東京城市軌道交通系統的規劃、建設和管理

摘　要　介紹了東京大都市圈軌道交通網絡的概況及其運營情況,并與其它交通方式作了比較。城市軌道交通網絡保證了東京大都市社會生活的正常持久運作。從減少能源消耗、空氣污染、交通事故、土地消耗等方面討論了軌道交通的社會收益。城市軌道交通促進了東京郊區居住區沿著輻射狀的線路發展,并形成了城市次中心,加速了商務區與居住區的分離。還討論了城市軌道交通的發展方面及融資渠道變化等問題。
關鍵詞　東京,城市軌道交通,社會效益

1 　東京大都市的定義以及與大上海的比較
1. 1 　東京大都市
東京位于上海以東1 760 km 的太平洋西岸。東京大都市的地理范圍見圖1 。

圖1 　東京大都市地圖

(1) 東京23 個區
在這個區域的中心,分布著包括國會在內的政府機構和許多大型企業的總部。該區域包括23 個部分,其中大部分是商業區,其它一些是居民區。該區域覆蓋了以東京中心站為圓心半徑15 km 的范圍,擁有800 萬人口。
(2) 東京都行政區(外圍中等深度顏色部分)
東京都行政區的形狀像一個長(東西方向) 87 km 、寬(南北方向) 44 km 的長方形。
(3) 東京大都市的城市交通范圍(外圍顏色最淺的兩部分)
該區域是一個以東京中心地鐵站為圓心、半徑為50 km 的圓形區域,它包括了東京都除島嶼以外的所有部分,以及與神奈川、琦玉、千葉縣接壤的區域的一些部分。
1. 2 　與大上海的比較
表1 給出了從土地面積、總人口、人口密度三方面對大上海和東京大都市所進行的對比。在土地面積方面,東京23 個區大致相當于上海市中心, 東京城市交通圓大致等同于大上海。584. 8 km , 密度高達令人吃驚的947. 8 m/ km2 。
這個網絡最顯著的特色之一是針對每一個區2 　東京城市交通圓的城市軌道網絡域分別建立不同的模式。從名稱上,這個網絡包括公交型普通鐵路(包括高架和地面) 、地鐵、微型地
東京城市軌道交通圓范圍內的網絡總長度為鐵、單軌( 包括跨座式和懸掛式) 、定向人群運輸2 246. 4 km , 城市軌道網絡的密度是222 m/ km2 。GMT 和有軌電車。該情況在圖2 和表2 中可以看這個數字在諸如倫敦、紐約和巴黎等世界大城市的出。近似范圍內是最高的。東京23 區的網絡長度為
表1 　東京和上海的土地面積、總人口、人口密度的比較

　　在這些組成部分中,普通鐵路線占到整個網絡長度的80 % 以上,比如說由東日本鐵路(私有化以后日本國家鐵路的繼承公司) 或私人鐵路公司經營的山手線和主要放射線。地鐵線有近300 km , 占整個網絡長度的13 % , 大部分集中在山手線以內的城市中心。單軌線和定向人群運輸線GMT 是在1960 年或其后建設的,連接著新商業區和新居民區。有一個大型干線鐵路站,向那些新開發的區域提供了必需的運輸工具。直到幾十年前,有軌電車還是諸如山手線以內的城市中心的主要運輸工具。但是由于客運汽車的快速發展,導致了有軌電車被拆除,部分代之以地鐵網絡。目前有軌電車只剩兩條線共17. 2 km 。

圖2 　東京大都市的城市軌道網絡

東京大都市城市軌道網絡的另一個顯著特色就是它的經營者總數達到一個很大的數字:30 家。共有16 家經營公交型普通鐵路,其中13 家是私營企業。比如日本國家鐵路私有化的繼承者東日本鐵路。這些企業在服務質量上進行著競爭。地鐵線的經營者是國有企業。單軌和GMT 的經營者主要是由市政府和私人企業聯合投資建立的第三類組織。

