兩種城際鐵路設計思路的對比分析

周宇冠

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,430063,武漢∥高級工程師)

兩種城際鐵路設計思路的對比分析

周宇冠

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,430063,武漢∥高級工程師)

從城際鐵路的主要特征、功能定位、主要技術標準等方面對比分析了鐵道部投資建設(或省部合建)的城際鐵路與廣東省投資建設的城際鐵路的主要設計思路,指出了兩種城際鐵路發(fā)展模式的不同點并剖析了原因。結合城際客流的主要特征,對我國兩種城際鐵路的未來發(fā)展方向提出了一些見解。

城際鐵路;設計思路;發(fā)展模式;對比分析

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

目前,除了國家級的長江三角洲、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、關中城市群、成渝城市群、武漢城市圈、長株潭城市群、海西城市群、滇中城市群等。城際鐵路作為重要的交通基礎設施,是構建城市群的重要內容之一,也是城市群的現代化標志之一。隨著“四縱四橫”高速鐵路客運專線和“八縱八橫”高標準、大能力鐵路通道的建成,未來的鐵路建設,除了加大路網密度外,重點是各城市群中的城際鐵路。

目前我國已建成運營的、正在建設的和即將建設的城際鐵路,按投資主體和所執(zhí)行技術標準的不同可分為兩類: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)行的技術標準是時速200～350 km的高速鐵路客運專線標準;另一類(暫稱為B類)是以廣東省政府為投資主體建設的城際鐵路(如穗莞深城際鐵路),所執(zhí)行的技術標準是廣東省制定的《珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通設計暫行規(guī)定》(這個技術標準更接近于城市軌道交通的技術標準)。由于投資主體、管理體制的不同,以及對城際鐵路概念理解的差異,形成了兩套不同體系的技術標準。為此,有必要通過分析兩類城際鐵路的特征、功能定位、主要技術標準選擇等,為城際鐵路的建設和研究提供一些有價值的思路。

1 城際鐵路的主要特征

城市群的經濟發(fā)展水平相對較高,地區(qū)間的經濟、人員聯系非常密切,公務、商務、探親訪友、上下班等客流較大。其客流的主要特點是:出行頻率較高,運距較短,對交通出行的時間性、安全性、快捷性和舒適性要求較高,對票價的承受能力較強。以這部分客流為服務對象的城際鐵路應具備的主要特征是:公交化的組織方式,較高的運行速度,方便、快捷的換乘條件,較高的服務標準,等等。

2 城際鐵路的功能定位

城際鐵路主要承擔中短途城際客流的運輸,是連結城市群內各中心城市、衛(wèi)星城鎮(zhèn)、城市組團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)域間交通運輸通道的補充。

2.1 A類城際鐵路的功能定位

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

A類城際鐵路的主要特點:主要在城、鎮(zhèn)、組團設站,平均站距一般在10～20 km之間;線路的起迄點以及一些經由點多為城市內既有的或新建的鐵路客站,旅客到站后通過換乘城市軌道交通或者其它公共交通工具前往目的地;客流主要以務工、探親、訪友、旅游、公務等為主,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),主要與沿線經由城市的規(guī)模相關。

A類城際鐵路如兼顧長途客流則需開行跨線列車,技術標準需與相銜接的高速鐵路或普通鐵路協調統(tǒng)一。跨線城際列車開行越多,對城際列車公交化的開行方案影響越大,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城、鎮(zhèn)、組團之間以及城市客流。

B類城際鐵路的主要特點:通常在城市中心以及周邊組團設多處車站,平均站距一般在4～7 km之間,客源點多;通常穿城而過,深入市區(qū),承擔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換乘點,方便旅客,縮短旅客的進出城時間,便捷性較好;客流主要以商務、公務、上下班等客流為主,客流高峰特征明顯,高峰小時斷面客流往往呈紡錘型;在城區(qū)范圍內,受規(guī)劃以及現狀地物的影響,線路敷設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標準

鐵道部投資建設的城際鐵路,其技術標準統(tǒng)一執(zhí)行鐵道部頒布的技術規(guī)范和標準,采用左側行車方式。廣東省制定的《珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通設計暫行規(guī)定》是在《城市軌道交通設計規(guī)范》的基礎上,結合城際鐵路的特點演變而成的,采用右線行車方式。兩者速度目標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,結合與其它交通方式的競爭關系確定合理的速度目標值,并在此基礎上,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。但兩者的其它技術標準卻相去甚遠,其根源在于車輛選型以及信號系統(tǒng)的選擇。

3.1 車輛選型

兩類城際鐵路的主要技術參數及車輛選項的對比分析。

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型車的技術參數,在我國尚無現成產品,需重新研發(fā)。根據統(tǒng)計,城市軌道交通車輛國產化率基本在71%～73%之間,新研發(fā)B類城軌車輛的國產化率應不會超過城市軌道交通車輛。而A類城際鐵路動車組是比較成熟的產品,國產化率相對較高,可供選擇的產品較多。

