地铁环线：如何画好头部城市的活力之圈

本文来自微信公众号：低瓴资本合伙人，作者：+1，题图来自：视觉中国（上海地铁4号线镇坪路站）

2024年11月26日，哈尔滨地铁3号线实现闭环运营，这座冰雪之城正式开启了“十字+环线”的地铁网络化运营时代，标志着国内第6座地铁之城、第7条地铁环线的产生。

目光回到上海，上海地铁4号线是国内第2条开通的地铁环线，全长33.6千米，共设26座车站。然而相较于上海的城市规模，4号线覆盖面积相当有限，再加之与3号线的大段共线，这条环线颇具戏剧色彩。

为何众多城市热衷于建设地铁环线？怎么评价上海地铁4号线？如何画好头部城市的活力之圈？

环线初探

随着哈尔滨地铁3号线的成环，国内现已有北京地铁2、10号线、上海地铁4号线、成都地铁7号线、重庆地铁环线、郑州地铁5号线、哈尔滨地铁3号线六城七线。除此之外，还有西安地铁8号线、广州地铁11号线、武汉地铁12号线正在建设中，前两者也预计于今年底开通运营。

图1 国内地铁环线一览

地铁环线的建设，需要城市能级、人口和建成区规模以及线路路网的支撑。已建或在建地铁环线的9座城市里，有3座直辖市和6座省会城市，其中5个省会均为副省级城市。在地铁客流方面，北京、上海、广州、成都分居1、2、3、5名，重庆、西安、武汉也常年稳居前10名。

反过来，地铁环线对于轨道交通网络完善衔接和发展也具有举足轻重的作用。北京、成都和西安等城市，是典型的“环状”城市，其具有以天安门、天府广场和钟楼为地标的城市中心，具有多条环状快速路和绕城高速，辅以放射型骨架干道，形成环状的城市布局和立体式交通网络。除这三座典型的“环状”城市外，国内许多大城市均具备环状高架等快速地面交通，也对环状轨道交通的建设十分狂热。

从客流组织的角度，环线对于远端至远端的客流沟通非常重要。通过环线，位于中心城区邻近方位的两个远端地点无需深入市中心，即可通过郊区段线路-环线-郊区段线路的换乘方式缩短绕行距离。

例如，在北京首都国际机场落地的游客需赶往北京环球度假区时，可采取首都机场线、10号线、1号线的乘坐路径；若不搭乘环线，则需进入市区通过南北走向的5号线换乘。

又例如，居住于复旦大学江湾校区的学生前往上海赛车场观看比赛时，可采取10号线、4号线、11号线的乘坐路径；若不搭乘环线，则将在10、11号线的交汇点交通大学站完成换乘。但有趣的是，由于上海地铁4号线成环偏小，又加之上海倾向于核心线路直接延长至远郊的布局方式，搭乘环线以增加1次换乘作为代价，却只得到了耗时减少3分钟的收益。

图2 地铁环线完成远端间衔接

环线的另一个重要作用在于对交通枢纽和客流大站的串联。这些场站是市民和旅客出行时重要集中的起讫点，通过环线将其连接后，无论是从环内核心区还是环外郊区前往枢纽，均可就近乘坐放射线路或穿城线路至与环线的换乘站，再乘坐环线快速抵达枢纽。

例如，成都地铁7号线丝滑地将成都站（火车北站）、成都东站（成都东客站）、成都南站（火车南站）这三大铁路枢纽串联，前往双流机场的重要换乘站太平园站也布置于环线上。

又例如，郑州地铁5号线将郑州东站这一铁路枢纽和省人民医院、郑州人民医院、市中心医院、市第二人民医院、省骨科医院、儿童医院等重要医疗机构相串联，充分发挥郑州作为省域医疗中心服务全省百姓的作用。

图3 地铁环线串联重要枢纽

环线统计学

由于各大城市的结构组团、线网布局、环线规划时间和定位各不相同，因此所设计的环线虽核心功能相似，但在线路长度及围合面积、客流量及分担率等指标上各有千秋。本章简要统计了这些线路指标，试图回答怎样的环线是一条“优秀”的环线。

