京唐城際鐵路速度目標(biāo)值選擇

陳淑娟

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

?

京唐城際鐵路速度目標(biāo)值選擇

陳淑娟

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

速度目標(biāo)值是城際鐵路最主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不同的速度目標(biāo)值決定了基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備及各項(xiàng)配套設(shè)施的選擇。從京唐城際鐵路功能定位出發(fā)，通過對客流特點(diǎn)、功能定位、時(shí)間目標(biāo)值需求、經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選等多方面因素的分析，綜合得出京唐城際鐵路速度目標(biāo)值推薦采用350 km/h的方案。

京唐城際鐵路；速度目標(biāo)值；時(shí)間目標(biāo)值；工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)

1 概述

京唐城際鐵路項(xiàng)目位于京津冀核心區(qū)，連接首都北京與唐山，通過唐曹鐵路向東延伸至曹妃甸，通過津秦高鐵向北延伸至秦皇島。線路起自通州站，經(jīng)燕郊、大廠、香河、寶坻，終點(diǎn)為河北省唐山市。線路大體為西-東走向，線路長度153.1 km。經(jīng)過建設(shè)必要性研究，該線定位為以客運(yùn)功能為主的城際鐵路。線路走向如圖1所示。

速度目標(biāo)值是客運(yùn)專線鐵路最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，是主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容，是體現(xiàn)鐵路技術(shù)水平的主要標(biāo)志，其決定了主要技術(shù)設(shè)備(包括移動設(shè)備)、其他配套設(shè)施相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選擇，并將最終決定線路的投資水平及其運(yùn)營效益的優(yōu)劣。因此速度目標(biāo)值的選擇既要具有一定的先進(jìn)性，又要技術(shù)上可行；既要著眼于長遠(yuǎn)發(fā)展，又要經(jīng)濟(jì)上合理。

城際鐵路是服務(wù)于中心城市、次中心城市、部分地方性城市和中小城鎮(zhèn)之間的軌道交通方式，以吸引城際間客流為主，應(yīng)充分體現(xiàn)便捷、快速的運(yùn)輸特點(diǎn)，選擇的速度目標(biāo)值與其他交通方式相比要具備一定的競爭優(yōu)勢，要滿足不同出行目的客流的旅行需求，有利于吸引客流又要經(jīng)濟(jì)合理，減少工程投資，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

結(jié)合京唐城際鐵路在路網(wǎng)規(guī)劃中的功能定位及沿線條件，對該項(xiàng)目的速度目標(biāo)值從速度目標(biāo)值定位、時(shí)間目標(biāo)值、工程建設(shè)成本、速度目標(biāo)值適應(yīng)性分析等方面進(jìn)行綜合分析比選。

2 京唐城際鐵路速度目標(biāo)值選擇影響因素研究

2.1 京唐城際鐵路的功能定位

根據(jù)中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃形態(tài)分析，京唐城際西可通過北京地下直徑線與京石城際鐵路貫通，向東通過唐山站和老莊子線路所與津秦鐵路貫通，形成北京至秦皇島的第二鐵路通道；還可與唐曹鐵路貫通，形成北京至曹妃甸的快捷通道；向南可以與京濱貫通，形成北京至濱海的快速客運(yùn)通道；向北可與京張鐵路貫通，形成內(nèi)蒙西部與河北省東部地區(qū)的快捷直達(dá)鐵路通道。因此，京唐城際不僅承擔(dān)本線運(yùn)量，更具有一定的客運(yùn)專線路網(wǎng)功能，是京津冀軌道交通一體化中一條重要的城際客運(yùn)通道，與津秦客專、京石城際、京張鐵路等一起形成京津冀地區(qū)的快速客運(yùn)網(wǎng)。同時(shí)是帶動沿線經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展、支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的需要，為盡快打通北京-唐山城際客運(yùn)通道、完善京津冀軌道交通網(wǎng)、完善區(qū)域綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)提供重要的保障。

圖1 新建北京至唐山城際鐵路工程線路走向方案平面示意

2.2 國內(nèi)外城際鐵路速度目標(biāo)值分析

國外客運(yùn)專線鐵路的運(yùn)營速度多在200 km/h以上，如英國的西海岸干線目前速度達(dá)到225 km/h，日本的山陽新干線和東海道新干線行車速度分別提高到現(xiàn)在的300 km/h和270 km/h，法國巴黎至里昂的TGV東南線目前速度可達(dá)300 km/h。京唐城際鐵路項(xiàng)目位于京津冀核心區(qū)，與上述國家的客運(yùn)專線相比，屬于運(yùn)距較遠(yuǎn)的城市間旅客運(yùn)輸，在此功能定位下，本線速度目標(biāo)值宜選擇在200 km/h以上。

