成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐方案研究

丁樂寧

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043)

成渝城市群處于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)，成都、重慶作為該城市群的核心城市，有成渝高速鐵路連接，但隨著成渝雙城間直通客運(yùn)需求日益旺盛，該線難以承擔(dān)日益增長(zhǎng)的客運(yùn)需求。為實(shí)現(xiàn)成渝兩地“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享、輻射帶動(dòng)、合作共贏”的目標(biāo)，滿足成都、重慶間1 h內(nèi)通達(dá)的快速交通需求，按照國(guó)務(wù)院《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》“合理統(tǒng)籌安排時(shí)速400公里級(jí)高速輪軌(含可變軌距)客運(yùn)列車系統(tǒng)等技術(shù)儲(chǔ)備研發(fā)”的要求，提出新建成渝中線高速鐵路，促進(jìn)成渝一體化融合[1-4]。

1 成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐分析

1.1 成渝中線高速鐵路

成渝中線高速鐵路位于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈的核心區(qū)，四川省和重慶市境內(nèi)，連接區(qū)域內(nèi)成都、重慶兩大核心城市。成渝中線高速鐵路主要承擔(dān)成渝雙城間城際客流，兩端通過成都、重慶兩大鐵路樞紐連通沿江(成都—重慶—武漢—南京—上海)、渝長(zhǎng)廈(重慶—長(zhǎng)沙—廈門)等客運(yùn)主通道，兼顧成都平原與沿江、湘閩等地之間的區(qū)際交流，是成渝雙城間城際客運(yùn)主通道和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綜合立體交通走廊的組成部分，是成都、重慶兩大國(guó)家中心城市間最便捷、最順直的高速客運(yùn)通道，以城際客流為主，兼顧區(qū)際長(zhǎng)途。

線路由四川省成都市成都站引出，向東順直引線，經(jīng)成都市東部新城、樂至、安岳、大足后引入重慶鐵路樞紐，設(shè)計(jì)運(yùn)行速度為400 km/h，采用雙線設(shè)計(jì)，車型選用新型CRH型動(dòng)車組，列車運(yùn)行控制方式采用自動(dòng)控制，行車指揮方式為綜合調(diào)度集中。根據(jù)運(yùn)量預(yù)測(cè)，初、近、遠(yuǎn)期區(qū)段客流密度分別為1 424萬人/a、1 730萬人/a、1 990萬人/a，開行動(dòng)車組列車對(duì)數(shù)分別為69對(duì)/d、86對(duì)/d、108對(duì)/d，其中成渝雙線間城際客車以8輛編組為主、區(qū)際長(zhǎng)途客車以16輛編組為主，遠(yuǎn)景年輸送能力為單向3 000萬人次。

1.2 重慶鐵路樞紐

重慶鐵路樞紐現(xiàn)為銜接既有成渝(成都—重慶)、川黔(重慶—貴陽(yáng))、渝貴(重慶—貴陽(yáng))、襄渝(襄陽(yáng)—重慶)、蘭渝(蘭州—重慶)、遂渝(遂寧—重慶)、渝懷(重慶—懷化)、渝利(重慶—利川) 8條干線和成渝(成都—重慶)、渝萬(重慶—萬州) 2條高速鐵路等10條鐵路9個(gè)方向的大型鐵路樞紐。2018年，重慶鐵路樞紐開行旅客列車172對(duì)/d，其中始發(fā)終到列車115對(duì)/d (含動(dòng)車組列車83對(duì)/d)、通過列車57對(duì)/d (含動(dòng)車組列車43對(duì)/d)。研究年度隨著重慶鐵路樞紐東環(huán)線的建成，以及在建渝萬(重慶—萬州)，規(guī)劃渝昆(重慶—昆明)、西渝(西安—重慶)、廈渝(廈門—重慶)、成渝中線(成都—重慶)、渝宜(重慶—宜昌)、渝貴(重慶—貴陽(yáng))和重慶至潼南城際的引入，重慶鐵路樞紐旅客列車對(duì)數(shù)將有較大幅度的增加。預(yù)測(cè)近、遠(yuǎn)期重慶鐵路樞紐旅客列車總對(duì)數(shù)將達(dá)到827對(duì)/d、1 002對(duì)/d。重慶鐵路樞紐客流特點(diǎn)是以始發(fā)終到客流為主，近、遠(yuǎn)期分別約占重慶鐵路樞紐總對(duì)數(shù)78.9%和78.5%。通過旅客列車主要以沿江通道、包(銀)海(包頭—?？?通道、京昆(北京—昆明)通道、蘭(西)廣(蘭州—廣州)通道等路網(wǎng)通道流為主。重慶樞紐動(dòng)車組開行方案如圖1所示[5]。

