基于新時代智能精品客站建設總要求的北京朝陽站建設策略

鄭雨

（中國鐵路北京局集團有限公司建設管理部，北京 100860）

0 引言

作為我國新基建的重要組成部分，云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等新一代信息技術的創新突破和融合發展，帶動了以“綠色、智能、創新、融合”為特征的群體性重大技術變革，成為新一輪科技革命和產業變革的核心支撐。信息化、智能化、新材料、新能源等高新技術也正在加速對鐵路各主要領域的滲透與融合，同時，交通運輸可持續發展和運輸需求不斷迭代升級，促使鐵路對更高品質服務和更高效益發展的追求愈加迫切。未來世界范圍內高速鐵路領域的競爭將在很大程度上取決于數字化和智能化水平［1-3］。

北京朝陽站是北京鐵路客運樞紐總格局中主要客站之一，是京哈高鐵的北京始發終到站，也是京哈高鐵全線規模最大的車站。車站位于北京市東北部四五環之間，車場規模為7臺15線，站房建筑面積18.3萬m2，雨棚上蓋停車場面積為6.2 萬m2。地鐵M3 號線和R4 號線換乘車站位于西廣場地下，在地下二層形成L形平層換乘。北京朝陽站的建設，可將高速鐵路、普速鐵路、市郊鐵路東北環線、城市公交、城市軌道交通等基礎設施融為一體，形成北京東北部地區新的大型綜合交通樞紐，為北京東北部地區的快速發展提供強有力支撐。

在北京朝陽站的建設中，堅決貫徹中國國家鐵路集團有限公司（簡稱國鐵集團）“暢通融合、綠色溫馨、經濟藝術、智能便捷”的新時代智能精品客站建設總要求，積極探索、加強創新，融入多種新理念、新技術和新工藝，打造新時代下北京首座現代智能高鐵客站。

1 “暢通融合”方面技術應用表現

建設過程中，加強北京朝陽站“暢通融合”研究，做好站房綜合交通樞紐規劃設計，完善客站樞紐功能布局及流線組織，促進鐵路客站與城市配套的緊密銜接，降低旅客出行時間及經濟成本，提高鐵路客站的運轉效率，保證旅客進出站通道的順暢。并將鐵路客站有效融入城市機體，做到樞紐區域與城市規劃、產業開發有機融合，積極推進“一站一景”的地域文化構建，形成互惠融通的城市空間。此外，注重樞紐與城市間的多層次化，采用站城一體化設計，形成人流、車流、物流、信息流的暢通高效，將樞紐核心區打造成站城融合的復合化空間。

1.1 樞紐區域與城市規劃的協調

1.1.1 正確的站場選址

北京朝陽站位于北京市區東北角，東四環、東五環及北京兩機場之間。京沈高鐵開通后，借助優越的地理位置，北京朝陽站將成為首都與東北地區聯系的門戶和進出機場的國際門戶，通過吸引客流進一步促進該地區及周邊地區的深層次發展。

1.1.2 合理的土地利用

根據車站近遠期運量分析（見表1），核定北京朝陽站站場用地規模，占地面積為305 434 m2。通過客流分析確定各配套車場面積，核定配套樞紐用地規模，保證建設用地規模合理。

1.1.3 樞紐與城市規劃產業及開發功能布局的融合

北京朝陽站項目周邊規劃為電子科技園、東壩第四使館區、定福莊功能區及中央商務區，根據綜合交通樞紐周邊圈層功能及與中心區的連接性能為總體定位，將北京朝陽站及站前樞紐一體化定義為高品質辦公、文化藝術展覽和國際化商貿服務等，滿足第四使館區和中央商務區的使用要求，充分發揮樞紐對周邊土地功能價值的提升，提升片區經濟。

表1 北京朝陽站近遠期運量分析 人

1.2 樞紐外部交通組織通暢

1.2.1 多面進站，快進快出

北京朝陽站車流組織以周邊城市交通骨架為依托，采用“南進南出、北進北出”“分塊循環”的交通組織方式（見圖1），本著高效、便捷、節約用地的原則，與城市交通互聯互通，相互協調。

圖1 “南進南出、北進北出”車流線

1.2.2 公交優先，綠色出行

為疏解樞紐周邊交通壓力，形成暢通的樞紐公共交通體系，本著“公交優先，綠色出行”的原則進行交通組織，將公交及地鐵M3 號線和R4 號線等多種公共交通方式優先引入樞紐，方便廣大旅客快速抵達樞紐乘車。

