为实现站城一体化、交通设施紧密衔接、车站出入口与用地高效融合、片区开发效益提升的目标，文章在阐述轨道交通车站与周边片区耦合性关系的基础上，提出通过轨道交通车站功能分析及片区道路网络功能分析，指导轨道交通车站设置、片区开发、交通一体化衔接布局的研究思路；然后以厦门市为例，应用数据分析方法及空间模型，开展基于多源数据的车站功能分析、片区道路网络功能分析。研究结果表明，相关数字化分析方法可为轨道交通线站位选择、客流模型校核及片区交通一体化衔接布局提供量化依据，有助于提升轨道交通车站的服务水平、促进片区的高质量发展与精细化开发。
为促进站城一体化发展 ， 实现交通设施的紧密衔接 、 轨道交通出入口与用地的高效融合 ， 提升片区开发效益 ， 应在宏观层面确定轨道交通线网规划与线路布局的基础上 ， 进一步细化研究微观尺度下的轨道交通车站功能与属性 ， 对车站所在片区的人口与岗位数量 、 用地开发状况 、 道路网络交通功能进行量化分析 ， 以确定车站功能及交通一体化接驳模式 。 在该过程中 ， 需要采用多元数据对车站所在片区各项属性进行分析 ， 引入地理分析 、 空间计量 、 多因素聚类等模型进行计算 ， 以确定车站性质和功能 、 片区用地开发类型 、 交通需求特征等 ， 并对车站周边道路网络结构与出行分布特性进行模拟 ， 以优化交通接驳设施布局 ， 提升车站服务水平 ， 促进片区的高质量发展 。
本文在阐述轨道交通车站与所在片区间发展关系的基础上 ， 提出通过轨道交通车站功能分析及片区道路网络功能分析 ， 指导轨道交通车站设置 、 片区开发 、 交通一体化衔接布局的研究思路 ； 然后以厦门市为例 ， 应用数据分析方法及空间模型 ， 开展基于多源数据的车站功能分析 、 片区道路网络功能分析 ， 以期为轨道交通线站位选择 、 车站设计 、 客流模型校核 、 交通一体化接驳提供依据 。
轨道交通车站通常是城市局部片区的交通枢纽 ， 通过聚集车流 、 人流 、 货流 、 经济流 、 信息流等多种要素 ， 形成对周边地块的辐射功能 。 其具备交通网络节点及公共空间双重功能 ： 一方面作为枢纽节点 ， 发挥着交通联络的功能 ； 另一方面作为多功能综合性场所 ， 支撑着片区以公共交通为导向的开发 （ TOD ） 及城市公共空间的构建 。 车站的类型 、 功能及其所在区位决定其周边土地开发价值及开发强度 、 业态类型 、 潜在盈利能力 、 交通接驳设施布局等特征 。 通过对车站所在片区的用地开发特征 、 空间可达性等进行分析 ， 可科学确定车站类型和功能 ， 并有助于在 TOD 理念的引导下打造功能混合 、 空间结构合理 、 交通接驳完善 、 慢行环境友好的片区公共空间 。
本研究的主要内容是通过轨道交通车站功能分析及片区道路网络功能分析 ， 指导轨道交通车站设置 、 片区开发 、 交通一体化衔接布局等 。 其研究思路如下 （ 图 1 ）。
（ 1 ） 车站功能分析 。 结合兴趣点 （ POI ）、 建筑轮廓 （ AOI ）、 规划人口 、 规划用地性质等数据 ， 从现状 、 规划两方面综合判定车站功能 。
（ 2 ） 片区道路网络功能分析 。 以车站周边道路与建筑构成的空间为基础 ， 分析行人聚集位置 、 空间使用频率 、 交通流方向等特征 ， 进而优化交通设施布局 。
（ 3 ） 结合上述两种分析结果 ， 提出轨道交通车站设置 、 所在片区开发模式 、 交通一体化接驳等的优化思路 。
结合上述研究思路 ， 本研究将针对不同内容 ， 采用多种数据模型及方法进行分析 ， 具体如下 。