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)線有效長和站臺有效長度。目前A類城際鐵路到發(fā)線有效長度為450 m(8輛編組)和650 m,B類城際鐵路的到發(fā)線有效長度為300 m(6輛編組)。

5)由于A類城際鐵路動車組尚無最高運行速度為140 km/h、160 km/h的型號,因此,在 A 類城際鐵路中,開行方式為站站停、速度在160 km/h及以下的列車只能選用200 km/h的動車組,運營速度與動車不匹配,高能低效。

6)隨著既有線提速改造以及“四縱四橫”高速客運專線相繼建成,相應的動車檢修整備基地也相繼建成。由于采用動車類型相同,因此A類城際鐵路可利用這些已經或即將建成的設施,充分實現資源共享,避免重復建設,浪費投資。而B類城際鐵路需另擇址新建車輛基地,且只能在珠三角城際軌道交通網中實現資源共享。

7)B類城際鐵路的車輛是在中部開門;A類城際鐵路動車組是在兩端開門,200 km/h的動車是每側開兩門(全程考慮坐席),140 km/h的車是每側開三門(考慮站席,站立密度是4人/m2)。

8)A類城際鐵路動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類城際鐵路的車輛座位排列采用2+2,座席定員少。

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

3.2 信號系統(tǒng)

A類城際鐵路的信號系統(tǒng)采用 CTCS2或者CTCS3的列車控制系統(tǒng)配置方案,而B類城際鐵路采用點式ATC(列車自動控制)系統(tǒng),預留升級至基于無線通信的移動閉塞系統(tǒng)(CBTC)。兩者主要的區(qū)別在于前者不能實現ATO(列車自動駕駛)功能,對車門及屏蔽門/安全門不能實現監(jiān)控,沒有精確停車功能;采用目標距離控制模式,滿足列車正線追蹤間隔3 min。后者可實現ATO功能;提供實時的追隨的連續(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400萬元/km。這對到發(fā)線有效長和系統(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大型客站,采用并站設置的方案,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,長株潭城際鐵路引入長沙站和株州站等。旅客進出站采用傳統(tǒng)的上進下出的方式,與市內的聯系主要依靠包括城市軌道交通在內的多種交通方式。目前全國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置了較多的車站。如穗莞深城際鐵路,沿線經過了深圳市內的福田區(qū)、南山區(qū)和寶安區(qū),連接了深圳機場,共設9座車站,其中城市中心設5座車站;其7座車站與城市軌道交通車站組成換乘車站,終點站為與廣深港客運專線和3條城市軌道交通組成的換乘樞紐。旅客進出站采用城市軌道交通的模式,自動售檢票,進出站均可通過自動扶梯,服務水平較高。

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。但是速度不超過 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。以運行速度140 km/h、A型車尺寸的車輛作為基礎進行比較,采用直流供電制式的地下盾構區(qū)間土建投資比采用交流供電制式的節(jié)省2500萬元/km左右。供電制式的選擇,與線路的功能定位、在線網中的作用以及敷設方式等息息相關,研究時需統(tǒng)籌考慮。

4 結語

1)城際鐵路主要服務于城市群內城鎮(zhèn)之間的客流交往,而城市群內各中心城市之間通常有高速鐵路或既有普通鐵路連接。城際鐵路開行跨線長途客車應慎重研究,這對城際鐵路的技術標準影響較大,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,在技術性、安全性、可靠性以及國產化等方面均能滿足要求,在車輛制造上無疑是技術創(chuàng)新,并可形成新的技術標準。這不僅彌補了速度為 160 km/h及以下動車的空白,對客運專線的建設標準也是補充,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。

3)在中、短途旅客的出行時間中,相比B類城際鐵路旅客,A類城際鐵路旅客的非乘車時間占比重較大。B類城際鐵路在城市中心設站多,與城市軌道交通的換乘點多,旅客乘車方便,同時也利于吸引客流;其次,采用自動售檢票以及進出站的方式更符合公交化的運行特征,所需時間更短。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,全國各城市的軌道交通線網規(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)劃并進行相應控制,可以最小的工程代價發(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)是技術標準比較先進的信號系統(tǒng),也是未來的發(fā)展方向,城際鐵路采用哪種信號系統(tǒng)應結合性價比統(tǒng)籌進行研究。

隨著國民經濟的快速發(fā)展,人們對各種交通方式的要求將越來越高,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。隨著科技的進步,將會有更多更先進、可靠、實用的設備,可大大降低工程建設和運營成本。因此,在充分發(fā)揮社會、經濟效益的前提下,如何滿足客流需求才是城際鐵路的發(fā)展方向,才是制定其建設標準的基礎。

[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]中鐵第四勘察設計院集團有限公司.穗莞深城際軌道交通工程可行性研究報告[R].武漢:中鐵第四勘察設計院集團有限公司,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)