俞南

（中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司計(jì)統(tǒng)處 工程師，四川　成都　610081）

1　概述

鐵路公交化是依托高速干線和城際客運(yùn)專線，利用高密度、小編組，實(shí)現(xiàn)快速、便捷運(yùn)送旅客的運(yùn)輸組織模式[1]。作為綜合交通運(yùn)輸體系中的短板，大力發(fā)展市域鐵路，打造一體化綜合交通樞紐，全面提升綜合交通服務(wù)水平，契合國(guó)家倡導(dǎo)的城際鐵路、市域（郊）鐵路發(fā)展方向。結(jié)合城市民眾出行需求，探索利用既有鐵路開(kāi)行市域（郊）公交化列車，已成為我國(guó)鐵路發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)外大都市區(qū)鐵路公交化運(yùn)營(yíng)線路約為70%～80%，以倫敦、巴黎、東京都市區(qū)為例，鐵路公交化旅客承運(yùn)量占鐵路總量的40%～70%。倫敦都市圈公交化鐵路發(fā)車192次/日，客運(yùn)量達(dá)34.1萬(wàn)人次/日[2]；巴黎公交化運(yùn)營(yíng)旅客周轉(zhuǎn)量約為2 000億人·km，占法國(guó)鐵路干線旅客總運(yùn)量的55%[3]；日本東京至大阪鐵路，每3～4 min就發(fā)出1列公交化列車，運(yùn)營(yíng)收入占JR東日本公司新干線收入的40%[4]。

鐵路公交化運(yùn)營(yíng)需要靈活使用到發(fā)線等車站設(shè)備。李慶生根據(jù)客運(yùn)專線車站作業(yè)的特點(diǎn)，研究了客專車站到發(fā)線、站臺(tái)等各種固定設(shè)備的布置，提出了客專車站設(shè)備布置方式的建議[5]。李偉冬從大型客運(yùn)站設(shè)備配置機(jī)理上分析研究有多條高速鐵路引入大型客運(yùn)站的客運(yùn)站車場(chǎng)組合方式和到發(fā)線數(shù)量配置[6],FANG Hua基于車站設(shè)備的應(yīng)用機(jī)制和仿真建模，分析了客運(yùn)車站軌道到發(fā)線的規(guī)模配置[7]。徐行方從區(qū)域經(jīng)濟(jì)、運(yùn)輸能力、設(shè)備配置三個(gè)方面對(duì)城際列車公交化運(yùn)營(yíng)進(jìn)行了研究，從公交化運(yùn)營(yíng)設(shè)備條件的角度，分析了客運(yùn)站到發(fā)線在公交化運(yùn)營(yíng)條件下的規(guī)模配置問(wèn)題[8]。

重慶大都市區(qū)幅員面積2.87萬(wàn)km2，東西長(zhǎng)約240 km，南北寬約220 km，城市受地形條件限制，大都市區(qū)受四山阻隔、兩江分割，跨江、穿山、跨組團(tuán)通道資源緊缺。城市規(guī)劃新區(qū)至主城公路出行時(shí)間普遍在2 h以上，組團(tuán)間交通擁堵問(wèn)題較為突出。到2030年大都市區(qū)城市人口將達(dá)到2 070萬(wàn)人左右，具備組織開(kāi)行鐵路公交化運(yùn)營(yíng)的客流需求和基礎(chǔ)設(shè)施條件。

2　鐵路公交化運(yùn)營(yíng)需求分析

2.1　區(qū)域一體化發(fā)展需求

重慶正全力推行 “都市功能核心區(qū)+都市功能拓展區(qū)”的“強(qiáng)心”戰(zhàn)略，以提升核心區(qū)域集聚引領(lǐng)功能，構(gòu)建支點(diǎn)型衛(wèi)星城，促進(jìn)大都市外圍組團(tuán)共同發(fā)展。利用城際鐵路、市郊鐵路以及軌道交通構(gòu)建大都市區(qū)中長(zhǎng)距離循環(huán)軌道交通網(wǎng)絡(luò)，是推動(dòng)大都市區(qū)多核發(fā)展、同步共興的重要因素。以鐵路公交化運(yùn)營(yíng)為核心的一體化區(qū)域軌道交通網(wǎng)絡(luò)將會(huì)為大都市區(qū)化發(fā)展提供有力保障，鐵路公交化運(yùn)營(yíng)也是大都市區(qū)化發(fā)展必然導(dǎo)致的結(jié)果。

