關(guān)于西安地鐵紡織城三線換乘技術(shù)方案的研究

白濤

（中鐵西安勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,陜西 西安710000）

1 項(xiàng)目概述

1.1 九號(hào)線工程概況

圖1 西安地鐵九號(hào)線線站位方案示意圖

地鐵九號(hào)線是西安城市軌道交通線網(wǎng)中的一條市域外圍線,位于城市東北部,溝通城市主城區(qū)與臨潼副中心。線路途徑灞橋、臨潼兩個(gè)行政區(qū),正線全長(zhǎng)25.296 公里,全部為地下線。共設(shè)車站15 座,其中換乘站3 座,總工期4 年。

1.2 項(xiàng)目周邊情況概述

地鐵紡織城站站位選址位于紡北路與紡渭路十字路口西北側(cè),一號(hào)線紡織城站南側(cè),站址現(xiàn)狀為城東客運(yùn)站站前廣場(chǎng)。紡織城站北側(cè)為已運(yùn)營(yíng)的城東汽車客運(yùn)站,西側(cè)為芙蓉小區(qū)（多層住宅）。南側(cè)為紡北路,東側(cè)為空地。紡渭路以東為一、六號(hào)線停車場(chǎng)用地。一號(hào)線紡織城站為地下兩層側(cè)式站臺(tái)車站。站臺(tái)、站廳均已預(yù)留了與其平行換乘的接口,2013 年開通運(yùn)營(yíng)。地鐵九號(hào)線和六號(hào)線的建設(shè)可盡快將紡織城站形成西安市城市東部的大型綜合交通樞紐之一。

2 線網(wǎng)層面對(duì)換乘關(guān)系的研究

2.1 線網(wǎng)層面三線換乘研究的提出

隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的逐步建成,作為不同線路間的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn),多線換乘車站越來越多,在規(guī)劃建設(shè)時(shí)將多線換乘站作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行綜合研究,通過科學(xué)合理的客流預(yù)測(cè)及客流流線分析,解決好各線間換乘客流的集疏運(yùn),進(jìn)而合理確定車站布置型式和規(guī)模,充分利用有限的地下空間資源,達(dá)到車站與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享,避免重復(fù)建設(shè)。

2.2 西安地鐵一、六號(hào)線與九號(hào)線三線換乘技術(shù)方案剖析

根據(jù)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃成果,地鐵九號(hào)線作為地鐵一號(hào)線東延伸線,需考慮與一號(hào)線和六號(hào)線換乘。目前一號(hào)線已建成通車,終點(diǎn)為紡織城站,車站東端設(shè)地面停車場(chǎng),線路無向東延伸條件；因此在六號(hào)線或九號(hào)線與一號(hào)線三條線路之間換乘關(guān)系有以下三種方案。

2.2.1 一、六號(hào)線在紡織城站換乘,六號(hào)線與九號(hào)線在香王站換乘。該方案六號(hào)線可利用現(xiàn)有停車場(chǎng)用地,工程可實(shí)施性強(qiáng),并分別與一號(hào)線、九號(hào)線實(shí)現(xiàn)兩兩換乘。從客流特征分析,由于一、六號(hào)線均為東西向穿越主城區(qū)的線路,兩者南北間距較短,同時(shí)紡織城站均位于一、六號(hào)線末端,從線網(wǎng)上分析兩者換乘客流較少,換乘意義不大,同時(shí)九號(hào)線與一號(hào)線間換乘客流需二次換乘,造成不便。

2.2.2 一號(hào)線與九號(hào)線在紡織城站換乘,六號(hào)線與九號(hào)線在田家灣站換乘。該方案九號(hào)線向西延伸至六號(hào)線田家灣（沿規(guī)劃的六號(hào)線線位）,并在紡織城與一號(hào)線換乘、在田家灣站與六號(hào)線換乘。該方案九號(hào)線在紡織城站與一號(hào)線實(shí)現(xiàn)換乘,構(gòu)成城市東西向軌道交通主通道,但六號(hào)線現(xiàn)有停車場(chǎng)用地?zé)o法有效利用,需為六號(hào)線在田家灣附近重新選擇停車場(chǎng)用地,經(jīng)落實(shí)田家灣附近基本無停車場(chǎng)建設(shè)用地,因此該方案工程可實(shí)施性差。

2.2.3 一號(hào)線、六號(hào)線與九號(hào)線在紡織城站形成三線換乘。該方案將九號(hào)線和六號(hào)線同時(shí)引入一號(hào)線既有紡織城站,實(shí)現(xiàn)三線同站換乘。該方案雖在網(wǎng)絡(luò)上由于三線換乘存在各線路各方向間換乘客流組織較為復(fù)雜的缺點(diǎn),但基本克服了以上兩方案在客流二次換乘和工程實(shí)施上的缺點(diǎn)。

