站城融合背景下鐵路客站車行交通組織研究
——以杭州西站為例

王 敏

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司 湖北武漢 430063)

1 引言

目前，隨著國家交通強國戰略的提出，為了深入貫徹習近平總書記關于鐵路發展的重要指示精神，國內鐵路客站站城融合設計、建設趨勢已愈發明顯。在這一背景下，國內對于場站交通設計的理論、設計流程、評價方法等研究均相對較少，亟需對站城融合背景下的鐵路客站交通組織設計理論與評價方法進行研究。

本文以站城融合背景下的鐵路客站車行交通組織設計為主要研究對象，以杭州西站交通組織設計為實踐案例，通過國內外鐵路客站案例研究、實地調研、靜態計算、微觀仿真、構建評價指標體系等方法對杭州西站車行交通組織方案進行設計、比選、調整，定量化、科學化地確定各種交通組織方案的可行性，比較各種方案的實際效果，以保證最終設計方案的最優性，并形成經驗，為未來站城融合背景下的大型鐵路客站車行交通組織做出指導[1－3]。

2 項目概況

杭州西站綜合交通樞紐是新一輪?杭州鐵路樞紐規劃?(2016—2030年)的核心項目，是2022杭州亞運會的配套工程。項目選址在余杭區倉前街道，位于西站科創新城核心位置，距離阿里巴巴總部約4 km。站場分場布置，總規模11臺20線，其中杭臨績場規模5臺9線(含正線兩條)，湖杭場規模6臺11線(含正線兩條)，為上進下出的特大型高架站。車站最高聚集人數6 000人，遠期高峰小時發送量12 480人[4－6]。

杭州西站綜合交通樞紐用地面積約32公頃，樞紐總建筑面積為513 420 m2，其中站房綜合樓499 920 m2、鐵路配套房屋3 200 m2、城市配套房屋10 300 m2，以及配套市政橋梁、匝道等工程，見圖1[7－9]。

圖1 杭州西站站區鳥瞰圖

3 站城綜合體車行交通組織設計流程與評價方法

我國綜合客運樞紐建設具有較長歷史，但綜合客運樞紐的交通設計概念與理論體系的建立起步較晚，發展時間相對較短[10]。在傳統的流程中，交通設計與建筑設計流程往往是分離的，交通設計往往在建筑方案確定后才開始介入研究[11]。另一方面，傳統綜合客運樞紐交通設計對于樞紐交通與城市交通的關注度較少，方案精細化程度低，難以滿足站城綜合體特征化交通需求[12]。

為了彌補設計方法上的缺失，本文提出了站城綜合體車行交通設計的基本思路與具體流程。

3.1 站城綜合體車行交通組織設計基本思路

站城綜合體設計思路應在車站一體化開發的整體交通需求、提升進出交通效率、提升公共交通設施的融合性、提升交通組織設計精細化程度4個維度進行考量。強調獨立進出通道、交通設施緊湊布局與交通組織設計的精細化。

3.2 站城綜合體車行交通組織設計流程

站城綜合體的交通設計流程應首先將站城綜合體的交通需求特征、區域交通條件納入到前期分析框架，使交通組織設計方案滿足交通需求，與城市外部交通有機融合。其次，應提升快速通道設計、交通設施布局的優先性，以保證站城綜合體的進出效率以及交通融合程度，然后從交通流線設計、快速路匝道設置等多個方面設計交通組織方案。在方案確定后，應以基本思路、交通需求特征為標準定性地檢驗當前交通組織設計方案。最后，應利用微觀仿真模型直觀、準確、易量化的特點對整體交通組織方案的可行性進行檢驗。找出方案中可能存在的問題，滿足站城綜合體交通設計精細化需求，見圖2。

圖2 站城融合背景下鐵路客站車行交通組織設計流程

4 站城綜合體交通設施與運行狀況評價指標體系

國內外學者對交通樞紐的運行評價方法已進行了大量研究。謝靜敏等從內部設施適用性等三方面建立了城市綜合客運樞紐站區的評價指標體系[13]；鄧鵬利用模糊層次分析法對客運樞紐交通設施、運輸裝備、運輸組織、設備能力之間的協調性進行了評估[14]；傅新平、胡伶俐從廉價性、快速性等8個方面提出了城市綜合交通樞紐的評價方法[15]；汪子需運用灰色關聯評價方法結合層次分析法與熵值法從樞紐內部、銜接區、周邊交通網絡三個層面提出了鐵路客運樞紐的內外部銜接評價體系[16]；杜麗娟則從規劃協調性等三個層面進行了綜合交通樞紐的換乘銜接評價[17]。

以上評價方法主要對樞紐本身進行了合理、綜合的評價。但在站城融合背景下，應將樞紐城市功能部分一并納入考慮范圍，對“站”“城”交通的整體融合程度、服務水平等進行評價。基于以往的大型交通樞紐運營評價方法，本文提出針對站城綜合體的車行交通組織綜合評價模型。該指標體系由高到低分為目標層、準則層、指標層三層，具體見圖3。

圖3 站城綜合體車行交通組織評價指標體系

在服務水平與評價標準等級方面，落客車道邊服務水平參考張亞平等的研究結論，采用路段延誤率作為分級評價標準，具體見表1[18]。

表1 落客車道邊服務水平分級

出入口服務水平評價等級與范圍參考國際主流微觀交通仿真軟件Vissim的服務水平取值，并與美國?高速公路通行能力手冊2010?中服務水平定義相對應[19]，具體見表2。

