站城融合背景下铁路客站车行交通组织研究——以杭州西站为例

王 敏

(中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北武汉 430063)

1 引言

目前，随着国家交通强国战略的提出，为了深入贯彻习近平总书记关于铁路发展的重要指示精神，国内铁路客站站城融合设计、建设趋势已愈发明显。在这一背景下，国内对于场站交通设计的理论、设计流程、评价方法等研究均相对较少，亟需对站城融合背景下的铁路客站交通组织设计理论与评价方法进行研究。

本文以站城融合背景下的铁路客站车行交通组织设计为主要研究对象，以杭州西站交通组织设计为实践案例，通过国内外铁路客站案例研究、实地调研、静态计算、微观仿真、构建评价指标体系等方法对杭州西站车行交通组织方案进行设计、比选、调整，定量化、科学化地确定各种交通组织方案的可行性，比较各种方案的实际效果，以保证最终设计方案的最优性，并形成经验，为未来站城融合背景下的大型铁路客站车行交通组织做出指导[1－3]。

2 项目概况

杭州西站综合交通枢纽是新一轮«杭州铁路枢纽规划»(2016—2030年)的核心项目，是2022杭州亚运会的配套工程。项目选址在余杭区仓前街道，位于西站科创新城核心位置，距离阿里巴巴总部约4 km。站场分场布置，总规模11台20线，其中杭临绩场规模5台9线(含正线两条)，湖杭场规模6台11线(含正线两条)，为上进下出的特大型高架站。车站最高聚集人数6 000人，远期高峰小时发送量12 480人[4－6]。

杭州西站综合交通枢纽用地面积约32公顷，枢纽总建筑面积为513 420 m2，其中站房综合楼499 920 m2、铁路配套房屋3 200 m2、城市配套房屋10 300 m2，以及配套市政桥梁、匝道等工程，见图1[7－9]。

图1 杭州西站站区鸟瞰图

3 站城综合体车行交通组织设计流程与评价方法

我国综合客运枢纽建设具有较长历史，但综合客运枢纽的交通设计概念与理论体系的建立起步较晚，发展时间相对较短[10]。在传统的流程中，交通设计与建筑设计流程往往是分离的，交通设计往往在建筑方案确定后才开始介入研究[11]。另一方面，传统综合客运枢纽交通设计对于枢纽交通与城市交通的关注度较少，方案精细化程度低，难以满足站城综合体特征化交通需求[12]。

为了弥补设计方法上的缺失，本文提出了站城综合体车行交通设计的基本思路与具体流程。

3.1 站城综合体车行交通组织设计基本思路

站城综合体设计思路应在车站一体化开发的整体交通需求、提升进出交通效率、提升公共交通设施的融合性、提升交通组织设计精细化程度4个维度进行考量。强调独立进出通道、交通设施紧凑布局与交通组织设计的精细化。

3.2 站城综合体车行交通组织设计流程

站城综合体的交通设计流程应首先将站城综合体的交通需求特征、区域交通条件纳入到前期分析框架，使交通组织设计方案满足交通需求，与城市外部交通有机融合。其次，应提升快速通道设计、交通设施布局的优先性，以保证站城综合体的进出效率以及交通融合程度，然后从交通流线设计、快速路匝道设置等多个方面设计交通组织方案。在方案确定后，应以基本思路、交通需求特征为标准定性地检验当前交通组织设计方案。最后，应利用微观仿真模型直观、准确、易量化的特点对整体交通组织方案的可行性进行检验。找出方案中可能存在的问题，满足站城综合体交通设计精细化需求，见图2。

图2 站城融合背景下铁路客站车行交通组织设计流程

4 站城综合体交通设施与运行状况评价指标体系

国内外学者对交通枢纽的运行评价方法已进行了大量研究。谢静敏等从内部设施适用性等三方面建立了城市综合客运枢纽站区的评价指标体系[13]；邓鹏利用模糊层次分析法对客运枢纽交通设施、运输装备、运输组织、设备能力之间的协调性进行了评估[14]；傅新平、胡伶俐从廉价性、快速性等8个方面提出了城市综合交通枢纽的评价方法[15]；汪子需运用灰色关联评价方法结合层次分析法与熵值法从枢纽内部、衔接区、周边交通网络三个层面提出了铁路客运枢纽的内外部衔接评价体系[16]；杜丽娟则从规划协调性等三个层面进行了综合交通枢纽的换乘衔接评价[17]。

以上评价方法主要对枢纽本身进行了合理、综合的评价。但在站城融合背景下，应将枢纽城市功能部分一并纳入考虑范围，对“站”“城”交通的整体融合程度、服务水平等进行评价。基于以往的大型交通枢纽运营评价方法，本文提出针对站城综合体的车行交通组织综合评价模型。该指标体系由高到低分为目标层、准则层、指标层三层，具体见图3。

图3 站城综合体车行交通组织评价指标体系

在服务水平与评价标准等级方面，落客车道边服务水平参考张亚平等的研究结论，采用路段延误率作为分级评价标准，具体见表1[18]。

表1 落客车道边服务水平分级

出入口服务水平评价等级与范围参考国际主流微观交通仿真软件Vissim的服务水平取值，并与美国«高速公路通行能力手册2010»中服务水平定义相对应[19]，具体见表2。