圖1 重慶樞紐動(dòng)車組開行方案圖Fig.1 Operation scheme of EMUs in Chongqing hub

根據(jù)《重慶市城鄉(xiāng)總規(guī)(2007—2020年)》，城市人口分布規(guī)劃至2020年，全市常住人口3 400萬人，其中主城區(qū)總?cè)丝? 240萬人，含城鎮(zhèn)人口1 200萬人，建設(shè)總用地為1 188 km2。主城區(qū)城市拓展的主要方向?yàn)閮?nèi)環(huán)線南北、中梁山以西及銅鑼山以東，空間結(jié)構(gòu)為“一城五片、多中心組團(tuán)式”。主城由中部、北部、南部、西部、東部5大片區(qū)組成，多中心包含1個(gè)城市中心(由江北城、解放碑、彈子石濱江地區(qū)組成)和6個(gè)城市副中心(由沙坪壩、楊家坪、觀音橋—新牌坊、南坪、西永、茶園組成)。根據(jù)重慶鐵路樞紐總圖規(guī)劃，研究年度內(nèi)重慶鐵路樞紐客運(yùn)系統(tǒng)將形成重慶、重慶西、重慶北、重慶東站“四主”客運(yùn)站布局，以上各站均可辦理重慶鐵路樞紐環(huán)線旅客列車始發(fā)終到及通過作業(yè)，預(yù)留科學(xué)城、南彭站發(fā)展成為市郊(域)鐵路重要客運(yùn)節(jié)點(diǎn)的條件。成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐有助于進(jìn)一步吸引沿線成渝城市群客流，會(huì)引起重慶鐵路樞紐旅客列車較大幅度增加，為滿足重慶鐵路樞紐功能需求，還應(yīng)結(jié)合成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐站點(diǎn)選擇優(yōu)化調(diào)整重慶鐵路樞紐總圖規(guī)劃。

1.3 接軌客運(yùn)站點(diǎn)選擇

成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐可以選擇的接軌客運(yùn)站有重慶、重慶西、重慶北、重慶東站共4座，接軌的方式有直接接入主要客站以及接入主要客站并雙接、多接其他客站2種選擇。從4座車站的分工方面，重慶站承擔(dān)沿江、廈渝、成渝通道動(dòng)車組列車作業(yè)為主，對(duì)中部主城區(qū)、解放碑及沙坪壩城市副中心客流吸引能力強(qiáng)，成渝中線高速鐵路引入重慶站可實(shí)現(xiàn)以最短順線位直接引入重慶鐵路樞紐核心客運(yùn)站，工程投資省，符合規(guī)劃的重慶鐵路樞紐客運(yùn)功能定位；重慶西站承擔(dān)京昆、包(銀)海通道旅客列車作業(yè)為主，對(duì)西部主城區(qū)客流吸引能力強(qiáng)，有助于西部城區(qū)旅客出行，進(jìn)一步帶動(dòng)西部城區(qū)發(fā)展；重慶北站承擔(dān)滬漢蓉(上?！啥?通道旅客列車作業(yè)為主，對(duì)北部主城區(qū)、江北城、觀音橋—新牌坊城市副中心客流吸引能力強(qiáng)，本線引入重慶北站線路順直，重慶鐵路樞紐內(nèi)場(chǎng)站運(yùn)輸能力匹配；重慶東站承擔(dān)沿江、廈渝、成渝通道中長(zhǎng)途動(dòng)車組列車始發(fā)終到作業(yè)為主，對(duì)東部主城區(qū)客流吸引能力強(qiáng)，本線引入重慶東站與渝萬高速鐵路貫通，可強(qiáng)化重慶東站在重慶鐵路樞紐內(nèi)的客運(yùn)功能，平衡重慶鐵路樞紐客運(yùn)布局；以上各站均可辦理重慶鐵路樞紐環(huán)線旅客列車始發(fā)終到及通過作業(yè)。各主要客站通過多種線網(wǎng)高效連通，都市區(qū)形成“二環(huán)十三射”的高速公路網(wǎng)，市域形成“三環(huán)十二射多聯(lián)絡(luò)”的高速公路網(wǎng)和“六橫七縱六聯(lián)絡(luò)”的城市骨干道路網(wǎng)，規(guī)劃總長(zhǎng)度820 km的“一環(huán)十七線”共18條軌道交通線路。

