北京市重點功能區軌道交通網絡加密研究

萬傳風 李 超 李 娟

(北京交通大學土木建筑工程學院 北京 100044)

?

北京市重點功能區軌道交通網絡加密研究

萬傳風 李 超 李 娟

(北京交通大學土木建筑工程學院 北京 100044)

針對北京市中心城區重點功能區范圍內軌道交通線網密度、站點覆蓋率不足等問題，以北京CBD重點功能區為研究對象，應用空間句法理論及空間分割方法，建立CBD地區道路網空間句法模型，量化分析該區域內可達性與交通流量的關系，結合既有軌道交通網絡，對CBD地區軌道交通線網規劃設計、路由選擇提出指導性建議。結果表明，將可達性評價指標與交通流量相結合，能夠定量描述城市軌道交通網絡可達性及結構績效，并選擇可達性較高軌道交通線路路由。該方法適用于城市軌道交通線網規劃以及不同規劃方案的比選和評價，可以作為方案評價方法之一，同時應該結合其他線網規劃要素，在城市軌道交通線網規劃中作為重要考慮因素綜合研究。

城市軌道交通；空間句法；網絡加密；可達性；規劃設計

北京市軌道交通網絡化運營已經形成一定的規模，一級軌道交通網絡骨架基本形成，重點功能區以及新城內部的二級網絡也在規劃之中。然而，隨著網絡規模的擴大也暴露出一些問題亟待解決，如北京中心城區、城市重點功能區的軌道交通線網密度、站點覆蓋率等與發達國家相比還有待發展。因此，科學合理的軌道交通網絡優化加密對北京城市空間結構的發展有著重要的意義。城市軌道交通網絡規劃是交通規劃的重中之重，目前，在城市軌道交通網絡規劃及相關政策制訂過程中往往定性分析較為普遍，缺少量化分析研究，在一定程度上造成部分規劃不盡合理。

空間句法起源于20世紀70年代，它是一種關于建筑與城市空間解析的系統理論，強調任何一個城市都存在相互聯系的自由空間和空間物體，人們對自由空間的認識決定于其形態結構，并反作用于空間行為[1]。國內對于空間句法的引用從20世紀80年代到現在有了極大的進展。近年來，空間句法模型在國內外已廣泛應用于對交通流量、城市形態發展、空間結構分布的研究和工程實踐中，空間句法形態分析變量在交通可達性評價研究領域也取得了較好的成果[2-8]。

本文以北京市中心城區內CBD重點功能區為研究區域，應用空間句法量化分析CBD地區主要道路車流量與可達性之間的關系，并結合現有軌道交通網絡結構及站點輻射范圍，從城市規劃、工程設計角度對CBD地區的軌道交通網絡進行科學合理的優化加密。

1 空間句法模型的建立及分析

1.1 CBD地區規劃背景

2004年，《北京中央商務中心區核心區控制性規劃》中將CBD核心區定為國貿橋東北角，西起東三環北路、東至針織路，南起建國路、北至光華路，核心區占地面積約為30 hm2，建設用地面積約為17.87 hm2，總建筑規模約182 萬m2，其中地上為133 萬m2(見圖1)。

圖1 北京CBD規劃范圍示意

1.2 CBD地區軌道交通現狀

現狀CBD地區運營的軌道交通線路有M1、M6、M10、M14共4條軌道交通線路，共設8個站點。地鐵1號線的永安里站、國貿站、大望路站；M10號線的國貿站、金臺夕照站和呼家樓站，M6號線的東大橋站、呼家樓站、金臺路站、M14號線的大望路站、紅廟站、金臺路站。其中M1與M10在國貿站換乘，M6與M10在呼家樓站換乘、M14與M1在大望路站換乘、M14與M6在金臺路站換乘(見圖2)。

圖2 CBD地區軌道交通線網

國貿站位于CBD核心區西側邊緣，為核心區提供直接、便捷的服務。M6號線屬于CBD區域的外圍線路，距離核心區最近為1.1 km，其線站位游離于區域外圍，服務范圍主要為CBD北側區域。

沿西大望路下敷設的M14號線，在CBD區域內設金臺路站、紅廟站和大望路站3個站點。線路主要服務對象為CBD的東擴區，其距離核心區最近約0.9 km。

1.3 建立軸線模型

首先獲取北京CBD區域道路網，并選取CBD地區主要道路作為基礎模型底圖；其次應用空間句法理論以及空間分割方法，應用軟件UCL Depthmap，建立CBD地區空間句法模型，如圖3所示。

圖3 CBD地區空間句法模型

1.4 模型運算與結果輸出

1.4.1 模型運算

應用空間句法分析軟件UCL Depthmap進行模型運算，得到空間句法各形態分析變量。根據以往對空間句法的研究可知，各形態分析變量中全局整合度(integration value)可以作為可達性評價的主要指標之一，而且與交通流量有較為緊密的關系，故選取全局整合度作為可達性評價參數。

分析結果如圖4所示，紅色表示全局整合度較高的道路，藍色表示全局整合度值較低的道路。

圖4 CBD地區空間句法模型全局整合度示意

1.4.2 獲取形態分析變量

運用UCL Depthmap中的run axial analysis 進行軸線圖運算，計算得出軌道交通的連接值(connectivity value)、控制值(control value)、整體深度值(total_depth)、全局整合度(integration value)等形態分析變量。根據前文論述，采用全局整合度作為可達性指標，并得到表示CBD地區道路網可達性的表格，依據可達性從大到小順序如表1所示。

