大連北站綜合交通樞紐場站類設施規模研究

馬彩雯,李欣陽

(大連交通大學 交通運輸學院，遼寧 大連 116028)*

0 引言

合理的綜合交通樞紐設施及設備配置是改善和提高綜合交通樞紐運營效率的重要因素之一.確定樞紐設施配置規模的前提是要準確的預測樞紐內各種交通方式的客流量.對于客流量預測，許多學者提出了多種預測模型.如王浩提出了時間序列數據對彈性系數法等預測模型的重要性，相關性越高的數據使得計算更加精準[1].鐘紹林等介紹了客運專線車站高峰小時客流量計算方法并對相關參數的選取提出了參考意見[2].在客流預測的基礎上，對樞紐設施配置的規模進行了研究.如聶廣淵分別從宏觀、中觀、微觀的角度，針對鐵路綜合客運樞紐內場站類換乘設施的布局位置、規模大小、數量多少三方面進行研究[3].馬超分析了綜合樞紐客流的來源與構成，在換乘客流量研究的基礎上，分別對交通場站類設施與交通銜接類設施進行規模分析[4].本文在上述研究的基礎上，對大連北站綜合交通樞紐場站類設施的規模進行研究，為大連北站綜合交通樞紐的規劃與建設提供參考建議.

1 大連北站綜合交通樞紐客流分析與預測

大連北站各種交通方式的客流預測是確定場站類設施合理規模的重要依據.大連北站綜合交通樞紐的客流主要分為城市對外客流和城市內部客流兩種.其中，城市對外客流包括高速鐵路和長途客運，城市內部客流包括地鐵、公交、出租車及社會車輛，如圖1所示.預測大連北站綜合交通樞紐的客流量是根據有關歷史資料和客流調查.為了確保樞紐的規劃可以適用于未來的客運量，將綜合樞紐的交通需求預測年限設為2030年.

1.1 大連北高鐵站高峰小時客流量

由大連北高鐵站2013～2016年票務系統和閘機的客流數據可以得到近4年的日均客流量，具體數據見表1.

表1 大連北高鐵站2013～2016年日均客運量

指數平滑法適合于客流預測，因此本文采用指數平滑法預測高鐵客運量.由圖2可知，大連北高鐵站客運量隨時間呈非線性遞增，故采用三次指數平滑法預測未來2030年日均客運量.

圖2 大連北站2013～2016年日均客運量

三次指數平滑法的模型具體如下:

Yn+T=an+bnT+cnT2

St(1)=αyt+(1-α)St-1(1)

St(2)=αSt(1)+(1-α)St-1(2)

St(3)=αSt(2)+(1-α)St-1(3)

an=3St(1)-3St(2)+St(3)

2(5-4α)St(2)+(4-3α)St(3)]

式中,Yn+T為預測目標；T為未來的單位時間段；an為一次平滑系數；bn為二次平滑系數；cn為三次平滑系數；St(1)為一次平滑值；St(2)為二次平滑值；St(3)為三次平滑值.

在確定an，bn，cn及yt的各次平滑值St(1)，St(2)和St(3)時，加權系數α是新舊數據在預測中的比例因子.在客運量預測中α取值一般為0.1～0.6.當需求比較穩定時，α可取一個較小的數；如果需求量變化很快，α就取較大的值.故本文在預測中對α取0.1,0.2,0.25，0.3,0.6分別預測.然后用過去幾年的預測值與實際值的誤差分析，選用誤差較小的α進行未來年的預測.利用上述模型預測得到2013～2016年高鐵客運量與實際客運量進行分析比較，α=0.3時預測值更接近實際值.則模型為Y2016+T=16 053.54+1 741.854T+100.899 38T2.得到2030年高鐵日均客運量Y2030=60 216人.

在日均客運量的基礎上，采用高峰小時系數法得到高鐵的高峰小時客流量.計算模型如下：

N高=κ發·c

式中,N高為高峰小時客流量；κ發為高鐵日均客運量；c為高峰小時系數.

日均客運量達到6萬人及其以上的車站高峰小時系數可在0.085～0.11之間選取[6].選取最大高峰小時系數為0.11，則根據模型得到大連北高鐵站高峰小時客流量為N高=60 216×0.11=6 624(人/h).

