基于步行接驳效率的轨道交通站点改扩建方式与效果预测——以重庆轨道交通三号线观音桥站为例

李虎，褚冬竹，张虹云（重庆市设计院，重庆　40005；重庆大学　建筑城规学院，重庆　400030）



基于步行接驳效率的轨道交通站点改扩建方式与效果预测
——以重庆轨道交通三号线观音桥站为例

李虎1，褚冬竹2，张虹云2
（1重庆市设计院，重庆400015；2重庆大学建筑城规学院，重庆400030）

摘要：由于轨道交通具有运量大、速度快、安全、准时、保护环境、节约能源和用地等特点，因此国内城市轨道交通的发展呈上升趋势。但同时也暴露了在设计初期对人流量预估不足等问题，导致轨道交通站体本身容量不足，人的通行时间增加，严重降低了使用者的步行接驳效率。因此，不少站体在建成后几年内不得不进行改扩建。该文以重庆市观音桥站为例，调研站点各个出入口的人流量现状，结合轨道交通影响域步行行为特征和空间类型，分析不同使用背景下的站体改扩建方式。最后运用行人仿真软件对其改扩建方案进行验证，并提出更有效解决方案［1］。

关键词：城市轨道交通；站点改扩建；步行接驳；效率

褚冬竹（1975-），男，四川绵竹人，博士，教授，主要从事建筑设计。

张虹云（1981-），女，重庆人，大学本科，工程师，主要从事建筑设计。

基金论文：该论文为国家自然科学基金资助项目（项目编号：51478055）论文之一。

重庆主城区由于其地理条件复杂，非机动车出行所占的比例很小，因而居民出行主要以机动车和步行为主。通过与国内其他发达城市主要出行方式的比较（图1），可以看出步行交通是重庆城市居民主要的出行方式。然而，目前的城市规划指导思想还是注重车行交通，导致步行空间被压缩，城市中人们与轨道交通之间的步行接驳未得到足够重视。

图1　国内部分城市主要出行方式比较（2008年）

伴随着国内城市轨道交通建设的不断深入，一些站点由于前期策划、调研论证与地理条件的限制，相继出现了站点不能满足日益增长的人流量的状况。因此，一些站点亟需改扩建。

1　轨道交通站点内步行接驳

两种及以上交通方式的相互转换衔接过程，或同一种交通方式的不同线路间的换乘均可称为“接驳”［2］。

与城市轨道交通联系的步行接驳是一个空间与行为相结合的概念。城市中步行空间包括城市层面的步行系统、中观层次的步行带、步行道和步行广场等，以及微观层次的建筑步行通道与廊道等。而步行行为则包括在步行空间中发生的通过性步行行为与非通过性步行行为的总和。因此这里的步行接驳，即在上述步行空间中与地铁站点出入口相联系的相关行为总和（图2）。

图2　步行影响域内不同行为需求图片来源：笔者自绘

进站乘车步行行为活动：对城市轨道交通站点的调研后发现，乘客进站乘车步行活动基本行为流程为：进站→购票（自动售票机/售票窗口）→安检→刷卡进入→进入候车厅→上车（图3）。

到达出站步行行为活动：乘客到达出站的步行活动流程相对进站乘车比较简单：下车→出候车厅→刷卡出付费区→选择出入口出站（图4）。

图3　进站乘车步行行为活动流程图图片来源：笔者自绘

图4　到达出站步行行为活动流程图图片来源：笔者自绘

2　步行接驳效率与站体空间关系

2.1站点步行接驳效率内涵

在对轨道交通使用者的问卷调研中发现，使用者在步行过程中的一系列心理需求，如效率、安全、舒适和愉悦等，在进入站点出入口到上下车厢这段时间中，效率是使用者最为关心的一项指标。根据其功能定位，轨道交通站点步行接驳效率实际是以最短的接驳时间能提供更大的客流，即提高站点步行接驳效率。

轨道交通站点步行接驳效率就个体来说，研究的是每位乘客从进入轨道交通站体进站口，到进入车厢这一过程中所花费的时长，而这一过程中因乘客的职业、性别、年龄、出行时间限制、乘坐动机等差异，其在站体内的步行接驳效率也有比较大的差异；而就整个站体的接驳效率来说，忽略少数人的差异性，而研究大部分乘客的步行行为规律，主要掌握大多数人在这一过程中必要性行为给步行接驳效率带来的影响，进而研究轨道交通站体与之相适应的站体空间（图5）。

2.2空间与效率关联因素分析

图5　各要点间关系图片来源：笔者自绘

轨道交通影响下的行人步行接驳效率作为一个基本的研究点，其又可以理解为在单位时间内通过的人数总量，即：接驳效率×单位时间=通行人数总量。在站体层面的通行人数总量可以表示为站体能容量人数（站体面积S与成人平均所占面积S1的比），而通行所用时间为使用者从地铁口到车厢的距离L与步行速度V的比值。据此，步行接驳效率可表示为公式：

