日本軌道站點區域交通空間三維立體化設計及啟示

袁 紅, 曾騫惠, 李 郵, 鄧 欣, 崔秀霞

(1. 大連工業大學外國語學院, 遼寧 大連 116034; 2. 西南交通大學建筑學院, 四川 成都 611756; 3. 四川大學 工程設計研究院有限公司, 四川 成都 610065)

0 引言

國家住房和城鄉建設部建城[2020]111號《關于加強城市地下市政基礎設施建設的指導意見》指出: 要實現地下設施與地面設施協同建設,地下設施之間豎向分層布局、橫向緊密銜接。2021年,中國工程院院士陳湘生提出: 通過軌道交通的布局規劃,特別是樞紐換乘站的重塑,把城市空間建得更為集中[1]。世界各國的軌道交通建設經驗表明,軌道交通對城市空間結構的影響主要且直接體現在軌道站點區域[2]。軌道站點區域的研究主要聚焦在土地利用、功能布局等層面。如: 國外學者卡爾索普(1989)指出在軌道交通站點400～800 m半徑范圍布置住宅、辦公、商業、公園、行政等用地,形成一定的城市職能分區[3]。文獻[4]提到伯尼克等研究了軌道交通站點土地開發的特性,提出了軌道交通開發的“3D原則”;美國加利福尼亞州相關報告(2002)總結了軌道交通站點土地開發模式。日本學者聚焦于軌道站點區域范圍內的規劃設計、步行系統立體化設計以及軌道站點與周邊的城市空間、功能布局關系等,成功建設了諸如東京站、澀谷站等站城一體化軌道交通站點。

國內學者丁洪亞[5]研究了日本大城市中心區軌道站點與周邊區域整合演進發展規律;李建學[6]研究了日本軌道建設與郊區的同步發展;李倩倩等研究了日本站城一體化開發模式;李明陽研究了日本軌道交通改革發展及對我國的啟示;李朝陽等研究了軌道交通導引設施設計。以上研究主要圍繞站城一體化開發進行,沒有針對站點區域多類型交通空間進行研究,缺乏立體交通設計分析。

本文以日本軌道站域空間三維立體交通空間為例,研究軌道站域空間立體交通的類型及接駁方式,詳細分析立體交通如何促進軌道站域空間的高度集聚發展,以期為我國站點區域交通規劃及設計提供參考。

1 軌道站點區域交通空間的城市基面、空間結構及銜接路徑

軌道站點區域交通空間由城市基面、空間結構及銜接路徑構成。立體化的交通空間城市基面包括軌道交通、機動交通、步行系統、靜態交通4種類型[7]。交通結構形態主要指站點區域交通空間的內部結構,是地下地上三維空間綜合構成的一個連續、流動的網絡化交通體系[8]。銜接路徑可以連接及協調站點區域地上地下各功能空間,是區域立體化設計中連通度與人群迴游性的基本保障,可以有效促進站點區域的連續性與一體化。

2 多樣性交通城市基面促進站點區域立體化

日本地面鐵路層、地上高架層、地下地鐵層呈三維立體化發展,以交通結構的立體化促進整個站域空間的立體化,使軌道站點核心區成為城市發展的重要節點及土地最為集約、緊湊的區域[9]。

2.1 “地面-地上-地下”多層次軌道交通基面

地面軌道交通線路割裂城市空間,阻礙了地區的協同發展,但通過“地面-地上-地下”多層次軌道交通及城市空間的立體化、復合化發展,可以連接被軌道割裂的城市空間,促進城市綜合開發。汐留站于1955年建成后不斷改建,新交通在上空層,其地下1層為含地鐵出入口在內的人行自由通道,地下2層包括地鐵中央大廳與兩側車道,地下3層為中央地鐵島式站臺(見圖1(a))。地下設施與新交通以整體結構規劃作為汐留地區開發的核心,打造多功能復合都市地帶“SIO-SITE”,有效促進了城市集聚發展,日均客流54 276人次。東京站自1914年開業至今,經過不斷吸納新線和更新改造,已成為東京乃至全日本規模最大、最重要且具代表性的城市軌道交通樞紐之一。該站在寸土寸金的東京都中心地區,占地面積達18.2萬m2,擁有28座月臺(見圖1(b)),每日約有4 000班次到發列車,日均客流量超過45萬人。東京站圍繞軌道交通樞紐,通過高密度、高強度、立體化、復合化、地上地下一體化發展,已成為大型樞紐型城市綜合體的典范。

