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原文发表于《都市快轨交通》
2026年 第1期
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檀鹏晶1,张亚男2, 3,席洋3,李健1, 4,刘畅5,龚晓进1
城市轨道交通是现代大城市交通的发展方向,发展轨道交通是解决大城市病的有效途径,也是建设绿色城市、智能城市的有效途径。城市轨道交通站点作为城市交通网络的重要节点,能够聚集各类资源、人流,提高区域间的可达性,促进地区的可持续发展。近年来,以公共交通为导向的城市发展(transit-orienteddevelopment,TOD)模式成为轨道交通时代城市发展的重要模式,进入快速发展阶段。TOD理念通过公共交通出行代替小汽车出行,以实现城市可持续发展,并通过提高公共交通的使用率、交通和土地利用一体化程度,综合开发利用公共交通站点周边用地。但是,因规划理念、实施主体、建设时序等因素的不同,不同站点间的TOD发展水平存在较大的差异,存在土地或交通资源浪费的问题。评价车站节点场所协同发展水平,对进一步加强规划优化、提升城市轨道交通综合效应、提高资源的利用水平和经济社会价值等具有重要意义[1]。节点-场所模型(简称NP模型)从微观视角分析单个站点地区交通与土地利用的协同性,为站点地区提供规划决策[1-4]。轨道交通站点与其周边区域相互关联,相辅相成,节点-场所模型提出要突出轨道交通站点“场所”与“节点”的双重属性,推动这两个维度指标体系的形成,并强调TOD的协同发展。对于协同发展的评价,起初学者们通过构建节点功能与场所功能评价指标体系,评估站点区域的节点功能和场所功能并衡量二者间协同发展水平。BERTOLINI[5]评价节点价值和场所价值时,运用了15个指标构建评价指标体系。随后学者们对节点-场所模型进一步改进,考虑不同影响因子的评价指标,将公共交通步行可达性、交叉口密度等指标纳入模型[6-7]。随着节点-场所模型的实际应用,发现模型无法全面对站点进行评价和分类[8-9]。所以,对站点的分类和评价方式做出调整,在考虑节点价值和场所价值的基础上,增加一个新的维度[10]。LYU等[11]在节点价值、场所机制的基础上,将区域与站点间的可达性作为第三个维度,构建三维的节点-场所模型,以此对综合交通站点进行更精确的分析。文献[12-14]为进一步改进节点-场所模型,考虑客流的影响,以节点-场所-客流三个维度评价协同程度。虽然多数学者都对城市轨道交通站点及周边土地开发协同发展进行了深入的研究,但是节点、场所的特征指标刻画仍局限于调研、年度统计数据,缺乏精细化、实时动态大数据支撑下的持续跟踪评估,未能根据既往的发展趋势给出优化建议。鉴于此,本文综合考虑城市交通需求和站点周边土地开发等因素,建立更加精细化的节点-场所模型。一是更加强调多源数据的融合性,利用站点周边建筑体级的开发强度、功能对比分析场所价值;二是强调评估的动态持续,分别评估北京市2019年和2023年底的车站节点场所协同发展情况,总结发展特征,研判不同车站近年的发展态势,并对不同类型的车站给出优化指导建议。
1研究方法
1.1节点-场所模型
NP模型是将城市轨道交通站点视为交通网络节点,融合节点周边的城市土地功能分析,可以衡量轨道交通站点与周边场所的内在联系。在模型中(见图1),将节点价值和场所价值分解为表示节点和场所功能的指标,通过多要素综合分析将不同的变量组合起来,反映到x、y坐标位置上,这2个维度的坐标位置反映了站点及其周边地区的TOD水平。
图1中纺锤形区域可以按照节点和场所属性的强度划分为从属、平衡、压力等3种状态。顶部是“压力”状态,表示交通服务和城市活动的强度均处于最大水平,交互潜能趋于饱和,区域的进一步发展会导致交通和城市的不相容;底部是“从属”状态,表明站点与场所的提升空间大;中部是“平衡”状态,平衡区域位于虚线上方的是场所滞后区域,场所发展情况略滞后于节点,节点滞后区域反之。纺锤形右下方对应“失衡节点”状态,表示该地区的交通服务优于城市发展(如城市边缘地区的新建站点);纺锤形左上方对应“失衡场所”状态,表示该区域的城市发展优于交通服务。该模型可对城市轨道交通站点及周边土地开发及利用情况做出评估以及对比。