1.3 樞紐片區城市設計的協調

1.3.1 功能布局的層次化

按照以鐵路核心區為中心的新型TOD 開發模式下各功能的服務半徑，依次合理布置交通配套服務、生產生活設施、商務辦公、文化藝術展覽和零售百貨等不同功能，形成城市物業開發與樞紐功能的互為補充，營造城市區域中心。北京朝陽站站區功能模塊見圖2。

1.3.2 空間豎向的層次化

圖2 北京朝陽站站區功能模塊

通過豎向空間設計，打造分層次的豎向功能組成。站臺雨棚屋面停車場的引入服務于高架層進站，并在地下設置快速進站廳，形成“上進下出”結合“下進下出”的旅客流線組織方式，實現旅客流線的快進快出。站房剖透視效果見圖3，南北剖面流線見圖4。

圖3 站房剖透視效果

圖4 南北剖面流線（垂軌）

1.4 樞紐核心區的無縫銜接

1.4.1 樞紐與城市功能復合化

（1）城市功能融合。北京朝陽站項目建設在滿足交通基本功能的同時，還通過合理空間整合，將商業、辦公等部分城市功能匯入綜合樞紐中（見圖5），使其與城市功能緊密銜接，彼此滲透，自然形成一個功能超復合的城市綜合體。

圖5 樞紐空間效果

（2）交通功能融合。城市中公交、地鐵、出租車和長途客運等多類型交通方式融入北京朝陽樞紐（見圖6、圖7），為旅客提供多種多樣的出行選擇，方便了旅客出行，同時還對樞紐交通起到了良好的疏解作用。

圖6 交通軸與多功能軸關系

（3）城市景觀融合。北京朝陽站處于朝陽公園—東風公園城市景觀長廊上（見圖8），采用雨棚上蓋停車場設計連通和縫合線路兩側城市空間，車場上方布置景觀綠化，強化城市景觀綠地軸線。

1.4.2 交通多樣性

（1）多種交通方式同時布置。樞紐內部及周邊布置多種交通方式供旅客選擇（見表1、圖9、圖10），方便了旅客進出樞紐，同時交通方式的多樣化可以更好地疏解樞紐內部客流，減少樞紐內部的人流擁堵。

（2）到發交通、過境交通、通勤交通合理分流。將樞紐內部交通明確分層組織，把樞紐到發交通、過境交通、通勤交通合理分流，提高交通效率，改善樞紐周邊交通擁堵狀態，實現旅客“進出分層，到發分離”。

圖8 景觀分析

1.4.3 樞紐內部交通組織高效化

（1）換乘高效。拉近地鐵、公交與國鐵站房、區域開發間的距離，縮短了換乘距離與時間，大幅提高了換乘效率，有利于實現超大聚集人流的快速疏解（見圖11）。

表1 交通配套規模數量

圖9 交通配套布置

（2）交通分流。北京朝陽站實現人車分流，確保明確的交通路線，提高樞紐交通效率，保證旅客的出行安全。

（3）換乘空間合理銜接。北京朝陽站與市政樞紐無縫銜接（見圖12、圖13），將周邊交通方式通過綜合換乘大廳緊密相連，形成以鐵路核心區為中心、其他交通方式緊密聯通的城市空間網絡，帶動城市空間整體發展。

圖10 進出流線

圖11 樞紐與周邊開發人行流線

2 “綠色溫馨”方面技術應用表現

圖13 換乘關系軸測圖

貫徹可持續發展的設計理念，打造全生命周期內綠色客站設計，采用經濟、適用的節地、節能、節水、節材和環保技術，以節支降耗為目標，做好設備選型優化和技術手段創新，實現高效運轉、持續發展的綠色現代客站；注重客站室內視覺環境、心理環境、物理環境的營造，完善客站客運功能，提升服務旅客的水平和能力，為旅客營造溫馨、健康、舒適的出行環境。著重從綠色設計技術、綠色建筑材料、站內空間環境、人性化設計等方面考慮，通過采用先進的節能環保材料及技術，打造集約、生態、創新的車站綠色建筑，營造溫馨、和諧的空間環境。北京朝陽站項目按照綠色建筑標準進行設計，為綠色公共建筑。

2.1 節支降耗

注重控制生產運營成本，提高能耗標準，合理減少設備設施的維修維護次數，節省運營維護開支，同時，優選節能型設備設施，采用智能化節能節電系統進行控制，實現客站整體的節支降耗目標。

