北京豐臺站客運樞紐區(qū)域交通改善策略研究

趙 奕 周雪梅 楊曉光 王斯碩

（1鐵道部工程設(shè)計鑒定中心 副主任，北京 100038；2同濟大學交通運輸工程學院，上海200092）

0 引言

根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》，北京樞紐引入的骨干線路進行了補充，客運站布局形成以北京站為中心，包括北京南、北京西、北京北、北京東及北京星火、北京豐臺站七站布置格局，見圖1。其中，北京豐臺站定位為高速客站，旅客發(fā)送量2020年為 3 950萬人/年，2030年 6 350萬人/年，主要承擔京廣客專、京九客專、部分京石城際鐵路始發(fā)終到旅客列車作業(yè)。北京西站為普通客站，主要承擔既有京滬線、京九線、京廣線、京原線、豐沙線始發(fā)終到和通過作業(yè)，承擔京廣客專、京石城際鐵路經(jīng)地下直徑線的通過旅客列車作業(yè)，部分京石城際鐵路始發(fā)終到旅客列車作業(yè)。

圖1 北京鐵路樞紐布置圖

隨著高速鐵路的加快建設(shè)，減少乘客綜合出行時間、提高客運系統(tǒng)整體效率的需求越來越迫切，高速鐵路客運站成為城市內(nèi)外交通、多種交通方式換乘銜接的關(guān)鍵節(jié)點。北京豐臺站具有客流大、可達性和易達性要求高、車站周邊土地利用開發(fā)強度高等特點，其換乘客流規(guī)模和時空分布預(yù)測、鐵路與多種交通方式銜接規(guī)劃和優(yōu)化技術(shù)，是樞紐建設(shè)投資決策，樞紐交通設(shè)施配備、優(yōu)化和評價的依據(jù)，是城市交通系統(tǒng)運行效率的必要保證。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

Schutz[1]、Pol[2]等研究了高鐵車站建設(shè)帶來的出行成本變化和可達性提高等對居民行為的影響，提出了與交通可達性對應(yīng)的“三個發(fā)展區(qū)”的概念。張小星[3]分析在有軌交通轉(zhuǎn)變下廣州火車站地區(qū)城市形態(tài)的發(fā)展,提出以火車站樞紐為核心的圈層結(jié)構(gòu)。杜恒[4]利用Google Earth軟件獲取國內(nèi)外69個鐵路客運樞紐地區(qū)的衛(wèi)星圖片，對其路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征進行了統(tǒng)計和分析。韓兵等[5]提出了邊緣型高速鐵路樞紐地區(qū)路網(wǎng)方格網(wǎng)的布局思路和分區(qū)規(guī)劃的思想以及分區(qū)各等級道路網(wǎng)密度的相互關(guān)系和取值范圍。陳嵐和韓林飛[6]分析了法國高速鐵路客站與城市的交通銜接，分析了法國高鐵周邊路網(wǎng)規(guī)劃的特點。向紅艷等[7]用割集矩陣法求網(wǎng)絡(luò)的最大流，以尋找關(guān)鍵路段并提高其通行能力。以往研究成果中對于火車站樞紐區(qū)域既有路網(wǎng)限制條件下交通策略設(shè)計的文獻未見發(fā)表。

本文在以往研究的基礎(chǔ)上，通過對北京豐臺站既有條件的分析與評價，預(yù)測樞紐交通需求，評價銜接各交通方式的設(shè)施服務(wù)能力，提出在既有城區(qū)道路網(wǎng)限制條件下的樞紐區(qū)域交通規(guī)劃思路和交通改善策略設(shè)計，優(yōu)化樞紐區(qū)域交通系統(tǒng)，滿足新建高速鐵路客站對綜合交通能力的要求。

2 樞紐區(qū)域交通現(xiàn)狀分析

2.1 周邊路網(wǎng)及土地利用概況

北京豐臺站位于北京市西南部豐臺區(qū)，規(guī)劃范圍為南起南四環(huán)路，北至豐臺北路，西起西四環(huán)路，東至京開高速，約16.1 km2，見圖2?，F(xiàn)狀路網(wǎng)東西方向包括南四環(huán)路、豐北路—麗澤路、京石高速—廣外大街、吳家村路、蓮花池東西路；南北方向包括西四環(huán)路、萬壽路、西三環(huán)路、西二環(huán)路—京開路。目前研究范圍內(nèi)快速路大部分已經(jīng)按規(guī)劃實施（麗澤路除外）；主干路除廣外大街、萬壽路外大都未按規(guī)劃實施。