1.2评价指标及计算方法
为评价城市轨道交通站点及周边建设的协同性,建立NP模型的评价指标体系(见表1)。
指标选择一方面充分考虑节点、场所的核心特征,另一方面结合多源大数据手段,充实特征刻画的维度。其中,接近中心性(Y1)表示站点与其他站点的平均距离的倒数,离地理中心更近的节点具有更高的接近中心度,计算方法如下:
式中,dkt为站点k和站点t之间的最短网络距离。随着北京市轨道交通线网规模的扩大,部分站点的接近中心性有了显著提升。例如10号线的长春桥站和火器营站,因为2019年至2023年间建成了39座车站,尤其是16号线的南延、房山线的北延及S1线东段的延伸,使得长春桥和火器营的接近中心性得到了显著的提升。站点到重点功能区距离(Y7)表示站点到若干个重点功能区的平均直线距离,计算公式为:
式中,(ak,bk)为站点k的坐标位置,(at,bt)为第t个重点功能区的坐标位置。结合北京城市发展特征,重点功能区选择为岗位密度全市排名前三位的中央商务区、中关村、金融街,位置选择区域中岗位密度最高的站点作为代表。对各项指标计算结果使用极差标准化进行标准化,使各个指标数据位于(0,1)之间,可得各个站点的节点价值和场所价值指标,指标的权重采用熵值法确定。
1.3研究对象及数据来源
1.3.1研究对象
北京是最早建设城市轨道交通线路的城市,线网规划明确为“内面外廊”的空间布局,中心城区线网加密为主,平原多点新城与中心城区实现大容量、快速连接,内外衔接,拉开城市发展框架。本研究针对2023年底的北京轨道交通网(简称线网)开展研究,截至2023年底,北京城市轨道交通网络已建成398座车站,27条线路,总运营里程为836km。本文通过测算398座车站的节点、场所指标,按800m半径范围研究分析站点与场所的协同发展。作为对比,选取2019年北京城市轨道交通线网作相同分析,共计340座车站,24条线路,运营里程700km。1.3.2数据来源研究数据包含2019年10月及2024年3月两个时间段,分别对应2019年线网及2023年底线网的运营情况。数据充分结合多源大数据手段,其中站点客流乘降量数据、轨道交通运行数据来源于北京市轨道交通指挥中心,轨道交通站点、公交站点和站点周边各类POI设施的具体点位数据来源于百度地图接口数据,站点周边的开发强度、紧凑度、人口岗位密度、人气活跃度等指标由手机信令数据、建设体测绘矢量数据等多源大数据计算。1.3.3数据描述性统计根据北京市轨道交通线网建设情况,综合参考研究现状,结合可获取型数据,对相关评价指标进行计算和整理。从节点价值和场所价值测算出13个指标,2023年底及2019年各项指标的量化统计如表2和表3所示。
2数据驱动的节点场所发展特征分析
2.1节点发展情况
根据节点价值评价指标,将节点发展评估结果用K-means方法聚类,共分为A、B、C、D、E5个等级。其中,A等级节点价值最低,依次递增。2023年底节点价值评估结果分布如图2所示,节点价值整体呈现内高外低、局部突出的特点,与线网内面外廊的特征一致。节点价值局部突出的站点主要分为两大类。一类是对外交通枢纽,例如北京西站、西直门(北京北站)、北京站、草桥(大兴机场线)等,这类车站承担城市内外交通衔接转换,出行需求量大,站点乘降量、轨道交通服务频次较高,服务接驳的公交站点、步行可达性也高度发达,因此节点价值较高。另一类是轨道交通多线换乘车站,如宋家庄站(5、10号线,亦庄线)、西直门站(2、4、13号线)、金安桥等车站,这类车站是轨道交通线网的重要节点,多线换乘大大提升了节点在线网中的可达性,因此节点价值较高。
2.2场所发展情况