2.2　路網(wǎng)運(yùn)輸能力分析

到2030年，重慶市大都市區(qū)范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)鐵路3 281 km。其中，已建成投運(yùn)鐵路1 534 km、在建鐵路368 km、規(guī)劃擬建鐵路1 379 km。目前“九干線一支線”鐵路中，除成渝鐵路和川黔鐵路運(yùn)能接近飽和外，其余鐵路運(yùn)能均有富余，現(xiàn)狀干線鐵路富余能力447對(duì)/日，折算運(yùn)能大約150萬(wàn)人次/日。2030年大都市區(qū)軌道交通網(wǎng)形成后，預(yù)測(cè)鐵路富余能力將達(dá)到613對(duì)/日，折算運(yùn)能大約219萬(wàn)人次/日。在軌道交通網(wǎng)絡(luò)形成過(guò)程中，考慮到通勤客流的時(shí)變特性，各方向客運(yùn)通道能力仍在不斷得到強(qiáng)化，各個(gè)城鎮(zhèn)帶所在的鐵路客運(yùn)通道均能滿足開(kāi)行一定數(shù)量公交化列車的需求。

2.3　客流需求分析

重慶市主城及周邊區(qū)（縣）包括21個(gè)區(qū)（主城9個(gè)區(qū)+12個(gè)城市發(fā)展新區(qū)），面積2.87萬(wàn)km2?，F(xiàn)狀人口1 930萬(wàn)人，規(guī)劃2030年2 070萬(wàn)人。周邊區(qū)（縣）中與主城區(qū)交流最為頻繁的為距離主城區(qū)較近的江津區(qū)、璧山區(qū)，現(xiàn)狀人均出行次數(shù)分別為48次/年、31.3次/年，其次為合川、長(zhǎng)壽區(qū)；目前周邊區(qū)（縣）居民至主城區(qū)的出行方式以小汽車、公交、長(zhǎng)途車為主，小汽車比例約為31%左右，公交、長(zhǎng)途車比例約為55%，鐵路出行比例較低；衛(wèi)星城與主城區(qū)的聯(lián)系以商務(wù)、娛樂(lè)、探親訪友為主。商務(wù)出行比例約為38%，娛樂(lè)比例約為30%，探親訪友比例約為16%。主城區(qū)與周邊組團(tuán)2030年公交化列車客運(yùn)量如表1所示。

表1　重慶主城區(qū)與周邊組團(tuán)公交化列車客運(yùn)量　萬(wàn)人/年

3　鐵路公交化運(yùn)營(yíng)適應(yīng)性分析

3.1　公交化列車開(kāi)行方案分析

根據(jù)2030年預(yù)測(cè)鐵路客流量，按照最大客流斷面法來(lái)確定開(kāi)行公交化列車對(duì)數(shù)。根據(jù)國(guó)外公交化列車運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，公交化列車承擔(dān)約80%～90%的鐵路客流。假設(shè)列車編組以站席為主，4輛編組（定員770人），按照以下公式計(jì)算2030年重慶大都市區(qū)域內(nèi)公交化列車需開(kāi)行對(duì)數(shù)：

