區域綜合防災視角下的鐵路客站站前廣場利用潛力分析

郭 建 | Guo Jian

李傳成 | Li Chuancheng

周希霖 | Zhou Xilin

國鐵集團出臺《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》，提出我國將率先建成國際領先的現代化鐵路強國[1]，鐵路建設還將大力發展。由于新冠疫情在武漢首先爆發，大數據顯示從武漢市流出人口中超過70%流向了湖北省內其他城市，其中流向到武漢都市圈的人口數量最多[2]（圖1）。武漢都市圈內的防災問題十分嚴峻。

圖1 武漢都市圈內鐵路客站分布圖

災害通常會帶來次生災害，具有多樣性與擴散性，區域防災問題越來越突出。一些發達國家針對防災問題提出了不同的規劃和措施：日本強調東京都市圈的防災規劃，東京需要救災，周邊7個都市縣都要及時提供救援[3]。美國則更重視防災減災的規劃機制[4]。由于我國防災規劃起步較晚，現階段區域綜合防災規劃的重塑更多體現在防災理念、制度創新、機制完善等宏觀層面[5-6]。如楊保軍強調在都市圈治理層面要預留適度的常備空間[7]。張帆提出應當將傳染病疫情防控應盡快納入城市綜合防災減災規劃之中[8]。在微觀層面，季玨對城市防災避險公園服務效率做了量化評價[9]。但對于廣場特別是站前廣場的防災避難研究較少，站前廣場的防災研究勢在必行。

1 技術路線

本文從站前廣場有效避難面積出發，以武漢都市圈內的鐵路客站站前廣場為例，根據區位劃分廣場類型，統計并分析了站前廣場的有效避難面積、環境空間比、所在站房最高聚集人數，根據其所在區域的行政面積[10]與區域內人口數據[11]，計算站區周邊人口密度，結合防災規范[12]得出其理論與實際疏散距離,討論武漢都市圈內的鐵路客站前廣場作為緊急避難場所的適宜性。同時對鐵路客站站前廣場的避難潛力進行分析，提出提高站前廣場的綜合防災避難能力的優化策略（圖2）。

圖2 技術路線圖

2 區域綜合防災與站前廣場避難分析

2.1 區域綜合防災

區域綜合防災是通過區域協作、協調、整合和優化區域內的防災減災救災資源，降低防災減災救災的成本，提升災害治理整體效果[13]。但由于國內綜合防災基本法的研究起步較晚[14]，避難場所的建設不同程度地存在著原則性多、實施性差問題。避難空間體系規劃系統性較弱[15]。本文將從微觀層面對區域綜合防災做出研究，以鐵路客站站前廣場作為具體研究對象，分析其在區域綜合防災中的特殊性與必要性，促進綜合防災規劃研究。

2.2 站前廣場作為避難場所的特征

（1）站前廣場避難場所特殊性

站前廣場平時肩負著人員集散、交通換乘功能，發生災害時還承載著人員避難功能。故站前廣場不僅需要考慮交通面積要求，也需考慮防災避難面積要求。且站前廣場不同于普通廣場，站前廣場不僅需要考慮站點周邊人員的避難，還需要考慮站內人員的避難（圖3）。

圖3 站前廣場與普通城市廣場避難人員區分圖

（2）站前廣場周邊的避難場所必要性

緊急避難場所的疏散距離為500m[12]，對武漢都市圈內73個鐵路客站進行統計分析（表1），統計顯示56%的站前廣場周邊1km內無其他避難場所；25%的站前廣場周邊0.5～1km內有其他公園、操場等避難場地；19%的站區廣場周邊0.5km內有其他公園、操場等場地；由于周邊避難場所多以中小學校操場為主，但其避難面積有限，甚至不能夠滿足校內人員緊急避難，故不能將操場作為城市避難場所[16]，除去操場，有92%的站前廣場周邊1km內無避難場所，將站前廣場作為避難場所十分具有必要性。

