譚 倩，唐秋生，許 浩

(重慶交通大學 交通運輸學院，重慶 400074)

汽車客運站設計初期，因初始客流數(shù)據(jù)難以獲取等原因，導致汽車客運場站規(guī)模設施大小確定以及后續(xù)布局方案帶有主觀色彩，加之高鐵民航運輸業(yè)對傳統(tǒng)道路運輸沖擊，導致現(xiàn)有汽車客運站存在閑時資源浪費、忙時資源緊缺等問題。面對基礎(chǔ)設施改造問題，探求一種減少基建工程、只作站內(nèi)調(diào)整的布局方案可有效減少地方財政支出，減輕政府債務壓力。

Yao等[1]詳細介紹了公交客運站布局的概念方法；Zhang[2]引入復雜系統(tǒng)觀點來解決綜合交通樞紐的布局問題; Subprasom等[3]針對換乘設施的布局設計和服務質(zhì)量水平進行評價分析；Xi[4]提出從模糊數(shù)學出發(fā)，對客運站進行布局規(guī)劃；還有學者從改善旅客出行環(huán)境及流線分析出發(fā)，對汽車客運站進行布局規(guī)劃研究[5-9]。Bandara等[10]則是針對機場進行布局優(yōu)化。另外，國外的交通設計單位也對我國大型客運站的功能空間布局設計做了新嘗試且有豐富的研究成果[11]。

中國公路客運站建設和設計的主要依據(jù)是《公路客運站級別劃分和建設要求(JT/T200-2004)》和《交通客運站建筑設計規(guī)范(JGJ/T60-2012)》，其中明確了在各級別場站下，各功能區(qū)的規(guī)模計算方法。張三省等[12]介紹了汽車客運站各個功能區(qū)之間的布置方式等;邱麗麗等[13]對國外重要綜合交通樞紐站布局特點進行研究分析，為國內(nèi)客運站布局規(guī)劃提供了理論依據(jù)和設計參考；曹振熙[14]分析了客運場站在設計中需要注意的問題，其中重點提到站內(nèi)布置形式對流線組織的影響；尹繼潔[15]建立相應的布局評價指標,采用模糊綜合評價結(jié)合層次分析法進行分析評價；楊琳[16]對公路客運樞紐客流量預測、場站規(guī)模測算以及布局方法進行了詳細研究分析；姬利偉[17]提出以權(quán)重關(guān)系為基礎(chǔ)，確定各功能區(qū)位置及空間序列關(guān)系，從而獲得最優(yōu)的空間布局; 黃莉莉[18]從場站外部交通流向角度考慮了平面布局問題。

部分學者結(jié)合SLP和其他方法，對空港客運樞紐交通場站、停機坪進行布局設計[19-20]；谷樂陽[21]引入改進的SLP研究了鐵路物流中心功能區(qū)布局，和傳統(tǒng)布局相比，驗證了模型和算法的有效性；李先鋒等[22]利用改進SLP方法對天津站進行布局優(yōu)化，得到更為合理的大型客運站商業(yè)布局方案；還有部分學者利用TOPSIS方法或是再結(jié)合熵值法等建立樞紐布局優(yōu)化指標體系[23-24]。

綜上，目前針對公路客運站客流量預測、選址布局等換乘組織方面的研究較為成熟豐富，關(guān)于客運站內(nèi)部功能區(qū)布局的研究不多。因此，文中將廣泛應用在物流園區(qū)和生產(chǎn)車間布局規(guī)劃中的SLP方法進行改進，使之適應客運站交通場站的布局特點，并將其應用于交通場站布局，再建立一套綜合評價方法進行方案比選。

1 客運站功能區(qū)分類

1.1 站內(nèi)流線分析

根據(jù)公路客運旅游集散中心的基本功能以及延伸功能，在場站內(nèi)部合理設置對應區(qū)域完成服務，并由工藝流線將各個區(qū)域進行連接。功能區(qū)的合理設置是汽車客運站級別的主要因素，也為場站內(nèi)部站房的平面布置設計打下基礎(chǔ)。

