*基金项目:教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目(07JZD0012;两部科技支撑课题高速列车总装制造工程经济性模型设计与评估
(2009BAG12A01-G02-2;北京交通大学课题(2007XM080。
李红昌1刘钟南2杨永平3
(1北京交通大学经济管理学院副教授、经济学博士;2北京交通大学经济管理学院博士研究生;北京100044;
3中国国际工程咨询公司高级工程师;北京100048
摘要:轨道交通可以压缩时空距离,提升时空价值,实现交通功能与其他功能有机耦合,已成为
解决人地关系紧张和“城市病”的重要甚至唯一途径。日本经验表明,轨道交通发展重点已从路网扩充向综合枢纽及铁路客站城市方向转移。快速轨道交通要适应城市群连绵成带发展需要,要大力发展通勤铁路和环状线,按照TOD 模式实现交通枢纽与土地联合开发,构建铁路车站城市。我国要加强高速铁路和城市轨道交通时空规制,培育铁路文化、铁路精神和铁路意识,构建高速铁路建设触发机制,完善交通枢纽和综合运输规划体制,促进方式间有序竞争,形成财政补贴长效机制,实施计程票制和收益管理制度,优化运营组织,促进我国轨道交通事业可持续发展。关键词:日本铁路;时空价值;交通枢纽;运输组织;时空规制文献标识码:A
文章编号:1004-9746(201101-0017-10
日本铁路考察报告*
1考察背景与力图解决的问题
2010年10月10日至19日,北京交通大学日
本铁路考察团参观访问了日本铁道综合技术研究所、国土交通省运输政策研究所、歧阜大学地域学部等科研机构,与日本的森地茂、笃河合、伊东诚、厉国权、应江黔等铁路专家进行了座谈,就高速铁路规划、投资、建设、运营、管理等问题进行了深入
讨论,实地考察了日本新干线、JR 山手线、东京地下铁、都营地铁、私营铁路及站舍周边开发,以及新宿站、东京站、银座站、名古屋站、京都站、大阪站等大型铁路交通枢纽,对日本铁路的铁路理念、功能定位、枢纽连接、运营组织、价格策略等有了深入了解。以日本铁路为参照系和对比物,可以更深刻地理解我国铁路产业取得的显著成就和存在的突出问题。
———对我国铁路产业及北京城市轨道交通发展方向的一些建议
大视角
Broaden Your Horizon
Abstract :Being able to shorten the temporal and spatial distance,enhance the value of time and space,achieve the or -ganic integration between transport functions and other functions,rail traffic has become an important and even the only way to solve land resource scarcity and "urban disease".Japan's experience shows that the focus of rail traffic has shifted from rail network expanding to development of integrated hub and rail station city.To adapt to the development needs of urban agglomeration,great effort shall be made to build commuter rail and ring rail,to achieve joint develop -ment of transport hub and land development to make a rail station city in accordance with the TOD mode.China has to strengthen high-speed railway and urban rail transit time and space regulations,foster railway culture,spirit and railway awareness,build high-speed railway construction trigger mechanism,improve the transport hub and integrated transport planning system and promote orderly competition among modes to form a long-term financial subsidies mech -anism,the implementation of the metered fare system and
revenue management system,optimize operation organiza -tion,promoting sustainable development of China's rail transport.
