李建斌

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 線站處，湖北 武漢 430063）

我國(guó)組大群城的市形的態(tài)發(fā)逐展步形演態(tài)化正，由由單中中心心城城外市圍向的多新中城心、分衛(wèi)散星城城市或城市組團(tuán)疏解中心城的人口。市郊鐵路是為中心城與新城之間提供快速、大容量、公交化公共交通服務(wù)的有軌交通系統(tǒng)。目前，我國(guó)還沒(méi)有真正意義上的市郊鐵路投入運(yùn)營(yíng)，具備一定市郊鐵路功能的主要有利用既有鐵路改造開(kāi)行市郊列車的北京 S2線、上海浦東鐵路和金山支線。北京 S2 線的最高設(shè)計(jì)速度為120 km/h (二期改造將達(dá)到160 km/h)，旅行速度為60 km/h；浦東鐵路的最高設(shè)計(jì)速度為 120 km/h；金山支線的最高設(shè)計(jì)速度為 160 km/h[1]。通過(guò)采用類比法，參考國(guó)外市郊鐵路的特點(diǎn)及運(yùn)營(yíng)速度，對(duì)我國(guó)市郊鐵路的速度目標(biāo)值范圍選擇進(jìn)行探討。

1 國(guó)外市郊鐵路速度目標(biāo)值概況

1.1 國(guó)外市郊鐵路概況

（1）東京市郊鐵路。東京首都圈是在以東京火車站為中心的50 km半徑范圍內(nèi)，涉及東京都、神奈川縣、琦玉縣、千葉縣和茨城縣管轄的地區(qū)。東京首都圈內(nèi)參與公共交通的市郊鐵路總長(zhǎng) 2 013 km，包括 JR 線和私營(yíng)鐵路。其中，JR 線平均站間距 5～6 km，私營(yíng)鐵路平均站間距2 km 左右[2]。

（2）巴黎市郊鐵路。巴黎有8條市郊鐵路，以市內(nèi)5個(gè)火車站為終點(diǎn)服務(wù)于各方向，主要是加強(qiáng)巴黎周邊城鎮(zhèn)和市中心的聯(lián)絡(luò)，長(zhǎng)約 709 km。另有5條穿越線為市域快速軌道交通線 (RER)，總長(zhǎng)587 km[3]。

（3）倫敦市郊鐵路。倫敦大都市中心城內(nèi)市郊鐵路總長(zhǎng) 788 km，平均站間距為 2.5 km；近郊區(qū)(50 km交通圈) 的市郊鐵路總長(zhǎng) 923 km，平均站間距約 3.5 km；遠(yuǎn)郊區(qū) (100 km交通圈) 的市郊鐵路總長(zhǎng)高達(dá) 1 360 km，平均站間距約 7.5 km。

（4）紐約市郊鐵路。紐約市郊鐵路主要包括北方鐵路和長(zhǎng)島鐵路，服務(wù)于近郊 80 km 以內(nèi)的都市圈，以通勤客流為主。因此，在中心城內(nèi)其站間距較大，平均站間距約 4 km；在中心城外 80 km 交通圈內(nèi)，平均站間距約 3 km；而 80 km 以外的遠(yuǎn)郊區(qū)，平均站間距約 6 km。

1.2 國(guó)外市郊鐵路運(yùn)營(yíng)速度

國(guó)外市郊鐵路建設(shè)遵循市民出行一次到達(dá)目的地以不超過(guò) 1 h 為原則，設(shè)計(jì)合理的站間距、車站形式和運(yùn)營(yíng)模式，選擇確定列車旅行速度和最高運(yùn)營(yíng)速度，其主要城市市郊鐵路運(yùn)營(yíng)速度見(jiàn)表1[4]。

