基于行人流仿真的地铁交通空间城设计探索.doc

基于行人流仿真的地铁交通空间城市设计探索文章摘要：在以往的规划设计中交通空间过于强调机动化主导的理念，重视交通工具的需求而忽略人的需求，重视高速交通而忽略慢行交通，重视系统内部自成一体而忽视与城市功能的互动，导致交通和城市空间无法有效融合，而宽马路、大街坊的交通格局更是削弱了城市活力、交通效率和城市特色论文从微观尺度的交通空间研究切入，以广州白云新城的地铁站点优化为例，通过building EXODUS软件模拟行人和出入口之间的步行动线，以步行动线为依托组织设计站点周边的步行空间形态，探索如何围绕站点构建人本尺度、高效紧凑、品质活力的公共交通空间以此推动周边存量和增量土地的功能优化，达到真正由公交核心带动地区发展的目的（transit-oriented development）关键词：城市设计、行人流仿真、building EXODUS、可达性、精细化，地铁1.交通空间城市设计的意义与作用1.1背景意义在全国城镇化率突破50%大关之际，城市工作和城市规划作为热门关键词频繁进入公众视野，也上升到国家层面关注的重点而交通作为城市的重要组成要素，交通拥堵一直是大城市病的首要症结，本文重点从交通空间设计的角度探讨交通问题的解决途径，而首先交通空间设计的意义主要体现在以下三个方面：（1）优化以人为本的交通空间是体现城市空间全面高效运作、塑造街道活力的重要支撑。

2015年中央城市工作会议上指明了要转变城市发展方式，城市工作需要重视从空间上进行全面统筹而随后发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》文件更为城市规划指引了新的发展路径，首次从空间层面提出推广街区制，提倡“窄马路、密路网、开放街区”，转变原先重视交通工具的活动空间而忽视人的活动空间、“宽马路、大路网”的交通模式2）交通空间城市设计是整合城市空间资源、激活存量土地综合效益的重要抓手在城市规划由增量规划向存量规划转型的大趋势下，物权意识的觉醒和人地矛盾的凸显，土地资源越来越匮乏，如何实现存量空间资源的提质和增效成为增强城市竞争力的重要命题，交通空间作为城市政府所有的稀缺空间资源，具有线性网络和点状辐射的特征，基本覆盖城市公共空间，需要以此为依托全面提升城市公共空间的使用效率和环境品质3）专项城市设计是广州实现城市规划科学管控的主要工具广州市是《全国城镇体系规划纲要（2010—2020年）》明确提出的五大国家中心城市之一，加快建设国家中心城市是加速我国现代化、国际化的必然趋势，广州可以通过城市设计管理在设计标准、建设质量、管理水平等方面实现精细化、品质化1.2各层面的功能作用宏观层面，交通空间应强化功能复合，成为引导周边城市发展的新引擎。

根据反磁力吸引体系理论，白云新城、南沙新城等作为广州市城市副中心，主要功能是分散中心城区人口，减低中心城区的功能密度、交通密度、人口密度从交通发展理念出发，通过TOD核心打造形成若干个功能复合的反磁力中心中观层面，交通空间应优化使用效率，成为城市活力的纽带在新城开发中，土地使用功能单一，车行道尺度过宽，以及建筑退缩道路红线的距离过大，导致高等级道路成为城市功能的隔离带，城市的活力受到极大减损微观层面，交通空间应强化人性化，成为高品质的城市公共产品在城市公共生活中，交通空间是人使用频率最高、体验最直观的公共空间，但以往的交通设计更强调机动化功能，也就是交通工具的使用效率，而缺乏空间设计，尤其是结合人的需求和个体的体验的空间设计本论文重点从微观层面探讨交通空间城市设计1.3现实问题引出1.3.1重视机动交通，轻视慢行交通城市道路盲目拓宽车道，挤压慢行空间近年来小汽车保有量剧增，为满足小汽车交通需求，许多城市在改造旧城和新城建设盲目将机动车道数设定为8-10条甚至更多，相反人行道和非机动车道的通行宽度不足、连续性差、过街难度大，尤其是交叉口渠化设计加快了机动车通行速度，但也导致人行过街距离加大，等待时间拉长，人行过街效率和安全性大打折扣。

