基于AHP的有轨电车车站景观设计要素研究

有轨电车系统在中国还处于初始发展阶段，在客流、运营效益、城市环境景观融合等方面与国际先进水平存在一定差距。有轨电车车站不仅需要为乘客提供舒适、安全和便捷的乘车环境，同时作为城市空间的视觉组成要素，还需要纳入城市景观设计体系进行综合考虑，为城市更新、街道活力重构起到积极作用。因此，有轨电车车站的“景观化”设计具有重要意义。层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)是美国匹兹堡大学T.L.Satty教授提出的一种定性与定量相结合的决策方法，它把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，是重要的系统分析工具。采用AHP法研究有轨电车车站的景观设计要素，把定性方法与定量方法有机地结合起来，将多目标、多准则又难以全部量化处理的重要性评价问题化为多层次单目标的比较评价问题，通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后，进行简单的数学运算得到各要素的权重。这种方法计算简便，结果明确，非常有利于有轨电车车站景观设计要素的系统化、科学化研究与评价。

有轨电车车站景观设计因素复杂多样，需要从系统角度对其进行分析、评价，才能更好地指导设计，指标体系的选择和构建是评价的基础和关键，也影响到评价的过程和结果。由于目前还缺乏通用的评价指标体系，本次研究基于工程实践和国内外相关手册、指南、期刊文献和图片库，初步确定评价指标体系的内容，按照全面、不重叠以及便于测量的原则对指标进行初级取舍，构建了具有递阶层次结构的“有轨电车车站景观设计评价指标体系”(见图1)。

图1 有轨电车车站景观设计综合评价体系

城市层面的约束性设计要素为城市层面对车站设计具有约束性、引导性的外部影响因素，主要分为以下4个方面：

1）区位：车站在城市中所处区位不同，其承担的功能、规模大小、设计原则均有差异，也使得车站呈现出不同的外观特征。

2）上位规划：城市规划、交通规划等直接决定了车站选址、进出口设置形式等内容，对提高车站综合效能给予了原则性的约束。

3）地形地貌：车站往往利用地形、地貌来确定车站的结构形式和建筑布置形式，带来因地制宜的建筑形态。

4）地域文化与气候：地域文化是所有城市建构筑物以及景观的隐含基因，在车站设计中融入文化符号是人们容易理解并能产生共鸣感的设计语言，车站外观建筑设计应反映其周边相关的文化因素，同时融入周边环境中(见图2)。气候本身就是地域性的重要体现，不同的气候条件下，自然会产生与之对应的建筑形态。车站设计中体现气候特征，能够更好地使有轨电车车站与城市环境融为一体(见图3)。

功能技术限制性设计要素是车站设计时需要满足的功能性和技术性要求，主要包括8个要素：

1）站位：从城市道路横断面关系来看，有轨电车车站可位于道路中央，也可位于道路一侧，这决定了其与城市街道景观的密切程度；从线路敷设方式来看，又可分为地面站、高架站和地下站，不同敷设形式带来了不同的建筑形态，也对城市景观产生不同边界效应。

2）站台型式：有轨电车车站可分为岛式站型、分离岛式站型(长岛)、对称侧式站型、分离侧式站型4种布置方式。不同的站型不仅决定了车站自身的体量，与整条线的区间景观也息息相关。

3）乘降安全：作为交通建筑，其形式必须遵从安全功能的需要。车站与人行道、车行道均应有相当距离的缓冲空间。目前最常见的地面车站一般为三面围合，仅进出口面向街道(或人行道)开敞，而高架车站和地下站应保证2个安全出口，这些都与车站形态和周边环境有关。

4）配套设施：有轨电车车站均设置有相应的设备、设施，如配电箱、乘客信息系统(Passenger Information System, PIS)、监控等设备，以及座椅靠椅、售票机、自助购物机、广告灯箱等设施，还有统一的信息标志，包括名称标志、环境标志、导向标志、警示标志、服务标志等，这些都是车站形象的重要组成内容。根据线路的特点、车站周围环境、设备的安装形式，配套设施可以集中布置也可以分散布置，但设计的关键在于整合，只是将设备放在一起，不能达到景观化的效果(见图4和图5)。

5）规模尺度：规模是形态设计的基础，有轨电车站台长度应根据车辆编组数来确定，并综合考虑近期、远期车辆编组数，预留远期站台扩建的条件；站台宽度应根据车站具体的客流量计算得出，并结合车站周边的环境条件和全线统一要求设置。

