2020-2026年城市轨道交通行业发展战略研究预测

2020-2026年城市轨道交通行业发展战略研究预测

第一节 城市轨道交通简述

一、城市轨道交通的定义与分类

轨道交通是一种利用轨道列车进行人员运输的方式。城市轨道交通（Rail Transit）具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。世界各国普遍认识到：解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。

城市轨道交通系统及其环境

产品分类：轨道交通包括了地铁、轻轨、空中轨道列车、有轨电车和磁悬浮列车等：

轻轨是一种电气化铁路系统，由于轻轨的机车重量和载客量都较小，列车长度、宽度都不及地铁，使用的铁轨质量也较小，每米只有50公斤，而一般铁轨每米的质量为60公斤，由此得名“轻轨”。

地铁也是一种电气化铁路系统，运能与轻轨相比较大。它必须有单独的道路；车辆由多节车厢组成，速度及加速都较快；有复杂的信号系统；并需有较高的站台上下客。行驶的道路一般在地面、地下和高架线上。国外交通系统包括了市郊列车、地铁列车等。如上海地铁1号线、2号线、3号线……都属于这一类。

运量分类：根据其运能大小，大致可划分为三个层次：一是大容量的轨道交通方式， 主要是地下铁道和市郊铁路，适合于市中心区和市郊有大密度客流的地区与方向。二是中等容量的轨道交通方式， 主要是指轻轨交通，适合于市郊间、市区次中心之间，甚至市区(主要是中、小城市) 等有相当客流量的方向与地区。 三是低容量的轨道交通方式，主要是指传统的有轨电车和单轨系统等， 适应于较小运量的地区或方向。上述三个层次与常规公交汽、电车互相有机配合，可高效、快速地完成城市人口的出行需求。

此外，从能源使用的角度来说，大多数轨道交通工具都是用电驱动的，低碳、环保。

各种轨道交通方式的不同分类 

二、城市轨道交通的经济特点及系统模式

经济特点：城市轨道交通是重要的城市基础设施，具有以下几个明显的经济特征。

1．城市轨道交通是准公共产品

从经济学角度看，地铁项目兼具公共产品和私人产品的特性，即地铁运输服务具有消费的非竞争性和有一定排他性的基本特征，属于准公共产品。理论上纯公共产品由政府提供，纯私人产品应由民间部门通过市场提供。准公共产品既可以由政府直接提供，也可以在政府给予补助的条件下，由私人部门通过市场提供，即政府和民间合伙的方式。

2．城市轨道交通的外部效应主要是正外部效应

城市轨道交通建设能诱发沿线土地升值，促进沿线房地产、商业等行业的加速发展。从这一意义上讲，城市轨道交通能增加城市的社会经济福利，带来巨大的正效应。

3．具有明显的规模经济特征

城市轨道交通发挥作用以网络规模为前提，覆盖面越大，城市轨道交通效率越高。由于城市轨道交通项目正外部性的存在，其社会效益大于经济效益，项目盈利差，城市轨道交通项目带来的总收益不可能全部量化为项目投资者的账面收益，如城市轨道交通到达地区房地产升值的部分，城市轨道交通的畅通给人民群众带来的时间成本的节约，城市轨道交通的建成对城市交通及环保的贡献等。城市轨道交通项目的经营具有时空局限性，盈利空间有限。但是，城市轨道交通权益具有放大性，资产的保值增值能力强。随着社会发展、人口流动增大、路网增加，以及服务水平的提高，城市轨道交通将吸引更多的客流，票款收入从长期看具有一定的增长趋势。而且城市轨道交通的洞体使用年限长达百年，随着时间的推移，城市轨道交通资产的升值潜力巨大。因此从长期看，城市轨道交通资产的权益可以不断放大，资产具有很强的保值增值能力。

系统模式：随着城市化的发展，国内部分大城市纷纷建设了自己的轨道交通网，这大大提高了市民出行的效率，推动了城市化的进程。轨道交通视频监控系统是轨道交通监控系统中最重要的一个组成部分，它对于实时监控轨道交通系统的运行状态，及时把握轨道交通各站点的物流、人流情况，积极应对可能出现的突发事件以及事后取证，都发挥着不可替代的作用。

1．轨道交通功能

轨道交通是城市公共客运交通体系中的骨干运输系统，从其具有的快速、准时、大运量，舒适性高的特点，轨道交通运输系统将主要承担中长距离的交通出行。

在调整城市空间结构和促进城市合理布局方面轨道交通具有积极引导作用，可以支持边缘集团及卫星城镇的发展。

在城市中心区建设强有力的轨道交通运输系统，吸引大量乘客乘坐轨道交通出行。一方面，可以大大削减地面交通量，以弥补城区道路系统的不足与缺陷；另一方面，有利于历史街区和古都风貌的保护，促进城市可持续发展。