我國已投產(chǎn)的城際鐵路設(shè)計(jì)速度多在350～250 km/h，如京津城際為350 km/h，滬寧城際300 km/h，青榮城際、昌九城際、海南東環(huán)等為250 km/h。綜合國內(nèi)外城際鐵路的速度目標(biāo)值分析，本線的速度目標(biāo)值宜為200～350 km/h。

2.3 通道內(nèi)既有鐵路運(yùn)行時(shí)間分析

通道內(nèi)既有京哈線北京至唐山北段，全長約151 km，其中北京至雙橋最小曲線半徑300 m(限速45 km/h)，雙橋至通州最小曲線半徑600 m(限速100 km/h)，行車速度較低；通州至唐山北段設(shè)計(jì)最高行車速度雖為200 km/h，但現(xiàn)狀實(shí)際最高運(yùn)行速度為160 km/h。一般情況下，同一通道內(nèi)再新建客運(yùn)專線，速度目標(biāo)值不宜低于既有線，故本線宜選擇在200 km/h及其以上。京唐間既有鐵路現(xiàn)狀運(yùn)行時(shí)分見表1。

表1 京唐間現(xiàn)狀運(yùn)行時(shí)分

由表1可見，北京至唐山之間較快的交通路徑為京哈鐵路通道及京津城際+津秦客專，運(yùn)行時(shí)間約70 min，對于以中短途客流為主的城際鐵路要想具備一定的競爭力，必須縮短旅行時(shí)間，提高服務(wù)頻率。因此京唐城際鐵路的旅行時(shí)間不應(yīng)大于既有鐵路通道的旅行時(shí)間，縮短20 min左右是合理的。本線的時(shí)間目標(biāo)值宜在50～60 min，即不宜超過1h。

2.4 銜接線路的速度目標(biāo)值分析

與本線相鄰的津秦客專、京張城際、京石城際等線的速度目標(biāo)值均不低于200 km/h；本線作為京津冀快速客運(yùn)網(wǎng)的重要組成部分，速度目標(biāo)值應(yīng)與相鄰線協(xié)調(diào)，以便于發(fā)揮快速客運(yùn)網(wǎng)的最大優(yōu)勢，因此本線的設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值也不宜低于200 km/h。

2.5 客流特點(diǎn)及運(yùn)輸組織方案對速度目標(biāo)值影響的分析

2.5.1 京唐城際客流特點(diǎn)

京唐城際鐵路是京津冀軌道交通一體化的重要組成部分，其主要的服務(wù)對象是京津冀都市圈。

從區(qū)域路網(wǎng)構(gòu)成來看，京唐城際位于京津唐三角腹地，被京沈客專、京津城際—津秦—秦沈客專圍于其中，北京及以遠(yuǎn)與東北方向的區(qū)際客流主要由京沈客專承擔(dān)，天津及以遠(yuǎn)與東北方向的區(qū)際客流主要由津秦—秦沈客專承擔(dān)，故京唐城際主要承擔(dān)三角區(qū)域內(nèi)的城際客流，以北京—唐山、北京—天津以及北京—秦皇島客流為主。京唐沿線客流、京濱跨線客流以及京津冀其他地區(qū)跨線客流比重為1∶1∶1。因此，從實(shí)現(xiàn)城際鐵路的快捷、快速及承擔(dān)跨線客流的雙重功能角度分析，京唐城際鐵路的速度目標(biāo)值宜在250～350 km/h范圍選擇。

2.5.2 車站分布分析

車站設(shè)置應(yīng)根據(jù)沿線城鎮(zhèn)布局及其發(fā)展規(guī)劃，與城市規(guī)劃互相配合和協(xié)調(diào)，在體現(xiàn)項(xiàng)目功能定位的前提下遵循滿足客運(yùn)需求、提高綜合服務(wù)水平、便于與其他運(yùn)輸方式銜接，并考慮跨線列車的旅客需求及工程條件等綜合研究確定。本項(xiàng)目車站分布情況見表2。

