城市轨道交通的发展阶段与特征研究解析

1、城市轨道交通的发展阶段与特征研究摘 要 通过对城市轨交通发展的历史和现状分析 , 阐述了城市轨道交通发展所 经历的生成期、成长期和成熟期等 3 个阶段的主要特征 , 并从可持续发展的角 度展望了城市轨道交通的发展趋势。关键词 城市轨道交通 , 阶段,特征随社会经济的发展 , 城市化已成为当今世界发展的重要趋势。在城市化的历 程中, 不同规模及不同发展阶段的城市产生了不同的交通需求 , 需要通过相应的 交通技术水平及运输工具来加以满足。从许多国际化大都市发展的实践来看 , 轨 道交通以其运量大、速度快的技术优势已成为城市交通结构中不可缺少的组成 部分, 它较好地解决了大、中城市交通日益增长的供需

2、矛盾问题 , 并满足了城市 化的要求。与城市的形成、发展及城市化进程的初级阶段、中级阶段和高级阶 段相对应 , 城市交通的发展也分为初级、中级和高级 3 个阶段 ; 相应地 , 作为城 市交通主要组成部分的城市轨道交通的发展则经历了生成期、成长期和成熟期 3 个阶段。1 生成期的城市轨道交通 此处的生成期在时间跨度上主要包括城市轨道交通的产生及发展的 初期。大约在 200 a 前,人类社会开始了城市化历程 , 城市交通的爆发导致城市 轨道交通的产生。1. 1 城市轨道交通的生成公共交通 城市化是人与物、资金、技术、信息等由乡村向城市、由小城镇向 大城市、由空间上的平面向某些点聚集的历史过程。生

3、成期城市轨道交通的变 革具有时代的爆发性。城市化初期 , 工业技术进步所创造的所有先进交通工具基 本上是首先用于解决市际交通问题的。当城市化过程发展到一定程度 , 城市规模 扩大到只有利用交通工具才能保证城市经济生活的正常进行时 , 城市内部交通系 统才开始诞生 , 出现了相应的交通工具并逐渐有所发展。正是在这种背景之 下,1828 年在巴黎出现了一种可供 14 人乘坐的单行“ 公共马车” , 并以固定 路线、固定价格、按固定站循环的方式运载乘客 , 这是历史上第一条公共交通线 随后又演变成马拉轨道车 , 从而拉开城市轨道交通发展的序幕。自从巴黎的马拉轨道车面世后 ,世界上其他一些城市也纷纷仿

4、效 , 城 市轨道交通得到了初步发展。如 1832 年, 纽约市建成了第一条马车铁道。城市 轨道交通的出现 ,对城市化过程而言虽然是一个渐变的过程 , 但由于在城市发展 的数千年历史中 ,城市内部交通问题并没有突出过 , 所以对整个城市发展史而言 , 却是一个具有爆发性的瞬态过程。这可从表 1 1 中一些国外城市的城市化 起步与轨道交通工具开始出现的间隔时间中得出结论。从表 1 可以看到 ,如以城市轨道交通系统的出现作为城市内部交通问题的爆发 时期来看,城市公共交通问题大约要在城市化开始后的2070 a以后才爆发出来, 并且城市化起步越晚 , 爆发的时期就可能越短。这是一个从渐变到突变的 飞跃

5、过程 , 当滞后于城市发展的交通工具不能满足城市交通运输的需求 , 当科学 技术的发展为运输工具的变革提供了物质条件 ,在这样的历史背景下 ,量的积累 达到一定程度必然引发质的爆发性变化 , 轨道交通应运而生并从此走上了城市发 展的历史舞台 , 逐渐担当起城市公共交通中的主要角色。表 1 国外部分城市爆发城市内部交通的时间1. 2 生成期城市轨道交通的特点在生成期 ,城市轨道交通刚刚起步。受历史条件和物质技术条件的 限制, 生成期的城市轨道交通具有以下主要特点 :轨道交通设计简单 , 技术装备水平低。生成期的城市轨道交通是建立在传统交 通工具 马车的基础上的 ,其动力为畜力 ,运行路线固定在轨

6、道上。承载能力较 传统的马车有较大提高 , 但与现代城市轨道交通相比 ,则不可同日而语。轨道交通在城市交通中所占份额有限。在生成期 ，城市内部交通虽然开始爆发 但主要是通过私人交通工具来解决的。同时 , 由于公共交通工具收费较昂贵 , 普 通市民往往难以承受 , 比如在 1850 年 , 巴黎、伦敦公共交通工具的乘客主要是 中产阶级和上层人士 , 其票价相当于城市工人 1 h 的工资2 成长期的城市轨道交通2. 1 城市轨道交通的发展自工业革命以后的城市规划无不把城市交通放到了极为重要的地位 同时城市交通的侧重点从城市的外部交通逐渐转移到城市内部交通特别是轨道 交通上来 , 先进的交通工具也随

