北京市重点功能区轨道交通网络加密研究

万传风 李 超 李 娟

(北京交通大学土木建筑工程学院 北京 100044)



北京市重点功能区轨道交通网络加密研究

万传风 李 超 李 娟

(北京交通大学土木建筑工程学院 北京 100044)

针对北京市中心城区重点功能区范围内轨道交通线网密度、站点覆盖率不足等问题，以北京CBD重点功能区为研究对象，应用空间句法理论及空间分割方法，建立CBD地区道路网空间句法模型，量化分析该区域内可达性与交通流量的关系，结合既有轨道交通网络，对CBD地区轨道交通线网规划设计、路由选择提出指导性建议。结果表明，将可达性评价指标与交通流量相结合，能够定量描述城市轨道交通网络可达性及结构绩效，并选择可达性较高轨道交通线路路由。该方法适用于城市轨道交通线网规划以及不同规划方案的比选和评价，可以作为方案评价方法之一，同时应该结合其他线网规划要素，在城市轨道交通线网规划中作为重要考虑因素综合研究。

城市轨道交通；空间句法；网络加密；可达性；规划设计

北京市轨道交通网络化运营已经形成一定的规模，一级轨道交通网络骨架基本形成，重点功能区以及新城内部的二级网络也在规划之中。然而，随着网络规模的扩大也暴露出一些问题亟待解决，如北京中心城区、城市重点功能区的轨道交通线网密度、站点覆盖率等与发达国家相比还有待发展。因此，科学合理的轨道交通网络优化加密对北京城市空间结构的发展有着重要的意义。城市轨道交通网络规划是交通规划的重中之重，目前，在城市轨道交通网络规划及相关政策制订过程中往往定性分析较为普遍，缺少量化分析研究，在一定程度上造成部分规划不尽合理。

空间句法起源于20世纪70年代，它是一种关于建筑与城市空间解析的系统理论，强调任何一个城市都存在相互联系的自由空间和空间物体，人们对自由空间的认识决定于其形态结构，并反作用于空间行为[1]。国内对于空间句法的引用从20世纪80年代到现在有了极大的进展。近年来，空间句法模型在国内外已广泛应用于对交通流量、城市形态发展、空间结构分布的研究和工程实践中，空间句法形态分析变量在交通可达性评价研究领域也取得了较好的成果[2-8]。

本文以北京市中心城区内CBD重点功能区为研究区域，应用空间句法量化分析CBD地区主要道路车流量与可达性之间的关系，并结合现有轨道交通网络结构及站点辐射范围，从城市规划、工程设计角度对CBD地区的轨道交通网络进行科学合理的优化加密。

1 空间句法模型的建立及分析

1.1 CBD地区规划背景

2004年，《北京中央商务中心区核心区控制性规划》中将CBD核心区定为国贸桥东北角，西起东三环北路、东至针织路，南起建国路、北至光华路，核心区占地面积约为30 hm2，建设用地面积约为17.87 hm2，总建筑规模约182 万m2，其中地上为133 万m2(见图1)。

图1 北京CBD规划范围示意

1.2 CBD地区轨道交通现状

现状CBD地区运营的轨道交通线路有M1、M6、M10、M14共4条轨道交通线路，共设8个站点。地铁1号线的永安里站、国贸站、大望路站；M10号线的国贸站、金台夕照站和呼家楼站，M6号线的东大桥站、呼家楼站、金台路站、M14号线的大望路站、红庙站、金台路站。其中M1与M10在国贸站换乘，M6与M10在呼家楼站换乘、M14与M1在大望路站换乘、M14与M6在金台路站换乘(见图2)。

图2 CBD地区轨道交通线网

国贸站位于CBD核心区西侧边缘，为核心区提供直接、便捷的服务。M6号线属于CBD区域的外围线路，距离核心区最近为1.1 km，其线站位游离于区域外围，服务范围主要为CBD北侧区域。

