基于站域空间耦合模型的站城协同发展模式解析

戚广平 陆冠宇

QI Guangping，LU Guanyu

同济大学建筑与城市规划学院

铁路作为我国重要的战略运输系统，在“交通引导城市发展”的背景下，对城市结构的调整与优化具有重要作用。2018年4月，国家发改委、自然资源部、建设部和铁路总公司联合发布《关于推进高铁站周边区域合理开发建设的指导意见》，鼓励和推动了站城协同的发展，对于我国中长期铁路建设与城市的战略转型具有重要意义。

1 站城协同效应

站城协同是指铁路客站与城市建设相互支持，共同发展，创造出1+1＞2的协同效应（Synergy Effects）。中国当前站城发展最突出的问题就是站城协同效应的缺失，要么“有站无城”，要么“有城无站”。具体表现为：一是站与城的交通不协同，常常是“进不来、出不去”；二是站与城的功能不协同，开发目标不一致，潜在矛盾突出；三是站与城的空间不融合，不是“站分割城”就是“城远离站”。

中国站城协同效应的缺失，既有城市发展条件的差异性，也有政策制度的现实性，但最根本的还是发展观念上的局限性，即没有将站与城作为一个整体进行考虑。以站城交通为例，站区交通与城市交通无论在理论方法还是实践层面都已形成相对合理成熟的模式，但一涉及到两者的结合部，就各自为政，互不协调，从而造成了站区交通“进不来、出不去”，站城空间“相互争夺、资源浪费”的现象。因此，站城协同效应的研究首先要树立“站”与“城”是一个整体系统的观念。

2 站城协同的研究范围

站城协同的范围也称为“站域”（Station Field）。所谓的“域”（Field）是借用物理学中“场域”的概念，原意指某种空间区域，其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力，比如一个有质量的物体由于引力场（Gravitational Field）的作用能对所有其他有质量的物体产生引力。

本文的站域借指受铁路站点影响最显著的那部分城市空间。根据TOD模式及圈层理论，站域空间的范围是以铁路站点为核心，步行时间8～10min之内的枢纽核心区，或第一圈层距站点周边0.8～1km以内的城市空间。在实践中，我们还要进一步根据站城综合开发条件确定具体的站域范围。

3 站城协同的研究对象

站域是一个典型的复杂系统，一方面表现为系统的价值维度多，涉及交通价值、经济价值、社会价值等多个维度；系统要素复杂，包含交通与换乘、功能与使用、空间与形态、环境与场所等众多要素；系统的层级多，由交通枢纽、城市交通综合体、客站社区等多级系统构成。另一方面，站域的所有要素几乎分布在系统所有的维度和层级上，各要素之间相互关联，错综复杂，系统呈现出“非线性”特征。因此，试图从众要素及其关系层面来进行“协同效应”研究，工作量巨大，在实际操作上基本不可行。

Bill Hillier（1996）的“空间组构”（Spatial Configuration）理论认为：“空间的组织构成是物质建成环境与社会之间相互作用的媒介，因此，空间不再是社会活动的惰性背景，仅仅体现社会形态，而是积极地参与到社会与物质环境的建构之中；空间构成这种物质行为具有抽象的社会逻辑，而抽象的社会结构又具有物质的空间属性”。社会与空间两者的辩证关系表明，站域这个复杂系统各维度、各层级的要素都与站域的空间具有本质的联系。比如，交通工具必须依托道路和场站设施来运行，交通换乘必须利用换乘通道或换乘厅才能实现，商业、办公以及社会文化活动更需利用空间来经营等，因此“站域空间”及其“空间关系”就可以作为研究站域这个复杂系统的“代理系统”（Agent System）。

4 站域空间耦合模型

所谓“耦合”原本是物理学中的概念，指的是两个要素之间相互影响、相互作用的关系。站域空间要素之间的关系主要表现为空间的耦合关系。其中，空间耦合既指站域空间要素之间相互影响的耦合关系；也指站域空间要素相互作用的耦合方式；同时还指站域空间要素通过组织与协调，使系统从较低水平演变为较高水平的耦合程度。因此，站域空间的耦合间接反映了站与城各要素的协同程度。

