城市轨交站域共享设施站城融合度评价机制及在绿心项目的应用

李翔宇， 韩 婷， 李然东， 吴南伟

(1.北京工业大学城市建设学部， 北京 100124； 2.中国建筑设计研究院有限公司， 北京 100045)

当代城市轨道交通发展进程中站城融合是主要的技术发展方向. 近几年，国内学者结合中国城市化发展的背景与综合交通枢纽发展的政策契机，在探索新一代城市综合交通枢纽与站域一体化发展新模式及如何促进站城融合发展做出很多努力与尝试. 研究成果大多从城市微更新和规范法规层面分析站城融合的发展，并以新建枢纽案例分析为主，而从站改视角融入城市周边建成环境的研究不足. 国内研究缺乏从城市更新视角进行站改的精准研究和人性化、精细化的设计指导性文件，相关设计依据和技术指标不健全. 而且评价和评估多以站场空间和站点选址及规模的研究为主，对于站城融合发展过程中已建成项目和拟建项目整体性、定量性的评价与评估的研究仍然缺乏.

本文以政策目标作为研究导向，综合城乡规划学、建筑学、大数据研究等专业视角对城市轨交站域站城融合发展，从经济开发协调度、社会活动满意度、交通换乘便捷度、环境质量舒适度4个维度筛选出相关控制指标，计算出指标权重值作为进一步指标筛选的依据；同时应用多元线性回归方程和SPSS数据分析软件定量分析指标数据之间的回归特点和各个指标对回归方程的拟合贡献度，来完善站城融合评价体系的回归模型，构建出完整的站城融合度评价体系.

1 站城融合背景下地铁站域地下共享设施发展

共享设施是轨交站点与大型公共建筑的连接媒介，是站城融合中空间集群的协同要素，布局方式见图1. 我国地铁站与周边大型公共建筑的建设缺乏整体协同建设的发展构思，集中表现在以下方面.

1) 共享设施开发分置建设，协调互动性差

城市分期建设的开发模式使得各组成部分多为城市的独立单元，城市部分中心区域的站点采取较为单一的地上接驳方式，乘客到达地面后与其他来向的行人一同进入周边公共建筑[1]. 由于大型公共建筑本身设施配置不满足使用者的现状需求，共享设施建设又无法做到与周边建筑协同互动，给使用者带来很大不便. 由此带来整体协调性差、共享设施建设不完善等问题.

2) 共享设施承担功能单一，空间利用率低

部分共享设施位于城市核心区等后期规划的大型公共建筑中，因设有连接通道，可直接通过站点从地下进入周边建筑. 但是，因对共享设施空间利用的忽视，普遍存在业态配置不充分、定位不合理的情况，使得共享设施仅作为连接通道和缓冲空间的单一角色.

3) 共享设施流线组织杂乱，交通可达性弱

轨道交通缺乏城市建设整体层面上的规划，分期发展导致一些地铁站与周边公共建筑具有较远的水平距离，连接手法单一. 在利用地下通道进行连接的同时，存在较多竖向流线多变和横向通道杂乱的情况. 部分车站站点与周边建筑接口过多，尽管联系紧密但是由于分工并不明确导致流线交叉，出现拥挤堵塞的情况.

4) 共享设施环境质量堪忧，体验舒适度差

轨交站域共享设施地上地下空间空气流速压强差的原因，空气质量舒适度在进站前和进站后形成较大差异，站内噪声源多，因声波混响不均同时受到噪声干扰，导致行人交流困难和无法获得准确的车辆运行提示信息等问题.

2 地铁站域地下共享设施影响因子与评价体系建立

根据用地比例和空间布局情况，最终选择国贸站、建国门站、朝阳门站、呼家楼站、金台夕照站和王府井站作为研究站点，发放问卷进行调查，共发放55份问卷，实收55份问卷. 对已列举的指标比较打分，经分析整理结合已有资料获得最终评价指标，使构建的指标更具有契合点和落地性.

2.1 地铁站域共享设施的影响因子

地铁站域土地的集约、混合利用是站域紧凑开发的必然要求，通过岗位密度、人口密度、功能混合度等指标衡量站域经济开发状况，协调站域不同功能业态的配置[2];站域的活力是站域站城融合的社会服务目标，通过公共空间设置与商业融合来体现以人为本的服务宗旨；交通可达性在空间分布上的强弱与共享设施的服务联通效率是决定人们参与某种活动进而选择目的地的决定要素；站内环境舒适度是行人进行社会活动最直观的体验，体现在生理热舒适度、声音传播质量以及空气质量指标上，是实现站城一体化开发环境友好的要素.