同理可計(jì)算下行方向所需開(kāi)行列車對(duì)數(shù)。

式中：

i為車站編號(hào)，車站集合S={1,2,3,...,j}；

ni為區(qū)間的客流量，nmax為區(qū)間的最大客流量；

f為始發(fā)，d為終到；

Vfd為i站和j站間高峰時(shí)刻客流量（早、晚高峰時(shí)刻為8:00—10:00和17:00—19:00）；

P為列車額定載客量，ρ為列車滿載率；

D上為上行方向所需開(kāi)行的最小列車對(duì)數(shù)，D下為下行方向所需開(kāi)行的最小列車對(duì)數(shù)。

按照上述公式計(jì)算，可得到2030年重慶大都市區(qū)域內(nèi)公交化列車需開(kāi)行對(duì)數(shù)。同時(shí)根據(jù)鐵路客流特點(diǎn)，以滿足運(yùn)營(yíng)組織為前提，以降低運(yùn)營(yíng)成本、提高運(yùn)營(yíng)效益為目標(biāo)，確定公交化列車交路設(shè)置。交路設(shè)置如圖1所示。

圖1　重慶公交化列車全日開(kāi)行交路圖

3.2　主要站點(diǎn)到發(fā)線適應(yīng)性評(píng)估

按照《新建時(shí)速200～250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)有到發(fā)線利用率算法，對(duì)重慶市域公交化列車開(kāi)行線路上的主要站點(diǎn)到發(fā)線利用率算法設(shè)計(jì)如下：

式中：

D為站點(diǎn)所在線路每天開(kāi)行的列車總對(duì)數(shù)；

t占為列車占用到發(fā)線固定作業(yè)的總時(shí)長(zhǎng)，公交化列車開(kāi)行時(shí)，站點(diǎn)多采用立折的運(yùn)輸組織形式，降低了占用到發(fā)線的時(shí)間，該項(xiàng)值相對(duì)折減；

T運(yùn)為運(yùn)營(yíng)時(shí)段內(nèi)（6:00—24:00）各項(xiàng)作業(yè)總占用時(shí)間；

Σt空為因有列車占用，而無(wú)法進(jìn)行接發(fā)車作業(yè)的空費(fèi)時(shí)間，根據(jù)國(guó)外運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)取值40～60 min；

m為車站到發(fā)線數(shù)量。

根據(jù)2030年全日列車開(kāi)行對(duì)數(shù)，經(jīng)計(jì)算，主要車站到發(fā)線利用率如表2所示。

表2　2030年重慶主要車站到發(fā)線利用率表

同時(shí)對(duì)重慶公交化線網(wǎng)進(jìn)行高峰小時(shí)能力檢算，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，線路區(qū)間通過(guò)能力和車站接發(fā)車能力以及折返能力均能滿足高峰小時(shí)干線和公交化列車疊加的需求。

3.3　客流走廊適應(yīng)性分析

2030年主城區(qū)內(nèi)的平均出行距離將達(dá)到 8～10 km，未來(lái)交通出行分布呈現(xiàn)以下發(fā)展態(tài)勢(shì)：一是交通出行分布仍然以向心分布為主；二是除中心區(qū)向外放射以外，新的交通吸引源為兩路和西永兩個(gè)城市副中心，北部片區(qū)向東西向出行需求較大；三是東西片區(qū)南北向需求較大。未來(lái)主城區(qū)將形成一級(jí)和二級(jí)客流走廊，如圖2所示。

圖2　重慶主城區(qū)客流走廊

1）一級(jí)客流走廊：兩路—回興—江北城—觀音橋—沙坪壩；水土—悅來(lái)—觀音橋—石橋鋪—楊家坪—李家沱；北碚—蔡家—悅來(lái)—兩路—機(jī)場(chǎng)—龍興；西永—雙碑—沙坪壩—大坪—解放碑—朝天門；北碚—西永—九龍工業(yè)園—西彭；龍興—魚嘴—茶園—界石。

2）二級(jí)客流走廊：雙碑—冉家壩—重慶北—江北城—彈子石；西永—禮嘉—悅來(lái)—兩路新中心—空港工業(yè)園；新客站—楊家坪—南坪—兩路口—重慶北站—江北機(jī)場(chǎng)；龍興—魚嘴—唐家沱—觀音橋；解放碑—兩路口—大坪—楊家坪—大渡口—李家沱。

