利用鐵路既有線開行虹橋—楊行市域列車探討

張 煒 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海站

研究利用既有鐵路線路或通道資源開行市域列車，對(duì)深化市域軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，發(fā)展多層次的軌道交通系統(tǒng)，豐富完善城市綜合交通體系，加快市域軌道交通發(fā)展，助力城市發(fā)展意義重大。利用既有鐵路開行市域列車，是各大城市“十四五”綜合交通規(guī)劃的重要組織成部分之一，可大大減少成本，提高鐵路設(shè)備利用率，有利于實(shí)現(xiàn)城市與鐵路“雙贏”，有效解決市域行政區(qū)域內(nèi)中心城區(qū)與市郊之間高峰時(shí)段客流擁堵嚴(yán)重的問題。根據(jù)上海鐵路樞紐市郊鐵路規(guī)劃，S4線首末站為虹橋、楊行站，途徑封浜、桃浦、北郊、張廟站，通過改造既有南何支線進(jìn)行修建，共計(jì)43.5 km。S4 線作為上海市域軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，可提供一條中心城區(qū)東北-西南通道，填補(bǔ)市域線網(wǎng)的服務(wù)空白，提高線網(wǎng)密度，完善虹橋國(guó)際開放樞紐軌道交通體系，加強(qiáng)虹橋國(guó)際開放樞紐的東北向輻射。本文重點(diǎn)對(duì)S4 線開行市域列車的可行性進(jìn)行分析計(jì)算，以便為該線運(yùn)輸組織提供輔助決策。

1 S4線開行市域列車客流預(yù)測(cè)

S4 線串聯(lián)寶山吳淞創(chuàng)新轉(zhuǎn)型區(qū)、大場(chǎng)機(jī)場(chǎng)轉(zhuǎn)型區(qū)、桃浦智創(chuàng)城、虹橋商務(wù)區(qū)等城市發(fā)展重點(diǎn)地區(qū)，能支撐沿線重點(diǎn)功能區(qū)發(fā)展，為沿線地區(qū)客流提供公交化運(yùn)營(yíng)服務(wù)。該線客流預(yù)測(cè)是在既有的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)交通規(guī)劃基礎(chǔ)上，通過對(duì)全市及沿線各區(qū)段吸引范圍及人口分布、土地開發(fā)利用情況和客流特征分析，對(duì)交通需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到本線斷面客流量。

1.1 沿線社區(qū)及規(guī)劃

上海市北部地區(qū)支線位于上海主城區(qū)內(nèi)，涉及六個(gè)行政區(qū)，除部分戰(zhàn)略留白區(qū)外，大部分都為建成區(qū)。沿線分布有眾多的居住小區(qū)，有著堅(jiān)實(shí)的客流需求基礎(chǔ)，串聯(lián)吳淞創(chuàng)新城、桃浦智創(chuàng)城、大場(chǎng)機(jī)場(chǎng)轉(zhuǎn)型區(qū)等重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)，能進(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域發(fā)展和人員的流動(dòng)。如表1所示。

表1 S4線沿線社區(qū)及規(guī)劃

1.2 客流預(yù)測(cè)

客流條件是開行市域列車的必要條件。S4 線沿線分布有眾多的居住小區(qū)，有著堅(jiān)實(shí)的客流需求基礎(chǔ)。S4線鐵路通道初期、近期、遠(yuǎn)期全日客運(yùn)量分別為14、18、22.2 萬(wàn)人次，早高峰小時(shí)最大斷面客流分別為0.34、0.51、0.65 萬(wàn)人次/時(shí)，如表2 所示。結(jié)合我國(guó)鐵路動(dòng)車組運(yùn)用現(xiàn)狀，如采用鐵路制式載客量最大的CRH6F型動(dòng)車組，初期、近期、遠(yuǎn)期客流換算成列車對(duì)數(shù)分別為70、90、111對(duì)/日。

表2 S4線客流總體指標(biāo)

2 S4線運(yùn)輸組織分析

2.1 通過能力計(jì)算概述

通過能力是在采用了一定類型的機(jī)車車輛和一定的行車組織方法的條件下，鐵路區(qū)段各種固定的設(shè)備，在一定單位時(shí)間內(nèi)（一般指一晝夜）所能夠放行通過的標(biāo)準(zhǔn)列車數(shù)或列車對(duì)數(shù)，一般地按照鐵路區(qū)段或方向確定。通過能力的計(jì)算思路為：對(duì)一定類型的平圖的通過能力，首先確定有效時(shí)間，在此期間能鋪畫多少個(gè)周期，然后乘以該類型列車運(yùn)行周期的列車數(shù)。

