青島市軌道交通12號(hào)線速度目標(biāo)值的選擇研究

潘奇（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西西安　710043）

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青島市軌道交通12號(hào)線速度目標(biāo)值的選擇研究

潘奇
（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西西安710043）

【摘 要】速度目標(biāo)值是工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)，它的選擇與線路長(zhǎng)度、站間距離、客流特征等技術(shù)指標(biāo)密切相關(guān)。本文結(jié)合青島市軌道交通12號(hào)線的項(xiàng)目功能定位、客流特征、時(shí)間目標(biāo)、車站分布情況、運(yùn)營(yíng)指標(biāo)及工程投資影響，分析80、100、120km/h速度目標(biāo)值與本工程的適應(yīng)性，選取120km/h作為本工程的合理速度目標(biāo)值，為相似工程速度目標(biāo)值的選擇提供參考。

【關(guān)鍵詞】青島城市軌道交通速度目標(biāo)值

1　引言

速度目標(biāo)值是工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)，它的選擇與線路長(zhǎng)度、站間距離、客流特征等技術(shù)指標(biāo)密切相關(guān)。選擇合適的速度目標(biāo)值具有重大的意義。過(guò)高的速度目標(biāo)值，受限于站間距離，行車效率的提升并不明顯，但會(huì)造成工程投資的大幅增加；而過(guò)低的速度目標(biāo)值，不利用吸引客流，同時(shí)造成運(yùn)用車數(shù)的增加。因此，合理確定線路的速度目標(biāo)值，對(duì)運(yùn)營(yíng)組織意義重大。

青島市軌道交通12號(hào)線是連接黃島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)和紅島經(jīng)濟(jì)區(qū)的軌道交通快線，是環(huán)灣軌道交通的重要組成部分，為西岸城區(qū)和北岸城區(qū)的客流交換提供了快捷的軌道交通，有利于西岸城區(qū)內(nèi)部客流向外圍的快速疏散，也為西海岸機(jī)場(chǎng)客流提供了快速、準(zhǔn)點(diǎn)的交通方式。線路全長(zhǎng)57.1km，設(shè)車站21座，線路長(zhǎng)度長(zhǎng)于普通的城市軌道交通線路，選擇合理的速度目標(biāo)值可以快速輸送乘客，縮短乘客出行時(shí)間，提高軌道交通的整體服務(wù)水平。

2　速度目標(biāo)值選擇宏觀分析

2.1本線功能定位分析

本線為西岸城區(qū)與北岸城區(qū)之間設(shè)置軌道交通快線，實(shí)現(xiàn)西岸城區(qū)與紅島新區(qū)的快速聯(lián)系。線路運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度達(dá)56.6km，客流平均運(yùn)距長(zhǎng)，對(duì)速度要求較高。從本線功能定位分析，屬市域快線，平均站間距離2.82km，采用較高速度目標(biāo)值，車輛性能也能得到較好發(fā)揮。

2.2時(shí)間目標(biāo)值

“建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定：“對(duì)超長(zhǎng)線路應(yīng)以最長(zhǎng)交路運(yùn)行1h為目標(biāo)，旅行速度達(dá)到最高運(yùn)行速度的45%～50%為宜?！鼻鄭u市域軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是為了引導(dǎo)青島城市空間拓展，促進(jìn)“1小時(shí)交通圈”的形成。結(jié)合青島未來(lái)“依托主城、擁灣發(fā)展、組團(tuán)布局、軸向輻射”的城市空間發(fā)展戰(zhàn)略，滿足軸線上的“中心城市—次中心城市—重點(diǎn)鎮(zhèn)”形式的軌道交通需求成為市域軌道線網(wǎng)的最基本需求。青島市的中心城市包括市南區(qū)、市北區(qū)、李滄區(qū)、城陽(yáng)區(qū)、嶗山區(qū)、黃島區(qū)六區(qū)。中心城區(qū)范圍內(nèi)部為居民日常出行集中區(qū)域，即東岸城區(qū)、西岸城區(qū)、北岸城區(qū)之間，依托軌道交通快線和市區(qū)軌道交通線路，實(shí)現(xiàn)1小時(shí)可達(dá)；城區(qū)內(nèi)部45分鐘可達(dá)。

“建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”對(duì)于超長(zhǎng)線路的界定是根據(jù)國(guó)際城市軌道交通建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)城市規(guī)劃規(guī)模的分析后提出的，地鐵為高密度行車、人口出行集中的公共交通系統(tǒng)，安全是對(duì)運(yùn)營(yíng)提出的最根本也是最重要的要求。考慮本線線路長(zhǎng)度、車站分布等實(shí)際情況，時(shí)間目標(biāo)值應(yīng)盡量壓縮。

3　本線速度目標(biāo)值方案研究

3.1本線速度目標(biāo)值方案構(gòu)成

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)地鐵實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，結(jié)合本線線路特征及車站分布情況，本線速度目標(biāo)值研究了80km/h、100km/h、120km/h三個(gè)方案。

3.2不同速度目標(biāo)值對(duì)時(shí)間目標(biāo)的適應(yīng)性分析

根據(jù)列車牽引模擬計(jì)算，采用3M1T編組，不同速度目標(biāo)值方案旅行時(shí)間見表1。

由表1可見，120km/h較80km/h速度方案運(yùn)行時(shí)間平均節(jié)省約12.9min，約占總運(yùn)行時(shí)間的19%；120km/h較100km/h速度方案運(yùn)行時(shí)間平均節(jié)省約4.2min，節(jié)省時(shí)間7.2%。

