周宇冠

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,430063,武漢∥高級(jí)工程師)

兩種城際鐵路設(shè)計(jì)思路的對(duì)比分析

周宇冠

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,430063,武漢∥高級(jí)工程師)

從城際鐵路的主要特征、功能定位、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面對(duì)比分析了鐵道部投資建設(shè)(或省部合建)的城際鐵路與廣東省投資建設(shè)的城際鐵路的主要設(shè)計(jì)思路,指出了兩種城際鐵路發(fā)展模式的不同點(diǎn)并剖析了原因。結(jié)合城際客流的主要特征,對(duì)我國(guó)兩種城際鐵路的未來(lái)發(fā)展方向提出了一些見(jiàn)解。

城際鐵路;設(shè)計(jì)思路;發(fā)展模式;對(duì)比分析

Author's addressThe 4th Survey and Design Group Company,Ltd.,China Railways,430063,Wuhan,China

目前,除了國(guó)家級(jí)的長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和環(huán)渤海(京津冀)三大城市群外,部份省市從地域的角度分別規(guī)劃了遼中南城市群、山東半島城市群、中原城市群、關(guān)中城市群、成渝城市群、武漢城市圈、長(zhǎng)株潭城市群、海西城市群、滇中城市群等。城際鐵路作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施,是構(gòu)建城市群的重要內(nèi)容之一,也是城市群的現(xiàn)代化標(biāo)志之一。隨著“四縱四橫”高速鐵路客運(yùn)專線和“八縱八橫”高標(biāo)準(zhǔn)、大能力鐵路通道的建成,未來(lái)的鐵路建設(shè),除了加大路網(wǎng)密度外,重點(diǎn)是各城市群中的城際鐵路。

目前我國(guó)已建成運(yùn)營(yíng)的、正在建設(shè)的和即將建設(shè)的城際鐵路,按投資主體和所執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不同可分為兩類:一類(暫稱為A類)是以鐵道部為投資主體或省部合建的城際鐵路,所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是時(shí)速200～350 km的高速鐵路客運(yùn)專線標(biāo)準(zhǔn);另一類(暫稱為B類)是以廣東省政府為投資主體建設(shè)的城際鐵路(如穗莞深城際鐵路),所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是廣東省制定的《珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更接近于城市軌道交通的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))。由于投資主體、管理體制的不同,以及對(duì)城際鐵路概念理解的差異,形成了兩套不同體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為此,有必要通過(guò)分析兩類城際鐵路的特征、功能定位、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇等,為城際鐵路的建設(shè)和研究提供一些有價(jià)值的思路。

1 城際鐵路的主要特征

城市群的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較高,地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)、人員聯(lián)系非常密切,公務(wù)、商務(wù)、探親訪友、上下班等客流較大。其客流的主要特點(diǎn)是:出行頻率較高,運(yùn)距較短,對(duì)交通出行的時(shí)間性、安全性、快捷性和舒適性要求較高,對(duì)票價(jià)的承受能力較強(qiáng)。以這部分客流為服務(wù)對(duì)象的城際鐵路應(yīng)具備的主要特征是:公交化的組織方式,較高的運(yùn)行速度,方便、快捷的換乘條件,較高的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),等等。

2 城際鐵路的功能定位

城際鐵路主要承擔(dān)中短途城際客流的運(yùn)輸,是連結(jié)城市群內(nèi)各中心城市、衛(wèi)星城鎮(zhèn)、城市組團(tuán)間的一種快捷有軌交通方式。城際鐵路介于高速鐵路、普通鐵路、城市軌道交通之間,是城市交通與區(qū)域間交通運(yùn)輸通道的補(bǔ)充。

2.1 A類城際鐵路的功能定位

A類城際鐵路主要承擔(dān)城(城市群內(nèi)的中心城市)、鎮(zhèn)(衛(wèi)星城鎮(zhèn))、組團(tuán)之間的客流,部分還兼顧長(zhǎng)途客流。

