城市交通一体化下的高速铁路车站选址原则初探
2021-11-01于剑
于 剑
(中国铁路经济规划研究院有限公司 规划研究所,北京 100038)
2020 年底,我国高速铁路规模达3.8 万km,并将继续发展,大量高速铁路车站面临规划新建,其中,高速铁路车站选址是新建高速铁路引入城市的关键环节。近年来,由于规划、技术等原因,我国高速铁路车站在站址选择和城市交通融合发展方面暴露出一些问题,突出表现在部分高速铁路车站离城市中心较远,周边市政配套不足,旅客乘车不便捷,一定程度上抵消了高速铁路的“时空压缩”效应[1]。2018 年,《关于推进高铁站周边区域合理开发建设的指导意见》指出新建车站选址尽可能在中心城区或靠近城市建成区,确保人民群众乘坐高速铁路出行便利[2]。在高速铁路大规模成网运营的条件下,有必要面向城市交通一体化要求,研判高速铁路车站选址和便捷程度现状,研究选址原则,为铁路枢纽总图规划和城市规划提供科学指导,提升高速铁路服务质量。
1 高速铁路车站站城交通一体化水平测定
1.1 城市交通一体化内涵
目前研究普遍认为交通一体化是指交通体系内部关联紧密[3],阐述了站城融合概念[4],构建了以客站为主体的城市综合体。城市交通一体化是指各种方式在规划、设计、建设、组织、运营、管理等方面实现相互配合,其中,高速铁路站城交通一体化包括点和线2个层次,“点”层次一体化主要研究高速铁路车站内部的“零距离”换乘系统,关注车站设计方案细节研究,而“线”层次一体化主要研究高速铁路车站选址和与市中心的交通衔接距离、时间等问题,对旅客全程出行时间影响更大,是交通一体化内涵的重要组成,是主要研究对象。
1.2 测定指标方法
为清晰展现高速铁路车站选址及城市交通配套质量,应构建指标实现量化测定。出行时间是旅客直接感受到的出行代价,体现了在一定车站选址和城市交通服务水平下的最终交通服务成果,能合理反映出行便捷程度,因此提出以时间指标为主的测定指标体系。测定指标如表1 所示。
表1 测定指标Tab.1 Measurement indexes
(1)城市发展指标。为研究不同类型城市的数据规律,选取城市规模等级和城市发展等级2 项指标,前者指根据《国务院关于调整城市规模划分标准的通知》确定的高速铁路车站所在城市规模,等级从小城市至超大城市共5 档[5],后者指根据《2019 城市商业魅力排行榜》确定的城市发展等级,等级从五线城市至一线城市共6 档[6]。为确定城市规模等级和各市辖区时间指标,纳入全市城区人口和各市辖区人口2 项指标。
(2)站城交通时间指标。选取驾车时间(分拥堵、平峰状态)、公交时间、轨道交通时间共4 类时间指标,为了全面反映整个城市居民前往高速铁路车站的整体情况,不仅测定高速铁路车站与市中心间的上述时间指标,还测定高速铁路车站与各市辖区中心间的时间指标并通过各市辖区人口加权平均得出总体值,得到市辖区加权时间指标进行分析对比。
(3)高速铁路车站时间指标。不同城市间,由于城区面积、出行习惯、客流特征等的不同,时间绝对量往往不能直接比较,例如同样是0.5 h 到达高速铁路车站,需乘高速铁路6 h 的长途旅客可能不在意,而在途时间仅0.5 h 的城际旅客则可能认为过长,大城市旅客由于日常通勤时间较长可能不在意,而小城市旅客则可能认为时间较长。可见应选择合适的比较基准,将测定结果尽可能处理为不受城市和客流自身特点影响的相对量后再进行比较分析。
通过上述分析,旅客乘坐高速铁路在途时间、旅客日常市内通勤时间较适合作为比较基准。研究表明,由于高速铁路在途时间越来越短,其与途外附属时间(指两端的市内交通时间和候车时间)的大小关系已经成为影响旅客出行选择的重要因素,例如上海虹桥站,高速铁路优势出行时间(3 h以内)的途外附属时间占全程时间比重已经达到了50%以上,城际客流出行时间(1 h 以内)该比重已经达到了75%以上[7],同时考虑到数据可获取性,将高速铁路在途时间作为比较基准,认为对于同样的市内交通时间,其与高速铁路在途时间相比越小,旅客的可接受程度越大。考虑到若两端市内交通时间之和超过高速铁路在途时间,旅客将难以接受,因此一端的市内交通时间不宜超过高速铁路在途时间的50%,故将高速铁路车站旅客平均在途时间的一半作为基准值,这是旅客对于市内交通时间的心理底线,进而提出高速铁路车站相对时间指标,此指标可用来评价旅客对于高速铁路站城交通一体化的心理接受程度,该值越小则越可能被旅客接受,大于1 时认为旅客难以接受。