（ 1 ） 车站所在片区用地性质及范围分析 。 其内容包括 ： ① 根据线路的不同功能 （ 普线 / 快线 ）、 所在区位 （ 市区线 / 市域线 ） 确定适宜的车站研究覆盖范围 ， 原因在于轨道交通骨干线 、 中低运量线 、 市域线等不同线路所在区位特征各异 ， 其服务水平 、 站间距 、 车站覆盖范围也不同 ， 对于轨道交通骨干线 / 市区线车站可选取 500 ～ 800 m 作为车站研究覆盖范围 ， 对于轨道交通市域线 / 快线车站可根据站间距将覆盖范围进一步增加至 1 000 ～ 1 500 m （ 图 2 ）； ② 获取 POI 、 AOI 数据作为分析基础 ， 分析片区用地性质 ， 并将用地属性数据与开发面积相关数据 （ 如建筑轮廓 、 建筑高度数据 ） 叠加 ， 计算各类用地的实际建筑面积 ， 然后在此基础上准确分析车站周边地块各类用地的实际开发量 （ 图 3 ）。
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（ 2 ） 车站片区用地开发总量 、 规划用地性质 、 人口与就业岗位数据分析 。 此类分析是以轨道交通车站覆盖范围为基础 ， 对现状数据及规划数据进行的分析 ， 可为车站聚类分析提供支撑 。 其内容包括 ： ① 通过分析现状与规划的各类用地开发量 ， 校核车站周边客流发生 / 吸引参数 ， 识别通勤客流特征 、 不均衡性 ； ② 对比现状与规划用地差异 ， 确定高价值开发用地及其开发规模 、 开发类型 ； ③ 统计车站周边人口与就业岗位数据 ， 分析其人口岗位密度是否符合政策要求 ， 并作为客流预测发生 / 吸引模型的校核依据 。
（ 3 ） 车站聚类分析 。 此类分析是利用聚类分析算法 （ 如支持向量机 （ SVM ）、 K-means 、 综合聚类等 ）， 将车站按照规模 、 类型 、 功能等划分为不同类型 ， 以指导片区开发方案的制定 ， 提升片区土地利用效益 。 轨道交通车站根据周边用地特征可划分为居住 、 商业 、 枢纽 、 公共服务 、 旅游景点等类型 。
（ 4 ） 道路网络空间特征及交通一体化接驳分析 。 此类分析旨在通过模拟空间出行流线 、 空间使用率 、 出行密度特征等 ， 确定交通接驳方案 ， 对既有设施进行优化 ， 如对车站出入口处交通接驳设施的布局和规模 、 与道路交通的匹配度 、 与周边建筑的融合度等进行优化 ， 以提升轨道交通车站对周边街区的辐射范围 、 覆盖水平 ， 以及车站所在片区道路网络的连续性 、 可视性 、 可达性 。
本章以厦门市为例 ， 通过基于多源数据的车站功能分析 、 片区道路网络功能分析 ， 为轨道交通线站位选择 、 客流模型确定 、 交通一体化接驳提供依据 ， 以指导轨道交通车站规划设计及所在片区开发 。
为有效 、 准确地反映轨道交通车站尺度数据特征 ， 应利用各类数据从多角度量化分析车站功能与服务特征 。 所涉及的数据类型包括 ： ① POI 数据 ， 即在线地图开放平台提供的信息点位数据 ， 可全面反映车站周边所有类型 POI 的位置 、 属性 ； ② AOI 数据 ， 即建筑轮廓数据 ， 包括建筑轮廓矢量图 、 建筑高度信息等 ， 由于其缺少用地属性信息 ， 因此需要与 POI 数据进行地理空间叠加 ； ③ 规划用地属性 ， 由于轨道交通线网规划年限通常与国土空间规划一致甚至比国土空间规划更长 ， 因此对站点的分析不应仅限于现状特征评价 ， 还应根据国土空间规划 、 片区控制性详细规划对规划用地属性进行分析 ， 通过比对现状与未来用地特征的差异 ， 确定片区 TOD 开发方案及车站交通一体化接驳布局 ； ④ 人口与就业岗位数据 ， 人口与就业岗位是轨道交通客流需求之源 ， 其与车站乘降量 、 早晚高峰不均衡系数 、 出入口分方向客流 、 超高峰系数等指标密切相关 ， 通过统计车站周边人口 、 就业岗位数量 ， 可确定车站覆盖范围 、 服务水平 。
