北京地铁西直门车站换乘方案研究

都市快轨交通�第 22卷 第 2期 2009年 4月 土建技术 URBAN RAPID RAIL TRANSIT 北京地铁西直门车站换乘研究 于海霞 (北京交通大学 � 北京 � 100044) 摘 � 要 � 北京地铁西直门站目前换乘客流巨大,其运 营管理借助先期修建的 4号线车站设施采取单向换乘 模式。针对 4号线开通后换乘关系增加和客流量递增 的情况,由新建换乘设施解决三线大客流安全、畅 通的互换问。根据西直门车站的周边环境条件, 从 客流总量和分向客流量入手进行研究分析,进行多方 案的比选和论证,解决西直门车站三线换乘的客流问 题,为地铁 4号线的开通提供可靠的技术保证。 关键词 � 北京地铁 � 西直门车站 � 换乘方案 � 客流 1� 车站概况 西直门车站是北京轨道交通重要的换乘站,也是 北京整个交通命脉的关键节点。西直门车站现为 13 收稿日期: 2008-11-21� 修回日期: 2008-12-05 作者简介: 于海霞,女,工程硕士研究生,北京城建研究总院从 事建筑设计工作, sea-1125@ 126. com。 号线和 2号线的两线换乘站, 4号线于 2009年 9 月通车运营, 届时西直门车站将成为三线换乘站。其 中, 2号线和 4号线为地下车站,而 13号线为高架车站 (见图 1)。 图 1� 地铁西直门车站平面关系示意图 2、4号线车站同时建成于上世纪 70年代, 2号线 车站南北向布置在上, 4号线车站东西向布置在下,均 习和借鉴。当前, 我国正处于轨道交通大发展的关键 时期,许多城市都制订了城市轨道建设的远景规划, 如 果能充分考虑城际铁路与城市轨道共线运营问题, 将 给城市的发展带来巨大效益。否则, 如果在城轨线网 建设完成以后再为了实现共线而进行线路等设备改 造,将给国家带来巨大损失。 参考文献 [ 1] 杨崇明. 市区内城际客运专线与城市轨道共轨的可能性 [ J]. 都市快轨交通, 2007, 20( 5): 18-20. [ 2] 王华兵.国铁参与城市轨道交通相关问题探讨 [ J]. 铁道 工程学报, 2004( 4): 11-13. [ 3] 郭锴. 长株潭城际轨道与长沙市轨道交通衔接的探讨 [ J]. 现代城市轨道交通, 2007( 5): 14-16. 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Keywords: inter-city railway; urban rai;l common-line operation 75 都市快轨交通�第 22卷 第 2期 2009年 4月 � � � � � � � URBAN RAPID RA IL TRANS IT 为端头厅岛式站台车站,站台上部空间大。 2、4号线形 成十字形布置的换乘站,除站台中心设有换乘楼梯外, 站端通过 4段通道相连形成环形通道, 4个方位的出入 口分别与 4段通道连接 (见图 2)。 图 2� 2、4号线西直门车站剖透视图 西直门车站为 13号线的起始站,位于 2、4号线西 直门换乘站的西北侧。该车站为地上 3层车站,为一 岛两侧站台层,岛式站台上车, 侧式站台下车。站厅层 位于地上 2层,车站出入口在首层。 13号线西直门车 站与西环广场毗邻,地下 1层设置有 13号线和 2、4号 线换乘的大厅。 2� 车站换乘组织 2. 1� 现状车站换乘 现状西直门车站 13号线与 2号线的换乘是利用 4 号线部分设施,实现单向换乘,图 3为现状西直门站换 乘路径。 2号线换乘 13号线是通过 2号线车站的北厅 进入地下 1层换乘大厅,再通过自动步道和楼梯直接 到达 13号线车站 2层的站厅层; 13号线换往 2号线的 乘客需经由地面临时通道进入 4号线车站的西北出入 口,绕行到 2号线南端站厅。为应对早晚高峰换乘客 流的冲击,在 4号线西北出入口外采取了限行措施,人 图 3� 现状西直门车站换乘路径示意 为地延长进站时间,将乘客阻于车站之外,以确保运营 安全。