粵東城際鐵路引入汕頭站改建方案研究

張 鑫

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路運(yùn)輸院，710043，西安 ∥ 工程師)

粵東地區(qū)地處閩粵交界，臨近港澳臺(tái)，是廣東省深化粵港澳臺(tái)經(jīng)貿(mào)合作、加強(qiáng)與東盟等國(guó)際經(jīng)濟(jì)區(qū)域合作的對(duì)外開(kāi)放重要門(mén)戶。規(guī)劃粵東城際鐵路網(wǎng)以粵東地區(qū)的汕頭、潮州、揭陽(yáng)、汕尾主城區(qū)為主要節(jié)點(diǎn)，為區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)之間提供便捷的“公交化”客運(yùn)服務(wù)。此城際網(wǎng)的構(gòu)建將實(shí)現(xiàn)汕潮揭地區(qū)中心城市“半小時(shí)通勤圈”和粵東地區(qū)“一小時(shí)交通圈”，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與鐵路干線、城市軌道交通和潮汕機(jī)場(chǎng)等綜合交通樞紐緊密銜接[1]。

汕頭站作為粵東地區(qū)重要樞紐性節(jié)點(diǎn)和汕潮揭地區(qū)內(nèi)的主要鐵路客運(yùn)站，銜接梅汕鐵路、沿海高鐵、汕頭—潮汕機(jī)場(chǎng)城際、汕頭—潮州東城際、汕頭—普寧城際等多條城際鐵路[2]。本文根據(jù)粵東城際鐵路項(xiàng)目功能定位和客車(chē)開(kāi)行方案，研究汕頭站的車(chē)站規(guī)模和平面布置，分析車(chē)站到發(fā)線能力和折返模式，合理確定城際鐵路引入后汕頭站的改建方案，對(duì)發(fā)揮汕頭站綜合交通樞紐優(yōu)勢(shì)，提高粵東城際軌道交通網(wǎng)絡(luò)通過(guò)能力有著重要意義[3]。

1 工程概況

1.1 既有汕頭站概況

既有汕頭站設(shè)2條到發(fā)線(含1條正線)、1條機(jī)走線；客車(chē)整備所與車(chē)站橫列式布置，設(shè)5條整備線、2條檢修線、1條卸油線、5條存車(chē)線?，F(xiàn)需在在建的汕汕高鐵(汕頭—汕尾)引入?yún)^(qū)對(duì)汕頭站進(jìn)行改建。改建后的汕頭站按高鐵場(chǎng)和普速場(chǎng)由東向西分場(chǎng)地布置。其中：高鐵場(chǎng)規(guī)模為4臺(tái)9線，普速場(chǎng)規(guī)模為4臺(tái)8線(含正線)；車(chē)站西側(cè)預(yù)留了城際場(chǎng)的建設(shè)條件[4]。汕頭站設(shè)東、西雙站房和高架候車(chē)室。汕頭站的車(chē)站平面布置示意圖如圖1所示。作為汕潮揭鐵路總圖規(guī)劃中的地區(qū)內(nèi)主要客運(yùn)站，汕頭站將成為銜接廣州、廈門(mén)、梅州、潮汕機(jī)場(chǎng)和潮州東等多個(gè)方向，集高速鐵路、普速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、公路客運(yùn)和城市道路公交等多種交通方式的大型綜合交通樞紐[5]。

圖1 改建的汕頭站平面布置示意圖

1.2 汕頭站引入相關(guān)線路概況

粵東地區(qū)城際鐵路網(wǎng)近期規(guī)劃建設(shè)“一線一環(huán)一射線”，遠(yuǎn)期規(guī)劃則形成“一線兩環(huán)兩射線”[2]。既有汕頭站有梅州—汕頭鐵路引入，還有在建的汕頭—汕尾高鐵和規(guī)劃的汕頭—漳州高鐵引入；近期汕頭—潮汕機(jī)場(chǎng)城際鐵路和汕頭—潮州東城際鐵路分別在汕頭站南北端引入車(chē)站，遠(yuǎn)期汕頭—普寧城際鐵路在汕頭站南端引入車(chē)站。汕頭站銜接的客運(yùn)線路概況見(jiàn)表1。