4　鐵路公交化開(kāi)行方案

重慶市內(nèi)遂渝鐵路、成渝高鐵、渝昆高鐵、渝黔鐵路、重慶至潼南城際、重慶至大足城際、渝貴高鐵等線路目前存在能力富余，可以滿足加開(kāi)公交化列車的條件。到2030年，主城及周邊區(qū)（縣）形成“二環(huán)三縱三橫九射”鐵路公交網(wǎng)，包含“一環(huán)三縱三橫”主城區(qū)鐵路公交網(wǎng)，“一環(huán)九射”城市發(fā)展新區(qū)鐵路公交網(wǎng)，形成“內(nèi)暢外聯(lián)”線網(wǎng)格局，公交化運(yùn)營(yíng)線網(wǎng)總規(guī)模達(dá)到1 571 km。開(kāi)行列車能力達(dá)到408對(duì)/日，運(yùn)輸能力達(dá)到145萬(wàn)人次/日。

到2030年，主城區(qū)“一環(huán)三縱三橫”鐵路公交網(wǎng)線路長(zhǎng)度627 km，如圖3所示。

圖3　主城區(qū)“一環(huán)三縱三橫”鐵路公交網(wǎng)

一環(huán)：利用在建的樞紐東環(huán)線和規(guī)劃的樞紐西環(huán)線，串聯(lián)北碚、渝北、江北、南岸等7個(gè)區(qū)；線路長(zhǎng)度251 km，沿途設(shè)18個(gè)站，其中形成7個(gè)綜合交通樞紐，11個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。

三縱：一縱線，包括利用既有襄渝鐵路、川黔鐵路，在建的渝黔鐵路，串聯(lián)北碚、沙坪壩、江津3個(gè)區(qū)；線路長(zhǎng)度82 km，沿途設(shè)8個(gè)站，其中形成3個(gè)綜合交通樞紐，5個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。二縱線，利用在建的樞紐東環(huán)線黃茅坪支線并延伸至北站、重慶站，規(guī)劃改造成渝鐵路，串聯(lián)北碚、渝北、江北、渝中、九龍坡等7個(gè)區(qū)；線路長(zhǎng)度98 km，沿途設(shè)32個(gè)站，其中形成7個(gè)綜合交通樞紐，25個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。三縱線，利用在建的樞紐東環(huán)線機(jī)場(chǎng)支線，串聯(lián)兩江新區(qū)、機(jī)場(chǎng)綜合交通樞紐、北站綜合交通樞紐；線路長(zhǎng)度40 km，沿途設(shè)4個(gè)站。

三橫：一橫線，利用既有的渝懷鐵路、渝利鐵路，串聯(lián)沙坪壩、渝北、江北3個(gè)區(qū)；線路長(zhǎng)度52 km，沿途設(shè)7個(gè)站，其中形成5個(gè)綜合交通樞紐，2個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。二橫線，利用既有成渝高鐵，規(guī)劃的重慶東站至重慶站聯(lián)絡(luò)線，串聯(lián)南岸、渝中、沙坪壩等3個(gè)區(qū)；線路長(zhǎng)度59 km，沿途設(shè)5個(gè)站，均為綜合交通樞紐站。三橫線，利用規(guī)劃的渝昆高鐵西站至東站的聯(lián)絡(luò)線，串聯(lián)九龍坡、沙坪壩、大渡口、巴南、南岸等5個(gè)區(qū)；線路長(zhǎng)度45 km，沿途設(shè)5個(gè)站，其中形成4個(gè)綜合交通樞紐，1個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。

到2030年，城市發(fā)展新區(qū)“一環(huán)九射”鐵路公交網(wǎng)線路長(zhǎng)度944 km，高峰時(shí)段10～20 min發(fā)車，如圖4所示。

