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基于空间句法的大型铁路客站换乘站厅可达性研究

发布时间:2020年01月19日 12:41:18  作者:戴偕发  来源:快乐教育网  浏览:   【】【】【
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摘要:随着我国一体化设计的发展,作为城市重要组成部分的铁路客站,逐渐成为集铁路与城市交通于一体的交通枢纽综合体。铁路与城市交通的换乘问题一直被人们所关注,其中,铁路换乘站厅是换乘问题的焦点。为提高站厅的换乘效率与体验,本文基于空间句法,以建筑空间为研究视角,进行可达性定量分析与评价。以南京南铁路客站换乘站厅为研究对象,研究其空间可达性的问题,探求一套可达性定量分析的方法。
关键词:铁路换乘大厅;综合换乘;空间句法;可达性
基于空间句法的大型铁路客站换乘站厅可达性研究
——以南京南铁路客站为例
Research on Accessibility of Transfer Hall of Large Railway Passenger Station Based on Space Syntax
——Take NanJing South Railway Passenger Station as An Example
1 研究背景与问题提出
1.1 研究背景
随着我国铁路的快速发展,“十三五”计划中提出,到2020年我国铁路路线计划达到30000km的总长度。在铁路系统不断成熟的背景下,选择铁路出行的旅客逐渐增多。我国早在2005年《国务院办公厅转发建设部等部门关于优化发展城市公共交通意见的通知》中就提出“要综合考虑各种交通方式、换乘枢纽配置,要加强城市交通枢纽建设,注重轨道交通枢纽的换乘”。①随着国家对换乘问题的重视,且为了满足大量旅客的换乘需求,换乘效率与体验成了换乘空间重点关注的内容。
但是由于大型公共建筑的客流量大、功能复杂,导致空间尺度较为巨大,旅客与目的地点位置过远;同时由于换乘空间的流线复杂且出入口较多,旅客容易在其中迷失方向,寻找不到自己要去的目的地点的位置,这都对换乘效率和体验带来了负面影响。
1.2 大型铁路客站换乘站厅研究现状
目前在理论研究上,我国学者从不同视角对枢纽站换乘站厅进行了相关的研究:从城市设计的角度,张兴艳、金旭炜提出一体化设计的理念,建议将站内各个城市交通系统综合考虑与设计[1];从交通运输规划与管理的角度,陈君福就换乘旅客流量进行模拟分析,对换乘设施配置和运能供给规模提出了设计建议[2];从建筑设计的角度,蔡韬从功能、流线和空间三个角度分别对铁路客站换乘大厅提出优化策略[3],丁园园通过对实际案例的调研研究,归纳总结了枢纽客站换乘大厅设计空间组织模式,并提出了一些优化策略[4]。
我国对于换乘空间有不少的研究成果出现,不同专业的学者在提高旅客换乘效率与体验方面,从各自专业的角度做了一定的研究。但是我国对于铁路客站换乘站厅的定量分析,还是以交通运输学院的研究成果居多,从建筑师的视角去定量分析站厅空间的研究相对较少。建筑师在站厅空间换乘效率与体验评价方面,依然处于以定性判断为主的阶段,相关定量分析的评价标准还有待完善,定量分析的方法与思路也有待进一步的探索。
笔者希望借助空间句法的相关理论,在建筑空间的视角下,以可达性为切入点,对换乘站厅的换乘效率与体验方面,进行一定的定量分析与研究。希望探求一套换乘空间可达性定量分析的研究方法,并找出当下站厅换乘效率不高以及换乘体验较差的原因,为现在的铁路换乘站厅空间优化设计提出建议与思路。
2 空间句法作为研究方法
空间可达性是评判站厅换乘效率与体验方面非常重要的评价因素,笔者试图基于空间句法理论和Depthmap软件,从便捷度与可见性两个方面建立空间句法模型,并将与换乘站厅接驳的城市交通分为:地铁、私家车、出租车、城市公交、长途汽车与其他交通(如:自行车、步行交通)共6种类型,利用模型对换乘站厅的铁路到达出口与6种类型的城市交通出入口间的可达性做量化分析。
