關于西安地鐵紡織城三線換乘技術方案的研究

白濤

（中鐵西安勘察設計研究院有限責任公司,陜西 西安710000）

1 項目概述

1.1 九號線工程概況

圖1 西安地鐵九號線線站位方案示意圖

地鐵九號線是西安城市軌道交通線網中的一條市域外圍線,位于城市東北部,溝通城市主城區與臨潼副中心。線路途徑灞橋、臨潼兩個行政區,正線全長25.296 公里,全部為地下線。共設車站15 座,其中換乘站3 座,總工期4 年。

1.2 項目周邊情況概述

地鐵紡織城站站位選址位于紡北路與紡渭路十字路口西北側,一號線紡織城站南側,站址現狀為城東客運站站前廣場。紡織城站北側為已運營的城東汽車客運站,西側為芙蓉小區（多層住宅）。南側為紡北路,東側為空地。紡渭路以東為一、六號線停車場用地。一號線紡織城站為地下兩層側式站臺車站。站臺、站廳均已預留了與其平行換乘的接口,2013 年開通運營。地鐵九號線和六號線的建設可盡快將紡織城站形成西安市城市東部的大型綜合交通樞紐之一。

2 線網層面對換乘關系的研究

2.1 線網層面三線換乘研究的提出

隨著國內城市軌道交通網絡的逐步建成,作為不同線路間的轉換節點,多線換乘車站越來越多,在規劃建設時將多線換乘站作為一個有機整體進行綜合研究,通過科學合理的客流預測及客流流線分析,解決好各線間換乘客流的集疏運,進而合理確定車站布置型式和規模,充分利用有限的地下空間資源,達到車站與周邊環境的協調統一,能夠實現資源共享,避免重復建設。

2.2 西安地鐵一、六號線與九號線三線換乘技術方案剖析

根據城市軌道交通線網規劃成果,地鐵九號線作為地鐵一號線東延伸線,需考慮與一號線和六號線換乘。目前一號線已建成通車,終點為紡織城站,車站東端設地面停車場,線路無向東延伸條件；因此在六號線或九號線與一號線三條線路之間換乘關系有以下三種方案。

2.2.1 一、六號線在紡織城站換乘,六號線與九號線在香王站換乘。該方案六號線可利用現有停車場用地,工程可實施性強,并分別與一號線、九號線實現兩兩換乘。從客流特征分析,由于一、六號線均為東西向穿越主城區的線路,兩者南北間距較短,同時紡織城站均位于一、六號線末端,從線網上分析兩者換乘客流較少,換乘意義不大,同時九號線與一號線間換乘客流需二次換乘,造成不便。

2.2.2 一號線與九號線在紡織城站換乘,六號線與九號線在田家灣站換乘。該方案九號線向西延伸至六號線田家灣（沿規劃的六號線線位）,并在紡織城與一號線換乘、在田家灣站與六號線換乘。該方案九號線在紡織城站與一號線實現換乘,構成城市東西向軌道交通主通道,但六號線現有停車場用地無法有效利用,需為六號線在田家灣附近重新選擇停車場用地,經落實田家灣附近基本無停車場建設用地,因此該方案工程可實施性差。

2.2.3 一號線、六號線與九號線在紡織城站形成三線換乘。該方案將九號線和六號線同時引入一號線既有紡織城站,實現三線同站換乘。該方案雖在網絡上由于三線換乘存在各線路各方向間換乘客流組織較為復雜的缺點,但基本克服了以上兩方案在客流二次換乘和工程實施上的缺點。

小結：通過以上對九號線與一、六號線換乘關系的研究,九號線與一、六號線分別兩兩換乘的方案均存在較大的缺陷,在紡織城站形成三線換乘方案相對較優。因此考慮將紡織城站設置為西安唯一的三線換乘站。

3 換乘客流數據計算

3.1 車站客流斷面

表1 一號線紡織城站2038 年遠期早高峰斷面流量（單位：人次）

表2 九號線紡織城站2043 年遠期早高峰斷面流量（單位：人次）

表3 六號線紡織城站2042 年遠期早高峰斷面流量（單位：人次）

紡織城站的客流主要為周邊居住、教育科研的通勤客流及公共交通場站、休閑購物場所等產生的誘增客流,紡織城站三線車站各客流情況如表1～3。

通過數據可知紡織城站屬于客流較大、早晚高峰客流特征明顯的大型換乘站。根據客流資料顯示一號線與九號線兩個方向的高峰小時換換乘客流為：2410+11527=13937 人次/h；為滿足一號線與九號線,兩線間同臺換乘客流的通過能力要求,車站站廳及站臺付費區,分別設置了兩處寬度為6.5m的換乘通道,其單層兩處換乘通道的通過能力為：2x6.5mx4000=52000 人次/h＞13937 人次/h；通過計算可知紡織城站換乘通道寬度通過能力,遠大于遠期及突發高峰小時換乘客流能力值,設計寬度滿足使用要求；同時為了盡量提高換乘的便捷性,車站站廳層同樣設置了兩處付費區的換乘通道,提升服務水平。

