基于大客流的十字交叉線路地鐵換乘方式設(shè)計(jì)研究

摘" 要：地鐵的十字換乘是常見(jiàn)的換乘方式，但對(duì)于客流較大、環(huán)境復(fù)雜的車站，通常認(rèn)為十字換乘難以解決客流擁堵的換乘難題，故在大客流的情況下通常采用T形或L形換乘，以空間換取時(shí)間，來(lái)避免換乘結(jié)點(diǎn)擁堵。但這2種換乘形式并非完全適用于所有情況，對(duì)于城市和線網(wǎng)中重要的節(jié)點(diǎn)，其換乘功能會(huì)稍顯得捉襟見(jiàn)肘，也不利于打造特色站點(diǎn)。該文的目的是討論在十字交叉線路的情況下，如何選取較優(yōu)的換乘方式。結(jié)合前輩經(jīng)驗(yàn)成果、總結(jié)自身設(shè)計(jì)實(shí)踐，得出在十字交叉線路處使用一島兩側(cè)換乘方式是合理可行的。

關(guān)鍵詞：大客流;十字交叉線路;換乘節(jié)點(diǎn);地鐵換乘;一島兩側(cè)換乘

中圖分類號(hào)：TU921" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）18-0117-07

Abstract： The metro cross transfer is a common transfer mode， but for stations with large passenger flow and complex environment， it is generally considered that the cross transfer is difficult to solve the transfer problem of passenger flow congestion， so in the case of large passenger flow， T-shaped or L-shaped transfer is usually used to exchange space for time to avoid the congestion of transfer nodes. However， these two forms of transfer are not completely applicable to all situations. For the important nodes in the city and the line network， their transfer functions will be a little stretched， and it is not conducive to building characteristic stations. The purpose of this paper is to discuss how to choose the better transfer mode in the case of crossing lines. According to the experience and achievements of predecessors and summing up my own design practice， it is concluded that it is reasonable and feasible to use the transfer mode on both sides and an island at the intersection line.

Keywords： large passenger flow; cross line; transfer node; subway transfer; transfer mode on both sides and an island

所謂大客流的車站，是指在某一時(shí)段集中到達(dá)的、客流量超過(guò)車站正?？瓦\(yùn)設(shè)施或客運(yùn)組織措施所能承擔(dān)流量的客流[1]。唐巧梅[2]指出大客流的產(chǎn)生原因主要有以下方面：早晚的日常高峰、節(jié)假日出行量增加、舉辦大型活動(dòng)、惡劣天氣、軌道交通系統(tǒng)發(fā)生緊急事件、線路間運(yùn)輸能力不匹配和規(guī)劃階段對(duì)客流預(yù)測(cè)偏差等。在此我們研究的是常規(guī)可預(yù)見(jiàn)的大客流情況，即早晚日常高峰，因?yàn)檫@種情況最頻繁，是在設(shè)計(jì)之初便需要考慮解決的情況。

不論一座城市布局如何，其路網(wǎng)是如棋盤還是如蜘蛛網(wǎng)，路網(wǎng)一定會(huì)形成多個(gè)交點(diǎn)。姚憲平[3]曾指出“十字”換乘的車站形式是不可避免的，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的產(chǎn)物。另一方面，“十字”換乘方式，換乘距離短，無(wú)高度損失，方向性強(qiáng)，盾構(gòu)施工上、下無(wú)限界之虞，規(guī)模緊湊;只是一般認(rèn)為島式車站“十字”換乘的換乘能力有限。我們可以得出的初步結(jié)論：通常在十字交叉線路口處車站采用十字換乘的方式是合理的，而且是一種常見(jiàn)的、換乘損失較少的模式。文中也提到島式車站“十字”換乘的換乘能力有限[3]，既然如此，那在大客流的情況下是否可以采用十字島式換乘方案或者采用何種換乘方案才是十字交叉路口合理的換乘方式。

1" 大客流十字交叉線路換乘站的特點(diǎn)

大客流十字交叉線路換乘站通常是軌道交通線網(wǎng)中重要的節(jié)點(diǎn)，其本身有諸多顯著特點(diǎn)。

1.1" 客流量大、換乘客流量大

地鐵與其他公共交通相比，本身就有運(yùn)量大的特點(diǎn)，而處于十字交叉線路節(jié)點(diǎn)的大客流換乘站客流量此特點(diǎn)尤為顯著。例如某市的軌道交通線網(wǎng)某條線中普通車站的最大高峰小時(shí)客流為12 569人/h，而換乘最小的客流為13 598人/h，如表1和圖1所示。

