巴基斯坦既有鐵路擴能改造分期分段實施方案研究

巴基斯坦鐵路始建于1861年。截至目前，巴基斯坦鐵路鋪軌里程11658km、運營里程7791km，其中復線運營里程1164km，約占鐵路運營里程的15%。目前，巴基斯坦國內(nèi)路網(wǎng)主要包括ML-1（卡拉奇至白沙瓦）、ML-2（卡拉奇至哈維連）、ML-3（蘇庫爾至奎達至塔甫坦）三大干線。其中，ML-1是其主要運輸通道。

巴基斯坦鐵路有著輝煌的歷史，在其國內(nèi)地位非常高，是人民心目中的“生命線”。由于建設年代早、技術(shù)標準低、設備陳舊，且后期投入少、維護不到位，運輸安全得不到保證，陷入了“運輸質(zhì)量下降、競爭力降低、收入減少、運輸質(zhì)量再次下降”的惡性循環(huán)。結(jié)合中國鐵路發(fā)展經(jīng)驗，隨著工業(yè)化和運輸方式的發(fā)展，其他運輸方式逐漸對鐵路產(chǎn)業(yè)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，只有通過鐵路提速工程才能提高鐵路產(chǎn)業(yè)的競爭能力, 保持鐵路產(chǎn)業(yè)在中長途客貨運輸市場上的優(yōu)勢[1]。

對巴基斯坦鐵路網(wǎng)全面研究發(fā)現(xiàn)，ML-1線的最北端哈維連站距中巴邊境口岸紅其拉甫僅660km，最南端接近印度洋的卡拉奇港，并有延伸至瓜達爾港的條件，是“一帶一路”西線、“中巴經(jīng)濟走廊”鐵路通道的重要組成部分，具有重要的戰(zhàn)略意義；ML-1線沿線生活著巴基斯坦70%的人口，該國7個鐵路運營中心有6個位于ML-1線上，承擔了巴基斯坦鐵路運量的80%，具有重要的經(jīng)濟意義和社會意義?；诖?，雙方共同研究決定，應首先對ML-1線進行擴能改造。

本文通過對巴基斯坦鐵路既有ML-1線的現(xiàn)狀及運輸需求進行調(diào)查，從機車車輛、通信信號、軌道及線下設施、區(qū)段鐵路規(guī)模等四個方面分析既有線存在的問題，結(jié)合運輸需求與既有線能力的適應性，提出擴能改造的主要技術(shù)標準。同時，根據(jù)該標準，從全壽命周期的角度，從當?shù)罔F路運輸安全性需求、運輸組織特點、資金及人力資源的實際情況等方面出發(fā)，有針對性地提出分期分段實施的總體改造方案。

1.既有ML-1線概況

1.1 主要技術(shù)標準

既有ML-1線為寬軌內(nèi)燃鐵路（軌距1676mm），其中，雙線鐵路約1227km，單線鐵路590km，設計行車速度105km/h，最大坡度10‰，少部分地段信號實行自動閉塞，大部分地段實行半自動閉塞。ML-1線哈維連支線全長55km，寬軌內(nèi)燃鐵路（軌距1676mm）設計行車速度65km/h，最大坡度20‰，信號實行半自動閉塞。

1.2 存在的主要問題

基于對既有ML-1線鐵路現(xiàn)狀的調(diào)查和分析，目前，其主要存在以下幾個方面的問題：

第一，軌道及線下結(jié)構(gòu)老化。由于運輸質(zhì)量下降，運輸業(yè)務流失嚴重，對既有線路維修投入不足，線路病害嚴重，多處線路限速運行。軌道及線下結(jié)構(gòu)老化已嚴重危及行車安全和線路正常運營。

第二，通信、信號設施落后。大部分地段信號設施仍采用臂板信號設施。雖然部分繁忙區(qū)段信號設施正在進行現(xiàn)代化擴能改造，但工作進展緩慢；落后的通信、信號設施導致行車安全得不到保障，制約線路能力的正常發(fā)揮。