表2 出入口/交叉口服務水平分級

外部車行交通運行狀況評價指標體系主要由站城綜合體周邊主要交叉口的服務水平構成，距離站城綜合體越近的交叉口與站城綜合體間的相互影響越明顯，相應的重要性也越高。交叉口服務水平評價等級及范圍與內部車行交通運行狀況評價指標相同。

站城綜合體交通一體化指標中，行駛與換乘距離差異評價指標與差異范圍見表3、表4。

表3 行駛距離差異分級

表4 換乘距離差異分級

行駛距離差異比較了車輛進出鐵路部分與綜合體部分需要行駛的距離差異，若平均行駛距離差異在0.5以下，則認為差異尚可接受。

換乘距離差異比較了行人從某交通設施步行至鐵路部分與綜合開發部分的距離差異。參考?城市軌道交通線網規劃標準?中的5.1.3條，認為3 min步行距離為換乘差異較小[20]。

5 杭州西站車行交通流線組織方案

基于快速通道路線設計、交通設施布局方案、交通設施道路接口需求，可推導出具體的車行交通組織方案。

在遠端，快速通道提供城市接口；在近端，快速通道提供交通設施接口，交通流線沿快速通道、接口銜接各目的地交通設施，如圖4所示。

圖4 杭州西站鐵路部分快速通道進出流線

場站近端地面流線沿襲逆時針單向循環的交通設計邏輯，公交利用站中路專用通道進出場站，保證了公共交通的優先級和運行效率，符合“以人為本”的設計策略，如圖5所示。

圖5 杭州西站鐵路部分交通設施進出流線

杭州西站南北綜合體共設置了8個出入口，其中4個與站城綜合體快速通道相銜接，其余4個與隧道或地面道路相銜接。綜合體車行交通具體組織方案如圖6所示。

圖6 南(下)北綜合體(上)進出流線

結合各向交通量來看，南、北綜合體站城平均車輛行駛距離差異僅為0.05、0.06，綜合體與站體交通一體化水平高。

6 杭州西站微觀交通仿真模型搭建與輸出

杭州西站站城綜合體的車行交通設計方案沿襲了站城融合背景下的交通設計策略，滿足了相關交通設計需求。在此基礎上，需進行定量評價，以提升精細度，找出薄弱環節并進行優化。

本文利用Vissim微觀交通仿真軟件進行建模。模型中主要包含市政路網、高架及匝道、下穿隧道、樞紐接駁出入口等道路設施，并設置了減速區、優先規則與信號控制。全路網模型如圖7所示。

圖7 二維模式全路網模型

根據上位規劃，杭州西站早高峰時間雙向車輛交通量合計達到9 876 pcu/h。基于多次交通仿真模型運行結果，最終得到的杭州西站落客車道邊、主要交通設施出入口、外部交叉口的平均延誤時間與平均服務水平見表5。

從表5可以看出，各交叉口服務水平均未超過D級，證明周邊城市車流仍對交叉口服務水平的影響可控。東側交叉口平均服務等級略高于西側交叉口，這是由于東側快速通道銜接受到工程條件限制，進出停車場車輛均需在地面道路上多行駛一個路段后才能進出快速通道，導致車流增大，交叉口服務水平降低。這一結果也證明了快速通道對站城綜合體的重要性。

表5 杭州西站交通設施運行與外部交叉口服務水平匯總

就交通設施與外部交叉口的對比來看:(1)各交通設施場站受到較好保護，避免了出入口受到道路車行交通量的影響；(2)各出入口所承擔的進出交通量合理，內外銜接道路通行能力合理。

7 杭州西站交通設施與運行狀況評價分析

基于上述仿真運行評價結果與交通設施設置方案，能夠得到交通設施與運行狀況評價指標體系中各指標的對應值，并可構建相應的物元矩陣，具體如圖8所示。

圖8 杭州西站交通設施與運行狀況物元矩陣

采用層次分析法、熵值法對各項指標權重進行確定。其中，層次分析法邀請了多名交通、建筑方面的專家對各指標的重要性進行對比、打分、排序。在得到權重值后可根據經典域與節域確定物元關于各評價等級的關聯度，結果見表6。

表6 杭州西站交通設施與運行狀況各指標評價等級

針對綜合關聯度，有K1＝max[kj(P)]＝0.105。因此，杭州西站交通設施與運行狀況等級總體評價為A級，方案可行性高，有條件在未來實際運營過程中保持良好狀態。

8 總結

本文首先分析了站城融合背景下新型鐵路客站的特點及其交通需求基本特征，提出了站城融合背景下的場站交通設計流程，構建了交通設施與運行狀況評價指標體系，以此指導與校核鐵路客站的交通設計方案。

以杭州西站項目為例完整闡述了設計流程、評價指標體系的應用方法、評估過程，結果表明該交通設計方法能夠在實際項目過程中指導方案設計、幫助評估方案性質及最終效果。

然而，站城綜合體是復雜、巨大與綜合的交通系統，而鐵路客站車行交通設計理論的起步與實踐也較晚。本文僅在現有研究及杭州西站案例的基礎上對站城綜合體的車行交通設計進行了初步研究和分析，對于當前國內外多種站城綜合體設計新模式的認識可能尚不夠深入，需要更進一步進行學習與研究。另外，當前車行交通逐漸向智能化、自動化、共享化的趨勢發展，而其對于站城綜合體交通設計的影響也需要進行進一步研究與探索。