合理控制地鐵車站規模的體會

地鐵車站是乘客進、出站和換乘的重要公共交通性建筑，其設計的優劣將直接對地鐵工程的投資與建設、功能與效果以及對車站、甚至全線各專業和系統的合理性，產生相當大的影響和控制作用。如何使地鐵車站既能確保充分發揮自身功能的，又能充分體現最佳的投資性價比，關鍵在于地鐵車站設計時能否有效地控制車站規模。而合理、科學地確定車站規模又是一項極復雜、涉及面廣、綜合性和技巧性很強的工作。
由于目前在國內暫還沒有對車站規模控制的驗算及定量標準，現行的地鐵規范在這方面也沒有明確量化的規定，因此，極容易造成設計的離散性和隨意性，把握不好就給工程帶來遺憾或損失。通過參加上海、廣州、深圳、南京、重慶、青島、北京等城市軌道交通工程的設計，尤其通過主持廣州地鐵一號線工程全線各車站設計的過程中，對地鐵車站規模起控制作用的車站站廳公共區、站臺和設備與管理用房區的設計積累了一些經驗和教訓，下面就參與廣州地鐵一號線工程建設，在車站規模控制及處理方面談一些自己的認識和體會，供同行們參考，不對之處敬請指正。
一、 車站站廳公共區
為了做好廣州地鐵一號線地鐵車站設計，在車站公共區規模的設計中，究竟采用什么標準、或者參照哪個地區或國家的設計經驗來對其規模進行計算和驗算，這些問題作為全線車站設計負責人必須首先回答和解決，否則，整個設計將難于開展下去。對此，通過大量收集和研究北京、上海、香港等地區，美國、英國、德國等國家的地鐵工程的相關資料，以及向法國索菲圖公司和香港安誠公司的設計人員針對廣州的情況進行多渠道的咨詢，最后歸納和摸索出控制車站規模的一些規律并按其規律推算出一個定量計算辦法，即站廳公共區按滿足15分鐘的遠期高峰小時客流的集散量和3人/m2的原則來控制車站站廳公共區的規模。例如：某站高峰小時預測客流量為18000人/小時，車站站廳公共區面積=18000×1/3（3人/m2）÷4（15分鐘）×c（本站客流超高峰系數）=2100m2。折合車站長度約100m。根據該公式求得的沿線各站站廳公共區的規模,在當時 (1994年)與上海、香港地鐵車站站廳公共區規模進行比較基本上是接近的、合理的，由于考慮到在公共區內預留增加銀行和公共電話亭等服務設施的空間，各車站站廳公共區在計算值的基礎上適當增加了約100～200m2。
從目前建成運營后的實際情況和功能需求上分析,其規模還有進一步壓縮和優化的空間，這是對控制規模重要性認識不斷深化的必然結果，而在當時尚無任何成熟的資料和經驗的情況下，在理解和具體處理方式上存在著經驗的不足是可以理解的。如：站廳客流在付費區和非付費區內流動時，必定要形成一些死角空間，而這種空間一般來講有100～200m2，這就使廣州地鐵一號線車站站廳公共區看上去規模顯得較大的原因之一；另外，按客流15分鐘集散量（或者其它形式的集散量）的計算辦法來確定站廳公共區規模，較攏統和程序化，缺乏把乘客在車站內流動的特點與為乘客服務的設備相結合的綜合動態分析。為此，建議在車站站廳公共區布置時，應按乘客使用的各種設備（主要是樓扶梯和AFC設備）所需必要的最小積聚、集散空間和設備的安全距離相結合來綜合確定，這樣就比較容易從量上進行相對合理、適度地控制其規模，也就是說，只要按客流的要求、用建筑學的理論、地鐵規范和設備工作條件的要求計算出有關乘客使用的設備數量，得到相應公共區的最小必要空間，然后再根據本站客流的特點、所處的地理位置、周邊的地面規劃情況等來進行適當的調整和協調，從而實現以相對科學、系統、動態的分析方法來合理地確定車站站廳公共區規模的目的。
