长沙南站与磁浮接驳通道比选方案设计

长沙南站与磁浮换乘通道比选方案设计第一章绪论.1.1研究的背景与意义今时今日，高速铁路已成为地面上最快捷的公共交通方式，而中国的高铁建造技术已处于世界领先地位，发展高铁必将成为中国未来交通建设的重中之重。长沙作为“高铁时代”无可争议的全国性交通枢纽城市。于2009年底开通的高铁平均每天发车50对以上，最短时间间隔仅7分钟，基本实现了“公交化”的发车频率，它的运行意味着长沙高铁公交化时代提前到来。长沙南站是京广高铁与沪昆高铁的交汇点，高铁列车在长沙南站全部都停，它是中南地区的路网性铁路客运中心、长沙高铁新城的重要组成部分。是我国“四纵四横”快速铁路网建设取得的重要进展。快速、便捷的特性是人们选择高铁的首要理由，但是与高铁换乘的城市公共交通系统能否与其快捷程度相匹配，成为一大疑问。面对“高铁时代”这样一个历史性的发展机遇，高铁与城市公共交通无缝对接的呼声越来越高。本文以长沙南站与公共交通的换乘系统为研究对象，基于对国内外高铁站建设经验的研究，和作者在工作日、周末和节假日对武汉站及周边配套设施进行的现场调查，对长沙南站与磁浮列车系统进行了分析，从提高换乘效率和换乘舒适性两方面对长沙站提出了导向性建议，以期为全国交通系统跨入“高铁时代”提供借鉴。磁悬浮列车的开通极大缩短了道路沿线城市外部范围的交通出行时间，产生明显的“时空压缩”效应，带来了大量客流的涌入，同时极大刺激了人们的出行需求，城市交通与高铁站的换乘面临巨大挑战.为承接高铁对远位移带来的快速便捷效应，实现城市交通与高铁站的高效对接。1.2相关概念界定考虑高速铁路乘客具有类似航空旅客的高时间价值交通出行特征，分析了高铁客流特点与高铁车站换乘交通要求。通过对国内外高铁车站换乘交通实例分析,总结了高铁车站换乘交通系统设计方法。根据KomeiSasaki(1997)、OskarFrdidh(2008)等学者对日本新干线和欧洲高速铁路的研究，两小时是高速铁路竞争的核心范围，当旅途长度为500〜600km,或者旅行时间为两小时左右时，高速铁路比航空运输更具竞争优势。倘若在两地间乘坐高铁全程只需广2h,但在市内的交通换乘、进出站却要消耗与之相近的时间，那么高铁所带来的高速率远距离的位移将失去意义。所以，高速化的公共交通工具必然要求便捷的交通流线组织和快速的综合交通换乘系统之相匹配。刘萍(2007)、宗凯(2011)、李胜全(2011)等研究认为：为了追求整体运行效率的最大化，“通过式”的站场设计模式必将取代“等候式”的传统模式。“通过式”的设计强调最短的换乘时间，使乘客在各种交通工具间的转换成为一个连续的过程，因而必须首先考虑到乘客能快速到达城市公共交通工具候车点，其次是换乘交通工具的抵达时间与高铁列车及火车的到站时间相匹配。所以，史嘉玮(2005)、王晶(2011)等将研究重点放在了交通枢纽的建设方式上，他们将交通枢纽定义为实现多模式转换的平台，是不同交通方式、不同方向客流的转换点。借助综合交通枢纽的建设，将多种交通模式集约地整合在立体站场之内，有效地组织和引导乘客向站场内的其他交通方式移动，将大大提高旅客的机动性，满足旅客高效抵达目的地的需求。1.3研究的内容与方法1.3.1研究内容及框架研究发现：在换乘结构特征上,大中城市以公共交通为主、出租车为辅，此外，快速公共交通有取代普通公共交通的趋势；在换剩寸间特征上，大中城市共同特征在于非公共交通比公共交通更为敏感，其可承受时间范围小于公共交通同时大城市交通用时大于中等城市;在换乘空间特征上大中城市各交通方式出行存在3个圈1层结构，分别为混合交通换乘空冋帯、公共交通换乘空冋带和长途交通换乘空间带.在此基础上，文章从高铁站和城市交通换乘的结构特征、时间距离、空冋圈层和换乘方式差异总结出大中城市的城市交通和高铁站换乘的模式，并提出城市交通和高铁站高效换乘的对策建议,即通过建设公共交通网络、建设快速公共交通体系、解决交通拥堵问题和强化便捷换乘等几种措施实现城市交通与高铁站的顺畅换乘.1.3.2研究方法本次调査主要采用四种方法，分别是实地勘查、访谈调查、问卷调查以及资料文献查阅。