基于“四網(wǎng)融合”的市域鐵路嘉閔線總體方案研究

許兆俊

(中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 上海 200070)

1 線網(wǎng)融合

《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》中提出構(gòu)建便捷順暢的城市(群)交通網(wǎng)，推進(jìn)干線鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道交通融合發(fā)展[1]，由此定義了“四網(wǎng)融合”的概念。“四網(wǎng)融合”具體體現(xiàn)在三個(gè)層面:一是線路融合，主要通過相同制式線網(wǎng)間互聯(lián)互通、不同制式間站內(nèi)換乘為手段實(shí)現(xiàn)；二是站點(diǎn)融合，要求合理安排車站空間布局、客服設(shè)施共享；三是保障設(shè)施融合，需要充分研究牽引供電、車輛維修基地、調(diào)控中心配備、信號(hào)控制設(shè)備等設(shè)施融合的可能性，實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)資源共享和互利互用[2]。

嘉閔線是服務(wù)于上海西側(cè)嘉定和閔行地區(qū)(遠(yuǎn)期延伸至奉賢和太倉)快速出行的重要線路，屬于上海市域鐵路網(wǎng)絡(luò)中的南北向骨架線路，是對(duì)長三角更高質(zhì)量一體化發(fā)展的重要支撐，能夠與城市內(nèi)部多條軌道交通線路換乘，從而有助于實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)融合[3]。

1.1 線路概況

嘉閔線北起城北路站，南至銀都路站，自北向南穿越上海市區(qū)，平面如圖1所示。正線全長44.04 km，除虹橋樞紐段采用地面敷設(shè)，其余均為地下段，地下段長度為41.36 km，地面段長度2.68 km。新建車站15座，其中地面站1座(虹橋)、地下站14座。平均站間距3.11 km，最大站間距6.86 km、最小站間距1.22 km。全線設(shè)動(dòng)車運(yùn)用所1處，接軌于豐茂路站；停車場(chǎng)1處，接軌于虹橋站。

圖1 嘉閔線線路平面

1.2 多網(wǎng)融合方案

1.2.1 與城市軌道交通線網(wǎng)融合方案

嘉閔線與城市軌道交通線路通過設(shè)置換乘站，以達(dá)到融合的目的。嘉閔線與軌道交通11號(hào)線南翔站、14號(hào)線金園五路站、13號(hào)線金運(yùn)路站、9號(hào)線七寶站、12號(hào)線七莘路站、5號(hào)線銀都路站設(shè)置換乘，在滬星路站與規(guī)劃軌道交通25號(hào)線設(shè)置換乘，嘉閔線于虹橋站市域場(chǎng)與軌道交通2號(hào)線、10號(hào)線、17號(hào)線形成換乘。

1.2.2 與市域鐵路網(wǎng)互聯(lián)互通方案

根據(jù)上海市域鐵路線網(wǎng)規(guī)劃，如圖2所示，嘉閔線具備和下列市域鐵路線互聯(lián)互通的條件:

圖2 上海市域(郊)鐵路網(wǎng)絡(luò)平面

(1)機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線:嘉閔線和機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線在虹橋站合場(chǎng)布置，互相連通，具備跨線條件。

(2)寶嘉線:嘉閔線和寶嘉線在豐茂路站設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，互聯(lián)互通，具備跨線條件。

(3)東西聯(lián)絡(luò)線:嘉閔線通過南延伸段連接規(guī)劃東西聯(lián)絡(luò)線形成互聯(lián)互通條件。

(4)金山鐵路:嘉閔線通過南延伸段、規(guī)劃東西聯(lián)絡(luò)線連接金山支線，擬在車墩站接軌形成互聯(lián)互通條件。

(5)示范區(qū)線:嘉閔線和示范區(qū)線在虹橋站合場(chǎng)布置，具備同站換乘條件[4]。

1.2.3 與國鐵線網(wǎng)融合方案

嘉閔線通過虹橋樞紐、線網(wǎng)中其他線路，實(shí)現(xiàn)與國鐵網(wǎng)絡(luò)融合目的，如圖3所示。

圖3 虹橋交通樞紐示意

(1)與京滬高鐵、滬杭高鐵、滬寧城際、滬蘇湖鐵路銜接:嘉閔線在虹橋站設(shè)置市域場(chǎng)，市域場(chǎng)與虹橋站京滬高鐵場(chǎng)、綜合場(chǎng)并站分場(chǎng)布置；嘉閔線與京滬高鐵、滬杭高鐵、滬寧城際、滬蘇湖鐵路可實(shí)現(xiàn)同站換乘。

(2)與滬杭鐵路銜接:通過南延伸工程、規(guī)劃市域鐵路東西聯(lián)絡(luò)線，于松江南站接軌連通滬杭鐵路，實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)營。

(3)與滬通鐵路(二期)銜接:嘉閔線通過市域鐵路機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線至上海東站，與滬通鐵路(二期)銜接，可實(shí)現(xiàn)同站換乘。