表1 武漢都市圈內鐵路客站周邊避難場所類型表

3 鐵路客站站前廣場分類與分級

將鐵路客站站前廣場作為防災避難場所，滿足站內人員及周邊人員在發生災害時的避難需求。通過衛星圖片對武漢都市圈內鐵路客站站前廣場總面積、環境面積、有效避難面積進行統計，計算出環境空間比[17-18]（圖4）。

圖4 站前廣場指標圖

在圖4統計出的各項指標中，鐵路客站站前廣場周邊人口密度與其所在區位相關，廣場有效避難面積與環境空間比相關。本文從區位、有效避難面積和最高聚集人數3個方面對武漢都市圈內鐵路客站進行劃分。將56個鐵路客站劃分為3大類，15小類（圖5）。根據鐵路客站所在區位劃分為中心型、邊緣型、遠郊型[19]；根據《建筑設計資料集》[20],將鐵路客站最高聚集人數以600、3000人為界進行分類；有效避難面積根據《防災避難場所設計規范GB51143—2015》[10]，基于廣場有效避難面積，以2000m2，10000m2為界劃分為中期避難場所、短期避難場所與緊急避難場所。

圖5 鐵路客站分類圖

4 站前廣場避難面積影響因素及對比分析

4.1 站前廣場避難面積影響因素分析

（1）區位（周邊人口密度）

車站周邊人口密度因其區位不同而呈現出較大差異，通過對各鐵路客站站前廣場有效避難面積分析，中心型車站由于周邊人口密度大，站前廣場在沒有達到最大疏散距離的情況下就達到了最大避難容量；邊緣型車站由于鐵路客站周邊人口密度差異性較大，部分廣場有效避難面積能夠滿足最大疏散距離內人員避難，如赤壁北站。部分廣場無法滿足此需求，如咸寧東站；外圍型車站由于地處偏遠地區，周邊多為耕地、林地與民居，周邊人口密度小且避難風險低，僅考慮站內最高聚集人數所需面積，外圍型車站站前廣場（除廟山站、紅安西站）能夠滿足站內最高聚集人數避難。

（2）站內最高聚集人數

由于站房等級不同、候車廳面積不同，站內最高聚集人數具有差異性。如漢口站為特等站，最高聚集人數為8000人，咸寧北站為二等站，最高聚集人數為800人。赤壁站為三等站，最高聚集人數為500人。

（3）避難場所等級

避難人員所需的人均避難面積與避難場所等級直接相關，中期避難場所人均有效避難面積為3m2/人，短期避難場所人均有效避難面積為2m2/人，緊急避難場所人均有效避難面積為0.5m2/人[10]，不同等級的避難場所人均避難面積不一。

（4）環境空間比

環境空間比是指是確保環境空間狀況的指標。在站前廣場面積中，除車道和停車面積以外的面積（包括景觀交通島）都作為環境面積（圖6），環境面積和站前廣場面積的比值為環境空間比為i[17-18]，其計算方式為：

其中：S環境面積為除車道和停車面積以外的面積（包括景觀交通島），S廣場面積為站前廣場占地面積（圖6）。

圖6 站前廣場示意圖

4.2 影響因素對比分析

（1）環境空間比影響分析

通常來說有效避難面積與廣場總面積相關（圖7），廣場面積越大，有效避難面積越大，但是二者并不存在穩定的數量關系，有時會出現廣場總面積小但有效避難面積大的情況，典型的以武漢站與孝感東站為例，孝感東站站前廣場總面積遠低于武漢站，但其有效避難面積卻高于武漢站，表明武漢都市圈內各鐵路客站站前廣場的有效避難面積受到其環境空間比的影響。