2023年底场所价值评估结果分布如图3所示,同样分为5类。场所价值局部突出的特征更加显著,可以分为两大类。一类是集中连片发展地区,主要是发展时间长、相对成熟的大型功能区,如金融街、CBD、东单王府井、中关村等区域,各区域内连续5~10座车站的场所价值都高度突出,区域内商业区集中,作为居民日常工作、休闲娱乐等场所,人口聚集较多,人流密度较大,因此区域场所价值突出。第二类是个别车站突出,例如望京地区,仅有2座车站望京、阜通站场所价值突出,周边车站尚未发展完善。另外,全市其他几处功能区尚未围绕轨道形成高场所价值地区,如亦庄地区、中关村软件园、丰台科技园地区的轨道交通车站场所价值都不显著,反映出功能区与轨道车站错位发展的问题。
3基于大数据的节点场所协同发展分析
3.12023年底协同发展情况
利用节点-场所模型进一步分析车站节点与场所的协同发展情况。2023年底北京市轨道交通各站点协同发展水平评估结果如图4所示。
按照节点与场所的协同评估结果,将发展情况分为失衡节点型、失衡场所型、节点滞后型、场所滞后型4类。由图4可知,2023年底北京市轨道交通站点共有350座位于纺锤形平衡区内,占总站点数的88%,整体呈现发展均衡的特征。其中,311座车站的节点价值要高于场所价值,属于场所滞后型,为全网最主要的类型,表明全市围绕轨道交通的城市建设发展不足,城市建设相对滞后。39座站点的场所价值高于节点价值,属于节点滞后型。另外还有48座车站属于失衡节点型,即节点的发展情况远高于场所,问题相对更加突出。没有车站属于失衡场所型。图5为不同类型车站的分布情况。结果显示,问题最为突出的48座失衡节点型车站分布呈现外围为主、多点分散的特征。四环内仅3处车站为失衡节点型,即节点价值远高于场所价值,其中分钟寺站是由于地处规划待开发片区,周边规划实施率较低导致场所价值过低,另外两处草桥站、巴沟站都为换乘车站,特别是草桥站是三线换乘车站,是大兴机场线的起点,交通便捷性突出,但周边城市开发程度较低,人岗聚集程度偏低,呈现失衡节点的特征。四环外失衡节点型均匀分布在各条放射线路,如昌平线、房山线、燕房线、16号线北段等,各条线均有2~3座车站,此类车站节点价值相差不大,场所价值显著偏低,与车站周边的开发情况密切相关。值得注意的是,外围放射线路中大兴线、15号线顺义段、八通线未出现节点失衡车站,说明大兴区、顺义区、通州区三区围绕轨道交通车站的城市开发成果显著。39座节点滞后型车站分布相对集中,在中关村地区、金融街地区、CBD地区等重点功能区均有分布,即轨道交通仅实现了全市功能区的覆盖,但对人岗分布集中、城市能级更强的头部功能区服务仍不足,呈现“有但不优”的现象。其中,中关村地区问题尤为突出,约10座车站都分布在中关村区域,除了换乘车站数量少之外,与站点周边步行可达性低、公交换乘便捷性差有关。
3.2 2019年协同发展情况及对比
同理,按照相同的指标计算2019年的节点、场所价值,各站点协同发展水平评估如图6所示。
2019年北京轨道交通网络共运营340座车站。共有311座位于纺锤形平衡区内,占总站点数的91.5%。说明大多数站点与场所的发展较为均衡。其中,282座车站的节点价值高于场所价值,属于场所滞后型。29座站点的场所价值高于节点价值,即少部分站点周边土地开发程度高于该站在城市交通中的作用,属于节点滞后型。此外,还有29座车站属于失衡节点型,没有车站属于失衡场所型。图7为2019年线网不同类型车站的分布情况。29座失衡节点型车站分布在四环外地区,特别是轨道交通线路的末端地区,例如亦庄线的亦庄火车站,14号线的园博园、郭公庄站,6号线的潞城等车站,这些车站尽管位于线网的末端,站点的接近中心性等反映轨道通达性的评价结果不高,但由于城市开发落后问题更为严重,导致车站客流低下,有车无客,运力浪费,凸显出失衡节点的特征。29座节点滞后型车站分布相对集中,在中关村地区、望京地区、南中轴地区等重点功能区均有分布。
3.3 2023年底与2019年协同发展情况及对比
将2023年底与2019年分类结果进行对比发现,2023年底北京线网3种类型的车站均有增加,如图8所示,其中场所滞后型增加25座,节点滞后型增加10座,失衡节点型增加23座(考虑2019年后新开通的车站)。