表2 　東京大都市軌道交通網絡的組成及經營者類型

3 　網絡的交通情況
3. 1 　軌道交通在上下班交通中的份額
在東京大都市的中心區域,由于城市的快速發展以及因此導致的自1960 年以來的地價猛漲,居民區不可避免地向城市郊區遷移,逐漸與市中心的商業區分離開。這意味著工作日的每個早晨,大量的上班族會從郊區涌入城市。
在1995 年,每天進入東京中央10 個區的上班族平均流量達到了令人不可思議的404. 8 萬人。這個數字僅略少于俄羅斯第二大城市圣彼得堡1997 年的人口總數。短期內如此大的乘客流量是無法被公路交通接納的。實際上其中的90 % 以上是由城市軌道交通承擔。盡管這個區域內的客運汽車的擁有量也在增加,但軌道交通承擔的份額一直在平穩地上升。很容易理解,如果沒有2 000 多km 的城市軌道網絡,東京大都市的每一項活動都不可能正常持久運作。
3. 2 　每個軌道線的人群密度
東京的2 246. 4 km 城市軌道網絡根據系統、經營者和起終點不同被分為93 條操作線。根據公交
型普通鐵路、地鐵等系統類型的不同,統計出1999 年每條線的日平均客流密度( 每公里路線的客流量) 見圖3 。
圖中很引人注目的是公交型普通鐵路擁有最高的客流密度,超過了地鐵。最大的日雙向客流量近100 萬人,是山手線創造的,這條最短直徑7. 2 km 、最長直徑13. 8 km 、總長34. 5 km 的環線連接著東京的大型城市軌道站。
地鐵客流密度的最高紀錄約是35 萬人/ 天。該紀錄是由穿過城市中心的30. 8 km 長的東-西線創造的。不管是單軌還是GMT , 都是從有限的狹窄區域到城市軌道的主要站點,它們的客流密度遠遠小于公交型普通鐵路和地鐵。
每個系統的運能,以及在一條線兩個相鄰站點之間,高峰時間每小時實際單向客流量的最大值見表3 。
由表3 可知,公交型普通鐵路的兩個指標均超過了地鐵。這是因為決定公交型普通鐵路運能的關鍵因素,如機車組成、站臺寬度和車站乘客設施等可以比缺乏空間的地鐵更容易設計。
4 　城市軌道交通的收益
作為人群運輸的超高效工具,城市軌道交通為整個社會提供了巨大的效益。其中,減少能源消耗、防止空氣污染和有效土地利用等因素獲得了盡可能多的益處。
4. 1 　能源消耗
由表4 可知,軌道交通每個乘客的每公里必需能耗是209 J (50 Cal) ,然而私人汽車的能耗是軌道
交通的12 倍,公交車是軌道交通的3 倍多一些。

圖3 　東京軌道交通各線的客流密度(每日雙向)
表3 　每個系統的運能和實際容量

表4 　不同運輸方式的能量消耗

雖然1990 至1999 年間工業部門的能量消耗僅僅增長了7. 4 % , 帶來的卻是同期的工業出口大幅度上升。但是同期交通運輸部門的能耗顯著上升了24. 5 % , 這部分巨大的能耗增長來自私人汽車的增多。
4. 2 　空氣污染
表5 給出了每運送100 人·km 時,軌道交通和汽車產生的有害氣體的比較。其中,給全球氣候帶來嚴重危害的二氧化碳,汽車的單位釋放量是軌道交通的26. 7 倍。
表5 　不同交通工具產生有害氣體的比較　g/ (100 人·km)

4. 3 　交通事故
對于軌道交通而言,它在大多數情況下擁有獨立的車道,而且其運作和維修是由專業人員執行。相反,私人汽車沒有任何指定路線,一輛車只有一個駕駛員,即使是非常熟練,也只能單獨負責駕駛而沒有人幫助。在這種情況下,汽車運輸的傷亡率是無法與軌道交通比較的。兩者的傷亡率比較見表6 。
表6 　軌道交通和汽車的傷亡率比較　人/ (10 億人·km)

