王 敏

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 湖北武漢 430063)

1 引言

目前，隨著國(guó)家交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，為了深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于鐵路發(fā)展的重要指示精神，國(guó)內(nèi)鐵路客站站城融合設(shè)計(jì)、建設(shè)趨勢(shì)已愈發(fā)明顯。在這一背景下，國(guó)內(nèi)對(duì)于場(chǎng)站交通設(shè)計(jì)的理論、設(shè)計(jì)流程、評(píng)價(jià)方法等研究均相對(duì)較少，亟需對(duì)站城融合背景下的鐵路客站交通組織設(shè)計(jì)理論與評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究。

本文以站城融合背景下的鐵路客站車行交通組織設(shè)計(jì)為主要研究對(duì)象，以杭州西站交通組織設(shè)計(jì)為實(shí)踐案例，通過(guò)國(guó)內(nèi)外鐵路客站案例研究、實(shí)地調(diào)研、靜態(tài)計(jì)算、微觀仿真、構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等方法對(duì)杭州西站車行交通組織方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、比選、調(diào)整，定量化、科學(xué)化地確定各種交通組織方案的可行性，比較各種方案的實(shí)際效果，以保證最終設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)性，并形成經(jīng)驗(yàn)，為未來(lái)站城融合背景下的大型鐵路客站車行交通組織做出指導(dǎo)[1－3]。

2 項(xiàng)目概況

杭州西站綜合交通樞紐是新一輪?杭州鐵路樞紐規(guī)劃?(2016—2030年)的核心項(xiàng)目，是2022杭州亞運(yùn)會(huì)的配套工程。項(xiàng)目選址在余杭區(qū)倉(cāng)前街道，位于西站科創(chuàng)新城核心位置，距離阿里巴巴總部約4 km。站場(chǎng)分場(chǎng)布置，總規(guī)模11臺(tái)20線，其中杭臨績(jī)場(chǎng)規(guī)模5臺(tái)9線(含正線兩條)，湖杭場(chǎng)規(guī)模6臺(tái)11線(含正線兩條)，為上進(jìn)下出的特大型高架站。車站最高聚集人數(shù)6 000人，遠(yuǎn)期高峰小時(shí)發(fā)送量12 480人[4－6]。

杭州西站綜合交通樞紐用地面積約32公頃，樞紐總建筑面積為513 420 m2，其中站房綜合樓499 920 m2、鐵路配套房屋3 200 m2、城市配套房屋10 300 m2，以及配套市政橋梁、匝道等工程，見(jiàn)圖1[7－9]。

圖1 杭州西站站區(qū)鳥瞰圖

3 站城綜合體車行交通組織設(shè)計(jì)流程與評(píng)價(jià)方法

我國(guó)綜合客運(yùn)樞紐建設(shè)具有較長(zhǎng)歷史，但綜合客運(yùn)樞紐的交通設(shè)計(jì)概念與理論體系的建立起步較晚，發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短[10]。在傳統(tǒng)的流程中，交通設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)流程往往是分離的，交通設(shè)計(jì)往往在建筑方案確定后才開始介入研究[11]。另一方面，傳統(tǒng)綜合客運(yùn)樞紐交通設(shè)計(jì)對(duì)于樞紐交通與城市交通的關(guān)注度較少，方案精細(xì)化程度低，難以滿足站城綜合體特征化交通需求[12]。

為了彌補(bǔ)設(shè)計(jì)方法上的缺失，本文提出了站城綜合體車行交通設(shè)計(jì)的基本思路與具體流程。

3.1 站城綜合體車行交通組織設(shè)計(jì)基本思路

站城綜合體設(shè)計(jì)思路應(yīng)在車站一體化開發(fā)的整體交通需求、提升進(jìn)出交通效率、提升公共交通設(shè)施的融合性、提升交通組織設(shè)計(jì)精細(xì)化程度4個(gè)維度進(jìn)行考量。強(qiáng)調(diào)獨(dú)立進(jìn)出通道、交通設(shè)施緊湊布局與交通組織設(shè)計(jì)的精細(xì)化。

3.2 站城綜合體車行交通組織設(shè)計(jì)流程

站城綜合體的交通設(shè)計(jì)流程應(yīng)首先將站城綜合體的交通需求特征、區(qū)域交通條件納入到前期分析框架，使交通組織設(shè)計(jì)方案滿足交通需求，與城市外部交通有機(jī)融合。其次，應(yīng)提升快速通道設(shè)計(jì)、交通設(shè)施布局的優(yōu)先性，以保證站城綜合體的進(jìn)出效率以及交通融合程度，然后從交通流線設(shè)計(jì)、快速路匝道設(shè)置等多個(gè)方面設(shè)計(jì)交通組織方案。在方案確定后，應(yīng)以基本思路、交通需求特征為標(biāo)準(zhǔn)定性地檢驗(yàn)當(dāng)前交通組織設(shè)計(jì)方案。最后，應(yīng)利用微觀仿真模型直觀、準(zhǔn)確、易量化的特點(diǎn)對(duì)整體交通組織方案的可行性進(jìn)行檢驗(yàn)。找出方案中可能存在的問(wèn)題，滿足站城綜合體交通設(shè)計(jì)精細(xì)化需求，見(jiàn)圖2。

