譚 倩，唐秋生，許 浩

(重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074)

汽車客運(yùn)站設(shè)計(jì)初期，因初始客流數(shù)據(jù)難以獲取等原因，導(dǎo)致汽車客運(yùn)場站規(guī)模設(shè)施大小確定以及后續(xù)布局方案帶有主觀色彩，加之高鐵民航運(yùn)輸業(yè)對傳統(tǒng)道路運(yùn)輸沖擊，導(dǎo)致現(xiàn)有汽車客運(yùn)站存在閑時(shí)資源浪費(fèi)、忙時(shí)資源緊缺等問題。面對基礎(chǔ)設(shè)施改造問題，探求一種減少基建工程、只作站內(nèi)調(diào)整的布局方案可有效減少地方財(cái)政支出，減輕政府債務(wù)壓力。

Yao等[1]詳細(xì)介紹了公交客運(yùn)站布局的概念方法；Zhang[2]引入復(fù)雜系統(tǒng)觀點(diǎn)來解決綜合交通樞紐的布局問題; Subprasom等[3]針對換乘設(shè)施的布局設(shè)計(jì)和服務(wù)質(zhì)量水平進(jìn)行評價(jià)分析；Xi[4]提出從模糊數(shù)學(xué)出發(fā)，對客運(yùn)站進(jìn)行布局規(guī)劃；還有學(xué)者從改善旅客出行環(huán)境及流線分析出發(fā)，對汽車客運(yùn)站進(jìn)行布局規(guī)劃研究[5-9]。Bandara等[10]則是針對機(jī)場進(jìn)行布局優(yōu)化。另外，國外的交通設(shè)計(jì)單位也對我國大型客運(yùn)站的功能空間布局設(shè)計(jì)做了新嘗試且有豐富的研究成果[11]。

中國公路客運(yùn)站建設(shè)和設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是《公路客運(yùn)站級別劃分和建設(shè)要求(JT/T200-2004)》和《交通客運(yùn)站建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ/T60-2012)》，其中明確了在各級別場站下，各功能區(qū)的規(guī)模計(jì)算方法。張三省等[12]介紹了汽車客運(yùn)站各個(gè)功能區(qū)之間的布置方式等;邱麗麗等[13]對國外重要綜合交通樞紐站布局特點(diǎn)進(jìn)行研究分析，為國內(nèi)客運(yùn)站布局規(guī)劃提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考；曹振熙[14]分析了客運(yùn)場站在設(shè)計(jì)中需要注意的問題，其中重點(diǎn)提到站內(nèi)布置形式對流線組織的影響；尹繼潔[15]建立相應(yīng)的布局評價(jià)指標(biāo),采用模糊綜合評價(jià)結(jié)合層次分析法進(jìn)行分析評價(jià)；楊琳[16]對公路客運(yùn)樞紐客流量預(yù)測、場站規(guī)模測算以及布局方法進(jìn)行了詳細(xì)研究分析；姬利偉[17]提出以權(quán)重關(guān)系為基礎(chǔ)，確定各功能區(qū)位置及空間序列關(guān)系，從而獲得最優(yōu)的空間布局; 黃莉莉[18]從場站外部交通流向角度考慮了平面布局問題。

部分學(xué)者結(jié)合SLP和其他方法，對空港客運(yùn)樞紐交通場站、停機(jī)坪進(jìn)行布局設(shè)計(jì)[19-20]；谷樂陽[21]引入改進(jìn)的SLP研究了鐵路物流中心功能區(qū)布局，和傳統(tǒng)布局相比，驗(yàn)證了模型和算法的有效性；李先鋒等[22]利用改進(jìn)SLP方法對天津站進(jìn)行布局優(yōu)化，得到更為合理的大型客運(yùn)站商業(yè)布局方案；還有部分學(xué)者利用TOPSIS方法或是再結(jié)合熵值法等建立樞紐布局優(yōu)化指標(biāo)體系[23-24]。