A類城際鐵路的主要特點(diǎn):主要在城、鎮(zhèn)、組團(tuán)設(shè)站,平均站距一般在10～20 km之間;線路的起迄點(diǎn)以及一些經(jīng)由點(diǎn)多為城市內(nèi)既有的或新建的鐵路客站,旅客到站后通過(guò)換乘城市軌道交通或者其它公共交通工具前往目的地;客流主要以務(wù)工、探親、訪友、旅游、公務(wù)等為主,客流分布特征以中間小、兩頭大的形態(tài)居多,也有矩形或一頭大、一頭小的形態(tài),主要與沿線經(jīng)由城市的規(guī)模相關(guān)。

A類城際鐵路如兼顧長(zhǎng)途客流則需開(kāi)行跨線列車,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需與相銜接的高速鐵路或普通鐵路協(xié)調(diào)統(tǒng)一?？缇€城際列車開(kāi)行越多,對(duì)城際列車公交化的開(kāi)行方案影響越大,A類城際鐵路也就越接近干線鐵路的特征。

2.2 B類城際鐵路的功能定位

B類城際鐵路主要承擔(dān)城、鎮(zhèn)、組團(tuán)之間以及城市客流。

B類城際鐵路的主要特點(diǎn):通常在城市中心以及周邊組團(tuán)設(shè)多處車站,平均站距一般在4～7 km之間,客源點(diǎn)多;通常穿城而過(guò),深入市區(qū),承擔(dān)了部分城市軌道交通的功能,類似于城市軌道交通中的市域快線;可與城市軌道交通形成多個(gè)換乘點(diǎn),方便旅客,縮短旅客的進(jìn)出城時(shí)間,便捷性較好;客流主要以商務(wù)、公務(wù)、上下班等客流為主,客流高峰特征明顯,高峰小時(shí)斷面客流往往呈紡錘型;在城區(qū)范圍內(nèi),受規(guī)劃以及現(xiàn)狀地物的影響,線路敷設(shè)方式往往采用高架或地下,工程投資較大。

3 城際鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鐵道部投資建設(shè)的城際鐵路,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一執(zhí)行鐵道部頒布的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),采用左側(cè)行車方式。廣東省制定的《珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》是在《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》的基礎(chǔ)上,結(jié)合城際鐵路的特點(diǎn)演變而成的,采用右線行車方式。兩者速度目標(biāo)值的選擇思路基本相同,即圍繞著區(qū)域交通戰(zhàn)略規(guī)劃,結(jié)合與其它交通方式的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系確定合理的速度目標(biāo)值,并在此基礎(chǔ)上,綜合考慮功能定位、客流特征、工程等方面的因素綜合比選確定。運(yùn)輸組織均采用“大站快車+站站停列車”組合模式。前者通常是200～350 km/h與160～2000 km/h組合模式,后者是通常200 km/h與140 km/h組合模式。但兩者的其它技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)卻相去甚遠(yuǎn),其根源在于車輛選型以及信號(hào)系統(tǒng)的選擇。

3.1 車輛選型

兩類城際鐵路的主要技術(shù)參數(shù)及車輛選項(xiàng)的對(duì)比分析。

1)A類城際鐵路的供電方式采用AC 25 kV,B類城際鐵路采用DC 1500 V、AC 25 kV以及雙流供電。

2)A類城際鐵路最大縱坡一般采用20‰,B類城際鐵路為30‰。

3)B類城際鐵路選用的車輛主要是參照城市軌道交通A型車的技術(shù)參數(shù),在我國(guó)尚無(wú)現(xiàn)成產(chǎn)品,需重新研發(fā)。根據(jù)統(tǒng)計(jì),城市軌道交通車輛國(guó)產(chǎn)化率基本在71%～73%之間,新研發(fā)B類城軌車輛的國(guó)產(chǎn)化率應(yīng)不會(huì)超過(guò)城市軌道交通車輛。而A類城際鐵路動(dòng)車組是比較成熟的產(chǎn)品,國(guó)產(chǎn)化率相對(duì)較高,可供選擇的產(chǎn)品較多。

4)B類城際鐵路的車輛斷面尺寸比A類城際鐵路動(dòng)車組的小,這不僅可減少土建工程的規(guī)模,而且也可縮短到發(fā)線有效長(zhǎng)和站臺(tái)有效長(zhǎng)度。目前A類城際鐵路到發(fā)線有效長(zhǎng)度為450 m(8輛編組)和650 m,B類城際鐵路的到發(fā)線有效長(zhǎng)度為300 m(6輛編組)。

