廣州地鐵天河公園站多線換乘方案研究

王仲林 史海歐

(廣州地鐵設計研究院有限公司，510010,廣州//第一作者，高級工程師)

多線換乘車站由于眾多線路交匯，存在站內空間設計復雜、換乘方向多以及導向指示系統復雜等問題。目前，一些已建多線換乘車站由于客流量大以及人員擁擠，導致進出車站及換乘客流流線交叉現象嚴重，給乘客使用造成了諸多不便，也使車站環境出現了較為混亂和無序的局面，給地鐵運營管理帶了較大困難。

本文通過搜集國內15座多線換乘車站的實例，總結了換乘車站出現的主要問題。并以廣州地鐵天河公園站為例，從車站總體布局、站臺型式、換乘流線以及柱網優化等方面對天河公園站進行了方案優化設計。

1 國內多線換乘車站存在的主要問題

隨著北上廣深等中心城市和一線城市線網規模的不斷擴大，3線換乘車站涌現，4線換乘車站也已逐步出現，如上海世紀大道站、深圳車公廟站、南京南站、成都博覽城站以及天津文化中心站等。

目前，國內已運營的多線換乘車站存在的主要問題如下：①換乘距離長，換乘時間長，舒適度差；②換乘客流大，換乘通道能力不足；③換乘流線復雜，導向標識多，換乘大廳混亂；④電扶梯、樓梯、換乘通道等換乘設施能力不足；⑤由車輛編組及行車組織匹配問題引發的站臺擁擠。

因此應從規劃、設計源頭上對目前換乘車站存在的問題予以重視，提前謀劃，不斷優化方案。

2 多線換乘車站設計思路

由于不同城市在空間結構、城市形態、地形地貌以及人口分布等方面千差萬別，城市軌道交通線網規模、結構形態等都各不相同，從而形成的多線換乘車站的形式也層出不窮。

在換乘車站中，各條線路的站臺型式(島式、側式、混合式)、線路夾角(T形、L形、十形)、上下空間(同層、疊線、高架、地下)及換乘空間(站臺、節點、站廳、通道、站外、混合)等不盡相同。某些車站存在多種情況的組合，換乘方案也包羅萬象。而線網規劃和前期研究階段確立的線路空間關系將直接決定換乘功能及建筑設計方案，因此應重點研究。

2條線路之間的空間關系最為簡單，即平行或交叉；3條線路之間的空間關系則較為復雜，包括3線平行、2平行1交叉、3線交叉等平面關系，以及空間上的疊線、高架、下穿等形式；4條及以上線路則為以上方式的組合，其形態更為復雜。多線換乘車站空間關系典型形態如表1所示。

表1 多線換乘車站的空間關系典型形態

4線換乘車站是集中換乘的體現。港鐵4線換乘車站設計的核心思想是將其功能進行簡化，將線路之間不同方向的換乘分解到 2～3個換乘車站，即將集中于1個換乘車站的高強度換乘客流進行有效化解，化整為零，簡化換乘功能，縮小換乘車站體量，以提高乘客換乘效率。

綜上所述，多線換乘車站應從源頭,即從規劃和設計階段重點把控。首先從網絡層面優化換乘關系，理順線路間的空間關系,盡量做到同期規劃、同步設計。針對換乘車站，利用環線、放射線以及棋盤線形成多線換乘樞紐是較理想的方案，該方案可以極大地改善線網的通達性，減少乘客換乘次數。除了火車站、機場、CBD核心區等重要換乘節點，建議為換乘樞紐瘦身，原則上換乘線路不應多于3條,而應從網絡層面分散解決，調整為多個換乘車站組合，避免換乘客流過于集中。

同時,在多線換乘車站設計中，應設法將其中換乘客流大的2線在站臺解決，即優先采用同站臺平行布置方案，第三線采用平行或交叉布置，以改善換乘關系、減少車站埋深、控制車站規模、降低施工難度及風險以及節省工程投資。

3 天河公園站換乘研究

3.1 項目概況

天河公園站是廣州地鐵線網中的1座3線換乘車站，是廣州市域快線(21號線)、東西快線(13號線)和環線(11號線)等骨架線路的交匯點(見圖1)。天河公園站位于天河公園西南角,車站3線同步設計、同步施工。由圖1所示的天河公園站線網布置形態來看，11號線與13號線總體呈十字布局，基本不具備平行換乘的條件，而21號線天河公園站為起點站，具備與11號線或13號線平行換乘的條件。

圖1 天河公園站線網布置示意圖

3.2 天河公園站總體布局

多線換乘車站總體布局應充分考慮各線線路條件、空間關系、敷設方式、配線設置以及工程實施等情況，并結合換乘客流流線等綜合確定。由于多線換乘車站換乘方向眾多，流線組織復雜，因此應盡可能將換乘客流分布在不同的空間與通道上，如部分換乘可在同站臺解決，部分可通過站廳與節點組織客流單項循環等。天河公園站總平面如圖2所示。