基于此，本文希望通过研究站域空间的耦合方式，建立站域空间耦合模型，解析其站城协同发展的模式，为优化站城协同效应以及推动我国站城协同发展做出有益的探索。

4.1 站域空间系统要素的聚类

本研究选取深圳北站、杭州东站、京都站、大阪站、伯明翰新街车站、奥斯陆中央车站6个案例（图1～6）作为样本进行空间要素的提取。以“空间属性”“空间分布”与“形态特征”三项因子对提取的要素采用结构性聚类方法，建构有层级的站域空间系统与子系统（图7）。通过结构性聚类，站域空间可分为三个主要系统，如表1所示。

1 深圳北站

2 杭州东站

3 京都站

4 大阪站

5 伯明翰新街车站

6 奥斯陆中央车车站

7 结构性聚类方法示意图

表1 站域空间系统聚类表

4.2 站域空间要素的耦合关系

站域空间要素的耦合关系存在水平方向和垂直方向两种类型。其中，水平方向的关系按照耦合程度从低到高进行排列，可分为6种，如表2所示。

4.3 站域空间耦合模型的建构

（1）横向与纵向分别列出所有的空间要素，并区分系统及子系统，由于两种不同空间要素之间的耦合只需要计算一次，因此仅计算表格的右上部分。

（2）将“分离”“串联”“相邻”“穿插”“复合”“层叠”6种空间要素的耦合关系分别用数字1～6代替，其中1～5代表耦合程度由低到高，6为单独一类，结合案例实际情况分别填入表格中。

（3）为便于统计结果的记录分析与直观呈现，按照空间要素耦合程度从低到高，分别在表格中填上从冷到暖的色彩（图中数字为零的部分指站域空间样本不具备该空间要素）。

（4）将耦合模型应用于各个站域空间案例样本，结果如表3所示。

表2 站域空间要素耦合方式

5 站域空间耦合特征分析

基于耦合空间分布表，本文拟从整体耦合、系统耦合以及要素耦合三个层次对样本进行比较研究。

5.1 站域空间整体耦合

根据表3的空间耦合分布表，可得出以下站域空间要素耦合整体统计表4。

通过统计空间耦合分布和整体比例这两者的关联研究，得出站域空间整体的耦合特征，详见表5所示。

表4 样本案例空间要素耦合整体统计表

表5 站域空间整体耦合分析表

5.2 站域空间的系统耦合

站域空间的系统耦合主要研究站域交通空间、建筑空间与公共空间之间的两两关系，详见表6。

表6 站域空间系统耦合分析表

5.3 站域空间的要素耦合

站域空间中各空间要素之间有极其复杂的相互耦合关系，限于篇幅，本文仅选取“商业空间”要素与其他空间要素的耦合进行研究（表7）。

表7 “商业空间”与其他空间要素耦合分析表

6 站城协同发展模式解析

对样本案例空间要素的整体耦合、系统耦合与要素耦合特征的比较研究表明，站城协同发展的模式大体可以分为以下三类。

6.1 站城邻接式发展模式（Adjoin Development）

6.1.1 以杭州东站、深圳北站为代表的站域空间耦合特征

（2）从系统耦合层面来看：交通空间的分离性很强，仅与非盈利性建筑空间和部分公共空间有相邻等低程度耦合；建筑空间和公共空间层叠耦合也很少。

（3）从要素耦合层面来看：以商业空间为例，其与交通空间和公共空间的串联和相邻耦合较多，仅与候车厅、城市通廊有局部复合，无穿插耦合与层叠耦合。

6.1.2 站城协同发展的模式及适应性分析

（1）基于以上分析，这类站城协同发展模式因强调交通空间的独立性，致使站域整体的耦合程度偏低，且耦合方式分布不均匀，站与城的宏观空间结构呈现相对疏离的状态，仅通过局部公共空间连接站与城，因此称其为“站城邻接式发展”模式。同时，以商业空间为代表的盈利性建筑空间开发强度偏低，公共空间没有起到太多整合站域空间的作用。

（2）由于交通效率与空间耦合呈负相关（即交通空间的独立性越高，交通效率越高，如杭州东站和深圳北站均有独立的换乘空间及集疏运专用车道），这类案例适合于解决站域交通量较大的地区作为站城协同发展的主要模式。此外，这种模式由于交通空间的分离，适合于安检等级较高的站域；最后，由于空间的分离、串联和相邻的比例较高，因此，站与城各自的空间配置灵活度也最高，适合于建设主体相对分离的站域开发，也适合于站与城的分期建设，比较适应于新城建设或城市密度较低的站域地区。

