基于可达性的高铁站选址研究—以东莞为例

谈进辉，方浩强，毛伟

东莞市地理信息与规划编制研究中心

0 引 言

高铁站是高速铁路向旅客提供服务的窗口，其选址影响到高速铁路功能的发挥、客流效益以及社会经济效益。随着TOD模式在高铁站综合开发的广泛应用，高铁站由原来单一的客运功能转为综合的城市功能，其选址越来越重要。我国高铁站选址一般分为核心型、边缘型和外围型三类，以边缘型和外围型为主。长期以来，由于规划主管部门在高铁站选址时主要从加强区域联系的角度考虑，而忽视城市本身对高铁站的需求，特别是行政级别较低的城市，在高铁站选址方面话语权较少，使得远离城市的外围型高铁站较为普遍[1]，例如东莞现有的虎门高铁站和在建的东莞南站均位于外围，中心区缺少高铁服务。

高铁站可达性分为外部可达性和内部可达性。外部可达性指城市外部区域与高铁站之间的可达性；内部可达性是高铁站与城市内部出行点之间的可达性。本研究可达性指内部可达性。

本文基于可达性理论，结合东莞市宏观交通模型研究东莞市高铁站选址，以期能为即将规划的具有始发功能的东莞高铁站选址提供参考。

1 高铁站选址影响因素

高铁站选址的影响因素主要包括经济合理性因素、工程可行性因素、交通便利性因素、土地利用和出行者个体因素。

1.1 经济合理性因素

经济合理性因素从高铁站建设、运营所需要的资源和选址对整个线路工程量影响三个方面来考虑，主要包括土地价格、拆迁费用、周边劳动力环境以及能源情况和线路建设成本。

对于建设高铁站，土地价格、拆迁费用等因素影响其建设成本；对于运营高铁站，周边电力、水资源等因素影响其运营成本；高铁站选址影响线路布置，从而影响路线路的工程量。上述因素需在选址阶段充分考虑。

1.2 工程可行性因素

工程可行性因素主要包括场地条件、地质条件、地下管线等。例如平原地区高铁站选址受场地条件的影响相对较小，主要考虑拆迁工程量及特殊的工程地质、水文地质等[1]；丘陵地区高铁站选址不仅要考虑拆迁工程量、地址条件和地下管线，还要考虑高铁站的高程，确保其和周边用地的衔接[1]。

1.3 交通便利性因素

交通便利性因素指城市交通设施供给情况，包括道路交通供给情况和公共交通供给情况。高铁站最基本的功能是客流的集散，其选址应考虑服务范围内的交通条件，其中道路交通和轨道交通对其可达性影响最为显著。

1.4 土地利用

土地利用指因为土地利用类型及容积率的差别而导致城市人口、岗位空间以及其他资源分布引起城市空间结构的改变，从而影响高铁站选址。按照服务效益最大化的原则，高铁站应尽量在人口岗位规模较大的区域设置。

1.5 出行者个体因素

出行者个体因素包括出行者收入、年龄、受教育程度等因素，对可达性影响很大。例如高收入群体更可能采用小汽车出行，低收入群体更可能采用公共交通出行；年轻群体比老年群体出行选择的方式更多；即使相同的年龄、收入，受个人喜好、价值观、所掌握资源的差别，出行选择也往往不同[2]。

2 可达性概念及模型分析

2.1 可达性定义

可达性概念最早可追溯到有Hansen在1959年提出 ，此后各个专业学者根据研究需要，提出相应可达性的定义[2]。交通可达性是指出行者利用给定交通系统从出发点到达活动地点的难易程度，与土地利用、交通供给和出行者个体因素有关[2]。

2.2 可达性模型分析

常见的可达性模型有五种，其名称、定义、数学表述和优缺点对比如表1所示。

表1 可达性模型对比分析表

文献3对上述模型进行了实例验证，得出空间相互作用模型与效用模型要优于其他模型。结合实际掌握数据情况，本文采用空间相互作用模型研究东莞市高铁站选址。

3 基于可达性的东莞市高铁站选址研究

3.1 基于可达性的高铁站选址模型

借鉴空间相互作用模型，高铁站可达性选址模型描述如下。

假设城市分为n个交通小区，小区i的出行量为P_i，GC_i为小区i到高铁站的综合阻抗，小区j作为高铁站的潜力为

其中，k：{1、2、3………m}分别表示可选交通方式；λ：{1、2、3………h}分别表示出行群体类别；：交通方式k的行驶时间；：交通方式k的费用；：出行群体λ的时间价值（元/分钟）；：出行群体λ选择交通方式的比例。

模型根据收入、拥车、年龄等因素对出行群体进行了分类，考虑了个体因素；根据小区出行量的不同，考虑了土地利用因素；根据各种交通方式出行时间、费用等参数，考虑了交通供给因素。

3.2 基于可达性的东莞市高铁站选址

基于上述模型，利用东莞市宏观交通模型平台计算相关参数，得出2035年各个交通小区作为的潜力值。

3.2.1 东莞市宏观交通模型平台

东莞市宏观交通模型是基于CUBE VOYAGER平台，在2015年综合交通调查的基础上，采用四阶段法进行搭建，包括调查分析模块SA（Survey Analysis）、综合交通模型 CTS（Comprehensive Transport System）和轨道发展模型 RDS（Rail Development System） 三大部分，其中 CTS 模型包括初始化、出行生成、出行分布、方式划分、交通分配、其他时段六个模块以及一个循环控制。为保证模型平台的预测分析能力，分别于2017年和2019年进行了更新维护[4]。