本文对收集到的相关信息和数据进行了定性和定量分析，总结后提出了适当的意见和建议。调查群体属性特征（1） 群体年龄年轻化长沙南站的乘客年龄83%分布在18~40岁之间，说明高铁这•新型出行方式较受青壮年欢迎。（2） 受教育程度和收入较高在将近400份的问卷中能够发现受访者的职业以企业员工、销售人员、公务员、工程师、技术研发人员、医生、私营业主、大学生和一些自由职业者为主；一半以上受过高等教育；收入水平较高，月收入主要分布在3000^6000元不等。（3） 乘坐目的及选择方式的多样化接近一半乘客是以出差为目的乘坐高铁的，说明高铁舒适快捷的特性受到商务、办公人员的青睐。旅游和回家探亲各占大约20%,说明高铁这个交通方式己融入到普通的市民生活之中，还有8%的乘客选择高铁作为中途转车的手段（图1）。1.4研究的主要创新点高速铁路（以下简称高铁）在很大程度上解决了大通道上大量旅客快速输送的问题，极大缩短了高铁沿线城市外部范围的交通出行时间，产生明显的“时空压缩”效应”，实现了居民小长假的远程旅游、双休日的中程旅游，一定程度上避免了中远程旅游对黄金周的依赖，缓解出游时间的集中性，提高了旅游质量口，，但同时又极易在节假日期间给旅游地带来井喷式的客流高峰，对城市内部交通带来巨大压力，对城市交通流线组织和快速综合的交通换乘系统提出挑战。如图1所示，高铁开通前，普通铁路客流运载量相对较低，非重大节假日期间的客流量在城市交通可疏散范围内，城市内部交通较为畅通。但随着高铁的开通，高铁的快速、安全和高效等特点以及居民日益增长的跨城流动需求促进了大量客流涌入城市，造成城市交通使用效率大大提升，带来严重的交通拥堵和不便等问题。例如，2009年武广高铁开通，从广州到武汉乘坐高铁仅需3~4个小时，武汉大学樱花游随之成为武汉清明前后火爆的旅游项目。2010年仅3月21日、22日两天便有300多个高铁旅游团前往武汉大学赏樱，外地游客数量创历年之最，但游客到达武汉后在市内动辄堵车两三个小时，导致城市交通与高铁站接轨不畅。本文主要以长沙南站与市内磁浮交通系统换乘为研究对象，通过与传统交通方式的对比，提高各种交通系统的无缝对接水平，以期提高高铁与城市交通换乘的效率与换乘舒适性。第二章长沙南站与磁浮换乘通道的发展历程及相关理论研究综述2.1影响长沙南站与磁浮换乘通道交通换乘规划研究的基础理论.当前我国正处于高铁枢纽的大规模建设当中，迫切需要相关理论的指导。大型高铁枢纽交通换乘规划与设计理论研究方面还相对不足。所以，以国内外相关案例的分析研究为基础，以系统论、可持续交通理论和绿色交通理念为指导，整体考虑高铁枢纽换乘规划与城市发展的关系，借鉴传统铁路客站的相关理论研究成果，构筑基于“绿色换乘”的大型高铁枢纽交通换乘规划理论也就成为本次研究的重点。2.2案例分析以上海虹桥与日本东京站为例，二者皆是世界范围内综合交通枢纽建设的先进案例：东京站是日本最大的客运枢纽站，也是东京都最大的客流中心之一。高速铁路、既有线铁路、地下铁路在东京站全交织在一起，构成了一个理想和完善的城市轨道交通系统。东京站的站场采用多层次多功能的立体结构布局，充分利用立体空间和高架设施，将不同线路从空间上隔离，避免了平面交叉造成的干扰，大大提高了交通运输能力。整个东京站地下有5层，地上2层，在地下1、4、5层设置的是地铁和既有线路。整个东京站共建有15面站台，30条到发线。东京站针对乘客的引导服务系统也十分健全。在售票大厅、交换大厅、各个进出站口以及地上地下电梯口处，均可找到各种固定引导标识牌和电子屏幕，对换乘的引导十分清晰。所以，无论是各方向接发列车的运输能力，还是各线路之间乘客的换乘条件，东京站都堪称优越。上海虹桥综合交通枢纽集民用航空、高速铁路、城际铁路、高速公路客运、城市轨道交通、公交巴士、出租车等多种交通方式，设计了口乘客吞吐量110万人次和6.4人次换乘转运量。虹桥站建筑综合体集合了多种交通站场的功能，由西至东分别是西交通中心、高铁、磁悬浮、东交通中心、虹桥机场西航站楼（图2）o站场设计充分考虑了综合性和人性化的要求。综合性是指多种交通功能综合设置，内外交通紧密衔接、不同交通方式集中换乘；人性化是指以旅客为本，无缝衔接，换乘便捷，运转高效。其中在东交通中心集中设置公