表1　運(yùn)行時(shí)分比較表

表2　站間距離分布表

120km/h方案列車全線總旅行時(shí)間在60min以內(nèi)，與100km/h、80km/h方案相比有一定優(yōu)勢(shì)。結(jié)合不同乘距的客流出行比例分析，采用120km/h速度目標(biāo)方案能夠較好的適應(yīng)本線時(shí)間目標(biāo)的需求。

3.3不同速度目標(biāo)值站間距適應(yīng)性分析

本線研究的全線站間距離情況見表2。

由表2可見，本線站間距離大于3km的區(qū)間較多，占線路全長(zhǎng)的比例高達(dá)62.3%，平均站間距為2.82km，對(duì)采用較高速度目標(biāo)值的適應(yīng)性較好。

3.4不同速度目標(biāo)值方案經(jīng)濟(jì)性分析

不同速度目標(biāo)值方案的經(jīng)濟(jì)型分析主要有以下幾個(gè)方面：土建工程（建筑限界）、車輛購(gòu)置費(fèi)、牽引供電系統(tǒng)及其他設(shè)備。

3.4.1土建工程（建筑限界）

速度目標(biāo)值的選擇對(duì)土建工程的影響較大，速度目標(biāo)值越高，則要求的限界也越大。對(duì)于地下線來(lái)說(shuō)，則應(yīng)根據(jù)乘客的舒適度標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)列車車輛密封性指標(biāo)和區(qū)間隧道斷面的阻塞比校核隧道斷面的凈空面積，并適當(dāng)增加斷面尺寸；對(duì)于高架線來(lái)說(shuō)，本工程采用單線U梁并置方案，其線間距變化不大，其相應(yīng)梁寬度也變化不大，所以下部結(jié)構(gòu)橋墩、基礎(chǔ)承重等變化不大。經(jīng)研究，因本工程以高架橋梁工程為主，120km/h方案較100km/h方案土建工程投資增加約6.4億元。

3.4.2車輛購(gòu)置費(fèi)

由于不同速度目標(biāo)值方案運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行速度的不同，運(yùn)用車數(shù)和車輛購(gòu)置費(fèi)均有所不同。比較見表3。

由表3可知，遠(yuǎn)期120km/h方案較100km/h方案減少運(yùn)用車24輛、較80km/h方案減少運(yùn)用車60輛；車輛購(gòu)置費(fèi)采用120km/h方案遠(yuǎn)期較100km/h方案節(jié)省車輛購(gòu)置費(fèi)4400萬(wàn)元、較80km/h方案節(jié)省車輛購(gòu)置費(fèi)14800萬(wàn)元。

3.4.3供電系統(tǒng)

不同速度目標(biāo)值方案在主變電所分布、中壓環(huán)網(wǎng)構(gòu)成、牽引網(wǎng)配置基本相同，隨著速度目標(biāo)值的提高，牽引變電所設(shè)置數(shù)量及設(shè)備容量必須增加，經(jīng)研究，120km/h方案較100km/h方案和80km/ h方案供電系統(tǒng)投資增加約0.5億元。

3.4.4其他相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)

對(duì)于軌道系統(tǒng)，地下線和高架線均采用整體道床，對(duì)于不同速度目標(biāo)值軌道設(shè)備差別不大。

對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外信號(hào)系統(tǒng)工程實(shí)際的應(yīng)用情況和對(duì)信號(hào)系統(tǒng)供貨商不同制式系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)查，80、100、120km/h方案本身并無(wú)實(shí)質(zhì)性的變化，但80、100km/h速度目標(biāo)值方案有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，120km/h速度目標(biāo)值方案相關(guān)設(shè)備還需進(jìn)一步研發(fā)、試驗(yàn)。

綜合分析，考慮遠(yuǎn)期車輛購(gòu)置費(fèi)的前提下，120km/h方案工程投資增加并不明顯。

3.5不同速度目標(biāo)值對(duì)環(huán)境的影響

城市軌道交通項(xiàng)目對(duì)沿線聲環(huán)境的影響主要來(lái)自于高架段和地面段。軌道交通噪聲大小不僅與列車對(duì)數(shù)有關(guān)，還受運(yùn)行速度的影響。本線較大部分區(qū)段采用高架及地面敷設(shè)方式，周邊用地多為工業(yè)用地及山區(qū)，對(duì)沿線環(huán)境影響有限，因此，不同速度目標(biāo)值方案對(duì)環(huán)境的影響差別較小。

4　研究結(jié)論

通過(guò)以上分析，在80、100、120km/h速度目標(biāo)值方案中，采用120km/h的速度目標(biāo)值，其對(duì)時(shí)間目標(biāo)值、站間距的適應(yīng)性較好，具有達(dá)速距離較長(zhǎng)、全線運(yùn)行時(shí)間省的優(yōu)勢(shì)，也能滿足規(guī)劃的時(shí)間目標(biāo)值要求，且運(yùn)營(yíng)技術(shù)指標(biāo)有明顯優(yōu)勢(shì)，土建及設(shè)備系統(tǒng)投資均有所增加，但考慮遠(yuǎn)期車輛購(gòu)置費(fèi)的前提下，120km/h方案工程投資增加并不明顯。綜上，推薦青島市軌道交通12號(hào)線采用120km/h速度目標(biāo)值。

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