西安火车站改扩建工程旅客换乘设计研究

康志明

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

1 概述

近年来，随着国家交通基础设施投资建设步伐不断加快，我国在轨道交通领域取得了举世瞩目的成绩，全球规模最大的高速铁路网和以地铁为代表的城市轨道网基本成型，市域铁路也越来越多地受到城市、国家铁路和社会资本的重视[1]。大型铁路旅客车站与城际铁路、市域铁路以及城市轨道交通的换乘模式日趋多元化，便捷地解决旅客站内中转换乘以及国铁与地铁之间的换乘成为大型铁路旅客车站设计的重要课题。

西安火车站是全国铁路客运直属特等站、全国八大铁路枢纽之一，随着西安站改扩建工程的实施，西安站的枢纽功能将进一步提升，以办理普速列车为主，兼办部分城际旅客列车，并具有开行部分短途动车组列车的条件[2]。建成后将成为拥有南北双广场、双站房、多通道的大型综合交通枢纽，同时实现与地铁4、7号线无缝接驳，实现零距离换乘。西安站的国铁站内中转换乘及地铁与国铁之间的换乘设计体现了大型铁路旅客车站近年来的设计趋势，其换乘模式的研究对于国内大型铁路旅客站房设计具有重要的借鉴意义。

2 工程设计概况

2.1 总体规划概况

西安市是世界四大古都之一、陕西省省会城市，西安铁路枢纽位于国家铁路网规划的“八纵八横”通道，是全国八大铁路枢纽之一。西安火车站是西安铁路规划中“四主一辅”的主站之一，是全国铁路客运直属特等站[3]，属于遗址间的大型铁路客运站[4]。既有南站房规模较小，车站容量基本饱和，随着新一轮的铁路建设及城市轨道交通发展，关中城际铁路建设全面启动[5]，西安站的枢纽功能将进一步提升。

改扩建之后车站规模扩大为9台18线，站房最高聚集人数12 000人，成为拥有南北双广场、双站房、多通道的大型综合交通枢纽，同时实现与地铁4、7号线无缝接驳，实现零距离换乘[6]。如图1所示。新建的北站房、高架候车室延续了既有南站房和解放路的轴线，保留了城市轴线；同时新建东配楼、北站房与大明宫丹凤门形成品字形关系，使北广场与丹凤门浑然一体，彰显大气稳定的整体格局[7]；正对丹凤门在东配楼与北站房之间设置跨线市政天桥及市政地下通廊，联系南北广场；在站场地下结合市政地下通廊和地铁4号线站厅，设置了国铁地下进出站厅，实现国铁与地铁的无缝接驳。如图2所示。

图1 西安站改扩建工程鸟瞰效果

图2 西安站改扩建工程总平面规划

2.2 功能布局

西安站改扩建属于典型的向站场方向改扩建，通过新建高架候车室对原有站房进行扩建，使早期的线侧候车模式变为线上候车[8]。改扩建后的西安站地面部分设计采用了南北线侧站房与高架站房相结合的进站方式，并在车场下方-12 m出站层增设地下进站厅，实现多方向、多维度的旅客进站，整体功能布局如图3所示。站场南侧对既有老火车站进行适应性改造，保留了一部分基本站台进站功能，结合南广场设置了售票厅，并且可以通过进站广厅楼扶梯到达高架站房候车室；站场北侧新建北站房，主要解决北侧广场方向客流的售取票及进站；高架层的地面高程为10 m，为主要的候车空间，在18 m高程设配套的商业夹层；为了与地铁4、7号线实现零距离换乘，在站场地下部分-12 m高程处，结合24 m宽市政地下通廊设置出站厅、地下进站厅及部分售取票设施，国铁到达旅客出站后从地下可以直接换乘地铁或经市政通廊前往南北广场快速疏解，地铁到达旅客出站后也可直接平层快速换乘国铁。

图3 整体功能布局

2.3 剖面设计

改扩建后北站房建筑高度为33.5 m(金属坡屋面檐口高程28.0 m，屋脊高程39.0 m，两侧混凝土屋面高程23.0 m)，主体地下3层，地上二层，首层为进站广厅层，二层为高架候车层，局部设置5.0 m高程设备夹层和18.0 m高程的商业夹层。高架候车厅主体1层，局部设置商业夹层，主体高度37.2 m(车站正负零高程至屋面最高点)。既有南站房改造后中部主楼总高26.2 m，东、西侧配楼总高皆为12.8 m，中部主楼地上两层，局部夹层，东、西侧配楼地上四层，局部夹层。站场下方市政地下通廊、地下进出站厅地面高程-12.000 m，局部设置地下进站夹层(高程-7.450 m)、设备夹层(高程-3.400 m)。如图4所示。

