廣州地鐵天河公園站多線換乘方案研究

王仲林 史海歐

(廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，510010,廣州//第一作者，高級(jí)工程師)

多線換乘車站由于眾多線路交匯，存在站內(nèi)空間設(shè)計(jì)復(fù)雜、換乘方向多以及導(dǎo)向指示系統(tǒng)復(fù)雜等問(wèn)題。目前，一些已建多線換乘車站由于客流量大以及人員擁擠，導(dǎo)致進(jìn)出車站及換乘客流流線交叉現(xiàn)象嚴(yán)重，給乘客使用造成了諸多不便，也使車站環(huán)境出現(xiàn)了較為混亂和無(wú)序的局面，給地鐵運(yùn)營(yíng)管理帶了較大困難。

本文通過(guò)搜集國(guó)內(nèi)15座多線換乘車站的實(shí)例，總結(jié)了換乘車站出現(xiàn)的主要問(wèn)題。并以廣州地鐵天河公園站為例，從車站總體布局、站臺(tái)型式、換乘流線以及柱網(wǎng)優(yōu)化等方面對(duì)天河公園站進(jìn)行了方案優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 國(guó)內(nèi)多線換乘車站存在的主要問(wèn)題

隨著北上廣深等中心城市和一線城市線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，3線換乘車站涌現(xiàn)，4線換乘車站也已逐步出現(xiàn)，如上海世紀(jì)大道站、深圳車公廟站、南京南站、成都博覽城站以及天津文化中心站等。

目前，國(guó)內(nèi)已運(yùn)營(yíng)的多線換乘車站存在的主要問(wèn)題如下：①換乘距離長(zhǎng)，換乘時(shí)間長(zhǎng)，舒適度差；②換乘客流大，換乘通道能力不足；③換乘流線復(fù)雜，導(dǎo)向標(biāo)識(shí)多，換乘大廳混亂；④電扶梯、樓梯、換乘通道等換乘設(shè)施能力不足；⑤由車輛編組及行車組織匹配問(wèn)題引發(fā)的站臺(tái)擁擠。

因此應(yīng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)源頭上對(duì)目前換乘車站存在的問(wèn)題予以重視，提前謀劃，不斷優(yōu)化方案。

2 多線換乘車站設(shè)計(jì)思路

由于不同城市在空間結(jié)構(gòu)、城市形態(tài)、地形地貌以及人口分布等方面千差萬(wàn)別，城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模、結(jié)構(gòu)形態(tài)等都各不相同，從而形成的多線換乘車站的形式也層出不窮。

在換乘車站中，各條線路的站臺(tái)型式(島式、側(cè)式、混合式)、線路夾角(T形、L形、十形)、上下空間(同層、疊線、高架、地下)及換乘空間(站臺(tái)、節(jié)點(diǎn)、站廳、通道、站外、混合)等不盡相同。某些車站存在多種情況的組合，換乘方案也包羅萬(wàn)象。而線網(wǎng)規(guī)劃和前期研究階段確立的線路空間關(guān)系將直接決定換乘功能及建筑設(shè)計(jì)方案，因此應(yīng)重點(diǎn)研究。

2條線路之間的空間關(guān)系最為簡(jiǎn)單，即平行或交叉；3條線路之間的空間關(guān)系則較為復(fù)雜，包括3線平行、2平行1交叉、3線交叉等平面關(guān)系，以及空間上的疊線、高架、下穿等形式；4條及以上線路則為以上方式的組合，其形態(tài)更為復(fù)雜。多線換乘車站空間關(guān)系典型形態(tài)如表1所示。

表1 多線換乘車站的空間關(guān)系典型形態(tài)

4線換乘車站是集中換乘的體現(xiàn)。港鐵4線換乘車站設(shè)計(jì)的核心思想是將其功能進(jìn)行簡(jiǎn)化，將線路之間不同方向的換乘分解到 2～3個(gè)換乘車站，即將集中于1個(gè)換乘車站的高強(qiáng)度換乘客流進(jìn)行有效化解，化整為零，簡(jiǎn)化換乘功能，縮小換乘車站體量，以提高乘客換乘效率。