η=S·V/S1·L

其中：S为轨道交通站体面积；V为成人平均行走速度；S1为行人动态空间面积；L为轨道交通出入口到车厢的距离。

若忽略行人行走速度V和行人动态空间面积S1的差异性，站体距离L越短，其所用时间T就越少；其次就是增大S值。而要共同达到这个目的，增大站体的非付费区和候车厅面积，是提高使用者步行接驳效率η的有效方法。因此，在站体不能满足使用需求的情况下，通常的做法就是站体扩容。

站体扩容（即站体改扩建）在增大站厅面积方面能对步行接驳效率起到提升作用，而同时也增加了步行距离L。因而在轨道交通站体的改扩建中应合理规划出入口位置，尽量缩短其到候车厅的距离。扩大站体面积S的同时，也能提高乘客在站体内的步行速度V，而使站体不至拥堵。此外，站体的扩容能同时兼顾其商业功能。

3　轨道交通站点改扩建模式

由于国内轨道交通大多数处于起步阶段，需要改扩建的毕竟在少数。而由于站体设计初期对人流量的预估不足、土地性质变更、规划把控不到位等原因，会使得一些站体在与城市的衔接上出现不可逆的问题，如站体的使用效率低下、使用者在使用过程中产生各种困惑、与周边公共交通接驳不畅等。

就现有的资料来说，轨道交通站体的扩容基本上分为两种情况，一种是基于轨道交通换乘的扩容，另一种是站体本身的扩容。而基于轨道交通换乘的扩容作为一种主动式的扩容机制，其诱因与站点本身的改扩建有区别，因此，本文主要研究后者。概括起来被动扩容有以下几种模式（图6）。

图6　站体改扩建的主要三种模式图片来源：笔者自绘

3.1侧向式

站体侧向式（a）的改扩建是目前最常用的一种方法，它适用于现有站体两侧用地比较宽裕的情况和并行轨道线路换乘站的扩建。这种扩建一般是将站厅层整体往站台一侧外扩，从而达到增加站厅层容量的作用，而由于轨道的运行已经定型，如果是将候车层也外扩，则只能满足一个方向的扩容，另一个方向的候车层并未扩大，这也是这种模式的局限性。目前，上海地铁1号线漕宝路站、上海地铁5号线和1号线换乘站都是采用的这种模式。

3.2纵向式

纵向式（b）改扩建目前最好的实例就是重庆市观音桥站的改扩建。其特点是站体两侧的地下空间狭窄，无法向两侧扩建，因此只能将站体空间向纵向延伸。这种方式与侧向式不同之处在于，轨道线路可以通过增加车厢数的方式来满足加长的候车空间，同样也能增加运能。

3.3换乘通道式

在某些已建成的换乘站，两条线路之间的换乘都是通道连接，而对于日益增加的客流，单一的通道已经不能满足急速增加的人流，导致通道成了换乘的瓶颈。因此，这类站体在改扩建时首选对换乘通道（c）的改建，将单一的通道扩建成厅或是多个通道。目前，这类实践有上海人民广场“大三角”换乘大厅和即将动工的重庆牛角沱站换乘通道改扩建工程［6-7］。

4　实例——重庆轨道交通三号线观音桥站［3］

4.1流量确定

观音桥商圈作为重庆主城区五大商圈之一，承载了大量的人流与换乘压力，此次轨道观音桥站的各个出入口人流量的确定成为了研究其改扩建基础工作。

轨道观音桥站前广场通过性活动路线（步行接驳路线），广场各个方向进入地铁站主要通过5条路径，为地铁站出入口与广场6个出入口之间的连线。而作者此次调研的对象也仅为通过性活动的人群，而忽略与本文研究关系较少的停留性活动的人群［4］。

表1表2为观音桥地铁站前广场通过性活动各路径人流量统计结果，我们在人流量统计时选取了各个通行路径相关的3个横断面，调研中以到观音桥站的地铁班次为单位统计出站人数（人/次）；统计30min进站总人数除以总时间，以分钟为单位（人/min）统计进站的人流量分布。每个横断面均为作者多次测量求平均值所得［5-6］。

表1　站前广场通过性活动各路径人流量统计

4.2数据分析

将不同时间段的广场通过性活动人流量分析图进行关联分析后发现，由于地铁3号出入口临近步行街的主要通道和两个主要的商场，加上未来国际也位于站体北侧，因此3号口不论在非工作日还是工作日下班高峰，其人流量在三个出入口都是最大的。2号口离3号口过近，也产生了很大的人流量。而1号口作为前区广场面积最大的一个出入口，无论在非工作日还是工作日下班高峰，都只有较少的人流量，究其原因还是1号口的位置过于偏僻，且出入口标识性太差，被广场店铺门面后部所遮挡。

观音桥站的站厅与出入口设置与其现有站厅的空间存在很大的问题。首先是三个出入口对人流量的控制不均，导致二、三号出入口无论在上下班高峰期还是在非工作日，瞬时人流量都太大。三号口工作日下班高峰期进出站人数最高能达到4200人/h（其中进站2040人/h，出站2160人/h），而拥有富余空间的一号出站口每小时人流量仅有1080人/h，这对于整个观音桥商圈的乘坐轨道交通的人流量控制是很不利的。而笔者在调研中就发现在下班高峰期间，轨道交通站点内工作人员不得不采用三号口出站、二号口进站的方法防止人流在出口拥堵。