2.2 构建共享设施站城融合度评价体系

站城融合度评价体系基于经济开发协调度、社会活动满意度、交通换乘便捷度和环境质量舒适度4个维度进行探讨. 经济开发协调度选择开发紧凑度、功能集约和产业吸引等基础指标；社会活动满意度选择商业活力、公共空间品质和慢行系统可达性等基础指标；交通换乘便捷度选择换乘便捷、交通接驳和联通效率等基础指标；环境质量舒适度选择室内环境和生态绿化等基础指标，见表1.

3 评价体系指标综合权重探究

3.1 指标赋值

通过相关学者既有研究对轨道站点的分类结果，见表2，选取北京具有典型意义的地铁站点进行调研，通过对现状发展成效分析研究，了解典型轨交站域一体化开发和共享设施的内在联系，挖掘相关数据并提供构建指标体系的理论基础.

表2 综合可达性和混合型的站点分类结果[3]

评价指标的数据主要通过2个主要方式获取：资料数据的提取分析和实地调研观测分析. 容积率、岗位密度、功能混合度(见图2)、人口密度、公共空间覆盖率(见图3)、非机动车道配置率和轨道站点可达性7个指标数值来源于北京市城市规划设计研究院规划数据库和百度地图实时更新数据，通过提取ArcGIS所用地理图层信息获取相关数据，再根据指标计算方法获取具体数值.

图2 朝阳区轨交站域商业业态兴趣点统计

图3 北京市调研站域公共空间覆盖率统计

连接城市道路出入口数量来自北京地铁官网；地面过街点数量、路网长度(见图4)、地下连接通道数量、平均换乘距离、平均换乘时间、机动车设施配置率和绿化率(见图5)通过高德地图的实时信息和大数据统计结果获取.

图4 北京市调研站域路网总长度

图5 北京市调研站域绿化率

空气质量通过空气质量监测站官网获取；商业融合度、声环境质量通过实地调研获取. 评价指标数据见表3.

表3 评价指标数据分析统计表

3.2 熵值法指标权重

熵值可用于判断某个指标的离散程度,若离散程度越大,该指标对综合评价的影响越大,熵值也越大[6]，反之熵值越小. 具体分为4个步骤：

步骤1指标标准化统一数量级[7]

由于指标中反映的内容均不一样，不具有可比性，因此对各项指标进行归一化处理，消除量纲影响. 采用极差对各项指标归一化处理.

步骤2样本指标权重计算

样本指标权重指第i个样本第j项指标占所有样本的该项指标的比重. 该步骤是对单项指标所属标准层的重要程度的研究.

步骤3计算指标的信息熵值

指标与指标之间的离异与相对重要程度可通过信息熵来衡量. 熵值越小,指标间的信息熵价值系数就越大，指标就越重要.

步骤4计算指标权重计算

熵值法是对各项指标数据变异程度来确定指标权重的. 围绕4个维度对以上6个站点的各项指标数据测量采取后计算得出，通过量纲一处理将指标实际值转化为不受量纲影响的平均值，再通过计算同级指标权重的重要程度并进行相对离异分析，计算指标得分得出权重值.

通过SPSS软件将所有数据原值代入，得出最后的权重值，见图6.

图6 评价体系指标的权重结果

4 基于统计回归研究方法搭建评价模型

4.1 指标获取赋值

对评价体系中4个维度的指标进行回归分析，发现4个维度下的各指标变量之间均呈回归关系，且多个变量之间呈线性回归[8]，因此，采用多元统计回归的方法[9]. 因各指标关联性不强，环境质量舒适度以单指标因素控制为主[10]. 将调研数据上传至SPSS软件进行回归分析，搭建统计回归模型，分析站城融合发展各指标之间影响机制.

依据空间相互作用理论，分析变量之间的作用关系原理[11]. 在经济开发协调度原则之下，研究采用容积率、人口密度、功能混合度和路网密度为自变量，搭建的多元统计回归方程为

Y1=-39.773+38.162X11-0.946X12+299.935X13+3.827X14

(1)

式中：X11为功能混合度；X12为路网密度，km/km2；X13为人口密度，人/km2；X14为容积率；Y1为岗位密度，个/km2.