本研究利用在线地图 API （ 应用程序编程接口 ） 平台获取厦门市全市的 POI 、 AOI 数据 （ 图 4 ）， 再通过如图 3 所示的空间叠加方法 ， 计算车站覆盖范围内各类用地的开发体量 。 下面以居住类用地为例进行分析 。 图 5 为厦门市轨道交通各车站周边居住类用地开发量统计图 。 由图可知 ， 岛内车站周边居住类用地开发量最大 ； 岛外的海沧核心区 、 杏林区 、 灌口镇 、 集美学村 、 同安老城 、 翔安核心区也有较大的开发量 ； 岛外环湾区域现状周边用地开发量较少的车站均可作为未来发展的潜力区域 ， 如同安湾 、 马銮湾 、 翔安新城 、 翔安机场等 。
在量化分析现状用地状况的基础上 ， 进一步分析车站覆盖范围内的规划用地 、 人口 、 就业岗位特征 （ 图 6 ）， 并通过上述数据组合 ， 建立包括现状用地开发量 、 规划用地开发量 、 现状人口及就业岗位数量 、 规划人口及就业岗位数量的车站综合评价指标 。
4.1.2 车站聚类分析
为有效识别轨道交通各类车站特征 ， 以便进行规划管理 ， 应在充分整理现状及规划数据的基础上 ， 利用 K-means 聚类分析算法对厦门市轨道交通车站类型进行划分 。 车站聚类分析所涉及的数据如下 。
（ 1 ） POI 数据 。 其包括餐饮美食 、 公司企业 、 购物消费 、 交通设施 、 金融机构 、 酒店住宿 、 科教文化 、 旅游景点 、 汽车相关 、 商务住宅 、 生活服务 、 行政地标 、 休闲娱乐 、 医疗保健 、 运动健身 、 政府机构 、 自然地物 17 个大类 ， 是现状用地特征分析的依据 。
（ 2 ） AOI 数据 。 其包括建筑轮廓与建筑高度数据 ， 在利用 POI 数据确定现状用地属性的基础上 ， 通过空间叠加可确定现状用地的实际开发总量 。
（ 3 ） 规划用地数据 。 轨道交通线网规划应面向未来 ， 由于部分规划车站周围尚未开发 ， 仅采用现状用地数据无法反映远期的需求特征 ， 因此将规划用地性质 、 开发强度纳入分类指标 。
（ 4 ） 人口 、 就业岗位数据 。 车站周边 500 ～ 800 m 范围覆盖的人口和就业岗位直接决定着轨道交通能够有效吸引的客流量 ， 对车站功能 、 客流性质有重要影响 ， 因此将其纳入分类指标 。 考虑厦门市轨道交通车站类型 、 数量等特征 ， 本研究聚类分析的主要思路是 ： 按照给定样本点 （ 即车站 ） 间的距离大小 ， 将样本划分为多个簇 ， 使每个簇的间距尽可能大 ， 簇内各点间距尽可能小 。 假设厦门市轨道交通车站以要素 C 表示，总样本共包含 r 个簇，表示为 C={C1 ， C2 ， … ， Cr} ， 则目标是使分类间隔平方误差 E 最小 。
式 （ 1 ） 中 p 为簇 Ci 内各个样本点之间的欧式距离 ； mi 为簇内部各样本点之间距离的平均值 。 设簇 Cr 内部各车站之间的欧式距离为 
， 各车站的最大分类间隔为 ， k* 为车站类别 ， 若有 ， 则样本点 i 属于 k* 。 利用上述聚类方法 ， 对厦门市轨道交通线网共 228 座车站进行聚类分析 ， 并结合实际车站发展特征 、 需求 ， 对各车站的开发类型 、 分级进行调整优化 。 通过聚类分析 ， 将厦门市轨道交通车站分为城市级 、 枢纽级 、 组团级 3 种类型 （ 图 7 ）。 其中 ， 城市级车站位于厦门市各区的发展核心 （ 如高崎枢纽 、 行政中心 、 会展中心 、 海沧中心 、 同安新城 、 翔安机场等 ）， 作为重要性最高的车站 ， 其周边用地开发强度高 、 人流密集 ， 客流需求强大 ， 应通过建设一体化 、 高效便捷的公共交通体系支撑城市发展 ； 枢纽级车站位于各片区中心 ， 作为局部区域中吸纳就业 、 商务 、 交通流的中心 ， 其周边用地开发应满足疏解城市功能 、 平衡区域发展的要求 ； 组团级车站为普通车站 ， 其周边用地开发应旨在打造宜居 、 生活 、 乐活的社区空间 ， 满足 15 min 生活圈需求 。