表2 沿京哈鐵路通道(經(jīng)燕郊)引入北京站方案車站分布

不考慮預(yù)留站的情況下全線平均站間距24.594 km，最大站間距為寶坻南—鴉鴻橋站區(qū)間46.5 km，最小站間距為燕郊—大廠站區(qū)間10.539 km，沿線各站均設(shè)有到發(fā)線，可以滿足列車越行、天窗維修等行車組織和技術(shù)作業(yè)的要求。根據(jù)站間距與行車速度適應(yīng)性的分析，一般按照區(qū)間達(dá)到設(shè)計(jì)速度的長度不宜小于減加速距離來分布車站對于列車運(yùn)行是合理的，可避免頻繁調(diào)整行車速度而影響動車高速性能的發(fā)揮。根據(jù)CRH3型動車組的行車計(jì)算，其減加速距離約12.5 km，本線平均站間距約25 km，因此從與車站分布適應(yīng)的角度分析，設(shè)計(jì)速度可采用不低于250 km/h的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5.3 旅客列車開行方案

根據(jù)客流預(yù)測結(jié)果京唐城際本線及跨線城際動車組開行方案見表3、表4。

表3 本線城際動車組開行方案

從開行方案看，遠(yuǎn)期本線開行的跨線列車較多，且連接線路的設(shè)計(jì)速度均在250 km/h及以上，因此本項(xiàng)目的速度目標(biāo)值宜選擇在250～350 km/h。

表4 跨線旅客列車開行方案

綜上所述，由于本項(xiàng)目在“北京至北京通州站”間的設(shè)計(jì)情況采用既有線運(yùn)行，北京通州站至香河站間因城市規(guī)劃、設(shè)站需求等，線路實(shí)際最小曲線半徑600 m、設(shè)計(jì)速度在120～250 km/h，因此，為滿足時(shí)間目標(biāo)值要求宜采用較高的速度。

2.6 從旅客出行和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求分析

旅客出行中，便捷、快速、安全、經(jīng)濟(jì)是人們選擇交通方式的主要影響因素，其中對旅行時(shí)間的要求是大多數(shù)人在乘坐交通工具時(shí)共同追求的基本目標(biāo)之一。京唐城際鐵路是京津冀軌道交通一體化的重要組成部分，主要承擔(dān)京津冀都市圈內(nèi)部旅客交流。隨著京津冀協(xié)同發(fā)展，旅客的出行需求尤其是城際旅客的出行需求將逐年增長，同時(shí)對出行質(zhì)量的要求尤其是出行時(shí)間上的要求也越來越高。從京津冀地區(qū)一體化發(fā)展趨勢角度和旅客對速度的追求角度來講，希望盡快形成北京至京津冀城市群主要城市0.5～1.5 h交通圈，為加快打造京津冀都市圈、推動京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)揮重要意義。

綜上分析，從本線的運(yùn)輸特點(diǎn)、功能定位和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求來看，京唐城際鐵路時(shí)間目標(biāo)值確定為1 h以內(nèi)。

2.7 從旅行速度、旅行時(shí)分因素的比較

350、250、200 km/h三個(gè)方案的旅行時(shí)分比較見表5。

表5 京唐城際不同速度目標(biāo)值運(yùn)行時(shí)分

從表5可知，采用350 km/h和250 km/h的速度目標(biāo)值北京站至唐山站基本可滿足1 h的時(shí)間目標(biāo)值要求；350 km/h方案較250 km/h方案全程旅行時(shí)間節(jié)省6 min，較200 km/h方案全程旅行時(shí)間節(jié)省13.7 min。

綜合上述速度目標(biāo)值影響因素分析研究，作為京津冀軌道交通一體化中重要的城際客運(yùn)通道，兼具城際客運(yùn)和長途跨線客運(yùn)的雙重功能，根據(jù)本線的路網(wǎng)功能定位、時(shí)間目標(biāo)值的要求，并結(jié)合區(qū)域客運(yùn)網(wǎng)各線建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，本線速度目標(biāo)值宜為200～350 km/h。

3 不同速度方案的主要技術(shù)要求分析

3.1 不同速度目標(biāo)值方案的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求分析

根據(jù)上述分析，本線速度目標(biāo)值按350、250、200 km/h三個(gè)方案的不同速度目標(biāo)值方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。不同速度目標(biāo)值主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表6。

