太原鐵路樞紐客運系統(tǒng)布局研究

賈瓊林

（中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，北京100055）

太原鐵路樞紐是中長期高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃“八縱八橫”通道中，縱向呼（和浩特）南（寧）通道、（北）京昆（明）通道與橫向青（島）銀（川）通道的路網(wǎng)級交匯點，在全國高速鐵路網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該樞紐連接西北5省與京津冀城市群、中原城市群、山東半島城市群等地區(qū)，是中長期高速鐵路網(wǎng)建設(shè)的重要鐵路樞紐之一。

1 概述

太原鐵路樞紐銜接南同蒲鐵路、北同蒲鐵路、太焦鐵路、石太鐵路、太興鐵路、石太高鐵、大西高鐵、太中銀鐵路等干線和樞紐內(nèi)的西山、上蘭村支線。樞紐內(nèi)共有車站30個，其中客運站3個，太原南站、太原站為主要客運站，榆次站為輔助客運站，呈“兩主一輔”格局。既有太原鐵路樞紐示意見圖1。

太原站為普速鐵路客運站，主要辦理樞紐內(nèi)各方向普速列車始發(fā)終到及通過作業(yè)。樞紐共有到發(fā)線10條（含正線4條，其中l(wèi)條臨靠站臺），到發(fā)線有效長度564～824 m，現(xiàn)有客運站臺4個。既有太原站平面布置示意見圖2。

太原南站為高速鐵路客運站，主要辦理樞紐內(nèi)各方向高速列車始發(fā)終到及通過作業(yè)。樞紐設(shè)大西、石太2個車場，車場規(guī)模均為5臺11線（含正線6條），到發(fā)線有效長度滿足650 m。既有太原南站平面布置示意見圖3。

太原鐵路樞紐在建工程有西南環(huán)線和太焦城際鐵路，規(guī)劃預(yù)留接軌條件的有忻保高鐵和蘭太高鐵。其中，忻保高鐵于樞紐北端大西高鐵忻州西站接軌，利用大西通道引入；蘭太高鐵于樞紐南端太中銀鐵路北格站接軌，與太中銀鐵路共線引入。

圖1 既有太原鐵路樞紐示意圖

圖2 既有太原站平面布置示意圖

圖3 既有太原南站平面布置示意圖

2 車流特點及客運作業(yè)量

太原鐵路樞紐內(nèi)既有石太高鐵、大西高鐵運營，隨著太焦城際、忻保高鐵、蘭太高鐵等建成通車，樞紐與山西省內(nèi)各地城際鐵路通道基本成形，并與省外全方位構(gòu)筑快速鐵路網(wǎng)，發(fā)送客流將有較大幅度增長［1-2］。省內(nèi)交流所占份額平穩(wěn)略增，與省外交流比例將大幅提高。其中，忻保高鐵將大幅提高山西省與京津冀、東北地區(qū)等地旅客交流比例；太焦城際鐵路將提高山西省與河南省及華東、中南等地區(qū)旅客交流比例。經(jīng)預(yù)測，2030、2040年客運作業(yè)辦理分別為366對（始發(fā)216對、通過150對）、425對（始發(fā)259對、通過166對）。樞紐內(nèi)近、遠期客車車流構(gòu)成示意見圖4。

圖4 近、遠期客車車流構(gòu)成示意圖

3 既有客運系統(tǒng)能力適應(yīng)性分析

3.1 通道能力

目前，樞紐內(nèi)普速鐵路列車作業(yè)主要在太原站辦理，高速列車作業(yè)主要在太原南站辦理。按現(xiàn)行高速鐵路規(guī)范［3-4］與研究年度太原樞紐現(xiàn)狀分工［5-6］，中軸線（太原北—太原南）通過能力分析見表1。表1中，N平為平行運行圖通過能力；N全為全高速列車的區(qū)間最大通過能力；N全使為全高速列車的區(qū)間使用能力；N混為不同速度等級列車混用條件下區(qū)間最大通過能力；N混使為不同速度等級列車混用的區(qū)間使用能力。

3.2 客運站能力

太原站到發(fā)線能力情況見表2。本次研究結(jié)合高速列車對車站能力的影響［7-8］，對太原南站車站能力進行仿真計算。太原南站到發(fā)線能力仿真計算統(tǒng)計示意見圖5。

表1 太原北—太原南通過能力分析 對

表2 太原站到發(fā)線能力表 對

圖5 太原南站到發(fā)線能力仿真計算統(tǒng)計示意圖

4 客運系統(tǒng)存在的問題

（1）太原樞紐現(xiàn)狀中軸線（太原北—太原—太原南）貨運、普客、動車混跑，通過能力不足［9］，遠期能力缺口達31對，運輸組織不便、存在安全隱患。

同時，太原樞紐作為3條客運通道（京昆通道、呼南通道、青銀通道）的匯集地，樞紐內(nèi)南北向僅4線通道，難以滿足6線通道運輸需求。

（2）太原樞紐中軸線既有線標(biāo)準較低，線路允許速度90～160 km/h，運行速度僅60 km/h，太原東—太原南11 km，運行時間長達12 min，制約了高速列車性能的發(fā)揮。