1.3 線路融合需考慮的若干因素

1.3.1 速度目標(biāo)值的合理采用

嘉閔線速度目標(biāo)值采用160 km/h，符合上海市域鐵路網(wǎng)絡(luò)速度目標(biāo)值要求；與本線功能定位相吻合，適應(yīng)市域客流特點(diǎn)及需求，滿足時(shí)間目標(biāo)值要求；與相鄰線路速度匹配性好，互聯(lián)互通運(yùn)營效果佳(見圖4)，且160 km/h方案工程投資與其他速度目標(biāo)值方案差距甚微[5]。

圖4 嘉閔線相鄰線路速度目標(biāo)值示意

1.3.2 車輛的合理選型

在市域鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面，嘉閔線擬與機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線、寶嘉線、金山鐵路、東西聯(lián)絡(luò)線等互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)市域內(nèi)部全網(wǎng)資源調(diào)度、運(yùn)營管理[6]。在長三角城際線規(guī)劃方面:嘉閔線向北延伸至太倉方向，與蘇錫?？炀€互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)“軌通、車通”，體現(xiàn)“一條線、一張卡、兩座城”，服務(wù)于長三角更高質(zhì)量一體化發(fā)展。在對(duì)接國鐵線路方面，嘉閔線利用網(wǎng)絡(luò)線路實(shí)現(xiàn)和國鐵滬杭方向互聯(lián)互通，可適時(shí)結(jié)合國鐵滬杭線富余能力開行市域動(dòng)車。嘉閔線對(duì)內(nèi)服務(wù)于市域線內(nèi)部一體化運(yùn)營，對(duì)外服務(wù)于長三角更高質(zhì)量一體化發(fā)展，市域動(dòng)車組制式是實(shí)現(xiàn)這一功能的重要支撐[7]。

2 站點(diǎn)融合

2.1 站臺(tái)長度選擇

到發(fā)線有效長的確定主要與客流量、列車編組輛數(shù)有關(guān)。具體到本線，從線路功能定位來看，本線既是上海市域網(wǎng)絡(luò)的組成線路，又需要和長三角網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，所以車站到發(fā)線的選擇既要滿足本線的客流需求，又要能和長三角網(wǎng)絡(luò)開通的8輛編組動(dòng)車組列車兼容[8]。根據(jù)本線選用的CRH6車型及互聯(lián)互通的必要性，到發(fā)線有效長選擇為400 m。

2.2 “四網(wǎng)融合”下的銜接換乘方案

2.2.1 與地鐵車站銜接方案

嘉閔線全線與地鐵車站換乘一般采用通道換乘。通道換乘是與既有線路進(jìn)行換乘常采取的一種方式[9]，對(duì)于遠(yuǎn)期線路因走向不確定等因素，也采取此方式。其缺點(diǎn)是換乘距離較長，但也有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于大客流車站，有利于客流疏導(dǎo)，有緩沖大客流的作用；車站布置較為靈活，對(duì)前、后期車站的建設(shè)有較好的適應(yīng)性；施工改建方便，造價(jià)較低。

嘉閔線全線換乘車站大部分都是與既有運(yùn)營的地鐵車站換乘，為避免對(duì)既有地鐵車站帶來施工安全風(fēng)險(xiǎn)及運(yùn)營管理影響，在條件不允許的情況下，不建議采用同站廳、同站臺(tái)間的換乘，推薦采用通道換乘，并盡可能地縮短換乘通道長度[10]，具體換乘車站及型式見表1。

表1 嘉閔線車站型式及換乘情況統(tǒng)計(jì)

2.2.2 與鐵路樞紐銜接換乘方案

在虹橋樞紐范圍內(nèi)，利用預(yù)留磁浮場(chǎng)地布置市域場(chǎng)。市域場(chǎng)內(nèi)設(shè)置5線5臺(tái)，機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線居中，與擬建示范區(qū)線貫通；嘉閔線正線外包機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線、示范區(qū)線；虹橋站為本線與機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)互通節(jié)點(diǎn)，機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線在虹橋站辦理始發(fā)與折返作業(yè)，嘉閔線辦理通過及折返作業(yè)，示范區(qū)線辦理通過及折返作業(yè)。嘉閔線與機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線可在車站實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，進(jìn)行跨線運(yùn)營；嘉閔線與示范區(qū)線可實(shí)現(xiàn)同站換乘。虹橋站布置如圖5所示。

圖5 虹橋站布置示意

3 其他保障設(shè)施融合

除了線路和站點(diǎn)方面的融合外，“四網(wǎng)融合”還需有其他保障設(shè)施融合。嘉閔線項(xiàng)目重點(diǎn)研究了車輛基地、牽引供電系統(tǒng)、通信和信號(hào)控制系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)等方面與其他國鐵線、市域線以及城市軌道交通融合的可能性，從而促進(jìn)軌道交通系統(tǒng)各類資源的充分利用和互利共享[11]。