表2 出入口/交叉口服务水平分级

外部车行交通运行状况评价指标体系主要由站城综合体周边主要交叉口的服务水平构成，距离站城综合体越近的交叉口与站城综合体间的相互影响越明显，相应的重要性也越高。交叉口服务水平评价等级及范围与内部车行交通运行状况评价指标相同。

站城综合体交通一体化指标中，行驶与换乘距离差异评价指标与差异范围见表3、表4。

表3 行驶距离差异分级

表4 换乘距离差异分级

行驶距离差异比较了车辆进出铁路部分与综合体部分需要行驶的距离差异，若平均行驶距离差异在0.5以下，则认为差异尚可接受。

换乘距离差异比较了行人从某交通设施步行至铁路部分与综合开发部分的距离差异。参考«城市轨道交通线网规划标准»中的5.1.3条，认为3 min步行距离为换乘差异较小[20]。

5 杭州西站车行交通流线组织方案

基于快速通道路线设计、交通设施布局方案、交通设施道路接口需求，可推导出具体的车行交通组织方案。

在远端，快速通道提供城市接口；在近端，快速通道提供交通设施接口，交通流线沿快速通道、接口衔接各目的地交通设施，如图4所示。

图4 杭州西站铁路部分快速通道进出流线

场站近端地面流线沿袭逆时针单向循环的交通设计逻辑，公交利用站中路专用通道进出场站，保证了公共交通的优先级和运行效率，符合“以人为本”的设计策略，如图5所示。

图5 杭州西站铁路部分交通设施进出流线

杭州西站南北综合体共设置了8个出入口，其中4个与站城综合体快速通道相衔接，其余4个与隧道或地面道路相衔接。综合体车行交通具体组织方案如图6所示。

图6 南(下)北综合体(上)进出流线

结合各向交通量来看，南、北综合体站城平均车辆行驶距离差异仅为0.05、0.06，综合体与站体交通一体化水平高。

6 杭州西站微观交通仿真模型搭建与输出

杭州西站站城综合体的车行交通设计方案沿袭了站城融合背景下的交通设计策略，满足了相关交通设计需求。在此基础上，需进行定量评价，以提升精细度，找出薄弱环节并进行优化。

本文利用Vissim微观交通仿真软件进行建模。模型中主要包含市政路网、高架及匝道、下穿隧道、枢纽接驳出入口等道路设施，并设置了减速区、优先规则与信号控制。全路网模型如图7所示。

图7 二维模式全路网模型

根据上位规划，杭州西站早高峰时间双向车辆交通量合计达到9 876 pcu/h。基于多次交通仿真模型运行结果，最终得到的杭州西站落客车道边、主要交通设施出入口、外部交叉口的平均延误时间与平均服务水平见表5。

从表5可以看出，各交叉口服务水平均未超过D级，证明周边城市车流仍对交叉口服务水平的影响可控。东侧交叉口平均服务等级略高于西侧交叉口，这是由于东侧快速通道衔接受到工程条件限制，进出停车场车辆均需在地面道路上多行驶一个路段后才能进出快速通道，导致车流增大，交叉口服务水平降低。这一结果也证明了快速通道对站城综合体的重要性。

表5 杭州西站交通设施运行与外部交叉口服务水平汇总

就交通设施与外部交叉口的对比来看:(1)各交通设施场站受到较好保护，避免了出入口受到道路车行交通量的影响；(2)各出入口所承担的进出交通量合理，内外衔接道路通行能力合理。

7 杭州西站交通设施与运行状况评价分析

基于上述仿真运行评价结果与交通设施设置方案，能够得到交通设施与运行状况评价指标体系中各指标的对应值，并可构建相应的物元矩阵，具体如图8所示。

图8 杭州西站交通设施与运行状况物元矩阵

采用层次分析法、熵值法对各项指标权重进行确定。其中，层次分析法邀请了多名交通、建筑方面的专家对各指标的重要性进行对比、打分、排序。在得到权重值后可根据经典域与节域确定物元关于各评价等级的关联度，结果见表6。

表6 杭州西站交通设施与运行状况各指标评价等级

针对综合关联度，有K1＝max[kj(P)]＝0.105。因此，杭州西站交通设施与运行状况等级总体评价为A级，方案可行性高，有条件在未来实际运营过程中保持良好状态。

8 总结

本文首先分析了站城融合背景下新型铁路客站的特点及其交通需求基本特征，提出了站城融合背景下的场站交通设计流程，构建了交通设施与运行状况评价指标体系，以此指导与校核铁路客站的交通设计方案。

以杭州西站项目为例完整阐述了设计流程、评价指标体系的应用方法、评估过程，结果表明该交通设计方法能够在实际项目过程中指导方案设计、帮助评估方案性质及最终效果。

然而，站城综合体是复杂、巨大与综合的交通系统，而铁路客站车行交通设计理论的起步与实践也较晚。本文仅在现有研究及杭州西站案例的基础上对站城综合体的车行交通设计进行了初步研究和分析，对于当前国内外多种站城综合体设计新模式的认识可能尚不够深入，需要更进一步进行学习与研究。另外，当前车行交通逐渐向智能化、自动化、共享化的趋势发展，而其对于站城综合体交通设计的影响也需要进行进一步研究与探索。