表1 國(guó)外主要城市市郊鐵路運(yùn)營(yíng)速度概況表

2 我國(guó)市郊鐵路速度目標(biāo)值的影響因素分析

2.1 我國(guó)市郊鐵路時(shí)間目標(biāo)值的選擇

從國(guó)外大都市市郊鐵路的發(fā)展歷程來(lái)看，東京、紐約、巴黎等大都市郊區(qū)基本在主城區(qū)80 km半徑范圍內(nèi)，通過(guò)市郊鐵路的出行時(shí)間一般控制在1 h 以內(nèi)。究其原因，是由于市郊客流中通勤客流比重較大，為滿足這類客流需求，市郊鐵路旅客的出行時(shí)間不宜超過(guò) 1 h。根據(jù)我國(guó)城市空間布局分析，我國(guó)大城市市域范圍基本在中心城 70 km 半徑范圍內(nèi)，市郊鐵路總出行時(shí)間可控制在 1 h 以內(nèi)[5]。因此，我國(guó)市郊鐵路速度目標(biāo)值應(yīng)滿足市中心至郊區(qū) 1 h 通勤圈的交通目標(biāo)?？紤]到兩端出行附加時(shí)間 (按各增加 10 min 考慮)，市郊鐵路純旅行時(shí)間不宜超過(guò) 40 min。

2.2 城市空間尺度的影響

在旅行時(shí)間目標(biāo)值約束的條件下，城市空間尺度是影響市郊鐵路速度目標(biāo)值選擇的最重要因素，新城絕大部分在距中心城 70 km 半徑覆蓋范圍內(nèi)，距市中心的直線距離小于 50 km，與國(guó)外大都市的城市結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較接近，如表2所示。因此，實(shí)現(xiàn)1 h 通勤圈的交通目標(biāo)，速度目標(biāo)值 100～160 km/h基本可以滿足要求。服務(wù)遠(yuǎn)郊的市郊鐵路應(yīng)采用較高的速度目標(biāo)值、較大的站間距，必要時(shí)考慮開(kāi)行大站快車；服務(wù)近郊的市郊鐵路速度目標(biāo)值可適當(dāng)降低，站間距適當(dāng)加密[6]。

表2 我國(guó)典型大城市空間尺度表

2.3 站間距與速度目標(biāo)值的關(guān)系

2.3.1 市郊鐵路站間距分析

國(guó)外市郊鐵路發(fā)展歷程表明，市郊鐵路車站由于強(qiáng)大的聚集能力，其半徑約 1 km 范圍內(nèi)將得到高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)，成為城市發(fā)展軸上組團(tuán)的中心。因此，市郊鐵路的最小站間距一般不宜小于 2.0 km，引導(dǎo)城市形態(tài)沿市郊鐵路通道呈理想形態(tài)“串珠狀”發(fā)展。

由于市郊鐵路車站分布于中心城不同交通圈，具有中心城高密度站點(diǎn)布置和外圍區(qū)低密度大站間距的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，以適應(yīng)大都市不同交通圈的交通特征和多樣化出行需求，因此國(guó)外市郊鐵路平均站間距一般為 1.5～7.0 km。目前，我國(guó)部分在建或規(guī)劃的市郊鐵路站間距一般為 2.0～7.0 km。

2.3.2 站間距與速度目標(biāo)值的關(guān)系

在不組織越行的運(yùn)輸組織模式下，列車最高運(yùn)行速度主要取決于平均站間距離。合理的列車最高運(yùn)行速度與站間距的匹配，應(yīng)能保證旅客舒適度和列車運(yùn)行效率，列車在區(qū)間不宜全部處于加速或減速工況，應(yīng)有一定距離保持以最高速度勻速運(yùn)行?？蓞⒁?jiàn)下列公式。

式中：V 是目標(biāo)速度；D 是站間距；t 是加速到目標(biāo)速度后列車的勻速運(yùn)行時(shí)間；a加、b減是列車的平均加速度和平均減速度。

由公式看出，目標(biāo)速度值與站間距的匹配主要受車輛設(shè)計(jì)參數(shù) (構(gòu)造速度、加減速性能等) 影響。

（1）車輛參數(shù)取值。140 km/h、160 km/h、200 km/h 等級(jí)車輛參數(shù)參考CRH6型車輛樣車，80～120 km/h 車輛參數(shù)參考國(guó)內(nèi)城市軌道交通車輛。各型車輛主要計(jì)算參數(shù)取值如表3所示。