7、即从外部交通转到内部交通中来。比如 , 伦敦、 巴黎、纽约、东京和柏林都曾把部分市际铁路改造为市郊铁路, 甚至把蒸汽牵引方式也一度引入城市内部交通之中。城市内部交通的含义中 ,关于城市轨道交通 的成分比例也越来越大。这一过程是与城市化的步伐紧密相连的。城市化要求城市交通系统的规模与其发展的规模相适应。随着城市 化进程的加快和城市规模的扩大 ,除了要保证城市内部人员的正常出行需要 ,并 发展相应的城市客运交通工具以外 , 交通工具的规模即承运能力必须与城市化本 身发展的规模相适应。从马车、马拉轨道车向有轨电车、地铁方向的发展 , 不仅 仅表现为交通工具的变革 , 最主要的还是承运能力的变革。成长

8、期的城市轨道交通系统已相当完备 , 在城市交通中所占的比重越来越大。进入成长期后 ,国外城市内部交通系统迅速发展 ,各国在很短时间里 就把由工业革命带来的技术进步用到了城市交通系统中来 , 尤其是市内交通部 分。在交通工具的更新与改造方面 , 更是不遗余力。表 2 反映的是在一些大城市的成长期城市交通体系中承担主要作 用的交通方式或手段 , 可见城市内 部交通系统已经从人力车和马车进化到公共汽电车、市郊铁路和地铁等。这些 交通方式或手段与目前的情况相比 , 已相当接近。表 2 一些城市成长期的城市交通系统表1852 年, 欧洲有 9 个城市出现了有轨电车。此后 , 有轨电车就一直 作为城市公共

9、交通的主要手段。 1863 年世界上第一条地下铁道在英国伦敦建成 同期出现城市铁路郊区线路。到第一次世界大战前夕 , 世界上至少有 12 个城 市修建了地铁 , 它们分别是 : 伦敦（1863 年）, 纽约 （1868 年）, 伊斯坦布尔 （1875 年）, 布达佩斯（1897 年）,格拉斯哥（1897 年）,威尼斯（1898 年）, 巴黎（1900 年）, 波士顿 （1901 年）, 柏林（1902 年）, 费城（1907 年）, 汉堡（1912 年）, 布宜诺 斯艾力斯 （1913 年） 。轨道交通伴随着城市公共交通的发生而生成 , 它从一开始就以大众 运输作为主要服务对象 , 并逐步成为

10、城市公共交通结构中不可缺少的组成部分。 这种运行方式正好适应了城市化后城市客流对公共交通变化的需要。在以后近 100 a 的时间里 ,许多大城市基本上都把城市轨道交通的发展作为城市公共交通 系统的主体来对待。从一定程度上讲 , 轨道交通在现代城市交通的大众化中起着 不可忽视的重要作用 , 其飞速发展是历史的一种必然趋势。2. 2 成长期城市轨道交通的特点城市化的发展必然对城市轨道交通的发展提出各种新的要求。在轨 道交通走向成长期的过程中出现的较重要的思想是要求系统在硬件和软件方面 不断地、尽快地研究和采用先进技术。2. 2. 1 硬件方面的特点在硬件方面 , 先进技术的采用主要表现为城市轨道交

11、通运输工具的 更新与完善。以工业革命驱动的城市化进程及现代城市的诞生 , 促使了人与物针 对城市空间运动流量的迅速扩大及在城市内部流量积沉量的增大。与城市经济 功能及经济结构的完善 , 城市规模的扩大及人与物在城市内部空间运动流量的增 加相对应 , 城市公共交通系统得到了迅速的发展与完善。交通运输工具迅速由传 统化向现代化进化。对伦敦、纽约、柏林等城市的研究分析表明 , 城市轨道交通 及其技术装备水平在成长期得到了前所未有的创新和发展。而轨道交通及公共 交通系统的快速发展和日臻完善 , 反过来又极大地推动了城市化进程和现代城市 社会与经济功能的进一步强化。2. 2. 2软件方面的特点在软件方面