4.1.3 小结
通过基于多源数据的车站功能分析 ， 可以对轨道交通车站功能 、 周边片区开发体量及需求特征等因素进行全面评判 ， 进而实现如下目标 。
（ 1 ） 明确车站功能和客流量级 。 通过对人口与就业岗位数量进行分析 ， 确定车站范围的交通发生 / 吸引量 ， 为客流模型校核 、 换乘站流线组织 、 车站规模确定 、 车站出入口设置等提供量化依据 。
（ 2 ） 确定 TOD 开发模式 。 轨道交通车站的属性决定其 TOD 开发理念与导向 ， 通过车站聚类分析 ， 确定各车站及其所在片区的开发模式 、 开发强度 、 用地类型 ， 以有效提升土地价值和客流效益 。
为进一步促进轨道交通车站周边空间与道路网络形态的融合 ， 应在上述研究的基础上 ， 量化分析相关道路网络的空间属性及功能 ， 即道路网络的可达性 、 各向均衡性 ， 涉及道路宽度 、 等级 、 连通性 、 空间距离 、 可视度 、 道路转折数量 、 非直线系数 （ 实际距离与空间直线距离的比值 ） 等指标 。 上述指标对车站影响范围内的道路网络功能均有重要影响 ， 可根据指标特点对其进行归类 ， 具体分类情况如下 。
（ 1 ） 通行能力相关指标 —— 道路宽度 、 等级 、 连通性 。 道路网络通行能力是轨道交通车站与周边用地衔接的重要支撑 ， 决定乘客抵达并使用各类用地的效率 ， 进而影响出行选择的倾向性 。
（ 2 ） 空间功能相关指标 —— 空间距离 、 可视度 。 进出轨道交通车站的乘客大部分通过步行抵达目的地或换乘其他交通方式 。 地块与车站的空间距离 ， 行人步行的特点 、 速度 、 覆盖范围 ， 以及行人在其所在位置环视一周所能看到的视野范围 （ 图 8 ）， 决定行人对不同路径的选择意愿 ， 进而影响各类地块的价值 ， 即与车站空间距离越短 、 可视度越好的地块 ， 行人选择概率越高 ， 其可利用价值越高 。
（ 3 ） 可达性相关指标 —— 道路转折数量 、 非直线系数 。 该因素对慢行交通影响较大 ， 在行人利用慢行交通系统从起点行进至终点的过程中 ， 道路的转折数量及非直线系数决定其使用某道路的频率 。 例如 ， 若道路折角较大 、 趋近平直 （ 如 150 °）， 则该道路使用频率较高 ； 若其折角较小 （ 如 60 °）， 则行人由于视线受阻而降低了选择该道路的意愿 （ 图 9 ）。
4.2.2 实例分析
本研究选取位于厦门岛中心的既有 1 号 、 2 号线换乘站 —— 吕厝站周边 800m 范围道路网络出行流线进行模拟分析 ， 图 10 展示了相关模拟结果 。 由图可知 ， 吕厝站周边的道路网络及空间使用率具有如下特征 ： 嘉禾路为南北向主干路 ， 湖滨北路 、 吕岭路为东西向主干路 ， 使用频率较高 ； 东北象限为福隆国际 、 江宁里 、 东方巴黎广场等商住混合用地 ， 行人可通过部分社区道路出行 ； 西北 、 西南象限为松柏公园 、 嘉滨里 、 莲坂小区 ， 行人可通过部分社区道路 、 绿色开敞空间出行 ； 东南象限为大片居住用地 ， 其中莲花公园 、 摩尔莲花广场为开敞空间 ， 使用频率较高 ， 莲花北路 、 嘉莲路等支路在保持片区交通循环畅通中发挥着重要作用 。