2．轨道交通层次

北京城市轨道交通系统划分为两个层次。第一个层次是服务于市区的轨道交通运输系统，第二个层次是服务于卫星城与市区之间的市郊铁路运输系统。

3．轨道交通系统模式

市区轨道交通线路主要采用快速大容量的地铁运输系统，在较小的客流交通走廊上，少部分线路采用准快速中运量轻轨运输系统。

郊区市郊铁路采用车辆和系统制式有待于在发展建设市郊铁路的过程中加以确定。其原则是，充分利用既有铁路资源，采用先进技术，发展符合郊区客流运输要求的市郊铁路运输系统。地铁、轻轨、铁路是轨道系统的三个主要子系统。经过几十年实践，轨道系统已逐步形成特定的功能，即城市客运的主体运具。日本东京与大阪的客运总量中，地铁占20%，铁路40%以上，轨道系统合计为总运量的60%～70%。针对我国“地铁热”，应冷静研究轨道交通整体功能。

4．轨道交通线网规划主要原则

确定线网规模的主要原则有以下一些方面：①满足未来城市交通出行需求：②满足城市发展目标和环境目标要求：③与城市发展规模和规划布局相吻合，④借鉴国外轨道交通建设发展经验：⑤留有适度发展余地，具有一定发展弹性。

轨道网络设计与道路系统有显著的差别。地铁网络在市中心区要形成集散量大的客运枢纽站，与城市活动中心区域相匹配：在市郊结合区域要形成若干客运量较大的放射走廊，与城市扩展方向吻合。铁路或快速通勤地铁不能混同于市郊有轨模式，可采用穿越市中心的模式。法国巴黎RER(快速铁路)的网络就是这种网络的成功典范。它对维系强大的市中心与推进城区组团式扩展的有机结合，创造了独特有效的基础条件，值得借鉴。

三、轨道交通在城市公交体系中的地位及作用

轨道交通在城市公交体系中的地位及作用从系统的层次性分析，城市社会经济大系统、城市综合交通系统和城市轨道交通子系统三者之间是递阶包涵的关系。

城市轨道交通系统的地位与作用

1——城市轨道交通子系统；2——城市综合交通系统；3——城市社会、经济大系统。

首先，城市是相对于乡村的社会、经济大系统，从某种意义讲，其本质是时间和空间上的高效率与高效益，城市必须保持充分的活力和相当的发展空间。

实践证明，一个城市要做到这一点必须有一个高效率的城市综合交通系统作支撑。这是因为城市交通系统是城市社会、经济大系统中的一个重要子系统。一方面城市土地利用与开发提出相应的交通需求，需要一个高效的城市交通系统来支持；另一方面，城市交通系统的发展，交通可达性的提高，又会反过来影响城市土地的利用与开发，引导城市形态向一定方向演化。因此，城市要科学合理的发展、演化，除了要做好城市总体综合规划之外，还应该规划好城市交通子系统。

城市交通系统与土地利用的相互关系

其次，城市是一个人口密集，各种交流活动频繁的特定空间区域。在这个区域中交通需求集中、定时、密度大，同时还要求快速、高效、安全、方便、舒适等。城市轨道交通系统以其高效、优质的服务和节省资源、轻度污染的特性恰好满足上述技术、经济方面的要求。因而成为城市交通系统的骨干。相应地，其它交通方式(如常规公交汽、电车，出租车，小汽车，自行车等)则起到补充、配合的辅助作用。因此，一个好的城市交通系统首先要规划好、建设好和管理好其核心部分——城市轨道交通子系统。

综上所述，城市轨道交通系统在城市综合交通系统与城市发展、演化中的地位和作用主要表现在以下几个方面：

(1) 它是城市综合交通系统的核心，起到客流组织的骨干作用。城市综合交通系统具有多层次结构。第一层次(高架或地下全隔离系统)——轨道交通、快速干道(汽车交通)；第二层次(地面部分隔离)——轨道交通或公交干线、城市干道(汽车交通)；第三层次(延伸至居民区及其它功能区)——公交线路、城市道路(汽车交通)。显然，第一层次是骨架与主干(大动脉)，第二层次是辅助与补充(一般血管)，第三层次是集疏与延伸(毛细血管)。