5)由于A類城際鐵路動(dòng)車組尚無(wú)最高運(yùn)行速度為140 km/h、160 km/h的型號(hào),因此,在 A 類城際鐵路中,開(kāi)行方式為站站停、速度在160 km/h及以下的列車只能選用200 km/h的動(dòng)車組,運(yùn)營(yíng)速度與動(dòng)車不匹配,高能低效。

6)隨著既有線提速改造以及“四縱四橫”高速客運(yùn)專線相繼建成,相應(yīng)的動(dòng)車檢修整備基地也相繼建成。由于采用動(dòng)車類型相同,因此A類城際鐵路可利用這些已經(jīng)或即將建成的設(shè)施,充分實(shí)現(xiàn)資源共享,避免重復(fù)建設(shè),浪費(fèi)投資。而B(niǎo)類城際鐵路需另?yè)裰沸陆ㄜ囕v基地,且只能在珠三角城際軌道交通網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)資源共享。

7)B類城際鐵路的車輛是在中部開(kāi)門;A類城際鐵路動(dòng)車組是在兩端開(kāi)門,200 km/h的動(dòng)車是每側(cè)開(kāi)兩門(全程考慮坐席),140 km/h的車是每側(cè)開(kāi)三門(考慮站席,站立密度是4人/m2)。

8)A類城際鐵路動(dòng)車組車輛座位排列采用2+3、2+2兩種形式,空間大、舒適度較好;而B(niǎo)類城際鐵路的車輛座位排列采用2+2,座席定員少。

9)根據(jù)相關(guān)資料初步估計(jì),一輛高速鐵路動(dòng)車的投資約是珠三角城際鐵路車輛的1.5～2倍。

3.2 信號(hào)系統(tǒng)

A類城際鐵路的信號(hào)系統(tǒng)采用 CTCS2或者CTCS3的列車控制系統(tǒng)配置方案,而B(niǎo)類城際鐵路采用點(diǎn)式ATC(列車自動(dòng)控制)系統(tǒng),預(yù)留升級(jí)至基于無(wú)線通信的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)(CBTC)。兩者主要的區(qū)別在于前者不能實(shí)現(xiàn)ATO(列車自動(dòng)駕駛)功能,對(duì)車門及屏蔽門/安全門不能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控,沒(méi)有精確停車功能;采用目標(biāo)距離控制模式,滿足列車正線追蹤間隔3 min。后者可實(shí)現(xiàn)ATO功能;提供實(shí)時(shí)的追隨的連續(xù)速度-距離曲線控制功能,滿足列車正線追蹤間隔2 min,但投資比CTCS2列控系統(tǒng)貴400萬(wàn)元/km。這對(duì)到發(fā)線有效長(zhǎng)和系統(tǒng)輸送能力影響較大。

3.3 車站

A類城際鐵路在城市群的中心城市大多采用沿既有線或新建線路引入樞紐內(nèi)大型客站,采用并站設(shè)置的方案,如廣珠城際鐵路引入新廣州站,滬寧城際鐵路分別引入虹橋樞紐、上海西站和南京南站,長(zhǎng)株潭城際鐵路引入長(zhǎng)沙站和株州站等。旅客進(jìn)出站采用傳統(tǒng)的上進(jìn)下出的方式,與市內(nèi)的聯(lián)系主要依靠包括城市軌道交通在內(nèi)的多種交通方式。目前全國(guó)主要大型客站均有一條及一條以上的城市軌道交通引入。

B類城際鐵路則在城市中心設(shè)置了較多的車站。如穗莞深城際鐵路,沿線經(jīng)過(guò)了深圳市內(nèi)的福田區(qū)、南山區(qū)和寶安區(qū),連接了深圳機(jī)場(chǎng),共設(shè)9座車站,其中城市中心設(shè)5座車站;其7座車站與城市軌道交通車站組成換乘車站,終點(diǎn)站為與廣深港客運(yùn)專線和3條城市軌道交通組成的換乘樞紐。旅客進(jìn)出站采用城市軌道交通的模式,自動(dòng)售檢票,進(jìn)出站均可通過(guò)自動(dòng)扶梯,服務(wù)水平較高。

