趙 奕 周雪梅 楊曉光 王斯碩

（1鐵道部工程設(shè)計(jì)鑒定中心 副主任，北京 100038；2同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海200092）

0 引言

根據(jù)《中長(zhǎng)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(jìn)行了補(bǔ)充，客運(yùn)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(tái)站七站布置格局，見(jiàn)圖1。其中，北京豐臺(tái)站定位為高速客站，旅客發(fā)送量2020年為 3 950萬(wàn)人/年，2030年 6 350萬(wàn)人/年，主要承擔(dān)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(dān)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(guò)作業(yè)，承擔(dān)京廣客專、京石城際鐵路經(jīng)地下直徑線的通過(guò)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(shí)間、提高客運(yùn)系統(tǒng)整體效率的需求越來(lái)越迫切，高速鐵路客運(yùn)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(diǎn)。北京豐臺(tái)站具有客流大、可達(dá)性和易達(dá)性要求高、車站周邊土地利用開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，其換乘客流規(guī)模和時(shí)空分布預(yù)測(cè)、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(píng)價(jià)的依據(jù)，是城市交通系統(tǒng)運(yùn)行效率的必要保證。

1 國(guó)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(lái)的出行成本變化和可達(dá)性提高等對(duì)居民行為的影響，提出了與交通可達(dá)性對(duì)應(yīng)的“三個(gè)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(guó)內(nèi)外69個(gè)鐵路客運(yùn)樞紐地區(qū)的衛(wèi)星圖片，對(duì)其路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)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(jí)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(guó)高速鐵路客站與城市的交通銜接，分析了法國(guó)高鐵周邊路網(wǎng)規(guī)劃的特點(diǎn)。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(duì)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(jì)的文獻(xiàn)未見(jiàn)發(fā)表。

本文在以往研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)北京豐臺(tái)站既有條件的分析與評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)樞紐交通需求，評(píng)價(jià)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(jì)，優(yōu)化樞紐區(qū)域交通系統(tǒng)，滿足新建高速鐵路客站對(duì)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(tái)站位于北京市西南部豐臺(tái)區(qū)，規(guī)劃范圍為南起南四環(huán)路，北至豐臺(tái)北路，西起西四環(huán)路，東至京開(kāi)高速，約16.1 km2，見(jiàn)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(wàn)壽路、西三環(huán)路、西二環(huán)路—京開(kāi)路。目前研究范圍內(nèi)快速路大部分已經(jīng)按規(guī)劃實(shí)施（麗澤路除外）；主干路除廣外大街、萬(wàn)壽路外大都未按規(guī)劃實(shí)施。

規(guī)劃區(qū)域緊鄰規(guī)劃麗澤金融商務(wù)區(qū)與豐臺(tái)總部基地，鐵路以北地區(qū)現(xiàn)狀為豐臺(tái)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(wàn)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(tái)樞紐區(qū)域交通影響范圍包括三個(gè)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(jìn)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(kāi)高速4條快速路匯集于此，并在此范圍內(nèi)開(kāi)始聚集，對(duì)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(jiàn)圖3。

圖3 豐臺(tái)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(tái)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(shí)現(xiàn)。周邊快速路承擔(dān)著大量長(zhǎng)距離過(guò)境交通，南北方向高峰時(shí)段較擁堵，東西向壓力相對(duì)較小。西南三環(huán)、西南四環(huán)、東大街、豐臺(tái)東路機(jī)動(dòng)車流量較大，具體見(jiàn)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(lái)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(guò)西三環(huán)的道路，進(jìn)出西三環(huán)的車輛加大交叉口壓力。豐臺(tái)東路是區(qū)域內(nèi)唯一東西貫通的道路，進(jìn)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(guò)南四環(huán)的道路，南四環(huán)出來(lái)的轉(zhuǎn)向車流使交叉口壓力增大。

圖5 西南四環(huán)機(jī)動(dòng)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(dá)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(guó)內(nèi)外城市鐵路客站交通疏散方式比例，考慮北京豐臺(tái)站的具體實(shí)際，推薦北京豐臺(tái)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(cè)得到各交通方式場(chǎng)站面積。計(jì)算得到2020年和2030年軌道交通10號(hào)線和16號(hào)線高峰小時(shí)運(yùn)送能力能夠承擔(dān)豐臺(tái)站鐵路客流量的62%以上，遠(yuǎn)期兩條軌道線路運(yùn)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(tái)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(shí)現(xiàn)狀交通壓力較大，因此提出以下交通策略設(shè)計(jì)、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(jì)方案

策略一：鼓勵(lì)公共交通換乘，保證大運(yùn)能交通方式及特殊交通集散?；诠┬杳軜O為突出問(wèn)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(jìn)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(shí)間。如優(yōu)化地鐵站臺(tái)和公交站臺(tái)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(yùn)交通樞紐建設(shè)，在彼此聯(lián)系不方便的樞紐或集散點(diǎn)之間設(shè)置直達(dá)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(gè)樞紐完成，減少小汽車進(jìn)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(jìn)出樞紐的公共汽車、出租車、VIP和高乘坐率車優(yōu)先，當(dāng)出租車交通需求過(guò)大時(shí)可采取高乘坐率車或單雙號(hào)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(jī)場(chǎng)巴士的情況，選擇部分站點(diǎn)作為高鐵接駁巴士站點(diǎn)，為高鐵提供準(zhǔn)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(jìn)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(zhǔn)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(duì)區(qū)域內(nèi)道路網(wǎng)進(jìn)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(tái)樞紐至西南三環(huán)段），暫不連通正陽(yáng)大街；通過(guò)性交通由豐管路—東大街—正陽(yáng)大街承擔(dān)。提高豐管路的通行能力，并處理好東大街與正陽(yáng)大街的交叉口設(shè)計(jì)。

