薊縣至大港市域快速鐵路速度目標(biāo)值研究

陳修平

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 天津 300142)

薊縣至大港市域快速鐵路速度目標(biāo)值研究

陳修平

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 天津 300142)

隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，市域快速軌道交通已成為城市建設(shè)的需要。而目前尚未形成適用市域鐵路系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。根據(jù)薊縣至大港市域鐵路功能定位和客流特點(diǎn)，提出可能的速度目標(biāo)值方案；對(duì)不同速度目標(biāo)值方案結(jié)合規(guī)劃、總體布局、站間距、運(yùn)行時(shí)分、工程投資等多方面分析，實(shí)現(xiàn)工程的綜合效益最優(yōu)，提出適宜本項(xiàng)目的速度目標(biāo)值。

市域快速鐵路；速度目標(biāo)值；功能定位；站間距；運(yùn)行時(shí)分

1 概述

隨著城市中心城區(qū)及周邊區(qū)縣、新區(qū)、新市鎮(zhèn)等衛(wèi)星城鎮(zhèn)的不斷發(fā)展，組團(tuán)化、多中心城市格局逐步形成，“同城化效應(yīng)”日漸顯露，中心城區(qū)與衛(wèi)星城鎮(zhèn)的聯(lián)系日益緊密，客流量急劇增長(zhǎng)，對(duì)大運(yùn)量快速公共交通系統(tǒng)的需求日趨強(qiáng)烈。而市域快速軌道交通是適應(yīng)并支持城市發(fā)展的一種快速、大運(yùn)量、公交化的交通方式。目前尚未形成適用市域鐵路系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過(guò)對(duì)薊縣至大港市域快速鐵路具體分析，研究確定適宜本項(xiàng)目的速度目標(biāo)值。

2 天津城市總體規(guī)劃

天津市總體規(guī)劃方案確定城市總體布局為：加強(qiáng)區(qū)域協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，規(guī)劃形成“一軸兩帶三區(qū)”的市域空間布局，其中“一軸”是“武清新城—中心城區(qū)—濱海新區(qū)核心區(qū)”的城市發(fā)展主軸。“兩帶”是“寧河、漢沽新城—濱海新區(qū)核心區(qū)—大港新城”的東部濱海發(fā)展帶和“薊縣新城—寶坻新城—中心城區(qū)—靜海新城”西部城鎮(zhèn)發(fā)展帶。“三區(qū)”：北部薊縣山地生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)區(qū)、中部“七里?！簏S堡洼”濕地生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)區(qū)、南部“團(tuán)泊洼水庫(kù)—北大港水庫(kù)”濕地生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)區(qū)。天津市市域空間結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 天津市市域空間結(jié)構(gòu)

規(guī)劃的薊縣—大港市域快線串聯(lián)并帶動(dòng)城市發(fā)展主軸、西部城鎮(zhèn)發(fā)展帶和東部濱海發(fā)展帶3條天津市主要空間發(fā)展軸帶，增加“一軸兩帶”的外圍交點(diǎn)，引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)向合理的方向轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市傳統(tǒng)集中式空間結(jié)構(gòu)的突破，建立空間相對(duì)分隔但交通快速連接的合理城市結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮交通對(duì)調(diào)整城市布局的能動(dòng)作用。同時(shí)本線也是天津市軌道交通網(wǎng)的重要組成部分，是完善區(qū)域軌道網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要線路。

3 薊港市域快速鐵路簡(jiǎn)介

薊縣至大港市域快速鐵路線縱貫天津南北區(qū)域，由國(guó)家著名旅游勝地薊縣至國(guó)家級(jí)新區(qū)-濱海新區(qū)。線路全長(zhǎng)158.64 km，設(shè)站14個(gè)。

線路經(jīng)天津市的薊縣、寶坻區(qū)、武清區(qū)、北辰區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū)、濱海新區(qū)。薊港線填補(bǔ)了天津市南北區(qū)域快速鐵路的空白，且在北部可連接規(guī)劃津承鐵路、規(guī)劃薊縣至北京平谷線，南部與規(guī)劃環(huán)渤海城際在大港站共站，構(gòu)成了京津冀地區(qū)的區(qū)域城際鐵路的重要組成部分。

目前薊縣至大港市域快速鐵路處于預(yù)可研階段，速度目標(biāo)值等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要具體研究確定。

4 速度目標(biāo)值研究

速度目標(biāo)值決定了將來(lái)列車(chē)可能實(shí)現(xiàn)的最高運(yùn)行速度，體現(xiàn)了本線的服務(wù)水平，也直接影響項(xiàng)目的建設(shè)成本。影響速度目標(biāo)值選擇的因素主要包括建設(shè)項(xiàng)目的功能層次、工程投資、運(yùn)輸組織適應(yīng)性三大方面。以下分別從上述幾方面綜合分析。