圖7 廣場環境空間比差異圖

通過SPSS分析，在廣場面積相同的條件下，環境空間比與有效避難面積具有較高的相關性，且為正相關。一般情況下，環境空間比越大，有效避難面積就越大（表2）。

表2 環境空間與有效避難面積相關性分析

（2）其他因素影響分析

對比分析周邊人口密度與最高聚集人數，采用控制變量法，在特定等級避難場所的條件下，分別將周邊人口所需的避難面積與站內最高聚集人數600、3000、10000人[20]所需的避難面積對比分析，所需避難面積越大，影響力就越大（圖8）。總的來說在周邊人口接近1500人/km2時，人口密度對于廣場避難能力影響更大。

圖8 站前廣場避難面積影響因素比較分析圖

5 站前廣場利用潛力分析及優化策略

5.1 廣場最大疏散距離

站前廣場的避難能力從兩個方面來評價：最大疏散距離與最大避難人數。值得注意的是部分車站位于城市邊緣，由于鐵路客站對城市具有割裂作用，避難人口總數會較少一半，導致疏散距離會相應增加。還有部分鐵路客站有兩個站前廣場，需要逐一分析。

結合不同等級場所對應的最大疏散半徑、最大避難容量以及站房最高聚集人數與周邊人口密度，計算出站前廣場的實際疏散距離R1與最大疏散距離R2[12]。其中R1計算建立在假設廣場周邊所有人員和站房人員在災害時均遷移到站前廣場的基礎上，其具體算法按公式（2）計算：

其中，

S—有效避難面積（m2）；

A—人均避難面積（人/m2）；

H—站內最高聚集人數（人）；

d—站區周邊人口密度（人/km2）。

R2按防災規范取值，當取值范圍內人員超出避難場所等級最大避難容量時，取最大避難容量人員所需避難面積按公式（2）計算最大疏散距離。

由圖9可以看出站前廣場避難場所的實際疏散距離與最大疏散距離存在差異，根據分析可得，有16個站前廣場的疏散距離未滿足最大疏散距離，如漢口、武昌站等站前廣場，占比29%。當實際疏散距離大于最大疏散距離時，表明該廣場作為相應等級的避難場所最適宜，外圍型車站均符合這一規律，反之不符合避難要求。

圖9 實際疏散距離與最大疏散距離對比圖

5.2 廣場避難場所優化策略

影響站前廣場有效避難面積的因素主要和鐵路客站所在的區位（周邊人口密度）、站內最高聚集人數與避難場所等級相關。其中鐵路客站所在的區位與站內最高聚集人數是不可變的，改變避難場所的等級是有效的優化策略。亦可通過適當減少景觀面積擴大有效避難面積。將廣場現有有效避難面積與站前廣場滿足相應等級避難場所所需有效避難面積的差值定義為補償面積，統計武漢都市圈內鐵路客站的補償面積（圖10）。

圖10 客站廣場避難面積優化對比圖

①中心型鐵路客站站前廣場由于周邊人口密度大，避難人員多，站前廣場有效避難面積有限，無法作為固定避難場所，僅可作為緊急避難場所。

②邊緣型鐵路客站站前廣場由于周邊人口密度浮動較大，周邊避難人數也會隨之浮動，周邊人口密度高的站前廣場，可從減少景觀面積擴大有效避難面積與降低避難場所等級等方面改造以滿足人員避難要求。周邊人口密度低且有效避難面積大的站前廣場可作為固定避難場所。

③外圍型鐵路客站站前廣場由于地處偏遠，周邊人口密度低且受災風險低，僅需滿足站內人員避難，且外圍型車站均為中小型客站，最高聚集人數低，均可作為相應等級避難場所。但由于廣場地處偏遠，作為固定避難場所利用率低，造成資源浪費。故僅需將站前廣場作為緊急避難場所。

④對于無站前廣場的車站或站前廣場僅具交通功能的車站急需新建避難場所，以滿足站內人員緊急避難需求。

5.3 站前廣場利用潛力分析

站前廣場作為緊急避難場所，可供站內與周邊人員緊急避難，作為固定避難場所在一定程度上為中心城區人員提供了防災疏散的可能性，分擔避難壓力，降低中心城區抗災風險。通過分析可得站前廣場可緊急避難場所與固定避難場所有以下潛力。