1.2 長途客運站客流分析

大連北站綜合交通樞紐建成后，北崗橋、建設街等汽車客運站將移設在大連北樞紐，因此客流預測考慮了上述客流.本文采用彈性系數法進行客流預測，與彈性系數法相關的時間序列數據見表2.

表2 相關的時間序列數據

彈性系數法模型具體如下：

Yt+T=y0(1+i)T

式中,Yt+T為預測目標；y0為基年客運量；i為客運量在未來年的平均增長率；i′為近幾年客運量的平均增長率；ES為彈性系數；q′為近幾年GDP的平均增長率；q為GDP在未來年的平均增長率，取值6%.

通過計算，得到長途客運站在2030年的日均客運量為

Y2030=4 295 415×(1-0)16/365=11 768人

根據1.1節高峰小時系數法N高=κ發·c(c按照經驗取值為12%～15%)，求得高峰小時客流量N高=11 768×15%=1 765(取值1 800人/h).則長途客運站在2030年的高峰小時客流量為1 800人/h.

1.3 公交客流分析

通過調查了解到大連北站北廣場現共有14條公交線路，其中有5條是始發線路，9條是途徑線路.鐵路和長途客運換乘公交的換乘比分別采用11.2%和17.91%[7]，可得換乘公交的高峰小時客流量為CB=6 624×11.2%+1 800×17.91%=1 065(人/h).

1.4 出租車客流分析

在大連北站選擇出租車方式的客流分別來自高鐵站和長途客運車站，它們占離站客流的比例分別為27.60%和22.56%[7]，因考慮到高鐵的客運量遠遠大于長途客運量及旅客的支付能力，故以高鐵客流為主.計算可以得到選擇出租車的高峰小時客流量為6 624×27.60%=1 829(人/h).

根據以上的分析計算可以得到2030年大連北站綜合交通樞紐各種交通方式(高鐵、長途客運、公交、出租車)高峰小時客流量的預測值，具體數據分別為：6 624、1 800、1 065、1 829人/h.

2 場站類設施配置基本規模的確定

在交通需求預測的基礎上，采用“以需定供”的方法,結合大連北站綜合交通樞紐建設的具體要求，對大連北站綜合交通樞紐內場站類設施的規模進行計算分析.按照不同交通方式的場地用地需求，建立了不同交通方式的場地用地需求模型.

2.1 長途客運站設施配置基本規模的確定

(1)發車場面積

按照《汽車客運站級別劃分和建設要求》，發車位數可按以下公式可得：

式中,M為發車位數；?為過站車載乘率，取5.435%；k為增設系數，一般取1.2；p為客車平均定員，取40人；μ為始發車合理乘載率，取1；n為平均每小時發車次數，取1.215.得M=26.852.

取發車位為30個，則發車場的面積根據以下公式可得：

SCA=4×M×S陰=7 200 m2

式中,S陰為客車投影面積，取60 m2.

(2)停車場面積

按照《車站主要設施規模量化方法》要求，停車場的最大容量按同期發車量的8倍計算，單車占用面積按客車投影面積的3.5倍計算，本樞紐欲設30個發車位，SCP=30×8×3.5×60=50 400 m2，長途客運站停車場的面積為50 400 m2.

2.2 公交車站設施配置基本規模的確定

根據本文2.3章，公交車站的規模主要包括發車場面積和停車場面積兩個部分，可以根據客流量和車輛的需求確定公交車場站的規模.

(1)發車場面積

按照高峰小時平均每5 min發一趟車計算，每條線路每小時發出12輛公交車.若發車位的利用率為50%，停靠時間為1 min，車輛停靠占地125 m2，根據以下公式可得到發車場的面積：

(2)公交車停車場面積

公交車停車場僅提供給始發線路的車輛在非運營時間停車、檢修使用，大連北站現有始發線路為5條，并規劃在營運初期會開設直達機場和港口的運營線路，則始發線路按7條計算.根據公交調查，平均每條線路需要30輛車完成周轉，以每輛車占地100 m2計算，則常規公交停車場所需規模根據以下公式可得：

式中,SBP為停車場的規模；fi為線路i的公交車輛數，取配備的公交車輛數的60%；S標為每輛車占地面積.

