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引言
截至2024年,我国城市化率达到67%,城镇建设规模与密度日益增加,提高枢纽地区地下建筑密度与规模可显著提升城市紧凑度。同时,超大、特大城市交通廊道资源日益稀缺,穿城铁路地下化是解决城市与铁路矛盾、释放区域发展潜力的一种有效途径,地下铁路枢纽更有利于降低铁路对城市的割裂,缝合与串联高铁线路两侧的城市空间。因此,超大、特大城市主城区新建铁路枢纽地下化趋势显著。
站城融合理念下新型综合交通枢纽具有交通隐形化、空间融合化、衔接无缝化、管理集中化、服务智能化等特征,对集疏运交通组织提出新要求。同时,地下铁路枢纽相较于传统地上枢纽,更加集约化、紧凑化,存在空间寻路难等问题,交通设计策略存在较大差异。
目前,我国地下铁路枢纽案例较少,已建及在建地下铁路枢纽根据铁路埋深不同、站房是否在地面可分为两大类,一是全地下火车站,铁路候车及站台均位于地下,地面层为城市功能,例如天津滨海站、北京城市副中心站;二是将铁路和换乘功能置于地下空间,但地面仍保留一定体量的站房建筑和候车功能,相较于全地下站而言,铁路线路埋深较浅,例如深圳西丽站。
全地下铁路枢纽作为一种交通高效、空间集约、区域协同的新车站建筑形式,未来发展前景越来越广阔,但其交通一体化化设计也面临诸多挑战,包括通过机动车专用道连接城市高架快速路与地下落客区时需消化高差难题,在有限地下空间资源内高效布局交通站场与交通组织难题,以及涉铁工程严格的安全审查,复杂投资与管理界面切分,不同投资主体间建设工期的协同等多个挑战。基于全地下铁路枢纽,以苏州东站集疏运交通组织设计为例,通过对苏州东站的具体方案,包括轨道换乘、道路衔接、内部流线、慢行系统等进行详细解构,研究探讨地下铁路综合交通枢纽的交通一体化组织策略。
1研究概况
苏州东站位于江苏省苏州市工业园区东南部,是一座新建全地下铁路综合交通枢纽,规划定位为苏州市城市枢纽之一、园区两主枢纽之一、沪苏同城化苏州东部门枢纽。
(1)苏州东站交通功能
苏州东站是长三角区域首个实现高铁、城际、市域线、城轨“四网融合”的全地下高铁枢纽。根据相关规划,苏州东站接入1条高铁、2条城际,分别是在建通甬高铁、如通苏湖城际以及规划苏淀沪城际,苏州东站在苏州地区铁路网中的区位见图1。
3条城市轨道交通与苏州东站衔接,其中已建2号线与在建6号线位于苏州东站南侧,站名为桑田岛站;规划市域快线17号线位于苏州东站北侧,苏州东站四网融合轨道网络见图2。
(2)苏州东站建设规模
苏州东站为通甬高铁新建中间客运站,与如通苏湖城际、苏淀沪城际合设车站,站场规模为4台9线。根据客流预测,苏州东站远期年旅客发送量为1472万人次,高峰小时发送量为4751人次。苏州车站建筑规模约24.7万m2,综合开发建筑规模约147万m2,苏州东站及综合开发范围示意见图3。
(3)站房及站场空间关系
根据通甬高铁上下游线站条件,确定苏州东站铁路B3层为站台与轨行区,高铁与城际设场站;B2层为铁路站房层,包括铁路候车、进站及出站;B1层为城市公共空间,苏州东站垂轨剖面示意见图4。
2 轨道与常规公交双优先设计
我国大型铁路枢纽与城市交通衔接融合存在接驳方式以城市轨道交通为主、客站主要采用立体布局等特征,苏州东站充分参考已建铁路枢纽交通组织经验,并结合苏州东站交通现状及规划条件,贯彻公交优先的设计原则。
2.1现状及规划条件
苏州东站衔接3条城市轨道交通,分别为已建2号线、在建6号线、规划17号线,苏州东站现状及规划城市轨道交通示意见图5。2号线、6号线位于新庆东路南侧,站厅位于地面,站台位于地下一层。规划17号线为一条东西向为主的市域快线,线站位尚未稳定。
2.2 轨道交通换乘设计
针对2、6号线与铁路之间换乘,包括地铁站台换乘、地铁站厅独立换乘通道换乘、室外风雨连廊换乘3个方案,地铁2、6、17号线与铁路换乘方案对比见图6。
