浅析日本地铁运营特点
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摘 要：日本地铁从开通至今已有80余年的历史，在运营方面积累了宝贵经验。如今，在客流量大幅增加，全球气候变暖日趋严峻的形势下，日本地铁在新能源利用、信息化建设、运力调配等方面展开许多新的尝试，值得借鉴。
关键词：地铁运营；新能源利用；移动通讯网络覆盖；地铁物流
1927年，日本开通第一条地铁线，至今已有12座城市开通地铁，总里程814公里，平均每天运送乘客1540万人次，在城市交通中起到了不可替代的作用。地铁运营是一项系统工程，日本地铁在这方面积累了丰富经验，特别是近些年，在节能环保、移动通讯网络覆盖、提升效率等方面展开许多新的尝试，值得关注。
1 新能源助推日本地铁节能减排
2007年，日本政府提出以技术革新为核心，建设低碳社会目标。2012年，日本国土交通省明确到2030年，日本铁路运行电力消耗和二氧化碳排放量要比2010年减少20%。在此背景下，日本地铁公司从实际出发，不断尝试新能源应用。
在东京运营9条地铁线，日平均客流量684万人次，年客流量达25亿人次的东京地铁公司始终重视节能环保问题，并于2012年制定了控制能耗长期战略，重点是加大投入环保车辆、加快引进新能源发电装置。
[1]2008年9月，东京地铁公司率先在千代田线北绫濑车站安装太阳能发电装置，天气晴好时最大发电能力20千瓦，每年节省电力19000千瓦时，减少二氧化碳排放10吨。在之后的1年之中，因为日照较多，实际发电量超过预期达21000千瓦时。有了北绫濑车站的成功经验，从2012年起，东京地铁公司在拥挤程度最严重的东西线8个地面车站依次安装太阳能电池板，输出功率从100千瓦-250千瓦不等。2015年3月，位于西船桥车站的光伏发电装置正式启用。西船桥车站采用的是夏普公司生产的透光型单晶硅太阳能电池板，最大输出功率166千瓦，年发电量约为16.6万千瓦时，减少二氧化碳排放量76吨。至此，8个车站的光伏发电装置全部安装完毕，整体装机容量突破1MW，年发电量109万千瓦时，占地铁设施用电的12%，减少二氧化碳排放量508吨。再加上2015年2月17日实现光伏发电的日比谷线南千住站，东京地铁公司在10个车站完成了光伏发电布局。
日本地形复杂多变，地铁线路纵横交错，地铁站间的距离较短，且弯道较多，因此车辆制动频率较高。东京地铁公司根据实际情况积极开发利用再生制动产生的电力。
再生制动是指在制动时把车辆的动能转化为电力储存起来的原理。2014年，东京地铁公司引入日本东芝公司采用最新永磁同步电机技术与VVVF变压控制设备的新型列车，能耗比原有车型减少约37%，6辆编组的列车平均每天节省用电920千瓦时。在此基础上，东京地铁公司于2014年6月首次在妙典车站引入三菱电机生产的辅助电源装置，将再生制动产生的电力提供给其它车辆使用，而富余电力提供给地铁车站的电梯、照明、空调设备使用。该装置采用碳化硅作为材料，尽可能做到小型化、轻量化，并大大减轻了噪音，非常适用于空间狭小的地铁隧道和车站使用。截至2015年3月下旬，东京地铁公司在包括东阳町站在内的8个车站安装了辅助电源装置，平均每个车站每天节省用电600千瓦时，每年节省电力175万千瓦时。
此外，日本是地震、台风等自然灾害多发国家，一旦发生大面积停电事故，将不可避免影响到地铁运行。为确保在隧道中的乘客安全，保证地铁车辆在停电事故发生时能够顺利抵达距离最近的车站，2014年1月开始，东京地铁公司采用日立制作所研发的新型蓄电池在东西线上展开实验。这种电池能够储存利用再生制动产生的电力，在正常供电装置发生故障，电力供给停止的情况下，依靠应急蓄电池提供的电力，地铁车辆顺利实现了从西葛西站到南砂町站长达2.7公里的运行。
近年来，日本地铁对新能源的利用范围进一步扩大。2014年11月，东京地铁公司决定在江东区研修所和中野车辆基地引进利用浅层地热能的空调设备，使整体耗电量和二氧化碳排放量减少约30%。浅层地热能主要来源于太阳辐射与地球梯度增温，储量大，再生迅速，利用价值大。通过热泵技术采集后，可为建筑供暖制冷。根据日本环境技术研发机构的研究报告，利用浅层地热能制冷比普通空调节能35%-40%，采暖节能20%。
2 移动通信覆盖走在世界前沿
日本地铁在移动通信部署上迅速而高效，这是日本地铁运营的另一特色。这既是为满足乘客需求，扩大收入，同时也能保证在发生自然灾害、突发事件时能及时与外界取得联系。
2012年4月，福冈市率先在地铁站里开通免费WiFi服务，一次连接上网时间为15分钟。2013年3月21日，东京地铁公司宣布该公司地铁线3G、LTE网络部署完毕，全线开通上网服务。与此同时，日本三大电信运营商NTT DoCoMo、KDDI、软银展开激烈竞争。2013年3月26日-3月28日，日本相关机构在东京地铁公司银座线19个车站、南北线19个车站以及隧道内分3次对日本三大运营商的定制机下行速率进行了监测，结果都显示了日本地铁通讯网络的流畅性以及三大运营商网络建设的高效性。如今，不论是在地铁车站里（有的地铁站深度距离地面约40米）还是在列车高速运行中，乘客都可以享受到流畅的上网体验。此外，随着到日本观光游客的增加，以及2020年东京奥运会的举办，日本进一步加速移动通信网络升级。从2014年12月1日起，东京都交通局和东京地铁公司在东京的143个地铁站开始提供面向智能手机和平板电脑的免费WiFi服务，连接一次上网时间为3小时，不限连接次数。2015年3月开始，京都市营地铁开始提供全球微波互联接入的WiMAX2+服务，最大下行速率220Mbps。包括福冈、仙台等日本多数城市的地铁都已开通WiMAX2+服务。