第三，機車、車輛嚴重短缺。機車、車輛類型種類多，設備配件短缺，維修水平較低，僅有1/3的機車、車輛能夠維持正常運行。機車、車輛的短缺是造成巴鐵客貨運輸能力急劇下降的主要原因。

第四，繁忙干線尚有部分區(qū)段為單線，制約運輸能力的提升。作為該國最主要的鐵路干線，ML-1線承載了其80%的客貨運輸量，但其中拉合爾至白沙瓦段仍為單線鐵路，該段連接了第二大城市拉合爾與首都伊斯蘭堡—拉瓦爾品第城市群等，客貨運量需求大，急需增建第二線，形成復線大能力運輸通道。

2.既有ML-1線擴能改造技術(shù)標準的確定

2.1 運量預測

2014至2015年間，巴基斯坦鐵路共運送旅客5295萬人，總客運量203億人公里，運送貨物360萬噸，總貨運運量33億噸公里。巴基斯坦鐵路運營收入的80%來自ML-1線上運行的列車。目前，巴基斯坦鐵路運營客貨列車27對/日。經(jīng)預測，ML-1線在2030年客車需開行60對/日、貨車需開行45對/日；2040年客車需開行80對/日、貨車需開行46對/日。

2.2 既有線與預測運量的能力適應性分析

根據(jù)預測的運量，項目團隊對ML-1線各區(qū)段既有運送能力與研究的年度預測客貨運量的適應情況進行了對比分析。分析結(jié)果顯示，由于本線技術(shù)標準較低、既有線路老化，預測客貨運量需要通過能力已經(jīng)遠遠超過了既有線的現(xiàn)狀通過能力，既有運能已經(jīng)不能適應運量增長的需要，必須采取擴能措施，進行既有線擴能改造。

2.3 擴能改造技術(shù)標準的確定

ML-1線是巴基斯坦鐵路網(wǎng)的重要組成部分之一，是巴基斯坦國家重要原材料和產(chǎn)品的運輸主通道，是客貨混運的大能力干線鐵路。綜合研究后決定，ML-1線各區(qū)段的旅客列車擴能改造目標為卡拉奇至拉拉穆薩形成雙線160km/h 通道，拉拉穆薩至白沙瓦形成雙線120km/h 通道。

3.既有ML-1線擴能改造分期分段方案研究

3.1 擴能改造工程分期分段實施的必要性

如何解決全線同時改造投資過大、逐段改造難以立即解決全線的運輸安全的矛盾，如何在保證既有線路運輸?shù)幕A(chǔ)上保證安全和節(jié)省投資，是對這條繁忙干線鐵路進行升級改造亟需解決的問題。

通過對業(yè)主需求的深入了解，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，從安全行車、運輸特點和業(yè)主的資源配置等方面進行分析，由于線路長、一次改造投資大、需要配套資源多、不經(jīng)濟，且在當前也不現(xiàn)實；簡單的逐段一次到位進行擴能改造，難以解決全線的運輸安全性問題。因此，有必要將擴能改造工程分期分段實施。

3.1.1 盡快加強運輸安全的需要

近年來，巴基斯坦鐵路安全事故頻發(fā)，究其原因，主要是由于軌道及線下工程超過設計年限、通信信號等設備老化所致。隨著運量的回升、列車運行密度不斷加大，其運輸安全更加難以保證。因此，通過分期分段，可調(diào)集資源，有針對性地進行大修，可在較短時間內(nèi)對線路及相關(guān)設備進行補強，保證列車運行的安全。