(a) 汐留地區高架

(b) 東京車站地下多層軌道交通

2.2 軌道交通空間多層次基面空間拓撲結構

站點空間結構的立體化設計與軌道交通線路的立體化布局相輔相成,地上-地面-地下軌道交通體系以立體空間結構交錯組合而成,通過位于不同高度的功能空間滿足地上地下不同基面的軌道換乘。

2.2.1 單站“地面+高架”及“地面+地下”雙層基面空間拓撲結構

單站雙層基面空間拓撲結構如表1所示。

1)軌道站點地上雙層立體化結構包括地面及高架2個層面的空間基面。如品川站1872年建成后不斷改建,由島式站臺7面14線與側式站臺1面1線構成,分為地上+高架雙層空間結構,地面分布近10個JR線站臺,平行站臺用高架通廊相連,東西向通道連接兩側的商業空間和站內閘口,日均客流量約為28.8萬人次(2018年)。

2)地下軌道站臺與地下軌道線路的多層分布。如新宿站1885年建成后不斷改建,由8座島式站臺16線構成,日均客流量77.5萬人次。由地面1層與地下4層組成,主要線路及站臺呈南北向分布,其中地面1層為JR線、小田急線線路,地下1層主要是連接各站臺的換乘大廳,地下2層為丸之內線與京王線,地下3層的都營新宿線、京王新線與地下4層的都營大江戶線[10]均為東西向分布,地上地下雙層交通為東西、南北縱橫分布,有效促進了站城融合。

表1 單站雙層基面空間拓撲結構

2.2.2 多站“地面-高架-地下”多層基面空間拓撲結構

多站“地面-高架-地下”多層基面空間拓撲結構如表2所示。

1)“地上-地下”交通結構包括地下地鐵層與地上高架層,地面層通常用作商業、換乘大廳和檢票口等,合理分流地鐵與高架人群。如名古屋站1937年建成后不斷改建,為2面4線島式月臺,日均客流量約為22萬人次(2018)。軌道站向南北延伸,站臺包含地上2層和地下3層。地上2層為新干線站臺,地下3層為JR線路站臺,地面層與地下1層主要為商業空間和車站輔助設施,地下2層為東山線、名鐵及近鐵線站臺,地下3層的櫻通線站臺是車站唯一東西向的站臺。

2)“地面-高架-地下”交通結構在3個空間層面皆有軌道線路與站臺,形成立體網狀的空間結構。如池袋站始1885年建成后不斷改建,日均客流量為55.9萬人次(2018)。池袋站包括地上2層和地下3層,車站近似南北向分布,局部重合形成多層交錯的空間結構。地上2層為東西向分布的東武東上線站臺,地上1層為山手線、埼京線及西池袋線站臺。地下1層為2條南北向平行的地下通道,中間有通道連接,貫穿整個車站空間;地下2層為丸之內線與有樂町線的站臺,與地下1層上下重合;地下3層分布有副都心線。

表2 多站“地面-高架-地下”多層基面空間拓撲結構

2.3 軌道交通綜合體建筑內部交通及外部交通的銜接

軌道交通的銜接在平面或豎向上分為“車站內部空間”銜接和“車站內部與外部空間”銜接。內外銜接空間往往隨站體結構的立體化和復合化而變化,且不同的基面層次與站外空間的銜接方式也不同。

2.3.1 軌道交通綜合體建筑內部交通銜接

澀谷站豎向空間銜接方式以自動扶梯、電梯等垂直交通為主,逐步發展成為日本的“城市核”[11](見圖2)。當軌道交通在此車站不是單向首發列車時,則在相同基面的站臺之間、地上或地下設換乘平臺,用自動扶梯或無障礙電梯形成無縫換乘;當軌道交通在此車站是單向首發列車時,則在相同基面的站臺與站臺之間用盡頭通道相聯系。此外,不同基面上的各站臺之間用自動扶梯、電梯、樓梯等垂直交通銜接,并在換乘密集區域設置中央大廳集散人流。

車站內部通常采用商業、車站設施及垂直交通等結構銜接方式。車站乘車入口與同層車站綜合體之間以付費匝道、商業及車站設施等相隔,匝道區域視線可達性廣,緊鄰匝道的內外區域自由通道較寬闊,并設置小型換乘大廳。