沿西大望路下敷设的M14号线，在CBD区域内设金台路站、红庙站和大望路站3个站点。线路主要服务对象为CBD的东扩区，其距离核心区最近约0.9 km。

1.3 建立轴线模型

首先获取北京CBD区域道路网，并选取CBD地区主要道路作为基础模型底图；其次应用空间句法理论以及空间分割方法，应用软件UCL Depthmap，建立CBD地区空间句法模型，如图3所示。

图3 CBD地区空间句法模型

1.4 模型运算与结果输出

1.4.1 模型运算

应用空间句法分析软件UCL Depthmap进行模型运算，得到空间句法各形态分析变量。根据以往对空间句法的研究可知，各形态分析变量中全局整合度(integration value)可以作为可达性评价的主要指标之一，而且与交通流量有较为紧密的关系，故选取全局整合度作为可达性评价参数。

分析结果如图4所示，红色表示全局整合度较高的道路，蓝色表示全局整合度值较低的道路。

图4 CBD地区空间句法模型全局整合度示意

1.4.2 获取形态分析变量

运用UCL Depthmap中的run axial analysis 进行轴线图运算，计算得出轨道交通的连接值(connectivity value)、控制值(control value)、整体深度值(total_depth)、全局整合度(integration value)等形态分析变量。根据前文论述，采用全局整合度作为可达性指标，并得到表示CBD地区道路网可达性的表格，依据可达性从大到小顺序如表1所示。

表1 CBD地区道路可达性排序

2 轨道交通网络优化加密实例

2.1 规划设计机理

2.1.1 规划角度

CBD范围内的轨道交通网络优化加密应充分考虑既有轨道交通线路走向及其站点辐射范围，并在该区域进行均衡的线网规划。空间可达性与用地性质、土地开发强度等有着较为紧密的联系，土地开发强度高、就业密度大的区域往往基础设施配置较好、可达性较高。本文选取CBD地区主要道路可达性(全局整合度)与其高峰小时双向车流量做相关分析，如图5所示。从图中可以看出，CBD地区道路可达性与车流量有明显的线性正相关关系，可以得出结论：可达性高的区域往往会出现较多的交通流量。

图5 CBD地区道路整合度值与高峰小时车流量关系

从规划角度，CBD区域内轨道交通网络优化加密应该选取可达性较高、交通流量较大的区域，并综合考虑与既有轨道交通网络的衔接，这样不仅可以使交通网络规划布局更趋于合理，还有利于更好地缓解原本交通结构的拥堵。

2.1.2 设计角度

轨道交通线路路由往往选择沿主干道路布设，既可以避免因大量切割地块而造成大面积工程拆迁，也可以合理规避地下管线。

CBD地区为北京市国际商务中心，建筑类型多为超高层建筑，超高层建筑往往基础较深。尽量避免线路下穿超高层建筑，既可以降低轨道交通施工及行车对超高层建筑的影响，同时也降低了工程实施难度。

从设计角度，CBD区域内轨道交通网络优化加密应该尽量选择主干路布设，主干路往往路幅较宽、交通流量较大、可达性较高。

2.2 优化加密推荐路由

轨道交通线路的规划设计是一个从整体到局部的过程，基于上述分析，轨道交通线路路由应尽量选择可达性高的主要干路，综合考虑沿线的土地性质、土地开发强度、就业密度等因素，紧密结合既有轨道交通线路并与其科学合理衔接。CBD地区既有轨道交通线路路由与该区域道路可达性的对应关系如表2所示。

表2 CBD既有轨道交通线路路由走向

由表2可知，既有的轨道交通线路路由设计较为合理，均选用了CBD地区可达性最高的东三环路、建国路、朝阳北路以及西大望路4条主干路。根据CBD道路网网络结构以及既有轨道交通线路路由的布设，CBD地区轨道交通网络优化加密可以选用光华路、朝阳路、针织路等可达性相对较大的路由。推荐线路T1、T2，如图6所示。