3.2 車站換乘客流構成分析

紡織城站為九號線的主要換乘車站之一,分別與地鐵一、六號線換乘,是全線換乘量最大的車站,占全線換乘客流的50.13%,換乘量占本站乘降量的比重最大,遠期高峰小時達到86.93%,遠期全日客流達到80.62%,車站換乘客流預測成果如下表4：

表4 紡織城站遠期換乘客流預測

地鐵一、六號線為市區骨干線,九號線為市域線,紡織城站的主要換乘客流量集中在九號線與一、六號線之間四個換乘方向,而地鐵一、六號線的紡織城站均為終點站,兩者之間換乘客流較少。

4 換乘形式綜合分析

結合九號線與六號線換乘客流特征,因此考慮三線換乘型式布置時除遵循基本原則外,應充分考慮九號線作為地鐵一、六號線向東延伸線路,同時與地鐵一、六號線換乘的便利性。據此,車站換乘型式共研究了以下三個方案。

方案I ：“川”字型三線平行換乘方案

按照線路走向,在緊靠既有地鐵一號線紡織城站南側分別設置九號線紡織城站和六號線紡織城站,將九號線設置于地鐵一、六號線之間,形成“川”字型平行換乘站。該方案車站設置為地下二層三線平面雙向同臺平行換乘,可最大程度的兼顧九號線與地鐵一、六號線之間的換乘客流,且與一號線紡織城站預留條件結合較好。同時通過線路縱坡設計,能滿足出入段線立交,九號線在區間進行左右線倒邊互換,使其進入車站后與地鐵一、六號線同臺換乘的路徑最短。詳見圖2。

方案Ⅱ：一號線與九號線平行換乘、六號線與九號線上下層站臺換乘方案

圖2“川”字型三線平行換乘方案示意圖

該方案考慮將紡織城站設置成地下三層站,九號線與一號線同層,六號線與九號線兩線重疊單向上下換乘,受出入段線縱坡設計控制,六號線停車場設置為地下一層停車場。本方案一號線與九號線、六號線間換乘距離較長,且九號線需新增一條接停車場的聯絡線。詳見圖3。

圖3 六號線與九號線上下層站臺換乘方案示意圖

方案Ⅲ：緊鄰一號線設九號線、六號線上下層換乘方案

該方案九號線、六號線與地鐵一號線之間的換乘方案與方案II 一致,將九號線和六號線的左右線上下層重疊分別設置,其中九號線位于地鐵一號線和六號線之間。該方案理論上可以實現三線間相互換乘需要,但九號線受制于車站西側建筑物的影響,在線路末端無法設折返線,且地鐵六號線不能接入現有停車場用地選址內,故方案不可行。詳見圖4。

圖4 六號線與九號線左右線上下層站臺換乘方案示意圖

綜上所述,采用地下二層三線平面雙向同臺平行換乘的方案I具備工程實施簡單、換乘功能強、與既有地鐵一號線預留條件銜接好、工程總體投資最省的優點,因此將方案I 作為推薦方案。

5 車站客流仿真模擬與布局優化

為優化車站客運設施布局和客流組織,提高車站運營安全和可靠性,在前期研究階段對該站進行了客流仿真模擬和布局優化專題研究。根據客流仿真模擬和布局優化專題中提出的合理化建議,對車站中客流疏散和影響服務水平的薄弱部位進行了局部改善和強化。如為解決九號線與六號線島式站臺至站廳扶梯能力不足,疏散較為困難的問題,中間站臺寬度由原設計的11m增大至12m,并增設部分樓扶梯；為解決九號線返程方向站廳人流密度過高問題,將九號線返程方向側式站臺寬度由原設計的7.5m 增至8m；此外,針對站廳安檢機前排隊空間較小、北側安檢機和自動售票機能力緊張等問題也結合仿真結果進行了有效優化。通過上述措施,紡織城站作為三線換乘站,站內各部位的服務水平可以滿足運營需要,且留有余量以應對客流一定范圍內的波動,站內各類客運設施布局得到一定程度的優化,提高了集散效率和乘降服務水平。

紡織城站客流換乘流線示意圖見圖5,客流仿真模擬及布局優化示意圖見圖6。

圖5 紡織城站客流換乘流線示意圖

圖6 客流仿真模擬及布局優化示意圖

6 結論及建議

隨著西安市城市軌道交通網絡的建設,網絡化運營時代已經來臨,越來越多的換乘車站即將投入運營,如何做好換乘車站尤其是三線換乘車站的設計成為日益重要的課題之一。而紡織城站作為西安市城市軌道交通線網建設的第一個三線換乘站,結合客流預測和分析成果,工程實施條件,通過對不同三線換乘型式的比選,最終確定采用地下二層三線平行同臺換乘方案作為推薦方案,并設置功能完善的車站配線,同時利用車站客流仿真模擬和布局優化對車站客流疏散薄弱環節和服務水平不足部位進行優化和補強,充分發揮三線換乘優勢的同時盡量克服其帶來的不利因素,目前該站已開通為其他換乘車站尤其是三線換乘車站的設計提供了借鑒和經驗。