另外處于重要的換乘節(jié)點(diǎn)處的換乘站通常換乘比例均很高。這樣的車站通?？梢苑譃閹最?，如：①早晚高峰換乘量大;②站位周邊商業(yè)、辦公場(chǎng)所密集;③與其他出行方式換乘量大。以上3種客流為可預(yù)見(jiàn)的長(zhǎng)期現(xiàn)象，當(dāng)然也有不可預(yù)期的突發(fā)情況，如遇到極端天氣等。不管情況如何，對(duì)于十字交叉線路換乘站，需對(duì)長(zhǎng)期客流或突發(fā)客流進(jìn)行包容設(shè)計(jì)，以免給后期運(yùn)營(yíng)帶來(lái)諸多連鎖影響。

1.2" 交通接駁關(guān)系復(fù)雜

軌道交通并不能處理所有的交通出行難題，必須處理好與其他交通系統(tǒng)的接駁關(guān)系，這樣才能形成合力，相得益彰。大客流的十字換乘站周邊往往既有或規(guī)劃了公交場(chǎng)站、公共自行車停車場(chǎng)、私家車停車場(chǎng)等，尤其現(xiàn)在“P+R”模式流行，所以如何設(shè)置車站附屬，解決好乘客的地面交通接駁是大客流的十字換乘站的難點(diǎn)。

1.3" 周邊建設(shè)條件復(fù)雜

通過(guò)與其他類型車站比較可知，處于核心區(qū)域的十字換乘線路通常周邊條件復(fù)雜，建筑不僅退紅線較少，而且體量大，敏感度高。區(qū)域內(nèi)的地下管線通常改遷難度較大，而且會(huì)涉及兩線的改遷方案，所以如果不研究好管線改遷的方案，可能使某一換乘方案作廢。

1.4" 道路交通要求高

大客流的十字換乘站的站位往往是城市路網(wǎng)中的重要支撐點(diǎn)，道路交通要求非常高，一旦道路封閉施工，必然會(huì)對(duì)整個(gè)路網(wǎng)產(chǎn)生較大影響。一般地，車站施工需要考慮對(duì)路面交通產(chǎn)生的不利影響，尤其是如此重要的節(jié)點(diǎn)，更應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)工法來(lái)應(yīng)證車站方案，不能不考慮道路交通，也不能因?yàn)榈缆方煌ǖ囊蠖鲆晫?duì)車站功能的考慮。

當(dāng)然并不是每個(gè)大客流的十字換乘站都千篇一律，外部條件常常千差萬(wàn)別，而且因時(shí)而變，比如規(guī)劃調(diào)整、政策調(diào)整等。所以處理該類車站需要找到一般性的處理方式，并針對(duì)具體車站有具體的對(duì)策，下面我們就此展開(kāi)敘述。

2" 常用的處理方案及優(yōu)缺點(diǎn)

2.1" 概述

關(guān)于大客流十字換乘站的換乘方案通常想到的是采用十字島島換乘，前面已做過(guò)論述，此類車站在換乘節(jié)點(diǎn)極易形成堵點(diǎn)，那實(shí)際操作中是否有改進(jìn)措施，或其他處理措施呢？

站臺(tái)的組合方式無(wú)非這幾種情況，上層站臺(tái)：島式、側(cè)式、島+側(cè);下層站臺(tái)：島式、側(cè)式、島+側(cè)。

通過(guò)排列組合可得出“島-島、島-側(cè)、島-島+側(cè)、側(cè)-島、側(cè)-側(cè)、側(cè)-島+側(cè)、島+側(cè)-島、島+側(cè)-側(cè)、島+側(cè)-島+側(cè)”這9種形式。

這些方式在實(shí)踐中基本都有涉及，下面我們就大客流車站常見(jiàn)的處理方式展開(kāi)討論。

2.2" 十字側(cè)島換乘

十字側(cè)島換乘是處理十字換乘車站常用的換乘方案。該換乘方案根據(jù)實(shí)施條件具體又可以分為地下兩層和地下三層。即地下單層側(cè)式站臺(tái)換乘地下二層島式站臺(tái)或者地下二層側(cè)式站臺(tái)換乘地下三層島式站臺(tái)。