圖2 天河公園站總平面圖

經分析，天河公園站換乘客流共有16條流線，若加上不同出入口閘機進出站客流，客流流線多達幾十種路徑，勢必存在嚴重的客流交織。根據天河公園站客流預測報告，各方向遠期全日換乘客流量如表2所示。

表2 天河公園站遠期全日換乘客流分布 人次

由表2可知,天河公園站3條線路間換乘客流量排序分別為:11號線與13號線換乘客流量為121 997人次，占該站換乘客流總量的47%;11號線與21號線換乘客流量為85 208人次,占該站換乘客流總量的33%;13號線與21號線換乘客流量為51 909人次,占該站換乘客流總量的20%。由此可知，11號線與13號線交互最多，但從網絡規劃、線路布置及工程實施條件而言，兩線并不具備平行設置同站臺換乘的條件。

綜合考慮，11號線與21號線采用同站臺平行換乘為最佳方案，即11號線與13號線形成L形換乘，即在其站臺端部實現換入13號線的節點換乘，且13號線換出客流通過站廳實現換乘。因此,采用該方案后，16%的換乘客流在同站臺可得到解決，34%的換乘客流通過L型換乘平臺實現站臺層轉換，剩余49%的換乘客流在站廳層轉換。這樣不但形成單向循環的換乘條件，也使得換乘流線的分布在不同層面得以解決，使換乘流線的客流交織降到最低。

3.3 站臺型式

由于天河公園站為21號線的終點站，有折返需求。故選擇21號線在內、11號線在外的平行雙島四線同站臺方案。同時,綜合分析了13號線所采用的站臺型式,如表3所示。

表3 13號線站臺型式比較表

利用Legion軟件對13號線一島兩側型式及單島型式方案進行了對比分析。一島兩側型式方案可將13號線上下車客流分開，對改善地鐵客流組織十分有利。經綜合比較，推薦13號線站臺采用一島兩側型式方案。

3.4 換乘流線

天河公園站遠期全日共有16個換乘流線，該站各方向遠期全日換乘客流量如圖3所示。

圖3 天河公園站遠期全日換乘客流量示意圖

按照天河公園站的站臺布置型式及換乘方式，全日67%的換乘客流需要從11號線和21號線站臺與13號線站臺之間流動，此部分客流是天河公園站換乘設計應著重考慮的要素。由于換乘客流較大，遠期無法滿足站臺雙向換乘的能力，故將設置單向循環換乘，即將13號線換往21號線的客流通過站廳解決。

同時為避免換進、換出客流在13號線站臺形成對沖，可在13號線設置2個側式站臺用于出站及換出客流(見圖4)，從而大大減少客流對沖與停站時間，提高了運輸組織效率。天河公園站13號線與11、21號線換乘流線示意如圖4所示。

圖4 天河公園站13號線與11、21號線換乘流線示意圖

3.5 柱網優化

天河公園站由3線換乘形成的站廳公共區面積達23 450 m2，因此需對大空間的柱網、層高等進行細化研究。

天河公園站遠期高峰小時客流高達9.5萬人次，其中換乘客流為4.5萬人次。由于21號線或11號線與13號線為L型換乘，其節點區域受3條線路相交影響，柱網排布非常密集且不規整，因而在進出站位置對客流組織的影響較大，且部分結構柱影響閘機前進出站的人流組織，因此必須對換乘節點區域的柱網進行調整以提升本站超大空間站廳的視覺效果,以及增加乘客舒適感。

經分析，將21號線與11號線站廳公共區柱網調整為4 m(縱向)×19 m(橫向)，換乘節點區域中站廳部分柱跨調為22 m；將21號線與13號線車站一層換乘廳的柱網由9 m×9 m調整為18 m×9 m。

通過抽柱處理，站廳層框柱數量由原來的188根減少為88根。柱距及柱位調整后，站廳公共區柱密度減小53%，站廳,尤其是斜交節點處視覺通透效果得到較大改善。

4 結語

多線換乘車站由于換乘方向眾多以及客流流線組織復雜，在其投入運營后帶來較多的管理困難，因此建設單位、運營單位以及設計單位應給予足夠的重視。對設計單位而言，需要線路、行車、客流、建筑及結構等專業密切配合。同時,應本著人性化的設計理念，充分研究車站站臺及換乘形式、站廳集散能力、樓扶梯和通道通過能力等要素，優化換乘空間舒適性，并且在設計階段充分論證及模擬分析，以更大程度契合換乘車站未來客流集散情況，減少換乘時間，為乘客的人性化出行提供便捷與舒適的條件。