基于既有線改造的重慶市城市鐵路建設(shè)方案設(shè)計

薛 鋒，楊廷宇，李昌峰

（1.西南交通大學(xué) 交通運輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031；2.西南交通大學(xué) 綜合運輸四川省重點實驗室，四川 成都610031）

重慶市城市鐵路，又稱重慶市郊鐵路、重慶通勤鐵路，是結(jié)合重慶市城市規(guī)劃要求提出的連接市區(qū)到合川、璧山、江津等衛(wèi)星城的鐵路，用于滿足市域范圍內(nèi)居民的通勤、通學(xué)、旅游、趕集等社會經(jīng)濟需求，屬城市公共交通范疇。從修建模式看，規(guī)劃提出的重慶市城市鐵路分為3種:新建鐵路線，改造既有線，新建與改造相結(jié)合的鐵路線。本文研究的是基于既有線改造的城市鐵路，選取了其中最有代表性的區(qū)間——成渝線的黃（磏）重（慶）區(qū)間，外加西鋁專用線，本文稱為“江津線”。

基于既有線改造的城市鐵路江津線是對該區(qū)間鐵路既有技術(shù)標準優(yōu)化后，利用富余運力開行的市郊通勤列車，實現(xiàn)“一小時通勤圈”的構(gòu)想。從定位上分析，它是解決當下需求矛盾的最快捷方法，且成本較低，具有直接性、綠色性。它的改造與運營既要滿足重慶鐵路樞紐總體布局要求，又要符合市郊居民出行特征?？土?、技術(shù)條件、城市布局等各方面因素共同決定了其運營所必須具有的靈活性和獨特性。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 重慶市城市規(guī)劃

產(chǎn)業(yè)布局上，目前重慶市主城區(qū)向“一城五片，多中心組團”發(fā)展。江津線途經(jīng)重慶西部和南部區(qū)域，人口共276萬，規(guī)劃升級與改造舊工業(yè)基地，發(fā)展科研、教育、服務(wù)業(yè)，建設(shè)生產(chǎn)、生態(tài)相協(xié)調(diào)的大型聚居地；交通方面，重慶市從2011年起正式進入“二環(huán)時代”，江津線起點的西彭、江津是二環(huán)上的主要控制點，積聚了大量人口與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。因此，配合“二環(huán)八射”公路網(wǎng)建設(shè)，打造一條市中心至西南衛(wèi)星城的城市鐵路通道，具有重要的戰(zhàn)略意義。

1.2 重慶市鐵路樞紐

重慶市鐵路樞紐受長江、嘉陵江和中梁山分割，呈伸長型放射狀布局，設(shè)36座車站，如圖1所示。目前，重慶樞紐共銜接成渝、川黔、襄渝、渝懷、遂渝5條電氣化鐵路干線，其中，除襄渝線為雙線，其余均為單線。線路方面，成渝線黃（磏）重（慶）區(qū)間（江津線所要經(jīng)行的絕大部分線路）現(xiàn)主要承擔成渝本線及襄渝、川黔轉(zhuǎn)線的運輸任務(wù)。由于該線路年代久遠、等級較低，加之地理條件約束導(dǎo)致其不易大規(guī)模改造，客、貨運輸重心已向北轉(zhuǎn)移，造成其利用率逐年下降，運力呈現(xiàn)出富余狀態(tài)。重慶站與重慶北站是重慶市現(xiàn)已建成的兩大客運站，重慶站位于渝中區(qū)兩路口，為盡頭式車站，4臺7線，重慶北站位于渝北區(qū)龍頭寺，南北共26臺29線。重慶北站啟用之后，經(jīng)由渝懷鐵路和遂渝鐵路行駛的列車逐漸移到重慶北站始發(fā)。沿線其它車站也由于任務(wù)量的減輕，呈現(xiàn)出“小站（如洛中子、黃沙溪）廢除，大站集中（如重慶南站、黃磏站貨運升級）”的現(xiàn)象。

圖1 重慶鐵路樞紐

1.3 沿線公共交通覆蓋的不足

截至2015年9月，重慶軌道交通（CRT）共經(jīng)營線路4條，里程202.2km，車站117座，主要服務(wù)中心城區(qū)與半徑不超過30km的近郊地區(qū)，但在距中心城區(qū)超過30km的遠郊區(qū)域（如西彭、江津）其服務(wù)面仍為空白。雖然《重慶市城市軌道交通規(guī)劃2050版》中規(guī)劃5號線經(jīng)雙福、西彭，最終延伸至江津區(qū)，但建設(shè)周期較長，并且受重慶“向北”城市戰(zhàn)略（指重點開發(fā)兩江新區(qū)，打造北部新城）影響，西南方向的軌道交通在近期也不會被優(yōu)先發(fā)展。目前，公共巴士是服務(wù)沿線客流的主力軍，但公共巴士在運營過程中，也暴露出許多不足。西彭、銅罐驛公交站每日開出的公交車需全程擁擠運行兩小時，才能到達九龍坡區(qū)的楊家坪汽車站，江津巴士更存在跨區(qū)運行的“壁壘”現(xiàn)象。