二、 車站站臺
車站站臺是列車停靠和乘客上、下及候車的場所，其規模與車站客流量有密切關系，而站臺規模又直接控制車站規模，甚至對有折返功能車站的折返能力也會有很大影響。因此，正確確定車站站臺寬度對有效控制車站規模和行車組織都將起到舉足輕重的作用。
但是，在我國現行的地鐵設計規范中對此也沒有量的標準或者是相對固定的計算公式，世界各國就站臺寬度計算的辦法也不統一，即使客流量一樣計算出的結果也參差不齊、無規律可循。當時（1994年）確定車站有效站臺寬度B的經驗公式主要有：
公式一 B=2b+C+D

式中：M—列車遠期行車密度間高峰小時單側上、下車設計客流量（人/小時）；W—乘客人均占用面積（一般取0.33～0.4m2/人）；L—站臺有效長度（m）；d—站臺邊安全區寬度或屏蔽門寬度（m）；B—島式站臺計算寬度（m）；b—側式站臺計算寬度（m）；C—柱寬（m）；D—樓梯和自動扶梯寬度（m）。
公式一（為國內較常用的經驗公式）是以本站高峰小時客流量作為計算的依據，相對來講偶然因素較少，可以比較容易進行定量分析，而且求得的結果具有一定的說服力，通過在廣州地鐵一號線工程各車站中的使用和建成后的實際效果分析，該公式在對有突發性客流、有換乘關系和有客流明顯偏向的車站，其適應性尚存在一些值得進一步完善和優化之處。
公式二 A=N×W×r×M車×（M上+M下） b=A/L+d+b1/2
B=2b+C+D
式中：A—站臺總面積（m2）；N—列車編組輛數；W—乘客人均占用面積（一般取值0.5～0.75m2/人）；r—超高峰系數（一般為1.2～1.4）；M車—每節車廂內的人數；M上—上車乘客百分比（%）；M下—下車乘客百分比（%）；b—側站臺計算寬度（m）；b1—乘客沿站臺縱向流動寬度、一般取值2～3（m）；其余同公式一。
公式二（為國外較常用的經驗公式）是根據到達車輛的實際載客量來換算出車站上、下車客流量，然后再以該客流量求出站臺寬度，采用該公式計算出的結果有它實際的一面，包容性也較廣，無需再對有如突發性客流和偏向客流進行特殊處理。但該公式不穩定因素較多，且隱含有較大的偶然性，計算結果往往偏大而過于保守。
因此，在今后對車站站臺有效寬度的計算中，為了使計算結果更趨于合理、適度，建議在公式一的基礎上引入一個附加寬度b1值(單側)進行調整，，以彌補公式中的不足，具體為：有突發性客流的車站取值0.5～1.0 m、有換乘關系的車站取值0.5～1.5m，對客流明顯偏向的車站統一按計算寬度較大側取值。在廣州地鐵二號線工程各車站站臺有效寬度的計算中，就是以公式一為基礎、采用附加寬度b1值進行修正，其效果明顯比廣州地鐵一號線的情況好許多，幾乎沒有發生一例由此而引起的設計變更。
總之，車站站臺并不是寬了就一定好，即便是有條件建設的車站也不能輕易加寬站臺，應根據車站兩端區間的施工方法，車站位置來綜合考慮。如果是島式站臺車站，車站兩端區間是明挖法，站臺越寬，車站兩端喇叭口工程規模就越大，若在島式站臺后（或前）有折返功能，就更不應輕易加寬站臺，否則，不僅增加土建規模，而且還要對列車折返能力產生影響。
三、 車站設備與管理用房
車站設備與管理用房是為改善站內環境、進行全線及本站運營管理所必需的，是車站重要的組成部分，一般情況下其土建規模約占整個車站的1/3、特殊情況下甚至達到1/2。因此，合理確定這些用房的規模、并對車站設備與管理用房進行合理布置和組合就至關重要。