2.1 空间句法与可达性
空间句法是由比尔•希列尔(Bill Hillier)在1970年提出,它的基本原则是空间分割,将空间分割的每一部分作为图的结点,然后判断他们是否相交,从而确定图的连接关系,最后导出相应的图解,利用图解的拓扑深度计算每一部分到达目的位置步数,来判断到达此处的难易程度[5]。 Depthmap软件是基于空间句法理论,开发的空间定量分析软件,笔者也是基于该软件对空间进行抽象与简化,最终得到图解模型,利用软件进行模拟与分析。
可达性的应用范围广泛,对其概念和内涵的理解在不同领域有很大的差别。利用空间句法对空间可达性进行分析研究,大多数情况还是站在客观的角度去模拟分析的,即衡量各点之间交通的便捷程度,强调其空间属性,而不过多强调主观层面的问题,如旅客的社会、经济和心理等属性对空间或区域选择的影响。
2.2 便捷度与可见性
对于可达性的问题,比尔•希列尔提出空间可理解度与可达性具有很强关联性的观点,空间的可理解度越高,相对来说其可达性也较好。这一观点是站在整体的空间属性来说的,即表现为到达空间各个点的平均难易程度,但是这并不代表旅客从铁路到达出口去城市各个交通出入口的可达性也相对较高。笔者希望在其观点之上对换乘大厅的可达性做进一步的研究,研究旅客从铁路到达出口分别去6种接驳出入口的难易程度的问题。
根据空间句法的相关理论,笔者将换乘空间可达性的问题分为便捷度与可见性两个方面。二者均为影响可达性的重要因素,便捷度可以理解为是绝对距离,反映的是旅客在知道目的地点具体方位的情况下,能否快速从铁路换乘大厅到达目的出入口;可见性可以理解为相对距离,反映的是旅客在换乘大厅中,能否较为容易的寻找到所需要到达的目的出入口。
3 案例研究——南京南铁路客站
3.1 研究对象的选择
南京南站位于长江三角洲经济较为发达地区,是华东地区最大的交通枢纽,京沪、沪汉蓉、宁杭等多条高速铁路线交汇于此。南京南站占地约70万m2,总建筑面积约45.8万m2,整体东西宽度450m,总高59.96m,总体规模28个站台28股道(京沪场12股道,宁杭、宁蓉场10股道,宁安场6股道)。作为我国的特大型铁路客站,为满足大量旅客的换乘需求,换乘空间与城市交通方式联系繁多,换乘空间较为复杂。作为换乘空间的可达性研究,具有一定的典型性(图1)。
3.2 空间句法模型建立
3.2.1 便捷度研究——凸模型的建立
根据前文对便捷度的定义,笔者引用了空间句法模型中凸模型的概念,即将三维空间抽象为若干凸空间组成的二维拓扑图,利用拓扑步数来判断某一点的便捷度。②在研究便捷度问题时,以多大尺度的凸空间来划分换乘空间是一个难点。本次研究将南京南站换乘大厅柱网间距的大小作为凸空间大小的主要依据。其原因有二:首先,按照柱网对空间进行分割可以保证每一块凸空间的大小大致相同,且每一块的尺度适中;其次,站厅中各个城市交通出入口位置基本是以柱间距为依据来选择的。
另外,在实地调研中,发现换乘空间中休息座椅、售卖机和小卖部的布置对于便捷度有一定程度的影响(图4,5),因此在产生严重通行阻碍的地方(原本8m左右的通道被缩小到4m以下),加一个凸空间(多计算一步),来计算其拓扑步数。根据以上原则,得到了抽象的空间句法凸模型(图2)。
在进行便捷度模拟时,利用行动流线可逆原理,分别以6种出入口作为起点,计算去换乘站厅铁路到达出口的拓扑步数,从而判断到达出口是否位于便捷度好的位置。
3.2.2 可视性研究——细分模型的建立
对于可视性的问题,笔者引入了空间句法模型当中细分模型的概念,将模型利用网格进行细分,将空间结构转译成小方格组成的空间系统以后,考虑元素与元素之间的拓扑联系。区别于凸模型当中计算拓扑步数的方法,细分模型当中以从某点看到目标点,所需要的视线深度的数量作为计算依据,即旅客不需要移动便可看见目标位置,代表视线深度为1,旅客在一步深度的区域内移动,所能看到的目标位置,则代表视线深度为2,以此类推。
所以若某点的视线深度越小,则说明该点越容易被旅客看见。
