交通數據分析決策下的地下空間規劃方法初探
導讀
隨著城市地下空間規模的不斷擴大以及開發利用強度的日益提高，地下空間的規劃研究正逐漸成為國內學界關注的熱點。本文通過採用交通數據分析和行人微觀模擬兩大技術手段，構建滿足地鐵站周邊交通功能需求以及行人高效舒適體驗的地下步行系統，探討交通數據分析決策下的地下空間規劃方法，以期為國內城市地下空間的規劃設計提供參考。
一、引言
經歷了近40年快速城市化進程後，我國許多大城市開始出現土地資源緊缺、交通壓力不斷上升等問題。在此形勢下，向地下發展尋求地下空間資源的城市發展策略進一步顯現，而大規模地鐵建設已成為各城市政府加大地下空間開發力度、優化交通運輸格局的重要手段。以地鐵為代表的地下交通基礎設施建設是城市地下空間大規模綜合開發的重要基礎，圍繞地鐵站形成的地下步行交通系統已成為城市立體交通系統的重要組成部分，是城市重要的交通功能主導空間。故而從地下空間使用者的需求出發，運用「以行定形」的規劃理念，通過交通數據分析和行人微觀模擬兩大技術手段進行地下空間佈局決策是地下空間規劃設計的必要技術手段。
二、文獻綜述
城市地下空間規劃在城市空間形態發展以及城市地下空間利用中起著核心作用。隨著城市地下空間規模的不斷擴大以及開發利用強度的日益提高，地下空間的規劃研究正逐漸成為國內學界關注的熱點。
總體來看，目前國內這些研究更多的是採用「經驗判斷」、「定性分析」等方法進行設計，對地下空間交通主導功能的研究關注不夠，導致地下空間建設完成之後才發現交通功能不全、交通空間不足、交通組織混亂等問題，尤其是地鐵站等交通敏感地區，無法實現交通引導地下空間綜合開發的初始理念。而要解決城市交通問題，交通發生過程中的「人流」以及行人個體行為是重要的關注因素，如何保障人流交通的順利通行以及創造舒適的行人出入環境是地下空間交通規劃需要解決的核心問題。
因此，通過對交通數據的分析以及行人行為的微觀模擬來決策軌道交通的規劃設計是關鍵。這就需要分析大流量交通數據以及行人行為因素對軌道交通帶來的影響。
隨著互聯網和大數據技術的迅猛發展，美國、英國和我國的深圳已經開始對大數據在交通管理中的應用進行實踐和探索，交通數據分析已成為公共交通規劃與管理可靠的規劃決策模型。尤其是在軌道交通上，軌道交通大數據運用的決策需求貫穿軌道交通生命週期的全過程，數據對軌道交通的規劃、建設、管理起著重要的決策支撐作用，這種決策支撐主要體現在可視化規律挖掘、預測、預警與控制等方面。
而在交通設計與分析領域，行人微觀模擬的應用正在廣泛開展，已能基於不同數學模型模擬行人不同行為狀態，在國內也已有學者將其運用在軌道站點的模擬分析上。鑒於此，本文重點關注地鐵站使用者的需求，通過採用交通數據分析和行人微觀模擬兩大技術手段，構建滿足地鐵站周邊交通功能需求以及行人高效舒適體驗的地下步行系統，探討交通數據分析決策下的地下空間規劃方法，以期為國內城市地下空間的規劃設計提供參考。
三、設計思路和方法
當前，電子信息技術發展突飛猛進，信息技術創新層出不窮，以「互聯網＋」和「大數據」為主導的信息化浪潮正在席捲全球。隨著交通數據的採集挖掘和可視化技術的日漸成熟，對交通數據進行分析的理性規劃方法已深入城市交通規劃的方方面面，深刻改變著交通規劃設計的思路與方法。本研究在交通數據分析的基礎上，利用行人微觀模擬模型對最終數據分析結果進行模擬測試，試圖探索一套「以行定形」的全新規劃理念。
3.1 以行定形的設計思路
「以行定形」的內涵是在尊重以人為核心的基本理念下，以人的行為大數據和模擬模擬分析為重要基礎，採用「數據分析—方案—模擬—優化」的設計流程，剖析四維城市空間現存的問題及所需的對策，進而制定出特定城市空間形態方案的理性城市設計方法。需要注意的是，「以行定形」的設計思路並不是單向的結果導向方法，整個設計流程還包含了反饋、檢驗、回歸、評估等多個調試環節（圖1），是對傳統理性規劃設計手法的提升和創新運用。
3.2 設計技術路線
鑒於地鐵站地下行人空間的複雜性以及行人行為的隨意性，對交通數據的分析需要對案例進行充分的前期研究和模型分析，並在「以行定形」規劃理念的指導下進行規劃方案的優化，具體設計技術線路如圖2所示。
交通分析的核心是人流，故交通數據分析的關鍵是對人流數據進行採集和模擬分析。行人交通模擬模型是最早應用於對行人微觀交通行為的深入研究中。其綜合了以往解析法、實驗法兩種行人交通行為研究方法的優點，以行人運動行為特性的數據採集為基礎，解析行人運動的規律，建立行人微觀模擬模型，通過模擬來真實再現行人的交通行為，從而進行深入分析。
本文試圖建立數據分析與行人微觀模擬方法之間的關係，從而科學的將行人微觀模擬的實踐成果應用於城市地下空間規劃方案優化的過程中，驗證「以行定形」的規劃理念。彌補過往經驗性設計的不足，減小設計預期目標與實際使用狀態的差異。
四、廣州白雲新城飛翔公園地鐵站地下空間規劃實踐
4.1白雲新城飛翔公園地鐵站的交通數據分析