（1）優選節能型設備設施。優選節能型燈具，降低用電能耗。

（2）采用少維修或易于維修維護的設備及系統。降低燈具高度，改為吊燈和落地燈，便于燈具維修維護。

2.2 綠色建筑材料

站房采用鋼結構、預拌混凝土和超細無機纖維噴涂保溫技術等，自然環保。同時，在設計中引入雨棚陽光導入系統（見圖14），解決全覆蓋雨棚屋面停車場的照明不利問題，達到節能環保效果。該技術通過室外采光裝置聚集自然光線，將其導入系統內部，然后經由導光管裝置強化并高效傳輸后，由室內漫射裝置將自然光均勻導入需要光線的位置。該技術具有采光效率高、光譜全、保溫隔熱效果好、抗沖擊性能強、抗UV性能好、光線柔和、無頻閃、無眩光、使用壽命長等特點。

2.3 站內空間環境

2.3.1 室內噪聲及隔音

注重室內物理環境的優化，運用計算機模擬技術，根據實際尺寸建立計算機建筑模型，對方案設計的聲場效果進行計算機模擬驗證（見圖15），確保混響時間指標和語言清晰度指標良好，提供舒適的電聲環境。

圖14 陽光導入系統

2.3.2 室內采光及視野優化

（1）自然采光。高架候車廳大面積采用玻璃幕墻，屋面設置采光天窗。運用ECOTECT 建筑天然采光模擬分析軟件進行建模，在陰天狀態下進行室內采光模擬計算，模擬圖及系數統計見圖16、表2，10 m 層76%的面積采光系數滿足規范要求［4］，其中公共區范圍全部達標。模擬結果表明，候車廳白天無需燈具照明即可滿足日常使用。

此外，西站房南、北兩側各設置1個辦公中庭共享空間（見圖17），內部設置活動、休憩區，并進行陽光引入，改善室內空間環境，營造溫馨舒適空間。

圖15 候車大廳聲場效果模擬驗證

圖16 10 m采光系數分布

表2 10 m層主要功能空間采光系數

（2）照明。優化室內照明方案，高大空間由傳統吊頂一體照明方案調整為吊燈、燈柱和壁燈結合的照明方案（見圖18），降低燈具高度，減少20%電量消耗，并實現空間吊頂簡潔連續，便于燈具運營維護，營造出綠色節能、溫馨宜人的室內空間環境。

圖17 西站房辦公中庭共享空間

圖18 地下集散廳照明方案

2.3.3 自然通風

采用CFD 手段對北京朝陽站站房室內主要功能房間的自然通風效果進行模擬（見圖19），綜合考慮流場、風速、空氣齡、通風量，對北京朝陽站站房室內自然通風狀況進行分析評價，主要功能房間的大部分區域空氣齡達到1 800 s 以上，換氣次數在2 次/h 以上，通風換氣效果較好。

2.4 人性化設計

人性化設計是指在設計過程中，根據人的行為習慣、生理結構、心理情況、思維方式等，在原有設計基本功能和性能的基礎上，對建筑進行優化，使體驗者參觀、使用更加方便、舒適。

圖19 站房主要功能房間自然通風效果模擬

（1）造型設計。立柱、墻角、座椅、欄桿等邊角處采用圓弧處理，座椅靈活布置，體現旅客關懷。

（2）色彩設計。材料采用溫馨的色彩和柔和的材質，營造綠色溫馨的室內空間環境。

（3）綠化設計。站房內部布置綠化，改善室內候車環境。南北雨棚上蓋停車場范圍內結合采光天窗布置停車景觀綠化，打造綠色車場（見圖20）。

（4）空間通暢設計。控制旅客可達范圍內的頭部上方空間障礙物設置高度（見圖21），實現人行流線方向上暢通無阻。

圖20 雨棚上蓋停車場綠化設計

圖21 高架候車廳V形柱設置

3 “經濟藝術”方面技術應用表現

重視客站建筑功能和造型的藝術性體現，通過對新技術、新材料、新設備進行技術經濟論證和比較分析，選擇先進成熟的技術、經濟適用的材料、性能良好的設備控制工程投資和運維成本，實現建筑功能、藝術與經濟的完美統一，創建集約高效、藝術高質的新時代高鐵客站。同時，深度挖掘客站建筑理念，關注建筑細部細節設計，努力把客站建設成為城市門戶和鐵路窗口，打造新時代精品站房工程。

3.1 建筑功能的經濟性

以堅持集約、簡約為原則，合理規劃和布置客站建筑功能及設備設施，達到節約能源、減少工程投資和易于運營維護的目的，保證客站建筑全生命周期的經濟性。車站雨棚上蓋設置社會停車場（見圖22），集約用地，提高土地利用率。同時雨棚上蓋停車場合理設置屋面綠化，補充城市綠化空間，改善城市空間環境。