初始化模块对交通供给数据进行处理，生成贯穿于整个“四阶段”的核心参数；出行生成模块基于小区的人口岗位计算交通小区的交通产生量和吸引量。出行分布模块根据出行生成模块的输出结果和初始化模块输出的交通阻抗，得出出行在空间上的分布。方式划分模块根据出行分布矩阵和初始化模块输出的各方式交通阻抗，得出各起讫点出行方式选择概率；交通分配模块计算得出道路上的交通量。东莞市交通模型平台如图1所示。

图1 东莞市交通模型平台

3.2.2 输入条件

① 土地利用

根据《东莞市城市总体规划（2016-2035）》和各镇街控制性详细规划，2035年东莞市居住用地344.5km2，公共管理与服务用地72.2km2，科研用地10.3km2，商业及服务设施用地106.1km2，工业用地282.2km2，物流仓储用地23.0km2，公共设施用地16.6km2。

② 道路交通

道路交通网络是在《东莞市城市总体规划（2016-2035）》规划道路的基础上，通过Transcad软件实现交通网络的数字化，对于高等级道路、高架、含辅道的主干路采用单向双线，其余道路类型采用双向单线，同时对立交和匝道严格按照轮廓线精细处理，避免简单相交于一点，以使模型中交通流向与实际交通流向更为贴近。

道路延误函数采用美国联邦公路局的BPR函数，公式如下：

其中，T行驶该路段所需要耗费的时间；T0为自由流车速下的路段通行时间；V为机动车流量；C为道路通行能力；α、β为待标定参数，通过浮动车数据标定得到。

③ 公共交通

模型中公共交通包括常规公交和轨道公交，常规公交是在根据百度地图最新的公交数据构建了包含公交线网走向以及停靠站点在内的公交线网。轨道交通网络是根据《东莞市轨道交通网络规划（2018-2035）》的轨道网络构建了包含轨道线网走向以及轨道站点在内的轨道线网（见图2）。

图2 东莞市综合交通规划图

公交出行成本是计算公式为：

GC=Time+Fare/VOT

Time=WalkT+IVTT+IWaitT+XWaitT+Bo ardT+Penalty

其中，WalkT、IVTT、IWaitT、XWaitT、XferT、BoardT、Penalty分别为步行时间、车内时间、初次候车时间、换乘候车时间、换乘时间、登车时间、换乘惩罚；Fare为公交票价。

3.2.3 选址结果

基于上述模型，计算东莞市各个交通小区的潜力值，排名前5交通小区和《广深第二高铁及广深铁路经赣深铁路开行高铁规划研究》（以下简称“规划研究”）推荐选址所在交通小区的潜力值如表2所示，其分布如图3所示。

表2 东莞市潜力值前5交通小区和规划研究推荐选址所在交通小区一览表

图3 东莞市前5交通小区和规划研究推荐选址所在交通小区分布

3.2.4 讨论

① 可达性最优选址

通过模型计算，潜力值排名前5的交通小区均位于莞城街道，距离东莞市政府1～2km范围内，处于东莞行政服务中心区域。从土地利用角度看，潜力值排名前5的交通小区周边人口岗位聚集，位于规划年两大人口走廊的交汇处（见图4）。从道路交通（见图2）供给角度看，潜力值排名前五的交通小区位于内环快速路围合区域中心，可方便通过快速路和高速路与其他地区可达。从轨道交通供给角度看，潜力值排名前五的交通小区位于两条市域快线（地铁1号线和地铁2号线）交汇处附近，也是东莞市轨道交通普线密集区域。

图4 东莞市2035年人口密度图

最优选址符合“新建车站选址尽可能在中心城区或靠近城市建成区，确保人民群众乘坐高铁出行便利”的原则，并且与《东莞市国土空间总体规划》提出的“构筑城市发展主轴、提升中心辐射能级”的发展愿景相契合。

② 综合最优选址

最优选址区域虽然可达性最高，但是位于高度建成区域，通道选择困难，并且设站条件较差。结合工程可行性和经济合理性因素，最优选址区域不利于高铁站实施落地。《规划研究》结合城市发展、铁路换乘、工程设计、环境影响、征地拆迁等多方面考虑，提出蛤地设站、陈屋设站、水濂山设站、牛山设站、寮步设站共5个比选方案。通过模型计算，蛤地设站方案（方案III）的潜力值最高。

蛤地设站方案处于东莞市南城总部基地，与正在开发的东莞市中央商务区相邻，距离市政府5 km，是东莞未来高质量发展、打造湾区都市的核心区域，结合可达性的潜力值分析，该方案可作为东莞市高铁主枢纽最优选址。

4 结 语

文章对高速铁路客运站选址影响因素进行了描述，建立了反映土地利用、交通便利性因素和出行者个体因素的可达性选址模型，以东莞为例计算了规划年排名前5小区和《广深第二高铁及广深铁路经赣深铁路开行高铁规划研究》选址小区的潜力值，对选址结果进行了讨论分析。

本文基于可达性角度建立的高铁站选址模型可用于对相关规划提出多方案进行比选。