按照汽車客運站功能定位以及旅客乘坐流程，總工藝流線如圖1所示。

圖1 客運站總工藝流線

1.2 站內(nèi)功能分區(qū)

根據(jù)汽車客運站內(nèi)服務功能及流線，結(jié)合文獻[12]，劃定主站房內(nèi)應實現(xiàn)的功能分區(qū)(見表1)。

表1 主站房功能分區(qū)

2 站內(nèi)布局存在問題及影響因素

2.1 存在問題

1)追求規(guī)?；?。經(jīng)過實地調(diào)研，全國各地的汽車客運站大部分處于不同程度的虧損中。一方面是受高鐵和民航?jīng)_擊較大，造成客流短缺；另一方面是最高聚集人數(shù)的測算方法效果不佳，將汽車客運站定義為一二級客運站，遠超實際需求。

2)設計主觀性強。設計單位在進行場站設計時，其規(guī)模大小可按照規(guī)范進行確定，但在確定基礎(chǔ)設施和站房內(nèi)部用地大小時，缺乏相應理論指導。設計人員在進行總體平面圖設計時完全根據(jù)主觀臆測，憑借個人傾向?qū)⒏鞴δ軈^(qū)按照圖紙美觀的標準進行設計，未綜合考慮流線設計、運營效率等問題。

3)流線設計問題。部分汽車客運站的車輛工藝流程和站房內(nèi)部工藝流程布置不合理，實地調(diào)研后，絕大部分汽車客運站將車輛流線中的輔助生產(chǎn)設施布置在離發(fā)車位等關(guān)鍵設施較遠的角落，極大增加了車輛在站房內(nèi)部的迂回、交叉幾率。

2.2 影響因素

1)最高聚集人數(shù)。最高聚集人數(shù)是中心布局的重要影響因素，其具體大小將直接決定各設施規(guī)模大小、流線布置方式以及各功能區(qū)面積大小。

2)客流組成影響。不同類型的客運站功能區(qū)結(jié)構(gòu)不同,在很大程度上依賴于客流組成成分，針對不同的需求人群，功能區(qū)布局也隨之變化。

3)功能區(qū)間客流強度。功能區(qū)之間的客流強度將直接影響功能區(qū)相對位置關(guān)系，客流強度較大的功能區(qū)理論上應盡量靠近，以減少站內(nèi)旅客總步行時長；客流強度較小的功能區(qū)則在布局方案中優(yōu)先級較低。

3 基于SLP方法的布局模型

SLP方法是常運用在物流中心、倉庫場站設計中的布局規(guī)劃方法。在前文中提到缺少相關(guān)規(guī)范和方法對汽車客運站布局進行系統(tǒng)指導，更多的是設計人員的主觀傾向。SLP方法中的物流強度、作業(yè)區(qū)等概念和汽車客運站的客流量、功能區(qū)劃分等概念高度相似，且其設計原理相近，文中將嘗試使用SLP方法解決汽車客運站內(nèi)部功能區(qū)布置問題。

3.1 SLP方法基本要素

按照SLP的布局理論觀點，對客運站功能區(qū)布局優(yōu)化中的各項相關(guān)基本要素進行分析。其中客流和流線作為重點分析對象。

服務P(Product)：在客運站功能區(qū)布局優(yōu)化中，P是指站內(nèi)功能區(qū)。

客流Q(Quantity)：是指各功能區(qū)的人流量、各流線上的人流量以及旅客對于不同交通功能區(qū)的需求數(shù)量。客流直接影響著功能區(qū)的規(guī)模、功能區(qū)間相關(guān)度等，為準確測定客流量，基于旅游客運站實際調(diào)研數(shù)據(jù)，搜集各功能區(qū)間的人流量變化。

流線R(Routing)：是指客流的移動路線。流線反映了各功能區(qū)之間的聯(lián)系，SLP法的設計原則是使流線簡單直截了當，減少不必要的路線，并盡量使移動距離、往返次數(shù)、耗費等因素降到最低。

