。
參　考　文　獻
1 　曹鐘勇. 城市交通的階段性發展理論: [ 博士學位論文] . 北京:北方交通大學經濟學院. 1996 :60
2 　周翊民. 21 世紀全面發展中國的軌道運輸. 大連鐵道學院學報. 1996 ; (1) :4～5