同时,由于可视性是分析人的视线情况,在这里我们的网格使用一股人流的宽度,即用550×550mm的网格对换乘空间进行细分。另外,考虑到自动售卖机、售卖店以及结构柱等因素对视线的遮挡问题,笔者在建立模型时,对视野产生遮挡因素的位置表示出来,参与模拟分析(图6,7)。根据实际调研的室内光线情况,在软件模拟中将35m作为旅客看清目标位置的极限视野距离,最终得到了抽象的空间句法细分模型(图3)。 
进行可视性模拟计算时,利用视线可逆的原理,分别以6种出入口作为起点,分析旅客的视线深度,从而判断铁路到达出口是否位于良好的视野位置。
3.3 可达性分析与评价
3.3.1 便捷度分析与评价
图8分别表示了6种出入口的便捷度情况,蓝色表示去城市交通出入口最容易的位置,红色表示去出入口最困难的位置。可以看出:对于地铁出入口来说,铁路到达出口基本均处于便捷度较好的位置,只有东和西的5、6口是处于便捷度较差的位置。私家车、出租车、城市公交与长途汽车这四种出入口分别布置在换乘站厅的四个角上,从图中可以看出,与各个车场出入口临近的两个铁路到达出口便捷度较好,其余到达出口便捷度均较低。对于其他交通的南北广场出口,除临近东和西的1、2、7、8口便捷度较高,其余到达出口的便捷度均较低。
总体来说南京南站换乘站厅中,除铁路出入口外,其余出入口基本都处于便捷度不高的位置,甚至有些出入口要对角穿越整个换乘站厅才能到达(如:从西7、8口去私家车出入口),这给旅客带来了极大的不便。
3.3.2 可视性分析与评价
图9分别表示了6种出入口的可视性情况,图中蓝色表示最易看到出入口的位置,红色表示最难看到出入口的位置。对于地铁出入口来说,除东和西的5、6口外,铁路到达出口基本均处于可视性较好的位置。私家车、出租车、城市公交和长途汽车四种出入口,除去分别与出入口临近的两个到达出口处于可视性较好的位置,其余到达出口都处于可视性较差的位置。③在其他交通出入口方面,由于水平
直线距离过长,导致处于中间东和西的3、4、5、6口可视性也较差。
另外从图中可以发现,换乘站厅的结构与指示牌等辅助功能设施在排布上很容易产生视野盲区,地铁出入口处于换乘大厅的中轴线上,人们从两边的到达出口出来,被大尺度的结构柱与辅助设施遮挡视线,无法快速找到自己的目的地。
3.4 模型定量分析的不足
本次可达性模型建立与定量分析的过程中,以换乘站厅作为本次研究的主体,然而在实际情况中,从换乘站厅内出来后,依然有许多因素影响旅客到达目的城市交通接驳出入口的难易程度。例如,从换乘站厅东西两侧的出入口出来后,需要穿越一个南北向的通廊才能到达车场出入口;以及南北广场的出入口前的灰空间过大,且没有做空间引导设计,旅客很容易迷失方向。这些问题在本次定量分析中都没有考虑。
而在站厅内部,便捷度方面,只是以距离作为主要考虑因素,旅客不同方向的流线以及客流量规模等因素造成的流线串扰问题,本次分析没有过多考虑。可视性方面的问题更加复杂,在软件模拟当中只是以人的视距作为参考因素,笔者在实地调研中还发现如下一些影响可视性的问题:首先出入口的形式对可视性的影响很大,如地铁的下沉式出入口,由于埋于地下难以进入旅客的视野范围;其次,材质对于旅客视线的影响,例如地面反光所产生的炫光,半透明材质对视线的影响;最后,站厅内色彩大部分为冷色系,对旅客视觉感官也有一定程度的影响。这些问题在本次可视性定量分析中,均未作为考虑因素。
3.5 小结
经过本次的可达性定量分析,可以发现南京南站换乘站厅对于便捷度这一绝对距离的问题是有所关注与解决的,但是只是以地铁出入口作为主要考虑对象。虽然地铁是旅客换乘最主要的城市交通,但是私家车以及出租车依然拥有较大的需求量,且随着南京南站铁路客站周围的综合开发,旅客选择从南北广场进出的人数会明显增多,所以南京南站换乘站厅的整体的便捷度相对较差。在可视性这一相对距离的问题上,则普遍缺乏考虑,仍然有很大改善的空间。总体来说南京南站换乘站厅的可达性较差。
通过空间句法软件模拟结果,笔者认为换乘站厅可达性可以分为以下几个方面的问题:
1)换乘空间平面形式