圖2 站城融合背景下鐵路客站車行交通組織設(shè)計(jì)流程

4 站城綜合體交通設(shè)施與運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)交通樞紐的運(yùn)行評(píng)價(jià)方法已進(jìn)行了大量研究。謝靜敏等從內(nèi)部設(shè)施適用性等三方面建立了城市綜合客運(yùn)樞紐站區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[13]；鄧鵬利用模糊層次分析法對(duì)客運(yùn)樞紐交通設(shè)施、運(yùn)輸裝備、運(yùn)輸組織、設(shè)備能力之間的協(xié)調(diào)性進(jìn)行了評(píng)估[14]；傅新平、胡伶俐從廉價(jià)性、快速性等8個(gè)方面提出了城市綜合交通樞紐的評(píng)價(jià)方法[15]；汪子需運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)方法結(jié)合層次分析法與熵值法從樞紐內(nèi)部、銜接區(qū)、周邊交通網(wǎng)絡(luò)三個(gè)層面提出了鐵路客運(yùn)樞紐的內(nèi)外部銜接評(píng)價(jià)體系[16]；杜麗娟則從規(guī)劃協(xié)調(diào)性等三個(gè)層面進(jìn)行了綜合交通樞紐的換乘銜接評(píng)價(jià)[17]。

以上評(píng)價(jià)方法主要對(duì)樞紐本身進(jìn)行了合理、綜合的評(píng)價(jià)。但在站城融合背景下，應(yīng)將樞紐城市功能部分一并納入考慮范圍，對(duì)“站”“城”交通的整體融合程度、服務(wù)水平等進(jìn)行評(píng)價(jià)。基于以往的大型交通樞紐運(yùn)營(yíng)評(píng)價(jià)方法，本文提出針對(duì)站城綜合體的車行交通組織綜合評(píng)價(jià)模型。該指標(biāo)體系由高到低分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三層，具體見(jiàn)圖3。

圖3 站城綜合體車行交通組織評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在服務(wù)水平與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)方面，落客車道邊服務(wù)水平參考張亞平等的研究結(jié)論，采用路段延誤率作為分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)表1[18]。

表1 落客車道邊服務(wù)水平分級(jí)

出入口服務(wù)水平評(píng)價(jià)等級(jí)與范圍參考國(guó)際主流微觀交通仿真軟件Vissim的服務(wù)水平取值，并與美國(guó)?高速公路通行能力手冊(cè)2010?中服務(wù)水平定義相對(duì)應(yīng)[19]，具體見(jiàn)表2。

表2 出入口/交叉口服務(wù)水平分級(jí)

外部車行交通運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系主要由站城綜合體周邊主要交叉口的服務(wù)水平構(gòu)成，距離站城綜合體越近的交叉口與站城綜合體間的相互影響越明顯，相應(yīng)的重要性也越高。交叉口服務(wù)水平評(píng)價(jià)等級(jí)及范圍與內(nèi)部車行交通運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)相同。

站城綜合體交通一體化指標(biāo)中，行駛與換乘距離差異評(píng)價(jià)指標(biāo)與差異范圍見(jiàn)表3、表4。

表3 行駛距離差異分級(jí)

表4 換乘距離差異分級(jí)

行駛距離差異比較了車輛進(jìn)出鐵路部分與綜合體部分需要行駛的距離差異，若平均行駛距離差異在0.5以下，則認(rèn)為差異尚可接受。

換乘距離差異比較了行人從某交通設(shè)施步行至鐵路部分與綜合開發(fā)部分的距離差異。參考?城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)?中的5.1.3條，認(rèn)為3 min步行距離為換乘差異較小[20]。

5 杭州西站車行交通流線組織方案

基于快速通道路線設(shè)計(jì)、交通設(shè)施布局方案、交通設(shè)施道路接口需求，可推導(dǎo)出具體的車行交通組織方案。

在遠(yuǎn)端，快速通道提供城市接口；在近端，快速通道提供交通設(shè)施接口，交通流線沿快速通道、接口銜接各目的地交通設(shè)施，如圖4所示。

圖4 杭州西站鐵路部分快速通道進(jìn)出流線

場(chǎng)站近端地面流線沿襲逆時(shí)針單向循環(huán)的交通設(shè)計(jì)邏輯，公交利用站中路專用通道進(jìn)出場(chǎng)站，保證了公共交通的優(yōu)先級(jí)和運(yùn)行效率，符合“以人為本”的設(shè)計(jì)策略，如圖5所示。

圖5 杭州西站鐵路部分交通設(shè)施進(jìn)出流線

杭州西站南北綜合體共設(shè)置了8個(gè)出入口，其中4個(gè)與站城綜合體快速通道相銜接，其余4個(gè)與隧道或地面道路相銜接。綜合體車行交通具體組織方案如圖6所示。