綜上，目前針對公路客運(yùn)站客流量預(yù)測、選址布局等換乘組織方面的研究較為成熟豐富，關(guān)于客運(yùn)站內(nèi)部功能區(qū)布局的研究不多。因此，文中將廣泛應(yīng)用在物流園區(qū)和生產(chǎn)車間布局規(guī)劃中的SLP方法進(jìn)行改進(jìn)，使之適應(yīng)客運(yùn)站交通場站的布局特點(diǎn)，并將其應(yīng)用于交通場站布局，再建立一套綜合評價(jià)方法進(jìn)行方案比選。

1 客運(yùn)站功能區(qū)分類

1.1 站內(nèi)流線分析

根據(jù)公路客運(yùn)旅游集散中心的基本功能以及延伸功能，在場站內(nèi)部合理設(shè)置對應(yīng)區(qū)域完成服務(wù)，并由工藝流線將各個(gè)區(qū)域進(jìn)行連接。功能區(qū)的合理設(shè)置是汽車客運(yùn)站級別的主要因素，也為場站內(nèi)部站房的平面布置設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

按照汽車客運(yùn)站功能定位以及旅客乘坐流程，總工藝流線如圖1所示。

圖1 客運(yùn)站總工藝流線

1.2 站內(nèi)功能分區(qū)

根據(jù)汽車客運(yùn)站內(nèi)服務(wù)功能及流線，結(jié)合文獻(xiàn)[12]，劃定主站房內(nèi)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能分區(qū)(見表1)。

表1 主站房功能分區(qū)

2 站內(nèi)布局存在問題及影響因素

2.1 存在問題

1)追求規(guī)模化。經(jīng)過實(shí)地調(diào)研，全國各地的汽車客運(yùn)站大部分處于不同程度的虧損中。一方面是受高鐵和民航?jīng)_擊較大，造成客流短缺；另一方面是最高聚集人數(shù)的測算方法效果不佳，將汽車客運(yùn)站定義為一二級客運(yùn)站，遠(yuǎn)超實(shí)際需求。

2)設(shè)計(jì)主觀性強(qiáng)。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行場站設(shè)計(jì)時(shí)，其規(guī)模大小可按照規(guī)范進(jìn)行確定，但在確定基礎(chǔ)設(shè)施和站房內(nèi)部用地大小時(shí)，缺乏相應(yīng)理論指導(dǎo)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行總體平面圖設(shè)計(jì)時(shí)完全根據(jù)主觀臆測，憑借個(gè)人傾向?qū)⒏鞴δ軈^(qū)按照圖紙美觀的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，未綜合考慮流線設(shè)計(jì)、運(yùn)營效率等問題。

3)流線設(shè)計(jì)問題。部分汽車客運(yùn)站的車輛工藝流程和站房內(nèi)部工藝流程布置不合理，實(shí)地調(diào)研后，絕大部分汽車客運(yùn)站將車輛流線中的輔助生產(chǎn)設(shè)施布置在離發(fā)車位等關(guān)鍵設(shè)施較遠(yuǎn)的角落，極大增加了車輛在站房內(nèi)部的迂回、交叉幾率。

2.2 影響因素

1)最高聚集人數(shù)。最高聚集人數(shù)是中心布局的重要影響因素，其具體大小將直接決定各設(shè)施規(guī)模大小、流線布置方式以及各功能區(qū)面積大小。

2)客流組成影響。不同類型的客運(yùn)站功能區(qū)結(jié)構(gòu)不同,在很大程度上依賴于客流組成成分，針對不同的需求人群，功能區(qū)布局也隨之變化。

3)功能區(qū)間客流強(qiáng)度。功能區(qū)之間的客流強(qiáng)度將直接影響功能區(qū)相對位置關(guān)系，客流強(qiáng)度較大的功能區(qū)理論上應(yīng)盡量靠近，以減少站內(nèi)旅客總步行時(shí)長；客流強(qiáng)度較小的功能區(qū)則在布局方案中優(yōu)先級較低。