規(guī)劃區(qū)域緊鄰規(guī)劃麗澤金融商務(wù)區(qū)與豐臺總部基地，鐵路以北地區(qū)現(xiàn)狀為豐臺鎮(zhèn)中心。區(qū)域內(nèi)用地規(guī)劃以居住為主，配套部分商業(yè)及綜合服務(wù)。鐵路以南地區(qū)已形成萬年花城、三環(huán)新城等大型居住社區(qū)。

2.2 樞紐區(qū)域交通影響范圍分析

豐臺樞紐區(qū)域交通影響范圍包括三個層面：第一層面為樞紐輻射區(qū)，輻射北京市域及周邊縣城；第二層面為樞紐直接影響區(qū)，5~7 km半徑范圍內(nèi)（主要為快速路），進出樞紐的車輛主要由外圍的西南三環(huán)、西南四環(huán)、豐北路、京開高速4條快速路匯集于此，并在此范圍內(nèi)開始聚集，對快速路及主干道路網(wǎng)的影響逐漸明顯；第三層面為樞紐核心區(qū)，1.5 km半徑范圍內(nèi)，樞紐在此區(qū)域與相鄰快速路及區(qū)域路網(wǎng)相互影響度大幅提高，區(qū)域微循環(huán)交通組織在此核心區(qū)尤為重要。見圖3。

圖3 豐臺樞紐區(qū)域交通影響范圍

2.3 樞紐區(qū)位及區(qū)域交通現(xiàn)狀分析

北京豐臺站與北京西站和北京南站分別相距6 km左右，且都位于西南三環(huán)兩側(cè)，增加了西南三環(huán)的通行壓力。區(qū)域內(nèi)部道路通行能力不足，區(qū)域微循環(huán)較差；由于鐵路分割，規(guī)劃區(qū)域南北兩側(cè)交通聯(lián)系只能依靠城市環(huán)路實現(xiàn)。周邊快速路承擔著大量長距離過境交通，南北方向高峰時段較擁堵，東西向壓力相對較小。西南三環(huán)、西南四環(huán)、東大街、豐臺東路機動車流量較大，具體見圖4、圖5。東大街是區(qū)域內(nèi)唯一貫通南北道路，快速路出來的轉(zhuǎn)向交通增加交叉口壓力。豐管路是區(qū)域內(nèi)唯一東西向穿過西三環(huán)的道路，進出西三環(huán)的車輛加大交叉口壓力。豐臺東路是區(qū)域內(nèi)唯一東西貫通的道路，進出西南三環(huán)的車輛加大交叉口壓力，且交叉口為畸形路口。樊羊路是區(qū)域內(nèi)唯一南北穿過南四環(huán)的道路，南四環(huán)出來的轉(zhuǎn)向車流使交叉口壓力增大。

圖5 西南四環(huán)機動車流量

3 樞紐客流及疏散方式分析

樞紐的客流主要分為三種類型：鐵路客流、樞紐周邊直接影響地區(qū)送達客流（樞紐周邊直接影響區(qū)域土地利用誘發(fā)的客流）和市內(nèi)換乘客流。參考國內(nèi)外城市鐵路客站交通疏散方式比例，考慮北京豐臺站的具體實際，推薦北京豐臺站鐵路客流換乘其他交通方式的比例為城市軌道50%、公交28%、私人小汽車8%、出租車12%、自行車加步行2%。由以上分析，預(yù)測得到各交通方式場站面積。計算得到2020年和2030年軌道交通10號線和16號線高峰小時運送能力能夠承擔豐臺站鐵路客流量的62%以上，遠期兩條軌道線路運能能夠滿足樞紐客流疏散的需求。

4 樞紐區(qū)域交通改善方案研究

由北京豐臺站交通現(xiàn)狀分析可知，快速路及主干路網(wǎng)設(shè)施近期較難增加密度，同時現(xiàn)狀交通壓力較大，因此提出以下交通策略設(shè)計、中微觀交通組織及周邊路網(wǎng)建設(shè)方案。

4.1 交通策略設(shè)計方案

策略一：鼓勵公共交通換乘，保證大運能交通方式及特殊交通集散?；诠┬杳軜O為突出問題，按城市軌道、公共汽車、旅游觀光車、出租、VIP和高乘坐率車（包括駕駛員共3人）等順序優(yōu)先保障進出。

1）提高公共交通服務(wù)水平：提高地鐵、公交的自身服務(wù)水平，如增加車輛容量、減少發(fā)車間隔等。

2）提高換乘服務(wù)水平：提供便捷的換乘步行環(huán)境，減少公共交通換乘距離和換乘時間。如優(yōu)化地鐵站臺和公交站臺布局，在主要行人流向設(shè)置步行傳送帶等。