根據(jù)成渝中線高速鐵路功能定位，由于成都、重慶城市間已經(jīng)有多條較高標(biāo)準(zhǔn)鐵路連通重慶鐵路樞紐內(nèi)主要客站，實(shí)現(xiàn)雙城間“多線多點(diǎn)”發(fā)車目標(biāo)，成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐雙接或者多接客站受到道岔側(cè)向限速、聯(lián)絡(luò)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)因素等限制優(yōu)勢(shì)不足。因此，從城市結(jié)構(gòu)及人口分布、樞紐結(jié)構(gòu)、主要客站吸引范圍、城市交通配合等維度進(jìn)行綜合分析，探討直接接入主要客站的接軌方案。

2 成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐方案分析

2.1 主接重慶北站方案(方案Ⅰ)

該方案從樂至引出經(jīng)銅梁、科學(xué)城，跨越嘉陵江引入重慶北站渝懷場(chǎng)，置換既有渝懷場(chǎng)辦理本線始發(fā)終到作業(yè)(近、遠(yuǎn)期61對(duì)/d、71對(duì)/d)，現(xiàn)有全部普速作業(yè)由重慶東站普速場(chǎng)承擔(dān)(近、遠(yuǎn)期13對(duì)/d、13對(duì)/d)。渝懷場(chǎng)(4臺(tái)7線)除承擔(dān)成渝中線高速鐵路作業(yè)外，還承擔(dān)重慶鐵路樞紐環(huán)線動(dòng)車組作業(yè)近、遠(yuǎn)期9對(duì)/d 、12對(duì)/d，成渝高速鐵路始發(fā)終到作業(yè)近、遠(yuǎn)期18對(duì)/d、20對(duì)/d，共辦理列車近、遠(yuǎn)期88對(duì)/d、103對(duì)/d，場(chǎng)站能力匹配，重慶北其他車場(chǎng)及重慶鐵路樞紐其他客站分工維持總圖規(guī)劃不變。重慶北普通旅客列車外遷后，利用既有客車整備所位置新建重慶北第二動(dòng)車所，解決成渝中線高速鐵路引入重慶北站后動(dòng)車整修能力需求[6]。

成渝中線高速鐵路引入的重慶北站位于城市北端國(guó)家級(jí)兩江新區(qū)的渝北龍頭寺片區(qū)，配套軌道交通、市政設(shè)施完善，人口集聚，區(qū)位優(yōu)勢(shì)良好，引入線路較為順直，正線長(zhǎng)度短，運(yùn)行時(shí)分短，場(chǎng)站運(yùn)輸服務(wù)能力匹配。主接重慶北站線路走向方案示意圖如圖2所示。

2.2 主接重慶站方案(方案Ⅱ)