地下二層的方案適用于埋深較淺的環(huán)境。其優(yōu)點(diǎn)是車站埋深小，造價(jià)較低，采用兩點(diǎn)換乘，可采用扶梯換乘。缺點(diǎn)是站廳被某條線路分隔為兩個(gè)端頭廳，非付費(fèi)區(qū)難以連通，兩端聯(lián)系不便;島式站臺(tái)的進(jìn)出站與換乘樓扶梯完全重合，樓扶梯壓力增大，客流交織嚴(yán)重。故在大客流的背景下一般不建議采用此種換乘形式，如圖2、圖3所示[4]。

地下三層的方案其優(yōu)點(diǎn)是站廳完全連通，采用兩點(diǎn)換乘，可采用扶梯換乘。其缺點(diǎn)為埋深較大，投資較大，進(jìn)站前需預(yù)先選擇方向。進(jìn)出站與換乘樓扶梯完全重合，樓扶梯壓力增大，客流交織嚴(yán)重，如圖4—圖6所示。

2.3" 十字島側(cè)換乘

除去端頭廳車站外，十字島側(cè)換乘車站一般均為地下三層站?？梢詫?shí)現(xiàn)非付費(fèi)區(qū)連通，采用兩點(diǎn)換乘，其缺點(diǎn)為側(cè)式車站進(jìn)出站和換乘均需使用同一組樓扶梯，必然使樓扶梯壓力增大，容易出現(xiàn)客流擁堵，如圖7—圖9所示。

2.4" 十字側(cè)側(cè)換乘

十字側(cè)側(cè)換乘可以分為地下兩層，即地下單層側(cè)式站臺(tái)換乘地下二層側(cè)式站臺(tái);地下三層，即地下二層側(cè)式站臺(tái)換乘地下三層側(cè)式站臺(tái)。因地下二層方案換乘不便，一般不作為推薦，在此不再贅述，以下只針對(duì)地下三層方案論述。側(cè)側(cè)換乘的優(yōu)點(diǎn)主要為采用四點(diǎn)換乘，換乘客流分散，基本不交叉。其缺點(diǎn)為非付費(fèi)區(qū)無(wú)法連通，車站規(guī)模較大，乘車方向復(fù)雜，極易選錯(cuò)方向，除外部條件受限選擇此換乘形式外一般不采用（圖10[5]）。

2.5" 十字一島兩側(cè)換島換乘

通常遇到大客流的車站，業(yè)界普遍的認(rèn)知是不采用十字島島換乘，因?yàn)榇祟悡Q乘點(diǎn)少，換乘客流集中，極易形成擁堵，但島式站臺(tái)有著天然的優(yōu)勢(shì)，即乘客使用方便，不存在選擇方向的問(wèn)題，那么如何在島島換乘的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，使其適應(yīng)大客流的車站呢？

可以優(yōu)化的方向：①加寬島式站臺(tái)寬度，進(jìn)而增加換乘設(shè)施的數(shù)量、增加換乘路徑的寬度，從而降低節(jié)點(diǎn)的擁堵程度，減少人員的站立密度，提高換乘舒適度。此種做法簡(jiǎn)單直接，人流流線明了，但是換乘設(shè)施數(shù)量無(wú)法增加、換乘距離短，乘客多堆積在站臺(tái)上，運(yùn)營(yíng)壓力較大，也對(duì)運(yùn)營(yíng)提出了較高的要求;②在島式站臺(tái)的基礎(chǔ)上增加側(cè)式站臺(tái)，增加換乘節(jié)點(diǎn)，以疏解客流。即島式站臺(tái)+1個(gè)側(cè)式站臺(tái)或者島式站臺(tái)+2個(gè)側(cè)式站臺(tái)。在大客流下，增加1個(gè)側(cè)式站臺(tái)只增加了1個(gè)線路方向的換乘點(diǎn)，所以通常在上下行線路客流變化不大的情況下，需要在2個(gè)方向各增加1個(gè)側(cè)式站臺(tái)，即一島兩側(cè)站臺(tái)形式。