因此, 13号线换乘 2号线是临时措施,在 4号线 开通时取消。 2. 2� 未来车站换乘 4号线计划于 2009年 9月通车运营,届时该区域 将形成 2、4、13号线三线换乘 (见图 4)。 图 4� 西直门车站换乘路径示意 2� 4:直接由 2号线站台中部的换乘楼梯下行至 4 号线站台中部,换乘方便。 4� 2:由于 4号线和 13号 线之间的换乘客流只能经由 4号线西端站厅,为回避 风险,限定 4号线换乘 2号线客流全部由 4号线东端站 厅,经东南方向换乘通道,到达 2号线南端站厅。 4� 13: 2、4号线换乘 13号线的客流,经由各自西北部通 道,进入地下 1层换乘大厅,再通过自动步道和楼梯进 入 13号线站厅层; 反之为 13号线换乘 2、4号线的 路径。 3� 存在的问题 无论是现状的双线换乘还是 4号线通车后的三线 换乘,西直门车站换乘都存在重大问题, 主要可以概括 为以下两个方面。 3. 1� 换乘客流巨大,换乘设施能力严重不足 由表 1可以看出,西直门车站在 2020年将达到换 乘客流的最高值。换乘设施是指换乘客流所经由的设 施,包括楼梯、自动扶梯、通道等,选取换乘设施饱和度 作为衡量换乘设施能力的指标。 设施饱和度 =高峰小时换乘客流量 (人 /h ) /换乘 设施设计能力 (人 / h)。 根据饱和度的定义,当设施饱和度大于 100%时, 代表换乘设施能力无法满足换乘客流需求, 换乘客流 无法疏散,滞留在站台上,将产生严重的安全问题。事 76 北京地铁西直门车站换乘方案研究 URBAN RAPID RAIL TRANSIT 表 1� 西直门车站 2020年及远景年客流预测 人 /h 2020年 远景年 换乘方向 早高峰 晚高峰 换乘方向 早高峰 晚高峰 13� 2 12 750 8 826 13� 2 11 941 4 179 2� 13 10 897 11 475 2� 13 3 980 12 538 13� 4 4 250 2 025 13� 4 8 009 3 270 4� 13 2 501 3 825 4� 13 3 115 8 410 4� 2 7 987 4 631 4� 2 7 325 2 794 2� 4 5 324 7 188 2� 4 3 139 6 519 实上,根据实际运营经验,当换乘设施饱和度超过 80% 时,就会出现较为严重的拥堵现象。根据西直门站 2020年及远景年三线换乘客流预测值, 计算各换乘设 施饱和度。 2号线北厅楼梯,上下行各占楼梯宽度的一 半。早高峰上行饱和度为 151% , 下行为 103% ; 晚高 峰,上行饱和度为 152% , 下行为 147%。 2号线与 13 号线换乘通道内的两部扶梯,上行、下行各 1部,楼梯 宽 3. 2 m混行。早高峰上行饱和度 103. 3% , 下行为 109% ;晚高峰上行饱和度 104% ,下行为 79%。 经计算,有多处设施饱和度大于 100% ,其中 2号 线北端站厅楼梯及 2、4号线连接换乘大厅的西北通道 是矛盾的焦点。 3. 2� 换乘客流双向混行,不利于客流组织 客流单向组织可以提高设施的利用率,保证路径 的畅通,又可以最大限度地减少人员冲撞,降低安全隐 患。在 13号线与 2、4号线的换乘路径上,存在双向混 行客流,这将大大降低通道的通行能力,同时为运营带 来极大的安全隐患。 4� 车站换乘方案研究 针对地铁西直门车站换乘存在的问题,在 2、4号 线换乘 13号线路径不改变的前提下,设计新的换乘路 径来解决 13号线换乘 2、4号线的单向换乘,并且缓解 2号线车站北端站厅楼梯及 2、4号线车站连接换乘大 厅的西北通道的压力。 站台换乘、节点换乘和站厅换乘是比较理想的换 乘方式,但这些换乘方式较多地适用于新建车站之 间。 2、4号线西直门车站和 13号线西直门车站是两 个不同时期建成的车站,也是地下车站和高架车站的 换乘。针对西直门车站的特殊情况, 只能采用通道换 乘来解决 13号线换乘 2、4号线的路径。通过系统地 研究西直门车站的周边环境和条件, 进行了以下方案 设计。 