2 線路改造與運營方案

2.1 線路概述

江津線西起西彭站，經(jīng)改造后的西鋁專用線（閑置但保存較為完好）接入成渝線黃磏站，然后沿成渝線既有線一直延伸至重慶站，共計70.4km，途徑九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)、渝中區(qū)，設(shè)西彭、新江津（黃磏）、銅罐驛、小南海、茄子溪、重慶南、重慶7座車站（見圖2），除西彭外均為既有車站。最小站間距為西彭－新江津，共6km，最大站間距為茄子溪－重慶南，共14.5km，平均站間距為11.7km。

圖2 江津線線路走向

2.2 線路改造方案

2.2.1 現(xiàn)有標準

既有成渝鐵路建成通車運營已62年，具有“修建時間早、技術(shù)標準低、地質(zhì)病害多”的特點。成渝鐵路經(jīng)1987年電氣化改造后，采用的技術(shù)標準為

1）鐵路等級:II級；

2）正線數(shù)目:單線；

3）限制坡度:10‰；

4）最小曲線半徑:300m，個別283m；

5）牽引種類:電力；

6）機車類型:SS3；

7）到發(fā)線有效長度:750m；

8）牽引質(zhì)量:2 720t；

9）閉塞類型:半自動閉塞。

2.2.2 建議改造標準

1）鐵路等級:II級；

2）正線數(shù)目:單線；

3）限制坡度:10‰；

4）最小曲線半徑:600m，困難500m；

5）牽引種類:電力；

6）機車類型:SS3、電動車組；

7）到發(fā)線有效長:750m；

8）牽引質(zhì)量:2 720t；

9）閉塞類型:自動閉塞。

2.2.3 改造目標

提高列車區(qū)間運行速度、實現(xiàn)列車追蹤運行以增強通過能力；改造信聯(lián)設(shè)備，使機輛模式列車與通勤型電力動車組可共線匹配運行；改造既有車站，使其具有接發(fā)通勤鐵路列車的能力。

鐵路技術(shù)標準中，正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長度屬固定設(shè)備標準，建成后很難改變；其它項目則屬技術(shù)裝備標準，可以隨著需求的變化而逐步變化。對于江津線而言，固定設(shè)備只改最小曲線半徑（以提高通過速度），不考慮增建復(fù)線。

2.3 規(guī)劃布站方案

按照車站在線路上的地位，將車站分為以下3個等級，如表1所示。

表1 車站等級劃分

沿線7大車站定位（見表2）:根據(jù)客流、交通設(shè)施等綜合因素，從成渝線上既有的9個車站篩選出6個，如表2所示。

2.4 運營方案

2.4.1 車輛選型

根據(jù)市郊鐵路站距較大、停車次數(shù)較少、行車密度不大以及客流分布不均的特征，結(jié)合成渝線的實際線路狀況，建議采用優(yōu)化曲線通過能力較好的通勤型電力動車組（如CRH6S），最高運行速度為90km／h。

表2 沿線七大車站介紹

2.4.2 時間指標

運營時間方面，根據(jù)乘客出行特征，建議運營時段為6:00～22:30。考慮到客流主要集中在東（重慶）西（西彭、江津）兩極，建議只采用單一交路，即全線運行。根據(jù)線上不同性質(zhì)的列車運行優(yōu)先原則，采用靈活的匹配方法——高峰時期通勤列車優(yōu)先，其他時段的其它列車優(yōu)先。

列車中間站停站時間建議在地鐵參考停站時間上多加一些時間，起停附加時間計為2min。另外，要考慮到平峰時段待避其它列車的時間。

根據(jù)平均站間距與規(guī)定運行速度，列車區(qū)間平均運行時間為468s，全程（計起停附加、計停站時分）64.3min。

2.4.3 開行方案的編制

客流預(yù)測是編制開行方案的核心，運用四階段法、灰色預(yù)測法等多種數(shù)學(xué)建模方法可以合理預(yù)測客流量。當數(shù)據(jù)收集存在困難時，要結(jié)合實際情況進行客流假設(shè)，根據(jù)不同假設(shè)進行不同的方案編制。