3.1.2 滿足當?shù)罔F路運輸特點的需要

既有ML-1線作為巴基斯坦重要的南北鐵路運輸主通道，承擔了通過卡拉奇港進出口貨物向巴基斯坦腹地進行運輸?shù)闹匾蝿?，未來，將有相當大比例的運量為海運來煤向鐵路沿線電廠運輸，單向大宗貨物運輸問題亟需解決。煤炭來源于南部卡拉奇及其臨近的卡西姆港口，向北發(fā)往ML-1沿線各新建電廠，預測煤炭需求在2020年將達到1600×104噸。通過擴能改造，可基本保證重點電廠發(fā)電用煤的穩(wěn)定供應，對緩解巴基斯坦嚴重缺電現(xiàn)狀、提高人民群眾生活水平、確保企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有重要意義。

3.1.3 當?shù)罔F路部門資源優(yōu)化配置的需要

近年來，巴基斯坦鐵路客貨運量均較其高峰期有所下降，出現(xiàn)“收入減少、資金匱乏”的局面，由此還帶來了諸如設備更新投入、人才培養(yǎng)等方面的不足。分期分段的實施，有利于實現(xiàn)先期投入的資金、人力等資源的最大化，提高資源投入的經(jīng)濟性。隨著線路的分期分段開通，當?shù)罔F路部門積累了大量建設和運營的經(jīng)驗，培養(yǎng)了一大批專業(yè)技術(shù)人員，并在運營中對既有管理體制、運營體制進行了相應調(diào)整。

3.2 擴能改造各層次方案優(yōu)缺點分析

根據(jù)運輸組織需求并結(jié)合既有線現(xiàn)狀，有針對性地研究了既有線大修方案、既有線局部擴能改造方案、既有線全面提速擴能改造方案三種層次的改造方案，并根據(jù)方案的特點進行了組合分析。

3.2.1 既有線大修方案

充分注意處理土建工程改造與移動設備更新的關(guān)系[2]，利用既有基礎(chǔ)設施，對失效及廢棄的軌道、道岔進行維修和更換，對道砟進行清篩和補充、對路基病害進行整治、對重點橋梁進行加固、對站后設施進行維修，力爭在較短時間內(nèi)和較少資金投入下，進行既有線達速改造，提高線路的穩(wěn)定性，提高列車運行的安全性，滿足目前客貨運輸?shù)男枰?/p>

3.2.2 既有線局部擴能改造方案

提速是手段，通過改善運輸資源質(zhì)量來提高客貨運輸能力是目的[3]。在“既有線大修方案”的基礎(chǔ)上，對沿線電廠所在地或大宗貨物需求集中的部分車站進行改造，對車站部分軌道、道岔換新，并將部分通行正規(guī)貨車的到發(fā)線有效長延長至700m。通過組織單元列車等各種靈活的客貨運輸組織方案，增加煤炭及大宗貨物運輸能力，滿足沿線電廠的用煤需求和近期大宗貨流運輸需要。

3.2.3 既有線全面提速擴能改造方案

選取部分代表性段落，進行160km/h 或120km/h 提速擴能改造或復線擴能改造，對站前、站后工程全面改造，形成擴能改造的示范性工程；鍛煉鐵路運營隊伍，增加鐵路運輸?shù)母偁幜?，提高鐵路對旅客的吸引力，滿足近遠期客貨運輸需要[4]。（表1）

4.既有ML-1線擴能改造分期分段推薦方案

4.1 卡拉奇至海德拉巴段

該段線路長182km，是巴基斯坦國內(nèi)建成的第一條鐵路，于1861年通車，起點是卡拉奇市的卡馬里站，也是整個ML-1線的起點站。海德拉巴站是多條鐵路的接軌站，承接港口和卡拉奇市與巴基斯坦內(nèi)陸的客貨交流。該區(qū)段覆蓋了巴基斯坦最有活力的經(jīng)濟區(qū)，是ML-1線乃至整個巴基斯坦路網(wǎng)客貨運最繁忙的區(qū)段。經(jīng)預測，其區(qū)段通過能力不能滿足近遠期客貨運輸需求。該區(qū)段的提速擴能改造將作為中巴經(jīng)濟走廊巴基斯坦既有ML-1線提速擴能改造的示范段，為其他區(qū)段擴能改造積累經(jīng)驗。

