西安至十堰高速鐵路運(yùn)輸需求分析

胡必松

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線運(yùn)處，西安 710043)

1 概述

圖1 線路地理位置及區(qū)域路網(wǎng)示意

西安至十堰高速鐵路位于陜西省東南部和湖北省西北部，是中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目[1]，線路西起陜西省西安市，向東南穿越秦嶺山脈，經(jīng)商洛和十堰兩市，新建正線西安東站(含)至十堰北站(含)全長(zhǎng)256.595 km[2]，如圖1所示。線路與在建的武漢至十堰鐵路共同形成西安至武漢間便捷高鐵通道，北端輻射西北及蒙西地區(qū)，南端溝通華中、華南、贛閩地區(qū)，有利于加強(qiáng)西安與武漢兩大城市間的合作交流，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，適時(shí)開(kāi)展西安至十堰高鐵功能定位和運(yùn)輸需求分析，為項(xiàng)目主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)方案的確定提供決策依據(jù)，加快項(xiàng)目推進(jìn)，顯得尤為重要和迫切。

2 項(xiàng)目承擔(dān)的主要運(yùn)輸任務(wù)分析

2.1 項(xiàng)目在區(qū)域路網(wǎng)中與相關(guān)線路的合理分工

根據(jù)線路地理位置和區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃，選擇相關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行徑路比較，詳見(jiàn)圖2。通過(guò)徑路比較分析可以得出如下結(jié)論。

①西安至武漢經(jīng)西武高鐵比經(jīng)既有鄭西—鄭武高鐵里程縮短303 km、旅行時(shí)間節(jié)省0.9 h；比經(jīng)寧西—京廣鐵路運(yùn)距縮短133 km；比經(jīng)既有西康—襄渝—漢丹鐵路運(yùn)距縮短205 km。因此，本線為西安至武漢間便捷快速客運(yùn)通道的組成部分，研究年度西北與湖北及以遠(yuǎn)地區(qū)的中長(zhǎng)途客流將主要由本線承擔(dān)，寧西線及西康—襄渝—漢丹線則以貨運(yùn)為主，兼顧部分客運(yùn)。

圖2 徑路比較示意

②西安至長(zhǎng)沙經(jīng)西武—武廣高鐵和經(jīng)西武(西安至襄陽(yáng)段)—襄陽(yáng)至常德至長(zhǎng)益常城際鐵路旅行時(shí)間相當(dāng)，考慮武廣高鐵[3-4]運(yùn)輸能力緊張，研究年度西北至湖南及以遠(yuǎn)地區(qū)的客流可由兩者共同承擔(dān)。

③西安至南昌經(jīng)西武高鐵比經(jīng)鄭西—鄭合—京九高鐵短398 km，時(shí)間節(jié)省0.9 h；西安至福州經(jīng)西武高鐵比經(jīng)鄭西—鄭合—合福高鐵短197 km，時(shí)間節(jié)省0.2 h。因此，西北至贛、閩地區(qū)的客流將主要由西武高鐵承擔(dān)。

④西安至合肥、杭州經(jīng)鄭西—鄭合高鐵為最短徑路，比經(jīng)西武高鐵旅行時(shí)間分別節(jié)省0.5、1.1 h。因此，西北至華東地區(qū)客流將主要由鄭西高鐵承擔(dān)。

⑤西安至桂林、南寧經(jīng)包(銀)海高鐵通道西安至重慶段為最短徑路，比經(jīng)西武高鐵旅行時(shí)間分別節(jié)省0.7、2 h。因此，西安及以遠(yuǎn)至廣西、海南等省區(qū)的客流將主要由包海高鐵通道西安至重慶段承擔(dān)。

⑥西安至廣州經(jīng)西武—武廣高鐵比經(jīng)西渝—渝黔—貴廣高鐵旅行時(shí)間節(jié)省0.8 h；西寧至廣州經(jīng)西寧至成都鐵路—成貴高鐵—貴廣高鐵為最短徑路，比經(jīng)西武—武廣高鐵短357 km。因此，陜西、寧夏、甘肅張掖以東地區(qū)至珠三角客流將主要由西武高鐵承擔(dān)，青海、新疆、甘肅張掖以西地區(qū)至珠三角地區(qū)客流則主要由西寧至成都鐵路承擔(dān)。

⑦包頭至武漢、南昌經(jīng)包西—西武高鐵為最短徑路；呼和浩特至武漢經(jīng)包西—西武高鐵與經(jīng)京廣高鐵旅行時(shí)間相當(dāng)。因此，蒙西與鄂、湘、粵、贛、閩地區(qū)客流應(yīng)由西武高鐵承擔(dān)。

根據(jù)上述徑路比較，結(jié)合各通道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸能力、運(yùn)輸時(shí)效性、通道資源及地域文化等因素，確定本線與相關(guān)線路分工詳見(jiàn)表1和圖3。

