区域综合防灾视角下的铁路客站站前广场利用潜力分析

郭 建 | Guo Jian

李传成 | Li Chuancheng

周希霖 | Zhou Xilin

国铁集团出台《新时代交通强国铁路先行规划纲要》，提出我国将率先建成国际领先的现代化铁路强国[1]，铁路建设还将大力发展。由于新冠疫情在武汉首先爆发，大数据显示从武汉市流出人口中超过70%流向了湖北省内其他城市，其中流向到武汉都市圈的人口数量最多[2]（图1）。武汉都市圈内的防灾问题十分严峻。

图1 武汉都市圈内铁路客站分布图

灾害通常会带来次生灾害，具有多样性与扩散性，区域防灾问题越来越突出。一些发达国家针对防灾问题提出了不同的规划和措施：日本强调东京都市圈的防灾规划，东京需要救灾，周边7个都市县都要及时提供救援[3]。美国则更重视防灾减灾的规划机制[4]。由于我国防灾规划起步较晚，现阶段区域综合防灾规划的重塑更多体现在防灾理念、制度创新、机制完善等宏观层面[5-6]。如杨保军强调在都市圈治理层面要预留适度的常备空间[7]。张帆提出应当将传染病疫情防控应尽快纳入城市综合防灾减灾规划之中[8]。在微观层面，季珏对城市防灾避险公园服务效率做了量化评价[9]。但对于广场特别是站前广场的防灾避难研究较少，站前广场的防灾研究势在必行。

1 技术路线

本文从站前广场有效避难面积出发，以武汉都市圈内的铁路客站站前广场为例，根据区位划分广场类型，统计并分析了站前广场的有效避难面积、环境空间比、所在站房最高聚集人数，根据其所在区域的行政面积[10]与区域内人口数据[11]，计算站区周边人口密度，结合防灾规范[12]得出其理论与实际疏散距离,讨论武汉都市圈内的铁路客站前广场作为紧急避难场所的适宜性。同时对铁路客站站前广场的避难潜力进行分析，提出提高站前广场的综合防灾避难能力的优化策略（图2）。

图2 技术路线图

2 区域综合防灾与站前广场避难分析

2.1 区域综合防灾

区域综合防灾是通过区域协作、协调、整合和优化区域内的防灾减灾救灾资源，降低防灾减灾救灾的成本，提升灾害治理整体效果[13]。但由于国内综合防灾基本法的研究起步较晚[14]，避难场所的建设不同程度地存在着原则性多、实施性差问题。避难空间体系规划系统性较弱[15]。本文将从微观层面对区域综合防灾做出研究，以铁路客站站前广场作为具体研究对象，分析其在区域综合防灾中的特殊性与必要性，促进综合防灾规划研究。

2.2 站前广场作为避难场所的特征

（1）站前广场避难场所特殊性

站前广场平时肩负着人员集散、交通换乘功能，发生灾害时还承载着人员避难功能。故站前广场不仅需要考虑交通面积要求，也需考虑防灾避难面积要求。且站前广场不同于普通广场，站前广场不仅需要考虑站点周边人员的避难，还需要考虑站内人员的避难（图3）。

图3 站前广场与普通城市广场避难人员区分图

（2）站前广场周边的避难场所必要性

紧急避难场所的疏散距离为500m[12]，对武汉都市圈内73个铁路客站进行统计分析（表1），统计显示56%的站前广场周边1km内无其他避难场所；25%的站前广场周边0.5～1km内有其他公园、操场等避难场地；19%的站区广场周边0.5km内有其他公园、操场等场地；由于周边避难场所多以中小学校操场为主，但其避难面积有限，甚至不能够满足校内人员紧急避难，故不能将操场作为城市避难场所[16]，除去操场，有92%的站前广场周边1km内无避难场所，将站前广场作为避难场所十分具有必要性。

表1 武汉都市圈内铁路客站周边避难场所类型表

3 铁路客站站前广场分类与分级

将铁路客站站前广场作为防灾避难场所，满足站内人员及周边人员在发生灾害时的避难需求。通过卫星图片对武汉都市圈内铁路客站站前广场总面积、环境面积、有效避难面积进行统计，计算出环境空间比[17-18]（图4）。

图4 站前广场指标图

在图4统计出的各项指标中，铁路客站站前广场周边人口密度与其所在区位相关，广场有效避难面积与环境空间比相关。本文从区位、有效避难面积和最高聚集人数3个方面对武汉都市圈内铁路客站进行划分。将56个铁路客站划分为3大类，15小类（图5）。根据铁路客站所在区位划分为中心型、边缘型、远郊型[19]；根据《建筑设计资料集》[20],将铁路客站最高聚集人数以600、3000人为界进行分类；有效避难面积根据《防灾避难场所设计规范GB51143—2015》[10]，基于广场有效避难面积，以2000m2，10000m2为界划分为中期避难场所、短期避难场所与紧急避难场所。