移动通信全覆盖在为乘客提供方便的同时也刺激了信息消费需求。从宏观上看，信息消费被认为每增加100亿元，能带动国民经济增长300多亿元；从微观角度讲，信息消费可为相关企业带来巨大商机，形成相乘效果。2013年4月5日-7日，日本相关机构对500名东京市民进行问卷调查。从调查结果来看，在乘坐地铁时从不上网的只占1%，上网时浏览新闻网页的最多占49%，检索信息占45%，收发邮件排名第三，占40.4%。此外，玩网络游戏的人也占到很大比重。在日本，地铁是在各种交通工具里载客量最大、使用最频繁、最便捷的交通工具。2015年，日本地铁日均客流量达1540万人，其中东京地区上班族每天乘坐地铁时间可达140分钟。在这段时间里，无论是阅读新闻、浏览广告、上网购物还是享受网络游戏，都可以说是拉动着惊人的信息消费。 3 多管齐下提升效率保障运能
日本地铁在拓展应用渠道、合理分配运能方面同样独具特色。老龄化加剧、气候变暖日趋严重的背景下，以汽车为主的传统道路交通运输方式迎来变革。[2]据日本国土交通省的调查统计，交通运输领域的二氧化碳排放量占日本二氧化碳总排放量的两成，而其中物流系统二氧化碳排放量所占比例超过1/3。因此物流系统二氧化碳排放量的减少对节能减排事业的全局有着至关重要的影响。在此背景下利用地铁富余运力、载客量较少的线路和时间段展开地铁物流被提上了日程。
[3]2010年9月，札幌市分2次，每次2周，利用客流较少的上午10点到下午2点的时间段，试验性地展开地铁物流。运送距离12公里，动用60台专用运货推车，每天往返3次。札幌市的试验证明地铁物流在配送成本、配送速度、配送准时性、避免环境污染、缓解交通压力等方面都有明显优势。实验后，札幌市还对市民做了问卷调查，90%以上的市民赞成开展地铁物流。
目前，地铁物流在日本还没有大规模铺开，对于地铁物流的盈利性、货源保证、是否需要开通货运专用车辆等相关问题的深入研究还在持续，但事实上开展地铁物流的必要性已经日趋明显。[4]据日本经济产业省于2015年5月发布的数据，2014年日本国内B2C电子商务市场规模为12.8万亿日元，B2B电子商务规模为280万亿日元，日本消费者跨境电子商务规模（从中国、美国购入商品）为2086亿日元。与此同时，[5]日本国土交通省发布的调查结果显示，2014年，日本快递包裹量达36.1379亿件，其中货车配送35.7008亿件，占98%以上。电子商务的蓬勃发展、传统物流的日益饱和为地铁物流的产生发展创造了条件。随着客户要求越来越高，地铁线路的延伸扩张，地铁沿线人群的集中化，地铁物流成为新型物流发展模式值得期待。地铁物流和其它物流方式利弊对比可如表1所示。
日本地铁也存在运载不均的问题，上下班高峰时最高满载率达216%，而其它时段客流却会有很大缓解。此外，随着城市规模扩大，一些线路中由郊区到市中心的长距离乘客占客流总量的比例很大，并且下车车站比较集中。面对这一现象，日本地铁在运营上对行车组织模式优化调整，推出了既能满足乘客快速出行需要，又能有效匹配上下班高峰时段客流特征的快慢车混合运行模式。快慢车混和运行模式中的快车是指跨站停车或直通列车；慢车是指站站停的普通列车运行模式。一般来讲特定大型车站会设置待避线，快车在此超越慢车。通过快慢车混合运行，可有效降低地铁列车频繁停站对线路运输的影响，提高列车的运行速度，缩短乘车时间，为长距离旅客提供更高水平的服务。
东京地铁公司在副都心线开通通勤快车，只在工作日早晚高峰时运行，在东新宿站超车，实行大站停车。横滨为方便郊区市民到市内购物、通勤，同时实现在运营时间上与新干线等铁道线路的无缝衔接，从2015年7月开始每天10：00-16：00开通快车，每小时2趟，只在郊区和市中心主要车站停车。东京地铁公司在日本2016年梅花祭举办期间的2月20日、21日、27日、28日共4日，每天开通一趟临时特急列车，途中停车8站，其中包括距离梅花祭举办地最近的车站汤岛站，为前去赏花的市民和游客提供便利。
参考文献
[1] 西 ソ ラ 所が完成[DB/OL].东京地铁公司官网2015年信息概览.
[2] 部 における二酸化炭素排出量[DB/OL].日本国土交通省官网.
[3]札幌市の地下 物流 、9月初めに 始[Z].日本经济新闻电子版，2010.
[4] 子商取引に する市 の 果を取りまとめました～国内BtoC-EC市 模は12.8兆 に成 ～[DB/OL].日本经济产业省官网2015年信息一览，2015.
[5]平成26年度宅配便取 について[DB/OL].日本国土交通省官网公开报道资料，2015.
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