輔助設施S(Supporting Service)：除去功能區(qū)所在區(qū)域外的其他區(qū)域。

時間T(Time)：縮短旅客前往功能區(qū)的步行時間，減少功能區(qū)對旅客流線的干擾都是節(jié)約旅客時間的體現(xiàn)。

3.2 SLP算法流程

Step1客流關(guān)系：首先對各功能區(qū)進行編號，根據(jù)客流數(shù)據(jù)編制得出客流強度從至表，再由客流強度從至表獲得客流強度矩陣

(1)

其中有

z=max(Ω)-min(Ω)

(2)

(3)

式中：A為作業(yè)單位功能區(qū)關(guān)聯(lián)度為絕對重要；E為功能區(qū)相互關(guān)系為特別重要；I為功能區(qū)相互關(guān)系為重要；O為功能區(qū)相互關(guān)系為一般；U為功能區(qū)相互關(guān)系為不重要；uij為功能區(qū)i,j的客流關(guān)系；z為客流強度的跨度區(qū)間。

Step2非客流關(guān)系：得到客流關(guān)系Qij之后，非客流關(guān)系也需要對各功能區(qū)的關(guān)聯(lián)度進行分級。在確定非客流關(guān)系時，由于它只是定性分析，不能像客流的相關(guān)性那樣通過客流強度直接量化其重要性。只有通過定性評價，如詢問、經(jīng)驗判斷、專家會議、德爾菲法、頭腦風暴法等，才能最終得到非客流關(guān)系Dij。

(4)

Step3綜合相關(guān)性：通過加權(quán)取值確定客流與非客流關(guān)系的綜合重要性。

Zij=μ·Dij+ε·Qij

μ:ε?[1/3,3]

(5)

一般來說，Qij與Dij的比例應在1∶3～3∶1之間。如果該比例小于1∶3，則意味著非客流關(guān)系處于主導地位，并且可以考慮非客流關(guān)系對布局的所有影響；如果該比例大于3∶1，則意味著客流關(guān)系在布局中占據(jù)主導地位。

Step4客流強度等級表：根據(jù)各個功能區(qū)之間客流量的大小，結(jié)合從至表和客流相互關(guān)系等級劃分比例得出各功能區(qū)強度關(guān)系表，為后續(xù)布局提供位置參考。

4 布局方案選優(yōu)

4.1 指標選取

SLP方法在理論上解釋了功能區(qū)之間的最佳布局方式，但在實際布局方案中，會因總平面規(guī)模大小等物理限制，導致無法完全按照SLP方法結(jié)果進行布局，因此存在多種布局情況，文中引入實際布局與理想布局的差異作為定量指標進行評價。

4.2 指標權(quán)重

評價系統(tǒng)中存在i個評價對象，指標體系中包括j個評價指標，從而得到一個i×j的原始數(shù)據(jù)評價矩陣。

1)數(shù)據(jù)標準化

在評價系統(tǒng)中，指標的維度、維度單位和正負取向可能存在差異。因此，在評估系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)應該首先標準化。對于正指標，指數(shù)值越大越好。對于負指標，指標值越小越好。算式為

(6)

式中:xij為第i個評價對象的第j項指標，xjmin為第j項指標的最小值，xjmax為第j項指標的最大值。

由此得到數(shù)據(jù)標準化矩陣

(7)

標準矩陣歸一化

(8)

由此可得標準矩陣

Pij=(pij)n×m

(9)

2)第j項指標的信息熵

(10)

3)第j個指標的差異系數(shù)

gj=1-ej,j=1,2,…,m

(11)

4)第j項指標的權(quán)重

(12)

4.3 基于TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)度分析的方案選優(yōu)

TOPSIS法和關(guān)聯(lián)分析方法都是將各種方案列為矩陣，計算其與最優(yōu)解的接近程度來確定方案優(yōu)劣。

1)規(guī)范定量指標矩陣并加權(quán)

(13)

2)計算指標正負最優(yōu)解取值

(14)

3)計算各方案與最優(yōu)解的歐氏空間距離

(15)

4)計算各方案的灰色關(guān)聯(lián)度

(16)

其中

(17)

式中:ε?(0,1)為分辨系數(shù)，一般取0.5即可。

最后

(18)

