西安北客站至機場鐵路運輸組織模式研究

王天軍

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司線路運輸處，西安 710043)

西安北客站至機場鐵路運輸組織模式研究

王天軍

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司線路運輸處，西安 710043)

西安北客站至機場鐵路承擔西安咸陽機場及沿線與西安市區(qū)的旅客交流，機場客流所占比重較高，主要研究直達列車與站站停列車混合開行的可行性。通過對運行時間、運輸能力、服務水平和工程投資等因素的分析研究，混合開行對沿線客流服務水平較低，運輸能力較小，運輸組織復雜，工程投資增加，直達列車運行時間僅節(jié)省約7min，確定本線運輸組織模式為全部開行站站停列車，初、近期客流較小時可開行部分直達列車。

鐵路;客流;列車;運輸組織

1 西安北客站至機場鐵路概況

1.1 線路綜述

線路起自西安北客站北廣場，與地鐵2號、4號線換乘，出站后沿明光路至尚稷路并設站，后跨渭河、機場高速公路后折向西并行北環(huán)線鐵路，經西咸新區(qū)秦漢新城于長陵車站東段跨北環(huán)線鐵路，沿規(guī)劃蘭池三路至渭柳家園西側轉向北穿秦咸陽城遺址，經西咸新區(qū)空港新城至終點西安咸陽機場，全長25.355 km［1］。詳見圖1。

圖1 西安北客站至機場鐵路平面示意

1.2 車站分布

線路全長25.355 km，共設車站10座，其中地下站4座，高架站3座，其余均為地面站。配套設置藝術中心車輛段1處。車站分布詳見表1。

表1 車站分布概況

1.3 功能定位

本項目主要承擔西安咸陽機場、西咸新區(qū)空港新城、秦漢新城與西安市區(qū)的旅客交流，是關中城際鐵路的一部分，是連接西安市主城區(qū)與西咸新區(qū)、西安咸陽國際機場的鐵路。項目實現(xiàn)機場客流快速疏散、方便旅客進出港，加快西咸新區(qū)建設，促進西咸經濟一體化，提升西安國際化大都市的影響力。

2 運量及客流特點分析

本線客流主要由機場集散客流、秦漢新城及空港新城與西安主城區(qū)間居民出行客流、沿線組團間交流和旅游休閑客流構成。預測的客流量［1］見表2。

表2 研究年度客流預測匯總［2］

客流由機場客流和沿線客流構成，初期以機場客流為主，近期沿線客流逐步增長。機場客流全日相對均衡，高峰系數(shù)約0.1，不與沿線客流高峰時段重合;沿線客流全日最高峰在 18:00～19:00，高峰系數(shù)0.117～0.128。高峰時段機場客流占最大斷面客流總量比例各期分別約為64%、48%、38%，各年度直達列車開行比例不宜高于此比例。

3 列車可能的開行種類及運輸組織模式

部分車站設置越行線，實現(xiàn)快慢車混合運營，發(fā)達國家郊區(qū)線設計和運營中已有成熟的模式。如日本東京中央線全長53 km，設站24處［3］，普通列車站站停，全程運行71min，旅速44.9 km/h，快車停9站，運行53min，旅速60.1 km/h。國內尚無采用大站停和站站?；旌线\營的運輸組織模式，在建的上海地鐵16號線設計采用直達、大站、站站停3種方式混合運行模式，線路全長59 km，設計速度120 km/h，直達列車僅30 min，站站停列車全程需1h。目前國內各城市機場線均只開行站站停1種列車。

機場客流占全線總客流的50%左右，沿途無需上下車，客觀上有直達需求;沿線客流主要是去西安市主城區(qū)及各站間交流，需開行站站停列車。為滿足客流多樣化需求，運輸組織模式有只開站站停列車和站站停與直達列車混合運行2種。

方案1:只開行站站停列車，所有客流均由站站停列車承擔。

方案2:開行站站停和直達2種列車。機場客流由直達列車承擔，只考慮在西安北客站、機場東和機場站停車;部分市區(qū)至機場的客流和沿線客流由站站停列車承擔。

4 運輸組織模式比選

4.1 基礎數(shù)據(jù)