交巴士东站及候车大厅，包括长途巳士和线路巳士，服务于机场与磁悬浮列车的旅客换乘。在西交通中心设置公交巴士西站和大型地下停车库。铁路乘客出站在地下一层，该层也是铁路乘客转换其他交通工具的换乘层。站场内共设置了5条地铁线路与周边区域相连，选择乘坐地铁的乘客，可直接进入地下一层中央功能区东侧的地铁换乘大厅进行换乘。换乘常规公交和长途汽车的乘客可沿自动扶梯上升到地面层。社会车库分别设在东西广场地下层，乘客可通过步行通道到达。换乘岀租车的乘客可通过专用通道到达地下出租车上客平台乘2.3可持续交通理论随着城市化进程不断向前发展，城市人口的聚集和机动车拥有量的增长给有限的城市交通基础设施带来了越来越大的压力。交通拥挤、交通事故、交通污染和资源消耗等问题的口益激化使人类社会开始逐渐认识到理应转变现有的城市交通发展模式和发展观念，才有可能缓解当前的城市交通发展危机。传统的城市交通发展模式只考虑到社会、经济和城市交通之间的协调发展，而没有意识到资源环境是支撑社会、经济和交通发展的基石。可持续发展思想认识到传统发展模式不惜以破坏生态环境为代价来谋求社会经济发展的弊端，所以，城市交通可持续发展是在传统价值观念向可持续发展价值观念转变的前提下，保证资源的有效利用并使环境质量得到改善的发展。城市交通可持续发展实际上是交通质量、资源环境和价值观念三者的内在统一。城市交通可持续发展的基础是保证资源的有效利用和环境质量的改善。人类社会的发展，必须有持续的资源供给，同时又必须有充足的环境容量来容纳人类排放的废物，而资源是有限的，环境容量也是有限的。所以，人类的发展不但要受到资源的限制，还要受到环境容量的约束。如果资源环境遭到了破坏，可持续发展就无法实现。城市交通的发展同样也要消耗大量的资源并排放废物，所以，城市交通的发展应该保证其资源消耗和废物排放不超过一定限度。2.4绿色交通理念首先结合我国当前经济社会和交通发展趋势，提出了高铁枢纽的“绿色换乘”理念，作为当代大型高铁客运枢纽交通换乘规划的指导思想和追求目标。然后尝试以“绿色换乘”理念为指导，通过区域、城市、枢纽三个不同的层次的研究，从枢纽与城市对外交通的联合、枢纽与城市内部交通的耦合、枢纽与周边快速集散系统的结合、枢纽与城市慢行交通的融合、枢纽本体的整合这五个不同方面出发，构建了集宏观、中观、微观于一体的大型高铁枢纽交通换乘规划与设计理论体系框架。第三章长沙南站与磁浮换乘通道规划理论以“绿色换乘”理念为指导，在对大量案例进行深入剖析和比较研究的基础上,分别从“高铁枢纽与城市对外交通的联合、高铁枢纽与城市内部交通的耦合、高铁枢纽与周边快速集散系统的结合、高铁枢纽与城市慢行交通的融合、高铁枢纽本体的整合”这5个方面对大型高铁枢纽交通换乘体系的一体化衔接模式进行了具体可操作的探讨，归纳了各种模式的优缺点，并对其适用范围进行了界定。3.1长沙南站与磁浮换乘通道体系的理论建构城市交通可持续发展首先意味着人们的交通观念要发生根本性的转变。首先,因为交通使用者所付的交通费用并没有考虑到全部的交通社会成本，造成交通需求增长过速。所以，交通使用者的交通需求观念理应从只考虑边际个人成本向边际社会成本转变，充分考虑到其需求给社会和资源环境带来的压力。其次，要认识到一味地依靠交通供给建设来满足交通需求无法从根本上解决交通供需矛盾。交通管理要考虑采取综合集成方式，由单一的被动疏解向源流并重的双向控制观念转变。城市交通可持续发展的核心是不断提高交通质量。首先，要实现由租放型交通增长向集约型交通发展的转变，提高城市交通系统的运输效率。