一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)為一島兩側(cè)的車站進(jìn)站、出站、換乘的客流流線完全不交叉，可實(shí)現(xiàn)扶梯換乘、多點(diǎn)換乘，乘客乘車無(wú)需預(yù)先選擇方向。其缺點(diǎn)為規(guī)模較大，對(duì)交通的影響較大，造價(jià)相對(duì)較高。

通過(guò)以上比較可得出以下初步結(jié)論。

1）采用側(cè)-島、島-側(cè)、島-島、一島兩側(cè)換島可以解決大客流的換乘站的客流組織問(wèn)題。

2）從客流組織角度出發(fā)，一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)是比較理想的客流組織形式。

3）從規(guī)模上一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的規(guī)模比常規(guī)的島式站臺(tái)規(guī)模較大，但相較于有側(cè)式站臺(tái)參與的車站，其規(guī)模并不一定增加很多，理由如下：如果側(cè)式站臺(tái)車站相鄰區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，則為了滿足盾構(gòu)施工的需要，需將兩線的線間距拉開(kāi)，通常有2種做法，整個(gè)車站范圍內(nèi)將線間距拉開(kāi)或者在車站端頭明挖一部分區(qū)間，所以僅結(jié)合土建工程量講，一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的規(guī)模增加有限。

3" 一島兩側(cè)方案案例分析

既然一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的方案是解決大客流十字交叉線路換乘方案較為理想的方式，以下結(jié)合具體案例進(jìn)行分析。

3.1" 正在實(shí)施車站

某市的地鐵1、3號(hào)線同期實(shí)施的換乘站是線路交叉形成的。車站設(shè)計(jì)條件復(fù)雜：①南北向的道路和東西向的道路均為城市核心區(qū)干道，南北向道路紅線寬度70 m，為雙向8車道;東西向道路紅線寬度為80 m，為雙向12車道;②周邊規(guī)劃用地主要為商業(yè)、居住和交通設(shè)施用地，基本已實(shí)現(xiàn)規(guī)劃;③車站周邊建筑退紅線較少，部分建筑的地下室邊線貼紅線設(shè)置;④車站東南象限的公交場(chǎng)站為本市繁忙的公交樞紐，且近期有擴(kuò)建的計(jì)劃;⑤站位西面有一株明朝古槐，為本市一級(jí)古樹(shù)保護(hù)名木;⑥車站南側(cè)不遠(yuǎn)處為新修建的城市沿河快速路隧道;⑦客流特征，本站預(yù)測(cè)客流較大，且換乘比例高。

因車站在全網(wǎng)中的作用較高，是近遠(yuǎn)期線網(wǎng)中重要的換乘點(diǎn)，周邊商業(yè)林立，住宅密集，再有公交樞紐作為客流支撐，可以預(yù)見(jiàn)本站的客流必然會(huì)很高。

由表2—表5可知1號(hào)線遠(yuǎn)期早高峰小時(shí)客流為32 823人/h，各方向平均換乘比例為65.24%。3號(hào)線遠(yuǎn)期早高峰小時(shí)客流為31 260人/h，本站換乘比例較大，各方向平均換乘比例為73.11%。

此本站的總客流較大，且換乘比例高，換乘客流大，設(shè)計(jì)難點(diǎn)是著重解決好車站的客流組織，尤其是換乘功能。

通過(guò)方案比較最終采用1號(hào)線為地下二層一島兩側(cè)站臺(tái)，3號(hào)線為地下三層島式站臺(tái)的形式。

由圖11—圖17可知，一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的客流組織有如下特點(diǎn)：①1號(hào)線部分（一島兩側(cè)站臺(tái)）的進(jìn)站、出站客流完全不交叉;②1號(hào)線換乘3號(hào)線的客流與1號(hào)線進(jìn)站客流不交叉，且1號(hào)線換乘3號(hào)線可實(shí)現(xiàn)扶梯換乘;③3號(hào)線換乘1號(hào)線無(wú)需提前選擇方向;④3號(hào)線換乘1號(hào)線可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)換乘，如通過(guò)中間換乘樓梯或通過(guò)站廳轉(zhuǎn)換，實(shí)際運(yùn)營(yíng)中可根據(jù)客流狀況選擇換乘方式。