小結(jié)：通過以上對(duì)九號(hào)線與一、六號(hào)線換乘關(guān)系的研究,九號(hào)線與一、六號(hào)線分別兩兩換乘的方案均存在較大的缺陷,在紡織城站形成三線換乘方案相對(duì)較優(yōu)。因此考慮將紡織城站設(shè)置為西安唯一的三線換乘站。

3 換乘客流數(shù)據(jù)計(jì)算

3.1 車站客流斷面

表1 一號(hào)線紡織城站2038 年遠(yuǎn)期早高峰斷面流量（單位：人次）

表2 九號(hào)線紡織城站2043 年遠(yuǎn)期早高峰斷面流量（單位：人次）

表3 六號(hào)線紡織城站2042 年遠(yuǎn)期早高峰斷面流量（單位：人次）

紡織城站的客流主要為周邊居住、教育科研的通勤客流及公共交通場(chǎng)站、休閑購(gòu)物場(chǎng)所等產(chǎn)生的誘增客流,紡織城站三線車站各客流情況如表1～3。

通過數(shù)據(jù)可知紡織城站屬于客流較大、早晚高峰客流特征明顯的大型換乘站。根據(jù)客流資料顯示一號(hào)線與九號(hào)線兩個(gè)方向的高峰小時(shí)換換乘客流為：2410+11527=13937 人次/h；為滿足一號(hào)線與九號(hào)線,兩線間同臺(tái)換乘客流的通過能力要求,車站站廳及站臺(tái)付費(fèi)區(qū),分別設(shè)置了兩處寬度為6.5m的換乘通道,其單層兩處換乘通道的通過能力為：2x6.5mx4000=52000 人次/h＞13937 人次/h；通過計(jì)算可知紡織城站換乘通道寬度通過能力,遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)期及突發(fā)高峰小時(shí)換乘客流能力值,設(shè)計(jì)寬度滿足使用要求；同時(shí)為了盡量提高換乘的便捷性,車站站廳層同樣設(shè)置了兩處付費(fèi)區(qū)的換乘通道,提升服務(wù)水平。

3.2 車站換乘客流構(gòu)成分析

紡織城站為九號(hào)線的主要換乘車站之一,分別與地鐵一、六號(hào)線換乘,是全線換乘量最大的車站,占全線換乘客流的50.13%,換乘量占本站乘降量的比重最大,遠(yuǎn)期高峰小時(shí)達(dá)到86.93%,遠(yuǎn)期全日客流達(dá)到80.62%,車站換乘客流預(yù)測(cè)成果如下表4：

表4 紡織城站遠(yuǎn)期換乘客流預(yù)測(cè)

地鐵一、六號(hào)線為市區(qū)骨干線,九號(hào)線為市域線,紡織城站的主要換乘客流量集中在九號(hào)線與一、六號(hào)線之間四個(gè)換乘方向,而地鐵一、六號(hào)線的紡織城站均為終點(diǎn)站,兩者之間換乘客流較少。

4 換乘形式綜合分析

結(jié)合九號(hào)線與六號(hào)線換乘客流特征,因此考慮三線換乘型式布置時(shí)除遵循基本原則外,應(yīng)充分考慮九號(hào)線作為地鐵一、六號(hào)線向東延伸線路,同時(shí)與地鐵一、六號(hào)線換乘的便利性。據(jù)此,車站換乘型式共研究了以下三個(gè)方案。

方案I ：“川”字型三線平行換乘方案

按照線路走向,在緊靠既有地鐵一號(hào)線紡織城站南側(cè)分別設(shè)置九號(hào)線紡織城站和六號(hào)線紡織城站,將九號(hào)線設(shè)置于地鐵一、六號(hào)線之間,形成“川”字型平行換乘站。該方案車站設(shè)置為地下二層三線平面雙向同臺(tái)平行換乘,可最大程度的兼顧九號(hào)線與地鐵一、六號(hào)線之間的換乘客流,且與一號(hào)線紡織城站預(yù)留條件結(jié)合較好。同時(shí)通過線路縱坡設(shè)計(jì),能滿足出入段線立交,九號(hào)線在區(qū)間進(jìn)行左右線倒邊互換,使其進(jìn)入車站后與地鐵一、六號(hào)線同臺(tái)換乘的路徑最短。詳見圖2。