（3）至2040年，隨著樞紐客運量持續(xù)增長，太原南站到發(fā)線客運作業(yè)辦理能力緊張。

綜上所述，本次研究的重點為樞紐內(nèi)南北向通道如何適應(yīng)路網(wǎng)通道能力、樞紐內(nèi)既有線路標(biāo)準如何適應(yīng)高速列車性能與樞紐內(nèi)客站布局與分工如何適應(yīng)客流增長。

5 客運系統(tǒng)格局方案

經(jīng)過對樞紐客運系統(tǒng)能力分析，根據(jù)客運系統(tǒng)總圖框架［10］，結(jié)合引入線路的總體走向、車流特點、城市空間布局與總體規(guī)劃，重點對客運系統(tǒng)布局及分工提出3種解決方案。

5.1 新建普速客站方案（方案Ⅰ）

利用西南環(huán)線辦理客運作業(yè)，新建石太高鐵至北同蒲皇后園站聯(lián)絡(luò)線，疏解普速列車至西南環(huán)線，普速鐵路客運作業(yè)從太原站移至太原西站辦理，高速鐵路客運作業(yè)在太原站辦理。

新建大西高鐵陽曲西站至石太高鐵聯(lián)絡(luò)線，疏解大西高鐵動車至石太高鐵，均衡中軸線4線車流。樞紐形成三主（太原、太原南、太原西）兩輔（晉中、榆次）格局。遠景規(guī)劃西客環(huán)線，樞紐內(nèi)形成南北向6線客運通道。新建普速客站方案示意見圖6。

圖6 新建普速客站方案示意圖

5.2 新建西客環(huán)線方案（方案Ⅱ）

新建西客環(huán)線自大西高鐵陽曲西站引出，繞太原城區(qū)西側(cè)至規(guī)劃蘭太高鐵清徐東站，于西客環(huán)線新設(shè)太原西站，辦理部分動車始發(fā)終到和通過作業(yè)，樞紐內(nèi)形成南北向六線客運通道，樞紐形成三主（太原、太原南、太原西）兩輔（晉中、榆次）格局。新建西客環(huán)線方案示意見圖7。

圖7 新建西客環(huán)線方案示意圖

5.3 新建東客環(huán)線方案（方案Ⅲ）

新建東客環(huán)線，同時修建忻保高鐵至大西客專陽曲西站聯(lián)絡(luò)線，擴建晉中站，樞紐內(nèi)形成南北向6線客運通道，樞紐形成三主（太原、太原南、晉中）一輔（榆次）格局。新建東客環(huán)線方案示意見圖8。

5.4 方案比選

3個客運系統(tǒng)格局方案分析比選內(nèi)容見表3。綜合分析如下：

（1）方案Ⅰ利用西南環(huán)線辦理樞紐內(nèi)普速客貨車作業(yè)，中軸線只辦理高速客運作業(yè)，實現(xiàn)了高普分離；但通過車途經(jīng)中軸線線路標(biāo)準低、運行時分長，且無法兼顧城市西南部客流出行，同時在城市建成區(qū)內(nèi)修建聯(lián)絡(luò)線工程代價大。

（2）方案Ⅱ新建西客環(huán)線與新太原西站，于城市西側(cè)新建高標(biāo)準雙線通道，新客站集中辦理樞紐高速列車作業(yè)，雖工程投資較高，但解決了樞紐中軸線能力不足、標(biāo)準低、客貨混跑等一系列問題，可縮短樞紐通過車運行時間15 min，提高鐵路服務(wù)水平，緩解遠期太原南站能力緊張問題，且對樞紐現(xiàn)狀普速列車與貨運列車作業(yè)影響最小，同時兼顧城市西部客流出行，為本次研究最佳方案。

（3）方案Ⅲ新建東客環(huán)線引入晉中站，雖然通過車運行時分最短，但樞紐客站集中，無法吸引城西客流，且中段線路穿越8 km采空區(qū)、南段線路建設(shè)對既有線干擾較大，可實施性較差。

圖8 新建東客環(huán)線方案示意圖

表3 客運系統(tǒng)布局方案分析比選

6 結(jié)論

修建西客環(huán)線，新設(shè)太原西站，樞紐內(nèi)形成高速、普速搭配的南北向6線通道，隨著樞紐西南環(huán)線及太焦城際、忻保高鐵、蘭太高鐵建成，“環(huán)形樞紐”架構(gòu)逐步成型。

樞紐內(nèi)形成“三主（太原、太原南、太原西）兩輔（晉中、榆次）”客運分工，太原站辦理樞紐內(nèi)普速列車作業(yè)，同時承擔(dān)石家莊至大同方向6對高速列車折角作業(yè)；太原南站和太原西站共同辦理樞紐內(nèi)高速列車的始發(fā)終到、通過作業(yè)和綏德至西安、焦作方向10對高速列車折角作業(yè)，兩站作業(yè)可按照車站能力、引入線方向?qū)崿F(xiàn)靈活分工。

此次研究，通過計算分析發(fā)現(xiàn)制約太原樞紐發(fā)展的主要問題，提出3個解決方案，并經(jīng)過比選得出能夠很好解決樞紐內(nèi)南北向通道能力不足問題的方案，且在基本維持普速客運布局的前提下，滿足樞紐內(nèi)不斷增長的客運需求，同時提高鐵路客運服務(wù)水平。