行人的慢行体验差导致户外活动和出行的减少，也影响了街道活力和商业氛围1.3.2地铁站点与周边慢行空间未衔接，实际服务范围不足规划确定地铁站点的服务范围时，以人行适宜距离500m、人行极限距离800m为参考值，习惯以车站为中心点划定500m、800m半径的圆形区域作为站点的核心区和影响区[注1]，但通过现场调研发现，规划的站点服务范围设定过于理想化，实际站点的可达性受到道路割裂等因素影响而削弱特别在一些城市中心区的边缘地区，由于站点出入口少、交通性干道交杂、过街设施不足、城市支路缺乏、各权属用地之间设立围墙壁垒等问题，导致行人无法快速的穿越干道和权属地块到达地铁站点，而绕道增加的时间成本无法满足其长期通勤需求，转而选择公交车、的士等其他出行工具，导致周边道路车流量有增无减，因此可以说地铁站点可达性弱间接加重了道路交通拥堵情况1.3.3交通专业重视系统构建，轻视空间设计、品质管理交通规划强调宏观层面综合交通系统的构建，但大多忽略了微观层面人的体验感，缺乏近人尺度的交通空间设计随着城市设计的多年探索实践，逐步由过去注重效果展示、视觉冲击的城市设计，转变为以人为本的生活空间设计，曾经流行的大广场、大轴线、大洋怪建筑是城市间的恶性竞争，都是脱离了人类需求的城市空间，城市设计回归以人为本，创造令人愉悦的城市空间。

因此交通规划和城市设计融合是未来发展的趋势，也填补交通规划的空白2.研究方法论文在分析相关研究的基础上，探索以“流”主导“空间”的设计方法引入城市设计，改变以往城市设计中重视”物”空间的设计，而轻视空间主体“人”流线的研究论文重点基于行人流线确定地铁交通空间的形态和规模，即流动空间设计主要包括以流定性和以流定量两方面2.1研究的目的流动空间设计对传统空间设计产生的影响主要是：（1）强调空间可达性，用流动性主导空间，突破实体空间的割据制约；（2）改变空间区位，弱化距离主导的绝对区位，强化时间主导的相对区位论文通过流动空间设计应用重点解决两个问题第一通过模型仿真建立行人流动线，结合既有条件提出合理化的方案，优化步行空间形态布置；第二通过行人流量化分析，充分考虑行人通行速率和空间感受，控制步行通道的形式和尺寸2.2研究思路2.2.1思路论文试图基于交通预测和模拟，通过building EXODUS软件和GIS对行人流进行分析，揭开城市空间中人活动的实际需求，影响道路和轨道站点等交通空间的流线和空间设计，实现以地铁站为核心的地上地下交通空间一体化设计，达到以人为本、公交引导发展的目标此外，设计方法并不注重一个结果，而是形成螺旋式上升的循环过程，建立现状流空间模型和规划流空间模型，指导空间形态设计，再通过规划情景模拟推演，找出流动空间的负面影响因素，对空间设计进行评价和反馈，最后达到对需求的回归。

2.2.2 研究方法应用（1） Building EXODUS软件的应用方法Building EXODUS是应用最新的人员疏散理论，对紧急情况下人员疏散进行模拟的软件软件最大的特点是通过研究逃生时人的心理和行动特征，模拟逃生人群寻找逃生路线的轨迹和路径它包括了每个人员的相互作用力、社会学特性、对建筑物的熟悉程度、活力以及忍耐力等非常全面的参数论文可结合逃生人群和通勤人群对通行效率需求大的共性特征，基于单向行人流仿真，模拟现状、理想状态、优化后的地铁站点步行环境和时间，进行比对分析后确定步行廊道改善的影响和作用2） 可达性分析方法——网络分析法可达性是指从空间中任意一点到达目的地的难易程度,反映了人们到达目的地过程所克服的空间阻力(spatial resistance)大小,常用距离、时间和费用等指标来衡量[注2]可达性被国外广泛应用于城市交通设施和公服设施分布合理性研究目前可达性研究方法有缓冲区法、统计指标法、费用加权距离法、最小距离法和引力模型法等这些方法通过从不同角度反映了交通设施的空间可达性,但都存在一定的分析误差和偏离，对实际案例中出现的问题得不到合理精准的回应其中缓冲区法和最小距离法忽略了到达目的地过程中的物理障碍,对交通设施的可达性产生极大的误差；而引力模型法和费用加权距离法缺乏对到达目的地的真实路径判定,分类分析的主观性较大。