（1）站前廣場現有避難容量

以站前廣場有效避難面積劃分站前廣場避難場所等級，面積不符合標準的占比51%，符合標準的占比49%。將站前廣場全部作為緊急避難場所，在不考慮車站無站前廣場的情況下，有96%的站前廣場則可滿足站內人員及周邊人員緊急避難。武漢都市圈內站前廣場總有效避難面積約為70萬m2，理論上能夠容納約140萬人緊急避難，其中“天仙潛”市內車站由于鐵路站點數量少且均為邊緣型車站，鄂州市內站前廣場（除鄂州站）有效避難面積較少，站前廣場作為緊急避難場所潛力有限，僅可滿足站內人員緊急避難需求，難以滿足周邊人員緊急避難。

孝感市站前廣場有13個，覆蓋市內各縣、區，總有效避難面積約為20萬m2，有效避難面積在1萬m2以上的站前廣場8個，其中孝南區站前廣場最多共計5個。現有有效避難面積最大，區域綜合防災潛力最強。

武漢、黃岡、黃石及咸寧市內的站前廣場總有效避難面積均約為10萬m2，其中武漢、咸寧與黃岡市均具有中心城區站前廣場分布集中，站前廣場有效避難面積大的特點，起到緩解中心城區人員避難壓力的作用。黃石市內站點分布均勻，各個站前廣場的有效避難面積約為2萬m2（除黃石北站）。避難容納能力強、潛力大，且部分鐵路客站站前廣場可作為固定避難場所如黃岡站，成為城市防災系統的重要組成部分（圖11）。

圖11 重點城市綜合防治潛力分析圖

（2）站前廣場可改造的避難容量

武漢都市圈內鐵路客站站前廣場的環境空間比均值為0.68，比日本鐵路客站要求的環境空間比0.5[17-18]要高，環境空間比越高，站前廣場環境空間被改造為有效避難場所的面積就越大。隱形有效避難面積多，避難潛力大（圖12）。

圖12 武漢都市圈站前廣場避難潛力分析圖

（3）站前廣場區域聯動性

站前廣場可依托鐵路客站快速實現救災物資與避難人員跨區域轉移，武漢都市圈內鐵路線路密集，站點分布廣泛，孝感、黃石市內站前廣場分布最均勻，武漢、咸寧、黃岡市中心城區站點分布集中且覆蓋大部分市、區，站前廣場區域聯動性強。將站前廣場做為避難場所可在最大程度上降低災害損失。

結語

武漢都市圈內的站前廣場作為避難場所具有巨大優勢與潛力，在大力建設交通強國與都市圈快速發展的背景下，在宏觀視角下以武漢都市圈為代表歸納總結出以下結論。

①通過論述區域防災的不足與站前廣場的防災特點，表明了站前廣場在區域綜合防災規劃中的重要地位。②從站前廣場有效避難面積出發，提出站內最高聚集人數、環境空間比、廣場所在站房區位以及避難場所等級四個影響站前廣場有效避難面積的要素。在區域綜合防災規劃中站前廣場能夠作為緊急避難場所供站內及周邊人員緊急避難，對于有效避難面積足夠大的站前廣場可作為固定避難場所。③都市圈內站前廣場現有與可改造有效避難面積巨大，且站前廣場在各個城市中分布較為均勻，區域聯動性強。

總體來說，將都市圈內的站前廣場作為避難場所具有巨大優勢與潛力，有助于構建綜合區域防災規劃，增加城市與區域韌性。但對于避難人數的計算并未考慮到站前廣場人員，會對分析結果造成細微偏差。如何將鐵路客站站前廣場建設成為具備防災功能的避難場所將成為下一步研究的重點。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪。