蔣春生

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

市域（郊）鐵路是在都市圈范圍內或市域行政管轄范圍內，連接市區(qū)與外圍組團，串聯(lián)沿線主要城鎮(zhèn)及客流集散點，采用大站距、全封閉方式的快速軌道交通系統(tǒng)，最高運行速度通常為120～160 km/h。其為城市軌道交通（以下簡稱“城軌”）發(fā)展到一定階段而產生的、用于支撐市域空間結構拓展的交通系統(tǒng)。因此，做好與既有或規(guī)劃城軌線路的銜接，實現與其貫通運營，對于市域（郊）鐵路最大限度吸引客流、保障服務水平至關重要。

1 國內外發(fā)展及貫通運營現狀

1.1 國外典型都市圈

國外不同層次軌道交通系統(tǒng)的貫通運營起步較早，并且形成了一定的規(guī)模。下面將對東京、巴黎、紐約三大典型都市圈中市域（郊）鐵路與城軌的貫通運營現狀進行分析。

（1）東京都市圈。東京都市圈軌道交通網絡由外圍的市郊鐵路線（JR線+私鐵）與中心城區(qū)的地鐵線構成，整體呈現“環(huán)+放射”狀網絡結構。其中，已運營市郊鐵路線共計97條，運營里程達2 704 km；已運營地鐵線僅13條，運營里程約304 km。為滿足高峰期客流從外圍直達中心城區(qū)的需求，開通的13條地鐵線中有10條已實現與私鐵或JR線的貫通運營。東京都市圈軌道交通貫通運營模式如圖1所示。

圖1 東京都市圈軌道交通貫通運營模式

（2）巴黎都市圈。巴黎都市圈軌道交通網絡包括16條地鐵線（總長241 km）、5條區(qū)域快鐵RER線（含支線，總長587 km）、8條市郊鐵路Transilien線（總長1 296 km）。其中，地鐵線服務于距巴黎市中心半徑約6～8 km范圍內的客流出行；RER線主要服務于距巴黎市區(qū)半徑約40～50 km范圍內的通勤通學客流出行；Transilien線主要服務于巴黎都市圈外圍遠郊區(qū)。RER線從郊區(qū)進入中心城區(qū)，貫穿市區(qū)，并在市區(qū)內與地鐵線路以站點換乘的方式實現銜接，在城市外圍則與多條Transilien線貫通運營。巴黎都市圈軌道交通貫通運營模式如圖2所示。

圖2 巴黎都市圈軌道交通貫通運營模式

（3）紐約都市圈。紐約都市圈軌道交通網絡由25條城軌線、27條市郊鐵路線（含支線，總長度約3 197 km）組成。其中，市郊鐵路呈“主線+支線”布局，主要包括長島鐵路、大都會北方鐵路、新澤西鐵路及其支線，如長島鐵路含1條主線+10條支線，覆蓋長島全島。市郊鐵路線均深入中心城區(qū)內部，止于市區(qū)主要鐵路車站，通過在鐵路車站換乘的方式銜接城軌。紐約都市圈軌道交通布局及貫通運營狀況如圖3所示。

圖3 紐約都市圈軌道交通布局及貫通運營狀況

綜上所述，東京、巴黎、紐約三大都市圈市域（郊）鐵路發(fā)展及運營組織情況如表1所示。

表1 三大都市圈市域（郊）鐵路發(fā)展及運營組織情況匯總

可以看出，國外都市圈市域（郊）鐵路的建設規(guī)模遠超過中心城區(qū)地鐵，其線路長度在都市圈軌道交通線路總長度中的占比多在70%以上，其客流量在公交客流總量中的占比通常超過30%。其一般采用大小交路結合、快慢車混跑的運營模式，運營組織靈活，可適應不同客流需求，并通過深入中心城區(qū)及與城軌貫通運營的方式滿足中心城區(qū)與外圍郊區(qū)之間客流直達運輸的需求。

1.2 國內

相比之下，國內市域（郊）鐵路起步較晚，發(fā)展相對滯后，有效供給能力不足，成為大城市公共交通的短板。國內的市域（郊）鐵路是在大城市城軌發(fā)展到一定階段后，需要更加快速、高效、靈活的交通系統(tǒng)以實現區(qū)域內更大范圍聯(lián)系的情況下著手發(fā)展的。由于規(guī)劃之初，中心城區(qū)主要通道已經被城軌、城市快速路占據，因此我國的市域（郊）鐵路極少有獨立貫穿城區(qū)的線路，多為外圍射線。此外，城軌的最高運行速度通常不超過100 km/h，而市域（郊）鐵路的最高運行速度普遍為120 km/h及以上，加之二者在功能及制式等方面存在明顯差異，因此市域（郊）鐵路通常是在城市外圍通過站點換乘的方式實現與城軌的銜接，暫無貫通運營實例。

雖然如此，但關于不同層次軌道交通網絡融合、不同軌道交通系統(tǒng)互聯(lián)互通（其中包括市域（郊）鐵路與城軌貫通運營）的研究卻在廣泛開展，并獲得了豐碩的成果。例如，重慶市郊鐵路跳磴至江津線根據重慶市“三鐵融合”的發(fā)展戰(zhàn)略，為實現與地鐵5號線（采用DC1500V接觸網供電制式，速度目標值100 km/h）單向貫通運營，首次選用山地城市As雙流制車（采用DC1500V與AC25kV接觸網供電制式，速度目標值120 km/h），應用不停車全自動交直流切換技術，如圖4所示。

圖4 DC1500V/AC25kV供電不停車全自動切換示意圖

2 市域（郊）鐵路與城軌貫通運營適應性分析

市域（郊）鐵路與城軌貫通運營可以分為單向貫通和雙向貫通2種模式?？紤]到城軌的服務范圍主要為中心城區(qū)，而市域（郊）鐵路又有深入中心城區(qū)的需求，本文重點針對市域（郊）鐵路跨線運營至城軌線路的單向貫通模式進行研究，并以合肥至廬江市域鐵路（以下簡稱“合廬線”）與合肥市軌道交通8號線貫通運營為例，具體分析其適應性。

2.1 客流需求分析

合肥市軌道交通8號線為中心城區(qū)的南北方向快線，全長47 km，采用6輛編組B型車；合廬線為長江三角洲地區(qū)多層次軌道交通規(guī)劃中遠期布局的一條市域（郊）鐵路線，主線長約65 km，擬與8號線銜接，主要承擔合肥與廬江之間的跨組團客流，其客流整體呈現向合肥市區(qū)聚集的特征。因線路定位不同，合廬線與8號線客流水平存在著較大差距，兩線銜接后的遠期高峰小時最大斷面客流量如圖5所示。

圖5 合廬線與8號線銜接后遠期高峰小時最大斷面客流量示意圖

貫通運營的目的是滿足跨線客流直達運輸的需求，以減小換乘壓力。因此，只有當跨線客流達到一定數量，才有必要實施貫通運營，跨線客流量越大，貫通運營的必要性越強。據預測，合廬線本線遠期客流將達14.8萬人次/日，其中廬江（含合廬產業(yè)新城、廬江北部城鎮(zhèn)、廬江縣城）與合肥市區(qū)之間的交換客流達9.6 萬人次/日，在全線總客流中占比達64.8%，跨線客流量大，占比高，如圖6所示。此外，根據分析，合廬線與8號線貫通運營后的全程旅行時間較同臺及通道換乘分別節(jié)省約3 min、5 min，可有效提升廬江至合肥主城區(qū)客流出行的便捷性。因此，合廬線與8號線有較強的貫通運營客流需求。

圖6 合廬線各組團間客流交換特征示意圖（單位：人次/日）

2.2 通過能力適應性分析

市域（郊）鐵路與城軌貫通運營會對貫通區(qū)段的通過能力產生影響，因此需要對此進行計算，分析貫通運營的適應性，并綜合考慮服務水平、運營組織及工程經濟性等因素，確立合理的運營組織方案。

合廬線與8號線貫通運營，擬采用與8號線一致的B型車。8號線為合肥市中心城區(qū)南北向城軌快線，客流量大、行車密度高。合廬線在貫通區(qū)段采用不同編組，會對8號線運能產生不同影響，具體如表2所示。

表2 合廬線在與8號線貫通運營區(qū)段采用不同編組方案的通過能力對比

由表2可知，8號線自身運能余量已經比較吃緊，因此合廬線應在與8號線貫通運營區(qū)段盡量采用與其一致的6輛編組列車，以減少對8號線運能的影響。然而，由于合廬線自身客流量較小，如果合廬線全線采用6輛編組列車，雖可滿足客流需求，但會降低自身服務水平并造成土建工程的浪費，因此其與8號線貫通運營時，應綜合考慮其自身服務水平、運營組織條件及工程經濟性，采取4/6輛編組混跑、快慢車結合的運營組織方案，即大站快車采用6輛編組與8號線跨線貫通運營，在貫通區(qū)段內站站停，在本線僅?？看笳究燔囃？空?，站站停慢車采用4輛編組，停靠本線所有車站，如圖7所示。

2.3 技術適應性分析

市域（郊）鐵路與城軌貫通運營的前提是二者的車輛限界、牽引供電制式和信號系統(tǒng)具備統(tǒng)一性或兼容性。

（1）車輛限界。車輛限界直接影響車站、區(qū)間相關設施的適配性。例如，貫通區(qū)段站臺長度及高度、站臺與車輛的間隙、隧道尺寸等是否滿足市域（郊）鐵路及城軌車輛限界要求，以及屏蔽門與二者車門位置能否對應等問題均是制約二者貫通運營的因素。因此，市域（郊）鐵路應盡量采用與城軌一致的車型及編組，以保證限界條件的統(tǒng)一。

（2）牽引供電制式。目前，城軌普遍采用以DC1500V或DC750V為代表的直流供電制式。市域（郊）鐵路若要與城軌貫通運營，則需采用與城軌相同的直流供電制式，或者采用同時搭載交流、直流2種供電系統(tǒng)，能在交流、直流2種供電線路上全自動切換運行的雙流制列車，從而解決貫通運營的牽引供電制式切換問題。

（3）信號系統(tǒng)。為實現市域（郊）鐵路與城軌貫通運營，二者需要采用相同或兼容的信號系統(tǒng)，以確保列車車載信號設備與其經過線路的地面信號設備間可以正常交換、識別并處理信號。

8號線采用6輛編組B型車、DC1500V牽引供電制式及基于通信的列車運行控制（CBTC）系統(tǒng)。合廬線設計人員根據合廬線的速度目標值（140 km/h），結合國內多個廠家對于市域（郊）鐵路在該速度目標值下采用DC1500V供電制式B型車的可行性研究結果，確定合廬線采用DC1500V供電制式B型車，這可使合廬線在保證自身速度目標的前提下，具備與8號線貫通運營的技術條件。

此外，本文還將對合廬線在采用不同速度、不同供電制式車輛時的相關工程、車輛、設備等費用進行對比，對比結果如表3所示。由表3可知，采用最高運行速度120 km/h或140 km/h、DC1500V供電制式的B型車，雖然供電系統(tǒng)投資相較采用交流供電制式的車輛略高，但其土建工程費用相對較低，具有一定的經濟性。

表3 合廬線采用不同速度、不同供電制式車輛時的相關費用對比表 億元

3 結論

市域（郊）鐵路與城軌便利銜接是市域（郊）鐵路發(fā)展需重點考慮的問題。本文結合合廬線與合肥市軌道交通8號線貫通運營實例，對市域（郊）鐵路與城軌貫通運營的條件及適應性進行了較為詳盡的分析，并得出以下結論，以期為類似工程提供參考和借鑒。

（1）市域（郊）鐵路與城軌貫通運營建立在有較大跨線客流需求的基礎上，并應盡量減少對貫通區(qū)段通過能力的影響。

（2）市域（郊）鐵路與城軌在車輛限界、牽引供電制式和信號系統(tǒng)方面需具備統(tǒng)一性或兼容性。

（3）二者貫通運營還應考慮工程經濟效益、運營綜合效益等因素，切忌為貫通而貫通，從而影響二者自身的功能。

（4）對于市域（郊）鐵路不適宜與城軌貫通運營的情況，可以研究通過增加與城軌換乘站點數量、采用同臺換乘等方式提高二者銜接的便捷性。