采用地铁站台换乘,换乘距离最短,但投资最大,且影响6号线通车时间;采用地铁站厅独立换乘通道换乘,虽实现室内换乘,并未实质缩短换乘距离,3个方案优缺点对比见表1。经过综合比选交通效益、投资、工期影响等因素,最后确定采用室外风雨连廊换乘组织模式。
市域轨道交通17号线为规划研究线路,线位与铁路垂交。为实现17号线与铁路无缝换乘,避免新建城市轨道交通穿越已运营高铁带来的安全风险、审批复杂、建设成本增加等问题,苏州市开展17号线3站2区间详细设计及苏州东站预留工程设计,从线网功能上对2/6号线集中换乘方案及创苑路设站方案进行比选,并对创苑路浅层设站方案与深层设站方案比选,最终采用路网功能最优、对地下空间割裂最小的创苑路深层设站方案,换乘示意见图6。
2.3 常规公交设计
铁路客运枢纽内公交场站的定位体现在公交线路及设施的多样化,公交场站内部功能流线可施行人车分离、上下分离、场站分离的原则。苏州东站地区规划为苏州吴淞湾未来城的核心区,结合枢纽集疏运需求及综合开发出行需求,规划新建1座公交枢纽。
公交枢纽选址包括南北两个方案,北选址位于创苑路北侧,南选址位于新庆东路与桑田街交叉口西南侧,地铁2、6号线区间上方。综合对比与铁路、轨道间换乘便捷性及土地的综合价值后,确定采用南选址方案,公交枢纽选址见图7。
该选址方案可实现公交枢纽与铁路间贴邻换乘(平均换乘距离<50m),与地铁间换乘距离约150m,换乘流线见图8。公交枢纽300m范围可覆盖约80%新增综合开发用地。此外,在枢纽站区范围内的地面道路设置中途停靠站,以服务站区周边地块出行。
3 小客车交通组织
3.1 道路衔接能力提升
在城市交通基础设施方面,国内外都十分注重通过增强互联互通来提高系统的韧性和鲁棒性。
(1)现状及规划道路条件
苏州东站所处桑田岛片区,东南侧被吴淞江环绕,现状无过江通道,西侧紧邻苏州市中环东线快速路。片区主干路为两横(独墅湖大道、创苑路)一纵(长阳南街)。独墅湖大道现状为主干路,断头于长阳东街,规划为快速路,向东连接用直镇,现状道路条件见图9。
(2)枢纽地区道路承载力提升措施
为支撑苏州东站综合交通枢纽及片区综合开发的建设,规划提出4项道路提升措施,①与苏州东站同步实施独墅湖快速路东延规划;②新增机动车专用道及全互通立交连接独墅湖快速路与枢纽落客区;③新增站东路、西站路,作为枢纽联系路;④中环东线新增北向南出口匝道衔接创苑路交叉口,苏州东站道路衔接能力提升规划示意见图10。
通过上述措施,实现过境交通、枢纽交通、综合开发交通适度分离。其中,枢纽集疏运形成快进快出落客主通道与地面进出站通道双系统,且两个系统间互联互通,可大幅提升集疏运系统的可靠性,苏州东站高架及地面交通组织流线见图11。
3.2内部交通组织
内部交通组织主要围绕铁路客站人行进出口合理布局小客车落客区、小客车停车场、网约车、出租车场4个功能区。关键设计内容包括场站标高的确定、各层功能区的布局、人车交通组织3个方面。
针对苏州东站集疏运交通需求及场地条件,内部交通采用立体分层、以人为本、高频优先、弹性可靠原则进行一体化设计。
(1)立体分层
枢纽配套交通场站标高以铁路站场标高为输入条件,统筹考虑交通功能与经济性两个方面。铁路分为4层,根据需求测算需要3层设置交通场站,铁路B2层高层高11.1m,可设置2层交通场站,故增加B2夹层,以充分利用地下空间。各层功能对应关系如表2所示。
(2)以人为本
全地下铁路枢纽,存在落客区设置地面或地下,以及地下深层和浅层的关键问题。苏州东站对3种布置方式进行综合对比。地面或浅层布置模式,乘客垂直换乘距离大;深层布置模式,人行换乘距离最短,但道路需克服大高差,采用大纵坡,且长距离地下道路设计对运营挑战大,平衡利弊后,充分贯彻以人为本设计原则,将落客区设置于B2夹层,乘客落后至铁路候车亭垂直换乘距离最短。
(3)高频优先
考虑出租车落客后蓄车接客的流线特征,将出租车蓄车接客场站也设置于B2夹层。根据国内枢纽运营经验,网约车场频繁进出,对车场进出口交通压力较大,苏州东站将网约车接客场站设置于B1层,而不是更深层,可降低对车场通道的压力。小汽车一般停车场区分长时停车与短时停车,原则上,长时停车深层布置,短时停车浅层布置,分层功能见图12。