4.1 從項(xiàng)目的功能層次角度分析

4.1.1 本線功能定位

本線的功能定位為服務(wù)于天津市域內(nèi)南北組團(tuán)與市區(qū)間、南北組團(tuán)內(nèi)部的旅客交流為主的市域快速軌道交通線，是天津市旅客運(yùn)輸?shù)膮^(qū)域性軌道網(wǎng)的組成部分，是薊縣—東麗—津南—大港通道間舒適、便捷的客運(yùn)通道。本線也是適應(yīng)天津城市空間發(fā)展、帶動(dòng)外圍南北地區(qū)和新城開(kāi)發(fā)建設(shè)的城市快線。

4.1.2 速度目標(biāo)值的層次

國(guó)內(nèi)已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的城際鐵路，其列車(chē)運(yùn)行速度主要分為2個(gè)層次：一個(gè)層次是中心城市至其近郊衛(wèi)星城或區(qū)域內(nèi)其他大中城市之間的旅客運(yùn)輸，主要承擔(dān)公務(wù)、商務(wù)和旅游客流，速度一般在200～300 km/h，如京津、滬寧、滬杭、長(zhǎng)吉城際鐵路等；另一個(gè)層次是以聯(lián)系區(qū)域內(nèi)中心城市與相鄰經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)群落為主，主要承擔(dān)通勤、通學(xué)及部分公務(wù)商旅客流，速度一般在120～200 km/h，如既有廣珠城際、昆明市域鐵路安寧至嵩明段、成都市域鐵路成灌線、上海金山線等。本線從薊縣新城經(jīng)由寶坻新城、京津新城、寧河、北部新區(qū)、東麗、教育園區(qū)至大港城區(qū)，是一條服務(wù)于市域組團(tuán)間旅客交流的快速鐵路。從功能定位上分析，本線的速度目標(biāo)值應(yīng)界定在第二層次120～200 km/h。本線正線長(zhǎng)度158.64 km，為滿足雙城與市域內(nèi)新城間1 h交通圈要求，速度目標(biāo)值不宜小于160 km/h。綜上所述，本線的速度目標(biāo)值從滿足項(xiàng)目功能定位角度分析，160～200 km/h是適宜的。故以下重點(diǎn)分析160 km/h與200 km/h兩個(gè)速度目標(biāo)值方案。

4.2 運(yùn)輸組織適應(yīng)性分析

4.2.1 時(shí)間目標(biāo)值的適應(yīng)性

本線的功能定位為對(duì)接京冀區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)并實(shí)現(xiàn)南北市域1 h生活圈。經(jīng)過(guò)牽引計(jì)算模擬，兩方案從薊縣至大港的運(yùn)行時(shí)分見(jiàn)表1，本線兩端的北部地區(qū)及南部地區(qū)通過(guò)本線并換乘其他軌道交通線路至市區(qū)的運(yùn)行時(shí)分見(jiàn)表2。

表1 不同速度目標(biāo)值運(yùn)行時(shí)分 min

表2 不同速度目標(biāo)值至市區(qū)的運(yùn)行時(shí)分 min

注：至市區(qū)運(yùn)行時(shí)分以大站停時(shí)分為計(jì)算基礎(chǔ)。

由表1和表2可知，200 km/h直達(dá)與大站停列車(chē)較160 km/h直達(dá)與大站停列車(chē)快9 min和7 min，站站停時(shí)分相差為6 min。采用200 km/h速度目標(biāo)值，北部地區(qū)乘客至市區(qū)在華明站換乘，旅行時(shí)間最快可達(dá)43 min，考慮換乘其他軌道交通線路至市中心的時(shí)間為20 min，總時(shí)間約63 min；南部地區(qū)至市區(qū)在雙港站換乘，旅行時(shí)間約23 min，考慮換乘其他軌道交通線路至市中心的時(shí)間為20 min，總時(shí)間約43 min。采用160 km/h速度目標(biāo)值，北部地區(qū)及南部地區(qū)至市區(qū)時(shí)間分別為70 min和45 min。

可見(jiàn)采用200 km/h速度標(biāo)準(zhǔn)能更好地滿足南北市域間1 h生活圈要求。

4.2.2 與車(chē)站分布的適應(yīng)性

在一定的電機(jī)功率和編組條件下，車(chē)輛最高運(yùn)行速度越高，列車(chē)加速、減速所需時(shí)間和走行距離越長(zhǎng)。如果站間距較短，則意味著列車(chē)發(fā)揮不出其最高運(yùn)行速度的優(yōu)越性，其區(qū)間運(yùn)行時(shí)分沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，站站停列車(chē)的最高運(yùn)行速度與車(chē)站間距密切相關(guān)。