2.3 出租車場站基本規模的確定

出租車場站分為落客區、停車場和上客區.本文出租車場站基本規模的確定主要是對出租車停車場的面積進行計算.大連北站出租車落客后50%進入停車場候客，出租車平均載客人數為1.3人/車[7].當客流高峰期時，出租車停車場車位周轉率較高，平均停車時間為3 min，周轉率20次/h，停車場的利用率按70%進行計算，根據以下公式可得到出租車停車場的規模：

取值為4 040 m2

2.4 P+R停車場基本規模的確定

P+R停車場是指“停車+換乘”，所以P+R停車場的規模，應滿足高鐵站和長途客運站的接送，P+R換乘以及樞紐內工作人員的需求.與高峰小時社會車輛停車換乘的客流量、私家車平均載客數、每輛車停車面積及停車場周轉率等因素相關.大連北綜合樞紐私家車分別占鐵路和長途客運客運量的35.2%和29.5%[7]，停車時間集中在0.5～1 h，車位周轉率按1.5輛計算，平均載客1.3人，且P+R停車場換乘的車位數為500個，預留給工作人員的車位數為200個，則根據以下公式可得P+R停車場的規模：

經過以上的分析計算基本確定了大連北站綜合交通樞紐各場站類設施的配置規模，具體數據見表3.

表3 大連北站綜合交通樞紐各場站類設施規模測算結果

3 場站類設施布局方案

大連北站綜合交通樞紐項目選址于大連北站北廣場，規劃用地面積為90 400 m2，因各場站類設施需求規模過大，不足以平鋪式布置場站類設施，所以利用地勢差，發展地下空間，建造立體式綜合交通樞紐站.

st:

式中,Nj為交通方式之間的換乘量；Ci為單位換乘成本；f(Nj)為各交通方式的客流量與場站類設施規模之間的函數關系；Si為樞紐內各場站區域可利用的面積；Xij為各場站區域與各交通方式功能區之間的選擇關系.

綜合考慮換乘成本及其他因素，樞紐地上一層功能區的布局設計如圖3所示.因長途客運總站和公交始發線路的車輛需要車輛例檢等站務用房，為方便規劃及管理將公交車停車場和長途客運總站的停車場設置在地下一層.而P+R停車場的需求面積過大，所以將地下二層設置為P+R停車場的同時也將現有廣場規劃為P+R停車場.

圖3 大連北站綜合交通樞紐地上1層平面布局圖

4 結論

近年我國高鐵的迅猛發展，為滿足高鐵與城市公交的換乘需求，以高鐵站為核心的綜合交通樞紐建設也隨之興起.由于我國在這方面缺乏完整的規劃設計規范標準，因此本文根據大連北站綜合交通樞紐項目實際的需要做了課題研究.通

過預測綜合交通樞紐高峰期換乘客流量，依據“以需定供”的原則，計算出各類場站類設施的規模.并以總換乘成本最小為布局設計原則之一，提出了大連北站綜合交通樞紐布局方案.

參考文獻:

[1]王浩.基于相關性度量的客流預測模型適用性及改進研究[D].北京：北京交通大學，2015.

[2]黃召杰，陳偉.組合預測方法在我國鐵路客流預測中的應用[J].交通科技與經濟，2011，13(4)：96- 98.

[3]鐘紹林，錢丙益，鄔金輝.客運專線車站高峰小時客流量概率統計計算方法研究[J].鐵道運輸與經濟，2011，33(12)：26- 29.

[4]聶廣淵.鐵路綜合客運樞紐交通設施布局及配置方法研究[D].北京：北京交通大學，2015.

[5]馬超.高鐵鐵路綜合客運樞紐交通設施配置方法研究[D].南京：東南大學，2011.

[6]顏湘禮.城際鐵路車站高峰小時客流量計算方法探討[J].鐵道勘測與設計，2008(1)：1- 3.

[7]大連建發建筑設計院，大連理工大學土木建筑設計研究院有限公司.大連北站綜合交通樞紐項目建議書[R].2016.