(2) 它是城市发展与演化的必要条件。城市轨道交通系统能够满足大运量、长距离的快速客运要求，因而可解决城市面积拓展与空间合理开发运用的客运通道问题。

(3) 它是城市可持续发展的基础与保障。在土地占用、能源消耗、空气质量、景观质量、客运质量等主要交通、环境指标方面，轨道交通可达到最优水平。

第二节 城市轨道交通系统的介绍

一、发展轨道交通系统必要性分析

轨道交通建设是近年来城市基础设施发展的重点，城市轨道交通在城市住宅区、交通运输中心和工作地点之间提供了一个快捷便利的连接。由于轨道交通造价高昂，筹集建设资金成为制约轨道交通发展的首要障碍。为了拓展资金来源，提高建设、运营效率，一些国家或城市在传统的“国有国营”模式的基础上对城市轨道交通的融资渠道、建设和运营环节进行了一定程度的改革，建立多种收益模式，不同程度地吸引社会投资，同时引入市场竞争机制，达到对地铁项目市场化运作的目的。

从一定意义上讲，城市轨道交通系统不仅是一个公共客运系统，而且是一个经济系统、一个社会系统。因而它不仅具有交通特性，而且表现出相应的经济特性和社会特性：

1、交通特性

(1) 提供高效、优质的出行服务。高效体现在速度快、容量大；优质体现在方便、舒适等。如下表所示：

城市轨道交通系统基本交通特性

(2) 节约资源(特别是节约城市稀有的土地空间资源)。主要表现在两个方面：一是能耗低，二是占地少。由于城市轨道交通系统采用的是大运量、集中化运输方式，且采用了一系列高新技术，因此单位乘客的能耗是其它任何一种城市交通方式所无法比拟的，同时占用的城市土地空间资源也是最少的。

各种交通方式占用道路面积(静态)

(3) 轻度污染——体现在噪声、震动、空气污染程度小等。由于城市轨道交通系统一般采用电力牵引方式和大运量、集中化运输方式，因此，每运送一位乘客所产生的污染微乎其微，通常被称为“绿色交通”。 

各种交通方式每乘客公里能耗与空气污染比较

注：1.Peg为汽油克当量；2.VOC为挥发性有机混合物；3.小汽车以汽油车为准。 

2　经济特性

(1) 属巨额资金密集型系统。首先，初期建设投资需要巨额资金。由于城市轨道交通系统建设要求高、施工难度大、设备的技术标准也高，常常成为一个城市中有史以来最大的基础设施建设项目之一。因此，一个城市若没有相当强的经济实力和财政基础是无法进行大规模轨道交通系统建设的。

其次，运营成本也相当高。一方面城市轨道交通系统能源消耗绝对量相当大，包括列车牵引、环境控制、车站机电设备及通信信号设备等日常运转的能耗。另一方面高标准的防灾系统的投资成本与维护保养成本也很高。同时，大量运营管理与服务人员的开支、设备的运行费用也使运营成本居高不下。

(2) 企业财务收益与社会经济效益相差悬殊。由于城市轨道交通系统具有较强的公用性，强调社会经济效益的最大化，使得运营企业无法按运营成本制定票价，因此运营企业极易亏损，即便是运营成本的回收都几无可能，常常需要依赖国家、政府、社会提供大量的补贴。

3、社会特性

(1)具有公用事业的性质；

(2)具有基础设施的功能。

这些特性是从不同层次和不同角度对城市轨道交通系统进行观察与分析得到的，对于探讨城市轨道交通系统的管理体制很有裨益。

二、轨道交通系统发展的基本模式

随着我国的发展和人口的增长，大城市交通状况日趋恶化，简单的阔路增车方法已解决不了城市的这一重大问题.世界上一些城市的发展由于没有找到解决城市交通的有效方法而趋于崩溃，私有车辆的增长使这种影响更趋恶化，尤其当交通状况到了趋于停滞的边缘时，用其他方式代替公共交通将负担不起或不太可能.因此研究一种基于我国国情的、既经济又实用的城市轨道交通系统的确迫在眉睫.