列車編組:B型車4輛編組，2動2拖;追蹤間隔:按照3min行車間隔控制;速度目標值:站站停和直達列車均為100 km/h。

4.2 運輸能力分析

對運輸能力影響最大的是不同停站方式列車由于旅時差異產生的能力扣除［4］，運輸能力分析中直達列車與站站停列車按照越行和不越行2種方式研究。

4.2.1 直達列車不越行站站停列車

方案2由于站站停列車在各站起停車和停站需要，運行時間較直達列車長，直達列車相對站站停列車產生一定的能力扣除。若不考慮直達列車越行站站停列車，則本線通過能力較?。?］。不同情況下每小時最大通過能力見圖2、圖3。

圖2 不越行相同發(fā)車間隔最大能力示意

圖3 不越行不同追蹤間隔最大能力示意(4對/h直達列車)

由運行圖鋪畫結果分析，不越行時采用相同的發(fā)車間隔，2種列車交替發(fā)車最大能力為6.0對/h，發(fā)車間隔10min，服務頻率較低;采用不均衡發(fā)車，開行直達列車4對/h時，最大能力為12.0對/h;開行直達列車5對/h時，最大能力為10.0對/h。本線初、近、遠期高峰小時開行總對數(shù)分別為7對(3對直達)、12對(4對直達)、16對(5對直達)。因此，直達列車不越行站站停列車并考慮不均衡發(fā)車情況下，初、近期運輸能力可以滿足運輸需求，遠期則不滿足。

4.2.2 直達列車越行站站停列車

直達列車越行站站停列車對站站停列車運行時間影響較大，研究按每列站站停列車只允許被越行一次考慮。經列車運行圖鋪畫，不同情況總通行能力見表3。

表3 不同情況運輸能力

直達列車開行3對/h時可滿足遠期高峰小時16對(直達3對)運輸需求。但部分車站需設置越行線［6］，本次考慮在馬坊和藝術中心站增加越行線。

綜合分析，混合開行模式采用不越行方式僅能滿足初、近期能力需要，采用越行方式可以滿足遠期能力需要，但2個車站需增加越行線，增加工程投資。

4.3 運行時間分析［7］

直達列車較站站停列車純運行時間節(jié)省3.8min;直達列車僅在北客站、機場東及機場站?？?，較站站停列車停站時間節(jié)省3.5 min;同時由于發(fā)車間隔的差異，乘坐不同類型列車的候車時間有一定差異。各方案總旅行時間見表4。

由表4可見，機場客流若不考慮候車時間，則方案2直達列車較方案1站站停列車節(jié)省7.3min，考慮候車時間后，方案2直達列車總旅行時間初、近期高峰時段節(jié)省1.6～2.3min，遠期由于候車時間較長，需增加時間0.8min。沿線客流方案2高峰時段總旅行時間多0.4～3.2min，遠期高峰時段由于直達列車越行站站停列車，每越行1次，站站停列車旅行時間增加5.5 min，增加較多。

4.4 客流需求分析

目前市區(qū)前往機場的客流主要交通方式為機場大巴、出租車以及私家車等，其運行時間均在1 h左右;經地鐵2號、4號線以及本線去往機場的旅行時間也近1 h，本線直達列車旅行時間節(jié)省7min左右，對全程旅行時間影響較小。沿線客流總出行時間較短，對本線運行時間及服務頻率要求較高。因此，機場客流對旅行時間敏感性相對較低、對服務頻率敏感性較高，沿線客流對旅行時間和服務頻率敏感性相對較高。方案2可在早晚高峰時段以開行站站停列車為主，其余時段可根據(jù)需求多開行直達列車。

表4 不同時段各方案總旅行時間比較 min

4.5 服務水平分析

由表4可見，對機場客流而言，兩方案平均服務頻率相同。初期高峰小時方案1服務頻率為8.6min;方案2沿線客流平均服務頻率為15min，間隔時間較長，平峰時段間隔則更長。近期高峰小時方案1服務頻率為5min;方案2沿線客流平均服務頻率為7.5min，平峰時段間隔15min。遠期高峰小時方案1服務頻率為3.8min;方案2沿線客流平均服務頻率為4.6min，平峰時段為10min。

因此，方案2初近期對本線機場客流服務水平較好，沿線客流服務水平不高，近期隨著沿線客流的增長，站站停列車開行數(shù)量的增加，沿線客流服務水平尚可。

4.6 運輸組織分析

4.6.1 運輸組織

方案1只開行站站停列車，運輸組織簡單、靈活。

方案2兩種列車混合運行，直達列車需越行站站停列車，運輸組織復雜、靈活性差。2種列車若互不考慮代用，對列車在折返站周轉接續(xù)要求較高，折返站需加設存車線以便列車周轉或越行［8］，增加列車運用數(shù)量。若考慮代用，采用ATO模式運行時需對運行模式進行轉換［9］;為避免旅客乘錯車，車站及列車外表必須設置方便識別的電子及廣播信息;同時司機需適應直達和站站停2種運行模式。