表1 汕頭站銜接客運(yùn)線路概況表

2 粵東城際鐵路引入汕頭站改建方案

2.1 車(chē)站規(guī)模的確定

2.1.1 鐵路站場(chǎng)規(guī)模驗(yàn)算

汕頭站按高速場(chǎng)、普速場(chǎng)和城際場(chǎng)三場(chǎng)并列布置的規(guī)模建設(shè)。合理確定車(chē)站站場(chǎng)規(guī)模是研究建設(shè)方案的前提。

本文根據(jù)不同作業(yè)性質(zhì)客車(chē)對(duì)數(shù)和占用到發(fā)線時(shí)分確定到發(fā)線數(shù)量。到發(fā)線數(shù)量N到發(fā)線計(jì)算公式如下：

N到發(fā)線=2(n始發(fā)t始發(fā)+n通過(guò)t通過(guò)+n立折t立折)/(Tτ)

(1)

式中：

t始發(fā)——1列始發(fā)客車(chē)占用到發(fā)線時(shí)間，min；

t通過(guò)——1列通過(guò)客車(chē)占用到發(fā)線時(shí)間，min；

t立折——1列立即折返客車(chē)占用到發(fā)線時(shí)間，min；

n始發(fā)——每日始發(fā)客車(chē)數(shù)，對(duì)/d；

n通過(guò)——每日通過(guò)客車(chē)數(shù)，對(duì)/d；

n立折——每日立即折返客車(chē)數(shù)，對(duì)/d；

T——到發(fā)線日作業(yè)總時(shí)間，h；

τ——到發(fā)線利用率，%。

汕頭站高速場(chǎng)和普速場(chǎng)銜接的鐵路線路以中長(zhǎng)途運(yùn)輸為主，客車(chē)到發(fā)時(shí)間上存在不均衡性的特點(diǎn)，客車(chē)占用到發(fā)線時(shí)分采用非高峰時(shí)段占用到發(fā)線時(shí)分計(jì)算。t始發(fā)按20.5 min計(jì)，t通過(guò)按14 min計(jì)，t立折按41 min計(jì)，T按18 h計(jì)，τ按60%計(jì)。

汕頭站高速場(chǎng)遠(yuǎn)期辦理始發(fā)終到客車(chē)49對(duì)，通過(guò)客車(chē)81對(duì)；普速場(chǎng)遠(yuǎn)期辦理始發(fā)終到動(dòng)車(chē)組客車(chē)76對(duì)，普速客車(chē)8對(duì)。經(jīng)到發(fā)線能力檢算，汕頭站高速場(chǎng)總規(guī)模按4臺(tái)9線，普速場(chǎng)總規(guī)模按4臺(tái)8線，其設(shè)計(jì)合理[6]。

2.1.2 汕頭站城際鐵路客車(chē)開(kāi)行方案

粵東城際鐵路網(wǎng)是服務(wù)粵東地區(qū)內(nèi)部、以短途和城際客流為主的城際鐵路網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)粵東城際網(wǎng)功能定位，根據(jù)粵東地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通統(tǒng)計(jì)資料，在現(xiàn)狀交通調(diào)查的基礎(chǔ)上根據(jù)區(qū)域客運(yùn)量發(fā)展趨勢(shì)，采用“四階段法”，對(duì)區(qū)域客運(yùn)總量進(jìn)行生成和分布預(yù)測(cè)。根據(jù)客流預(yù)測(cè)，研究城際鐵路的開(kāi)行方案及客車(chē)交路，求得汕頭站高峰時(shí)段客車(chē)的開(kāi)行方案。汕頭站高峰時(shí)段粵東城際客車(chē)開(kāi)行方案見(jiàn)表2。

表2 汕頭站高峰時(shí)段粵東城際客車(chē)開(kāi)行方案表

2.1.3 城際場(chǎng)規(guī)模計(jì)算

根據(jù)珠三角已運(yùn)營(yíng)城際客車(chē)的開(kāi)行特點(diǎn)，城際客車(chē)到發(fā)作業(yè)具有發(fā)車(chē)頻率高、到發(fā)時(shí)間相對(duì)均衡和高峰時(shí)段明顯等特點(diǎn)。城際場(chǎng)按高峰小時(shí)客車(chē)作業(yè)量確定配線規(guī)模。根據(jù)汕頭站城際客車(chē)開(kāi)行方案的預(yù)測(cè)結(jié)果，汕頭站城際客車(chē)以始發(fā)終到作業(yè)為主，其中高峰時(shí)段近期辦理始發(fā)終到作業(yè)車(chē)25對(duì)，遠(yuǎn)期辦理始發(fā)終到作業(yè)車(chē)30對(duì)。