城市轨道交通可进一步分为有轨电车、轻轨和地铁.随着城市基础建设项目的增加及工程预算的消减。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国城市轨道交通市场竞争策略及投资可行性研究报告》统计数据显示：目前中国建设地铁的城市人口均在300～400万以上，属特大型城市.人口密度高、城市公共交通运量很大的城市，建设大运量的地铁系统是十分必要的.但是单一的地铁方案，不仅运量浪费大，而且投资运量比也不合理.尤其在100～200万人口的城市里，公共交通运量相对要小一些。

当前国内外，有轨电车、轻轨和地铁相互结合的方式已越来越受到关注.尤其是有轨电车，随着轮轨技术和通讯技术的发展，它不再是一种低级的、吵闹的公共交通工具，而是一种可靠、安全、运量适度、机动灵活、投资运量比合理的轨道交通方式.可以与轻轨和地铁有机地相互结合，实现城市轨道交通系统在运量、建设投资和运行费用方面的最优组合。

轻轨系统是由一些成熟的、标准的子系统组成：车辆、线路、车站、供电、信号和通信.采用不同系统的组合，可以满足不同的要求.轻轨的主要特点如下：

①轻轨车辆的大小可根据需要调整；

②轻轨车辆的功能设计灵活：如地板高度、驱动系统、驾驶和控制系统；

③列车编组和行车间隔调整自如；

④线路形式适应性强：可采用高架、地面、地下多种形式；

⑤变化多样的轨道上部结构：如封闭、半封闭和开放式；

⑥车站设备和换乘点设计灵活；

⑦信号和列车防护系统可根据不同要求灵活选用.

轻轨系统的高效益在西欧的许多地方得到了验证.城市在发展公共交通时，几乎遇到了同样的问题。

有轨电车、轻轨和地铁的基本特征比较

中等运量的综合轨道系统简介：

中等运量的综合轨道交通系统是一个立体布局的轨道交通系统，是一种起步快、见效快、运量大、造价低的而实用的轨道交通系统.根据轻轨交通的特点，具体系统模式构思如下：

(1)运量：运量是决定建设规模的基本要求.对综合轨道交通系统来说，运量是运输能力的重要指标.

参照国外经验，结合我国城市的特点，并控制一定的规模，确定本系统的适应运能为高峰小时单向断面流量1～3万人次.3万人/h的运能要求，意味着每列车最大载客量(定员)为1000人，行车最小间隔为2min的密度.

(2)适用范围：根据客流预测实验，高峰小时单向最大断面流量达到3万人次，一般来说，适用于市区外围地区，如北京市的8个边缘区域之间及与市区联系的交通干线上.

(3)线路型式：线路布设基本上是沿街道走行，根据城市街道条件，采用立体化布局.因此线路设计具有较大的灵活性.

根据城市条件，能走地面线为优，在重要路口和地段可以高架，在城市中心区必须采用地下方式.要尽量减少地下段，降低工程造价.

地面线路要设置专用道和部分平交道口，以提高运行速度和保障运行安全.平交道口设置要与道路交通组织结合，尽量减少平交道口，即使要设，也要尽量与车站位置结合.平交道口要有信号防护，并与城市交通信号联网，以保证轻轨优先通过.

高架线路的位置，必须与城市道路功能综合考虑，其结构型式和高度必须与城市景观相协调，既符合轻轨交通功能的要求，又与城市建筑总体规划相一致.

(4)车辆：根据运量和线路型式，车辆必须满足如下要求：车型新颖、载客量大，具有防寒能力、性能灵活、维修方便.

因车辆在城市中运行，对景观、噪声的影响比较敏感.从列车运行动态效果来考虑，车辆造型要新颖，要为城市增添美感，要有降低噪声措施.

由于未来城市流动人口增长很快，客运量大，车辆必须要考虑增加载客量，在不降低标准的条件下，适当增加立位，减少座位，以保证在高峰时间的最大载客能力.车辆必须适应线路条件，具有爬坡能力大、转弯半径小的特点.为提高速度和保障安全，必须有较大的加减速度性能。

车辆应编组灵活，检查和维修方便，要考虑定型化、标准化、模块化、组合化.这也有利于减小车场占地规模。北方地区冬季时间长，车辆在地上运行，停靠站开门频繁，必须考虑防寒问题.

(5)运营管理：运营管理模式与提高服务质量、降低运营成本密切相关.同时要加强人员培训，提高管理水平.运营管理可分三部分：列车运行管理、车站站务管理、设备运转管理。

列车运行管理，主要是指对列车的运行调度指挥、保证行车安全和准点的信号控制管理系统.这与列车的行车间隔时间、了望条件、车辆技术性能有关，与采用的自动化控制装备有关.这两者之间要合理配合选择，要与提高人员素质和改进管理方式结合起来，把地面线和地下线区分开来，把行车密度不同的地段区分开，根据具体条件采用不同方式.为简化管理，控制车站规模，在保证安全与准点的前提下，运行管理要因地制宜，采用灵活的方式.