1. 基础信息

图4展示了国内地铁环线线路长度、站点数量、换乘站比例和平均站间距等基础信息^[注1]。

线路长度方面，59.9km的武汉地铁12号线是国内最长的环线，北京地铁10号线也因其“地铁二环”的定位而较长，上海地铁4号线以33.6km在九环中排位最末。线路长度和设计和建设年份有明显的关系，武汉、重庆、西安等城市的环线建设相对较晚，且在线网中的建设次序靠后，其后发优势使得线路长度普遍偏长。九环长度平均值为45.7km，中位环为43.2km的广州地铁11号线。

九环平均站点数量为34个，其和线路长度大致呈正相关；上海、北京、广州三环的换乘站比例^[注2]领先，这与线网规模和建成区线网密度的位次基本保持一致。大多数环线的平均站间距在1.2km~1.4km之间，重庆、武汉因环线较大和地形限制等原因设站比例偏少，哈尔滨地铁3号线因处于城市线网发展初期而设站较密，设站密度和环大小存在一定程度的负相关。

图4 国内地铁环线基础信息图

2. 区域覆盖

本文选取了图5所示的3个指标以评价环线的区域覆盖能力。覆盖面积，即环线形成的闭合区域的面积，在图中以圆形的大小予以表示。环内人口占比，即环线内区域的人口占城市建成区人口的比例，大部分数据参照于第七次人口普查。环至远端距离，即衔接于环线的郊区段线路的端点至与环交点的距离的均值，用以评价远端-远端客流特征的绕行程度。

覆盖面积方面，各环排位大致与线路长度相当，其中北京地铁10号线、武汉地铁12号线位居前两位，上海地铁4号线、哈尔滨地铁3号线位居末两名。

环内人口占比方面，大部分环线集中于20%至30%，西安由于其城区人口的高度聚集占比而达到34%，上海由于小环和大建成区的强烈对比使得环内人口仅占8%。

环至远端距离方面，大部分环线集中于15~20km，哈尔滨由于线网尚不成熟仅8.2km，广州因数条长距离的郊区新区线使得该项指标达到31.4km。环内人口占比和环至远端距离呈现出一定的相关性，成都、北京、郑州、武汉两项指标均在中位值左右且较为接近。

综合来看，上海地铁4号线在三项评价区域覆盖能力的指标中均排名较后，北京、武汉、哈尔滨、西安则各有领先。

图5 国内环线区域覆盖能力示意图

3. 客流承担

图6展示了国内各城市已开通环线对于该城市轨道交通客流的分担情况。日均客流原则上选取该环线2023年客流量均值^[注3]，客流强度是日均客流和线路长度的比值。环线与线均客流比指环线的日均客流同所有线路的平均日均客流的比值，环线客流承担率指环线的日均客流占全线网日均客流的比例。

日均客流和客流强度方面，由大至小的排序依次为北京、成都、上海、郑州、哈尔滨，北京地铁10号线因其较长的线路长度和较大的客流基数遥遥领先，成都地铁7号线也培养出良好的客流惯性，郑州、哈尔滨因城市能级和线网规模原因在绝对数值上不占优势。

环线客流承担率方面，郑州地铁5号线一骑绝尘，客流贡献率近全线网的五分之一，也体现其串联铁路枢纽、中央商务区、医疗机构所带来的客流引导能力；重庆、北京、成都三环承担率相当，在12%至15%之间；上海地铁4号线再次因小环和大线网的强烈对比而排名最末。环线与线均客流比与环线客流承担率情况大体一致，但一定程度上会受到郊区线布局模式的影响。

图6 国内地铁环线客流承担示意图

4. “圆滑度”

除上述较为严肃的统计信息，此处还提出了一个有趣的统计角度。“圆滑度”，本文将其定义为地铁环线的覆盖面积与同地铁环线里程相等的圆面积的比例，用于评价各地铁环线的曲折程度。

图7展示了3个典型的环线案例，其中北京地铁2、10号线均近似于正方形，通过计算等周长正方形和圆的面积关系可估算其“圆滑度”约为78.5%；成都地铁7号线在所有环线中和圆的近似程度最高，其“圆滑度”达到了91.0%；重庆地铁环线因强行串联各大核心商圈和铁路枢纽显得最为曲折，在形状上还有些神似广东省的版图，其“圆滑度”仅为56.5%。其他环线的数据列于表1中。

