基于站域空間耦合模型的站城協(xié)同發(fā)展模式解析

戚廣平 陸冠宇

QI Guangping，LU Guanyu

同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

鐵路作為我國重要的戰(zhàn)略運輸系統(tǒng)，在“交通引導(dǎo)城市發(fā)展”的背景下，對城市結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化具有重要作用。2018年4月，國家發(fā)改委、自然資源部、建設(shè)部和鐵路總公司聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進高鐵站周邊區(qū)域合理開發(fā)建設(shè)的指導(dǎo)意見》，鼓勵和推動了站城協(xié)同的發(fā)展，對于我國中長期鐵路建設(shè)與城市的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型具有重要意義。

1 站城協(xié)同效應(yīng)

站城協(xié)同是指鐵路客站與城市建設(shè)相互支持，共同發(fā)展，創(chuàng)造出1+1＞2的協(xié)同效應(yīng)（Synergy Effects）。中國當前站城發(fā)展最突出的問題就是站城協(xié)同效應(yīng)的缺失，要么“有站無城”，要么“有城無站”。具體表現(xiàn)為：一是站與城的交通不協(xié)同，常常是“進不來、出不去”；二是站與城的功能不協(xié)同，開發(fā)目標不一致，潛在矛盾突出；三是站與城的空間不融合，不是“站分割城”就是“城遠離站”。

中國站城協(xié)同效應(yīng)的缺失，既有城市發(fā)展條件的差異性，也有政策制度的現(xiàn)實性，但最根本的還是發(fā)展觀念上的局限性，即沒有將站與城作為一個整體進行考慮。以站城交通為例，站區(qū)交通與城市交通無論在理論方法還是實踐層面都已形成相對合理成熟的模式，但一涉及到兩者的結(jié)合部，就各自為政，互不協(xié)調(diào)，從而造成了站區(qū)交通“進不來、出不去”，站城空間“相互爭奪、資源浪費”的現(xiàn)象。因此，站城協(xié)同效應(yīng)的研究首先要樹立“站”與“城”是一個整體系統(tǒng)的觀念。

2 站城協(xié)同的研究范圍

站城協(xié)同的范圍也稱為“站域”（Station Field）。所謂的“域”（Field）是借用物理學(xué)中“場域”的概念，原意指某種空間區(qū)域，其中具有一定性質(zhì)的物體能對與之不相接觸的類似物體施加一種力，比如一個有質(zhì)量的物體由于引力場（Gravitational Field）的作用能對所有其他有質(zhì)量的物體產(chǎn)生引力。

本文的站域借指受鐵路站點影響最顯著的那部分城市空間。根據(jù)TOD模式及圈層理論，站域空間的范圍是以鐵路站點為核心，步行時間8～10min之內(nèi)的樞紐核心區(qū)，或第一圈層距站點周邊0.8～1km以內(nèi)的城市空間。在實踐中，我們還要進一步根據(jù)站城綜合開發(fā)條件確定具體的站域范圍。

3 站城協(xié)同的研究對象

站域是一個典型的復(fù)雜系統(tǒng)，一方面表現(xiàn)為系統(tǒng)的價值維度多，涉及交通價值、經(jīng)濟價值、社會價值等多個維度；系統(tǒng)要素復(fù)雜，包含交通與換乘、功能與使用、空間與形態(tài)、環(huán)境與場所等眾多要素；系統(tǒng)的層級多，由交通樞紐、城市交通綜合體、客站社區(qū)等多級系統(tǒng)構(gòu)成。另一方面，站域的所有要素幾乎分布在系統(tǒng)所有的維度和層級上，各要素之間相互關(guān)聯(lián)，錯綜復(fù)雜，系統(tǒng)呈現(xiàn)出“非線性”特征。因此，試圖從眾要素及其關(guān)系層面來進行“協(xié)同效應(yīng)”研究，工作量巨大，在實際操作上基本不可行。