根据模拟结果 ， 针对该片区的交通一体化接驳 、 城市空间布局和设计提出如下建议 。
（ 1 ） 在人流密集的主干道 ， 可将轨道交通车站各出入口连接通道作为过街通道 ， 并做好站内流线组织与分隔 ， 减少客流流线冲突 ； 在人流密集的开敞空间 （ 如公园绿地 、 购物中心等 ）， 应采取管理慢行停车设施 、 控制机动车流量 、 提升公交接驳效率等措施 。
（ 2 ） 完善车站周边片区交通一体化接驳系统 ， 重点评估车站出入口周边 50 ～ 100 m 范围的交通接驳设施布局合理性 ， 并进行改善 、 补充 、 优化 （ 图 11a ）； 在车站周边 800 m 范围内提高公交网络 、 慢行系统网络密度 ， 并减小与轨道交通平行方向的公交重复系数 （ 图 11b ）。 通过采取上述措施 ， 提升交通接驳效率与服务水平 ， 增强乘客选择绿色出行的意愿 。
（ 3 ） 根据出行流线特征 ， 应打通街区微循环 ， 降低起迄点之间道路的非直线系数 ， 减少绕行 ， 提升车站周边 10 min 慢行系统的服务水平 。
（ 4 ） 针对部分 “ 背街小巷 ” 不易识别 、 使用率低的问题 ， 以中华人民共和国住房与城乡建设部于 2023 年 7 月颁布建科 [2023]30 号 《 关于扎实有序推进城市更新工作的通知 》 为契机 ， 在城市片区更新时 ， 针对局部道路网络进行改造 ， 打通轨道交通车站各出入口与支路 、 社区道路的联系 ， 从行人出行的安全性 、 便捷性角度考虑 ， 注重慢行系统的连续性 ， 完善道路标识与引导系统 、 无障碍设施 ， 提高交通管理效率 ， 做好车站周边交通一体化接驳的细节设计 。
（ 1 ） 轨道交通车站设计需依托轨道交通线网规划 、 线路布局 ， 在对车站类型 、 片区用地特征及交通功能进行量化研究并从微观层面模拟车站周边道路网络出行特征的基础上 ， 确定车站位置 、 规模 、 换乘形式 、 交通衔接设施规模与类型 、 用地开发模式等 ， 以优化交通接驳设施布局 ， 提升车站服务水平 ， 促进片区的高质量发展 。
（ 2 ） 影响车站设计方案的各类边界条件会随着项目研究的深入而逐渐增多 ， 包括道路条件 、 市政管线 、 征地拆迁 、 下穿建筑物与桥梁 、 文物与自然保护区等 。 利用多源数据分析车站功能即可满足前期研究阶段的要求 ， 但在后期的工程可行性研究 、 总体设计 、 初步设计阶段需根据增加的各类边界条件对分析内容进行细化和优化 。
（ 1 ） 近年来 ， 受制于经济下行 、 人口负增长 、 城市负债率增高的现状 ， 国内诸多城市的轨道交通建设规划获批规模均远小于上报规模 ， 考虑城市发展进入稳定期等因素 ， 轨道交通发展也将进入存量时代 ， 由大规模建设逐渐转变为高质量发展 。 未来 ， 轨道交通将更加注重数智化发展 、 运营管理优化 、 既有线改造 、 与城市综合交通衔接 、 TOD 开发 、 服务管理水平提高等 ， 以践行 “ 双碳 ” 目标 、 推进实现交通强国 。
（ 2 ） 轨道交通的数智化发展可推动行业技术革新 ， 引导行业以 “ 双碳 ”、 城市更新 、 乡村振兴为切入点 ， 布局新赛道 ； 有助于构建轨道交通全产业链 ， 突破单一领域的技术桎梏 ， 形成整体化 、 全过程 、 内生性 、 集成化的轨道交通全栈研发模式 ， 寻求新的前端延伸领域 ； 通过推动前端策划 、 设计 、 咨询 、 建设 、 项目管理 、 投融资等领域的融合叠加 ， 促进轨道交通产业体系从纵向封闭结构向横向层次化结构转变 ， 进一步提升其抗风险及集成创新能力 。
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