北京市重點功能區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)加密研究

萬傳風(fēng) 李 超 李 娟

(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 北京 100044)

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北京市重點功能區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)加密研究

萬傳風(fēng) 李 超 李 娟

(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 北京 100044)

針對北京市中心城區(qū)重點功能區(qū)范圍內(nèi)軌道交通線網(wǎng)密度、站點覆蓋率不足等問題，以北京CBD重點功能區(qū)為研究對象，應(yīng)用空間句法理論及空間分割方法，建立CBD地區(qū)道路網(wǎng)空間句法模型，量化分析該區(qū)域內(nèi)可達(dá)性與交通流量的關(guān)系，結(jié)合既有軌道交通網(wǎng)絡(luò)，對CBD地區(qū)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、路由選擇提出指導(dǎo)性建議。結(jié)果表明，將可達(dá)性評價指標(biāo)與交通流量相結(jié)合，能夠定量描述城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性及結(jié)構(gòu)績效，并選擇可達(dá)性較高軌道交通線路路由。該方法適用于城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃以及不同規(guī)劃方案的比選和評價，可以作為方案評價方法之一，同時應(yīng)該結(jié)合其他線網(wǎng)規(guī)劃要素，在城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中作為重要考慮因素綜合研究。

城市軌道交通；空間句法；網(wǎng)絡(luò)加密；可達(dá)性；規(guī)劃設(shè)計

北京市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營已經(jīng)形成一定的規(guī)模，一級軌道交通網(wǎng)絡(luò)骨架基本形成，重點功能區(qū)以及新城內(nèi)部的二級網(wǎng)絡(luò)也在規(guī)劃之中。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大也暴露出一些問題亟待解決，如北京中心城區(qū)、城市重點功能區(qū)的軌道交通線網(wǎng)密度、站點覆蓋率等與發(fā)達(dá)國家相比還有待發(fā)展。因此，科學(xué)合理的軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密對北京城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展有著重要的意義。城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是交通規(guī)劃的重中之重，目前，在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及相關(guān)政策制訂過程中往往定性分析較為普遍，缺少量化分析研究，在一定程度上造成部分規(guī)劃不盡合理。

空間句法起源于20世紀(jì)70年代，它是一種關(guān)于建筑與城市空間解析的系統(tǒng)理論，強(qiáng)調(diào)任何一個城市都存在相互聯(lián)系的自由空間和空間物體，人們對自由空間的認(rèn)識決定于其形態(tài)結(jié)構(gòu)，并反作用于空間行為[1]。國內(nèi)對于空間句法的引用從20世紀(jì)80年代到現(xiàn)在有了極大的進(jìn)展。近年來，空間句法模型在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于對交通流量、城市形態(tài)發(fā)展、空間結(jié)構(gòu)分布的研究和工程實踐中，空間句法形態(tài)分析變量在交通可達(dá)性評價研究領(lǐng)域也取得了較好的成果[2-8]。

本文以北京市中心城區(qū)內(nèi)CBD重點功能區(qū)為研究區(qū)域，應(yīng)用空間句法量化分析CBD地區(qū)主要道路車流量與可達(dá)性之間的關(guān)系，并結(jié)合現(xiàn)有軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及站點輻射范圍，從城市規(guī)劃、工程設(shè)計角度對CBD地區(qū)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化加密。

1 空間句法模型的建立及分析

1.1 CBD地區(qū)規(guī)劃背景

2004年，《北京中央商務(wù)中心區(qū)核心區(qū)控制性規(guī)劃》中將CBD核心區(qū)定為國貿(mào)橋東北角，西起東三環(huán)北路、東至針織路，南起建國路、北至光華路，核心區(qū)占地面積約為30 hm2，建設(shè)用地面積約為17.87 hm2，總建筑規(guī)模約182 萬m2，其中地上為133 萬m2(見圖1)。

圖1 北京CBD規(guī)劃范圍示意

1.2 CBD地區(qū)軌道交通現(xiàn)狀

現(xiàn)狀CBD地區(qū)運營的軌道交通線路有M1、M6、M10、M14共4條軌道交通線路，共設(shè)8個站點。地鐵1號線的永安里站、國貿(mào)站、大望路站；M10號線的國貿(mào)站、金臺夕照站和呼家樓站，M6號線的東大橋站、呼家樓站、金臺路站、M14號線的大望路站、紅廟站、金臺路站。其中M1與M10在國貿(mào)站換乘，M6與M10在呼家樓站換乘、M14與M1在大望路站換乘、M14與M6在金臺路站換乘(見圖2)。