网络分析法以道路网络矢量数据为基础,通过精细化和精准化的分析，能更为真实地评价交通设施的可达性[注2]网络分析(Network Analysis)是对地理网络,城市基础设施网络进行地理化和模型化,其理论基础是图论和运筹学,主要用于资源的最佳分配,最短路径的寻找等一个基本的网络主要包括中心(centers)、连接(links)、节点(nodes)和阻力(impedance)本论文中,中心代表地铁站,以点要素的形式表达[注2]2.3研究对象研究选取地铁二号线飞翔公园站周边片区（约15min步行时间）为研究对象，飞翔公园站是白云新城南部门户站点，位于火车站商贸片区北侧，临近白云新城的商业中心站点属于城市组团级站点，轨道影响区是以商业功能和城市内部交通功能为主导的片区，轨道核心区内未来将集中大型商业综合体、企业总部和大型城市公园，站点外围分布萧岗、棠景、远景、景泰街等大型的城市社区，常住人口规模超过40万，该类型片区的出行需求为上下班通勤和商业通行需求，因此飞翔公园站作为生活服务为主的地铁站，对于此类站点，如何提升交通衔接效率和交通空间品质至关重要3.仿真模型模型根据站点地区的出行特征，以假定方式进行仿真模拟。

方法主要是设定两组对向行人流，其中组1由家出行上班，起止点为住宅至地铁站点，组2由地铁出行上班，起止点为地铁站点至岗位所在地，行人平均步行速度约为4.5公里/h，模拟高峰小时通勤行人流轨迹高峰小时人流规模根据飞翔公园站两个出入口闸机（A、B出口）刷卡数据抓取，显示站点全日平均集散量超过5万人次，高峰小时集散量约为8000人次[注3]再通过GIS软件运算明确地铁站步行可达范围的地块，以交通出行方式分析、职住平衡指数等权重，确定规划各地块出行人口比重和潜在人流量表 白云新城交通出行方式比例[注4]交通方式步行自行车出租车小汽车公交车轨道合计出行比例22.811.64.813.914.832.11003.1理想状态行人流仿真模型参数设定后模型模拟理想状态下的可达性和轨迹，通过设定无障碍通行条件和各地块潜在人流规模，模拟行人流对向流动状态，由building EXODUS自主运算生成仿真模型以可视化方式生成行人流的通行轨迹，如图所示，颜色偏红的点行人流密度高，颜色偏蓝的点行人流密度低，基本可判定影响区内行人流的主要流线和方向理想行人流仿真模拟图 10min可达圈层分析图因无障碍状态下行人流可快速穿行道路和地块，由图所示，构成了“米字型”的流线轨迹，其中主要人流来自北部和东北部、西部三个方向，以此判定模拟的步行轨迹作为重点规划的步行廊道。

表 理想状态的步行可达性关系[注5]3.2现实状态行人流仿真模型根据现场勘查情况，考虑街道的建筑物、围墙、河涌和禁止过街区域等通行障碍，绘制现状行人通行空间依托现场采样调查，人流方向为往北向万达广场（约31%）、东北向云山雅苑（约22%）、东南向百事佳新村（约20%）、西向机场路（约25%） 现状人流主要方向和比例示意图 现状人流仿真模拟图通过现场踏勘分析现实状态下飞翔公园站的通达情况，如图所示，各个方向的通达情况如下：（1）东部地块与站点之间需跨云城东路主干道，过街受信号灯控制，等候时间长，过街距离长；（2）西部地块与站点之间受云城西路和机场路两条干道阻隔，需要等待两次信号灯，过街距离过长；（3）。