控制車站設備與管理用房規模的最主要因素有：該地鐵線路的運營管理模式和設計標準、設備來源和車站平剖面特征、設計者的設計能力和經驗等。例如：環控機房或變電所的規模是隨著系統所采用的模式和制式、設計標準高低等變化而變化的，而這些變化將會引起車站面積發生數百平方米的變化；AFC用房，若車票編碼、點鈔是否在現場或在異地，其用房面積也會有很大差別；選用國產還是進口設備，由于其尺寸差異較大，相應用房規模也大不一樣等等。為此，在開展車站建筑設計之前，應首先穩定運營管理模式，合理確定設計標準和車站設備，否則，車站各種設備與管理用房的規模將很難控制。
在現實情況中，有些地鐵工程往往在很多重大邊界條件還未完全確定的前提下，就先期開展工程初步設計。在這種特殊情況下，為了最大限度地控制車站規模，建議：牽頭設計部門，首先應根據各系統專業的功能要求、接口要求和管線走向及特點，按照設計者對運營管理模式的理解和認識，參照類似工程建設的經驗，繪制出全線統一的車站設備與管理用房典型布置圖，以便全線各站參照執行，以便最大限度地保證各用房之間的功能性、協調性和實用性，盡可能的避免各車站設計的不統一性和隨意性，從而實現能有效地控制車站規模的目的。
將車站設備與管理用房另設在地下車站主體結構以外，如車站四周的物業開發地塊的地下室和其它部位，也是一種減小地下車站規模和投資的有效手段。例如，廣州地鐵一號線工程某車站座落在緊靠兩塊大型開發地塊的一側，站址前有一座立交橋、后有某大夏，兩者相距約180m，按常規布置車站長度需240m（車站有效站臺長度140m），在這種特定的邊界條件下布置車站，采用常規方法是很難實現理想的設計效果，通過將車站主要設備與管理用房設在兩地塊的地下室內后，車站主體工程長度由原來的240m壓縮到175m，這樣既減少了該站施工期間對道路交通的影響，又避免了車站兩頭建筑物控制了車站長度設置條件的不利因素、同時也避免了對處理立交橋和某大夏基礎的費用，綜合效益非常明顯。
車站各設備與管理用房的規模，是建筑專業根據各系統、各專業的接口要求和技術指標來進行布置的，因此，其布置技巧，有經驗的和沒有經驗的設計者，就是在相同的用房指標下，布置出的結果相差很大。以廣州地鐵一號線工程某車站為例，原設計由于設計者經驗不足，過分追求各種用房之間的關系達到最優、最理想、各個設備與管理用房內的條件也要最好，而沒有采用在滿足必要功能的前提下，棄小就大，綜合協調，以實現總體最優的設計指導思想去合理布置車站設備與管理用房，由于想面面俱到，結果不但使車站規模比同等條件下的其它車站要大許多，還影響了使用效果。后經有經驗的設計部門在建筑專業牽頭，風、水、電專業配合下，針對這個站存在的問題進行了系統的分析、研究，按照總成最優的原則，進行方案優化，提出了新的車站布置方案，該方案不僅合理地解決了原設計存在的問題，而且還減少了近500m2的建筑面積、節省工程費用近400萬元，實現了既優化了車站功能，又節省了車站投資的目的。
綜上所述，地鐵車站設計是要靠大量的方案比選、經驗積累、勤奮學習，方能獲取理想效果的規模，也是系統性和技巧性很強的工作，更是降低地鐵工程投資、提高地鐵工程使用效果和運營管理效益的重要途徑。隨著我國軌道交通事業的發展和進步，在地鐵車站設計領域將會涌現出更多的新人，更好的、先進的設計思路，并必將把我國軌道交通事業的設計水平提升到新的高度。