对于某一高速铁路车站,其相对时间指标计算方法如下。
式中:τ为高速铁路车站相对时间指标;T站为市内交通时间指标,如驾驶私家车由市中心前往高速铁路车站的时间,min;T途为该站旅客平均在途时间,min;Ti为从该高速铁路车站出发至第i个目的地车站的最短高速铁路在途时间,数据通过调取12306 列车时刻表测得,min;Vi为从该高速铁路车站出发至第i个目的地车站的旅客年发送量,人次;N为与该高速铁路车站有直达高速铁路列车联系的目的地车站数量,个。
1.3 测定样本
(1)样本选择。由于各城市高速铁路车站选址互不相关,无论采用何种抽样方法,都可能导致结论偏差,因此尽可能全样本测定。将有G 或C 字头列车到发的车站认定为高速铁路车站,仅有D 字头列车到发的车站暂不纳入,共测定车站626个,基本覆盖我国2018 年高速铁路主要车站,含全部城区人口20 万以上城市的高速铁路车站和大部分县级高速铁路车站。测定样本构成示意图如图1所示。
图1 测定样本构成示意图Fig.1 Samples composition
(2)数据样例。测定结果包括各市辖区数据和汇总数据2 个部分。各市辖区数据包含城市各市辖区的人口数据以及每座高速铁路车站至各市辖区中心的站城交通时间指标。各市辖区测定样例数据如表2 所示。汇总数据包含城市指标3 项、各交通方式下高速铁路车站与市中心的交通时间指标4 项、各市辖区人口加权汇总时间指标4 项、高速铁路车站旅客平均在途时间1 项、高速铁路车站相对时间指标8 项等指标值。
表2 各市辖区测定数据样例Tab.2 Data samples of urban areas
2 测定结果分析
2.1 高速铁路车站旅客平均在途时间数值特征
利用高速铁路站间交流和12306 时刻表数据,对全国高速铁路车站旅客平均在途时间进行逐一测算。高速铁路车站旅客平均在途时间分布如图2 所示。高速铁路车站旅客平均在途时间绝大多数(94%以上)在3 h 以内,其中1 ~ 2 h 的占50%以上,可见中短途客流是高速铁路客流的主要构成,旅客对市内交通时间较为敏感,若城市内部交通不够便捷、时间过长,将大大影响旅客乘坐高速铁路的积极性。此外,全部高速铁路车站的旅客平均在途时间为110 min 左右,考虑停站时间和线路速度标准的不同,按高速铁路平均旅速200 km/h 测算,高速铁路平均运距为367 km,与实际基本一致,证明了算法有效性。
图2 高速铁路车站旅客平均在途时间分布Fig.2 Distribution of average travel time of passengers taking HSR
2.2 高速铁路车站旅客平均在途时间位置特征
高速铁路车站旅客平均在途时间与车站在路网中的位置有一定关系。高速铁路车站旅客平均在途时间分布情况(G 字头列车)如图3 所示,高速铁路车站旅客平均在途时间分布情况(G,C,D 字头列车)如图4所示。大城市和路网末端城市车站的旅客平均在途时间较长,如北京、上海、西安、长沙等城市车站,相关客流主要是大城市间的中长途高速客流。城市群内部中小城市车站的旅客平均在途时间较短,如京津冀、长三角、粤港澳、成渝等城市群内的大量车站小于1 h,相关客流主要是与城市群核心城市间的短途客流。城市群和都市圈旅客时间价值高、在途时间短,高速铁路承担大量城际通勤功能,更需要注重交通融合,提高旅客出行便捷性。其他沿线车站的旅客在途时间大都为1 ~ 3 h。
图3 高速铁路车站旅客平均在途时间分布情况(G 字头列车)Fig.3 Distribution of average travel time of passengers taking HSR (G trains)