首先，通過對手機微信支付數據及地鐵閘機刷卡數據的分析（圖3），可以發現現狀飛翔公園地鐵站點早高峯小時集散量約為5500人，晚高峯小時集散量約為6500人，A出口與C出口高峯小時人流量差異較大，其中，早高峯C出口人流量約為4000人左右，A出口人流量約為1500左右。晚高峯C出口人流量約為4600左右，A出口人流量約為1900人左右。接下來通過對人流的OD數據進行分析發現（圖4），飛翔公園站目前的A和C兩個出口，人羣出行以通勤及購物為主，兩出口人流量差異較大。
4.2白雲新城飛翔公園地鐵站地下空間規劃方案設計
通過地鐵人流量和人口流動線路的分析，對優化人流方向與流量之間的關係進行優化分析，從中推薦出最佳步行路徑，並最終計算確定出最佳步行路徑地鐵站的服務範圍（圖5）。結合以上三種狀態交通數據分析，確定行人最佳步行路徑。
結合模擬模擬的最佳路徑的分析結果，對地鐵站周邊聯繫通道進行優化構思，最終制定人行流線方案（圖6）。包含三個方面，第一，解決棠景片區公共交通出行問題，提升慢行交通品質，提高軌道站點輻射力。第二，首層公交首末站，完善地下停車系統。第三，步行系統與公交首末站相連接，既解決東南側居住區乘坐地鐵慢行交通問題，又實現軌道交通與常規公交的無縫銜接。
依據地鐵站周邊聯繫通道的優化構思，再進行地鐵站地下空間結構構思（圖7），包括三個方面，第一對增加合適的地鐵口位置，地鐵出入口從之前的兩個增加到十個，並結合地鐵站與周邊建築物的地下空間佈局合理安排出入口位置。第二，根據行人2000步的合理步行數確定地鐵站地下空間的設計範圍，並對現有地下空間進行擴容，打通各分散地下空間之間的通道。第三，在擴容的基礎上，根據交通流量設置地下車庫的範圍和車庫的出入口位置，並增加地下公交站場，實現不同交通方式的銜接，到達有效疏散交通人流的效果。
4.3白雲新城地鐵站設計方案的模擬模擬
運用building EXODUS模擬模擬技術和GIS空間分析技術對設計方案進行模擬模擬以及規劃效果的可達性分析（圖8），發現在新的規劃方案中飛翔公園地鐵站的服務範圍得到了整體擴展，並且行人效率也得到了提升，總體通行時間平均節約了30%-50%。
4.4白雲新城地鐵站設計方案的優化
根據以上對規劃設計方法的模擬模擬結果，採用交通流定量手段對步行空間的精細尺寸進行優化，從而實現以行人動線設計需求來決定地下空間形態的方案設計。具體來看，飛翔公園站不涉及上蓋物業，地下通道客流以軌道站點集散客流、地下商業開發客流和行人過節客流（圖9）為主。其中，軌道交通站點集散客流與地下商業開發吸引客流有一定的交叉。
接下來，通過空間尺度和服務水平的測算，對步行空間進行量化。在我國，根據道路交通規劃規範和設計條例，一般情況下行人通道寬度的計算規定如下：
W=P/C
其中： W—設施通道的有效寬度（米）；P—規劃年限的行人預測流量（人次/高峯小時）；C—行人設施通行能力（人次/小時/米）。
考慮到通道兩側的商業開發需求，通常需要對地下空間商業開發範圍內的通道進行一定的拓寬。根據日本的相關規範，拓寬寬度取1米。並根據飛翔公園地鐵站通道斷面情況，優化地下通道的各部寬度（圖10）。
五、結語
綜上所述，通過對白雲新城地鐵站地下空間的設計實踐過程，可以發現「以行定形」的規劃設計思路能很好的解決首次數據分析反映的城市問題。假設未達到數據分析的預期效果，則應對設計過程的各個環節進行多次調試，最終形成能夠到達空間優化效果的設計方案。本文僅是對交通數據分析和行人模擬方法的初探，希望通過數據分析以及行人微觀模擬設計的優化更好地促進地鐵站地下空間交通規劃方案的設計。
城市交通的快速發展與複雜程度劇增已是不爭的事實。面對日益錯綜複雜的交通形勢，合理規劃交通運行空間是地下空間規劃的重中之重。需要注意的是，交通功能作為地鐵站等地下空間的主導功能，以地鐵為代表的地下交通基礎設施建設是城市地下空間大規模綜合開發的重要基礎，圍繞地鐵站形成的地下步行交通系統已成為城市立體交通系統的重要組成部分。而交通規劃的核心問題就是要保障人流交通的順利通行以及創造舒適的行人出入環境。科學合理的分析交通數據以及行人行為因素可以為軌道交通規劃提供行之有效的決策。
本文重點關注地鐵站使用者的需求，運用「以行定形」的規劃理念，通過交通數據分析和行人微觀模擬兩大技術手段，以「數據—方案—模擬—優化」的設計思路，將數據分析結果通過行人模擬技術介入到城市地下空間規劃方案的設計，從而構建滿足地鐵站周邊交通功能需求以及行人高效舒適體驗的地下步行系統。研究成果對推動城市地下空間價值提升，改善地下空間品質，促進城市地下空間更加合理高效的開發利用具有重要參考價值。
同時，這種介入設計思路帶來了傳統規劃方法與思維的轉變，使以往漫長、多次的方案調研時間得到縮短，並提供了一種優化城市空間規劃的途徑，使城市規劃師能夠更加快速、清晰地發現城市空間存在的問題，有些問題甚至是決定性的、有悖於現狀的，會促使城市規劃師更加深入地去思考城市空間的本質。
責任編輯：林冬娜、鄧小雲︱文章來源：廣州市交通規劃研究院
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