由表6可見，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)隨著速度目標(biāo)值的提高而相應(yīng)提高，主要體現(xiàn)在線間距加寬，最小曲線半徑加大，軌道類型不同，橋梁結(jié)構(gòu)類型不同，此外，路基沉降標(biāo)準(zhǔn)、牽引供電方式以及列控系統(tǒng)也將發(fā)生變化。

3.2 不同速度方案的經(jīng)濟(jì)比選

不同速度目標(biāo)值主要工程數(shù)量和投資見表7。

從工程投資角度分析，工程投資隨速度目標(biāo)值提高相應(yīng)增加，350 km/h方案與250、200 km/h方案相比，投資分別增加27億元和45.4億元。從旅行時(shí)間看，350 km/h方案與250、200 km/h方案相比分別減少6、13.7 min。

表6 不同速度目標(biāo)值方案主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對照

表7 各速度目標(biāo)值方案工程投資比較

4 結(jié)論

京唐城際鐵路采用350 km/h速度目標(biāo)值方案工程投資較250、200 km/h方案相比，投資分別增加27億元和45.4億元，但北京至唐山運(yùn)行時(shí)分有所節(jié)省，能為旅客提供更高的服務(wù)水平，并且采用350 km/h速度目標(biāo)值與區(qū)域內(nèi)的京滬、京廣、京沈、京津城際、津秦客專等相鄰線速度目標(biāo)值一致，有利于形成區(qū)域統(tǒng)一的快速客運(yùn)網(wǎng)，發(fā)揮快速客運(yùn)網(wǎng)的最大優(yōu)勢，符

合本項(xiàng)目功能定位及列車開行方案特點(diǎn)，滿足我國客運(yùn)快速化的發(fā)展要求，綜合效益明顯。本次研究本線采用350 km/h速度目標(biāo)值方案是合適的。

[1] 國家鐵路局.TB10621—2014高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2015.

[2] 國家鐵路局.TB10623—2014城際鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2015.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50091—2006鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2006.

[4] 宋小滿，顧保南.京滬高速鐵路速度目標(biāo)值對工程及運(yùn)營成本的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1996(6)：85-90.

[5] 闞叔愚，陳峰.京滬高速鐵路速度目標(biāo)值與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程造價(jià)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，1998(3)：36-41.

[6] 馬大煒.高速列車及其速度目標(biāo)值的探討[J].中國鐵道科學(xué)，2003(10)：1-8.

[7] 徐安華.我國高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的幾點(diǎn)思考[J].世界標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量管理，2004(8)：43-45.

[8] 史艷麗.京津城際客運(yùn)專線速度目標(biāo)值的選擇[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(4)：21-22.

[9] 張紅偉.貴陽至廣州鐵路速度目標(biāo)值選擇[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009(12)：25-29.

[10]王秀麗.哈爾濱至齊齊哈爾城際鐵路速度目標(biāo)值選擇[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2008(2)：17-20.

[11]沈嘉曦.津山鐵路參與天津城市公共交通研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2015(1)：55-59.

[12]趙永紅.西安至寶雞鐵路客運(yùn)專線速度目標(biāo)值方案研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(8):1-6，10.

[13]張學(xué)斌，彭朋.市域鐵路速度目標(biāo)值研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(3):10-14.

[14]麻金偉.寧句城際軌道交通工程速度目標(biāo)值的選擇[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(5):1-5.

[15]陳小全.京九鐵路客運(yùn)專線速度目標(biāo)值的研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2015(10):33-37.

Selection of Target Speed Value for Beijing-Tangshan Inter-city Railway

CHEN Shu-juan

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

Target speed value is the most important main technical standard for intercity railway and different target speed values determine the selection of infrastructure， equipment and facility. This paper arrives at the conclusion starting from the functionality of Beijing-Tangshan intercity railway and based on comprehensive analysis of passenger flow， functionality， required target time value， economic and technical comparison， that the target speed value recommended is 350 km/h.

Beijing-Tangshan Inter-city Railway; Target speed value; Target time value; Engineering technology and economy

2016-04-14；

2016-05-25

陳淑娟(1971—)，女，工程師，1995年畢業(yè)于長沙鐵道學(xué)院交通土建(鐵道工程)專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，主要從事線路選線及軌道設(shè)計(jì)工作，E-mail：1737473200@qq.com。

1004-2954(2016)11-0023-04

U212.3

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2016.11.006