Bill Hillier（1996）的“空間組構(gòu)”（Spatial Configuration）理論認為：“空間的組織構(gòu)成是物質(zhì)建成環(huán)境與社會之間相互作用的媒介，因此，空間不再是社會活動的惰性背景，僅僅體現(xiàn)社會形態(tài)，而是積極地參與到社會與物質(zhì)環(huán)境的建構(gòu)之中；空間構(gòu)成這種物質(zhì)行為具有抽象的社會邏輯，而抽象的社會結(jié)構(gòu)又具有物質(zhì)的空間屬性”。社會與空間兩者的辯證關(guān)系表明，站域這個復(fù)雜系統(tǒng)各維度、各層級的要素都與站域的空間具有本質(zhì)的聯(lián)系。比如，交通工具必須依托道路和場站設(shè)施來運行，交通換乘必須利用換乘通道或換乘廳才能實現(xiàn)，商業(yè)、辦公以及社會文化活動更需利用空間來經(jīng)營等，因此“站域空間”及其“空間關(guān)系”就可以作為研究站域這個復(fù)雜系統(tǒng)的“代理系統(tǒng)”（Agent System）。

4 站域空間耦合模型

所謂“耦合”原本是物理學(xué)中的概念，指的是兩個要素之間相互影響、相互作用的關(guān)系。站域空間要素之間的關(guān)系主要表現(xiàn)為空間的耦合關(guān)系。其中，空間耦合既指站域空間要素之間相互影響的耦合關(guān)系；也指站域空間要素相互作用的耦合方式；同時還指站域空間要素通過組織與協(xié)調(diào)，使系統(tǒng)從較低水平演變?yōu)檩^高水平的耦合程度。因此，站域空間的耦合間接反映了站與城各要素的協(xié)同程度。

基于此，本文希望通過研究站域空間的耦合方式，建立站域空間耦合模型，解析其站城協(xié)同發(fā)展的模式，為優(yōu)化站城協(xié)同效應(yīng)以及推動我國站城協(xié)同發(fā)展做出有益的探索。

4.1 站域空間系統(tǒng)要素的聚類

本研究選取深圳北站、杭州東站、京都站、大阪站、伯明翰新街車站、奧斯陸中央車站6個案例（圖1～6）作為樣本進行空間要素的提取。以“空間屬性”“空間分布”與“形態(tài)特征”三項因子對提取的要素采用結(jié)構(gòu)性聚類方法，建構(gòu)有層級的站域空間系統(tǒng)與子系統(tǒng)（圖7）。通過結(jié)構(gòu)性聚類，站域空間可分為三個主要系統(tǒng)，如表1所示。

1 深圳北站

2 杭州東站

3 京都站

4 大阪站

5 伯明翰新街車站

6 奧斯陸中央車車站

7 結(jié)構(gòu)性聚類方法示意圖

表1 站域空間系統(tǒng)聚類表

4.2 站域空間要素的耦合關(guān)系

站域空間要素的耦合關(guān)系存在水平方向和垂直方向兩種類型。其中，水平方向的關(guān)系按照耦合程度從低到高進行排列，可分為6種，如表2所示。

4.3 站域空間耦合模型的建構(gòu)

（1）橫向與縱向分別列出所有的空間要素，并區(qū)分系統(tǒng)及子系統(tǒng)，由于兩種不同空間要素之間的耦合只需要計算一次，因此僅計算表格的右上部分。

（2）將“分離”“串聯(lián)”“相鄰”“穿插”“復(fù)合”“層疊”6種空間要素的耦合關(guān)系分別用數(shù)字1～6代替，其中1～5代表耦合程度由低到高，6為單獨一類，結(jié)合案例實際情況分別填入表格中。

（3）為便于統(tǒng)計結(jié)果的記錄分析與直觀呈現(xiàn)，按照空間要素耦合程度從低到高，分別在表格中填上從冷到暖的色彩（圖中數(shù)字為零的部分指站域空間樣本不具備該空間要素）。