其次，要保证不同社会群体能够公平地使用城市交通系统，提高城市交通系统对公众的服务质量；同时，保证弱势群体的利益，最大限度地降低交通事故发生率，这不但是交通公平的内容，也是提高生活质量的保障。第三，城市交通的发展要能够促进社会经济的发展，保证人们生活水平和生活质量的不断提高。3.1.1宏观区域层面新的高铁车站选址多数位于城市近郊及边缘地区，通过强大的市内交通网络与城市中心区连接，其目的旨在通过高铁枢纽这个巨大的城市触媒，带动周边地区及周边城市的发展，使其形成都市带的区域中心，疏解中心城区部分功能与人口。3.1.2中观城市层面因为交通需求系统、交通供给系统和交通管理系统之间存在着相互依存和相互制约的关系，只有彼此相互协调，充分发挥各予系统的最大作用，才能实现城市交通系统的正常运转。城市交通系统借助于道路系统和交通工具来实现人和物在空间上的位移，即实现运输功能。城市要实现社会经济的发展、进行正常的生产活动，就要通过相对应的城市交通系统把原料、材料、燃料和半成品从生产地运送到消费地，实现生产过程在流通过程中的继续和产品由生产领域进入消费领域。对于一个城市来说，各类交通系统稳定、和谐的对接，可直接反应出一个城市的管理水平和发展效率。3.1.3微观枢纽层面为保障高铁乘客的高时冋价值需求，高铁站点站区需提供快速接入接出系统服务于乘客。高铁枢纽地区可利用换乘系统将机动车直接引入尽可能接近高铁站房出人口区域，以减少乘客由上下客区域出入高铁站房的步行距离，节约进出高铁站房的时间。高铁枢纽地区以高铁站房为核心，将枢纽区空问划分成核心区、车站区和外围区，如图3所示。核心区的交通主要以高铁上下客区域为导向，直接服务于高铁乘客，以机动车方式出入该区域。车站区域的交通主要为服务核心区域交通的站区交通，同时满足高铁区域内各类交通设施的出入需求。外围区域的交通主要配合核心交通与站区交通，因为其具有城市交通的特性，直接起到连接高铁站区与城市交通系统的作用。3.2长沙南站与磁浮换乘通道交通换乘体系的基本特性3.2.1协调性协调性是系统的构成要素之间结构均衡、关系和谐的状态的体现，是高铁枢纽交通接驳体系的突出特征。交通接驳体系的内部i办调性体现为不同交通方式在接驳设施一体化布局、建设时序和联合运营方面的协调：在枢纽设计和建设过程中不同专业及不同建设部门的协调。外部协调性体现为与社会、经济、政策发展方向和城市总体规划的协调。3.2.2开放性高铁枢纽交通接驳体系不是封闭的一成不变的静态系统，是开放的、复杂的、动态演化体系。体系的构成要素的种类、数量、结构关系根据时空条件的不同改变。本文中建构的基十“绿色换乘”理念的交通接驳体系就是当前我国经济、社会、政策发展趋势和要求的具体体现。3.2.3多样性高铁枢纽绿色接驳体系的多样性特征表现在：首先，高铁客运枢纽交通接驳体系建构涉及交通，建筑，规划和市政多个不同的专业领域内容，体现了多学科的交叉与融合。其次，高铁客运枢纽交通接驳体系包含交通方式的种类非常丰富,从航空、公路和普铁等对外交通方式，到轨道交通、公交电汽车、私家车等城市机动车交通，到自行车、步行等各种慢行交通无不涉及。再次，高铁客运枢纽交通接驳体系在实际中的具体表现形式非常丰富。对高铁枢纽绿色接驳体系来说，场站接驳设施的布局模式在实际建设中受城市经济发展水平，人们的出行习惯，地域文化，场地自然建设条件等因素的影响很大，我国地域广阔，不同地区城市个体特征差异较大，因｝fn容易形成不同的具体表现形式。3.2.4结构性结构性是系统不同要素之间有机联系的反应，同一群构成要素，结构形式不同，系统的功能和效果也会发生改变。对高铁枢纽绿色交通接驳体系来说，虽然在实际建设中受到城市经济发展水平，人们的出行习惯，地域文化，场地自然建设条件等因素的影响，不同交通方式的客流分担比例和设施的具体接驳模式等会表现出多样性的特性，但是以公共交通为主导，重视慢行交通的一体化接驳的体系结构特征不应有所动摇。3.3影响长沙南站与磁浮换乘通道体系建构的因素研究探讨影响高铁枢纽交通接驳体系的主要因素并分析其作用机理，是实现铁枢纽交通接驳规划的基本前提。