4. 1� 方案 1 方案 1的总体思路是将 13号线换乘 2、4号线的客 流引至西南通道,通道长度约为 163 m (仅新建部分 )。 新建换乘通道由 13号线车站的站厅层 ( 2层 )直接下 穿西环广场地下层,从现状电力隧道下方通过,并上穿 4号线的西直门 � 动物园区间隧道,最终到达西南环形 通道 (见图 5~图 6)。 4. 2� 方案 2 由于方案 1是将 13号线换乘 2、4号线的客流引至 西南环形通道,而西南出入口的客流量非常大,根据对 客流资料的分析,东南出入口的客流量较小,因此将客 流引至东南部位更有利于客流的组织和疏散。 为了将 13号线的换乘客流引至 2、4号线的东南 部位,新建 7m宽换乘通道自地下 1层换乘大厅侧墙开 洞,通过新建通道向下,标高下降 30余 m,到达 4号线 底板以下。为避免下穿 4号线和 2号线的交叉区域, 换乘通道由交叉区域的西侧通过, 下穿 4、2号线车站 底板后,分成两个各 4. 5m的通道,分别引至东南环形 通道的两端。这样,将 13号线换乘 4号线的客流引至 东换乘厅,换乘 2号线的客流引至南换乘厅 (见图 7~ 图 8)。 方案 2换乘通道长度约为 210m,总长度比直接从 2、4号线的交叉区域穿过增加了 20余 m, 但避免了下 77 都市快轨交通�第 22卷 第 2期 2009年 4月 � � � � � � � URBAN RAPID RA IL TRANS IT 穿两座车站的施工风险,同时也避免了穿越西直门立 交桥最敏感的桥桩区域。由于通道要下穿 4号线车 站,通道埋深较大,施工具有较高的风险。 4. 3� 方案 3 为了降低换乘通道的施工风险,使得换乘通道更 具有可行性,对换乘通道的建筑布置和形式做了进一 步的调整。 方案 3为换乘通道从地下 1层的换乘大厅底板开 洞,通过 7m宽新建通道下穿 2、4号线西北的环行通道 后,分成各 4. 5m宽的两条通道平行达到 4号线站台上 部。西侧通道设置 2. 5m宽下行楼梯,连接 4号线站台, 未来 13号线换乘 4号线的客流由此到达 4号线站台。 东侧通道穿过 4号线站台上方后,南行到达 2号线南端 站厅, 13号线换乘 2号线的客流经由东侧通道, 到达南 端站厅,通过楼梯下行至站台 (见图 9)。 4. 4� 方案比选 在地铁西直门车站换乘客流组织研究过程中, 根 据不同的侧重点开展了对以上 3个方案的讨论,并就 图 9� 方案 3平面图 通道对换乘舒适性的影响和工程可操作性等几个方面 进行了比较和分析 (见表 2)。 表 2� 方案比选 方案 1 方案 2 方案 3 通道长 度 /m 163 210 171 换乘 舒适性 � 换乘通道有反 向的纵向高差,影 响换乘舒适性 � 通道相对最长 � 换乘 4号线的 距离较短,换乘 2 号线的距离较长 对客流 组织 的影响 � 西南出入口客 流量较大, 若将 换乘客流再引至 此出入口, 则严 重影响客流组织 � 将换乘客流引 至客流量较小的 东南出入口, 对 客流组织比较 有利 � 换乘客流直接 进入车站, 对客 流组织比较有利 工程 风险 � 需要下穿多根 大的管线, 并改 移部分管线 � 需要下穿 4号 线车站, 施工风 险性较大 � 需在 4号线车 站侧墙开洞, 风 险相对较小 � � 从表 2可以看出, 方案 3技术风险小、实施效果 好,因此为推荐方案。 4. 5� 推荐方案换乘效果评价 推荐方案的单向换乘使各种换乘设施的饱和度明 显降低,尤其是 2、4号线车站连接地下 1层换乘大厅 的西北通道,压力大大缓解。 2号线车站南北两端楼梯 的下行饱和度仍超过 100% ,但由于下行限制了客流涌 入站台,客观上起到了保护站台安全的作用,因此推荐 方案可以满足换乘客流需求。 5� 结语 ( 1 ) 由于北京市地铁的低票价政策, 导致客流猛 增与先期建设的地铁车站布局不合理、换乘设施通过 能力不足之间的矛盾,直接影响了乘客换乘的舒适性 78 北京地铁西直门车站换乘方案研究 URBAN RAPID RAIL TRANSIT 和安全性, 同时也给运营管理造成了巨大的压力。