圖6 南(下)北綜合體(上)進(jìn)出流線

結(jié)合各向交通量來(lái)看，南、北綜合體站城平均車輛行駛距離差異僅為0.05、0.06，綜合體與站體交通一體化水平高。

6 杭州西站微觀交通仿真模型搭建與輸出

杭州西站站城綜合體的車行交通設(shè)計(jì)方案沿襲了站城融合背景下的交通設(shè)計(jì)策略，滿足了相關(guān)交通設(shè)計(jì)需求。在此基礎(chǔ)上，需進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，以提升精細(xì)度，找出薄弱環(huán)節(jié)并進(jìn)行優(yōu)化。

本文利用Vissim微觀交通仿真軟件進(jìn)行建模。模型中主要包含市政路網(wǎng)、高架及匝道、下穿隧道、樞紐接駁出入口等道路設(shè)施，并設(shè)置了減速區(qū)、優(yōu)先規(guī)則與信號(hào)控制。全路網(wǎng)模型如圖7所示。

圖7 二維模式全路網(wǎng)模型

根據(jù)上位規(guī)劃，杭州西站早高峰時(shí)間雙向車輛交通量合計(jì)達(dá)到9 876 pcu/h?；诙啻谓煌ǚ抡婺Ｐ瓦\(yùn)行結(jié)果，最終得到的杭州西站落客車道邊、主要交通設(shè)施出入口、外部交叉口的平均延誤時(shí)間與平均服務(wù)水平見(jiàn)表5。

從表5可以看出，各交叉口服務(wù)水平均未超過(guò)D級(jí)，證明周邊城市車流仍對(duì)交叉口服務(wù)水平的影響可控。東側(cè)交叉口平均服務(wù)等級(jí)略高于西側(cè)交叉口，這是由于東側(cè)快速通道銜接受到工程條件限制，進(jìn)出停車場(chǎng)車輛均需在地面道路上多行駛一個(gè)路段后才能進(jìn)出快速通道，導(dǎo)致車流增大，交叉口服務(wù)水平降低。這一結(jié)果也證明了快速通道對(duì)站城綜合體的重要性。

表5 杭州西站交通設(shè)施運(yùn)行與外部交叉口服務(wù)水平匯總

就交通設(shè)施與外部交叉口的對(duì)比來(lái)看:(1)各交通設(shè)施場(chǎng)站受到較好保護(hù)，避免了出入口受到道路車行交通量的影響；(2)各出入口所承擔(dān)的進(jìn)出交通量合理，內(nèi)外銜接道路通行能力合理。

7 杭州西站交通設(shè)施與運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)分析

基于上述仿真運(yùn)行評(píng)價(jià)結(jié)果與交通設(shè)施設(shè)置方案，能夠得到交通設(shè)施與運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)的對(duì)應(yīng)值，并可構(gòu)建相應(yīng)的物元矩陣，具體如圖8所示。

圖8 杭州西站交通設(shè)施與運(yùn)行狀況物元矩陣

采用層次分析法、熵值法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定。其中，層次分析法邀請(qǐng)了多名交通、建筑方面的專家對(duì)各指標(biāo)的重要性進(jìn)行對(duì)比、打分、排序。在得到權(quán)重值后可根據(jù)經(jīng)典域與節(jié)域確定物元關(guān)于各評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 杭州西站交通設(shè)施與運(yùn)行狀況各指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)

針對(duì)綜合關(guān)聯(lián)度，有K1＝max[kj(P)]＝0.105。因此，杭州西站交通設(shè)施與運(yùn)行狀況等級(jí)總體評(píng)價(jià)為A級(jí)，方案可行性高，有條件在未來(lái)實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中保持良好狀態(tài)。

8 總結(jié)

本文首先分析了站城融合背景下新型鐵路客站的特點(diǎn)及其交通需求基本特征，提出了站城融合背景下的場(chǎng)站交通設(shè)計(jì)流程，構(gòu)建了交通設(shè)施與運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以此指導(dǎo)與校核鐵路客站的交通設(shè)計(jì)方案。

以杭州西站項(xiàng)目為例完整闡述了設(shè)計(jì)流程、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的應(yīng)用方法、評(píng)估過(guò)程，結(jié)果表明該交通設(shè)計(jì)方法能夠在實(shí)際項(xiàng)目過(guò)程中指導(dǎo)方案設(shè)計(jì)、幫助評(píng)估方案性質(zhì)及最終效果。

然而，站城綜合體是復(fù)雜、巨大與綜合的交通系統(tǒng)，而鐵路客站車行交通設(shè)計(jì)理論的起步與實(shí)踐也較晚。本文僅在現(xiàn)有研究及杭州西站案例的基礎(chǔ)上對(duì)站城綜合體的車行交通設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究和分析，對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外多種站城綜合體設(shè)計(jì)新模式的認(rèn)識(shí)可能尚不夠深入，需要更進(jìn)一步進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究。另外，當(dāng)前車行交通逐漸向智能化、自動(dòng)化、共享化的趨勢(shì)發(fā)展，而其對(duì)于站城綜合體交通設(shè)計(jì)的影響也需要進(jìn)行進(jìn)一步研究與探索。