Key words :Japanese rail;time and space value;transport hub;transport organization;time and space regulation
目前,我国铁路产业处于快速发展时期,高速铁路建设引起了国内外广泛关注。对我国应该不应该建设高速铁路问题、速度目标值选择问题、综合交通枢纽问题、铁路运输组织问题等,社会上存在着不同的声音。本文力图对上述问题给出自己的独立学术见解,从日本铁路发展经验来澄清一些错误看法,提出我国铁路产业以及北京城市轨道交通未来发展方向。
2日本铁路考察涉及的主要运输经济学理论
国内外经济学界对铁路涉及的运输经济学理论认识不足,对铁路时空价值(Railway Temporal and Spacial Value、空间规制理论(Spatial Regula-tion Theory、铁路功能定位、铁路有效竞争距离等认识尚未体系化。基于此,我们介绍北京交通大学运输经济研究者的系列成果,为理性分析日本铁路奠定基础。
2.1轨道交通时空价值
从时间价值理论、项目评价理论及方法(如项目有无法等、外部性理论、公共产品理论、空间经济理论、区位理论、集聚理论、交通导向开发(Transit Oriented Development,TOD理论等方面分析轨道交通的国内外文献较多,但这些理论一般都是直接平移一般经济学、技术经济学、金融学或管理学理论,缺乏基于轨道交通技术经济特性的深入分析,更缺乏基于时空价值维度的理论剖析。
从运输经济学理论来看,轨道交通是由点线构成的网络结构,轨道交通价值主要体现在对时空距离的压缩方面。换句话说,轨道交通作为社会派生性需求,它的主要价值表现为时空价值。从线上来看,以高速铁路为代表的轨道交通大幅压缩了人们的出行时间,节约了时间价值。从点上来看,交通枢纽是集疏旅客最重要的节点,轨道
交通时空价值都可以通过枢纽价值(包括交通价值、建筑价值、商业价值、土地价值等得到体现。
2.2轨道交通时空规制
以卡恩、植草益等为代表的规制经济学家认为,政府对市场和企业行为的干预,主要体现在经济性规制和社会性规制两个方面。经济性规制是指对进入、退出、价格、产量、广告等的政府监管行为;社会性规制是对环境、安全、健康等市场失灵领域的政府介入矫正过程。李红昌和刘钟南博士研究表明,传统规制理论适应一般工商企业规制的需要,但却不能适应具有时空特征的轨道交通规制的内在要求。从理论上讲,轨道交通主要规制环节包括以下几个方面。
2.2.1轨道交通功能定位规制
北京交通大学荣朝和教授认为,从功能定位上看,铁路可分为城市铁路、区域铁路和干线铁路,分别服务于不同距离和特征的客货需求(如图1所示。在建设轨道交通时,必须根据经济社会发展需求确定功能定位以及相应的责任主体、经营主体、服务半径、站间距与列车速度等。在100km距离以内的城市铁路,速度一般在
100km/h左右,站间距小,追求的是高频率和服务质量;在400km距离以内区域铁路,速度目标值一般在200km/h左右,平均站间距在10km左右,主要服务于都市圈的通勤、商务、旅游等旅客出行需要;在400km以上的干线铁路,可以按照300km/h标准进行修建,站间距15~30km。干线铁路、区域铁路和城市铁路可以实现功能兼容。
2.2.2轨道交通速度目标值规制
实证研究表明,地铁最高运营速度达到80km/ h就能满足20~30km半径内的出行需求;都市带核心城市与卫星城市之间轨道交通速度只需200km/ h就能满足需求;长距离干线铁路运营速度达到300km/h就能满足大部分旅客出行时间价值以及与民航竞争需求。戴维斯公式表明,列车能耗与速度目标值之间成几何次方关系,列车速度目标值越高,能耗增加速度就越快,即E=A+Bv+Cv2,如图2所示。因此,一条高
速铁路上除了运行300km/h以上的列车,还需要运行200km/h和250km/h的列车,通过多种速度列车混跑,满足不同时间价值旅客需求,减少电力能源成本支出。
(≤30km(≤100km(>100km,≤400km(>400km
≈1km
≤80km/h
≤50km
≤120km/h