3 沿線經(jīng)濟與客流分析

從區(qū)位上分析，江津線分為近郊段與遠郊段。遠郊段包括西彭、新江津、銅罐驛、小南海，是重慶市較為獨立的衛(wèi)星城鎮(zhèn)（見圖3）。近郊段包括茄子溪、重慶南、重慶（見圖4），沿線城市公共交通的覆蓋已較為廣泛，此時江津線的主要功能體現(xiàn)在換乘，以及更為快速地到達目的地（市域快線）。

江津線西起九龍坡區(qū)西彭鎮(zhèn)中心，該鎮(zhèn)為傳統(tǒng)工業(yè)鎮(zhèn)，人口15萬，2014年GDP為127億元。隨后向南接入成渝線黃磏站，該站實際屬九龍坡區(qū)的西彭鎮(zhèn)，與江津中心城區(qū)隔江相望，鼎山長江大橋的竣工直接方便了江津的通勤人口。銅罐驛、小南海是沿線的普通城鎮(zhèn)，公共交通狀況一般，預(yù)計江津線的通車會吸引與轉(zhuǎn)移大部分進入主城的客流。

江津線經(jīng)過小南海站向東約6km（越過魚洞長江大橋）引入重慶主城。此時，CRT2號線、江津線、CRT3號線自西向東平行排列，形成重慶城南三大通道。茄子溪、重慶南可以分別通過其它交通工具實現(xiàn)與CRT2號線白居寺站、楊家坪站的換乘。終點站重慶站位于重慶中心城區(qū)菜園壩－兩路口，是大型綜合換乘樞紐，如圖5所示。

圖3 江津線“遠郊段”

圖4 江津線“近郊段”

4 定位與思考

對比國內(nèi)外現(xiàn)有的其它市域鐵路，本文提出的重慶市城市鐵路具有以下異同點:

圖5 江津線總體輪廓

4.1 市域鐵路與城市鐵路的相同點

市域鐵路與城市鐵路的相同之處在于兩者本質(zhì)都為市郊鐵路，主要目的是滿足通勤、通學(xué)的要求，同時在一定程度上滿足商務(wù)、公務(wù)、探親等出行要求，屬公共交通范疇。

4.2 市域鐵路與城市鐵路的不同點

4.2.1 線路不同

兩者采用的線路不同。我國其它市域鐵路一般都采用新線或?qū)⑤^高標準的既有線進行改造；而本文所研究的重慶市城市鐵路則不同，它是使用年代較久、等級較低而趨于閑置的單線鐵路進行改造。

4.2.2 定位不同

提到定位，就不得不提及本文研究的背景——以地鐵、輕軌為代表的重慶市城市軌道交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)骨架在主城與近郊間基本建立，但因為自身性質(zhì)的約束，它無法通達遠郊地區(qū)，所以就無法實現(xiàn)真正意義上的“大通勤圈”。另外，如果立即建設(shè)一條高標準的市域鐵路，無論是在時間還是資金上，都讓人難以接受。而且由于鐵路方案設(shè)計與運營周期的不確定性及城市發(fā)展的不確定性，遠郊地區(qū)在近期專門新建一條市域鐵路也是不經(jīng)濟和科學(xué)的。因此，本文所要表達的就是在兩個極端中找到一個平衡點，既要成功地實現(xiàn)城鐵通勤化運營，也要滿足建設(shè)周期與資金的要求，在兩者的權(quán)衡與計算中達到最優(yōu)化的結(jié)果。在這里，需要說明的是，雖然客流量預(yù)計是列車開行方案的基礎(chǔ)，但因為江津線是將等級較低的既有線進行改造，所以客流量預(yù)計只能起指導(dǎo)性作用而不是決定性作用。實際開行方案的編制不僅與客流量有關(guān)系，還受線路實際運輸能力的制約。

4.2.3 目標不同

本文提出的既有線改造與運營方案，其追求目標是用低于其它市域鐵路建設(shè)的成本，實現(xiàn)通勤化，最大限度地滿足客流需求。這樣不僅可以建設(shè)一條富有個性、特色鮮明的“有重慶特色的個性化市域鐵路”，探索出將既有線改造為市域鐵路的具體方法，還可為其它背景相似的城市提供一個有典型代表意義的范本。

5 結(jié)束語

本文基于重慶西南衛(wèi)星城江津、西彭等與重慶主城區(qū)間的公共交通現(xiàn)狀，分析了既有成渝鐵路的線路條件和成渝鐵路重慶－江津區(qū)間沿線的客流分布狀況，提出了以充分發(fā)掘既有成渝鐵路運能為重點，通過改造既有線開行市郊列車的思路，同時創(chuàng)造性地提出了建設(shè)低成本市郊鐵路的觀點。

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