但三者的占比略有变化,场所滞后型由2019年的83%下降至77%,节点滞后型变化不大,失衡节点型由9%上升至13%,表明平衡区内的车站数量出现下降,越来越多的车站出现了失衡的特征,围绕轨道交通进行土地综合一体化规划建设落实严重不足,不同类型车站变化如图9及表4所示。从分布情况差异来看,相比2019年,2023年底失衡节点型车站分布增加了四环内的3处车站,表明随着线网的进一步加密、站点周边交通设施的完善,四环内的站点节点价值持续提升,但周边开发几乎处于停滞状态,拉大了节点与场所之间的差距。节点滞后型车站呈现相同的集中分布特征,但局部地区出现变化转移,中关村地区的节点滞后特征变得更加显著,与线网形态稳定但人岗进一步集聚相关;对比而言望京地区由节点滞后为主转向了场所滞后,与17号线北段的开通以及站点周边的步行可达性、公交完善相关。将两年的分类结果变化情况分5类进行分析,如图10所示。
1)稳定平衡类。指两年都为平衡区中的节点滞后型或都为场所滞后型的车站,共262座,占比77%,表明绝大多数车站发展情况较为稳定。2)波动平衡类。指两年由节点滞后型转向场所滞后型或相反的车站,共31座,该类车站集中于中关村(见图11)、CBD、金融街、望京等全市重点功能区,因场所端人岗变化、开发变化以及节点端线网优化、接驳变化都比较频繁,因此处于波动平衡的状态,但整体处于平衡范围内。3)失衡-平衡类。指由失衡状态转向平衡状态的车站,共5座,均为失衡节点转向场所滞后型,即场所端不断加强,向平衡的方向发展。5座车站全位于五环外地区,其中4座为线路末端站,与北京城市发展特征相关。北京市中心城区规划实施率较高,发展较为成熟,城市空间结构仍在向外扩展,因此五环外范围为城市用地开发的重点,且在人口疏解工作引导下,人岗逐渐向五环外转移,因此该范围内的车站场所端逐渐加强。例如位于六环外的S1线桥户营站,由于紧邻车站的中骏世界城综合体建成投用,站点周边开发建设明显,POI数量翻倍增长,城市效能显著增加,车站由失衡转为平衡。5)持续失衡类。指两年都为失衡状态的车站,共24座,均为失衡节点型,即节点价值远高于场所价值,分布于外围远郊线路,车站周边的未开发用地资源过多,例如次渠站(见图13),开通13年,周边仍存在大量的未开发用地资源,造成场所价值过低。各类车站典型特征如表5所示,节点场所失衡特征主要集中于场所发展水平不足,4年间的发展已由轨道追赶城市转变为城市向轨道站点聚集不足,暴露出站点选址与周边用地规划衔接不足、站点建设与周边城市开发时序不匹配等一系列问题。要求规划、建设者在城市规划编制、土地出让及开发方面出台相应的鼓励政策引导城市开发向轨道站点周边集聚,以改善节点场所发展失衡的现状。
4结论
本文建立节点-场所模型探究北京轨道交通车站节点与场所协同发展关系,对比分析两年各站点的节点价值、场所价值及二者间协同水平的时空演变特征。研究结果如下:1)节点、场所价值二者存在局部空间上的错位。对外交通枢纽、多线换乘站节点价值较高,与线网结构关系更加密切,而高场所价值车站集中分布于城市重点功能区。2)2023年全市88%车站呈现平衡发展的特征,其中节点价值略高于场所价值,表明轨道建设略快于城市建设,或城市发展并没有显著的向轨道周边集聚。3)对比2023年与2019年变化特征,95.5%的车站都保持平衡发展或由失衡转向平衡,另有18座车站表现出恶化的发展趋势,主要是场所价值停滞不前,与站点周边用地规划错位、开发停滞有关。全市轨道站点周边城市开发有待进一步加强,亟需以场所价值持续恶化的车站为切入点,盘活站点周边用地资源,真正落实“城市跟着轨道走”的发展理念。未来,本研究方向应随着轨道与城市发展进一步完善:一是持续跟踪线网建设,动态评估节点-场所价值变化特征,根据实时特征动态调整发展方向;二是随着线网多层级建设,应精细化考虑快慢线、多运营组织下不同车站的节点价值,完善评估方法。
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