表2　不同时段广场各出入口进出站人数对比

究其原因，观音桥站在设计之初就是在新世纪地下层与步行街下穿道之间的夹缝中，因此，有限的地下空间导致了如今拥堵的站体。现有站厅层两个非付费区的总面积约为388m2，在最拥堵的情况下，按照每人占有面积1.0m2～1.5m2计算，仅能容纳260人～388人。这对于观音桥这样大的商圈来说，是远远不够的。

4.3扩建方案

2013年9月开始的观音桥车站改造工程是在现有车站基础上，扩建一个长约77m、宽约17m、高约5m的新站厅层，有1300余m2。同时对现车站进行部分改造，打通新旧站厅的连接通道以及增加新站厅到站台的上下通道等，以最大限度地疏散客流（图7、图8）。图中虚线框内为扩建部分。扩建后，车站公共区（包括站厅、站台、出入口等）总面积由2520m2增加为3880m2，对外出入口的数量也由原来的三个增至五个。扩建站厅非付费区的面积也将扩大约683m2，提高客流分流量约30%，将有效缓解车站拥挤。新增的两个出入口分别位于观音桥步行街中央和嘉陵公园东南角，有助于分担二、三号出入口约50%人流量。

图7　观音桥站改造方案　图片来源：笔者根据设计图纸绘制

图8　观音桥站改造方案图片来源：笔者根据设计图纸绘制

4.4过程检验

运用Anylogic软件对原站厅层与改扩建后的站厅层进行人流仿真分析，能尽可能真实地模拟行人从进入站点出入口到上车前的一系列行为。从分析结果可以得到改扩建前后站厅层的人流拥堵情况：（1）改扩建前二、三号入口在安检口前会造成大量拥堵；（2）现有站厅层在改建后，由于四、五号入口分担大量分流量，二号口的拥堵有所缓解，三号口由于安检区缓冲空间过于局促，仍有少量拥堵，但可以通过后期管理的手段解决；（3）新建站厅层由于非付费区面积富余，因此在高峰期人流基本不会拥堵，但通过软件检验，售票窗口与售票机在相反方向放置会使人流顺畅很多（图9）［8］。

图9　原站厅与改扩建后拥堵点分布对比图片来源：笔者自绘

5　结语与思考

在轨道交通站体设计初期，对于人流量的准确预判，能指导确定车站内使用空间的合理面积，避免在使用一段时间以后对原有站体进行改扩建。而人流量的确定作为最基础的数据支撑，应有一定的远瞻，尽可能符合周边城市空间发展趋势。在站体出入口的设置上，可以考虑与商业地下层相结合的方式设置，这样，在对人流的疏散和引导上会更加有利。

注：设计图纸由北京城建设计研究总院有限责任公司提供。

参考文献：

［1］褚冬竹，林雁宇.特性-模型-方法-城市轨道交通站点影响域行人微观仿真初探［J］.建筑学报，2015（3）：24-29.

［2］褚冬竹，何青铭.城市轨道交通“综合接驳”概念的建立及其特性［J］.新建筑，2015（2）.

［3］李虎.城市中心区轨道交通站点影响域步行系统空间效益研究［D］.重庆：重庆大学，2015.

［4］管晓萍.城市区域步行系统建构［D］.湖南：湖南大学，2004.

［5］戴洁，张宁，何铁军，等.步行环境对轨道交通站点接驳范围的影响［J］.都市快轨交通，2009（5）：46-49.

［6］高英林.轨道交通换乘车站改扩建技术——暨世纪大道站技术［J］.中国城市轨道交通新技术，2009（3）：77-84.

［7］沙滨.城市轨道交通换乘方式对比分析［J］.城市交通，2006（4）：11-15.

［8］Stangl，Paul. The pedestrian route directness test：A new level-of-service model［J］.Urban Design International，2012（3）：228-238.

责任编辑：孙苏，李红

Pedestrian Access Efficiency-based Renovation and Expansion Methods and Effect Precasting for Rail Transit Stations

Abstract：Thanks to the advantages of huge capacity，high speed，security，punctuality，environmental protection，conservation in energy and land use，urban rail transit in China is steadily on the rise. However，the pitfalls also emerge like inadequate estimation on passenger flow in early design period，causing insufficient station capacity，prolonged passing time and low pedestrian accessing efficiency. Therefore，many rail transit stations have to be renovated in just a few years. Based on the case of Guanyinqiao Rail Station in Chongqing，this paper studies the current passengers flow，and combined with the impacts of pedestrian domain behaviors and spatial types，analyzes the renovation and expansion methods for the stations under different using conditions. In the end，the pedestrian simulation software is adopted to verify the renovation and expansion solution，with a more effective one presented. Key words：urban rail transit；station renovation and expansion；pedestrian access；efficiency

中图分类号：TU921

文献标识码：A

文章编号：1671-9107（2016）05-0030-04

收稿日期：2016-02-02

作者简介：李虎（1988-），男，重庆人，研究生，助理工程师，主要从事建筑设计。

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.05.030