图4 站房剖面设计

2.4 旅客交通流线组织

铁路旅客车站的旅客交通流线主要包含进站流线和出站流线，考虑到城际铁路、市域铁路的站内换乘需求，西安站也对旅客站内换乘流线进行人性化设计。西安站旅客进站采用以地面进站为主、地下进站为辅的方式，出站为地下出站并通过市政地下通廊引导人流疏解，此外，在高架站房增设反向进站扶梯以满足旅客站内换乘的需求。

2.4.1 进站流线

地面进站的旅客从南、北广场经两侧站房进站广厅的楼扶梯上达高架层，在高架候车厅候车，然后通过高架候车厅东西两侧的十组检票口检票，检票后由进站通廊的楼扶梯下行至各个站台乘车。这样的设计同时满足火车站南侧和北侧来向客流的进站需求，流线顺畅、管理便捷。如图5所示。

图5 地面进站流线分析

北广场地下公交、出租及社会停车场或地铁4、7号线到达旅客在市政地下通廊两侧的国铁人工或自助售票设施取票后，在地下-12 m高程平层安检验票进入地下进站厅，经楼扶梯上行至-7.45 m高程的地下进站夹层，由夹层通道的进站楼扶梯上行到达国铁各个站台乘车。如图6所示。

图6 地下进站流线分析

2.4.2 出站流线

国铁出站旅客通过两组出站楼扶梯下行至-12 m高程的出站厅，验票出站后到达市政地下通廊，并由市政地下通廊疏解。换乘地铁4、7号线的旅客经地铁进站通道到达地铁进站厅安检购票后前往地铁站厅乘车；其他旅客经市政地下通廊往南上行至南站房市政过厅后到达南广场或往北到达北广场地下综合交通枢纽，换乘公交、出租、社会车辆。如图7所示。

图7 出站流线分析

2.4.3 站内换乘流线

国铁到达旅客换乘其他国铁车次时，可经高架站房东侧的反向进站扶梯上行至高架站房，通过闸机验票后进入高架候车厅候车，完成站内换乘，从而避免了先出站再进站的迂回流线，减少了二次安检进站程序。

3 换乘设计分析

随着交通运输行业的发展，目前有两个方面的矛盾在铁路旅客站房设计中显得较为突出：一是城市地铁建设的高速发展与目前铁路旅客车站进出站流线组织的矛盾，二是城际铁路发展引起国铁站内中转客流的增长与目前车站客运管理的矛盾。西安站远期客流量构成显示了地铁到达换乘国铁以及国铁城际中转客流的比重，如表1所示。

表1 西安站远期客流量构成(单方向)

换乘距离较长、换乘空间客流的交叉拥堵、不同交通工具间换乘距离不等是铁路站房换乘设计通常存在的诟病[9]。因此，高效的换乘组织是西安站改扩建工程设计的重点。

3.1 地下综合换乘设计分析

本项目的地下换乘设计在国内具有创新性，该设计主要结合地下综合交通枢纽设置地下进出站厅，地铁及北广场地下交通枢纽到达的旅客可以直接从地下进站厅检票进站到达国铁各站台，国铁出站旅客也直接由地下市政通廊可以便捷快速地通过地铁、公交、出租及社会车辆进行疏解。

3.1.1 地下进站客流组织

(1)地下进站空间设计

西安站改扩建工程在市政地下通廊与地铁站厅之间的三角区域设置地下进站厅，旅客由地下进站厅安检验票进站后，由夹层通道直接到达各站台。该部分空间设计与传统站房的进站及候车空间有所不同，为了保证旅客进站及候车的舒适性，通过客流预测对空间尺度进行了严格把控。

地下进站厅主要是为了结合地下综合交通枢纽满足旅客的平层快速进站需求，根据客流预测，地下进站厅远期高峰小时旅客发送量2 890人。地下进站厅位于市政地下通廊、东配楼、地铁4号线站厅围合的三角区域，考虑到地下空间紧张，按人均不小于1.2 m2的候车空间要求，在地下进站厅设置3 500 m2的临时候车区。临时候车区净高4.9 m，其余进站通道净高控制在3 m以上，在满足相关铁路标准的基础上，尽可能地减小地下空间的压抑感。

多种交通方式的一体化衔接及多种功能的站内融合，极大地增加了综合交通枢纽的火灾风险和疏散难度[10]。西安站进站厅空间的疏散宽度设计采用瞬时流量法计算[11]，平均停留时间30 min，高峰波动系数1.5，车站办公人员附加5%，地下进站厅疏散人数为2 276人，本设计地下进站厅疏散宽度为27.8 m，疏散距离按60 m控制，紧张情况下不超70 m，经特殊消防设计研究及安全评估，满足安全疏散的需求。