圖2 CBD地區(qū)軌道交通線網(wǎng)

國貿(mào)站位于CBD核心區(qū)西側(cè)邊緣，為核心區(qū)提供直接、便捷的服務(wù)。M6號線屬于CBD區(qū)域的外圍線路，距離核心區(qū)最近為1.1 km，其線站位游離于區(qū)域外圍，服務(wù)范圍主要為CBD北側(cè)區(qū)域。

沿西大望路下敷設(shè)的M14號線，在CBD區(qū)域內(nèi)設(shè)金臺路站、紅廟站和大望路站3個站點。線路主要服務(wù)對象為CBD的東擴(kuò)區(qū)，其距離核心區(qū)最近約0.9 km。

1.3 建立軸線模型

首先獲取北京CBD區(qū)域道路網(wǎng)，并選取CBD地區(qū)主要道路作為基礎(chǔ)模型底圖；其次應(yīng)用空間句法理論以及空間分割方法，應(yīng)用軟件UCL Depthmap，建立CBD地區(qū)空間句法模型，如圖3所示。

圖3 CBD地區(qū)空間句法模型

1.4 模型運算與結(jié)果輸出

1.4.1 模型運算

應(yīng)用空間句法分析軟件UCL Depthmap進(jìn)行模型運算，得到空間句法各形態(tài)分析變量。根據(jù)以往對空間句法的研究可知，各形態(tài)分析變量中全局整合度(integration value)可以作為可達(dá)性評價的主要指標(biāo)之一，而且與交通流量有較為緊密的關(guān)系，故選取全局整合度作為可達(dá)性評價參數(shù)。

分析結(jié)果如圖4所示，紅色表示全局整合度較高的道路，藍(lán)色表示全局整合度值較低的道路。

圖4 CBD地區(qū)空間句法模型全局整合度示意

1.4.2 獲取形態(tài)分析變量

運用UCL Depthmap中的run axial analysis 進(jìn)行軸線圖運算，計算得出軌道交通的連接值(connectivity value)、控制值(control value)、整體深度值(total_depth)、全局整合度(integration value)等形態(tài)分析變量。根據(jù)前文論述，采用全局整合度作為可達(dá)性指標(biāo)，并得到表示CBD地區(qū)道路網(wǎng)可達(dá)性的表格，依據(jù)可達(dá)性從大到小順序如表1所示。

表1 CBD地區(qū)道路可達(dá)性排序

2 軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密實例

2.1 規(guī)劃設(shè)計機(jī)理

2.1.1 規(guī)劃角度

CBD范圍內(nèi)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密應(yīng)充分考慮既有軌道交通線路走向及其站點輻射范圍，并在該區(qū)域進(jìn)行均衡的線網(wǎng)規(guī)劃?？臻g可達(dá)性與用地性質(zhì)、土地開發(fā)強(qiáng)度等有著較為緊密的聯(lián)系，土地開發(fā)強(qiáng)度高、就業(yè)密度大的區(qū)域往往基礎(chǔ)設(shè)施配置較好、可達(dá)性較高。本文選取CBD地區(qū)主要道路可達(dá)性(全局整合度)與其高峰小時雙向車流量做相關(guān)分析，如圖5所示。從圖中可以看出，CBD地區(qū)道路可達(dá)性與車流量有明顯的線性正相關(guān)關(guān)系，可以得出結(jié)論：可達(dá)性高的區(qū)域往往會出現(xiàn)較多的交通流量。

圖5 CBD地區(qū)道路整合度值與高峰小時車流量關(guān)系

從規(guī)劃角度，CBD區(qū)域內(nèi)軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密應(yīng)該選取可達(dá)性較高、交通流量較大的區(qū)域，并綜合考慮與既有軌道交通網(wǎng)絡(luò)的銜接，這樣不僅可以使交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃布局更趨于合理，還有利于更好地緩解原本交通結(jié)構(gòu)的擁堵。

2.1.2 設(shè)計角度

軌道交通線路路由往往選擇沿主干道路布設(shè)，既可以避免因大量切割地塊而造成大面積工程拆遷，也可以合理規(guī)避地下管線。

CBD地區(qū)為北京市國際商務(wù)中心，建筑類型多為超高層建筑，超高層建筑往往基礎(chǔ)較深。盡量避免線路下穿超高層建筑，既可以降低軌道交通施工及行車對超高層建筑的影響，同時也降低了工程實施難度。

從設(shè)計角度，CBD區(qū)域內(nèi)軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密應(yīng)該盡量選擇主干路布設(shè)，主干路往往路幅較寬、交通流量較大、可達(dá)性較高。