綜上所述，多線換乘車站應(yīng)從源頭,即從規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)把控。首先從網(wǎng)絡(luò)層面優(yōu)化換乘關(guān)系，理順線路間的空間關(guān)系,盡量做到同期規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)。針對(duì)換乘車站，利用環(huán)線、放射線以及棋盤(pán)線形成多線換乘樞紐是較理想的方案，該方案可以極大地改善線網(wǎng)的通達(dá)性，減少乘客換乘次數(shù)。除了火車站、機(jī)場(chǎng)、CBD核心區(qū)等重要換乘節(jié)點(diǎn)，建議為換乘樞紐瘦身，原則上換乘線路不應(yīng)多于3條,而應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)層面分散解決，調(diào)整為多個(gè)換乘車站組合，避免換乘客流過(guò)于集中。

同時(shí),在多線換乘車站設(shè)計(jì)中，應(yīng)設(shè)法將其中換乘客流大的2線在站臺(tái)解決，即優(yōu)先采用同站臺(tái)平行布置方案，第三線采用平行或交叉布置，以改善換乘關(guān)系、減少車站埋深、控制車站規(guī)模、降低施工難度及風(fēng)險(xiǎn)以及節(jié)省工程投資。

3 天河公園站換乘研究

3.1 項(xiàng)目概況

天河公園站是廣州地鐵線網(wǎng)中的1座3線換乘車站，是廣州市域快線(21號(hào)線)、東西快線(13號(hào)線)和環(huán)線(11號(hào)線)等骨架線路的交匯點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。天河公園站位于天河公園西南角,車站3線同步設(shè)計(jì)、同步施工。由圖1所示的天河公園站線網(wǎng)布置形態(tài)來(lái)看，11號(hào)線與13號(hào)線總體呈十字布局，基本不具備平行換乘的條件，而21號(hào)線天河公園站為起點(diǎn)站，具備與11號(hào)線或13號(hào)線平行換乘的條件。

圖1 天河公園站線網(wǎng)布置示意圖

3.2 天河公園站總體布局

多線換乘車站總體布局應(yīng)充分考慮各線線路條件、空間關(guān)系、敷設(shè)方式、配線設(shè)置以及工程實(shí)施等情況，并結(jié)合換乘客流流線等綜合確定。由于多線換乘車站換乘方向眾多，流線組織復(fù)雜，因此應(yīng)盡可能將換乘客流分布在不同的空間與通道上，如部分換乘可在同站臺(tái)解決，部分可通過(guò)站廳與節(jié)點(diǎn)組織客流單項(xiàng)循環(huán)等。天河公園站總平面如圖2所示。

圖2 天河公園站總平面圖

經(jīng)分析，天河公園站換乘客流共有16條流線，若加上不同出入口閘機(jī)進(jìn)出站客流，客流流線多達(dá)幾十種路徑，勢(shì)必存在嚴(yán)重的客流交織。根據(jù)天河公園站客流預(yù)測(cè)報(bào)告，各方向遠(yuǎn)期全日換乘客流量如表2所示。

表2 天河公園站遠(yuǎn)期全日換乘客流分布 人次

由表2可知,天河公園站3條線路間換乘客流量排序分別為:11號(hào)線與13號(hào)線換乘客流量為121 997人次，占該站換乘客流總量的47%;11號(hào)線與21號(hào)線換乘客流量為85 208人次,占該站換乘客流總量的33%;13號(hào)線與21號(hào)線換乘客流量為51 909人次,占該站換乘客流總量的20%。由此可知，11號(hào)線與13號(hào)線交互最多，但從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、線路布置及工程實(shí)施條件而言，兩線并不具備平行設(shè)置同站臺(tái)換乘的條件。

綜合考慮，11號(hào)線與21號(hào)線采用同站臺(tái)平行換乘為最佳方案，即11號(hào)線與13號(hào)線形成L形換乘，即在其站臺(tái)端部實(shí)現(xiàn)換入13號(hào)線的節(jié)點(diǎn)換乘，且13號(hào)線換出客流通過(guò)站廳實(shí)現(xiàn)換乘。因此,采用該方案后，16%的換乘客流在同站臺(tái)可得到解決，34%的換乘客流通過(guò)L型換乘平臺(tái)實(shí)現(xiàn)站臺(tái)層轉(zhuǎn)換，剩余49%的換乘客流在站廳層轉(zhuǎn)換。這樣不但形成單向循環(huán)的換乘條件，也使得換乘流線的分布在不同層面得以解決，使換乘流線的客流交織降到最低。

3.3 站臺(tái)型式

由于天河公園站為21號(hào)線的終點(diǎn)站，有折返需求。故選擇21號(hào)線在內(nèi)、11號(hào)線在外的平行雙島四線同站臺(tái)方案。同時(shí),綜合分析了13號(hào)線所采用的站臺(tái)型式,如表3所示。