图7 京渝蓉三线“圆滑度”比较

表1 国内环线“圆滑度”一览

上海扩环计划

上一章的统计信息显示，上海地铁4号线无论是基本的线路长度和站点个数，还是区域覆盖能力和客流承担率，在众多城市的环线中均排名靠后。正因于此，多年来上海地铁“扩环”的呼声不绝于耳，其中有3、4号线的分离方案和26号线的大环方案等，但上海城区地铁网络已基本成型，大规模扩改建几无可能。

但是，本文仍然希望探讨上海的扩环问题：一是在目前上海的地铁线网中，对于大环的需求如何被拆解和分担；二是在统计、分析和比较国内众多环线的基础上，怎样的上海地铁环线会较为符合这些统计规律。

对于第一个问题，在2020、2021两年，上海相继开通了上海地铁15、18号线，这两条分列于上海西部和东部、呈现南北走向的中环切向线很大程度上承担了东西两端的切向客流。而在上海南面，上海地铁7、13、11号线，也一定程度上承担了浦东南部的切向客流。在上海北面，上海地铁20号线一期西段已经开工建设，一期东段和二期工程仍待进一步落地。

既然上述线路的部分区间分担了上海大环缺失带来的影响，因此本文也尝试将其相连成为类似于其他城市的大号环线，以此回答第二个问题。图8展示了该环线的走向^[注4]，本图旨在描述上海大环功能的分担情况，与实际情况以及今后建设思路并无关联。

图8 上海扩环示意图

表2 “上海新环线”统计指标及提升比较

根据切向客流引导功能承担情况，“上海新环线”以上海地铁13、15、18、20号线的部分区段为基准，在上海南站、龙阳路等切向线交叉处灵活衔接而形成，表2展示了该环线的各项指标及同国内现有九条地铁环线（含在建）的比较。

其全长52.4km，低于武汉地铁12号线和北京地铁10号线，与重庆、西安两环长度大致持平。由于承接的15、18号线在市区段设站较密，该环线站点个数较多而平均站间距较小，分别高于和低于均值28.6%、11.9%。得益于上海全国榜首的城区设站密度，该环线的换乘站比例仅次于原有的上海地铁4号线，60%以上的站点均为换乘站。

围合面积和环内人口占比方面，较上海地铁4号线均有超过一倍的提升，在已有九环中位居中上游。环与远端距离方面，较上海地铁4号线缩短了17.4%，但由于上海的线网规模较大、郊区线路延伸较长，故仍略高于九环均值。该环线的形状大致呈平行四边形且内角接近90度，因此“圆滑度”大致和呈正方形的北京地铁2号线、10号线相当。

综上所述，以上海各条切向线衔接组成的“上海新环线”同上海地铁4号线相比优化效果明显，与已有九环相比设计也较为合理。但是受限于切向线之间的衔接、15号线的交而不换与虚拟换乘、北部切向线尚在建设中等原因，切向线进行实际的客流组织时实现效果也会有所折扣，但这可能已是在上海现有线网基础上的最优补丁。

结语

长期以来，地铁环线设计建设是轨道交通爱好者经久不衰的话题，随着几天前哈尔滨地铁3号线的闭环及年底西安、广州两环的相继通车，相信关于环线的讨论将再次成为焦点。

地铁环线优化了远端至远端的客流沟通，完成了大型枢纽和核心商务区的有序串联，在区域覆盖和线网客流组织上发挥着重要的作用。希望设计者、建造者和广大市民相向而行，从〇开始，将地铁环线转变为便捷之圆、高效之圆、活力之圈、发展之圈！

注释

注1：在北京线网中，主要由北京地铁10号线承担环线相关功能，因此后续部分统计将不列入北京地铁2号线；

注2：换乘站统计中，上海地铁3、4号线共线段仅计头尾两站；

注3：少部分城市未公布全年分线客流数据，本文将其近似为抽样数据的平均值；

注4：虚拟环的构建将对原线网造成破坏，因此换乘信息仅供参考。

本文来自微信公众号：低瓴资本合伙人，作者：+1

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