本線主要服務(wù)于南北組團(tuán)客流與市區(qū)的交流，客流斷面呈現(xiàn)兩端高、中間低，南部組團(tuán)客流斷面大于北部組團(tuán)客流斷面。結(jié)合客流特點(diǎn)，計(jì)劃在高峰時(shí)段開(kāi)行大站停列車(chē)和站站停列車(chē)，其余時(shí)段開(kāi)行站站停列車(chē)。不同速度對(duì)應(yīng)的加減速距離見(jiàn)表3。

表3 不同速度對(duì)應(yīng)的加減速距離

由表3可知，當(dāng)區(qū)間長(zhǎng)度為該速度加減速距離2倍以上時(shí)，列車(chē)在該區(qū)間50%以上可保持高速勻速運(yùn)行，能發(fā)揮列車(chē)高速性能，提高設(shè)備運(yùn)用效率。

本線全長(zhǎng)約158.6 km，根據(jù)沿線城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，本線共設(shè)車(chē)站14個(gè)，平均站間距為11.3 km，站間距大于8.6 km的區(qū)間有7個(gè)，大于15.8 km的區(qū)間有5個(gè)。由此可知采用160 km/h，能夠發(fā)揮列車(chē)高速性能的區(qū)間占總區(qū)間的50%，長(zhǎng)度占總長(zhǎng)的74%；采用200 km/h，能夠發(fā)揮列車(chē)高速性能的區(qū)間占總區(qū)間的36%，長(zhǎng)度占總長(zhǎng)的59%。

4.3 工程投資分析

項(xiàng)目建設(shè)成本的高低，主要是由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備配備標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)模等因素共同決定的。根據(jù)上述速度目標(biāo)值的定位分析，本次分別對(duì)160 km/h和200 km/h方案進(jìn)行建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、工程數(shù)量及投資分析，并結(jié)合前述所分析各種因素的影響，具體詳見(jiàn)綜合比較對(duì)照表4。

表4 不同速度目標(biāo)值方案綜合比較對(duì)照

5 結(jié)論

綜上所述，市域鐵路速度目標(biāo)值應(yīng)根據(jù)城市總體布局、項(xiàng)目功能層次，結(jié)合線路長(zhǎng)度、站間距、運(yùn)輸組織模式、工程條件，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定，并應(yīng)滿足時(shí)間目標(biāo)值的需求。

對(duì)于本線，以上兩種不同速度目標(biāo)值方案線路走向基本相同，工程條件差異小，在市外環(huán)線附近困難區(qū)段，采取局部限速考慮，但是對(duì)于一站直達(dá)和大站停車(chē)200 km/h方案優(yōu)勢(shì)明顯，能夠很好地滿足南北組團(tuán)間、南北組團(tuán)至市區(qū)1 h的時(shí)間目標(biāo)值，且投資僅比160 km/h方案多53 800萬(wàn)元，節(jié)時(shí)比5 978萬(wàn)元/min。結(jié)合本線功能定位為市域快速鐵路，較高的速度目標(biāo)值能更好地提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和旅客運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量，能增強(qiáng)城市對(duì)外輻射能力的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也構(gòu)成了京津冀地區(qū)的區(qū)域城際鐵路的重要組成部分。故推薦本線速度目標(biāo)值為200 km/h。

[1] 鐵建設(shè)[2005]140號(hào) 新建時(shí)速200～250 km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005．

[2] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10621—2009 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010．

[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.建標(biāo)104—2008 城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.2008．

[4] GB 50090—2006，鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006．

[5] 周宇冠.關(guān)于市域快速軌道交通的思考[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012(9):27-29.

[6] 張水清.市域鐵路速度目標(biāo)值取值研究[J].中華民居，2013(12):76-77.

[7] 張志勤.市域快速鐵路平面設(shè)計(jì)曲線參數(shù)選擇[J].高速鐵路技術(shù)，2013(3):1-4.

[8] 楊舟.我國(guó)市域軌道交通發(fā)展策略研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(5):27-30.

Research on Speed Target Value of Jixian-Dagang Intercity Express Railway

Chen Xiuping

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation， Tianjin 300142， China)

As the urbanization accelerates， intercity express railway has become a need for metropolis development. However， the applicable standards and regulations for intercity express railway have not yet been formulated. Based on function orientation and characteristics of passenger flow， this paper puts forward target speed scheme adaptable to the line. Optimal efficiency of the project may be achieved on the basis of the analysis on planning， general layout， station spacing， running time， investment against different target speeds. This paper proposes the target speed suitable for this project．

Intercity express railway; Target speed; Function orientation; Station spacing; Running time

2014-08-26

陳修平(1984—)，男，工程師，2009年畢業(yè)于中南大學(xué)，工學(xué)碩士，E-mail：61485553@qq.com。

1004-2954(2014)11-0044-03

U239.5

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.11.011