图4 高速铁路车站旅客平均在途时间分布情况(G,C,D 字头列车)Fig.4 Distribution of average travel time of passengers taking HSR (G/C/D trains)
2.3 市内交通时间特征
我国高速铁路站城交通一体化总体较好,拥堵情况下私家车平均驾驶时间25 min 左右,但公共交通便捷度有待提升,平均时间为50 min 左右。不同交通方式的平均市内交通时间如表3 所示。表3 中城轨与公交相比并未体现出明显优势,这是由于部分城市地铁线网尚不完善,需要中途换乘公交导致时间偏长,拉高了平均水平,且由于公交专用道、数据可获取性等原因,公交时间未考虑道路拥堵。
表3 不同交通方式的平均市内交通时间 minTab.3 Average urban travel time in different transport modes
为排除城轨未成网对数据的影响,单独选取城轨路网相对发达的上海、北京、广州、武汉、深圳、成都6 座城市的15 个高速铁路车站,测得市中心平均公交时间为57 min,轨道交通时间为35 min,有效缩短22 min,且略低于拥堵下的驾车时间;市中心平均公交相对时间指标为1.2,轨道交通相对时间指标为0.75,有效降低0.45,且略低于拥堵下的驾车相对时间指标。可见,完善的城市轨道交通网络是支撑大城市站城交通一体化的重要基础设施。
无论从行政等级、城市规模等级还是城市发展等级对车站分类,各类交通方式下的市内交通时间均基本呈现城市等级越高则越长的规律,市辖区加权时间更为明显。不同类别高速铁路车站的平均市内交通时间如表4 所示。另外,城市规模对私家车(平峰)和公交车时间的影响程度基本相同,均为提高30% ~ 40%;大城市受交通拥堵的影响更为明显,时间可较平峰提高50%左右,小城市一般提高17%左右。
表4 不同类别高速铁路车站的平均市内交通时间 minTab.4 Average urban travel time to different types of HSR stations
2.4 相对时间指标特征
我国高速铁路站城交通一体化总体较好,平峰、拥堵状态的私家车相对时间指标分别为0.55,0.66 左右,但公共交通总体情况较差,公交相对时间指标在1.4 左右,超过旅客可接受范围。不同交通方式的平均高速铁路车站相对时间指标如表5所示。
表5 不同交通方式的平均高速铁路车站相对时间指标Tab.5 Average city-station relative time in different transport modes
相对时间指标与车站所在区域的行政等级关联不紧密,但与城市规模等级、发展等级有较强关联,等级越高则相对时间指标越大。不同类别高速铁路车站平均相对时间指标如表6 所示。表明大城市旅客乘坐高速铁路出行的市内交通出行时间心理感受相对较差。此外,除超大城市、一线城市的拥堵情况外,私家车平均相对时间指标均小于1,而各类城市的公交相对时间指标均大于1,证明我国城市公共交通服务水平亟待提升。
表6 不同类别高速铁路车站平均相对时间指标Tab.6 Average relative time to different types of HSR stations
综上分析,我国高速铁路站城交通一体化水平较好,私人交通基本满足旅客要求,公共交通仍有待提升,大城市市内交通成本高于中小城市,同时也存在个别不够便捷的高速铁路车站。
客站建设在铁路建设中处于特殊地位,直接同人民群众的利益相关,客站选址从根本上决定了站城交通时间,是城市交通一体化的首要影响因素,部分研究提出了客站选址影响因素[8]和合理范围[9],但缺少数据支撑。考虑到站城距离是实际操作中最易用的指标之一,有必要利用上述大量测定数据,针对不同规模城市提出高速铁路车站选址距离的量化指导原则,进一步推动高速铁路车站科学布局。