本 研究以西直门地区三线换乘为例, 系统分析了该区域 的环境条件、客流条件和设施条件, 因地制宜地提出 了实施风险较小、效果较好、对现状影响小的换乘通道 方案。该方案已得到政府主管部门的认可并将付诸实 施,将于 2009年 9月与 4号线同时开通运营。 ( 2 ) 当前北京市地铁建设正处于大发展时期, 新 线必将与既有线路形成双线或多线换乘, 届时也将出 现与地铁西直门车站换乘类似的问题,本文所提出的 思路和措施将为今后的换乘通道建设提供借鉴和 参考。 参考文献 [ 1] 吴志诚.轨道交通换乘枢纽研究 [ D ]. 上海:同济大学建 筑与城市规划学院, 2004. 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Based on the env ironmen t around X izhmi en S tation, cons idering both the total transfer passengers and the s ing le d irection passengers, the transfer prob lem s among the th ree lines are solved by in- dep th analys is and by comparison among several schemes. Th is contributes techn ical assurance to the open ing of L ine 4. Key words: Beijing m etro; X izhmi en S tation; transfer schemes; passenger flow 第五届中国轨道交通 技术展览会 � � 时间: 2009年 8月 20~ 22日 地点:北京展览馆 批准单位:中华人民共和国住房和城乡建设部 主办单位:中国土木工程学会 协办单位:中国土木工程学会城市轨道交通技术推广委 员会 承办单位:上海鸿众展览服务有限公司 联办单位:北京铁道学会、上海市铁道学会、广东省铁道 学会、香港铁路学会、江苏省轨道交通产业技术协会 2009年,随着中国轨道交通产业设施的投资井喷, 众多 企业纷纷把目光关注于中国轨道交通市场。 2009中国轨道 交通技术展览会借此东风, 将全力打造成为中国轨道交通行 业的实力 �品牌展 �。 摘编自 www�pro jectb idding� cn 2009年中国国际城市 轨道交通展览会 � � 日期: 2009年 11月 10~ 13日 地点: 北京中国国际展览中心 主办单位: 中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会、 中国国际工程咨询公司 承办单位: 中国铁道科学研究院 �中国国际城市轨道交通展览会 � (M ETRO CH INA)自 2002年已连续成功举办了五届,本届展览会将针对城市轨道 交通建设、发展和运营的需要, 全面展示世界城市轨道交通先 进技术与装备, 宣传我国城市轨道交通发展成就, 通过 �技术 展示�、�论坛研讨 �等主题活动, 实现 �技术展示平台 �、�知 识研讨平台 �的有机互动。本展览会每两年举办一届, 前五 届在上海举办, 本届在北京举办, 将能充分发挥北京首都的地 缘优势, 广泛邀请中央在京有关部委的政府官员,各城市轨道 交通投资、建设与运营公司, 中外轨道交通知名企业的高层管 理人员, 以及轨道交通行业的知名专家、学者、技术人员, 参观 展览并进行商贸洽谈。 �中国国际城市轨道交通展览会 �作为中国城市轨道交 通领域最具权威性,影响最广, 展览面积最大的行业性专业展 览会, 在行业内享有很高声誉, 为城市轨道交通行业政界、商 界、学界搭建了展示、交流、合作的良好平台,为中外企业广泛 开展技术交流与合作提供了良好契机。 摘编自 www�ch inam etro�net 79