2.3.2 車站綜合體與外部空間的協同銜接

車站綜合體與外部空間通常用連廊、廣場等聯系,形成一種視線及通道完全開放的銜接方式。2～3層的連廊在空中聯系車站與周邊城市綜合體;廣場位于出入口外部,作為疏解車站人流的緩沖空間和城市休閑空間。

3 立體化機動交通銜接站域周邊道路提升交通接駁效率

3.1 地上高架道路加強城市功能塊銜接

軌道交通的地面線路會對城市形成割裂與隔斷,城市高架道路則可以加強城市之間的連接,可分為“車站正中橫穿型”與“車站兩側橫穿型”。

1)車站正中橫穿型,即城市道路穿插進車站綜合體之間,構成新型城市基面,與車站出入口聯系緊密。如甲州街道呈東西向從新宿站正上方橫穿而過,新宿站的1個出入口直接設置在高架甲州街道上,以弱化軌道線路的分割效應、強化“站城一體化”設計。

圖2 澀谷站“城市核”剖面圖

Fig. 2 "Urban Core" profile of Shibuya station

2)車站兩側橫穿型,在站域范圍設置下穿道路或高架道路,加強車站不同方向之間的聯系。池袋站綜合體東北側設置高架池袋大橋(見圖3),橫穿地面線路連接軌道兩側,并在北邊的區域設有首都高速5號池袋線高架道路穿越軌道線路(見圖4)。

圖3 池袋站東北側的池袋大橋

圖4 池袋大橋與首都高速5號池袋線

3.2 地下交通道路完善地面交通網絡

地下交通道路是對地面城市交通網絡的補充。站點周邊地下道路主要位于城市主干道與地鐵線路之間,連接周邊綜合體及街區地下停車場,實現了停車流線的簡化,促進人車分流。如首都高速地下車道穿越東京站八重洲地下停車場,位于地面主干道的正下方,車輛可直接進入兩側停車場,減少停車對地面交通的影響(見圖5)。

圖5 東京站八重洲地下停車場之間的首都高速

3.3 機動車交通圍繞軌道站點形成多層次環狀放射結構

站點周邊機動車道系統可分為“地下-地面-高架“機動車道路及“地面-地上”多層高架道路,在距離車站相對較遠位置的主干道設置支路與地上地下道路相連,見圖6(a)。

“地下-地面-高架”道路組合模式一般設置在城市主干道的正下方,如名神高速公路、京都繞道和大山崎立交橋,呈1～2層道路系統結構,并在地面設置通風換氣口便于空氣的流通轉換,見圖6(b)。東京站周邊高架與地下道路繁多,呈“回”字形包裹車站,南北向站前高架道路形成微循環服務道路系統。而新宿站點區域周邊高架較少,2條東西向高架道路呈“人”字形包圍車站,一條橫穿車站主體建筑,另一條從車站線路南部穿過。

“地面-地上”道路組合模式設置主要考慮站域布局形態以及對車站主體結構遮擋等原因,站點周邊地上高架分布較少,且無明顯多層結構。橫濱站3面環河,站點與周邊聯系被河流隔斷,修建地下道路面臨地下滲水問題,因此在站點東部設置多層次高架道路,解決站點周邊交通擁堵問題。

(a) 長緩坡道或回旋坡道連接地上地下

(b) 地下道路通風換氣

4 立體化步行交通助推站點交通空間發展

由于站點周邊地上地下城市功能繁雜,步行系統是連接各空間最直接的交通方式,站點周邊人行流線系統較軌道和機動交通更為復雜多樣,立體步行系統促進了站點區域空間立體化發展。

4.1 “地下-地面-地上”多層次立體化步行系統

城市步行交通系統是城市交通空間必不可少的重要組成部分[12]。日本城市核心區軌道站點周邊的步行空間呈網狀立體化發展,“地上-地面-地下”多層次立體步行系統形成高可達性與立體慢行迴游體系,增強了站點周邊各區域的可達性,實現了人流快速集散、提升街區活力的目的[13]。汐留地區通過軌道及機動交通線路劃分出不同的街區,“地下-地面-地上”多層次、多樣化步行平臺及步道連接聯系了街區之間、街區內部以及街區與站點的空間[14](見圖7)。

4.2 交通綜合體內外部慢行交通網絡串聯站域周邊

站點周邊城市綜合體內部、車站與周邊綜合體之間形成便捷的連接通道,成為人行系統立體化發展的主要支路,在不同層次基面串聯站點周邊各個綜合體,形成立體化網絡空間步行系統。