车站站务管理主要是车站秩序管理、票务管理和安全管理，保障乘客上下车和列车到发的安全和准点，避免站内发生意外事故.票务管理主要是售检票方式，要从管理方便、保障收入、控制规模、降低成本等方面考虑.票务管理的方式，对车站规模的影响尤为重要，要注意保障车站出入口的通过能力，要避免扩大车站站台的规模.

设备运转的管理，主要是供电系统和地下车站中的通风和空调系统.由于线路以地面和高架为主，列车编组长度短、轴重轻、总耗电量远不及地铁.所以运转设备较少，可考虑尽量集中管理，并置于车站之外，不增加车站规模.

(6)车站规模：车站规模取决于客流量和管理方式，同时也取决于线路型式是地面、高架还是地下.此外也受建筑形式的影响.作为车站本身的因素，主要是管理方式和管理水平.车站站台高度要与车辆地板面相当，站台长度适应列车长度，不应超过110 m.地面车站的站台两侧与街道间应有隔离措施，乘客均从站台端部进出，以便管理和保证安全.在高架车站，虽然车站空间允许扩大，但从景观考虑，应尽量控制车站规模和体积，以便于建筑造型的处理.总之，车站规模要随管理模式的简化而减小，这也有利于车站位置布局，有利于建筑造型玲珑.

(7)车场：车场是车辆停放和维修的基地，车场占地较大，在城市中选址比较困难.车场规模大小主要决定于怎样停车，怎样修车.停车场线路布局的基本条件是一条线路能停几列车.每条线停车数越多，则越可减少股道数和道岔区的占地面积.车辆保养和维修的工艺方式和周期是决定检修线数量的基本因素.车辆制造标准化、模块化，并具有故障自动检测装置，使车辆各种维修能力大大提高，周期缩短，线位减少.由于列车允许通过曲线半径甚小(R=20～30 m)，使车场线路布置有更大的灵活性.在车场布置的同时，应考虑全线的维修中心、培训中心、材料总库等，要立体规划，节约用地.

(8)关于先进性：在上述总体构思中，强调经济性和实用性较多，并未突出所谓先进性.这并非是降低标准，而是从实用观点来讲先进性，在过程中追求先进性.实际上，能够应用成熟的技术，发挥出最大的效益，并保留发展的余地，这是国际公认最大的先进性标准.单纯以自动化程度的高低来体现先进水平是片面的.

从发展的观点来看，系统的先进性更主要的体现在人才培养，提高素质，提高管理水平，提高服务质量上.

先进的设备可以逐步投入，适应逐步增加的客运量，使物尽其用. 3　结论与展望在，轨道交通系统尚属初级阶段，目前仅在北京、天津、上海建有地铁，广州地铁正在建设，大部分城市均处在规划和筹划阶段.即使在大连、鞍山、长春还保留着有轨电车并亟待改造为轻轨系统，但仍未起动.总体上讲，发展是缓慢的，其原因是地铁造价过高，难以承受，轻轨无系统标准，容易套用地铁模式，也导致造价提高.尤其是当前资金筹措比较困难的情况下，起动更困难.为此，汲取欧洲的经验与中国实际情况相结合，探索一种适合于中国的经济、实用、灵活的中运量的轨道交通系统，对推动中国轨道交通发展具有积极的意义. 

三、各种轨道交通方式采用的技术标准

这里主要从速度与运量、线路及相关设施、车站及旅客站台、建筑界限、机车车辆及牵引供电、站间距与发车间隔方面，比较不同轨道交通方式在技术参数上的差异。

不同轨道交通方式的技术参数比较

未来我国轨道交通的发展应根据区域经济发展和地理环境等实际情况，综合考虑经济、环境等多方面因素，采取最为合理、有效的多样化综合发展模式；进一步完善客运专线、既有客货共线铁路、城际轨道交通和城市轨道交通的线网布局和其相互间的层次衔接，充分发挥不同类型轨道交通运输网络各自的优势；另外，还要从整个综合交通运输体系角度入手，做好不同层面轨道交通运输系统与公路、民航等其他交通运输方式的整体优化配合。

中国轨道交通与常规公交有机衔接系统应该包括换乘枢纽合理布局选址、常规公交线网协调、运营衔接系统匹配。此外，做好轨道交通与常规公交的衔接是轨道交通有无生命力的重要保证，只有建立完善便捷的换乘系统，做好其问的衔接，轨道交通的运能优势才能充分挖掘出来，优先发展城市公共交通才能从理论走向现实。