基于空間句法的TOD 站域空間分析與設計策略研究
——以重慶石馬河街道TOD 方案設計為例

王令，李海英，白玉星，黃普希

（北方工業大學 建筑與藝術學院，北京 100043）

0 引言

TOD 模式是以公共交通為導向，在一定的適宜步行范圍內，以公共交通所在的站域空間為核心，對周邊居住區等各種功能用地進行高密度混合利用和開發的一種規劃模式，從而最大限度利用公共交通，創造適宜步行和非機動車出行的環境[1]。空間句法作為一種研究方法和空間理論，能幫助建筑師解決復雜的空間設計問題，參與輔助設計[2]。空間句法由比爾·希利爾(Bill Hillier)等學者提出，用以探索以數理的量化形式去研究空間的形式與組織[3]。目前將空間句法作為一種現狀研究方法運用于場地前期調研分析的案例和研究較少，其研究對象主要集中于城市的歷史文化街區更新[4]，城市綠色公園的分布以及園林空間的比較等方面[5-6]。

利用空間句法多角度對場地空間進行分析，不僅可以有效分析場地空間與街道空間的相互關系，也可深入挖掘場地空間的潛力，從而為后期方案設計提供方向。本文所要分析的站域空間，位于重慶江北區石馬河街道，是一個社區級TOD。場地周邊交通系統復雜，高架橋、隧道、地鐵和橋梁等相互交錯，所以使用空間句法理論對其站域空間的可達性、場地空間的可視性以及場地人流分布進行分析具有可行性和必要性。

1 背景

1.1 場地現狀

重慶軌道交通石馬立交站位于重慶市江北區石馬河街道松石大道北側，緊鄰石馬河立交，將是軌道交通4 號線西延伸線與規劃中的21 號線的換乘樞紐，可與相鄰的盤桂路站、玉帶山站、大農站和南橋寺站協同發展（圖1-d）。地塊周邊除松石大道外，其余道路尚未形成規劃，地塊范圍內以部分廠房及老舊的低矮民居為主，周邊配套相對不夠完善，因此具有一定的開發價值。

圖1 現狀分析

石馬河立交在江北區端部（圖1-a），場地周邊大型商業場所較遠，附近居民購物不便（圖1-b）。西南側緊鄰嘉陵江，有極佳的自然資源，西側與磁器口古鎮隔江對望，有地域歷史文化資源，南側有包括重慶大學、重慶師范大學、重慶一中、重慶南開中學等在內多所學校，文化氛圍濃厚（圖1-c）。

石馬河街道地形條件復雜，交通路網相互交錯，僅依靠實地調研無法深層次了解交通和空間狀況。因此采用空間句法理論深度剖析場地空間問題，挖掘空間潛力，對后期方案設計提供策略。

1.2 分析工具與數據采集

本文利用以空間句法相關理論為基礎的軟件平臺Depth map進行空間分析。Depth map 的研究范圍不局限于建筑內部及街巷的空間，它可以擴大到整個城市空間范圍，并且還提供了一系列量化描述城市和建筑空間拓撲形態的參數，如整合度、連接度等，便于對空間進行量化分析。Depth map 是以二維空間的方式繪制城市空間現狀。重慶的道路交通情況復雜多樣，這是山地城市典型特點。高架橋、地鐵和橋梁等不相交的三維空間在二維軸線平面上會出現相交情況，因此在使用Depth map 軟件計算分析前，運用軟件中“Unlink”工具對二維軸線平面進行手動干預。這體現了Depth map 軟件分析重慶這種道路交通復雜的山地城市時的優勢。

數據的采集通過訪問全球開源地理信息數據網站（Open Street Map）獲取重慶市江北區石馬河街道的建筑、公路交通等地理矢量數據。根據以上數據和空間句法相關理論，在CAD 中繪制路網二維線性模型，然后導出DXF 文件。之后將準備好的DXF 文件導入到Depth map 中，進行軸線模型的轉化。最終通過計算機的運算分析出整合度、協同度等數據。

2 基于空間句法的空間分析

2.1 街道范圍空間分析

2.1.1 范圍確定

在分析場地周邊的空間時，要考慮邊界，應設置比場地更大的緩沖區，這樣才能體現出空間句法模型的理論優勢，一般可選取“30 分鐘測試”的經驗法則確定研究范圍[2]，但是本次研究的對象是站域空間，由于軌道站點分布特性，本次研究范圍的確定由以下兩方面因素決定。首先，考慮到此處TOD 綜合體定位是社區級，應以整個街道為研究對象，從街道的角度來分析，所以考慮石馬河街道的行政邊界，如圖2 中的紅線區域。其次，重慶軌道交通四號線全長48.65km，共設23 個站點，平均2.1km 一個站點，因此以石馬河立交站為中心繪制一個半徑為2.1km 的圓，如圖2 中的虛線圓區域。綜合以上兩點因素，最終劃定研究范圍為紅線與虛線圓相交區域。