表3 13號(hào)線站臺(tái)型式比較表

利用Legion軟件對(duì)13號(hào)線一島兩側(cè)型式及單島型式方案進(jìn)行了對(duì)比分析。一島兩側(cè)型式方案可將13號(hào)線上下車客流分開(kāi)，對(duì)改善地鐵客流組織十分有利。經(jīng)綜合比較，推薦13號(hào)線站臺(tái)采用一島兩側(cè)型式方案。

3.4 換乘流線

天河公園站遠(yuǎn)期全日共有16個(gè)換乘流線，該站各方向遠(yuǎn)期全日換乘客流量如圖3所示。

圖3 天河公園站遠(yuǎn)期全日換乘客流量示意圖

按照天河公園站的站臺(tái)布置型式及換乘方式，全日67%的換乘客流需要從11號(hào)線和21號(hào)線站臺(tái)與13號(hào)線站臺(tái)之間流動(dòng)，此部分客流是天河公園站換乘設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮的要素。由于換乘客流較大，遠(yuǎn)期無(wú)法滿足站臺(tái)雙向換乘的能力，故將設(shè)置單向循環(huán)換乘，即將13號(hào)線換往21號(hào)線的客流通過(guò)站廳解決。

同時(shí)為避免換進(jìn)、換出客流在13號(hào)線站臺(tái)形成對(duì)沖，可在13號(hào)線設(shè)置2個(gè)側(cè)式站臺(tái)用于出站及換出客流(見(jiàn)圖4)，從而大大減少客流對(duì)沖與停站時(shí)間，提高了運(yùn)輸組織效率。天河公園站13號(hào)線與11、21號(hào)線換乘流線示意如圖4所示。

圖4 天河公園站13號(hào)線與11、21號(hào)線換乘流線示意圖

3.5 柱網(wǎng)優(yōu)化

天河公園站由3線換乘形成的站廳公共區(qū)面積達(dá)23 450 m2，因此需對(duì)大空間的柱網(wǎng)、層高等進(jìn)行細(xì)化研究。

天河公園站遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流高達(dá)9.5萬(wàn)人次，其中換乘客流為4.5萬(wàn)人次。由于21號(hào)線或11號(hào)線與13號(hào)線為L(zhǎng)型換乘，其節(jié)點(diǎn)區(qū)域受3條線路相交影響，柱網(wǎng)排布非常密集且不規(guī)整，因而在進(jìn)出站位置對(duì)客流組織的影響較大，且部分結(jié)構(gòu)柱影響閘機(jī)前進(jìn)出站的人流組織，因此必須對(duì)換乘節(jié)點(diǎn)區(qū)域的柱網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整以提升本站超大空間站廳的視覺(jué)效果,以及增加乘客舒適感。

經(jīng)分析，將21號(hào)線與11號(hào)線站廳公共區(qū)柱網(wǎng)調(diào)整為4 m(縱向)×19 m(橫向)，換乘節(jié)點(diǎn)區(qū)域中站廳部分柱跨調(diào)為22 m；將21號(hào)線與13號(hào)線車站一層換乘廳的柱網(wǎng)由9 m×9 m調(diào)整為18 m×9 m。

通過(guò)抽柱處理，站廳層框柱數(shù)量由原來(lái)的188根減少為88根。柱距及柱位調(diào)整后，站廳公共區(qū)柱密度減小53%，站廳,尤其是斜交節(jié)點(diǎn)處視覺(jué)通透效果得到較大改善。

4 結(jié)語(yǔ)

多線換乘車站由于換乘方向眾多以及客流流線組織復(fù)雜，在其投入運(yùn)營(yíng)后帶來(lái)較多的管理困難，因此建設(shè)單位、運(yùn)營(yíng)單位以及設(shè)計(jì)單位應(yīng)給予足夠的重視。對(duì)設(shè)計(jì)單位而言，需要線路、行車、客流、建筑及結(jié)構(gòu)等專業(yè)密切配合。同時(shí),應(yīng)本著人性化的設(shè)計(jì)理念，充分研究車站站臺(tái)及換乘形式、站廳集散能力、樓扶梯和通道通過(guò)能力等要素，優(yōu)化換乘空間舒適性，并且在設(shè)計(jì)階段充分論證及模擬分析，以更大程度契合換乘車站未來(lái)客流集散情況，減少換乘時(shí)間，為乘客的人性化出行提供便捷與舒適的條件。