（4）將耦合模型應(yīng)用于各個站域空間案例樣本，結(jié)果如表3所示。

表2 站域空間要素耦合方式

5 站域空間耦合特征分析

基于耦合空間分布表，本文擬從整體耦合、系統(tǒng)耦合以及要素耦合三個層次對樣本進行比較研究。

5.1 站域空間整體耦合

根據(jù)表3的空間耦合分布表，可得出以下站域空間要素耦合整體統(tǒng)計表4。

通過統(tǒng)計空間耦合分布和整體比例這兩者的關(guān)聯(lián)研究，得出站域空間整體的耦合特征，詳見表5所示。

表4 樣本案例空間要素耦合整體統(tǒng)計表

表5 站域空間整體耦合分析表

5.2 站域空間的系統(tǒng)耦合

站域空間的系統(tǒng)耦合主要研究站域交通空間、建筑空間與公共空間之間的兩兩關(guān)系，詳見表6。

表6 站域空間系統(tǒng)耦合分析表

5.3 站域空間的要素耦合

站域空間中各空間要素之間有極其復(fù)雜的相互耦合關(guān)系，限于篇幅，本文僅選取“商業(yè)空間”要素與其他空間要素的耦合進行研究（表7）。

表7 “商業(yè)空間”與其他空間要素耦合分析表

6 站城協(xié)同發(fā)展模式解析

對樣本案例空間要素的整體耦合、系統(tǒng)耦合與要素耦合特征的比較研究表明，站城協(xié)同發(fā)展的模式大體可以分為以下三類。

6.1 站城鄰接式發(fā)展模式（Adjoin Development）

6.1.1 以杭州東站、深圳北站為代表的站域空間耦合特征

（2）從系統(tǒng)耦合層面來看：交通空間的分離性很強，僅與非盈利性建筑空間和部分公共空間有相鄰等低程度耦合；建筑空間和公共空間層疊耦合也很少。

（3）從要素耦合層面來看：以商業(yè)空間為例，其與交通空間和公共空間的串聯(lián)和相鄰耦合較多，僅與候車廳、城市通廊有局部復(fù)合，無穿插耦合與層疊耦合。

6.1.2 站城協(xié)同發(fā)展的模式及適應(yīng)性分析

（1）基于以上分析，這類站城協(xié)同發(fā)展模式因強調(diào)交通空間的獨立性，致使站域整體的耦合程度偏低，且耦合方式分布不均勻，站與城的宏觀空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)相對疏離的狀態(tài)，僅通過局部公共空間連接站與城，因此稱其為“站城鄰接式發(fā)展”模式。同時，以商業(yè)空間為代表的盈利性建筑空間開發(fā)強度偏低，公共空間沒有起到太多整合站域空間的作用。

（2）由于交通效率與空間耦合呈負相關(guān)（即交通空間的獨立性越高，交通效率越高，如杭州東站和深圳北站均有獨立的換乘空間及集疏運專用車道），這類案例適合于解決站域交通量較大的地區(qū)作為站城協(xié)同發(fā)展的主要模式。此外，這種模式由于交通空間的分離，適合于安檢等級較高的站域；最后，由于空間的分離、串聯(lián)和相鄰的比例較高，因此，站與城各自的空間配置靈活度也最高，適合于建設(shè)主體相對分離的站域開發(fā)，也適合于站與城的分期建設(shè)，比較適應(yīng)于新城建設(shè)或城市密度較低的站域地區(qū)。

6.2 站城交織式發(fā)展模式（Interweave Development）

6.2.1 以奧斯陸中央車站與伯明翰新街車站為代表的站域空間耦合特征

（1）從整體耦合層面上來看：總體耦合程度較高。其中原因是空間分離的比例在6個案例中最低，約30%左右；耦合程度較高的穿插、復(fù)合方式比例最高；層疊較少。

（2）從系統(tǒng)耦合層面來看：動態(tài)交通空間的分離性較強，但靜態(tài)交通、換乘空間與公共空間的耦合性很強，建筑空間和公共空間耦合性也較強；但層疊耦合較少（其中伯明翰新街車站因為地下站例外）。

（3）從要素耦合層面來看：以商業(yè)空間為例，其與交通空間和公共空間的耦合方式多、程度較高，表明盈利性建筑空間與其他空間的整體耦合度很高。

因此，藝術(shù)與文化教育不僅要在學(xué)校范圍內(nèi)展開，校外同樣是重要場所。一方面在于校外的公共文化機構(gòu)擁有大量教育資源，青少年可以接受“直接的”藝術(shù)教育，而不是課堂內(nèi)的“轉(zhuǎn)述”，避免“不專業(yè)”的藝術(shù)教育帶來的負面影響；另一方面，確保學(xué)校體系之外（如輟學(xué)）的青少年也能平等享有藝術(shù)與文化教育的權(quán)利。