圖2 研究范圍

2.1.2 全局整合度與局部整合度分析

整合度是指從一條軸線到其他所有軸線的總深度倒數的標準化，用于描述這條街道段距離其他街道段有多遠，度量到達該街道的空間潛力[3]。整合度又分為全局整合度與局部整合度。全局整合度表示每條線到其他所有線的拓撲深度。局部整合度則表示每條線距離幾個拓撲距離的平均深度[7]。Depth map 會根據分析結果將線段進行著色，紅色代表整合度高，反之藍色表示整合度較低，紅色至藍色的區間顏色表示數值逐步降低。從街道范圍來看，全局整合度和局部整合度可以分別用來描述車行和人行的可達性。按照行人步行的空間尺度，局部整合度的拓撲數值通常選取n ＝3 作為參照[8]。經Depth map 軟件的計算，可以得到全局整合度Integration[HH]，和局部整合度Integration[HH]R=3 的相關分析，如圖3。

圖3 全局整合度與局部整合度分析

根據圖3-a 可以發現，場地北側、西側和南側道路呈現橙色和黃色，這三個方向的主要路段為連接嘉陵江西側的松石大道和連接場地東側的江安路。這說明場地的車行可達性高，使用者可以很便捷地從街道范圍內駕駛車輛抵達場地。

在局部整合度中圖3-b，場地周圍道路的顏色偏冷，高值區域集中在場地的北側、東側和南側。根據分析可以得出場地周邊道路的步行可達性整體較弱，但是相比之下南側和北側的步行可達性高于東側和西側。這表明人群來向主要集中于南側與北側，東側與西側的道路不利于人行步行匯入場地。

表1 場地周邊整合度數值表

同時根據場地周邊道路的整合度數值可以發現：場地周邊道路全局整合度從正北逆時針依次為1.41、1.18、1.26 和1.01。局部整合度從正北逆時針依次為：2.56、2.05、2.12 和1.09。局部整合度的平均值高于全局整合度，這反映出場地周邊道路的步行交通較車行交通更便利，可以吸引步行人流，具有吸納大量人流的潛力。但是周邊道路局部整合度數值最大值2.56 與最小值1.09 差距較大，這反映出場地周邊步行系統可能存在缺陷，道路連通性較弱，各空間聯系差異性大，存在不合理的空間配置以及空間資源浪費的情況。

2.1.3 協同度分析

Depth map 軟件中的協同度，可以進一步分析局部整合度與全局整合度的關系。協同度是表示行人通過對局部區域內空間連通性的觀察，從而獲悉整體空間可達性程度的指標[7]。局部整合度和全局整合度的相關性數值表示協同度大小，R2表示協同度大小，R2數值越高，即代表局部與整體空間相關性越高。當0 ＜R2≤0.5 時，表示局部與全局整合度不相關；當0.5＜R2≤0.7 時，表示局部與全局整合度相關；當0.7 ＜R2時，表示局部與全局整合度顯著相關[9]。如圖4 可見，Integration[HH]與Integration[HH]R=3 的線性回歸方程，可知R2=0.51，這表明局部空間與整體空間相關，但相關性不高。這反映了場地空間與整體空間之間具有割裂感。在步行尺度下不利于行人通過周邊環境感知整體空間，步行可達性較弱，易迷失方向。

圖4 協同度散點圖

2.2 場地內部空間分析

TOD 模式是以軌道交通站點為中心，以400～800m（約5～10min 步行路程）為半徑；進行高密度開發，打造集工作、商業、文化、教育、居住等為一體的綜合功能區。所以根據站點所在地，以站點為圓心，r=800m 為半徑確定TOD 綜合體的研究范圍，同時統籌站點北部空地為設計范圍，如圖5。根據地圖繪制場地現有的建筑輪廓，最終得到具有場地信息的DXF 文件。然后將在Depth map 軟件中進行場地空間視域關系分析與智能體分析。

圖5 場地范圍圖

視線整合度（Visual Integration[HH]）表示整個系統的可視性，計算從所有空間到其他所有空間的視覺距離[10]。視線深度值越小，即整合度越高，表示視線可以到達系統中的其他點，無需經過多次轉折。視線分析中整合度可以用來表示空間整體的視線深度和潛在的空間通行能力。

運用視域分析法對城市空間進行研究時，首先要在城市模型中建立一個方格網絡，每個空間單元就被均勻的劃分成若干個方格像素點。在空間系統中，每個視點所能看到的最大區域內的方格像素數，即為該視點的視域面積范圍。然后通過空間句法相關軟件對各個視點進行可視化處理，可以得到不同顏色的圖像，如圖6-a 所示，其中色調越暖，表示該視點的視域范圍越大，視覺通透性和可達性越好。首先通過圖6-a 可以看出在場地中心區域大面積為橙色，這表示中心區域的視線整合度較高，場地中心的視線可達性較高，空間對人流的吸引力較大，因此可以在場地中心塑造一個吸引人流的公共空間，以提高空間品質。其次黃色區域由中心向南北貫通，這反映了南北這條軸線的潛在的空間通行能力，可以據此布置場地空間的視線通廊。