表3 不同運(yùn)營(yíng)速度車輛主要計(jì)算參數(shù)取值表

（2）列車“0→最高速度→0”所需距離。按平直坡道計(jì)算列車由0加速到最高速度并由最高速度減速至0所需距離與時(shí)間如表4所示。

表4 列車從 0→最高速度→0 運(yùn)行距離和時(shí)間表

（3）最高運(yùn)行速度與站間距的匹配。根據(jù)初步分析，列車最高運(yùn)行速度與站間距的合理匹配關(guān)系：100 km/h 為 2.0 km；120 km/h 為 3.0～4.0 km；140 km/h 為 5.0～6.0 km；160 km/h 為 7.0 km；200 km/h 為大于 15.0 km。

結(jié)合車輛設(shè)計(jì)參數(shù)分析，在列車不越行模式下，受平均站間距的限制，一般最高運(yùn)行速度不超過(guò) 160 km/h；但對(duì)于某些具備越行條件的線路而言，則不受其限制，在滿足運(yùn)輸能力需求大站快車可以采用更高的運(yùn)行速度。

2.4 與公路運(yùn)輸?shù)暮侠矸止?/h3>

速度目標(biāo)值的選擇首先要滿足時(shí)間目標(biāo)值的要求，實(shí)現(xiàn)外圍新城或城市組團(tuán)與中心城的快速聯(lián)系。市郊鐵路與公路相比，不能提供“門到門”服務(wù)，方便性稍差，但其快速性更勝一籌，特別是對(duì)于遠(yuǎn)郊與中心城的聯(lián)系。因此，市郊鐵路的速度目標(biāo)值選擇要注重發(fā)揮速度優(yōu)勢(shì)，否則不利于吸引客流、實(shí)現(xiàn)交通規(guī)劃目標(biāo)，如北京軌道交通八通線開(kāi)通后運(yùn)營(yíng)狀況不太理想，與其設(shè)站較密、運(yùn)營(yíng)速度不高，與京通路上運(yùn)營(yíng)的公交車相比速度沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)有關(guān)。因此，速度目標(biāo)值選擇應(yīng)實(shí)現(xiàn)交通規(guī)劃目標(biāo)，并促進(jìn)與公路運(yùn)輸?shù)暮侠矸止ず蛥f(xié)調(diào)發(fā)展。

3 我國(guó)市郊鐵路速度目標(biāo)值的選擇

通過(guò)與國(guó)外大都市空間尺度類比分析，100～160 km/h 速度目標(biāo)值應(yīng)基本能滿足1 h 通勤圈的交通目標(biāo)；在列車不越行模式下，受平均站間距的約束，列車最高運(yùn)行速度不宜超過(guò) 160 km/h，但對(duì)于某些具備越行條件的線路而言，為滿足運(yùn)輸能力等需求，大站快車可以采用更高的運(yùn)行速度；從與公路運(yùn)輸?shù)暮侠矸止ず蛥f(xié)調(diào)發(fā)展看，市郊鐵路宜采用相對(duì)較高的速度目標(biāo)值。根據(jù)綜合分析，我國(guó)市郊鐵路速度目標(biāo)值基本在 100～160 km/h 范圍。

[1]黃永柳. 關(guān)于既有鐵路開(kāi)行市郊列車的思考[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2011，33(5)：88-91.

[2]劉賢騰. 東京軌道交通體系與城市空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 現(xiàn)代城市軌道交通，2009(2)：71-75.

[3] 李鳳玲，史俊玲. 巴黎大區(qū)軌道交通系統(tǒng)[J]. 都市快軌交通，2009(1) ：101-104.

[4]陳孟喬. 國(guó)外主要城市市郊鐵路發(fā)展現(xiàn)狀分析及啟示[J]. 綜合運(yùn)輸，2010(3)：77-81.

[5]馬述林. 東京城市快速軌道交通發(fā)展模式及啟示[J]. 綜合運(yùn)輸，2009(3)：104-108.

[6]黃永柳，李建斌，陶志詳，等. 我國(guó)市郊鐵路發(fā)展對(duì)策研究[R]. 武漢：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2011.