3 基于SLP方法的布局模型

SLP方法是常運(yùn)用在物流中心、倉庫場站設(shè)計(jì)中的布局規(guī)劃方法。在前文中提到缺少相關(guān)規(guī)范和方法對汽車客運(yùn)站布局進(jìn)行系統(tǒng)指導(dǎo)，更多的是設(shè)計(jì)人員的主觀傾向。SLP方法中的物流強(qiáng)度、作業(yè)區(qū)等概念和汽車客運(yùn)站的客流量、功能區(qū)劃分等概念高度相似，且其設(shè)計(jì)原理相近，文中將嘗試使用SLP方法解決汽車客運(yùn)站內(nèi)部功能區(qū)布置問題。

3.1 SLP方法基本要素

按照SLP的布局理論觀點(diǎn)，對客運(yùn)站功能區(qū)布局優(yōu)化中的各項(xiàng)相關(guān)基本要素進(jìn)行分析。其中客流和流線作為重點(diǎn)分析對象。

服務(wù)P(Product)：在客運(yùn)站功能區(qū)布局優(yōu)化中，P是指站內(nèi)功能區(qū)。

客流Q(Quantity)：是指各功能區(qū)的人流量、各流線上的人流量以及旅客對于不同交通功能區(qū)的需求數(shù)量?？土髦苯佑绊懼δ軈^(qū)的規(guī)模、功能區(qū)間相關(guān)度等，為準(zhǔn)確測定客流量，基于旅游客運(yùn)站實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)，搜集各功能區(qū)間的人流量變化。

流線R(Routing)：是指客流的移動路線。流線反映了各功能區(qū)之間的聯(lián)系，SLP法的設(shè)計(jì)原則是使流線簡單直截了當(dāng)，減少不必要的路線，并盡量使移動距離、往返次數(shù)、耗費(fèi)等因素降到最低。

輔助設(shè)施S(Supporting Service)：除去功能區(qū)所在區(qū)域外的其他區(qū)域。

時(shí)間T(Time)：縮短旅客前往功能區(qū)的步行時(shí)間，減少功能區(qū)對旅客流線的干擾都是節(jié)約旅客時(shí)間的體現(xiàn)。

3.2 SLP算法流程

Step1客流關(guān)系：首先對各功能區(qū)進(jìn)行編號，根據(jù)客流數(shù)據(jù)編制得出客流強(qiáng)度從至表，再由客流強(qiáng)度從至表獲得客流強(qiáng)度矩陣

(1)

其中有

z=max(Ω)-min(Ω)

(2)

(3)

式中：A為作業(yè)單位功能區(qū)關(guān)聯(lián)度為絕對重要；E為功能區(qū)相互關(guān)系為特別重要；I為功能區(qū)相互關(guān)系為重要；O為功能區(qū)相互關(guān)系為一般；U為功能區(qū)相互關(guān)系為不重要；uij為功能區(qū)i,j的客流關(guān)系；z為客流強(qiáng)度的跨度區(qū)間。

Step2非客流關(guān)系：得到客流關(guān)系Qij之后，非客流關(guān)系也需要對各功能區(qū)的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行分級。在確定非客流關(guān)系時(shí)，由于它只是定性分析，不能像客流的相關(guān)性那樣通過客流強(qiáng)度直接量化其重要性。只有通過定性評價(jià)，如詢問、經(jīng)驗(yàn)判斷、專家會議、德爾菲法、頭腦風(fēng)暴法等，才能最終得到非客流關(guān)系Dij。

(4)

Step3綜合相關(guān)性：通過加權(quán)取值確定客流與非客流關(guān)系的綜合重要性。

Zij=μ·Dij+ε·Qij

μ:ε?[1/3,3]

(5)

一般來說，Qij與Dij的比例應(yīng)在1∶3～3∶1之間。如果該比例小于1∶3，則意味著非客流關(guān)系處于主導(dǎo)地位，并且可以考慮非客流關(guān)系對布局的所有影響；如果該比例大于3∶1，則意味著客流關(guān)系在布局中占據(jù)主導(dǎo)地位。