3 高速铁路车站选址及站城融合发展原则
3.1 高速铁路车站选址量化指导原则
具备条件时,鼓励新建线路引入更加靠近市中心的既有客站[10]。需新建客站时,应以人民为中心进行客站选址和开发。城市交通一体化要求下,合理的高速铁路站城距离应根据旅客可接受的市内交通时间底线乘以交通速度决定。合理距离计算如表7 所示。其中,时间底线是高速铁路车站旅客平均在途时间的一半;私家车计算速度按平峰和拥堵速度各50%的权重算得;时间底线分别与私家车计算速度、公交车平均速度相乘,得到站城道路最远距离、建议距离初步值,如公式(3)—(4)所示。
式中:L远为车站最远道路距离,km;L建为车站建议道路距离,km;v平为私家车平峰速度,km/h;v堵为私家车拥堵状态速度,km/h;v公为公交车平均速度,km/h。
考虑到大城市建成区密集,新建车站有时难以深入市区,且城轨网络相对完善等实际,小幅微调相关数据,作为高速铁路客站到城市中心的距离指导意见。合理距离计算表如表7 所示。站城道路距离、直线距离指导建议如表8 所示。
表7 合理距离计算表Tab.7 Table for reasonable distance calculation
表8 站城道路距离、直线距离指导建议 kmTab.8 Guidance of city-station road distance and straight distance
其中,最远距离是旅客可接受的最大距离,车站选址原则上应控制在此距离以内,建议距离是能够为旅客带来更好体验的距离,有条件的城市应选址在此距离之内。为便于在道路尚不成熟的新区确定新建车站选址,提出站城直线距离指导意见,直线距离由道路距离除以道路绕行度(站城道路距离与直线距离比值)算得,研究发现各类城市道路绕行度均维持在1.34 附近。
在测定的高速铁路车站中,超大特大城市站、大城市站、中小城市站分别有83%,78%,83%在最远道路距离内。北京市高速铁路车站选址距离示意图如图5 所示。圆形半径按直线距离确定,分别为13.4 km,7.5 km。
图5 北京市高速铁路车站选址距离示意图Fig.5 Distance diagram of Beijing HSR stations
3.2 站城融合发展原则
①站城交通畅通融合,城市轨道原则接入。打造城市综合交通枢纽,将高速铁路车站与城轨、公交、民航机场、长途汽车等城市内外交通高质量衔接,实现无缝换乘。根据目前轨道交通衔接情况,建议旅客发送量500 万人次/a 的高速铁路车站至少接入1 条城轨线路,旅客发送量3 500 万人次/a 的高速铁路车站鼓励接入2 条及以上城轨线路。②站城建设协调匹配,路地协商意见统一。使车站布局规划和城市形态、城市环境、城市总体规划、保护区分布协调匹配,路地充分沟通,达成一致意见,力争将客站布局方案纳入城市总体规划,预留相关通道站场用地条件。③站区开发合理适度,旅客服务便捷温馨。通过合理适度的综合开发,向旅客提供餐饮、住宿、购物、会议等综合服务,满足各类附属需求,实现站城共赢发展。④枢纽车流顺直高效,运输组织能力充足。确保枢纽主要车流方向径路顺直高效,客站、站场规模与需求相适应,并适度预留未来发展空间。⑤总体投资经济集约,效益最大利益共享。综合考虑工程投资、拆迁投资、交通配套投资、综合开发投资、土地价值提升、客运收入、经营收入等总体投资和效益,研究路地双方的共享共担机制,构建站城命运共同体。
4 结束语
客站作为旅客服务窗口,其选址布局应受到充分重视。路地双方应将城市交通一体化作为客站选址首要考虑因素,充分遵循以人民为中心的发展思想,稳妥权衡带动新区发展、减少拆迁和临近城区布局3 者之间的关系,谨慎评估城市扩张速度,尽量将客站布局在最远指导距离范围内,尤其对于中短途客流占比高的车站,更应靠近城市中心选址或与大能力城市公共交通无缝衔接,充分降低旅客市内交通成本。同时,高速铁路车站选址受到技术、资金、环保及整体线路走向等诸多因素制约[8,11],实践中难以完全兼顾,这也是部分高速铁路车站不够便捷的原因。