≤10~15km
≤200km/h
>15~30km
可≥250km/h
说明:实线为责任关系;虚线为委托和兼容服务关系
日本铁路考察报告李红昌刘钟南杨永平
2.2.3轨道交通站位规制
轨道交通客货站位选择对方便乘客出行,实现多种运输方式无缝衔接,具有重要意义。世界各国经验表明,尽量把客站选址设在市中心,尽量把货站选址设置在郊区,是工业化和城市化发展的内在要求,有利于铁路站场枢纽和城市有机融合。
2.2.4铁路客站枢纽形态规制
铁路客站枢纽形态规制重点是,客站枢纽需按照立体化、一体化、综合化、地下化等原则进行建设,尽量在5~10min内实现各种运输方式在枢纽内的方便换乘,以
提高消费者效用水平;按照TOD模式实现客站枢纽和周边土地、建筑、商业等的联合开发,实现城市稀缺土地资源价值最大化。
2.2.5轨道交通投资规制
轨道交通公益性突出,社会外部效益显著,初始建设投资需要中央和地方大量资本金投入,不能过度依靠银行贷款。政府从一开始就需要从制度上规制资本金来源,明确把轨道交通投资列入政府财政预算,稳定轨道交通投融资渠道和方式,确保轨道交通未来的可持续发展。
2.2.6轨道交通规划规制
轨道交通必须和土地规划、城市规划、区域规划和国家规划相协调。只有把轨道交通规划放在更大背景下进行考察,才能准确把握轨道交通规划的指导思想、原则、重点和节奏,才能科学控制轨道交通建设的时序、规模、结构。
2.3铁路文化、铁路精神、铁路理念与铁路效用
铁路文化(Railway Culture是指以铁路为核心的在一定时期内形成的思想、理念、行为、风俗、习惯、代表人物以及由这个群体整体意识所辐射出来的一切活动;铁路精神(Railway Spirit是指以铁路为核心的意识、思维活动和一般心理状态;铁路理念(Railway Ideology是指以铁路为核心的思维活动和观念的反映。一个国家和地区是否拥有铁路文化、铁路精神和铁路理念,直接关系到其交通发展模式选择。那些以公路、民航为主导交通模式的地区,其铁路意识相对薄弱,铁路建设速度相对缓慢,铁路开发力度相对有限。
对铁路价值(Railway Value的认知水平,是铁路文化、铁路精神和铁路理念培育的基础。铁路价值是指铁路线网或站场枢纽对生产者剩余和消费者剩余的作用。通过时间和空间因素的时空收敛效应,铁路价值体现在如下几个方面:一是增加生产者收益,降低了生产者成本,如客货分线释放运能,运量上升增加运输进款;二是节约消
费者时间价值,通过旅行时间节约,消费者效用得到了增加;三是拉动了建筑、房地产、商业等区域经济和社会经济发展,增加了铁路的外部效用。
生产者、消费者和社会总效用用公式表示,即:
Z=α+βΧd(t,d+β′Χi(t,d+δY軍+μ其中,因变量Z是社会总效用,是铁路工程(Railway Project产生的生产者效用、消费者效用和外部效用的总和;X d为包含时间和空间因素的中介变量,即铁路项目通过影响时间t和距离d而对总效用产生的直接效应,包括生产者成本降低、运能释放导致的客货运量增加、运营收入增加、消费者时间价值节约等;X i为铁路项目通过影响时间t和距离d而对总效用产生的间接效应,包括房地产价格上升、建筑投资增加、商业开发收入增加、区域经济和国民经济的拉动作用等;Y是控制变量,是对收入水平、时间价值、价格、速度、安全、服务等的预定假设;α、β、β′、δ、μ等是待定系数,其中α包括了铁路项目直接投资形成GDP等基础效应。
2.4轨道交通与其他运输方式市场区隔
以铁路为代表的轨道交通与公路、民航有着不同的技术经济特性,它们的有效市场距离也不相同,从而市场区隔在距离上存在很大差异。综合赵坚等学者的研究成果,高速铁路车站两端出行时间为T1、进站等提前时间为T2、列车运行时间为T3,三项构成了总出行时间。若高速铁路T1和T2总和比民航节约1.5h,民航飞机旅行速度为600km/h,高速铁路列车旅行速度为300km/h,则在不考虑票价等因素,只单纯考虑时间因素情况下,高速铁路在900km范围内具有竞争优势。若高速铁路列车
旅行时间
能耗kWh/
日本铁路考察报告李红昌刘钟南杨永平