6.2.2 站城協(xié)同發(fā)展的模式及適應(yīng)性分析

（1）基于以上分析，這類站城協(xié)同發(fā)展模式因交通、建筑與公共空間三者耦合方式的程度較高，分布均勻，因此站域整體的耦合程度也較高。但因?qū)盈B耦合較少，站與城的空間結(jié)構(gòu)在宏觀上呈現(xiàn)局部相互交織的狀態(tài)，其中公共空間在站域空間整合中起到重要作用；同時，以商業(yè)空間為代表的盈利性建筑空間開發(fā)強度較高，但還是因?qū)盈B耦合較少，站域整體開發(fā)強度適中。

（2）由于這類案例的交通空間總體獨立性較低，因此該模式較適合于站域交通量不大的地區(qū)；且疊合程度低、開發(fā)強度適中，適合于建筑開發(fā)容量受限地區(qū)。此外，該模式是以公共空間的串聯(lián)、并聯(lián)和復(fù)合為主要方式整合站域空間，因此，站與城的宏觀空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)以公共空間為交集的發(fā)展模式，為此我們稱其為“站城交織式發(fā)展”模式。

6.3 站城一體化發(fā)展模式（Integration Development）

6.3.1 以大阪站、京都站為代表的站域空間耦合特征

（1）從整體耦合層面上來看：總體耦合程度最高。其中原因是疊合的比例在6個案例中最高，分離較少、串聯(lián)和并聯(lián)次之。

（2）從系統(tǒng)耦合層面來看：交通空間的分離性很低，多與建筑空間和公共空間有高程度耦合；其中各種空間的層疊耦合方式很多。

（3）從要素耦合層面來看：以商業(yè)空間為例，其與交通空間和公共空間的相鄰和復(fù)合耦合較多、層疊耦合很高。

6.3.2 站城協(xié)同發(fā)展的模式及適應(yīng)性分析

（1）基于以上分析，這類站城協(xié)同發(fā)展模式因強調(diào)空間的穿插、復(fù)合和疊合，站域的整體耦合程度很高，站與城的宏觀空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)完全融合的狀態(tài)，為此我們稱其為“站城一體化”模式。

（2）此類模式的交通空間多與公共空間耦合，因此該模式適合于安檢設(shè)施先進或安檢等級較低的站域地區(qū)。站域的盈利性建筑空間多為層疊方式，因此站域的開發(fā)強度很高，但范圍比較小，適合于城市開發(fā)密度很高的城市中心區(qū)。這種模式強調(diào)空間的高度耦合，因此適合于統(tǒng)一協(xié)調(diào)的建設(shè)主體，站城開發(fā)的靈活性要求較低，分期建設(shè)較為困難。

7 研究總結(jié)

（1）站域空間是站城協(xié)同發(fā)展的物質(zhì)載體，站域空間耦合是站域空間研究的重要方法和途徑。

（2）站域空間研究是以站域空間耦合模型為對象，從整體耦合、系統(tǒng)耦合、要素耦合三個層面展開。

（3）基于6個樣本案例的站域空間耦合模型的解析，總結(jié)出“站城鄰接式發(fā)展”“站城交織式發(fā)展”“站城一體化發(fā)展”三種模式。

（4）站城協(xié)同發(fā)展的三種模式各自均有其適應(yīng)性條件，需針對站域不同的交通條件、建設(shè)主體的具體情況以及城市的發(fā)展階段，因地制宜地選擇不同的發(fā)展模式。

（5）我國站城協(xié)同發(fā)展基于政策體制的現(xiàn)實性和城市發(fā)展階段，現(xiàn)多采用“站城鄰接式發(fā)展”模式，如表8所示。但以“城市交通中心”CTC（City Transportation Center）為紐帶的“站城交織式發(fā)展”模式解決了我國站城交通銜接的關(guān)鍵問題、安檢程序復(fù)雜的特殊問題，同時也兼顧了多建設(shè)主體的協(xié)調(diào)問題，因此比較可能成為我國下階段站城協(xié)同發(fā)展的主要模式。此外，對于特別發(fā)達的城市中心區(qū)，在公共交通出行比例高、建設(shè)主體統(tǒng)一協(xié)調(diào)的情況下，可進行“站城一體化發(fā)展”模式的探索。

表8 站城協(xié)同發(fā)展模式比較分析表