(2)优势及存在问题

地下快速进站具有诸多优势。首先，西安站地下进站的设计极大地缩短了地铁及北广场地下交通枢纽到达的旅客的进站流线，弥补了单一地面进站流线过长的不足，为旅客进站带来更多路径选择；其次，缓解了地面进站及候车的客流压力，西安站是西安铁路规划“四主一辅”中唯一位于城市核心区的主站，整体客流量极大，单维度的进站方式不利于提高进站效率；地下进站的模式提高了城市地下空间的利用率，节约城市用地；能够带动周边城市地下商业空间的开发利用，为城市发展注入活力，促进站城融合。

地下进站的优势很明显，同时也存在一些问题。地下空间局促，车场下方存在噪声及振动，环境品质相对地上空间较差，旅客进站体验不及地上进站；新的进站模式没有成熟的运营管理经验参考，为后期的运营管理带来极大挑战。

3.1.2 地下出站客流的疏解

地下出站厅与城市综合交通枢纽相联系是目前大型铁路旅客车站出站客流疏解常用的方式，西安站采取地下出站并在地下快速疏解客流的方式尤其具有明显的优势。一方面，西安站位于唐大明宫国家遗址公园丹凤门与明城墙之间，是典型的城市遗址中的大型铁路枢纽，设置地面综合交通枢纽会对城市历史景观造成破坏；另一方面，西安站与地铁4、7号线在地下空间同时接驳，通过通道换乘的方式具有适用性和合理性[12]，进一步突出了旅客地下出站的优势；地铁换乘比例一般占50%以上，在出站厅层设置地铁站点，旅客出站后能在同层直接进入地铁售票及检票口，此种方式换乘流线最短，并且同层设置的布局减少了地铁的埋深，有利于建筑规模以及工程造价的控制[13]。

在出站空间设计方面，西安站地下出站空间以市政通廊为空间组构的核心，将出站厅与地铁进站厅、南北广场紧密联系起来，通过性良好，具有较高的视线整合度，能便于旅客快速寻找到该节点，从而提升了整体空间组构系统的可识别度[14]。本工程设计在市政地下通廊靠北广场综合交通枢纽一侧设置自然采光排烟天窗，不仅起到对出站客流的引导作用，也是车站注重绿色节能的体现。火车站作为城市名片和地标性建筑，展现着当地特定年代的政治、经济、文化、科技、生活方式和审美情趣的发展状况[15]，西安站出站空间整体室内空间装修也引入唐文化元素，与地面站房外观相协调，体现对地域文化的尊重，使出站旅客对城市的整体印象进一步加深[16]。

3.2 国铁站内换乘设计分析

西安站位于陇海、京昆、包海通道交汇点，具有承东启西、贯通南北的重要作用，建成后还将引入多条城际铁路，换乘模式日趋复杂化，站内换乘的需求将更加明显，作为新建的特大型铁路旅客车站，在设计中结合进站楼扶梯增设了反向扶梯，并在高架站房进站通廊设置了反向进站闸机，为换乘旅客反向进站提供了便利。通过高架站房解决站内换乘旅客的候车，提升了旅客候车体验，方便车站运营管理，同时提高了高架候车厅及配套商业夹层的空间利用率。

西安站的换乘属于典型的同站站厅换乘方式，换乘时间消耗较少，站内换乘设施的配合程度要求较高[17]。本工程仅在高架进站通道处增设反向进站流线，从换乘设施布局的角度考虑[18]，既节约了车站投资的经济成本，又缩短了旅客在站内的走行时间，实现了中转旅客“不出站、短接续”的人性化设计[19]。

4 结语

西安站改扩建工程结合北广场地下综合交通枢纽平层实现地下综合换乘，并且利用高架站房增设反向进站设施来解决国铁的站内换乘。车站功能的立体化布局满足了旅客多通道、多层面的进站需求，实现了高效、多样的换乘方式。新的换乘方式将给后期的运维管理提出新的挑战，受场地环境等条件约束，本项目在部分空间尺度方面还略显局促，希望通过合理的运维管理，严格控制客流量，在保证换乘效率达到预期目标的同时保障疏散安全，为国内大型铁路旅客站房的设计和运维提供借鉴。

客流的高端化、商务化使普铁时代简单的站前广场换乘模式让位于全天候、无障碍、人车分行的换乘空间接驳模式[20]。西安站的换乘设计充分利用了站区地上及地下的空间，基本做到了各种交通方式与铁路进出站客流的无缝衔接，极大地缩短旅客换乘距离，提高了旅客乘降效率，节约利用土地资源，对促进站城融合发展起到重要作用，这样的换乘设计体现了“以人为本、以流为主”的客流组织理念，响应了铁路总公司新时代铁路客站设计创新“畅通融合、绿色温馨、经济艺术、智能便捷”[21]的四项基本原则，顺应新时代中国社会发展特点和铁路运营管理需求。