3.4 供電制式

A類城際鐵路采用單相工頻25 kV交流制,B類城際鐵路采用采用直流1500 V和單相工頻25 kV交流制兩種制式。

在A類城際鐵路中,由于速度高,高架、地面線居多,從投資、節(jié)能、安全性等方面綜合考慮,采用單相工頻25 kV交流制具有明顯優(yōu)勢(shì)。但是速度不超過(guò) 160 km/h并有大量地下區(qū)間的線路,直流1500 V供電制的土建投資要節(jié)省很多。以運(yùn)行速度140 km/h、A型車尺寸的車輛作為基礎(chǔ)進(jìn)行比較,采用直流供電制式的地下盾構(gòu)區(qū)間土建投資比采用交流供電制式的節(jié)省2500萬(wàn)元/km左右。供電制式的選擇,與線路的功能定位、在線網(wǎng)中的作用以及敷設(shè)方式等息息相關(guān),研究時(shí)需統(tǒng)籌考慮。

4 結(jié)語(yǔ)

1)城際鐵路主要服務(wù)于城市群內(nèi)城鎮(zhèn)之間的客流交往,而城市群內(nèi)各中心城市之間通常有高速鐵路或既有普通鐵路連接。城際鐵路開(kāi)行跨線長(zhǎng)途客車應(yīng)慎重研究,這對(duì)城際鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)影響較大,而且存在與并行鐵路功能發(fā)生重疊的可能性。

2)如能研制出速度為140 km/h或160 km/h、城市軌道交通A型車尺寸的車輛,在技術(shù)性、安全性、可靠性以及國(guó)產(chǎn)化等方面均能滿足要求,在車輛制造上無(wú)疑是技術(shù)創(chuàng)新,并可形成新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這不僅彌補(bǔ)了速度為 160 km/h及以下動(dòng)車的空白,對(duì)客運(yùn)專線的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也是補(bǔ)充,在減少土建工程尤其是地下區(qū)間和車站的投資、方便旅客乘車等方面具有優(yōu)勢(shì)。

3)在中、短途旅客的出行時(shí)間中,相比B類城際鐵路旅客,A類城際鐵路旅客的非乘車時(shí)間占比重較大。B類城際鐵路在城市中心設(shè)站多,與城市軌道交通的換乘點(diǎn)多,旅客乘車方便,同時(shí)也利于吸引客流;其次,采用自動(dòng)售檢票以及進(jìn)出站的方式更符合公交化的運(yùn)行特征,所需時(shí)間更短。巴黎以及大阪的城際鐵路就采用這種模式,值得A類城際鐵路借鑒。目前,全國(guó)各城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃與城市群的城際鐵路的規(guī)劃是脫節(jié)的,如能統(tǒng)籌規(guī)劃并進(jìn)行相應(yīng)控制,可以最小的工程代價(jià)發(fā)揮城市軌道交通和城際鐵路最大的綜合效益。

4)CBTC系統(tǒng)是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較先進(jìn)的信號(hào)系統(tǒng),也是未來(lái)的發(fā)展方向,城際鐵路采用哪種信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合性價(jià)比統(tǒng)籌進(jìn)行研究。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)各種交通方式的要求將越來(lái)越高,尤其是城際客流,便捷、安全、舒適是影響他們選擇交通方式的主要因素。隨著科技的進(jìn)步,將會(huì)有更多更先進(jìn)、可靠、實(shí)用的設(shè)備,可大大降低工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。因此,在充分發(fā)揮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的前提下,如何滿足客流需求才是城際鐵路的發(fā)展方向,才是制定其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

[1]謝建平,陳治亞.城際軌道交通在城市群發(fā)展中的意義[J].城市軌道交通研究,2008(11):10.

[2]中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.穗莞深城際軌道交通工程可行性研究報(bào)告[R].武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2008.

Comparative Analysis of the Design Initiatives of Two Intercity Railway Types

Zhou Yuguan

Through a comparative analysis of the chief characteristics,functions and main technical standards of two different types of inter-city railways,which are invested cooperatively by Ministry of Railways and local provinces or by Guang dong Province alone,this paper summarizes the different points and causes,puts forward some ideas for the future development with a consideration of the main characteristics of passenger flow of inter-city railways.

inter-city railways;design initiatives;development model;comparative analysis

U 125;U 238+.1

2009-08-25)