該方案從樂至引出經(jīng)大足、璧山、穿歌樂山在白公館附近經(jīng)過沙坪壩區(qū)進(jìn)入重慶城市核心渝中區(qū)。由于渝中區(qū)為城市建成區(qū)，高層建筑物密集，成渝高速鐵路在建的沙坪壩至重慶站段線路雖以隧道形式通過，經(jīng)多年施工仍未貫通，施工難度巨大。因此，通過分析、分配沙坪壩至重慶站間線路通道能力和重慶站作業(yè)能力及分工，重點(diǎn)研究2個(gè)子方案：一是雙線直接引入重慶站方案[7]，二是接軌沙坪壩站，利用成渝高速鐵路引入重慶站方案。

圖2 主接重慶北站線路走向方案示意圖Fig.2 Alignment scheme of connecting Chongqing North Railway Station

（1）新建雙線直接引入重慶站方案(方案Ⅱ-1)?？紤]到沙坪壩至重慶站段新建雙線線路走行于沙坪壩和渝中的城市建成區(qū)，為減少大型建筑物拆遷，降低施工干擾，線路穿歌樂山后自沙坪壩站南側(cè)以隧道形式并行成渝高速鐵路引入重慶站。重慶站受用地控制，總規(guī)模6臺(tái)12線，車站按通過場(chǎng)(2臺(tái)4線)、始發(fā)場(chǎng)(4臺(tái)8線)橫列布置，始發(fā)場(chǎng)西端南側(cè)設(shè)動(dòng)車存車場(chǎng)1處，按存車線6條規(guī)劃。該方案重慶站共辦理動(dòng)車組作業(yè)近、遠(yuǎn)期124對(duì)/d、144對(duì)/d，其中承擔(dān)的沿江、廈渝通道通過動(dòng)車組列車近、遠(yuǎn)期23對(duì)/d、27對(duì)/d，成渝中線高速鐵路始發(fā)終到動(dòng)車組列車近、遠(yuǎn)期61對(duì)/d、71對(duì)/d，成渝、廈渝、渝萬高速鐵路始發(fā)終到動(dòng)車組列車近、遠(yuǎn)期40對(duì)/d、46對(duì)/d，場(chǎng)站能力匹配；沙坪壩至重慶站段具有4線通過能力但遠(yuǎn)期僅通過動(dòng)車組列車123對(duì)/d，新建雙線能力虛糜。該方案缺點(diǎn)為受城市建成區(qū)密集建筑物影響，新建線路曲線半徑較小，無法有效提高速度目標(biāo)值，且新建雙線能力虛糜[8]。

（2）接軌沙坪壩站，利用成渝高速鐵路引入重慶站方案(方案Ⅱ-2)。該方案穿歌樂山后改建1.18 km沙坪壩至重慶西聯(lián)絡(luò)線，改建0.98 km既有成渝高速鐵路后接入沙坪壩站，利用成渝高速鐵路引入重慶站，重慶站按6臺(tái)12線合場(chǎng)布置，西端南側(cè)設(shè)動(dòng)車存車場(chǎng)1處，按存車線6條規(guī)劃[9]。該方案重慶站同樣共辦理動(dòng)車組作業(yè)近、遠(yuǎn)期124對(duì)/d、144對(duì)/d，沙坪壩至重慶站段是雙線，遠(yuǎn)期通過動(dòng)車組列車123對(duì)/d，點(diǎn)線能力匹配。

（3）方案比較。比較方案Ⅱ-1、方案Ⅱ-2，由于新建雙線直接引入重慶站方案(方案Ⅱ-1)受小曲線半徑限制無法有效提高速度目標(biāo)值以縮短全程運(yùn)行時(shí)間，且新建雙線的線路能力虛糜，建設(shè)的必要性不足，綜合分析后推薦對(duì)方案Ⅱ-2進(jìn)一步研究[10]。主接重慶站線路走向方案示意圖如圖3所示。

2.3 主接重慶西站方案(方案Ⅲ)