3）布設(shè)接駁公交網(wǎng)絡(luò)：結(jié)合北京的客運交通樞紐建設(shè)，在彼此聯(lián)系不方便的樞紐或集散點之間設(shè)置直達接駁公交車，提供高品質(zhì)的公交服務(wù)。接送客可在就近的各個樞紐完成，減少小汽車進入核心擁堵區(qū)。

4）公交優(yōu)先與需求管理：利用三四環(huán)快速路直接進出樞紐的公共汽車、出租車、VIP和高乘坐率車優(yōu)先，當出租車交通需求過大時可采取高乘坐率車或單雙號管理措施加以調(diào)節(jié)。

5）結(jié)合“十二五”期間建成的交通樞紐以及現(xiàn)狀機場巴士的情況，選擇部分站點作為高鐵接駁巴士站點，為高鐵提供準空港服務(wù)。

策略二：增加專用道路，提升道路供給能力。利用可能的條件，挖掘有限資源，提高道路通行能力。

1）增加樞紐輻射區(qū)進出樞紐影響區(qū)的通道數(shù)或通行能力。如將豐草河北路提升為準快速路，以增加通道；或改造其他通道，以提高其通行能力。

2）對區(qū)域內(nèi)道路網(wǎng)進行改造，增加路網(wǎng)密度，提高路網(wǎng)通行能力?？刹捎玫缆方ㄔO(shè)與交通管理相結(jié)合的方法，提升道路功能、匹配通行能力。

3）綜合區(qū)域交通、樞紐交通及工程可行性等方面的考慮，建議近期新建豐草河北路（豐臺樞紐至西南三環(huán)段），暫不連通正陽大街；通過性交通由豐管路—東大街—正陽大街承擔。提高豐管路的通行能力，并處理好東大街與正陽大街的交叉口設(shè)計。

策略三：嚴格實施土地開發(fā)與樞紐及路網(wǎng)容量協(xié)調(diào)規(guī)劃設(shè)計。 規(guī)劃與設(shè)計及管理等前提條件應(yīng)嚴格執(zhí)行，適當進行動態(tài)優(yōu)化。

樞紐和路網(wǎng)的集散能力有其極限，土地開發(fā)所產(chǎn)生和吸引的人流量和車流量與已有交通需求疊加，其總額不得超過樞紐和路網(wǎng)的集散能力極限值。應(yīng)以此對周邊土地利用的性質(zhì)、容積度等進行嚴格控制，并對今后新建項目進行交通影響評價，確保供需平衡。

策略四：交通設(shè)施建設(shè)與交通管理一體化、近遠期結(jié)合進行。多樣化交通管理是平衡靜態(tài)設(shè)施與動態(tài)需求極其重要的措施，與設(shè)施建設(shè)同樣重要。

交通設(shè)施建設(shè)與交通管理手段相配合。近期交通設(shè)施尚能滿足需求，可不采取特別管理手段；隨著機動車交通需求增加，應(yīng)視情況采取不同的交通管理手段。如只允許公交車和出租車及高乘坐率車輛利用快速高架連接線進出樞紐，確有必要時只允許公交車進出快速高架連接線。

4.2 中微觀交通組織方案

過度集中是交通阻塞、系統(tǒng)不可靠和資源利用率低的要因。中微觀交通組織采取快速通道與地面多路徑結(jié)合策略，“多層次多通道疏解、多方向多路徑集散”，變“一堵就死”為“堵而不死”。

方案一：有條件高架來、高架回交通組織方案。

雙向高架連接樞紐落客平臺與快速環(huán)路，高峰時段采取交通管理措施，高架只允許高乘坐率、專線公交、VIP車輛進入通行；增設(shè)下匝道利用地面道路疏散返回車流；南廣場增設(shè)地面專用支路，方便車輛進出南廣場。見圖6。

高峰時段路徑管控措施：（1）采用高峰、平峰區(qū)別管理；（2）高乘坐率車、專線公交車、VIP車通過高架進出；（3）私人小汽車在高峰時采用地面道路進出，多路徑疏散。

方案二：有條件高架來、地面回交通組織方案。

單向高架連接樞紐落客平臺與快速環(huán)路，快速進站；返回車流通過地面道路多方向疏散。見圖7。

方案三：地面來、地面回交通組織方案。

進出車流利用地面道路多方向集疏散，成本低，對環(huán)境影響?。粚χ苓叺孛娴缆酚绊懘蟆Ｒ妶D8。

針對以上三個方案，提出以下交通管理措施：根據(jù)路面機動車的飽和情況，適當?shù)貙λ郊臆嚮虺鲎廛囅扌校桓鶕?jù)路面機動車的飽和情況，對周邊路網(wǎng)和交叉口進行單行或禁左等管理；加強樞紐與道路網(wǎng)的交通信息化建設(shè)，為人流和車流提供更實時合理的引導；加強交通語言的系統(tǒng)性與連續(xù)性。