6）换乘组织：作为城市综合交通体系的组成部分，应与地铁(轻轨)出入口、铁路站房、机场广场等交通换乘空间临近布局，缩短乘客换乘距离，同时在景观上与周边环境密切整合。

7）流线：车站的进出站客流应顺畅不交叉，不同的出入口位置和进出站方式形成了车站形态的差异化。

8）供电形式：车辆供电形式对车站站棚的形态有较大的影响。接触网受电的车辆停靠在车站时，上部有充电装置，站棚与站台边缘不得不留有缝隙；而储能式受电的车辆没有此种限制，站棚可以向轨道区域出挑深远，甚至可完全覆盖车辆上方(见图6)。对于采用接触网受电车辆的车站，必须研究站棚高度与车辆限界之间的关系，站棚高度对车站整体空间的比例和车站的外观形态都会有较大影响(见图7)。

图6 储能式受电方式站棚可出挑深远

图7 接触网供电方式站棚高度与行车限界的关系

1）平面形态：有轨电车车站以地面线为主，平面形态主要是规则的矩形，以利于乘客乘降、与城市其他交通方式相结合和节约土地。

2）竖向造型：有轨电车车站竖向造型一般结合车站结构灵活设计，其形态可分为规则形态和异形。规则形式主要有反L型、Y型、T型，异型形式因占地大、易形成视觉遮挡、造价较高等原因，在一般通勤区段较少采用，并多见于较大规模的车站，主要用于城市交通枢纽或者城市空间节点的重要车站。有轨电车车站竖向造型要保证其具有简洁、美观、辨识度高等特点，体现文化、科技、环保、现代的设计概念，使其既可具有丰富特色又可很好的融入车站周围环境。

3）结构材料：有轨电车车站建筑的常见结构材料有钢结构+玻璃、钢筋混凝土框架结构、钢结构+张拉膜等。不同结构形式具有不同的优缺点，适合于不同规模和功能的车站，对车站造型具有较大的影响作用。

指标体系在使用前，需要经过相应的信度和效度检验，只有通过检验，指标体系反映出的评价结果才是可靠的。

1）信度检验。

研究着重考查指标体系的内部一致性信度。所谓一致性信度是指相同测评项目分数间的一致性程度，本次研究采用克朗巴赫系数计算一致性，计算公式为

式中， n 为测评项目数/个；S_t²为测评结果的方差；v_i²为第 i 个项目得分的方差。α系数越大，表明不同项目的一致性越高。本次研究涉及的准则层分属于不同的二级目标层，因此需要检验其内部一致性信度，具体结果见表1。结果显示，各分项目的α系数均在0.7以上，属于信度可接受范围。

表1 信度分析

2）效度检验。

效度是用于衡量评价体系能否准确反应评价目的和要求。具体到本次研究，就是所建构的指标体系是否能够全面、准确地涵盖与有轨电车车站相关的景观设计要素。本次研究通过工程实践和调查、访谈，并结合相关专著的研究成果获得评价指标，从定性的角度来看，评价指标体系的编制过程保证了其内容效度。

指标权重表明该指标在评价体系中价值的高低和相对重要的程度以及所占比例的大小量化值。权重值越大，说明该指标对于评价问题越重要。

在运用层次分析法确定指标权重时，可以分为3个步骤：

1）建立递阶层次结构：分析有轨电车车站景观设计系统中各要素关系，建立由目标层、准则层、指标层构成的递阶层次结构。目标层(A)，即“有轨电车车站景观设计综合评价指标”。准则层(B)，即城市层面约束性设计要素、功能技术限制性设计要素、形态设计要素。指标层(C)，每个准则又可以分解为若干可以具体量化的指标，它是评价有轨车站景观优劣最基本的单元。

2）构建两两比较矩阵：对于同一层次的各要素进行两两比较，构造判断矩阵。所建构的4个矩阵，一致性比率(Consistent Ratio)值均小于 0.1，满足一致性检验。