Step4客流強(qiáng)度等級表：根據(jù)各個(gè)功能區(qū)之間客流量的大小，結(jié)合從至表和客流相互關(guān)系等級劃分比例得出各功能區(qū)強(qiáng)度關(guān)系表，為后續(xù)布局提供位置參考。

4 布局方案選優(yōu)

4.1 指標(biāo)選取

SLP方法在理論上解釋了功能區(qū)之間的最佳布局方式，但在實(shí)際布局方案中，會因總平面規(guī)模大小等物理限制，導(dǎo)致無法完全按照SLP方法結(jié)果進(jìn)行布局，因此存在多種布局情況，文中引入實(shí)際布局與理想布局的差異作為定量指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。

4.2 指標(biāo)權(quán)重

評價(jià)系統(tǒng)中存在i個(gè)評價(jià)對象，指標(biāo)體系中包括j個(gè)評價(jià)指標(biāo)，從而得到一個(gè)i×j的原始數(shù)據(jù)評價(jià)矩陣。

1)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

在評價(jià)系統(tǒng)中，指標(biāo)的維度、維度單位和正負(fù)取向可能存在差異。因此，在評估系統(tǒng)時(shí)，數(shù)據(jù)應(yīng)該首先標(biāo)準(zhǔn)化。對于正指標(biāo)，指數(shù)值越大越好。對于負(fù)指標(biāo)，指標(biāo)值越小越好。算式為

(6)

式中:xij為第i個(gè)評價(jià)對象的第j項(xiàng)指標(biāo)，xjmin為第j項(xiàng)指標(biāo)的最小值，xjmax為第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值。

由此得到數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣

(7)

標(biāo)準(zhǔn)矩陣歸一化

(8)

由此可得標(biāo)準(zhǔn)矩陣

Pij=(pij)n×m

(9)

2)第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵

(10)

3)第j個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)

gj=1-ej,j=1,2,…,m

(11)

4)第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重

(12)

4.3 基于TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)度分析的方案選優(yōu)

TOPSIS法和關(guān)聯(lián)分析方法都是將各種方案列為矩陣，計(jì)算其與最優(yōu)解的接近程度來確定方案優(yōu)劣。

1)規(guī)范定量指標(biāo)矩陣并加權(quán)

(13)

2)計(jì)算指標(biāo)正負(fù)最優(yōu)解取值

(14)

3)計(jì)算各方案與最優(yōu)解的歐氏空間距離

(15)

4)計(jì)算各方案的灰色關(guān)聯(lián)度

(16)

其中

(17)

式中:ε?(0,1)為分辨系數(shù)，一般取0.5即可。

最后

(18)

5)確定各方案最終得分大小，確定最優(yōu)方案。首先進(jìn)行無量綱化，使各方案指標(biāo)處于可比較狀態(tài)

(19)

計(jì)算貼近程度

(20)

確定方案得分，進(jìn)行優(yōu)劣排序

(21)

通過上述方法，將SLP方法布局得出的多個(gè)方案，按照不同客流強(qiáng)度等級指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，最終得出最優(yōu)方案。

5 算 例

根據(jù)前文構(gòu)建的布局方案設(shè)計(jì)模型，文中選取黃山公路客運(yùn)站作為算例進(jìn)行分析，黃山旅游客運(yùn)中心設(shè)計(jì)年度為2025年，設(shè)計(jì)發(fā)送旅客能力為15 000人次·d-1，根據(jù)規(guī)范要求，本項(xiàng)目按照一級車站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。占地面積53 315 m2，總建筑面積58 625 m2，容積率0.98，建筑密度15.54%，綠化率26%。先將各功能區(qū)編號，如表2所示。