图5 铁路客站分类图

4 站前广场避难面积影响因素及对比分析

4.1 站前广场避难面积影响因素分析

（1）区位（周边人口密度）

车站周边人口密度因其区位不同而呈现出较大差异，通过对各铁路客站站前广场有效避难面积分析，中心型车站由于周边人口密度大，站前广场在没有达到最大疏散距离的情况下就达到了最大避难容量；边缘型车站由于铁路客站周边人口密度差异性较大，部分广场有效避难面积能够满足最大疏散距离内人员避难，如赤壁北站。部分广场无法满足此需求，如咸宁东站；外围型车站由于地处偏远地区，周边多为耕地、林地与民居，周边人口密度小且避难风险低，仅考虑站内最高聚集人数所需面积，外围型车站站前广场（除庙山站、红安西站）能够满足站内最高聚集人数避难。

（2）站内最高聚集人数

由于站房等级不同、候车厅面积不同，站内最高聚集人数具有差异性。如汉口站为特等站，最高聚集人数为8000人，咸宁北站为二等站，最高聚集人数为800人。赤壁站为三等站，最高聚集人数为500人。

（3）避难场所等级

避难人员所需的人均避难面积与避难场所等级直接相关，中期避难场所人均有效避难面积为3m2/人，短期避难场所人均有效避难面积为2m2/人，紧急避难场所人均有效避难面积为0.5m2/人[10]，不同等级的避难场所人均避难面积不一。

（4）环境空间比

环境空间比是指是确保环境空间状况的指标。在站前广场面积中，除车道和停车面积以外的面积（包括景观交通岛）都作为环境面积（图6），环境面积和站前广场面积的比值为环境空间比为i[17-18]，其计算方式为：

其中：S环境面积为除车道和停车面积以外的面积（包括景观交通岛），S广场面积为站前广场占地面积（图6）。

图6 站前广场示意图

4.2 影响因素对比分析

（1）环境空间比影响分析

通常来说有效避难面积与广场总面积相关（图7），广场面积越大，有效避难面积越大，但是二者并不存在稳定的数量关系，有时会出现广场总面积小但有效避难面积大的情况，典型的以武汉站与孝感东站为例，孝感东站站前广场总面积远低于武汉站，但其有效避难面积却高于武汉站，表明武汉都市圈内各铁路客站站前广场的有效避难面积受到其环境空间比的影响。

图7 广场环境空间比差异图

通过SPSS分析，在广场面积相同的条件下，环境空间比与有效避难面积具有较高的相关性，且为正相关。一般情况下，环境空间比越大，有效避难面积就越大（表2）。

表2 环境空间与有效避难面积相关性分析

（2）其他因素影响分析

对比分析周边人口密度与最高聚集人数，采用控制变量法，在特定等级避难场所的条件下，分别将周边人口所需的避难面积与站内最高聚集人数600、3000、10000人[20]所需的避难面积对比分析，所需避难面积越大，影响力就越大（图8）。总的来说在周边人口接近1500人/km2时，人口密度对于广场避难能力影响更大。

图8 站前广场避难面积影响因素比较分析图

5 站前广场利用潜力分析及优化策略

5.1 广场最大疏散距离

站前广场的避难能力从两个方面来评价：最大疏散距离与最大避难人数。值得注意的是部分车站位于城市边缘，由于铁路客站对城市具有割裂作用，避难人口总数会较少一半，导致疏散距离会相应增加。还有部分铁路客站有两个站前广场，需要逐一分析。

结合不同等级场所对应的最大疏散半径、最大避难容量以及站房最高聚集人数与周边人口密度，计算出站前广场的实际疏散距离R1与最大疏散距离R2[12]。其中R1计算建立在假设广场周边所有人员和站房人员在灾害时均迁移到站前广场的基础上，其具体算法按公式（2）计算：

其中，

S—有效避难面积（m2）；

A—人均避难面积（人/m2）；

H—站内最高聚集人数（人）；

d—站区周边人口密度（人/km2）。

R2按防灾规范取值，当取值范围内人员超出避难场所等级最大避难容量时，取最大避难容量人员所需避难面积按公式（2）计算最大疏散距离。

由图9可以看出站前广场避难场所的实际疏散距离与最大疏散距离存在差异，根据分析可得，有16个站前广场的疏散距离未满足最大疏散距离，如汉口、武昌站等站前广场，占比29%。当实际疏散距离大于最大疏散距离时，表明该广场作为相应等级的避难场所最适宜，外围型车站均符合这一规律，反之不符合避难要求。

图9 实际疏散距离与最大疏散距离对比图

5.2 广场避难场所优化策略

影响站前广场有效避难面积的因素主要和铁路客站所在的区位（周边人口密度）、站内最高聚集人数与避难场所等级相关。其中铁路客站所在的区位与站内最高聚集人数是不可变的，改变避难场所的等级是有效的优化策略。亦可通过适当减少景观面积扩大有效避难面积。将广场现有有效避难面积与站前广场满足相应等级避难场所所需有效避难面积的差值定义为补偿面积，统计武汉都市圈内铁路客站的补偿面积（图10）。