12、 , 先进技术的采用主要表现在城市规划与城市交通布局 及轨道交通网络的发展开始以先进的设计思想为指导。比如 , 索里亚在马德里的 城市改建方案中 , 就对轨道交通在城市规划中的系统布置提出了较为科学的看 法。他的“线状城市”方案认为城市的形状应采用线状 , 同时轨道交通应以地 下、地面和高架相结合的方式进行规划、建设。之所以提出如此设想 , 是因为他 认为轨道交通 （ 铁路、地铁和有轨电车 ） 是能够做到安全、高速、高效和经济的 最好交通工具 , 而城市以其为轴作线性发展 ,可以使二者得到良好的匹配及发 展。在他设计的城市中 , 以一条宽度不小于 40 m 的干道作为“ 脊梁骨” , 电气 化

13、铁路就铺设在这条干道的轴线上。而作为线状城市之轴线的铁路线 , 可以经由 地下或者高架 , 一直引到市中心。此外 , 他还设计了一条长 50 km 的有轨电车环 行线, 离市中心的半径约 7 km , 形成线状城市的骨干。在索里亚的设计方案中 最为大胆的设想是使电车轨距与火车轨距相同 , 从而将新线与一个主要的铁路车 站相连 , 以便能利用有轨电车线为工企业进行货物运输。可以看出,尽管索里亚在 1882 年提出的方案是用于马德里城市交 通改建的 , 但这些思想至今基本上被沿续了下来。特别是关于城市有轨交通建设 可采用地下、地面、高架三种方式结合的方法 , 正是目前世界各大城市所普遍采 用的。3

14、 成熟期的城市轨道交通和任何事物的变化规律一样 , 城市轨道交通也有一个发生、发展、 成熟的过程 , 这其中除了技术因素外 ,更重要的是社会因素。第二次世界大战以 后, 世界各国的经济进入了一个新的发展期。在二战前城市化水平比较高的国家 在战争后又迅速进入城市化发展比较成熟的阶段。而不少在二战前城市化水平 并非很高的国家或地区 , 由于城市经济的飞跃发展也迅速达到了城市化比较成熟 的阶段。由城市化发展与城市交通发展的紧密关系所决定 , 一些发达国家或地区 的城市交通 , 特别是轨道交通发展也进入了成熟期。由工业革命推动的城市化 , 在一些发达国家经过近一个世纪的加速 发展后, 先后于本世纪七八

15、十年代进入稳定期。从总体上说 ,以城市人口所占比 例达到 80 % 左右就基本上处于稳定状态了。它既标志着城市化发展已基本上 进入了稳定成熟期 , 也标志着人与物向城市空间运动的规模流量积沉达到了空前 的水平, 同时市际交通与市内交通的规模也达到了空前水平。促使城市交通进入成熟期的因素是多方面的 , 但总的说来可归结为 两个方面 :一个方面是城市经济的进一步发展 , 并最终把城市化发展推向了成熟 阶段; 另一个方面则是城市交通本身的进一步发展,使其不仅在满足城市对内与对外交通需求方面得到了进一步满足 , 而且在交通系统及运输手段革新方面也有 了极大的发展和完善 , 从而保证了城市轨道交通的发展

16、在一些发达城市进入了成 熟期 1 。3. 1 成熟期城市轨道交通系统的结构成熟期城市轨道交通系统的结构已较为完善 , 在公共交通中的主导 作用日益显著。其主要交通工具包括地下铁道、轻轨、高架独轨、市郊铁路、 新交通系统、有轨电车、索道缆车等。3. 1. 1 地下铁道地下铁道是城市快速轨道的先驱 ,1863 年至今已有 127 个城市有 了地铁。许多大城市的地铁长度都在 100 km 以上, 其中纽约、伦敦的地铁总长 近 400 km 。地下铁道在城市公共交通中发挥着巨大的作用 , 为大城市居民出行 提供了最便捷的交通工具。3. 1. 2 轻轨交通轻轨交通是在有轨电车的基础上发展起来的 , 但它

17、与原来的轻轨电 车已有了质的区别 , 已成为一种崭新的交通工具。“有轨电车汽车轻轨交 通”的发展正是一个否定之否定的螺旋式上升过程。由于轻轨交通的造价仅为 地铁的in3 ,既能较好地满足大城市的运量要求，又能在大城市与卫星城镇之 间建立起便捷的联系 , 因此, 轻轨交通在城市交通中的作用越来越大 , 欧洲不少城 市都在贯穿市区与卫星城镇的交通干线上采用了新型的轻轨交通。3. 1. 3 高架独轨高架独轨可分为悬挂型和跨座型两种，具有运量大（可达12万人 次n h）、走行平稳、爬坡能力强（可爬10 %的坡度）、建设费用低（仅是地铁 的in3）、全立交化（与地面交通不互相干扰）、对城市日照采光的影响