表1 本線與路網(wǎng)中相關(guān)線路的合理分工

圖3 路網(wǎng)分工示意

2.2 項(xiàng)目承擔(dān)的主要運(yùn)輸任務(wù)

根據(jù)上述路網(wǎng)中相關(guān)線路的合理分工，確定線路在區(qū)域客運(yùn)網(wǎng)中承擔(dān)客流任務(wù)如下。

(1)作為西安至武漢間便捷客運(yùn)通道的組成部分，主要承擔(dān)著西北(含蒙西)與鄂、湘、贛、閩地區(qū)，西北東部的陜西、寧夏、甘肅中東部(含蒙西)與廣東等省區(qū)的區(qū)際旅客交流。

(2)西安至商洛段作為關(guān)中城市群城際鐵路網(wǎng)的組成部分，兼顧沿線與關(guān)中地區(qū)的城際客流，滿足沿線城鎮(zhèn)與關(guān)中城市群的城際旅客出行需求。

3 項(xiàng)目運(yùn)輸需求分析

3.1 運(yùn)量預(yù)測(cè)基礎(chǔ)

(1)運(yùn)量預(yù)測(cè)思路

采用“四階段法”[7-9]基本思路，根據(jù)鐵路客運(yùn)量發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)研究區(qū)域客運(yùn)總量進(jìn)行生成和分布預(yù)測(cè)；在分析區(qū)際間鐵路通道構(gòu)成、功能分工及合理吸引范圍的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)通道進(jìn)行區(qū)際運(yùn)量分配；結(jié)合線路在綜合交通網(wǎng)中的作用和沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，按趨勢(shì)、轉(zhuǎn)移、誘增三部分運(yùn)量進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)測(cè)分析得到本線客運(yùn)量。

(2)路網(wǎng)構(gòu)成

2025年：西武高鐵、西成高鐵、銀西高鐵、西安至包頭高鐵、西安至重慶高鐵、鄭萬(wàn)高鐵、襄陽(yáng)—宜昌—常德高鐵、武九高鐵、京九高鐵、宜昌至鄭渝高鐵聯(lián)絡(luò)線等建成；關(guān)中城市群城際鐵路網(wǎng)、武漢城市圈城際鐵路網(wǎng)等主骨架基本建成；蒙西至華中鐵路煤運(yùn)通道、黔張常鐵路等鐵路建成；西寧至成都鐵路建成。

2030年：岳陽(yáng)至荊州高速鐵路、安康至張家界鐵路等鐵路建成。

2040年：區(qū)域路網(wǎng)進(jìn)一步完善。

(3)OD小區(qū)劃分

結(jié)合線路的地理位置、功能定位、重要城市及客貨流集散地分布狀況、考慮OD區(qū)劃的一致性、基礎(chǔ)資料采集的可能性和便于檢索[10-11]，把全國(guó)劃分為17個(gè)OD小區(qū)，其中研究區(qū)域11個(gè)小區(qū)，OD區(qū)域劃分詳見(jiàn)圖4。

3.2 區(qū)域鐵路網(wǎng)運(yùn)量預(yù)測(cè)

(1)區(qū)域鐵路客運(yùn)量生成預(yù)測(cè)

區(qū)域鐵路客運(yùn)量生成預(yù)測(cè)見(jiàn)表2。

(2)鐵路客運(yùn)量分布預(yù)測(cè)

根據(jù)OD小區(qū)劃分，利用全國(guó)鐵路OD交流檢索得到基年鐵路客運(yùn)OD交流表，結(jié)合全國(guó)及區(qū)域鐵路客運(yùn)生成量預(yù)測(cè)結(jié)果，采用重力模型[12]和Frator法綜合生成研究年度客運(yùn)交流，并根據(jù)公路觀測(cè)量調(diào)查得到的公路客運(yùn)OD和航空客運(yùn)OD對(duì)研究年度鐵路OD進(jìn)行修正，基年及2040年區(qū)域鐵路客運(yùn)交流OD分布詳見(jiàn)表3、表4。

圖4 OD小區(qū)劃分示意

萬(wàn)人

表3 基年區(qū)域鐵路旅客交流OD分布 萬(wàn)人

表4 2040年區(qū)域鐵路旅客交流OD分布 萬(wàn)人

從西武高鐵吸引范圍內(nèi)客流的流量流向來(lái)看，西北及蒙西地區(qū)遠(yuǎn)期對(duì)外旅客發(fā)送量15 447萬(wàn)人，其中流向華中、華南、贛閩地區(qū)合計(jì)2 398萬(wàn)人，占比15.6%，研究年度將主要由西武高鐵承擔(dān)，其中至湖北、湘鄂、贛閩地區(qū)比例分別為35%、50%和15%，見(jiàn)圖5。