表1 CBD地區道路可達性排序

2 軌道交通網絡優化加密實例

2.1 規劃設計機理

2.1.1 規劃角度

CBD范圍內的軌道交通網絡優化加密應充分考慮既有軌道交通線路走向及其站點輻射范圍，并在該區域進行均衡的線網規劃。空間可達性與用地性質、土地開發強度等有著較為緊密的聯系，土地開發強度高、就業密度大的區域往往基礎設施配置較好、可達性較高。本文選取CBD地區主要道路可達性(全局整合度)與其高峰小時雙向車流量做相關分析，如圖5所示。從圖中可以看出，CBD地區道路可達性與車流量有明顯的線性正相關關系，可以得出結論：可達性高的區域往往會出現較多的交通流量。

圖5 CBD地區道路整合度值與高峰小時車流量關系

從規劃角度，CBD區域內軌道交通網絡優化加密應該選取可達性較高、交通流量較大的區域，并綜合考慮與既有軌道交通網絡的銜接，這樣不僅可以使交通網絡規劃布局更趨于合理，還有利于更好地緩解原本交通結構的擁堵。

2.1.2 設計角度

軌道交通線路路由往往選擇沿主干道路布設，既可以避免因大量切割地塊而造成大面積工程拆遷，也可以合理規避地下管線。

CBD地區為北京市國際商務中心，建筑類型多為超高層建筑，超高層建筑往往基礎較深。盡量避免線路下穿超高層建筑，既可以降低軌道交通施工及行車對超高層建筑的影響，同時也降低了工程實施難度。

從設計角度，CBD區域內軌道交通網絡優化加密應該盡量選擇主干路布設，主干路往往路幅較寬、交通流量較大、可達性較高。

2.2 優化加密推薦路由

軌道交通線路的規劃設計是一個從整體到局部的過程，基于上述分析，軌道交通線路路由應盡量選擇可達性高的主要干路，綜合考慮沿線的土地性質、土地開發強度、就業密度等因素，緊密結合既有軌道交通線路并與其科學合理銜接。CBD地區既有軌道交通線路路由與該區域道路可達性的對應關系如表2所示。

表2 CBD既有軌道交通線路路由走向

由表2可知，既有的軌道交通線路路由設計較為合理，均選用了CBD地區可達性最高的東三環路、建國路、朝陽北路以及西大望路4條主干路。根據CBD道路網網絡結構以及既有軌道交通線路路由的布設，CBD地區軌道交通網絡優化加密可以選用光華路、朝陽路、針織路等可達性相對較大的路由。推薦線路T1、T2，如圖6所示。

圖6 CBD地區軌道交通網絡加密推薦線路

T1線路整體沿光華路布設，并考慮到與M14的銜接，推薦線路一與M14在紅廟站換乘。線路整體線性較好，工程實施難度較易。

T2線路起于與M6換乘的東大橋站，沿朝陽路、針織路、通惠河北路布設，與T1在核心區設置換乘站，并于M1、M10設置換乘站銜接。線路線性較差，曲線半徑較小，可以選擇次級軌道交通系統增加線路靈活性。

推薦線路對CBD地區軌道交通網絡起到了科學合理的加密效果，提高了CBD地區線網密度以及站點覆蓋率，對解決CBD地區交通擁堵以及下一階段的綜合總體規劃設計有重要的意義。

3 結論

1) 可達性與交通流量是軌道交通線路規劃設計的關鍵因子。本文應用空間句法理論及空間分割方法，通過對現階段北京CBD地區道路的可達性及其與交通流量的相關關系的量化分析，進行CBD地區軌道交通網絡的優化，并最終給出推薦線路?？臻g句法提供了量化的空間分析方法，將其應用到城市軌道交通的實證研究中，對可達性和交通流量等交通特征有較好的分析效果。因此，空間句法可以為城市軌道交通線路的規劃設計，尤其是重點功能區范圍內軌道交通網絡的優化加密提供科學合理的理論依據和指導。

2) 軌道交通網絡優化加密涉及區域綜合規劃、用地性質、就業密度、工程實施條件等多種因素，本文從可達性與交通流量角度進行軌道交通規劃設計有一定的局限性，推薦線路也單純是從理論角度提出的指導性意見，可以作為軌道交通線路規劃設計路由選擇的考慮因素之一。因此，在今后的研究中，可以加入更多的影響因子來建立模型，使之更加符合實際情況。

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

[2] 段進，比爾.希列爾.空間研究3：空間句法與城市規劃 [M].南京：東南大學出版社，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] 盛強,楊滔,侯靜軒.連續運動與超鏈接機制：基于重慶地面及地鐵交通流量數據的大尺度范圍空間句法實證分析[J].西部人居環境學刊,2015,30(5):16-21.

[5] 肖揚，CHIARADIA A,宋小冬.空間句法在城市規劃中應用的局限性及改善和擴展途徑[J].城市規劃學刊,2014,218(5)：32-38.

[6] HILLIER B, YANG T, TURNER A. Advancing DepthMap to advance our understanding of cities: comparing streets and cities, and streets to cities[C]//Eighth International Space Syntax Symposium.2012.Santiago de Chile: PUC.

[7] 王繼峰.基于可達性的交通規劃方法研究[D].北京：清華大學，2010.

[8] 程昌秀，張文嘗，陳潔，等.基于空間句法的地鐵可達性評價分析：以2008年北京地鐵規劃圖為例[J].地球信息科學,2007,9(6):31-35.

(編輯：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

萬傳風，女，博士，副教授，從事城市軌道交通線網規劃與線路設計研究工作，chfwan@bjtu.edu.cn

中央高校基本科研業務費專項資金資助(C15JB00180)

1672-6073(2016)05-0064-04

U231

A