4.6.2 對AFC系統(tǒng)及工程的影響分析

方案2開行直達和站站停2種列車，2種列車的票價對AFC系統(tǒng)及工程有影響。

若采用同一票價對AFC系統(tǒng)影響不大，無需增加AFC設備，若采用不同票價，AFC系統(tǒng)可在售票機上增加打印乘坐直達列車的憑證，對憑證進行二次上車檢票，或采用手持便攜式驗/檢票機對通過自動檢票進入付費區(qū)的乘客進行二次檢票［10］。運輸和客流組織較為復雜，建設和運營成本較高。本次研究按采用同一票價。

4.6.3 列車套用的可行性及可實施性

列車根據(jù)信號系統(tǒng)移動授權或信號機顯示信息運行，但直達列車與站站停列車套用運行模式在國內還沒有開通運營的實例。

綜上所述，方案2存在列車越行、不同種類列車在折返站接續(xù)難度大或需要互相代用等問題，總體組織難度較大;方案1只開行站站停一種列車，運輸組織簡單。

4.7 工程投資及運營安全性分析

方案2由于越行需要，馬坊、藝術中心站設置越行線，站臺限界線路中心線距站臺邊緣距離1 500mm，距安全門最突出點1 530mm［11］，對車站工程投資及運營安全略有影響，增加投資約7 000萬元。方案1僅開行站站停列車，工程簡單、安全性好。

5 綜合分析及研究結論

運營初、近期以機場客流為主，開行直達列車不需越行站站停列車，能力即可滿足運輸需求，可考慮開行部分直達列車提高機場客流的送達速度，沿線客流可通過開行的站站停列車定點定時進行輸送，列車不需要越行;遠期隨著西咸新區(qū)的發(fā)展和人口的增加，沿線客流所占比例增長為60%以上，可全部開行站站停列車，兼顧機場和沿線兩種客流，避免列車的越行等待［12］。各方案優(yōu)缺點比較見表5。

表5 各方案優(yōu)缺點比較

綜合分析，方案2縮短了大部分機場客流的送達時間，提高了運輸質量，但沿線客流服務水平較低，越行對運輸能力有一定影響，站站停列車運行時間較長，運輸組織較為復雜，工程投資增加。且直達列車在本線節(jié)省6min左右對于機場客流全程1h左右旅行時間節(jié)省相對有限。方案1整體服務水平高、運輸組織簡單、工程投資省、旅客乘車方便。因此研究推薦采用方案1，即本線運輸組織模式為只開行站站停列車。在初、近期可視運輸能力和運輸需求開行直達列車，直達列車不考慮越行站站停列車。

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Research on Transport Organization M ode of Xian North Station to Airport Railway

WANG Tian-jun

(Railway Route and Transportation Department，China Railway First Survey and Design Institute Group Co．，Ltd．，Xi'an 710043，China)

The railway from Xian north station to airport supports the passenger traffic flows from and along the Xian Xianyang Airport to the city center，in which the proportion of passenger flow from the airport is higher．This papermainly researched the technical feasibility of amixed transportmode in which the through trains，aswell as the trains which stops at all stations，runs at the same railway line．After analytical study on relevant issues such as the running time，transport capacity，service level，project cost and so on，the paper came to the conclusions that:(a)If using the mixed transportmode，the service level to the passenger flow along this railway line will be lower，accompanied with a smaller transport capacity，complicated transportorganization，and an increasing of project cost．(b)If using the through train mode，the running time will be shortened only by 7minutes．(c)It is recommended to use themode of train stopping at all stations as the only transportmode in this railway line，and a part of through trainsmay be employed when the passenger flow is smaller in the initial term and in the near term．

railway;passengers flow;trains;transport organization

U29

A

10．13238/j．issn．1004－2954．2014．03．008

1004－2954(2014)03－0033－05

2013－07－11;

2013－07－27

王天軍(1978—)，男，工程師，2003年畢業(yè)于蘭州交通大學交通運輸專業(yè)，工學學士，E-mail:wtj_xc@sina．com。