高峰時(shí)段t始發(fā)按12 min計(jì)，T按18 h計(jì)，τ按60%計(jì)[7]。利用式(1)計(jì)算得到城際場(chǎng)近期需要5條到發(fā)線，遠(yuǎn)期需要6條到發(fā)線?？紤]城際客車(chē)正線可兼到發(fā)線使用，確定城際場(chǎng)規(guī)模為3臺(tái)6線。

2.2 汕頭站改建的城際場(chǎng)布置方案

粵東城際鐵路通過(guò)新建城際客車(chē)場(chǎng)引入汕頭站。城際場(chǎng)南端有汕頭—潮汕機(jī)場(chǎng)城際鐵路和汕頭—普寧城際鐵路等多條鐵路線路引入。北端有汕頭—潮州東城際引入。統(tǒng)籌多條城際線路的引入，并結(jié)合汕頭站周邊控制因素，汕頭城際場(chǎng)建設(shè)方案主要研究了城際場(chǎng)分場(chǎng)布置方案和城際場(chǎng)合場(chǎng)布置方案。根據(jù)客車(chē)開(kāi)行方案和交路設(shè)置情況，汕頭經(jīng)潮汕機(jī)場(chǎng)經(jīng)潮州東—汕頭為區(qū)域內(nèi)規(guī)劃環(huán)線，按汕頭—潮州東城際正線和潮汕機(jī)場(chǎng)—汕頭城際正線貫通研究。

2.2.1 城際場(chǎng)分場(chǎng)布置方案

汕頭—潮汕機(jī)場(chǎng)城際鐵路和汕頭—普寧城際鐵路在汕頭站南端分別引入新建城際場(chǎng)；汕頭—潮州東城際鐵路在城際場(chǎng)北端引入潮汕方向場(chǎng)。結(jié)合區(qū)間線路走向，城際場(chǎng)按普寧方向場(chǎng)和潮汕方向場(chǎng)自東向西分兩場(chǎng)布置。其中，汕頭方向和潮州方向?yàn)槌请H場(chǎng)客車(chē)的主要開(kāi)行方向，開(kāi)行客車(chē)對(duì)數(shù)較多，因此潮汕方向場(chǎng)規(guī)模按2島4線、普寧方向場(chǎng)規(guī)模按1島2線，即城際場(chǎng)總規(guī)模按3島6線(普寧方向場(chǎng)近期按預(yù)留設(shè)計(jì))布置。汕頭站整體自東向西按高速場(chǎng)、普速場(chǎng)、普寧方向城際場(chǎng)和潮汕方向城際場(chǎng)4場(chǎng)橫列式布置。

城際場(chǎng)北端動(dòng)車(chē)走行線外包汕頭—潮州東城際正線，分左、右線分別引入普寧城際場(chǎng)及潮汕城際場(chǎng)，兩場(chǎng)兩端咽喉區(qū)利用渡線連接。南端咽喉區(qū)利用渡線與汕頭—汕尾高鐵連通。車(chē)站平面布置示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 城際場(chǎng)分場(chǎng)布置的汕頭站平面示意圖

2.2.2 城際場(chǎng)合場(chǎng)布置方案

汕頭—普寧城際鐵路外包本線，在汕頭站南端按方向分別引入新建城際場(chǎng)。城際場(chǎng)按一場(chǎng)布置，汕頭—潮州東城際鐵路在城際場(chǎng)北端引入潮汕方向場(chǎng)并與汕頭—潮汕機(jī)場(chǎng)城際鐵路貫通。城際場(chǎng)規(guī)模為3島6線。汕頭站整體自東向西按高速場(chǎng)、普速場(chǎng)和城際場(chǎng)3場(chǎng)橫列式布置。

城際場(chǎng)北端動(dòng)車(chē)走行線外包汕頭—潮州東城際正線分左、右線引入城際場(chǎng)，南端咽喉區(qū)利用渡線與汕汕高鐵連通。車(chē)站布置示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 城際場(chǎng)合場(chǎng)布置的汕頭站平面示意圖

2.2.3 方案比選

本文從工程設(shè)置條件、工程投資、車(chē)站運(yùn)輸組織和與其它線路互聯(lián)互通等方面，研究城際場(chǎng)平面布置方案。兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表3。