3）指标权重计算：采用Yaahp软件对建构的矩阵进行指标权重计算，计算方法选取和根法。得到各指标对于准则层和目标层的各级权重，计算结果如表2所示。

表2 有轨电车车站景观设计综合评价指标权重值

研究中发现的一些有轨电车车站景观设计的特点也体现在表2的判断矩阵赋值中。譬如，在一级指标中，“B1城市层级约束性要素”的重要性对比“B2功能技术限制性设计要素”赋值稍重要。这是因为有轨电车车站的功能较为简单，而“B1城市层面约束性要素”，尤其是“C1区位”“C2上位规划”是车站分类和采取不同景观(造型)策略的主导因素。如普通城市通勤区域、城市空间节点(或交通节点)、观光游览区，或新旧城区等，会采取不同的车站设计策略，车站外观会因此造成较为明显的差异化特征。其次是“C4地域文化与气候”，严寒地区和炎热地区，不同文化背景，都会对车站的外观设计造成较强影响。这些因素高于“B2功能技术限制性设计要素”的影响，是车站设计的前提条件。再如，“C11流线”在第三等级指标中，弱于“C15结构材料”“C8配套设施”“C12供电形式”等指标。这是因为目前国内外有轨电车车站普遍采用开敞站台且无站厅的形式，车上售票公交化运营，站台不设置闸机，因此进出站流线非常简单。车站设置在路侧及路中，有轨电车采用专有路权，也是对其进出站便捷性和安全性的保证，对车站竖向造型和城市景观的影响不大。此外，有轨电车行驶在城市道路上，其停靠车站受制于道路和线路纵坡和车辆要求，不能坡度太大，根据车辆工艺和研究收集的样本，“C3地形地貌”与其他要素相比对景观的影响也是有限的。这些都反映了有轨电车车站与其他建筑景观设计的差异性。

15个二级指标为有轨电车车站的具体景观设计要素，在车站设计时应将所有要素进行综合考虑，才可实现车站设计的系统性优化。指标对总目标层的指标权重，表明了该指标在有轨电车车站景观设计中的重要度，为了进一步明确设计初期的设计侧重点，制定有效设计策略，本文对15个二级指标权重值进行了聚类分析(采用 K-均值聚类分析法)，结果如图8所示。指标依据权重大小可分为3类，可对应为最重要指标、重要指标和一般性指标。最重要指标仅有2个，分别为区位(C1)和上位规划(C2)。重要指标有6个，依次为地域文化与气候(C4)、乘降安全(C7)、站位(C5)、竖向造型(C14)、换乘组织(C10)、站型(C6)。其余7个为一般性指标。

图8 二级指标对总目标权重聚类分析结果

区位、上位规划 2 个指标权重值，显著高于其他指标权重，是有轨电车车站设计的先决条件。有轨电车车站不仅仅是一座建筑，而是由数十个车站组成的、线性分布的建筑群，需要满足城市规划、城市交通规划、环境保护和城市景观的要求。同时，车站所处区位不同，会导致其规模、功能定位和站位选择的差异，需要采取不同的设计策略。如普通区段车站应以简洁、经济、建造周期短、对道路和街景不形成视觉阻隔为设计原则。而城市节点和城市交通枢纽处的大中型车站，其造型设计应具有独特性，与广场等其他城市景观要素结合形成城市重要的节点空间，强化城市空间结构特征。

地域文化与气候、乘降安全、站位、竖向造型、换乘组织、站型等6个指标权重也较为突出，需要在车站细部设计前进行综合考虑，确定设计定位与侧重。尤其地域文化与气候，应给予充分重视。具有地域特点的车站不仅可以加强城市空间特色的形成，联系城市的历史与未来，同时能够与自然环境条件相适应，实现低碳可持续发展目标。

其他7个指标，其权重虽然低于上述两类指标，但仍是车站设计时必须考虑的设计要素，并且缺一不可。与城市景观相融合，并最终能形成城市空间特色的有轨电车车站设计，是综合了上述所有设计要素的系统工程。

本次研究基于工程实践、社会调查和既有研究成果，提出了具有递阶层次结构的有轨电车车站景观设计要素，包括城市层面的约束性设计要素、功能技术限制性设计要素和形态设计要素3大类及区位、上位规划、地域文化与气候、站位、乘降安全、换乘组织、竖向造型等15小类；采用AHP层次分析法，构建了多层次结构评价指标体系，将15个二类指标进行了重要性聚类，并按类别进行了分析与评价，以期为以后的有轨电车车站设计工作提供总体的思路和参考。但是，指标权重值的绝对大小，确实存在受限于AHP指标的层级归纳方法，以及因子两两比较进行判断矩阵建构并求解的局限性，因此具体到一条线路的指标取值，还需要根据具体的情况予以深入研究和相应修正。

对于有轨电车车站来说，交通性和景观性犹如硬币之两面，随着高质量发展成为新时代的主题，人们对有轨电车车站的环境景观品质提出了更高的要求。从更大的视野来看，车站的景观设计只是有轨电车景观与环境设计体系的组成之一，只有系统地看待和研究有轨电车的城市设计问题，有轨电车建设方能真正发挥其综合效益。