圖5 西武高鐵客流吸引范圍流量流向

(3)區(qū)域鐵路客運(yùn)量分配預(yù)測(cè)

根據(jù)上述客運(yùn)量OD分布預(yù)測(cè)，結(jié)合路網(wǎng)分工，對(duì)與本線相關(guān)的主要鐵路通道進(jìn)行客運(yùn)量分配，分配結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 相關(guān)通道客運(yùn)量分配 萬(wàn)人

3.3 項(xiàng)目客運(yùn)量預(yù)測(cè)

(1)客流密度預(yù)測(cè)

趨勢(shì)客流：主要為西北、蒙西與華中、華南、閩贛地區(qū)的旅客交流，根據(jù)區(qū)域鐵路客運(yùn)量預(yù)測(cè)，結(jié)合趨勢(shì)OD交流及相關(guān)通道的分工，分析確定區(qū)段趨勢(shì)客流密度，見(jiàn)表6。

表6 趨勢(shì)型客流預(yù)測(cè) 萬(wàn)人

轉(zhuǎn)移客流：本線建成后，將對(duì)沿線公路和航空形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)移運(yùn)量。根據(jù)各種運(yùn)輸方式的技術(shù)屬性，對(duì)民航2 000 km以上的長(zhǎng)途客流和公路100 km以內(nèi)的短途客流，影響不大[13]，結(jié)合實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)不同交通方式廣義出行費(fèi)用參數(shù)的標(biāo)定，經(jīng)LOGIT模型計(jì)算不同運(yùn)距的轉(zhuǎn)移率和轉(zhuǎn)移客流密度，見(jiàn)表7、表8。

表7 本線建成后對(duì)通道航空和公路平均轉(zhuǎn)移率

表8 轉(zhuǎn)移型客流預(yù)測(cè) 萬(wàn)人

誘增客流：線路建成將有效改善沿線的交通出行條件，產(chǎn)生較大誘增客流(含旅游客流)。結(jié)合通道內(nèi)各主要OD對(duì)綜合廣義費(fèi)用的分析，按“有無(wú)對(duì)比”原則[14-15]，采用重力模型計(jì)算各OD對(duì)的誘增率，確定誘增客流密度見(jiàn)表9。

表9 誘增型客流預(yù)測(cè) 萬(wàn)人

根據(jù)上述趨勢(shì)、轉(zhuǎn)移和誘增客流預(yù)測(cè)，匯總客流密度見(jiàn)表10。

表10 線路區(qū)段客流密度匯總 萬(wàn)人

(2)客流構(gòu)成分析

圖6 西武高鐵客車對(duì)數(shù)及構(gòu)成

本線承擔(dān)的中長(zhǎng)途區(qū)際客流占客流總量的85%左右，西安至沿線城際客流約占15%。西安地區(qū)始發(fā)客流、蘭州方向通過(guò)客流、銀川方向通過(guò)客流、包頭方向通過(guò)客流分別為1428萬(wàn)人、567萬(wàn)人、150萬(wàn)人、151萬(wàn)人，分別占比62%、25%、6%、7%；流向湖北、湘粵、贛閩地區(qū)客流分別為673萬(wàn)人、915萬(wàn)人、370萬(wàn)人，占比分別為33%、45%、18%?？土鳂?gòu)成見(jiàn)表11。

(3)旅客列車對(duì)數(shù)及開(kāi)行方案

根據(jù)區(qū)段鐵路客流密度，結(jié)合列車年輸送能力、滿員率及客流波動(dòng)系數(shù)分析計(jì)算旅客列車對(duì)數(shù)。本線以長(zhǎng)途跨線客流為主，原則上考慮西安至武漢及以遠(yuǎn)、武漢至西安及以遠(yuǎn)、西安以遠(yuǎn)至武漢以遠(yuǎn)按16輛編組，西安至武漢間以8輛編組為主。據(jù)此計(jì)算客車對(duì)數(shù)及開(kāi)行方案構(gòu)成詳見(jiàn)圖6與表12。

表11 本線客流構(gòu)成 萬(wàn)人

表12 西武高鐵客車對(duì)數(shù)匯總 對(duì)/d

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)西安至十堰高鐵運(yùn)輸需求進(jìn)行深入分析，得出其主要承擔(dān)我國(guó)西北陜甘寧三省區(qū)及蒙西地區(qū)與華中、華東南的鄂、湘、贛、閩、粵等五省區(qū)際旅客交流，兼顧沿線旅游和城際客流出行，并預(yù)測(cè)出客流密度、客車對(duì)數(shù)和客車構(gòu)成，對(duì)項(xiàng)目主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)方案的確定具有重要的決策參考價(jià)值。