在经济开发协调度多元线性回归方程中因变量岗位密度指标未达到理论值的原因是由自变量功能混合度、路网密度、人口密度和容积率4个指标的数据共同决定的；根据表4分析回归方程非标准化系数和标准化系数后得出拟合度值为0.964，表示将调研后获取的自变量X11、X12、X13、X14的数据代入方程得出的实际值与因变量Y1的理论值有96.4%的相关性，其回归方程因变量与自变量高度拟合.非标准化系数是指自变量变化对因变量的绝对作用大小，标准化回归系数反映不同自变量对因变量的相对作用大小，可以显示出不同自变量对因变量影响的重要性，X11非标准化系数比X13小，比较其标准化系数X11也小于X13，说明人口密度对岗位密度的影响要比功能混合度的影响大.因此通过比较标准系数的绝对值能够进一步分析出方程中各个自变量对因变量的重要程度.

表4 经济开发协调度线性回归结果

在社会活动满意度原则下，依据空间相互作用原理研究公共空间覆盖率、地面过街点数量、地铁口数量和人均公共空间面积变量之间的数量关系，可知多元统计回归方程为

Y2=11.126-0.871X21-0.784X22+ 57.452X23

式中：X21为地面过街点数量，个；X22为地铁口数量，个；X23为公共空间覆盖率；Y2为人均公共空间面积，人/km2.

在社会活动满意度多元线性回归方程中因变量人均公共空间面积指标未达到理论值的原因是由自变量地面过街点数量、地铁口数量和公共空间覆盖率3个指标的数据共同决定的；根据表5分析回归方程非标准化系数和标准化系数后得出拟合度值为0.670，表示将调研后获取的自变量X21、X22、X23的数据代入方程得出的实际值与因变量Y2的理论值有67.0%的相关性，其回归方程因变量与自变量拟合度较高.X23的非标准化系数和标准化系数均较大，说明公共空间覆盖率对人均公共空间面积影响最大，地面过街点数量和地铁口数量对人均公共空间面积具有一定的影响作用.

表5 社会活动满意度线性回归分析结果

在研究交通换乘便捷度分析变量的相关性时，观察数据的统计情况，发现非机动车道配置率、机动车设施配置数量、连接通道数量均与交通可达性之间呈明显的线性正相关关系，搭建的多元线性回归方程为

Y3=2.408-0.003X31-1.585X32-0.081X33，

式中：X31为机动车设施配置数量，个；X32为非机动车道配置率；X33为连接通道数量，个；Y3为交通可达性.

在交通换乘便捷度多元线性回归方程中因变量交通可达性指标未达到理论值的原因是由自变量机动车设施配置数量、非机动车道配置率和连接通道数量3个指标的数据共同决定的；根据表6分析回归方程非标准化系数和标准化系数得出拟合度值为0.505，表示将调研后获取的自变量X31、X32、X33的数据代入方程得出的实际值与因变量Y3的理论值有50.5%的相关性，其回归方程因变量与自变量拟合度较强.X23的非标准化系数和标准化系数均较大，说明非机动车配置率对交通可达性的影响最大，机动车配置数量和连接通道数量对交通可达性具有一定的影响作用.

表6 交通换乘便捷度度线性回归分析结果

4.2 基于拟合度分析的误差解释

在构建社会活动满意度多元回归方程时，发现建国门的1组数据与其余5组数据相差较大无法回归，分析原因是地铁口数量与地面过街点数量出现矛盾，当地铁口数量满足一定数量要求时，其地面过街点数量大于地铁口数量，才能满足轨交区域人行的通行需求，同时适当增加公共空间数量，如：利用三角地区域增加公共体育锻炼设施、口袋公园等，可以提高回归拟合度，也满足公共空间的服务效率和居民的出行体验感，进而综合提高区域的社会活动满意度；交通换乘便捷度多元统计回归模型中，在统计6组数据时，因为所选样本中有2组数据非特征数据，所以拟合度有较大难度，但基于已有自变量分析，机动车配置率越高，对于整体出行可达性却具有限制性，应提高非机动道配置率，一定程度上限制机动车出行，将地上停车场退还行人，增加自行车道和停车措施并增加与主要公共建筑的连接通道数量，同时适当增加与地铁相连的地下通道数量，能够更好提高交通可达性.