影响高铁枢纽交通接驳体系的因素很多，大体来说能够从城市经济发展水平，城市交通模式，周边土地利用和城市形态，枢纽选址，枢纽规划模式，交通管理体制六个角度来认识。4长沙南站与磁浮换乘通道规划的基本原理4.1自动行人道设计随着人民生活水平的不断提高，人们对出行的舒适度和效率有着越来越高的要求。高铁站是一种大型社会公益设施，是现代城市交通系统的重要组成部分，可有效的减轻城市交通拥堵问题。自动扶梯作为一种方便快捷舒适的运输工具，具有单位宽度的人员输送能力远高于步行楼梯的特点，在高铁站的运营中越来越受到人们的注重，它的使用表现明显的上升趋势。4.2无障碍通行无障碍设计强调在科学技术高度发展的现代社会，一切有关人类衣食住行的公共空间环境以及各类建筑设施、设备的规划设计，都必须充分考虑具有不同程度生理伤残缺陷者和正常活动能力者（如残疾人、老年人）群众的使用需求，配备能够应答、满足这些需求的服务功能与装置，营造一个充满爱与关怀、切实保障人类安全、方便、舒适的现代生活环境。4.3分流通行对于出站和进站旅客的通行，如果不设置双向分流，很容易造成旅客拥挤，通行不畅，所以利用简易安全隔离带能够对通道进行部分的人流分力分流通行。长沙南站与磁浮换乘通道规划的方案设计及实施程序5.1长沙南站与磁浮换乘通道客流需求预测客流预测是城市交通建设项目“规模、投入和效益”的评价基础和决策依据。近几年来，各个城市就轨道交通的客流预测做了大量工作，但当前还存在很多问题；轨道交通网络化运营后，因换乘方便导致换乘量与乘次增加，平均客流量强度增大，但是对各个车站的客流预测没有区别分析，尤其是对各车站换乘客流量的估计和认识不足；另外,轨道交通客流与常规公共交通客流是互动式换乘关系,既要考虑票价激发的客流，也要考虑乘客能够接受的合理票价，需很好的估计公共交通比例的分配。所以有必要结合城市轨道交通客流预测经验，对客流预测的内容、应用及预测成果的可信度进行全面、深入的探讨和总结。5.2高铁枢纽客流特征另一方面高铁枢纽多数位十城市中心，市内口常换乘客流也会占据相当的比例。以口本为例，二个客站的客流组成都以城市口常换乘客流为主。东京站和京都站内外换乘客流与城市口常客流比例接近l：10o5.3客流预测关键指标高铁客运枢纽的客流需求预测是一个非常复杂的系统性的工作，当前我国并没有形成专门的理论和方法。崔叙博士在城市综合客运枢纽的研究中提出枢纽客流量的预测包含四个阶段，每个阶段的逻辑关系及其在规划设计中的作用。从图中能够看出集散客流量和换乘客流量是衡量城市综合客运枢纽总体规模，进行交通接驳系统规划及换乘设施规划的关键性指标。但是在实际操作中，这些指标的统计范围和统计口径并没有形成明确和统一的标准。结论高铁与城市磁浮系统的对接当前需迫切解决两点问题：一是如何满足乘客对多种公共交通换乘方式的需求；二是如何引导和组织乘客在最短时间内方便、舒适、快捷地完成换乘过程。基于以人为本的设计原则，本文提出以下完善意见。（1）通过标识、空间形态的设计等增强空间导向性，准确清晰的标志牌能引导乘客在出站后快速找到最适合、便捷的换乘方式。在出站大厅的指示牌上，除箭头外应补充与换乘交通相对应的最近出站口名称。针对很多乘客不了解磁浮列车的情况，应在标语上对磁浮列车的行车目的地进行标识，使磁浮系统能发挥更大作用，提升经济效益。（2）注重换乘体系的建设，合理组织换乘交通线路，磁浮列车发车时间应与高铁、火车抵达时间相配合，设置合理的发车间隔时间，提高换乘效率。长沙南站站还应适当延长其他类交通方式诸如公交车、高铁巴士和出租车晚上运营时间，增大服务力度，满足最晚一班车次乘客也能安全、快速地完成换乘的需求。加强基础设施与信息服务系统建设完善公交站的配套服务设施，增加座椅、雨棚、照明设施、公交站牌。磁浮列车换乘处同样需增加座椅，工作人员应对高铁巴士车厢内进行定期保洁工作，营造良好的换乘环境。建议增加广场、公交候车点的绿化，通过良好的绿化美化换乘环境，也有利于防晒遮阳。出租车