图6 CBD地区轨道交通网络加密推荐线路

T1线路整体沿光华路布设，并考虑到与M14的衔接，推荐线路一与M14在红庙站换乘。线路整体线性较好，工程实施难度较易。

T2线路起于与M6换乘的东大桥站，沿朝阳路、针织路、通惠河北路布设，与T1在核心区设置换乘站，并于M1、M10设置换乘站衔接。线路线性较差，曲线半径较小，可以选择次级轨道交通系统增加线路灵活性。

推荐线路对CBD地区轨道交通网络起到了科学合理的加密效果，提高了CBD地区线网密度以及站点覆盖率，对解决CBD地区交通拥堵以及下一阶段的综合总体规划设计有重要的意义。

3 结论

1) 可达性与交通流量是轨道交通线路规划设计的关键因子。本文应用空间句法理论及空间分割方法，通过对现阶段北京CBD地区道路的可达性及其与交通流量的相关关系的量化分析，进行CBD地区轨道交通网络的优化，并最终给出推荐线路。空间句法提供了量化的空间分析方法，将其应用到城市轨道交通的实证研究中，对可达性和交通流量等交通特征有较好的分析效果。因此，空间句法可以为城市轨道交通线路的规划设计，尤其是重点功能区范围内轨道交通网络的优化加密提供科学合理的理论依据和指导。

2) 轨道交通网络优化加密涉及区域综合规划、用地性质、就业密度、工程实施条件等多种因素，本文从可达性与交通流量角度进行轨道交通规划设计有一定的局限性，推荐线路也单纯是从理论角度提出的指导性意见，可以作为轨道交通线路规划设计路由选择的考虑因素之一。因此，在今后的研究中，可以加入更多的影响因子来建立模型，使之更加符合实际情况。

[1] HILLIER B，HANSON J.Social logic of space [M], London, Cambridge University Press, 1984.

[2] 段进，比尔.希列尔.空间研究3：空间句法与城市规划 [M].南京：东南大学出版社，2007 年.

[3] LAW S, CHIARADIA A, SCHWANDER C.Toward a multi-model space synatx analysis:a case study of the London street and underground network [C]// Eighth International Space Syntax Symposium.2012.Santiago de Chile: PUC.

[4] 盛强,杨滔,侯静轩.连续运动与超链接机制：基于重庆地面及地铁交通流量数据的大尺度范围空间句法实证分析[J].西部人居环境学刊,2015,30(5):16-21.

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[7] 王继峰.基于可达性的交通规划方法研究[D].北京：清华大学，2010.

[8] 程昌秀，张文尝，陈洁，等.基于空间句法的地铁可达性评价分析：以2008年北京地铁规划图为例[J].地球信息科学,2007,9(6):31-35.

(编辑：曹雪明)

Research on Rail Transit Network Density Enhancement for Key Functional Areas in Beijing

Wan Chuanfeng Li Chao Li Juan

(School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)

The density of metro network is still relatively low and the station number is not adequate in the central urban areas and functional districts of Beijing. Therefore, research on density enhancement of rail transit network in Beijing key functional areas is becoming important. This paper presented a syntax model of urban road in Central Business District of Beijing, analyzed the relationship of accessibility and traffic flow quantitatively, and a recommended program was given in the end. Taking into account the existing rail transit network, the guidance for further plan and design of Beijing urban rail transit was provided. The analysis on the relationship of accessibility and traffic flow can quantitatively describe the urban traffic network accessibility and structural performance in order to choose a better rail transit route with higher accessibility. This method is suitable for urban rail transit network planning as well as the comparison and evaluation for different plans and it can be used as one of the scheme evaluation methods. Considering other factors of rail transit network planning, it is an indispensable factor in urban trail transit network planning for comprehensive research.

urban rail transit; space syntax; network density enhancement; accessibility; planning and design

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.05.013

2016-03-16

2016-07-05

万传风，女，博士，副教授，从事城市轨道交通线网规划与线路设计研究工作，chfwan@bjtu.edu.cn

中央高校基本科研业务费专项资金资助(C15JB00180)

1672-6073(2016)05-0064-04

U231

A