4.3 构建站城融合度评价体系回归方程的意义

基于前述调研分析得出各指标数据的权重，利用多元统计的方法分析各维度下指标之间的影响机制，综合确定各指标对站城融合发展理论的影响度. 在数据出现矛盾时利用搭建的回归方程，结合数据特征和统计回归的理论方法分析，找出问题的突破点，提供相关工程技术解决策略从而更好地应用在站城融合的发展实践上.

5 评价模型的实践案例研究

5.1 绿心项目站城融合度评估研究

北京城市副中心绿心项目(以下简称“绿心项目”)是由剧院、图书馆、博物馆三大文化建筑在地下一、二层一体化共享连通空间与M101、M104两线换乘站点形成的“三大公共建筑群地下共享配套区域+轨道换乘站点”的典型轨交站共享域，地下总建筑面积为249 608 m2. 分析绿心项目的施工图纸和可行性研究报告等文件后得出地下一、二层的功能混合度为1.12；路网密度经测算为1.06 km/km2；前期规划文件预估绿心站域日均人数为12.2万人，将数据带入经济开发协调度回归方程，测得理想的岗位密度值为8.71，分析发现由于功能混合度偏低导致绿心站域岗位密度均低于其他调研站点的平均水平. 因此，在人口密度一定的情况下，绿心项目有待提高功能混合度，在地下共享空间融合更多类型的商业业态. 满足多种出行方式需求是提高站城融合度的关键指标. 测算非机动车的配置率为0.684；机动车设施配置1 700个位置；经绘制基地线路图可以看出地面过节点数量为13个，底线连接通廊为2个. 带入回归方程后发现交通可达性为-3.934，数值很高却为负值，在一定程度上说明实际交通便捷度不能满足居民出行需求.

在单因素控制的指标中发现影响绿心项目环境质量舒适的指标没有提出明确的施工措施. 考虑到共享设施环境中的机械噪声和人声噪声，为提供沉浸式的空间体验感，应在噪声干扰方面提供一系列的优化措施.

5.2 基于评价结果的设计提升策略

1)融合商业业态，提升整体活力

根据商业融合度评价标准，考虑增加零售配比. 同时对商圈与乘客流特点分析后，考虑到现阶段项目规划中的餐饮业态的分布，现应将其中的茶饮类轻餐饮穿插布置于枢纽出口处、下沉庭院等景观处或是在三大建筑地下连接通道附近. 将餐饮业态与其他业态相互融合、均衡发展，满足不同客群的需求，提升综合体的活力，形成与三大建筑配套的商业文化活力中心，见图7.

图7 根据流线增设业态

2)增设降噪设施，改善声环境体验

基于绿心项目对交通设施部分在声环境的处理的层面上，应减少站厅内混响时间，改善站台及换乘区的声环境，同时减少列车对于其他相关配套共享设施的噪声污染. 通过主动营造高接收声场景，或在固定区域进行降噪处理的被动方式改善室内声环境[12]. 例如在地铁非付费区与共享配套设施的衔接处整体铺设地毯从而营造接收声序列的被动措施；在衔接处设置景观水池通过水声掩蔽，营造在高接收各商业片区声场景中的主动措施，见图8.

图8 增设设施示意图

3) 增加非机动车配套设施，提高交通可达性

增加非机动车道数量，增设与场地外联通路口处的辅路设计，减少非机动车不必要出行距离，且均衡布置在地铁出入口和三大馆与外围道路连接节点之间的道路上，结合景观布置多条辅路，增加市民出行选择性，见图9；同时，可结合地下场地增设非机动车坡道和300～500辆的非机动车停车需求，减小地上停车地下购物的距离障碍，增加市民购物便捷度，提高交通可达性指标.

图9 机动车与非机动车道增设辅路示意图

6 结论

1) 构建轨交站域站城融合评价体系. 用于指导站城融合发展过程中遇到的土地利用、城市功能开发、交通规划和生态环保多维度影响因素下的轨交站域一体化开发.

2) 构建站城融合评价体系回归方程. 站城融合评价体系是基于问卷调查和理论方法研究后构建的，通过熵值法对指标权重，明确指标相互影响机制的重要程度，用以分析各指标变量之间的关联度和系数关系.

3) 结合中国国情，站城融合的发展是一个漫长且具有多种不确定性因素的过程，提供多维度的评价体系，能够在指导实践工程建设时提供全面的方案思路，通过将建设指标数据带入统计回归方程，明确各种不确定因素之间的作用机制和数量控制关系，避免在实际工程设施中遇到难以调和的问题.