商業綜合體內部設置多層人行系統,不但滿足自身的功能需求,還形成了豎向交通的主干及地下站點與地上連廊樞紐通道。多個商業綜合體在不同樓層之間由空中連廊聯系,或者通過地下街、地鐵、停車場等形成地下步行網絡聯系各區域。站點周邊不同高程的交通廣場與建筑和車站綜合體在不同樓層上形成連接道路,將步行系統引入空中,推動步行交通的地上多層立體化結構發展。如澀谷站周邊的澀谷之光城市綜合體地下層與澀谷站連接、地上1～3層均與周邊道路連接,站前設置了4層交通換乘廣場,利用空中連廊、通道等將各綜合體相互連接,擴大了綜合體立體化步行交通的可達區域,連接了站點周邊各個街區,形成站點區域系統的人行立體化(如圖8—9所示)。

圖7 汐留地區剖面圖

圖8 澀谷站交通廣場地上立體人行系統

圖9 澀谷Scramble廣場人行立體化空間

4.3 步行交通人性化設計提升可達性

步行交通的豎向銜接主要包括樓梯、電梯、自動扶梯等,平面上銜接以廣場、連廊為媒介。人性化設計、無障礙、標識系統、舒適感及趣味性均影響步行系統的換乘效率。汐留地區在不同基面的轉換點設置電梯等無障礙設施,便于行人通往周邊建筑物、地鐵站及其他功能空間。另外,在道路之間提供大量休閑空間和廣場等,并增加一些遮風避雨設施,促進步行系統的建設[14]。

5 靜態交通立體化布局提高土地利用效率

軌道站域內提供足夠的停車空間,實現P+R(停車+軌道)的高效換乘出行模式,成為日本集約利用土地的重要途徑。目前日本70%的停車場已實現采用立體停車設備[15],為城市提供充足的公共停車位。

5.1 靜態交通多層次立體化停車設計

日本樞紐站區域停車系統發展成熟,地面、地上及地下均設置停車場(在軌道站域地下空間或利用消極空間設計大型地下停車場)。如高架橋下空間布置小型停車場,或將地上停車場與建筑綜合體相結合形成停車樓,并設有多個進出口實現便捷換乘及全自動便捷化停取車。

5.2 機械化停車系統形成立體化停車空間結構

機械式停車場多層緊湊的空間形態促進了停車空間的立體化,通過機械輔助實現空間的集約化利用,轉平面為多層空間,占地面積小、空間利用率高。將車停至指定關口,由自動升降裝置輔助停放,減少傳統自走式停車場的車輛循環通道(見圖10)。機械式自動立體停車場通常與站點綜合體相結合建造,在綜合體底層與地面道路相接位置開設1個出入口作為自動停車前臺,聯系軌道站點綜合體與外部機動車道,實現軌道交通與機動交通的高效換乘。

圖10 京王地下停車場自走式及機械式停車

6 結論與展望

1)統籌軌道站點區域各類型交通設施實現立體交通系統發展。做好站點區域交通的綜合規劃,將軌道站點交通空間如軌道交通、機動交通、步行交通與靜態交通等類型進行系統整合,構建立體化的城市基面、空間網絡結構,并依托有效空間銜接實現無縫換乘,實現站域立體步行網絡與城市空間有效銜接,促進軌道站域空間立體高效發展。

2)促進三維交通空間與城市空間的系統整合。基于各類型交通基面構建“地面-地下-高架”的多層次城市基面,發展網絡化、立體化、系統化的空間結構。以多層次的軌道交通及便捷立體交通系統實現軌道站點區域聚集人口及產業集聚;以多層次、多樣化的機動車交通系統構建便捷的換乘體系;以多層次、網絡化的慢性系統促進站域空間的立體迴游發展;以立體停車系統實現P+R的高效換乘出行。促進軌道交通、機動交通、步行交通與城市空間的高效融合及系統發展。

3)軌道交通站域交通立體設計促進以公共交通為導向的開發(transit-oriented development, TOD)。隨著軌道交通的發展,TOD已成為驅動城市發展的主要模式,在TOD設計過程中,應該首先進行交通的立體化設計,再通過綜合交通的立體空間布局,創造多層次城市基面,有效促進TOD建設及城市集約高效發展。