3.2 建筑藝術的經濟性

注重客站建筑藝術表現在時代脈絡上的發展和創新，通過適宜的材料和技術展現建筑藝術，平衡設計標準和建筑藝術間的關系，全力打造經濟藝術的新時代鐵路客站。

（1）創新藝術的建筑平面。為方便乘地鐵的旅客快速進出站，在站房地下層設置快速進站廳，與一側出站廳相通，并與地鐵安檢互認，縮短旅客進出站流線，快速便捷。

圖22 車站雨棚上蓋停車場

（2）經濟適用的建筑結構形式。屋蓋鋼結構為空間結構體系，由中部屋脊拱起部分與兩側平屋面部分構成，屋脊拱起部分結構為三跨兩懸挑的三角形桁架結構，滿足候車廳內大空間效果。10 m 以下范圍為鋼筋混凝土框架結構。站房主體結構見圖23。

圖23 站房主體結構

3.3 建筑藝術性

設計中要賦予鐵路客站真正的建筑靈魂，并運用恰當及精準的建筑語言進行詮釋，打造極具特色的新時代高鐵客站建筑，努力把客站建設成為城市門戶和鐵路窗口，實現建筑自身的藝術價值。

北京朝陽站的設計從北京傳統建筑文化中獲得啟發，結合當代設計手法，體現北京古老、神圣、莊嚴、高貴、穩重等地域建筑特點。抽取北京傳統建筑屋蓋肌理，運用U 形垂片與木色鋁板相疊加的設計手法體現古建檐椽之美，賦予室外吊頂獨特的肌理與質感（見圖24）。室外及室內吊頂設計元素統一，椽木由室外延續至室內。

3.4 建筑細部設計

客站建筑設計注重建筑細部的藝術性表達，把文化藝術融入建筑細節中，同時注重建筑與結構的系統性設計，實現建筑由外至內的精致、精心和精細，實現高品質客站建設。

3.4.1 建筑裝修細節

無橫梁明框系統：玻璃外幕墻（見圖25）采用角點支撐代替橫向龍骨支撐，在滿足安全性的同時，減少龍骨用鋼量，節約造價，提升建筑藝術和品質，塑造出建筑簡潔干練的氣質。我國首次采用無肋板折線形全玻璃幕墻，玻璃范圍內無鋼龍骨（見圖26），視野開闊通透，打造高品質候車室內空間。

圖24 北京朝陽站的藝術融合

圖25 無橫梁平面玻璃幕墻

3.4.2 結構體現建筑功能

候車廳大吊頂貼近屋蓋鋼結構且平行布置，結構體現建筑功能，實現了建筑和結構的統一，同時，減小吊桿高度，節約吊頂鋼結構用量，經濟藝術。高架候車廳鋼結構見圖27。

圖27 高架候車廳鋼結構

3.4.3 建構一體

注重結構設計邏輯性和秩序感，簡化裝修，體現結構美。站臺雨棚結構（見圖28）采用清水混凝土設計，進行結構外露，減少后期運營維護。

4 “智能便捷”方面技術應用表現

北京朝陽站建設工程中，充分運用信息化、智能化技術，為客站建設、旅客出行及運維管理帶來更多便利；提高設備檢測、運輸組織、旅客服務智能化水平，讓旅客出行更加順心、舒心、滿意；加大客站建設過程中智能建造、數字建造技術的應用，實現數字化交付及智能管理。加快推進綜合客運樞紐一體化建設、采用立體換乘、同臺換乘、安檢標準互認等措施，實現樞紐功能布局緊湊、集約高效、空間貫通、客流銜接有序、換乘方便快捷。

4.1 便捷的旅客服務設施

（1）通行設施。結合客流模擬，合理布置人行流線節點上的電扶梯設備，確定數量，加快進站流線，達到智能便捷。以最長流線——地鐵旅客到達高架候車廳為例：地鐵旅客從到達-11.5 m 出站廳開始計時，直接通過6 部扶梯抵達地面層，最終到達高架候車廳，平均用時費182 s，最快137 s、最慢257 s。

（2）安檢、實名制驗票等設施。通過客流模擬，以安全便捷為前提，確定安檢區和實名驗證區具體設置（見圖29），并進行安檢互認管控研究。

4.2 便捷的運維養護

圖29 安檢實名驗證布置

在站房運維中體現檢修通道、馬道、升降平臺等的便利性；系統基于BAS 系統對機電設備的監視控制功能，接收火災自動報警系統發布的火災信息，實現機電設備監控系統、能源采集系統的集中監控，完成空調通風、室內給排水、電扶梯、能源數據采集系統、結構智能化健康監測系統（見圖30）等以及車站其他設備設施的集中管控。