該路段推薦按“方案三：既有線全面提速擴能改造方案”實施。改造完成后，客車行駛時間將從原來的3小時縮減到1.5小時，在運輸市場的競爭力大大加強，滿足近遠期客貨運需求。

4.2 海德拉巴至拉合爾段

該段線路長1088km，向北延伸至旁遮普省省會及巴基斯坦鐵路總公司總部所在地拉合爾，巴基斯坦在ML-1 線沿線規(guī)劃的8 座燃煤電廠也均位于該區(qū)段，預測運量達2300萬噸。

推薦先按“方案二：既有線局部擴能改造方案”實施，結(jié)合運輸需求，適時按“方案三：既有線全面提速擴能改造方案”進行擴能改造。

結(jié)合運輸需求，首先建議在維持其既有速度的基礎(chǔ)上進行擴能改造，通過軌道及線下工程局部擴能、機車車輛購置，在保證客運需求的同時，煤炭運輸能力將達到800萬噸/年，運能將得到恢復和提高，并將提高列車運行的安全性，解決港口與燃煤電廠間的煤炭運輸問題，有效緩解巴基斯坦電力緊缺的狀況。結(jié)合規(guī)劃燃煤電廠的建設情況、客貨運輸相關(guān)需求等原因，適時對其進行提速160km/h 的擴能改造，并對線下結(jié)構(gòu)、軌道、通信、信號、電力等設施進行全面擴能改造。改造完成后，在第一大城市卡拉奇至第二大城市拉合爾之間客車行駛時間將從原來的23小時縮減到9.5小時，滿足開行夕發(fā)朝至列車的條件，同時貨運量可達到2500萬噸，滿足煤炭及其他大宗貨物的運輸需求。

表1 方案優(yōu)缺點分析

4.3 拉合爾至白沙瓦段

該段線路總長411km，既有鐵路為單線鐵路。該段線路連接了第二大城市拉合爾、緊鄰首都伊斯蘭堡的拉瓦爾品第、巴基斯坦與阿富汗邊境重要城市白沙瓦。結(jié)合運輸需求，擬對既有單線進行復線改造，使ML-1線形成160km/h（部分地段120km/h）的貫穿南北的卡拉奇—白沙瓦雙線客貨運大通道。

推薦按“方案三：既有線全面提速擴能改造方案”實施。改造完成后，在第一大城市卡拉奇至緊鄰首都伊斯蘭堡的拉瓦爾品第之間客車行駛時間將從原來的29小時縮減到11小時，至巴基斯坦與阿富汗邊境重要城市白沙瓦從原來的31個小時縮減到12.5小時，均滿足開行夕發(fā)朝至列車的條件，將大幅提高鐵路運輸在客運尤其是長途客運市場中的份額。

4.4 塔克西拉至哈維連段

哈維連支線為既有單線，線路全長55km，起于ML-1線塔克西拉站止于哈維連站，是巴基斯坦鐵路網(wǎng)向北延伸的盡頭，線路終點距中國邊境紅其拉甫口岸約660km。結(jié)合運輸需求，推薦按“方案一：既有線大修方案”實施，結(jié)合運輸需求，適時按“方案三：既有線全面提速擴能改造方案”進行擴能改造。

5.結(jié)語

對既有鐵路進行擴能改造，不單純是一項技術(shù)問題，還應立足全局統(tǒng)籌規(guī)劃，結(jié)合當?shù)靥攸c和業(yè)主需求，從全壽命周期的角度有針對性地提出全方位的解決方案。本研究提出了既有線大修方案、既有線局部擴能改造方案、既有線全面提速擴能改造方案三種層次的改造方案，并根據(jù)卡拉奇至海德拉巴段、海德拉巴至拉合爾段、拉合爾至白沙瓦段、塔克西拉至哈維連段等段落的不同特點進行組合應用，相關(guān)方案得到了中巴兩國政府的一致通過和業(yè)主的認可與歡迎，為兩國政府決策和項目推進提供了重要依據(jù)。