平均旅行速度达到350km/h,则在1200km距离范围内,高速铁路比民航具有时间上的比较优势,如图3所示。
图3表明,在200km出行距离内,小汽车具有绝对优势,但如果小汽车拥堵时间超过了1.5h甚至更长时间,高速铁路反而具有竞争优势。高速铁路列车运行速度越高,则和民航进行有效竞争的距离就会越长。
3日本铁路发展的经验总结
日本铁路的主要经验是,重视时空经济分析,重视城市轨道交通建设,重视TOD 导向开发,重视运输组织优化,重视铁路可持续发展等。
3.1重视时空经济分析,强化运输经济研究,为高
速铁路发展提供运输经济学理论支撑
日本铁道综合技术研究所、国土交通省运输政策研究所等机构非常重视铁路的时空经济分析,强化对铁路包括财务、国民经济评价在内的运输经济研究,从而为高速铁路项目修建奠定坚实的理论和实证基础。例如:(1通过人均GDP和新干线修建时机分析,确定新干线项目建设的触发机制(如图4所示。从图4可以看出,日本在人均6000美元时,启动了新干线建设工作。我国广东省2008年人均GDP9000美元,江苏省2009年人均GDP6500美元,建设高速铁路符合经济发展及适度超前需要。但是,一些经济欠发达地区则适宜发展客货混跑铁路,城际铁路速度目标值也不宜定位过高。(2定量分析地区吉尼系数和新干线诱发的人口迁移之间关系(如图5所示。图5表明,随着高速铁路的修建,人口逐渐向三大都市圈集中,吉尼系数逐渐下降,地区收入呈现收敛趋势。(3数据挖掘揭示了新干线和民航在不同距离内的市场占有率(如图6所示。把时空因素纳入分析框架之后,高铁和民航有效竞争区间得以证明。在800km距离内,高铁占有市场优势;随着高铁速度目标值的提升,其距离优势进一步扩大。中科院孙凤君研究员的研究成果证明了同样的论断,即:随着空间距离的延长,市场份额分配率呈现出递减趋势,但公路在0~100km内累计率达到95%以上;我国铁路客运在100~600 km内累计率达到95%以上;铁路货运在600~900 km内累计率达到95%以上;民航在500~2400km 内累计率达到95%以上。
这样,日本运输经济研究成果为确定高速铁路建设时序、建设规模、不同运输方式分工、财务和国民经济效果等提供了坚实基础,避免了不必要的社会争论。
日本铁路考察报告李红昌刘钟南杨永
平
3.2重视交通枢纽建设,强化多种运输方式无缝隙
衔接,逐渐增强交通枢纽的综合化水平
综合运输理论表明,随着运输化水平的不断提高,一个国家或地区会逐渐从追求路网规模和数量向质量、结构、枢纽、综合交通方向发展,以枢纽为标志的综合交通体系建设开始得到重视。从东京、名古屋、京都、大阪等城市铁路客站枢纽形态来看,车站往往是多种交通功能的复合体,立体化客站联结了地铁、高速铁路、近郊铁路、远郊铁路、通勤铁路、公共交通、机场等[2],可以实现多种交通功能叠加,提高特定空间限定下的交通功能的衔接,整合交通资源,压缩换乘时间,快速集疏乘客,方便旅客换乘,如表1所示。
日本经验表明,交通枢纽形态经历了单一交通、综合交通、TOD开发、环状线、铁路车站城市等发展过程。日本东京、名古屋、京都(除京都是公路形态的市中心部循环系统之外,其他几个城市都是铁路轨道交通循环系统、大阪等城市都有环线形态的用于连接多个综合交通枢纽的环状线来衔接地铁、民铁、JR在来线(既有线、新干线、公共交通等,我们可以用枢纽带(Hinge Belt来概括这种形态特殊的运输通道的特征,如图7所示。
表1日本重要铁路客站综合交通情况
序号客站车站主要特点车站其他信息
1东京站(1地上3层,地下5层,20个站台;(2车
站两侧建有东西两侧两座几十层高的商业
大厦;(3地下一层有商业街、小吃街等;
(4东日本、东海道、东京地铁等在线交汇。
东京站地上主体建筑为东西两侧的大楼,JR的高架轨道与月台区即位于两座
主体建筑间。高架轨道与月台区之下,则有位于一楼的三条东西向通路——
—
北通路、中央通路与南通路。
地下主要包括位于西侧广场地下第四、五层,呈东北-西南向的JR总武线、横须贺线车站(第四层为穿堂层,第五层为月台层,位于地下第二层,呈南北向
的东京地下铁丸之内线车站;位于主要站区南边较远处的地下第三、四层,呈东西向的JR京叶线车站(第三层为穿堂层,第四层为月台层。