4. 4 　土地資源
軌道交通是沿軌道或指定線路運行的,其單位寬度線路的運能遠遠大于汽車運輸。而就汽車運輸而言,除了道路寬度外,線路兩邊的許多停車點也是必需的。兩者線路寬度比較見表7 。可見軌道交通可以節省城市地區昂貴的陸地空間。
表7 　軌道交通與汽車的運能和必需的線路寬度比較

4. 5 　成本估算
以上提到這些益處如果按照成本估算并不容易,但是持各種觀點的許多學者已經進行了估算。表8 是一個研究的成果。該研究建立在這樣一種設想的基礎上:
“如果東京大都市沒有城市軌道交通,即整個軌道交通的運輸任務由公共汽車運輸系統承擔。作為大眾公共運輸形式,公交車在每一方面都比私人汽車有效。顯然,上表的數值仍大大低估了城市軌道的社會收益。即便如此,僅1996 年一年, 城市軌道節約的社會成本總量仍然達到了2. 2 萬億日元。
表8 　軌道交通和公交車的社會成本比較　1000 億日元

5 　城市軌道交通對城市規劃的影響
毫無疑問,城市軌道交通和城市規劃之間是緊密聯系的。作為普通市民能夠方便低廉地使用的大眾運輸系統,城市軌道交通對城市規劃的影響非常巨大。這里介紹東京大都市的城市軌道交通與城市發展的特點。
(1) 郊區居民區沿城市軌道交通線發展
東京的郊區居民區是沿著輻射狀的城市軌道區域發展起來的,并在城市軌道交通的終點站產生城市次中心。在東京大都市圈中, 商業區的分布越來越密集。比城市中心還要高度發展的商業區是山手線上的池袋、新宿和涉谷等地區。形成這樣的局勢可能基于以下的原因: 首先,直到1940 年,東京大都市的城市軌道交通網絡僅僅限于諸如中央、京浜、東北等有軌電車和國家鐵路等輻射線路,延伸到郊區的私營鐵路不允許進入城市中心,被強迫將終點站建在山手線上,一些大的私營鐵路公司在池袋、新宿、涉谷等站設置了換乘站,這些換乘中心吸引了大量的客流,于是逐漸形成了繁榮的商業區、娛樂區和中等商務區。私營公司自身的設施建設投入更加速了這種趨勢。第二,新宿地區的發展還有別的成因,就是東京市政府清除了當地的植物,將島嶼賣給了私營公司,刺激了該地區的發展。
(2) 私營鐵路沿線居民區的發展
私營鐵路公司為了發展運營,都希望鐵路沿線形成大規模的居民區。例如日本最大的私營鐵路公司之一 東急鐵路公司,曾將它的一條鐵路線延伸到東京西南郊區,同時在沒有任何政府輔助資金的情況下將沿線原來的農業區發展成了大規模的居民區。這是一個利用私營鐵路公司的活力發展城市的典型例子。
(3) 加速了商務區和居住區的分離
城市軌道網絡的顯著發展,加速了居住區與商務區的分離,從而形成了世界上罕見的遠程上下班人潮。當然,商務區的環境要求和居住區的環境要求有很大區別。但筆者認為上下班的平均時間超過60 min(2000 年是66. 9 min) 的情況是不合適的。無法阻止城市中心地價暴漲又不能設計合適的城市發展規劃的政府官員應該受到批評。無論如何,建立充滿遠見的城市發展規劃以及與之配套的城市軌道開發方案,是最重要的。
6 　城市軌道交通的發展方向
近幾年,東京大都市的城市軌道網絡建設步伐正在減慢,然而許多城市軌道的經營者正在竭盡全力提高服務質量。
6. 1 　便利性的提高