(4)立体互连
苏州东站交通场站与道路间实现3个层面互联互通。
①快进快出落客主通道有一对出口衔接地面站东、站西路,可保证主通道拥堵时可疏解至地面道路;②不同交通场站之间设置联络通道,为运营阶段根据需求调整场站功能留有弹性;③集疏运交通与综合开发停车之间分别于B1层、B2夹层预留接口,为交通枢纽与综合开发车间位资源共享提供条件。
(5)弹性可靠
考虑到铁路客流不确定性及全地下铁路枢纽地下寻路复杂性。苏州东站集疏运系统设计坚持弹性可靠设计原则,主要体现在3个方面。
①集疏运关键设施设计能力按照远期高峰月日均客流的高峰小时客流1.2倍设计,以提高应对高峰冲击客流的能力;②针对较易拥堵的落客区,充分利用17号线上部空间延展落客区长度,使其由46m增长至110m,达到标准落客区长度要求;③预留特殊情况下应急交通组织空间,包括创苑路南北侧预留2处地面应急落客区;进站主匝道B1层与B2夹层预留至停车场开口,紧急情况下快进快出落客主通道可使用停车场落客周转,同时主通道与综合开发地下车库物理连通,也可实现应急疏散,苏州东站B2夹层交通场站布局及交通组织示意见图13。
3.3站城交通物理连通,适度分离
站城融合高质量发展阶段呈现更高密度、更立体、更集约化的趋势。苏州东站是高度站城融合的综合交通枢纽,机动车交通组织原则为物理空间连通、交通组织适度分离。
空间组织上,创苑路以北组织枢纽集疏散交通,创苑路与新庆东路之间组织综合开发进出为主,枢纽集疏散与综合开发交通流线示意见图14。
为提高交通场站及通道利用率、可靠性,枢组集疏运交通系统与综合开发交通系统之间实现地面、地下道路与场站空间的物理连通,例如在B1、B2夹层设置地下主通道与综合开发地库间连通接口,可根据不同阶段交通需求特征,采取相适应的运营组织方案,也为交通枢纽与综合开发交通场站资源共享创造条件,苏州东站集疏运系统与综合开发互联互通示意见图15。
.4 交通仿真评价
为验证上述交通组织方案的有效性,设计阶段利用微观交通仿真软件对枢纽车流、人流组织方案进行仿真评价。在远期高峰小时客流情景下,对包括立交匝道及进出口的交织区、冲突区,小客车集中落客区,出租车、网约车上客区及合流区等易发生拥堵的关键区域进行仿真验证,结合运行轨迹、速度、延误、排队长度数据指标,判断现有落客区、交织区能关键区域可满足枢纽客流需求,苏州东站机动车仿真评价见图16,苏州东站人流仿真评价图17。
4站城融合背景下的慢行交通组织
4.1 地下与地上双层立体人行通廊
基于站城融合理念下的枢纽设计呈现将垂直交通区设计为共享交通核、枢纽作为步行多功能社区中心的趋势。苏州东站设计南北双交通核及地下、地上双层立体通廊作为枢纽片区的公共中心,实现多维度城市缝合。
利用南北向铁路站场地上空间建设南北向空中绿廊,形成由车站向城市空间延伸的“树干状”公共空间体系,苏州东站立体步行廊道示意见图18。
通过空中绿轴将铁路地面南北站厅、地下场站、地面交通、综合开发有效串联起来,形成衔接一体的枢纽建筑群,以降低地面道路对地块之间步行连续性的切割,提高地上地下各类空间和地块可达性,使旅客活动空间延展至周边开发区域;同时利用绿轴上下空间植入社区运动场地及休闲空间,提升枢纽片区人气和土地商业价值。
利用铁路站场开挖地下一层空间,设置城市通廊,连接南北交通核,为交通枢纽人群及与城市综合开发提供无缝衔接空间,也为铁路客流集疏散提供弹性空间。
地上与地下立体步行廊道通过南北两个交通核与铁路、城市轨道、公交枢纽等实现高效互联互通,苏州东站平行铁路轨道剖面示意见图19。
4.2 非机动车停车场多向分散布置
依据需求测算,结合非机动车需求特征及来向,非机动车停车场多向分散布置。苏州东站综合交通枢纽规划设计→8处非机动车停车场,约1800个车位(不含综合开发配建车位),苏州东站非机动车停车场布局示意见图20。
5 研究结论及展望
5.1 研究结论