由此我們可以得出的是一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)是比較理想的客流組織形式，從最基礎(chǔ)的客流組織出發(fā)以緩解大客流對(duì)車站的影響。董哲偉等[6]的研究表明，在十字換乘站中只需要設(shè)立很小的緩沖區(qū)域便可以極大緩解十字換乘通道的擁堵現(xiàn)象。本方案為了緩解客流擁堵，將站廳和站臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)分別向兩側(cè)外擴(kuò)約一跨的距離，形成了多個(gè)緩沖區(qū)域。

對(duì)于此類車站是否滿足大客流的需求，我們可以進(jìn)一步通過(guò)行人客流模擬和對(duì)比同類型已實(shí)施的車站進(jìn)行比較。通過(guò)圖18—圖21客流模擬結(jié)果可知，一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的換乘方案可以滿足大客流的客流組織要求。

3.2" 天府廣場(chǎng)站

天府廣場(chǎng)站為成都地鐵1、2號(hào)線換乘站，車站為四層，其中1號(hào)線站臺(tái)為地下三層，采用一島兩側(cè)站臺(tái)，2號(hào)線為地下四層，采用島式站臺(tái)（圖22[7]）。

天府廣場(chǎng)站位于城市的核心區(qū)，客流量非常大。是城市整個(gè)軌道交通線網(wǎng)中客流最大的車站，也是整個(gè)線網(wǎng)中最為重要的節(jié)點(diǎn)。

從表6[8]數(shù)據(jù)可知天府廣場(chǎng)站的換乘客流和出站客流較多，與本文分析的正在實(shí)施車站相比其客流特點(diǎn)為換乘客流稍大，出站客流較多。

目前天府廣場(chǎng)站的規(guī)模已不能滿足目前客流的需要，為了避免擁堵的現(xiàn)象，運(yùn)營(yíng)方面采用了多種方式緩解站臺(tái)的壓力，如封閉換乘樓梯，增大付費(fèi)區(qū)空間，限制進(jìn)站客流等?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，如果預(yù)測(cè)客流與天府廣場(chǎng)規(guī)模相差較小，采用一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)的換乘方式是可以解決大客流十字交叉線路的換乘難題。如果客流更大，可以選擇一島兩側(cè)站臺(tái)換乘一島兩側(cè)站臺(tái)的換乘形式，以增添?yè)Q乘路徑，如廣州的公園前站。

4" 結(jié)論

隨著城市的發(fā)展，線網(wǎng)逐漸成熟，大客流的十字換乘站必定是常出現(xiàn)的站點(diǎn)，所以十分有必要研究清楚采用什么樣的換乘方式才是合理的選擇?，F(xiàn)在主流的大客流十字交叉路口基本都采用T形和L形節(jié)點(diǎn)換乘，這其中的道理就是以空間換時(shí)間。

在運(yùn)營(yíng)成熟的城市基本遵循這樣的一個(gè)原則：“慢進(jìn)快出”，即在地下空間有限的基礎(chǔ)上，盡量避免大客流對(duì)內(nèi)部空間的沖擊，盡快將大客流引導(dǎo)出站。所采取的方式包括：①加長(zhǎng)地面乘客等待時(shí)間;②延長(zhǎng)換乘路徑;③增加出站設(shè)施或?yàn)槌稣驹O(shè)施提速;④減少進(jìn)出站設(shè)施與換乘設(shè)施的重疊利用;⑤減少行車間隔。土建設(shè)計(jì)需在設(shè)計(jì)之初即能夠預(yù)料以上策略，避免后期在運(yùn)營(yíng)解決大客流的問(wèn)題時(shí)捉襟見(jiàn)肘。

基于以上的研究，對(duì)大客流的十字換乘線路的方案提出幾點(diǎn)建議。

1）研究清楚車站的控制性條件，綜合比較各控制因素，找到最適合的換乘方案。

2）結(jié)合實(shí)施條件將一島兩側(cè)換乘島式方案作為備選方案，充分比較。

3）當(dāng)外部條件不適合做一島兩側(cè)換乘島式車站時(shí)，應(yīng)比較本文提到的其他方案，如側(cè)-島換乘、島-側(cè)換乘等。

4）一島兩側(cè)換乘島式站臺(tái)只是一種換乘形式，并不能解決所有的換乘難題，需要結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)比相關(guān)案例，以形成合理的客流組織方案。

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