图10 客站广场避难面积优化对比图

①中心型铁路客站站前广场由于周边人口密度大，避难人员多，站前广场有效避难面积有限，无法作为固定避难场所，仅可作为紧急避难场所。

②边缘型铁路客站站前广场由于周边人口密度浮动较大，周边避难人数也会随之浮动，周边人口密度高的站前广场，可从减少景观面积扩大有效避难面积与降低避难场所等级等方面改造以满足人员避难要求。周边人口密度低且有效避难面积大的站前广场可作为固定避难场所。

③外围型铁路客站站前广场由于地处偏远，周边人口密度低且受灾风险低，仅需满足站内人员避难，且外围型车站均为中小型客站，最高聚集人数低，均可作为相应等级避难场所。但由于广场地处偏远，作为固定避难场所利用率低，造成资源浪费。故仅需将站前广场作为紧急避难场所。

④对于无站前广场的车站或站前广场仅具交通功能的车站急需新建避难场所，以满足站内人员紧急避难需求。

5.3 站前广场利用潜力分析

站前广场作为紧急避难场所，可供站内与周边人员紧急避难，作为固定避难场所在一定程度上为中心城区人员提供了防灾疏散的可能性，分担避难压力，降低中心城区抗灾风险。通过分析可得站前广场可紧急避难场所与固定避难场所有以下潜力。

（1）站前广场现有避难容量

以站前广场有效避难面积划分站前广场避难场所等级，面积不符合标准的占比51%，符合标准的占比49%。将站前广场全部作为紧急避难场所，在不考虑车站无站前广场的情况下，有96%的站前广场则可满足站内人员及周边人员紧急避难。武汉都市圈内站前广场总有效避难面积约为70万m2，理论上能够容纳约140万人紧急避难，其中“天仙潜”市内车站由于铁路站点数量少且均为边缘型车站，鄂州市内站前广场（除鄂州站）有效避难面积较少，站前广场作为紧急避难场所潜力有限，仅可满足站内人员紧急避难需求，难以满足周边人员紧急避难。

孝感市站前广场有13个，覆盖市内各县、区，总有效避难面积约为20万m2，有效避难面积在1万m2以上的站前广场8个，其中孝南区站前广场最多共计5个。现有有效避难面积最大，区域综合防灾潜力最强。

武汉、黄冈、黄石及咸宁市内的站前广场总有效避难面积均约为10万m2，其中武汉、咸宁与黄冈市均具有中心城区站前广场分布集中，站前广场有效避难面积大的特点，起到缓解中心城区人员避难压力的作用。黄石市内站点分布均匀，各个站前广场的有效避难面积约为2万m2（除黄石北站）。避难容纳能力强、潜力大，且部分铁路客站站前广场可作为固定避难场所如黄冈站，成为城市防灾系统的重要组成部分（图11）。

图11 重点城市综合防治潜力分析图

（2）站前广场可改造的避难容量

武汉都市圈内铁路客站站前广场的环境空间比均值为0.68，比日本铁路客站要求的环境空间比0.5[17-18]要高，环境空间比越高，站前广场环境空间被改造为有效避难场所的面积就越大。隐形有效避难面积多，避难潜力大（图12）。

图12 武汉都市圈站前广场避难潜力分析图

（3）站前广场区域联动性

站前广场可依托铁路客站快速实现救灾物资与避难人员跨区域转移，武汉都市圈内铁路线路密集，站点分布广泛，孝感、黄石市内站前广场分布最均匀，武汉、咸宁、黄冈市中心城区站点分布集中且覆盖大部分市、区，站前广场区域联动性强。将站前广场做为避难场所可在最大程度上降低灾害损失。

结语

武汉都市圈内的站前广场作为避难场所具有巨大优势与潜力，在大力建设交通强国与都市圈快速发展的背景下，在宏观视角下以武汉都市圈为代表归纳总结出以下结论。

①通过论述区域防灾的不足与站前广场的防灾特点，表明了站前广场在区域综合防灾规划中的重要地位。②从站前广场有效避难面积出发，提出站内最高聚集人数、环境空间比、广场所在站房区位以及避难场所等级四个影响站前广场有效避难面积的要素。在区域综合防灾规划中站前广场能够作为紧急避难场所供站内及周边人员紧急避难，对于有效避难面积足够大的站前广场可作为固定避难场所。③都市圈内站前广场现有与可改造有效避难面积巨大，且站前广场在各个城市中分布较为均匀，区域联动性强。

总体来说，将都市圈内的站前广场作为避难场所具有巨大优势与潜力，有助于构建综合区域防灾规划，增加城市与区域韧性。但对于避难人数的计算并未考虑到站前广场人员，会对分析结果造成细微偏差。如何将铁路客站站前广场建设成为具备防灾功能的避难场所将成为下一步研究的重点。

资料来源：

文中图表均为作者自绘。