2新宿站(1JR和私营铁路共用站;(2日均集聚旅
客75余万人;(3地上岛式月台,地下5层,
16个站台;(4二层以上是商业开发建筑。
新宿站是8条线路的大型换乘中心,地下一层是小田急各站停车线路,又通过站台的中央通道、北通道和高架南通道联络车站东西两侧;地下二层是京王线;
地下三层是丸之内地铁线;地下四层是JR新宿站;地下五层是京王新线,地铁都
营新宿线;地上一层是小田急快车线、山手线、中央线;二层以上是京王百货店、
小田急百货店、食品店、饭店、书店等。地铁丸之内线新宿站-新宿三丁目站有36
个出口;京王新宿站有7个出口;西武新宿线新宿站在东口有22个进出口;小
田急新宿站直通到小田急百货店和地下商业街有24个出口。新宿换乘中心周围
联络39条公共汽车线路,有30多个汽车停车场。
3名古屋站(1JR东海、名古屋市营地下铁、近畿铁
道、近铁都在此交汇;(2高架车站,地下2
层,17个站台;(3地上45层,大多数是商
业开发楼层。
名古屋站是世界上面积最大的车站,1999年落成JR东海大楼,以245m楼高
荣登“全世界卖场面积最大的车站大楼”纪录。名古屋站是日本城市名古屋的
中心车站与重要交通枢纽,是中部最大的转运枢纽,名古屋站是JR在来线的
交会站,是东海道新干线每班次皆会停车的主要车站,是名古屋临海高速铁道
(青波线与名古屋市营地下铁停靠车站,邻近区域有名古屋铁道的名铁名古
屋车站,以及近畿日本铁道的近铁名古屋车站。
4京都站(1地上饭店16层,百货商店12层,地下
3层;(2高架车站,通过中央通道联系新
干线;(3JR西日本、JR东海、近畿日本铁
道、地下铁乌丸线、巴士的交汇点。
总面积23.76万m2,京都车站包括酒店、百货、购物中心、电影院、博物馆、展览
厅、地区政府办事处、停车场等。京都火车站除了承担交通功能,还是大型开
敞式露天舞台、大型活动的聚会中心、古城全景的观赏点、购物中心和空中城
市。
5新大阪站(1高架车站,地上4层;(2新干线、地下
铁交汇点;(3TOD开发水平较低。
新大阪站是东海旅客铁道(JR东海、西日本旅客铁道(JR西日本、大阪市营地下铁的铁路车站,为东海道新干线的西面终点站,及山阳新干线的东面终点站。新大阪站与大阪站属两个不同的车站,大阪站位于大阪市中心地区,位处新大阪站以南约3km。月台在四楼,三楼是检票口,二楼是商店街及地下铁的检票口。
6大阪站(1新建A区和B区地上38层,地下3
层;(2JR在来线、阪急、阪神、地铁等在此
联结;(3阪急百货店、阪神百货店、Granvia
酒店等商业开发程度高。
地上大阪站(JR日本国铁、阪急梅田站(阪急电铁,地下阪神梅田站(阪神铁路、梅田站(地铁御堂筋线、西梅田站(地铁四桥线、东梅田站(地铁谷町线等在此交汇。
日本铁路考察报告李红昌刘钟南杨永
平
3.3重视TOD导向开发,打造铁路车站城市(Rail
way Station City,提高铁路运营企业财务自生
能力
日本铁路客站非常重视TOD导向的城市开发,重视交通功能与其他功能的协同效应。根据日本歧阜大学应江黔教授的研究成果,若把交通价值、建筑价值、商业价值等综合映射到单位土地面积上,则名古屋车站每平方米开发价值高达300万日元,折合人民币约24万元。若用这一标准来衡量总面积达49.92万m2的北京南站综合价值,则其潜在综合价值约为1200亿元,远远超出北京南站70亿元的总投资额。通过发挥轨道交通的集聚效应,枢纽单位面积价值(VPSM是交通价值、建筑价值、商业价值和其他价值的总和(如图8所示。其中,交通价值主要是点到点时间节约的价值,建筑价值是附属地产价值,商业价值是商贸开发价值。例如,北京到天津120km,动车组运行只需30min,未来京沪高铁只需4.5h就能完成京沪间1300km的出行距离,可使各个交通枢纽及周边土地价值得到快速提升。换句话说,枢纽时空价值是指在特定铁路客站开发模式下,时空距离产生的价值在出行者时间价值和客站
土地开发及其附着价值上的投影。枢纽资源整合方式不同,交通功能(通勤功能、居住功能、商业功能、休闲功能、城市功能等耦合方式不同,枢纽密集开发、立体开发、综合开发水平不同,枢纽单位面积价值也会产生极大差异。