5)確定各方案最終得分大小，確定最優(yōu)方案。首先進行無量綱化，使各方案指標處于可比較狀態(tài)

(19)

計算貼近程度

(20)

確定方案得分，進行優(yōu)劣排序

(21)

通過上述方法，將SLP方法布局得出的多個方案，按照不同客流強度等級指標進行評價，最終得出最優(yōu)方案。

5 算 例

根據(jù)前文構(gòu)建的布局方案設計模型，文中選取黃山公路客運站作為算例進行分析，黃山旅游客運中心設計年度為2025年，設計發(fā)送旅客能力為15 000人次·d-1，根據(jù)規(guī)范要求，本項目按照一級車站標準設計。占地面積53 315 m2，總建筑面積58 625 m2，容積率0.98，建筑密度15.54%，綠化率26%。先將各功能區(qū)編號，如表2所示。

表2 功能區(qū)編號

根據(jù)在黃山旅游客運中心的實地調(diào)研得到各功能區(qū)之間的人流量數(shù)據(jù)。從工作人員及黃山旅游中心站內(nèi)安檢口閘機AFC數(shù)據(jù)獲取客流數(shù)據(jù)并加以分析，得到在日客流量13 047人時的總客流強度從至表(見表3)。

表3 客流強度從至

根據(jù)各個功能區(qū)之間的客流量大小，結(jié)合從至表和客流相互關(guān)系等級劃分比例得出強度關(guān)系表(見表4)。根據(jù)上述分析以及客流強度關(guān)系，結(jié)合實際站房面積大小、流線情況，剔除不滿足功能區(qū)客流強度關(guān)系、客流強度關(guān)系不合理以及不符合現(xiàn)有面積情況的布局方案，得到4種較優(yōu)方案進行評價選優(yōu)(見圖2)。

針對前述4種布局方案，首先確定每個方案與SLP法最優(yōu)化結(jié)果的契合度(見表5),得到指標矩陣后進行權(quán)重確定(見表6)。最終進行TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)度評價法的方案選優(yōu)，如表7所示。由表7可知，評價方案得分排名由高到低依次為：方案2，方案3，方案4，方案1。

表5 方案契合度

表6 指標權(quán)重

表7 方案評價得分

根據(jù)評價方案，方案2和方案3綜合評分相差無幾。一方面，雖然商戶區(qū)和商旅中心的特征及屬性存在差異，但由于消費心理等影響，它們存在一定的“鯰魚效應”，旅客在進行某項消費時，對另一項服務的消費趨勢會增強，如若將商旅中心和商戶區(qū)布置得更近，既方便旅游服務消費，也利于刺激消費欲望，增強功能區(qū)之間的聯(lián)動效應；另一方面，根據(jù)流線分析，旅游客運中心商戶區(qū)和商旅中心的人流量較多，將它們放置在一側(cè)，可防止干擾旅客安檢進站乘車流線。另外，后勤流線是客運站運營的重要保障，站務用房屬于后勤流線，設計時應避免與旅客消費流線以及乘車流線交叉。

綜上，選擇方案2作為最終站房內(nèi)部各功能區(qū)布局方案，該布置方案有利于開展黃山旅游客運樞紐的正常運營流程。除此之外，筆者還建議將商戶區(qū)分別均勻布置在候車廳及客運站大廳，因為旅客在候車廳內(nèi)的時間緊張程度小，如果有消費需求，消費意愿更強。此時應避免同類型商戶區(qū)扎堆布置，減少不必要的競爭關(guān)系。

6 結(jié) 論

1) 提出利用SLP方法對汽車客運站的功能區(qū)進行劃分布局，運用熵權(quán)法、TOPSIS評價法以及灰色關(guān)聯(lián)度分析方法進行方案的確定和選優(yōu)。

2)利用黃山旅游客運樞紐進行實證分析，其中達到A級關(guān)系的功能區(qū)對3組、E級6組、I級8組、O級11組、U級8組，按照SLP法得到了4種布局方案。

3)按照設定的定量指標，避免定性的主觀評價，使用TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)度分析綜合而成的評價方法，最終在4個備選方案中確定方案2為最優(yōu)方案，其評分為0.794 1。