圖30 結構智能化健康監測系統架構

4.3 智能旅客服務系統

4.3.1 全面電子客票

電子客票總體架構（見圖31）是以國鐵集團級客票系統的第一生產中心、第二生產中心的雙活架構為基礎，利用原客票三期工程配置的線下電子客票集群，并新增服務于電子客票的PSR 集群、電子客票識別碼集群、人臉比對集群及鐵路局集團公司應急集群等。

電子客票的相關功能設計圍繞電子客票涉及的旅客購票、進站驗證、檢票乘車、列車查票及檢票出站和車票變更等環節的業務管理，通過豐富和完善新一代客票系統的車站服務系統、互聯網售票子系統、電話訂票子系統、列車服務子系統、交易服務集成平臺、數據共享集成平臺等各子系統，以及短信和語音平臺和電子支付平臺等相關系統的功能，滿足旅客出行和鐵路運營管理需要。

4.3.2 站內導航

為滿足構建全路統一標準的定位、導航數據及數據統一集中存儲需求，國鐵集團建立全路統一的車站導航應用平臺及路內外系統的國鐵集團級接口，車站部署藍牙。旅客在車站打開移動終端藍牙，同時接入互聯網，車站導航引用平臺便可為旅客提供全方位站內導航服務。站內導航功能主要包括：站內定位、位置搜索、路徑規劃、語音導航、位置共享、客運信息服務、站內外導航接續等。

圖31 電子客票總體架構

4.4 智能車站管理系統

4.4.1 智能客站旅客服務與生產管控平臺（智能客站大腦）

智能客站旅客服務與生產管控平臺采用集中部署三級應用模式（見圖32）。三級之間通過數據通信網進行數據傳輸，同時與客票網、調度網、互聯網、綜合視頻網進行聯通，實現數據交互及共享。

將數據全面集成儲存在國鐵集團數據中心，僅在邏輯上分為國鐵集團級和鐵路局集團公司級，為站車、站間、站地的一體化、協同化、集成化生產作業和旅客服務提供數據平臺支撐。

4.4.2 視頻監控及智能感知系統

視頻監控及智能感知系統主要針對鐵路客運車站應用場景，采用人工智能、深度學習等技術，通過對攝像機拍攝的視頻序列進行智能分析，實現對視頻場景中所關注目標的識別、定位和跟蹤，進一步分析、判斷目標行為，提高鐵路客站的管理效率和服務水平。視頻監控及智能感知系統可實現站臺越界檢測、逆行檢測、遺留物檢測、人群異常行為檢測、人群密度估計、客流統計等多種分析功能，系統邏輯架構見圖33。分析服務器可直接從前端獲取視頻數據，也可從視頻監控平臺獲取視頻流，對獲取到的視頻數據進行分析，并將分析結果傳給視頻終端，視頻終端顯示分析后結果。

4.4.3 機房智能運維管理系統

圖32 智能客站旅客服務與生產管控平臺架構

圖33 視頻監控及智能感知系統邏輯架構

機房智能運維管理系統整合了原設計的機房電源環境監控系統，綜合運用物聯網、大數據、人工智能、云計算、數據可視化等技術和手段，通過對機房信息資源的感知、整合、挖掘、分析、共享和協同，提高機房的管理和維護水平。系統由機房智能運維管理中心和其他業務子系統、多作業終端組成（見圖34），其他業務子系統包括智能防雷系統、蓄電池均衡系統、智能配線系統、人臉門禁系統、電源及環境監控系統等。

4.5 智能信息化技術應用

北京朝陽站采用BIM 技術輔助設計、施工、運營、管理，進行全生命周期建設（見圖35）。每個構件都有唯一的ID，此ID 是該構件在設計、施工、運維階段的統一代碼，在不同階段添加不同屬性信息，可對其實現全生命周期管理。依據《建筑工程信息模型交付精度標準》《建筑信息模型應用統一標準》《鐵路工程信息模型分類和編碼標準》及《鐵路工程信息模型數據存儲標準》［5-6］，結合項目需求、特點，建立北京朝陽站《BIM 技術應用統一標準》，更好地指導各專業工作人員開展基于BIM技術下的協同工作。

圖34 機房智能運維管理系統架構

圖35 北京朝陽站BIM應用

5 結束語

以北京朝陽站站房工程為例，系統介紹北京朝陽站在樞紐區域與城市規劃的協調、人性化設計、建筑藝術性及細部設計、智能建造、智能服務、智能運維等體現“暢通融合、綠色溫馨、經濟藝術、智能便捷”客站建設總要求方面所運用的關鍵技術，為打造新時代現代智能高鐵客站提供參考和借鑒。