日本TOD导向铁路枢纽开发既有成功案例,也有失败教训。在成功案例方面,东京站、名古屋站、京都站、大阪站、新横滨站、佐久平站都按照铁路车站城市理念来开发车站及周边设施,商业开发日趋成熟。例如,长野新干线的佐久平站在开发10年后,车站周围有60多座大型建筑,通勤量达到了原来的2倍多,TOD开发取得显著成功(如图9所示。在失败案例方面,岐阜羽岛站、新大阪站等,由于车站选址远离市中心,与相邻车站距离间隔太近,受大城市集聚效应影响等原因,商业开发水平较低。例如,岐阜站经过约40年开发,由于所处区位远离城市,并受到名古屋市集聚效应影响,目前仍然没有达到成熟状态,车站周围只有少量商业设施,车站主体承载的仍主要是交通功能(如图10所示。
3.4重视交通出行需求,优化旅客运输组织方案,
按照收益管理(Yielding Management理念实
施灵活票制票价
运输组织包括旅客运输组织和货物运输组织,主要包括车站工作组织、列车编组计划、列车运行图编制等内容。在旅客运输组织过程中,列车运行图是核心环节,它决定了发到时刻、发车频率、列车速度、车站越行及避让等。为了提高铁路客座利用
率(荣朝和,2010,在满足公益性运输前提下,有必要按照收益管理理念(武剑
红,2010,实施灵活票制票价。
3.4.1旅客列车发车频率高,发到时刻准时化
根据旅客流基本规律,日本轨道交通运营企业合理安排旅客列车发车频率,确保发到时刻准时化运行。在高峰期,新干线、JR 在来线、地铁等发车频率达到每小时16班以上;在低峰期,发车频率相应调低。
3.4.2旅客列车速度等级多,站内设越行或避让行
为了满足不同旅客群体对不同出行时间需求,日本旅客列车速度等级多种多样,并在主要站点内设置多条股道以供列车越行或避让。日本许多线路由不同速度列车共用,为实现干线铁路、区域铁路、城市铁路功能兼容,就必须在站内设置多条股道,以方便列车交会使用。以JR 东海为例,为了适应速度等级差别化需要,采用了新干
线、特急型、急行型、近郊型、通勤型、专业/测试型、实验型等动车(Electrified Multiple Units ,EMU 类型。
旅客时间价值不同,速度目标值就有差异,为实现规模经济和范围经济,不同速度目标值列车需要在同一线路上实现功能兼容。通过在主要车站越行或避让,JR 东海名古屋铁路就实现了相同线路上不同速度目标值列车的兼容混跑(如图11所示。从图11可以看出,从米原到名古屋有8种不同速度列车在运行,总体上至少有11种不同速度定位
的列车。即使在新干线上,为了满足不同乘客对时间的不同需求,JR 东海也推出了希望号、光号、小玉号等不同运行速度的动车组。为了满足复杂的列车运行,JR 东海在名古屋、米原、金山、丰桥等站设置了多条股道,以方便运输组织如列车交会等需要。
3.4.3铁路票价多样化,满足各种收入类型旅客的
轨道交通出行需要
日本铁路定价机制采用的是收益管理理念下的计程票制,根据递远递减规律来确定票价,若干典型线路的票价如表2所示。日本不同出行距离铁路票价不尽相同,基础价格和加急价格、自由席和指定席、不同时段出行等价格差别也很大。同时,轨道交通对通勤持卡者会有30%~40%折让,对通学持卡者有70%的折让,从而使实际票价比名义票价低很
东海道新干线
东海道新干线私铁京成快线东京地铁新宿线JR 山手线RT 区段东京—名古屋
东京—名古屋
上野—成田
新宿—本八幡
新宿—新宿
起点站东京东京上野新宿新宿终点站名古屋
名古屋
成田
本八幡
新宿
距离/km 36636661.223.534.5列车类型希望号
光速号/小玉号
京成电铁
地铁
普通车
罗曼快车
JR 环行线基础价格/日元60906090810360570570300加急价格/日元46904490600总价格/日元
10780105808103605701170300汇率12.512.512.512.512.512.512.5总价格/RMB 862.4846.464.828.845.693.624人公里价格/日元29.528.913.215.310.321.18.7人公里价格/RMB
2.4
2.3
1.1