基于交通枢纽的地铁站建筑空间优化设计策略

在我国当前大规模轨道交通建设的背景下，地铁枢纽站空间混乱、低效率换乘与地铁高效运行所引发的矛盾，日显突出，影响城市轨道交通的整体运行。提高轨道交通枢纽站空间使用效率，为安全疏散提供保障。 依托北京交通大学在本领域的领先优势，项目研究首先从轨道交通的开发入手，从城市轨道交通整体发展的视角出发，在北京、厦门等城市对轨道交通开发、建设、管理、运营主题进行了关于综合开发调研，系统地总结了现有开发的基本模式和典型经验。通过外部数据采购和实地调查建立了典型地区轨道交通沿线土地使用、交通出行计量模型，探讨了轨道交通如何在多维、多层面上与城市实现一体化和协调发展的方式、方法和路径。其次，项目以提高轨道交通枢纽站空间效益和安全疏散为核心，提出地铁站导向空间与标识系统一体化的整合理论和方法，提高地铁站空间使用效益、整合地铁站功能和塑造宜人的空间环境，建构地铁换乘站一体化体系。 研究认为，第一，在整个城市层面上，轨道交通应与城市功能分区、城市的整体发展相协调、相一致。地铁网络系统的形成受到城市功能布局、城市空间结构的影响，而地铁枢纽站的建设不仅改变了城市地下空间功能的需求，也影响了地下空间形态的发展，进而又反过来影响城市地上空间形态的演变。城市空间与地铁枢纽空间的一体化、枢纽站地上与地下空间的一体化发展是轨道交通可持续发展的必然方向。第二，标识系统化体系是地铁枢纽站顺畅运行的前提，是城市地铁网络系统整体运行的保障。第三，换乘站布局形式影响换乘方式，换乘方式决定换乘效率，换乘效率是衡量枢纽站使用好坏标准的一项重要指标。因此，换乘站布局形式和换乘方式是枢纽站内部空间高效能设计的两个关键因素。第四，只有实现地铁枢纽站空间优化、标识优化和换乘优化三者“和谐”、统一的发展，才能为枢纽站建立有效的优化控制提供理论依据。 以课题研究为基础，研究团队参与了多个轨道交通线土地综合开发和整理利用的研究工作，参与多项横纵向课题进行政策咨询工作，完成实际项目三项。在基金的支持下，与中国城市规划学会、中国投资协会主办了第一届轨道交通综合开发国际研讨会，并完成会议论文集。发表期刊和会议论文共计22篇，其中2篇被收录于EI检索，出版标注基金项目的专著1本，培养硕士毕业生8人，在读硕士生5人。项目组研究成员，依托基金项目1人获得国家留学基金委项目支持，以及获北京市青年英才计划支持。 2100433B

地铁以其运量大、耗能低、快速、准时、安全、并且节省城市地上空间，有利于保持城市历史风貌及人文和自然景观等优点成为地下交通建设的重点，地铁建设也是实现城市低碳化的重要手段。本研究以地铁枢纽站建筑为主要研究对象，运用定性研究与定量研究相结合，实验测试与计算机模拟相补充的研究方法，研究其综合开发与城市总体规划的协调发展问题；研究地铁站对城市功能的催化和整合作用，并提出发展的优化策略；基于枢纽站换乘多特点，研究换乘空间与其它空间的的整合，旨在从行为决定与空间决定双重视角，探讨多种空间形态的内在耦合关系，在探讨正常情况下安全、疏散模式的基础上，重点研究紧急情况下其安全、疏散模式，进而建立地铁枢纽站建筑空间优化设计方法。从城市整体及内部空间两个视角提出优化方法及可持续发展模式。为今后大规模地铁站建设建立有效的优化控制提供理论依据，为进一步完善面城市地铁站设计理论提供必要的支撑。

史丽晨，郭瑞峰主编的本书介绍了优化设计的基本理论、常用方法和优化工程软件应用方法。全书在基本优化理论阐述的基础上，着重于各种优化算法的MATLAB的实现。同时通过大量的机械优化设计实例的建模、求解过程的分析，力求使读者掌握机械优化设计的MATLAB编程方法和Pro/Engineer优化分析方法。本书内容选择上注重工程实用性和操作可行性，以达到提高读者分析问题和解决问题的能力。

《基于MATLAB和Pro/Engineer的机械优化设计》可作为高等院校机械工程及相关专业的本科生、研究生教材，也可作为工程技术人员进行优化设计的参考书，同时也可用作MATLAB和Pro/Engineer爱好者的入门参考书。

结构体系中的大空间或者核心筒的布置不规则,会给建筑抗震设计带来诸多困扰。提出优化设计的方法用于对结构刚度进行调整,以降低建筑空间布置不规则的影响。优化方法是基于进化结构优化法,建立新的灵敏度定义,以修正建筑空间布置规则性为设计目标,优化结构体系中抗侧体系的刚度分布。从建立结构模型开始,直接从建筑设计模型中,提取必要的设计参数,导入优化设计程序中进行建模,提高了建模的效率和准确度。在有限元分析过程中全部采用壳单元,并且在考虑解析准确度的基础上对壳单元进行分割,应用泰森多边形理论对荷载进行计算。在优化计算中,主要从结构整体等效应力分布的均匀性,重心与刚心的相对位置关系以及结构的两向抗侧刚度比三个方面对结构体系的应力、水平以及竖向构件刚度分布进行优化设计,调整建筑空间布局以满足布置的规则性,对进一步深化设计提供可参考的分析结果。