圖4　城市發(fā)展新區(qū)“一環(huán)九射”鐵路公交網(wǎng)

一射：利用既有渝利鐵路，串聯(lián)主城（渝北、兩江新區(qū)）、長(zhǎng)壽、涪陵；線路長(zhǎng)度63 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)6個(gè)站，其中形成2個(gè)綜合交通樞紐，4個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。二射：利用規(guī)劃的渝湘高鐵，串聯(lián)主城（南岸、巴南）、南川；線路長(zhǎng)度55 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)2個(gè)站，其中形成1個(gè)綜合交通樞紐，1個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。三射：利用在建渝黔鐵路、既有三萬(wàn)南鐵路，串聯(lián)主城（沙坪壩、九龍坡）、江津（珞璜）、綦江、萬(wàn)盛；線路長(zhǎng)度39 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)4個(gè)站，其中形成2個(gè)綜合交通樞紐，2個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。四射：改造利用既有成渝鐵路，串聯(lián)主城（渝中、九龍坡、大渡口）、江津、永川、大足、榮昌；線路長(zhǎng)度96 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)14個(gè)站，其中形成4個(gè)綜合交通樞紐，10個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。五射：利用規(guī)劃的渝昆高鐵，串聯(lián)主城（沙坪壩、九龍坡）、江津、永川；線路長(zhǎng)度39 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)2個(gè)站，均為綜合交通樞紐。六射：利用成渝高鐵，串聯(lián)主城（渝北、沙坪壩、九龍坡）、璧山、永川、大足、榮昌；線路長(zhǎng)度62 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)4個(gè)站，均為綜合交通樞紐。七射：利用規(guī)劃的成渝中線高鐵（重慶西至大足城際鐵路），串聯(lián)主城（沙坪壩、九龍坡）、璧山、大足；線路長(zhǎng)度53 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)4個(gè)站，其中形成2個(gè)綜合交通樞紐，2個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。八射：利用規(guī)劃的蘭渝高鐵 （重慶西至潼南城際鐵路），串聯(lián)主城（沙坪壩、九龍坡）、璧山、銅梁、潼南；線路長(zhǎng)度80 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)5個(gè)站，其中形成3個(gè)綜合交通樞紐，2個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。九射：利用蘭渝鐵路、遂渝鐵路，串聯(lián)主城（江北、北碚）、合川、潼南；線路長(zhǎng)度79 km，發(fā)展新區(qū)設(shè)3個(gè)站，其中形成2個(gè)綜合交通樞紐，1個(gè)換乘樞紐節(jié)點(diǎn)。

5　結(jié)論與展望

重慶市鐵路公交化運(yùn)營(yíng)采用“城際+高鐵”構(gòu)建大都市區(qū)“半小時(shí)鐵路公交圈”，設(shè)156個(gè)站，依托車站形成38個(gè)綜合交通樞紐，118個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大都市區(qū)全覆蓋，充分利用既有軟、硬件設(shè)施，可有效降低運(yùn)營(yíng)成本，減小地方安全責(zé)任和管控風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)利用既有鐵路有利于節(jié)約土地資源和通道資源，實(shí)現(xiàn)投資、用地環(huán)境方面綠色集約。

公交化鐵路網(wǎng)在充分利用既有及規(guī)劃干線鐵路設(shè)施的前提下，可考慮新建市域中心場(chǎng)站和段所，以滿足鐵路公交化運(yùn)輸?shù)男枨蟆Ｔ谥苓厖^(qū)（縣）現(xiàn)狀及規(guī)劃人口大多達(dá)不到建設(shè)地鐵、輕軌條件的區(qū)域，鐵路公交化車站主要服務(wù)城市對(duì)外交通，在城市內(nèi)部的到達(dá)銜接應(yīng)配套設(shè)置規(guī)模適宜的長(zhǎng)途汽車、常規(guī)公交等接駁交通設(shè)施。

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