围绕苏州东站这一典型全地下铁路枢纽交通一体化设计案例开展系统研究,总结站城深度融合背景下交通一体化设计策略,主要包括以下4个方面。
(1)建立以公共交通为主导的交通集散模式,支撑枢纽高效集散。①确保多方式换乘中轨道交通与铁路换乘距离最近,最便捷;②为提高规划地铁与铁路的换乘效率,与铁路同步建设规划市域轨道17号线土建部分;③常规公交贴邻南广厅布置,公交换乘距离→30m。
(2)通过机动车专用路衔接高架快速路与落客区,建立效率优先、以人为本的送客系统。地下铁路枢纽在送客系统设置、集疏散道路衔接方面,与地面或高架铁路枢纽具有显著区别。苏州东站综合交通枢纽是国内首个实现快速路与落客区快速衔接的全地下铁路枢纽。采用快进快出落客主通道的设计最大限度提高进出站效率,缩短乘客垂直换乘距离。
(3)通过多层次互联互通、关键设施留有冗余,提升交通系统可靠性与韧性。地下铁路枢纽各类道路、场站应最大限度实现物理连通,包括送客主通道与地面道路间,地下交通场站间、枢纽交通与综合开发间互联互通,可大幅提升地下铁路枢纽集疏运系统灵活性与可靠性。同时,地下场站空间通视性较差,交通事故等情景更容易导致拥堵外溢,针对落客区、出租车、网约车上客区等敏感区域的设施能力均需提高冗余度,以提升枢纽交通系统可靠性。
(4)建设立体、连续的慢行空间,实现公共空间缝合、站城深度融合。作为全地下铁路枢纽,重点要加强地上、地面、地下慢行空间的衔接设计。苏州东站通过设计地上空中绿廊与地下城市通廊,实现枢纽、城市开发与公共空间在步行层面的无缝衔接,将铁路负面割裂效应转化为城市活力触媒,是实现“站城人”一体化融合的有效路径。
5.2研究展望及建议
(1)交通场站布局模式
针对地下铁路枢纽,配套交通场站与铁路站场间包括3类布局模式,①利用铁路站场前后空间布置,线站规模小时,换乘距离最近,但与综合开发交通组织难以分离,高强度开发背景下地面交通开口矛盾突出;②利用铁路站场腰部空间布置,铁路线上空间得到充分利用,但线站规模小的情况下,较前后布置模式换乘距离远;③利用站厅垂直空间设置,空间利用率最高,换乘距离最短,但目前难以满足铁路安全审批要求。国外如纽约**车站既是此类模式,其铁路站场上方地块开发容积率>15,国内的适用性以及满足国情的设计方案仍需深入探讨,凝聚共识。
(2)涉铁工程同步建设时机研判
基于站城融合的交通一体化设计存在实施主体多、空间资源紧张、产权与运营界面划分复杂等情况。方案比选涉及交通效益、投资成本、工期影响、产权运营等多角度,实际工作中,尚无可工程化推广使用的评价方法。
以苏州东站城市轨道方案比选为例。轨道17号线作为规划线路,尚未纳入到建设规划,线路存在一定不确定性,与铁路同步建设,先期投资较大,若铁路运营后建设,受铁路安全运营限制,T型换乘较难实现,L通道换乘会增加换乘距离,同时涉铁工程审批更困难、投资更大。轨道2、6号线与铁路若采用独立换乘通道,可实现不出室外换乘,并为以后安检互认、非付费区换乘留有条件,但近期建设投资大,且交通效益不明显。
综合交通枢纽一体化设计方案比选时,存在铁路投资增加,但整个枢纽工程投资减少,或者综合开发投资增加,但交通效益最优的情景,或近期投资增加,长期综合投资降低的情景;由于综合交通枢纽存在多个实施主体,有待进一步研究,建立可形成系统最优的综合评价决策机制。
(3)智慧化TOD能提升综合交通枢纽的可达性与可持续性,苏州东站在功能布局、空间组织上实现站城融合,但土建工程的融合仅是综合交通枢纽站城融合的基础,仍需在运营一体化、信息一体化、智慧化枢纽等方面开展相应工作,衔接前期一体化设计成果,才能形成以服务乘客为本,支撑城市高质量发展的站城一体化枢纽。
本文转自《铁道标准设计》——站城融合背景下全地下铁路枢纽交通一体化设计研究——以苏州东站为例,作者:孙立,董斌杰,魏家蓉,曹峰,刘夏润,房霄虹;仅用于学习分享,如涉及侵权,请联系删除! |
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