表2 功能區(qū)編號

根據(jù)在黃山旅游客運(yùn)中心的實(shí)地調(diào)研得到各功能區(qū)之間的人流量數(shù)據(jù)。從工作人員及黃山旅游中心站內(nèi)安檢口閘機(jī)AFC數(shù)據(jù)獲取客流數(shù)據(jù)并加以分析，得到在日客流量13 047人時(shí)的總客流強(qiáng)度從至表(見表3)。

表3 客流強(qiáng)度從至

根據(jù)各個(gè)功能區(qū)之間的客流量大小，結(jié)合從至表和客流相互關(guān)系等級劃分比例得出強(qiáng)度關(guān)系表(見表4)。根據(jù)上述分析以及客流強(qiáng)度關(guān)系，結(jié)合實(shí)際站房面積大小、流線情況，剔除不滿足功能區(qū)客流強(qiáng)度關(guān)系、客流強(qiáng)度關(guān)系不合理以及不符合現(xiàn)有面積情況的布局方案，得到4種較優(yōu)方案進(jìn)行評價(jià)選優(yōu)(見圖2)。

針對前述4種布局方案，首先確定每個(gè)方案與SLP法最優(yōu)化結(jié)果的契合度(見表5),得到指標(biāo)矩陣后進(jìn)行權(quán)重確定(見表6)。最終進(jìn)行TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)度評價(jià)法的方案選優(yōu)，如表7所示。由表7可知，評價(jià)方案得分排名由高到低依次為：方案2，方案3，方案4，方案1。

表5 方案契合度

表6 指標(biāo)權(quán)重

表7 方案評價(jià)得分

根據(jù)評價(jià)方案，方案2和方案3綜合評分相差無幾。一方面，雖然商戶區(qū)和商旅中心的特征及屬性存在差異，但由于消費(fèi)心理等影響，它們存在一定的“鯰魚效應(yīng)”，旅客在進(jìn)行某項(xiàng)消費(fèi)時(shí)，對另一項(xiàng)服務(wù)的消費(fèi)趨勢會增強(qiáng)，如若將商旅中心和商戶區(qū)布置得更近，既方便旅游服務(wù)消費(fèi)，也利于刺激消費(fèi)欲望，增強(qiáng)功能區(qū)之間的聯(lián)動效應(yīng)；另一方面，根據(jù)流線分析，旅游客運(yùn)中心商戶區(qū)和商旅中心的人流量較多，將它們放置在一側(cè)，可防止干擾旅客安檢進(jìn)站乘車流線。另外，后勤流線是客運(yùn)站運(yùn)營的重要保障，站務(wù)用房屬于后勤流線，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免與旅客消費(fèi)流線以及乘車流線交叉。

綜上，選擇方案2作為最終站房內(nèi)部各功能區(qū)布局方案，該布置方案有利于開展黃山旅游客運(yùn)樞紐的正常運(yùn)營流程。除此之外，筆者還建議將商戶區(qū)分別均勻布置在候車廳及客運(yùn)站大廳，因?yàn)槁每驮诤蜍噺d內(nèi)的時(shí)間緊張程度小，如果有消費(fèi)需求，消費(fèi)意愿更強(qiáng)。此時(shí)應(yīng)避免同類型商戶區(qū)扎堆布置，減少不必要的競爭關(guān)系。

6 結(jié) 論

1) 提出利用SLP方法對汽車客運(yùn)站的功能區(qū)進(jìn)行劃分布局，運(yùn)用熵權(quán)法、TOPSIS評價(jià)法以及灰色關(guān)聯(lián)度分析方法進(jìn)行方案的確定和選優(yōu)。

2)利用黃山旅游客運(yùn)樞紐進(jìn)行實(shí)證分析，其中達(dá)到A級關(guān)系的功能區(qū)對3組、E級6組、I級8組、O級11組、U級8組，按照SLP法得到了4種布局方案。

3)按照設(shè)定的定量指標(biāo)，避免定性的主觀評價(jià)，使用TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)度分析綜合而成的評價(jià)方法，最終在4個(gè)備選方案中確定方案2為最優(yōu)方案，其評分為0.794 1。