方案Ⅱ：一號(hào)線與九號(hào)線平行換乘、六號(hào)線與九號(hào)線上下層站臺(tái)換乘方案

圖2“川”字型三線平行換乘方案示意圖

該方案考慮將紡織城站設(shè)置成地下三層站,九號(hào)線與一號(hào)線同層,六號(hào)線與九號(hào)線兩線重疊單向上下?lián)Q乘,受出入段線縱坡設(shè)計(jì)控制,六號(hào)線停車場(chǎng)設(shè)置為地下一層停車場(chǎng)。本方案一號(hào)線與九號(hào)線、六號(hào)線間換乘距離較長(zhǎng),且九號(hào)線需新增一條接停車場(chǎng)的聯(lián)絡(luò)線。詳見圖3。

圖3 六號(hào)線與九號(hào)線上下層站臺(tái)換乘方案示意圖

方案Ⅲ：緊鄰一號(hào)線設(shè)九號(hào)線、六號(hào)線上下層換乘方案

該方案九號(hào)線、六號(hào)線與地鐵一號(hào)線之間的換乘方案與方案II 一致,將九號(hào)線和六號(hào)線的左右線上下層重疊分別設(shè)置,其中九號(hào)線位于地鐵一號(hào)線和六號(hào)線之間。該方案理論上可以實(shí)現(xiàn)三線間相互換乘需要,但九號(hào)線受制于車站西側(cè)建筑物的影響,在線路末端無法設(shè)折返線,且地鐵六號(hào)線不能接入現(xiàn)有停車場(chǎng)用地選址內(nèi),故方案不可行。詳見圖4。

圖4 六號(hào)線與九號(hào)線左右線上下層站臺(tái)換乘方案示意圖

綜上所述,采用地下二層三線平面雙向同臺(tái)平行換乘的方案I具備工程實(shí)施簡(jiǎn)單、換乘功能強(qiáng)、與既有地鐵一號(hào)線預(yù)留條件銜接好、工程總體投資最省的優(yōu)點(diǎn),因此將方案I 作為推薦方案。

5 車站客流仿真模擬與布局優(yōu)化

為優(yōu)化車站客運(yùn)設(shè)施布局和客流組織,提高車站運(yùn)營(yíng)安全和可靠性,在前期研究階段對(duì)該站進(jìn)行了客流仿真模擬和布局優(yōu)化專題研究。根據(jù)客流仿真模擬和布局優(yōu)化專題中提出的合理化建議,對(duì)車站中客流疏散和影響服務(wù)水平的薄弱部位進(jìn)行了局部改善和強(qiáng)化。如為解決九號(hào)線與六號(hào)線島式站臺(tái)至站廳扶梯能力不足,疏散較為困難的問題,中間站臺(tái)寬度由原設(shè)計(jì)的11m增大至12m,并增設(shè)部分樓扶梯；為解決九號(hào)線返程方向站廳人流密度過高問題,將九號(hào)線返程方向側(cè)式站臺(tái)寬度由原設(shè)計(jì)的7.5m 增至8m；此外,針對(duì)站廳安檢機(jī)前排隊(duì)空間較小、北側(cè)安檢機(jī)和自動(dòng)售票機(jī)能力緊張等問題也結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行了有效優(yōu)化。通過上述措施,紡織城站作為三線換乘站,站內(nèi)各部位的服務(wù)水平可以滿足運(yùn)營(yíng)需要,且留有余量以應(yīng)對(duì)客流一定范圍內(nèi)的波動(dòng),站內(nèi)各類客運(yùn)設(shè)施布局得到一定程度的優(yōu)化,提高了集散效率和乘降服務(wù)水平。

紡織城站客流換乘流線示意圖見圖5,客流仿真模擬及布局優(yōu)化示意圖見圖6。

圖5 紡織城站客流換乘流線示意圖

圖6 客流仿真模擬及布局優(yōu)化示意圖

6 結(jié)論及建議

隨著西安市城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代已經(jīng)來臨,越來越多的換乘車站即將投入運(yùn)營(yíng),如何做好換乘車站尤其是三線換乘車站的設(shè)計(jì)成為日益重要的課題之一。而紡織城站作為西安市城市軌道交通線網(wǎng)建設(shè)的第一個(gè)三線換乘站,結(jié)合客流預(yù)測(cè)和分析成果,工程實(shí)施條件,通過對(duì)不同三線換乘型式的比選,最終確定采用地下二層三線平行同臺(tái)換乘方案作為推薦方案,并設(shè)置功能完善的車站配線,同時(shí)利用車站客流仿真模擬和布局優(yōu)化對(duì)車站客流疏散薄弱環(huán)節(jié)和服務(wù)水平不足部位進(jìn)行優(yōu)化和補(bǔ)強(qiáng),充分發(fā)揮三線換乘優(yōu)勢(shì)的同時(shí)盡量克服其帶來的不利因素,目前該站已開通為其他換乘車站尤其是三線換乘車站的設(shè)計(jì)提供了借鑒和經(jīng)驗(yàn)。