圖6 場地空間視線整合度分析與智能體分析

在Depth map 軟件中，智能體分析(Agent Analysis)是對智能體在空間的適應性行為的探索，旨在通過運動的視覺動力學模擬，來理解和再現人類占用空間過程的特點[3]。根據之前街道的局部整合度圖像可以分析出：場地南北和西側的步行可達性相對場地其他位置較高。以此為依據，將場地的這三個方向設置為場地中的主要人流來向，最終通過軟件的運算，可以得出場地內部人群分布，如圖6-b。同樣通過顏色來區分人群的路徑，人群的路徑重疊越高的點，圖像顯示的顏色越暖。根據空間中人群分布，可以發現圖像中橙色區域與視線整合度的圖6-a 重合，以此也可印證此處空間的潛力。同時也可以根據暖色路徑來確定場地內部的主要道路分布。

3 設計策略

3.1 打造城市客廳，激發站點活力

根據全局整合度所得出的結論與場地現狀，可知場地南北側可達性高，但是考慮到場地北側江安路是高架橋，連通可行性不高。局部整合度分析結果顯示南側的步行可達性相較于其他方向較高。同時考慮到軌道站點在南側，所以在場地南側設置場地主要入口。因此，結合現有TOD 綜合體設計經驗，對軌道四號線、二十一號線的站臺與商業的人流進行合理的豎向交通規劃，在場地南側打造城市客廳起到匯集與疏散人流的作用，滿足居民的生產生活需要，激發站點活力。

城市客廳是以城站為中心的交通樞紐，結合地下換乘空間打造立體的空間交通網絡。通過在首層廣場設置出租車泊客和PTI(公交樞紐）將出站人行與車行流線分離，打造一個高效的交通集散空間。設置一條商業通廊將地鐵站的人流與廣場及地下的人流匯集。下沉廣場將地鐵站與地面公共系統結合，下沉廣場將具備多種功能形態來實現“客廳”的功能。“城市客廳”是TOD 的核心表達，重點在于組織交通流線，提高人群的可達性。

3.2 完善廊道系統，縫合割裂空間

協同度的分析結果R2=0.51，顯示場地空間與整體之間具有割裂感，步行可達性較弱，不利于使用者通過周邊環境來感知整體空間。出現這一結果主要是由于場地東側的G75 高速將場地與東側空間割裂，因此結合重慶山地地形特色，充分考慮場地的高差，結合豎向設計，合理規劃組織流線，打造便捷高效的步行交通體系，如架設廊道系統，有利于縫合割裂空間，方便兩側居民步行出行。

空中步行廊道系統是城市立體化步行系統的一部分，它包括各種人行天橋和空中步行平臺，以步行活動為主要內容的城市構件。首先結合東西高，中間低的地形，打造一條暢通四周空間的空中步行廊道。在東側，廊道跨過G75 高速，將場地西側小區聯系起來，廊道南部結合軌道站點與道路南側街道，最終形成一個空中廊道，以此來引入社區周邊人群，解決場地割裂問題。其次置入社區組團連廊，便捷慢行路線，增加交流空間。最后加設垂直交通空間，便捷場地與廊道的豎向聯系，形成多元化慢行交通體系。完善廊道步行系統，不僅消解空間的割裂感，還倡導了步行—軌道的綠色出行方式。

3.3 營造視線通廊，暢通空間節點

視線整合度分析結果顯示了場地南北軸的視線整合度高，將軸線向南延申至場地外可與嘉陵江相交。根據人群分布結果顯示在場地中心處的空間，人群分布廣，人流量大反映了此處空間具有潛力，所以在此處建造中心廣場，將人流引入地塊深處，提高基地活躍度。由此可以將場地北部的居民休閑廣場、場地中心的休閑廣場、場地南端的下沉廣場與江景相連，營造一條貫穿南北的視線通廊。在營造視線通廊時，應該注意合理控制周邊建筑高度，也可在局部較高的建筑屋頂建設屋頂花園，供使用者工作之余欣賞景色。

4 總結

在進行TOD 綜合體設計時，僅靠實地調研取得的分析結果來指導設計不夠全面與準確。利用空間句法這一研究方法對軌道交通站點所在的站域空間進行分析，能夠量化空間，深入剖析場地空間所存在的問題，能深度挖掘空間潛力。本文首先從街道角度出發，分析整個街道的全局整合度，局部整合度以及兩者間的關系協同度，據此了解場地周邊道路的整合度，探索站域空間的可達性和發現空間存在的割裂問題。其次從場地視角出發，分析場地內部的視線整合度，以及人群分布，探尋場地內部的視線關系和人群密集空間。基于空間句法分析得出的結論與場地實際狀況，提出了設計策略，同時也推薦一種可運用于前期調研的基于空間句法理論的空間研究方法。