將平圖區(qū)間通過能力記為n，一個(gè)運(yùn)行圖周期中所包含的列車對(duì)數(shù)或列數(shù)記為K周（根據(jù)成對(duì)運(yùn)行圖中的慣例，本文取值為1），進(jìn)行線路維護(hù)、技術(shù)施工等作業(yè)預(yù)留的占用區(qū)間時(shí)間記為T固，區(qū)間時(shí)間可供有效利用的系數(shù)記為f有效（本文取0.85），運(yùn)行圖周期記為T周，則有：

2.2 通過能力利用率

目前，南翔—楊行通過能力的限制區(qū)段南翔—北郊，南翔—北郊區(qū)間采用ND3 內(nèi)燃機(jī)車牽引，牽引定數(shù)為3 200 t，線路最小曲線半徑為400 m，為單線半自動(dòng)閉塞。

南翔—北郊區(qū)段上下行列車的區(qū)間純運(yùn)行時(shí)分均為10 min，起停附加時(shí)分均為2 min。故該線路平圖周期，能力。此段線路目前運(yùn)行26對(duì)列車，因此利用率。

2.3 增開列車對(duì)數(shù)計(jì)算

通過以上分析可知目前南翔—楊行線路能力尚未飽和，本文以線路利用率最高的南翔—北郊區(qū)段為例，分別計(jì)算目前及雙線改造后可開行市域列車對(duì)數(shù)。

（1）目前可開行市域列車對(duì)數(shù)

設(shè)新開行市域列車對(duì)數(shù)為x 對(duì)，則有1.2x=40.1-26。經(jīng)解x=11（對(duì)）。故估算可以增加開行市域列車11對(duì)。

顯然，結(jié)合預(yù)測(cè)的列車對(duì)數(shù)，可知11 對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足開行需求，故需按照雙線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改建，同時(shí)考慮到運(yùn)營(yíng)指揮和減少貨運(yùn)列車對(duì)公交化市域列車開行的干擾，可將貨運(yùn)列車開行時(shí)間推至24:00后，或在市域列車運(yùn)行線的空檔開行。

（2）雙線改造后可開行市域列車對(duì)數(shù)

若將貨運(yùn)列車開行時(shí)間推至24:00之后，0:00～6:00可開行貨運(yùn)列車，根據(jù)當(dāng)前貨運(yùn)列車的開行情況，每日6:00～24:00需另開行貨運(yùn)列車12對(duì)。

令I(lǐng)追=7，則可開行的市域列車對(duì)數(shù)為。因此，進(jìn)行雙線改造后可開行市域列車126對(duì)，能滿足該區(qū)段對(duì)市域列車的開行需求。

2.4 虹橋綜合場(chǎng)—封浜—南翔段開行市域列車能力計(jì)算

虹橋綜合場(chǎng)到南翔通過能力的限制區(qū)段為虹封線，虹封線目前開行350 km/h 與250 km/h 兩種速度等級(jí)的列車，其中350 km/h 的列車 25 對(duì)，250 km/h 的列車 29 對(duì) ，線路全長(zhǎng)18 km，線上設(shè)虹北線路所，列車平均?？? 站。列車起停時(shí)間、停站時(shí)間均為1 min，追蹤間隔為3 min。

綜上可知，該區(qū)段通過能力相對(duì)富余，可開行一定數(shù)量設(shè)計(jì)速度為160 km/h的市域列車。此時(shí)扣除系數(shù)

假設(shè)開行市域列車x對(duì)，則以下①②③式成立：

由①②③式解得x=54，因此虹封線新增54 對(duì)市域列車時(shí)，能力飽和。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，利用鐵路既有線目前可開行虹橋-楊行市域列車11對(duì)，當(dāng)南何支線進(jìn)行雙線改造后，限制區(qū)段為虹封線，每日6:00～24:00 可增開市域列車54 對(duì)，能較大程度緩解沿線高峰時(shí)段客流擁堵嚴(yán)重的問題。本文的研究方法具有一定的參考價(jià)值，但對(duì)于線路改建、車站改造及設(shè)置、是否增設(shè)存車場(chǎng)、運(yùn)輸組織方案等還需進(jìn)一步研究和探討。