2.2 優(yōu)化加密推薦路由

軌道交通線路的規(guī)劃設(shè)計是一個從整體到局部的過程，基于上述分析，軌道交通線路路由應(yīng)盡量選擇可達(dá)性高的主要干路，綜合考慮沿線的土地性質(zhì)、土地開發(fā)強(qiáng)度、就業(yè)密度等因素，緊密結(jié)合既有軌道交通線路并與其科學(xué)合理銜接。CBD地區(qū)既有軌道交通線路路由與該區(qū)域道路可達(dá)性的對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 CBD既有軌道交通線路路由走向

由表2可知，既有的軌道交通線路路由設(shè)計較為合理，均選用了CBD地區(qū)可達(dá)性最高的東三環(huán)路、建國路、朝陽北路以及西大望路4條主干路。根據(jù)CBD道路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及既有軌道交通線路路由的布設(shè)，CBD地區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密可以選用光華路、朝陽路、針織路等可達(dá)性相對較大的路由。推薦線路T1、T2，如圖6所示。

圖6 CBD地區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)加密推薦線路

T1線路整體沿光華路布設(shè)，并考慮到與M14的銜接，推薦線路一與M14在紅廟站換乘。線路整體線性較好，工程實施難度較易。

T2線路起于與M6換乘的東大橋站，沿朝陽路、針織路、通惠河北路布設(shè)，與T1在核心區(qū)設(shè)置換乘站，并于M1、M10設(shè)置換乘站銜接。線路線性較差，曲線半徑較小，可以選擇次級軌道交通系統(tǒng)增加線路靈活性。

推薦線路對CBD地區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)起到了科學(xué)合理的加密效果，提高了CBD地區(qū)線網(wǎng)密度以及站點覆蓋率，對解決CBD地區(qū)交通擁堵以及下一階段的綜合總體規(guī)劃設(shè)計有重要的意義。

3 結(jié)論

1) 可達(dá)性與交通流量是軌道交通線路規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵因子。本文應(yīng)用空間句法理論及空間分割方法，通過對現(xiàn)階段北京CBD地區(qū)道路的可達(dá)性及其與交通流量的相關(guān)關(guān)系的量化分析，進(jìn)行CBD地區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，并最終給出推薦線路?？臻g句法提供了量化的空間分析方法，將其應(yīng)用到城市軌道交通的實證研究中，對可達(dá)性和交通流量等交通特征有較好的分析效果。因此，空間句法可以為城市軌道交通線路的規(guī)劃設(shè)計，尤其是重點功能區(qū)范圍內(nèi)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化加密提供科學(xué)合理的理論依據(jù)和指導(dǎo)。

2) 軌道交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加密涉及區(qū)域綜合規(guī)劃、用地性質(zhì)、就業(yè)密度、工程實施條件等多種因素，本文從可達(dá)性與交通流量角度進(jìn)行軌道交通規(guī)劃設(shè)計有一定的局限性，推薦線路也單純是從理論角度提出的指導(dǎo)性意見，可以作為軌道交通線路規(guī)劃設(shè)計路由選擇的考慮因素之一。因此，在今后的研究中，可以加入更多的影響因子來建立模型，使之更加符合實際情況。

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(編輯：曹雪明)

Research on Rail Transit Network Density Enhancement for Key Functional Areas in Beijing

Wan Chuanfeng Li Chao Li Juan

(School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)

The density of metro network is still relatively low and the station number is not adequate in the central urban areas and functional districts of Beijing. Therefore, research on density enhancement of rail transit network in Beijing key functional areas is becoming important. This paper presented a syntax model of urban road in Central Business District of Beijing, analyzed the relationship of accessibility and traffic flow quantitatively, and a recommended program was given in the end. Taking into account the existing rail transit network, the guidance for further plan and design of Beijing urban rail transit was provided. The analysis on the relationship of accessibility and traffic flow can quantitatively describe the urban traffic network accessibility and structural performance in order to choose a better rail transit route with higher accessibility. This method is suitable for urban rail transit network planning as well as the comparison and evaluation for different plans and it can be used as one of the scheme evaluation methods. Considering other factors of rail transit network planning, it is an indispensable factor in urban trail transit network planning for comprehensive research.

urban rail transit; space syntax; network density enhancement; accessibility; planning and design

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.05.013

2016-03-16

2016-07-05

萬傳風(fēng)，女，博士，副教授，從事城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃與線路設(shè)計研究工作，chfwan@bjtu.edu.cn

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助(C15JB00180)

1672-6073(2016)05-0064-04

U231

A