成渝中線高速鐵路引入重慶西站僅能引入包海場(chǎng)，由于規(guī)劃包海通道的西渝高速鐵路和渝貴高速鐵路在包海場(chǎng)內(nèi)貫通，包海場(chǎng)已建成線下工程4臺(tái)8線并上蓋高架候車室。研究年度包海場(chǎng)辦理南北向車流近、遠(yuǎn)期83對(duì)/d、103對(duì)/d，疊加成渝中線高速鐵路始發(fā)終到動(dòng)車組列車近、遠(yuǎn)期61對(duì)/d、71對(duì)/d，共計(jì)辦理動(dòng)車組列車近、遠(yuǎn)期144對(duì)/d、174對(duì)/d，線路引入后其作業(yè)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，需要擴(kuò)建包海場(chǎng)，但由于重慶西高架站房為新建并投入使用，改擴(kuò)建難度巨大[11]，不適宜采用該方案。主接重慶西站線路走向方案示意圖如圖4所示。

2.4 主接重慶東站方案(方案Ⅳ)

該方案沿南通道經(jīng)江津區(qū)引入在建渝昆高速鐵路九龍坡站，出站后利用規(guī)劃九龍坡至重慶東端線路跨長(zhǎng)江后，繞城市外圍自西向東引入重慶鐵路樞紐東側(cè)重慶東站，與渝萬高速鐵路貫通。重慶東站位于主城東南茶園片區(qū)，與成渝中線高速鐵路地理位置及深入核心區(qū)的目標(biāo)定位嚴(yán)重不符，且線路展線較長(zhǎng)，投資增加較多的同時(shí)運(yùn)行時(shí)分也增加5 min，不能貫徹“快進(jìn)快出”功能目標(biāo)[12]，同樣不適宜采用該方案。主接重慶東站線路走向方案示意圖如圖5所示。

圖3 主接重慶站線路走向方案示意圖Fig.3 Alignment scheme of connecting Chongqing station

圖4 主接重慶西站線路走向方案示意圖Fig.4 Alignment scheme of connecting Chongqing West Railway Station

圖5 主接重慶東站線路走向方案示意圖Fig.5 Alignment scheme of connecting Chongqing East Railway Station

2.5 方案比選

（1）方案Ⅰ引入重慶北站，正線長(zhǎng)度(雙線) 261.67 km，正線橋隧總長(zhǎng)215.43 km，正線橋隧比例82.33%，靜態(tài)投資400.36億元，引入重慶北站運(yùn)行時(shí)分54.2 min；該方案車站位于城市北端國(guó)家級(jí)兩江新區(qū)的渝北龍頭寺片區(qū)，配套設(shè)施完善，區(qū)位優(yōu)勢(shì)良好，未來客流增長(zhǎng)潛力大，對(duì)于重慶市兩江新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有帶動(dòng)效果。缺點(diǎn)在于重慶北站后方銜接線路標(biāo)準(zhǔn)較低，渝懷場(chǎng)出站即為隧道，需要在既有線南側(cè)先行新建隧道、撥移既有線，施工對(duì)運(yùn)營(yíng)線干擾大，施工困難。

（2）方案Ⅱ-2引入重慶站，正線長(zhǎng)度(雙線) 261.10 km，正線橋隧總長(zhǎng)212.82 km，正線橋隧比例81.82%，靜態(tài)投資397.47億元，運(yùn)行時(shí)分57 min；該方案車站位于重慶市主城區(qū)核心區(qū)域的渝中半島，是重慶市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，區(qū)位優(yōu)勢(shì)十分明顯，輻射吸引主城客流效果最佳，與渝萬、廈渝高速鐵路連通性好。缺點(diǎn)在于沙坪壩站改建相關(guān)工程施工時(shí)，需要調(diào)整該站作業(yè)車至重慶北和重慶西辦理，增加重慶鐵路樞紐內(nèi)車站作業(yè)壓力。