表3 汕頭站城際場(chǎng)平面布置方案優(yōu)缺點(diǎn)比選表

經(jīng)比選，城際場(chǎng)分場(chǎng)方案進(jìn)站前線路工程設(shè)置條件較好，但工程投資與合場(chǎng)方案相當(dāng)，且合場(chǎng)方案各方向城際客車(chē)互聯(lián)互通效果更好，城際場(chǎng)到發(fā)線和咽喉區(qū)利用效率更高，運(yùn)輸組織更靈活，故本次研究推薦城際場(chǎng)合場(chǎng)布置方案。

2.3 折返線布置方案

汕頭站作為粵東城際鐵路網(wǎng)內(nèi)的重要節(jié)點(diǎn)，近期辦理城際鐵路網(wǎng)內(nèi)多個(gè)方向的始發(fā)終到作業(yè)車(chē)。根據(jù)客運(yùn)量預(yù)測(cè)結(jié)論，若高峰時(shí)段始發(fā)車(chē)均按折返作業(yè)計(jì)算，遠(yuǎn)期高峰時(shí)段汕頭站南端咽喉辦理折返車(chē)共18對(duì)，其中，普寧方向7對(duì)，潮汕機(jī)場(chǎng)方向11對(duì)。北端咽喉辦理潮州東方向折返車(chē)3對(duì)。車(chē)站集中辦理多方向折返作業(yè)車(chē)，其中高峰時(shí)段潮汕機(jī)場(chǎng)方向折返車(chē)最多，潮州東方向折返車(chē)最少。若折返作業(yè)方式選擇不當(dāng)，極易造成車(chē)站咽喉區(qū)能力緊張，到發(fā)線利用率低等問(wèn)題，會(huì)進(jìn)一步降低車(chē)站的作業(yè)效率，影響車(chē)站運(yùn)營(yíng)[8]。本文研究分析了車(chē)站選取不同折返作業(yè)模式下對(duì)車(chē)站能力的影響。

折返方案主要有站前折返方案和站后折返方案兩種。站前折返方案利用車(chē)站接車(chē)端咽喉區(qū)和到發(fā)線完成折返作業(yè)；站后折返方案利用設(shè)置站后折返線完成折返作業(yè)[9]。各折返方案作業(yè)流程時(shí)間見(jiàn)表4。

表4 各折返方案作業(yè)流程時(shí)間表

若車(chē)站潮汕機(jī)場(chǎng)方向、普寧方向和潮州東方向到達(dá)客車(chē)均采用經(jīng)到發(fā)線接車(chē)站前折返的作業(yè)方式，則會(huì)使車(chē)站南端咽喉區(qū)能力超飽和，兩端咽喉區(qū)能力利用率極不均衡；若車(chē)站潮汕機(jī)場(chǎng)方向到發(fā)客車(chē)采用經(jīng)動(dòng)車(chē)走行線站后折返的作業(yè)方式，潮州東方向到達(dá)客車(chē)采用經(jīng)到發(fā)線站前折返的作業(yè)方式，則潮汕機(jī)場(chǎng)方向咽喉區(qū)利用率達(dá)73%，潮州東方向咽喉區(qū)利用率約75%[10]。因此，推薦潮州東方向折返車(chē)采用站前折返，潮汕機(jī)場(chǎng)方向利用站后設(shè)置折返線的方式站后折返;運(yùn)營(yíng)時(shí)可根據(jù)集中到發(fā)情況，均衡使用到發(fā)線，靈活選擇折返方式，以緩解咽喉區(qū)的緊張問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

本文首先根據(jù)汕頭站的銜接線路和預(yù)測(cè)客運(yùn)量，結(jié)合不同車(chē)場(chǎng)的作業(yè)特點(diǎn)，驗(yàn)證汕頭站鐵路站場(chǎng)的規(guī)模合理性，并確定汕頭站城際場(chǎng)規(guī)模為3臺(tái)6線；其次從工程設(shè)置條件、工程投資、運(yùn)輸組織效率和互聯(lián)互通等多個(gè)角度研究了粵東城際鐵路引入汕頭站城際場(chǎng)的改建方案，并推薦了到發(fā)線和咽喉區(qū)利用率高、多條線路互聯(lián)互通效果較好的合場(chǎng)布置方案；最后根據(jù)汕頭站始發(fā)終到客車(chē)立即折返作業(yè)較多的特點(diǎn)，研究了折返線的布置和折返作業(yè)模式的選擇，得出了根據(jù)客車(chē)開(kāi)行方向靈活選擇折返方式以提高運(yùn)輸組織效率的結(jié)論。