18、小、 噪声较低 （使用混凝土轨道和橡胶充气轮胎 ） 等优点。德国科隆二战前已建成跨 座型独轨 , 至今在乌珀塔尔还有悬挂型独轨。目前 , 日本是世界上高架独轨交通 建得最多的国家 ,政府对独轨建设给财政资助 , 以促进独轨交通的发展。3. 1. 4 市郊铁路城市铁路的造价仅为地铁的1 n 51 n6 ,作为城市轨道交通的一 个子系统 , 市郊铁路的建设也应该纳入成熟期城市公共交通的整体规划之中。3. 1. 5 新交通系统 新交通系统是一种全自动控制的轨道快速客运系统。车辆定时自动 运行 , 车站不用人管理 , 完全由中央调度室电子 /a 计算机集中控制。新交通系 统和高架独轨有许多相同之处 ,

19、 如高架专用轨道 , 适合于大坡度和小曲线半径线 路,建设费用比地铁小 ,大都采用橡胶车轮 ,噪声低,安全性能好。目前世界上营 业的新交通系统有 17 条,共154. 6 km 。3. 2 成熟期城市轨道交通发展的主要特征 通过对纽约、巴黎、伦敦、东京、莫斯科等城市市内交通客运量结 构的分析与研究结果表明 ,这些发达城市在客运量方面 ,公共交通始终是占第一 位的 , 无论私人交通如何发展 , 公共交通作为主体的地位一直没变。在市内客运 交通中 , 公共交通占有绝对的优势 , 并且在大城市的客运交通中 , 有轨交通往往又 占有比较大的优势 ,居主导地位。公共交通所占的比例一般为60 %80 %

20、, 其中有轨交通的比例则达 30 % 45 % , 真正解决城市交通问题的主要还是地 铁、高架、市郊铁路等轨道交通运输系统。全方位、立体化市内和市际交通运 输方式的完善更促使城市轨道交通的发展步入成熟期。在轨道交通的发展进入 成熟期后 , 无论是市际还是市内交通方面 , 比较成熟的运输市场及多元化的交通 格局已经形成。同时 , 各国政府及城市当局在城市交通方面巨大的资金、物资及 人力的投入,为城市轨道交通进入成熟期提供了物质保证。处于成熟期高级阶段 的轨道交通主要具有以下基本特征 :(1) 城市交通体系不再单一 ,更注重公交协调合作的作用 ,强调大小公交的衔接 和一体化 , 大容量快速轨道交通

21、与传统汽、电车地面交通两大类运输方式形成全 方位、立体化、多层次的格局。城市客运交通是一个整体化的设计 , 轨道交通与 公共汽、电车在车站的衔接上非常紧密 , 使乘客换乘极其方便 , 促使更多的人使 用公交而少用私人交通工具。(2) 随着城市化发展速度变慢 , 人与物向城市空间运动的加速度也变慢 , 导致人 与物的空间运动量在城市中积沉量的增加量逐渐减少 , 空间运动规模不再扩大 , 这样, 城市内部轨道交通的压力将得到一定程度的缓解 ; 但是由于城市分解和过 度市郊化造成的市郊轨道交通问题开始逐渐突出。(3) 城市轨道交通的发展使得人们对城市交通的地位重新认识 , 使其从为城市居 住、劳动、

22、休息等功能服务的附属性地位上升到与居住、劳动、休息同等重要 的主要功能地位 , 并体现在城市规划与城市建设之中。(4) 城市轨道交通的发展不再以满足数量上的需求为主要功能定位 , 而是转向以 质量上的改进作为新的功能定位 , 从而使城市轨道向安全、快速、舒适、便利和 捷运方向转变。这会促使城市按主要交通轴线呈带状分布的形成 , 使城市化进入 一个新阶段 , 促使城市文明的进一步扩散 ; 还会促使城市人口向城市周围地区移 动, 形成人口在城市中的均匀分布及城市功能和经济结构的优化调整。4 走向可持续发展的城市轨道交通 公共交通是解决城市交通问题的最佳途径 , 轨道运输又是重中之 重。城市轨道交通在城市客运中的地位可以说自其诞生之日起 , 就一直得到了持 续发展 , 在城市内部交通中处于主导地位。依靠轨道交通为主的公共交通解决城 市交通问题的办法 ,不仅在发达国家得到普遍应用 ,在发展中国家及地区也日益 引起重视。如拉丁美洲许多国家的大城市也都建有地铁 , 墨西哥城在 1969 年就 拥有了第一条地铁线 , 到本世纪末 , 全城将有 21 条地铁