東京大都市的私營軌道交通線路將它們的終點放在山手線上,乘客們不得不在那里換車。在20 世紀60 年代,曾經是軌道交通主要組成部分的有軌電車消失了,地鐵開始取代它。一個私營鐵道公司充分利用這些有軌電車設備,通過實施一些改進工程直接將它的列車并入了地鐵。第一個例子是1960 年在京成鐵路公司運營的押上線和東京市政府運營的淺草線之間完成的,它引來了用戶的稱贊。從那以后工程改造的例子逐步增加到8 個。歸四家公司經營的最長一條線路,長174. 1 km , 自西南到東北的方向穿過了東京的心臟地帶。
目前,城市軌道的經營者都非常重視引進設備來滿足不同的顧客需求。這樣有利于吸引顧客。其中一些措施有:
·引進售卡機和自動門;
·為盲人安裝自動扶梯、電梯和指引刻板,為殘疾人改造衛生間;
·在車站、站臺和列車內設置清晰的指示標志并廣播指引;
·在不同經營者路線發行通用儲值卡;
·增強不同交通工具的互動關系,比如自行車、出租車、公交車和私家車。
6. 2 　消除不便和缺點
(1) 緩和列車運行中的噪聲和振動
列車運行中的噪聲和振動是軌道交通運輸的顯著缺點。雖然地鐵的這些影響較小,但是其建設費用遠遠高于其它形式的線路。為了緩和線路在高架和斜坡部份的噪聲和振動,采用了如下的一些措施:
·開發和使用合適類型的隔音設備;
·開發和采用有效的軌道結構;
·軌道和車輪均磨削光滑。
(2) 消除平面交叉
隨著公路交通的快速發展以及列車速度、頻次的提高,軌道交通和公路的平面交叉成為嚴重的社會問題。立體交叉的措施應該推廣,尤其在密集發展的城市地區。但這需要耗費大量資金,因此公路部門和鐵路經營者之間的緊密合作是必須的。
7 　城市軌道建設的融資渠道
現在,由于地價的暴漲、密集建設的高樓、緊密安裝的城市設施,以及施工中需采取防止影響城市活動的措施,使城市軌道的大規模擴建耗資猛漲。在另一方面,城市軌道的乘車費用應該保持在一定的限制范圍內,因為普通的的上班族每天都要乘坐它。耗資猛漲使軌道交通的經營者不能再像幾十年前那樣完全靠自己的資金建設軌道線。因此,考慮到城市軌道巨大的社會效益,社會至少應部分承擔城市軌道改建、擴建的費用才是合適的。在日本,尤其在大城市,有相應的政策來維持這種花費(雖然這并不是足夠的),現介紹部分如下:
·地鐵建設津貼;
·大規模新城鎮的軌道建設津貼;
·有關共同促進大城市房地產發展和軌道交通加強的特殊措施之有關法律;
·部分道路為單軌車建設基本的地下結構。
8 　結語
現將筆者對東京大都市圈城市軌道交通建設的認識歸納如下:
(1) 從開始的時候(自從1910 年代),國家鐵路公司就積極參與了東京大都市城市軌道網絡的建設,這大大促進了以后的發展。
(2) 私營企業從開始就利用各種新穎的設想積極建設和運營城市軌道網絡,帶來了繁榮發展。
(3) 私營鐵路公司支持了城市軌道網絡,即使在因制度的原因而導致日本國家鐵路公司停止營業的時候也是如此。
(4) 具有極強能量的城市軌道網絡帶來了辦公和居住區的明顯分離,導致上班族長距離的行程。
(5) 有必要建立恰當的城市發展規劃并促進與之配套的城市軌道網絡規劃。
(6) 在人口減少和老齡化的年代,提高服務質量比擴展數量更需要。
(7) 靠建設城市軌道盈利已經成為過去,提供合適的融資渠道已經變得非常重要。