3.1 調(diào)度中心

嘉閔線項(xiàng)目中新建上海市域鐵路調(diào)度中心。調(diào)度中心的設(shè)計(jì)滿足在建機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線、嘉閔線、南匯支線接入要求。調(diào)度中心設(shè)置嘉閔線、機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線、南匯支線調(diào)度臺(tái)，同時(shí)預(yù)留上海市域鐵路線網(wǎng)其他線路接入條件。調(diào)度中心內(nèi)預(yù)留與嘉閔線接軌的其他市域鐵路線路的接口，通過市域鐵路調(diào)度中心內(nèi)部信息進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)市域鐵路網(wǎng)內(nèi)互聯(lián)互通；同時(shí)在調(diào)度中心預(yù)留與上海局調(diào)度中心的接口，通過市域鐵路調(diào)度中心與國鐵調(diào)度中心的信息進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)市域列車與國鐵動(dòng)車組列車的跨路網(wǎng)運(yùn)行要求[12]。

調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)在多線綜合管理?xiàng)l件下的體制與管理方式上的資源共享。調(diào)度中心的設(shè)計(jì)和實(shí)施遵循“一次規(guī)劃、分期實(shí)施、逐線接入”的原則進(jìn)行，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性上做好規(guī)劃和預(yù)留，對(duì)市域鐵路線網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌菪栽O(shè)計(jì)。

3.2 車輛基地

嘉閔線全線設(shè)動(dòng)車運(yùn)用所1處，接軌于豐茂路站；停車場(chǎng)1處，接軌于虹橋站。在豐茂路站附近設(shè)馬東動(dòng)車運(yùn)用所，承擔(dān)本線市域動(dòng)車組的存放、運(yùn)用、一二級(jí)修、臨修作業(yè)，根據(jù)需要完成市域動(dòng)車組的不落輪鏇作業(yè)；預(yù)留規(guī)劃寶嘉線的部分作業(yè)規(guī)模。虹橋站附近設(shè)申昆路停車場(chǎng)，承擔(dān)本線和機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線部分市域動(dòng)車組的存放作業(yè)；停車場(chǎng)內(nèi)合設(shè)綜合維修工區(qū)，承擔(dān)管轄范圍內(nèi)線路的綜合維修作業(yè)。

3.3 信號(hào)控制設(shè)備

信號(hào)系統(tǒng)主要包括行車指揮系統(tǒng)和列車控制系統(tǒng)。行車調(diào)度指揮系統(tǒng)是指揮列車運(yùn)行的“大腦”，列車控制系統(tǒng)是保證行車安全的“神經(jīng)”，因此信號(hào)系統(tǒng)是軌道交通不同線路之間實(shí)現(xiàn)列車互聯(lián)互通跨線運(yùn)營的關(guān)鍵系統(tǒng)。

結(jié)合嘉閔線列車運(yùn)行需求及特征，市域線信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)須滿足以下需求:(1)滿足與干線鐵路、城際鐵路、市域線內(nèi)部互聯(lián)互通跨線運(yùn)營需求；(2)滿足通勤化、快速度、大運(yùn)量和智能化等公交化運(yùn)營需求。

上海市域線具有互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)化功能以及實(shí)現(xiàn)國鐵列車跨線運(yùn)營的需求，結(jié)合現(xiàn)有成熟列車運(yùn)行控制系統(tǒng)功能，嘉閔線列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)選擇成熟的CTCS2+ATO列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，在滿足與干線鐵路、城際鐵路、市域線互聯(lián)互通跨線運(yùn)營的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)市域線的部分公交化運(yùn)營需求。

3.4 票務(wù)系統(tǒng)融合

客票系統(tǒng)總體架構(gòu)采用獨(dú)立客票中央系統(tǒng)(含清分、票務(wù)中心)、車站級(jí)客票系統(tǒng)兩級(jí)管理的總體架構(gòu)。嘉閔線設(shè)置市域鐵路客票中央系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他市域鐵路線路及外部系統(tǒng)的清分功能。

市域自動(dòng)售檢票系統(tǒng)可處理市域?qū)Ｓ密嚻?、上海公共交通卡、“金融IC卡”車票、電子車票及免費(fèi)乘客憑證等。市域車票滿足市域鐵路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行及線網(wǎng)內(nèi)無障礙換乘要求，車票分為專用車票、公共交通卡車票、電子車票。市域?qū)Ｓ密嚻迸c電子車票均采用實(shí)名制管理要求。

電子車票可以選擇儲(chǔ)值和先乘后付兩種形式。市域鐵路的電子車票可根據(jù)業(yè)務(wù)需要延伸到其他運(yùn)營主體的軌道交通，同時(shí)也可以接受其他運(yùn)營主體的軌道交通的電子車票，實(shí)現(xiàn)交易互結(jié)。

4 結(jié)論

本文從線網(wǎng)融合、站點(diǎn)融合、其他保障設(shè)施融合等方面分析了嘉閔線與其他市域鐵路、國鐵、軌道交通的銜接，探討了互聯(lián)互通方案、站點(diǎn)銜接方案、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營技術(shù)方案。嘉閔線在實(shí)現(xiàn)“四網(wǎng)融合”方面尚屬國內(nèi)領(lǐng)先，對(duì)于構(gòu)建高效、便捷的一體化軌道交通網(wǎng)絡(luò)，全面提升運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)軌道交通高質(zhì)量、健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。