6.2 站城交织式发展模式（Interweave Development）

6.2.1 以奥斯陆中央车站与伯明翰新街车站为代表的站域空间耦合特征

（1）从整体耦合层面上来看：总体耦合程度较高。其中原因是空间分离的比例在6个案例中最低，约30%左右；耦合程度较高的穿插、复合方式比例最高；层叠较少。

（2）从系统耦合层面来看：动态交通空间的分离性较强，但静态交通、换乘空间与公共空间的耦合性很强，建筑空间和公共空间耦合性也较强；但层叠耦合较少（其中伯明翰新街车站因为地下站例外）。

（3）从要素耦合层面来看：以商业空间为例，其与交通空间和公共空间的耦合方式多、程度较高，表明盈利性建筑空间与其他空间的整体耦合度很高。

因此，艺术与文化教育不仅要在学校范围内展开，校外同样是重要场所。一方面在于校外的公共文化机构拥有大量教育资源，青少年可以接受“直接的”艺术教育，而不是课堂内的“转述”，避免“不专业”的艺术教育带来的负面影响；另一方面，确保学校体系之外（如辍学）的青少年也能平等享有艺术与文化教育的权利。

6.2.2 站城协同发展的模式及适应性分析

（1）基于以上分析，这类站城协同发展模式因交通、建筑与公共空间三者耦合方式的程度较高，分布均匀，因此站域整体的耦合程度也较高。但因层叠耦合较少，站与城的空间结构在宏观上呈现局部相互交织的状态，其中公共空间在站域空间整合中起到重要作用；同时，以商业空间为代表的盈利性建筑空间开发强度较高，但还是因层叠耦合较少，站域整体开发强度适中。

（2）由于这类案例的交通空间总体独立性较低，因此该模式较适合于站域交通量不大的地区；且叠合程度低、开发强度适中，适合于建筑开发容量受限地区。此外，该模式是以公共空间的串联、并联和复合为主要方式整合站域空间，因此，站与城的宏观空间结构呈现以公共空间为交集的发展模式，为此我们称其为“站城交织式发展”模式。

6.3 站城一体化发展模式（Integration Development）

6.3.1 以大阪站、京都站为代表的站域空间耦合特征

（1）从整体耦合层面上来看：总体耦合程度最高。其中原因是叠合的比例在6个案例中最高，分离较少、串联和并联次之。

（2）从系统耦合层面来看：交通空间的分离性很低，多与建筑空间和公共空间有高程度耦合；其中各种空间的层叠耦合方式很多。

（3）从要素耦合层面来看：以商业空间为例，其与交通空间和公共空间的相邻和复合耦合较多、层叠耦合很高。

6.3.2 站城协同发展的模式及适应性分析

（1）基于以上分析，这类站城协同发展模式因强调空间的穿插、复合和叠合，站域的整体耦合程度很高，站与城的宏观空间结构呈现完全融合的状态，为此我们称其为“站城一体化”模式。

（2）此类模式的交通空间多与公共空间耦合，因此该模式适合于安检设施先进或安检等级较低的站域地区。站域的盈利性建筑空间多为层叠方式，因此站域的开发强度很高，但范围比较小，适合于城市开发密度很高的城市中心区。这种模式强调空间的高度耦合，因此适合于统一协调的建设主体，站城开发的灵活性要求较低，分期建设较为困难。

7 研究总结

（1）站域空间是站城协同发展的物质载体，站域空间耦合是站域空间研究的重要方法和途径。

（2）站域空间研究是以站域空间耦合模型为对象，从整体耦合、系统耦合、要素耦合三个层面展开。

（3）基于6个样本案例的站域空间耦合模型的解析，总结出“站城邻接式发展”“站城交织式发展”“站城一体化发展”三种模式。

（4）站城协同发展的三种模式各自均有其适应性条件，需针对站域不同的交通条件、建设主体的具体情况以及城市的发展阶段，因地制宜地选择不同的发展模式。

（5）我国站城协同发展基于政策体制的现实性和城市发展阶段，现多采用“站城邻接式发展”模式，如表8所示。但以“城市交通中心”CTC（City Transportation Center）为纽带的“站城交织式发展”模式解决了我国站城交通衔接的关键问题、安检程序复杂的特殊问题，同时也兼顾了多建设主体的协调问题，因此比较可能成为我国下阶段站城协同发展的主要模式。此外，对于特别发达的城市中心区，在公共交通出行比例高、建设主体统一协调的情况下，可进行“站城一体化发展”模式的探索。

表8 站城协同发展模式比较分析表