4.3 方案評價及建議

本次評價將2020年早高峰時段交通流量預(yù)測結(jié)果作為無樞紐條件下的背景流量，對比分析2020年無豐臺樞紐和有樞紐（三個交通組織方案）條件下三環(huán)路和四環(huán)路的平均車速，重點分析規(guī)劃年各方案之間橫向比選的合理性，運用交通仿真軟件對以上方案進行模擬，得到以下評價結(jié)果，見圖9、圖10。

由以上仿真評價結(jié)果可以看出，有樞紐條件下方案一對規(guī)劃年研究范圍內(nèi)快速環(huán)路的平均車速影響較小。原因是在交通管理模式下，通過回環(huán)匝道連接地面交通負荷較低的道路，逐級疏散交通壓力；溝通南北方向通道，減少疏散繞行距離等交通組織方式，可引導駕駛員根據(jù)實時路況合理選擇進出站路徑，避免所有車輛都走環(huán)路，減小對環(huán)路交通的影響；也可避免所有車輛走地面道路，減小對周邊地面道路交通的影響；通過合理配置資源，動態(tài)引導，使車流均衡分布于區(qū)域內(nèi)快速路和地面道路。方案一路網(wǎng)均衡性較好，推薦其作為交通改善方案。

4.4 周邊路網(wǎng)的建設(shè)建議

在背景流量增加10%的條件下，對樞紐周邊路網(wǎng)進行敏感性分析，得到以下結(jié)果：西三環(huán)、西四環(huán)路網(wǎng)整體車速下降幅度較小，區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)基本能滿足需求。同時建議在后期道路網(wǎng)規(guī)劃中，提出基于路網(wǎng)交通承擔能力的規(guī)劃調(diào)整策略，在增加交通設(shè)施供給的同時限制交通需求。同時配合樞紐加快建設(shè)（擴建）四合莊西路、萬壽路南延、豐管路等主干路，豐臺東路、東貨場路等次干路，樞紐南廣場周邊專用支路網(wǎng)，盡快完善區(qū)域道路網(wǎng)，滿足交通需求。

5 結(jié)論

依托客運量大、旅客列車密集到發(fā)、中長途和中短途城際客流兼有的新型高速鐵路客站，在城區(qū)建立集鐵路和區(qū)域交通以及地鐵、公交等城市交通為一體的綜合交通樞紐，使其作為重要節(jié)點連接高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，成為城市客流的主要集散點，也成為城市的重要發(fā)展區(qū)域，引領(lǐng)城市的發(fā)展和建設(shè)，促進綜合交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性變化，滿足旅客的最小化綜合出行時間需求，鐵路、城市及綜合交通的發(fā)展產(chǎn)生舉足輕重的變化。與此同時，也給樞紐區(qū)域交通帶來一定的壓力，提出一系列新的問題，新型綜合交通樞紐與城市交通設(shè)施的協(xié)調(diào)需要進行深入研究和解決。

本文的研究是建立一種有效的基于路網(wǎng)約束的高速鐵路客站區(qū)域交通改善方法。在高速鐵路客站樞紐區(qū)位及區(qū)域交通現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合樞紐客流及疏散方式分析現(xiàn)狀問題，提出了基于路網(wǎng)約束的交通策略設(shè)計、交通改善方案和措施，運用交通仿真軟件對樞紐周邊主要路段的平均車速進行仿真分析，并比較了方案優(yōu)劣，給出了推薦方案，同時提出了交通需求管理措施和交通組織方式。研究成果對于提高我國鐵路客站綜合交通體系運行效率，進一步發(fā)展多方式聯(lián)運系統(tǒng)，改善居民出行條件具有重要的理論意義和實用價值，并且為一系列后續(xù)研究提供了參考。

[1]Schütz E,1998,Stadtentwicklungdurch Hochgeschwindigkeitsverkehr(Urban development by High-Speed Traffic)Heft 6,1998:369-383

[2]Pol PMJ,The Economic Impact of the High-Speed Train on Urban Regions,The International Conference on Engineering of Reconfigurable Systems and Algorithms(ERSA Conference),2003

[3]張小星.有軌交通轉(zhuǎn)變下的廣州火車站地區(qū)城市形態(tài)發(fā)展[J].華南理工大學學報(自然科學版),2002(10)

[4]杜恒.鐵路客運樞紐地區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較研究[J].城市交通,2010(4)

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[6]陳嵐,韓林飛.法國高速鐵路客站研究（四）——車站與城市的交通銜接[J].中國建筑裝飾裝修,2010(10)

[7]向紅艷,張鄰,楊波.基于最大流的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].西南交通大學學報,2009(2)