策略三：嚴(yán)格實(shí)施土地開(kāi)發(fā)與樞紐及路網(wǎng)容量協(xié)調(diào)規(guī)劃設(shè)計(jì)。 規(guī)劃與設(shè)計(jì)及管理等前提條件應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，適當(dāng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

樞紐和路網(wǎng)的集散能力有其極限，土地開(kāi)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(guò)樞紐和路網(wǎng)的集散能力極限值。應(yīng)以此對(duì)周邊土地利用的性質(zhì)、容積度等進(jìn)行嚴(yán)格控制，并對(duì)今后新建項(xiàng)目進(jìn)行交通影響評(píng)價(jià)，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(yuǎn)期結(jié)合進(jìn)行。多樣化交通管理是平衡靜態(tài)設(shè)施與動(dòng)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(jī)動(dòng)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(jìn)出樞紐，確有必要時(shí)只允許公交車進(jìn)出快速高架連接線。

4.2 中微觀交通組織方案

過(guò)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(lái)、高架回交通組織方案。

雙向高架連接樞紐落客平臺(tái)與快速環(huán)路，高峰時(shí)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(jìn)入通行；增設(shè)下匝道利用地面道路疏散返回車流；南廣場(chǎng)增設(shè)地面專用支路，方便車輛進(jìn)出南廣場(chǎng)。見(jiàn)圖6。

高峰時(shí)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(guò)高架進(jìn)出；（3）私人小汽車在高峰時(shí)采用地面道路進(jìn)出，多路徑疏散。

方案二：有條件高架來(lái)、地面回交通組織方案。

單向高架連接樞紐落客平臺(tái)與快速環(huán)路，快速進(jìn)站；返回車流通過(guò)地面道路多方向疏散。見(jiàn)圖7。

方案三：地面來(lái)、地面回交通組織方案。

進(jìn)出車流利用地面道路多方向集疏散，成本低，對(duì)環(huán)境影響?。粚?duì)周邊地面道路影響大。見(jiàn)圖8。

針對(duì)以上三個(gè)方案，提出以下交通管理措施：根據(jù)路面機(jī)動(dòng)車的飽和情況，適當(dāng)?shù)貙?duì)私家車或出租車限行；根據(jù)路面機(jī)動(dòng)車的飽和情況，對(duì)周邊路網(wǎng)和交叉口進(jìn)行單行或禁左等管理；加強(qiáng)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(shí)時(shí)合理的引導(dǎo)；加強(qiáng)交通語(yǔ)言的系統(tǒng)性與連續(xù)性。

4.3 方案評(píng)價(jià)及建議

本次評(píng)價(jià)將2020年早高峰時(shí)段交通流量預(yù)測(cè)結(jié)果作為無(wú)樞紐條件下的背景流量，對(duì)比分析2020年無(wú)豐臺(tái)樞紐和有樞紐（三個(gè)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(diǎn)分析規(guī)劃年各方案之間橫向比選的合理性，運(yùn)用交通仿真軟件對(duì)以上方案進(jìn)行模擬，得到以下評(píng)價(jià)結(jié)果，見(jiàn)圖9、圖10。

由以上仿真評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，有樞紐條件下方案一對(duì)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(guò)回環(huán)匝道連接地面交通負(fù)荷較低的道路，逐級(jí)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(dǎo)駕駛員根據(jù)實(shí)時(shí)路況合理選擇進(jìn)出站路徑，避免所有車輛都走環(huán)路，減小對(duì)環(huán)路交通的影響；也可避免所有車輛走地面道路，減小對(duì)周邊地面道路交通的影響；通過(guò)合理配置資源，動(dòng)態(tài)引導(dǎo)，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(duì)樞紐周邊路網(wǎng)進(jìn)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(shí)建議在后期道路網(wǎng)規(guī)劃中，提出基于路網(wǎng)交通承擔(dān)能力的規(guī)劃調(diào)整策略，在增加交通設(shè)施供給的同時(shí)限制交通需求。同時(shí)配合樞紐加快建設(shè)（擴(kuò)建）四合莊西路、萬(wàn)壽路南延、豐管路等主干路，豐臺(tái)東路、東貨場(chǎng)路等次干路，樞紐南廣場(chǎng)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(yùn)量大、旅客列車密集到發(fā)、中長(zhǎng)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(diǎn)連接高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，成為城市客流的主要集散點(diǎn)，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(jìn)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(shí)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(shí)，也給樞紐區(qū)域交通帶來(lái)一定的壓力，提出一系列新的問(wèn)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(jìn)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(wèn)題，提出了基于路網(wǎng)約束的交通策略設(shè)計(jì)、交通改善方案和措施，運(yùn)用交通仿真軟件對(duì)樞紐周邊主要路段的平均車速進(jìn)行仿真分析，并比較了方案優(yōu)劣，給出了推薦方案，同時(shí)提出了交通需求管理措施和交通組織方式。研究成果對(duì)于提高我國(guó)鐵路客站綜合交通體系運(yùn)行效率，進(jìn)一步發(fā)展多方式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)，改善居民出行條件具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002(10)

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

[5]韓兵,過(guò)秀成,李星,孔哲.邊緣型高速鐵路樞紐地區(qū)路網(wǎng)布局研究[J].現(xiàn)代城市研究,2010(7)

[6]陳嵐,韓林飛.法國(guó)高速鐵路客站研究（四）——車站與城市的交通銜接[J].中國(guó)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(xué)學(xué)報(bào),2009(2)