南京南站的换乘平面是现在普遍运用的竖向矩形平面,矩形平面的局限性导致换乘空间相对较为狭长尺度较大,而处于中间部位的旅客到达两端出入口的可达性相对较差。
2)功能布局
私家车、出租车、城市公交和长途汽车4种类型的城市交通车场位置的选择上,依然是简单的功能划分后,布置于4个角。并没有充分考虑到旅客的需求,导致了可达性的不便。
3)视野范围
有些城市交通出入口与铁路到达出口的直线距离过长,超过了人眼的极限视野范围,从而导致可视性较差,如南北广场的出入口。另外,站厅内光线较暗,人们所能看到的视野范围较小。
4)视觉转角
有些城市交通出入口位置设置过于隐蔽,旅客需扭转较大的视角才能看见,也导致了出入口不易发现。
5)结构与辅助功能设施
换乘空间作为大型公共空间,因结构需要,柱子尺度都十分巨大。其对旅客视线遮挡作用相当明显。同时辅助功能设施(售卖、自动售货机以及座椅和指示标识)摆放也较为刻板,普遍位于柱子与柱子间的间距中,一字排开、分割平面,这不仅阻碍交通流线,并且遮挡旅客视线。
4 优化策略与建议
根据上文的研究,可以发现换乘大厅可达性是一个复杂的问题,并不是简单的在平面上根据实际距离,确定各个出入口的位置就能解决的。可视性的问题在实际设计中也常被忽视,而结构与辅助设施对可达性的影响也没有得到足够的重视。为此,对南京南站换乘站厅提出几点优化策略:
(1)换乘空间狭长的平面,导致南北出入口相距较远,可以通过设置自动人行电梯,提高旅客穿行效率。
(2)站厅内部结构体系改为桁架式或其他特殊结构,加大柱间距。
(3)大厅内的部分墙体可以做成弧线形,起到引导人流与视线作用。
(4)辅助功能设施成组团分散布置或位于大厅轴线上,避免对两侧的旅客产生遮挡与阻碍。
(5)立于地面上的指示牌尽量靠着墙体或柱子表面布置,减少辅助设施对旅客产生额外的干扰与阻碍。
(6)根据旅客对城市交通的需求量的不同,可将私家车与出租车两种类型的车场,作适当混合布置,并成对角线分布于换乘站厅周围,最大效率的服务于换乘旅客。
(7)站厅内部光线可以适当增加,营造敞亮的空间氛围,提高旅客的视野范围。
    通过以上建议,笔者对优化后的南京南站换乘站厅重新抽象建模,并进行了定量模拟分析。④从模拟结果中可以发现原本红色的区域明显减小,各个到达出口基本已经不在红色的区域内。虽然长途车与公交车的便捷度依然较低,但是由于旅客需求量较低,影响不大。总体来说便捷度与可视性都有明显的改善,可达性有所提高(图 10,11)。
另外根据实地的调研,笔者认为还有一些其他的策略,可以改善站厅内的可达性:①简化站厅内指示牌与标识,避免产生误导。字的大小和标示内容可以做的更加醒目;②利用悬挂装饰和鲜艳的颜色,突出各个出入口位置(图12,13)。;③地面标识可以利用不同颜色,形成通行走道,进行行动引导(图14)。
5 结束语
本次研究是对空间可达性定量分析方法的一次探索,必然存在着很多的缺陷与不足。但是,从南京南站换乘空间的研究中,笔者体会到可达性定量分析的结果作为设计依据,回馈给设计者的必要性与重要性,也希望该研究可以给铁路客站换乘站厅可达性定量分析以及换乘站厅设计等方面带来一定的启示与帮助。
注释:
①国务院办公厅转发建设部等部门关于优化发展城市公共交通意见的通知1995
②凸空间即任意两点之间相互看得到,而便捷度的计算则是若某点的拓扑步数越大,则说明到达该点所要经过的凸空间个数越多,也说明该点难到达,便捷度较低。
③另外由于视觉转角的问题,这四个出入口的位置过于隐蔽,旅客需要扭头大于30度才能看见,很容易造成“擦肩而过”的现象。所以这四种出入口可视性均较差。
④在建凸模型时,由于自动扶梯将部分凸空间连接在一起,加强了空间之间的联系,所以笔者将这几个凸空间合并成一个凸空间来进行模拟计算。
在建细分模型时,笔者将转角墙改为曲墙,站厅内辅助功能城组团重新布置,车场重新分区,同时假定结构得到改善,将柱间距扩大一倍。另外,假定站内光线得到改善,以50米作为人眼的极限视野来进行软件模拟。
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