（3）從區(qū)位優(yōu)勢(shì)輻射吸引客流、路網(wǎng)通道功能、工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度及運(yùn)行時(shí)分、工程難易程度等方面，對(duì)引入重慶北方案(方案Ⅰ)、引入重慶站方案(方案Ⅱ-2)采用多維度數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的現(xiàn)代咨詢方法——層次分析法(AHP)進(jìn)行綜合比選，建立層次結(jié)構(gòu)模型圖如圖6所示。

圖6 層次結(jié)構(gòu)模型圖Fig.6 Hierarchical model

采用德爾菲法由聘請(qǐng)專家利用1-9標(biāo)度法(相同、稍強(qiáng)、強(qiáng)、極強(qiáng)、絕對(duì)強(qiáng)分別賦值1，3，5，7，9，比較結(jié)果介于以上強(qiáng)度值中間時(shí)賦值2，4，6，8，若兩因素比較結(jié)果相反則采用對(duì)應(yīng)的倒數(shù)表示)，根據(jù)準(zhǔn)則層中評(píng)價(jià)因素的相對(duì)重要性得到準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的判斷矩陣，同理得到方案層對(duì)準(zhǔn)則層的判斷矩陣，求出最大的特征值及其對(duì)應(yīng)的特征向量，將特征向量歸一化后，可得到相應(yīng)的層次單排序的相對(duì)重要性權(quán)重向量，以及一致性指標(biāo)CI和一致性比例CR。層次分析法結(jié)果如表1所示。

表1 層次分析法結(jié)果Tab.1 Hierarchical analysis results

由表中數(shù)據(jù)可知5個(gè)準(zhǔn)則重要性排序從大到小依次為：運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度及運(yùn)行時(shí)分、區(qū)位優(yōu)勢(shì)輻射吸引客流、工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)、路網(wǎng)通道功能、工程難易程度。經(jīng)過一致性檢驗(yàn)，5個(gè)層次單排序的CR值均小于0.1，符合一致性要求。

方案層相對(duì)于目標(biāo)層的排序向量為WC-P = (WF1-P WF2-P WF3-P WF4-P WF5-P)WC-F =(0.465，0.535)T，即引入重慶北站方案權(quán)重為0.465，引入重慶站方案權(quán)重為0.535。層次總排序一致性檢驗(yàn)CRC-P = CRC-F + CIC-P / RIC-P =0.047 ＜ 0.1，由此可知總排序一致性檢驗(yàn)通過。

采用層次分析法對(duì)方案進(jìn)行綜合比選的結(jié)果為引入重慶站方案權(quán)重略高，接軌重慶站示意圖如圖7所示[13-15]。

圖7 接軌重慶站示意圖Fig.7 Connecting Chongqing railway station

3 結(jié)束語(yǔ)

成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐方案遵循“深入城區(qū)，快進(jìn)快出”的規(guī)劃思路，按照重慶鐵路樞紐內(nèi)“車流順暢，能力匹配，徑路靈活，運(yùn)輸高效”的設(shè)計(jì)要求[16-17]，從分析“四主客站”的重慶鐵路樞紐各客運(yùn)站服務(wù)質(zhì)量、吸引旅客范圍、接軌及車站改建條件等因素入手，考慮利用層次分析法對(duì)影響因素綜合比選，則推薦權(quán)重得分略高的引入重慶站方案(方案Ⅱ-2)；但按照“二八理論”考慮運(yùn)營(yíng)時(shí)長(zhǎng)、配套設(shè)施以及區(qū)位優(yōu)勢(shì)等重要核心影響因素，則推薦引入重慶北站方案(方案Ⅰ)；最終還應(yīng)根據(jù)成渝城市群協(xié)同發(fā)展規(guī)劃、最新重慶鐵路樞紐總圖批復(fù)以及400 km/h高速鐵路成套技術(shù)儲(chǔ)備等因素進(jìn)一步研究確定成渝中線高速鐵路引入重慶鐵路樞紐的車站選擇。