濰宿高鐵引入濰坊樞紐方案研究

馬振國(guó)

(中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司,天津 300308)

引言

新建高速鐵路引入鐵路樞紐是一個(gè)綜合性和系統(tǒng)性的問題。 目前國(guó)內(nèi)已有眾多學(xué)者基于不同項(xiàng)目,從不同角度進(jìn)行深入研究。 王詩(shī)等采用多因素分步研究方法,基于城市規(guī)劃、客流特點(diǎn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等要素,對(duì)引入既有和新建客站方案進(jìn)行研究[1];楊文東應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選方法,提出將站城融合、多網(wǎng)合一作為引入方案的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行研究[2];吳必龍通過權(quán)重分析法,研究雅萬高鐵引入雅加達(dá)樞紐的站址選擇方案,并通過圖解與時(shí)分計(jì)算分析車站作業(yè)能力[3];張樂鑫借助戴布拉圖對(duì)懷湛高鐵引入懷化鐵路樞紐的方案進(jìn)行比較分析[4];霍磊等將線路與站場(chǎng)統(tǒng)籌考慮,對(duì)方案進(jìn)行分析比選,避免了傳統(tǒng)的偏站場(chǎng)或偏線路的研究缺點(diǎn)[5];王作磊等以滿足跨線列車需求為目標(biāo),比較分析新設(shè)聯(lián)絡(luò)線及既有站咽喉區(qū)接軌方案[6];張超永結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn),應(yīng)用以點(diǎn)定線的思想確定寧波樞紐接軌方案及區(qū)間線路方案[7];王新宇等認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)更需重點(diǎn)考慮區(qū)域發(fā)展規(guī)劃與訴求,以鐵路引領(lǐng)城市未來發(fā)展[8];成泉等充分考慮利用既有設(shè)施,實(shí)現(xiàn)車站與線路二者的點(diǎn)線能力協(xié)調(diào)[9];張鵬將“帕累托最優(yōu)”思想應(yīng)用于引入方案比選,從而進(jìn)行更科學(xué)的決斷[10];邢雪生等將熵權(quán)-雙基點(diǎn)法應(yīng)用于樞紐方案比選,以量化定性指標(biāo),降低主觀因素的影響[11];于鴻飛等從引入方向、通道選擇、始發(fā)站選擇等方面研究津?yàn)H高鐵引入天津樞紐方案,提出最大化利用既有設(shè)施富裕能力,避免工程浪費(fèi)[12];丁樂寧采用層次分析法確定成渝中線高鐵引入的車站,將主觀因素量化[13];王志強(qiáng)重點(diǎn)考慮點(diǎn)線能力匹配情況,研究天隴鐵路及聯(lián)絡(luò)線引入天水樞紐方案[14];張永平考慮對(duì)既有運(yùn)輸能力影響最小化,通過綜合比選研究京唐鐵路引入唐山站方案[15];司劍鋒研究濟(jì)棗高鐵引入濟(jì)南樞紐的方案,提出引入方案要更好地與城市規(guī)劃相結(jié)合,與車站需求相匹配[16]。

綜上所述,研究方法方面,已有研究多采用經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選、熵權(quán)法等綜合評(píng)價(jià)法;研究?jī)?nèi)容方面,較多結(jié)合城市規(guī)劃,研究引入新建站及既有站方案,但對(duì)引入新建站及已預(yù)留接入條件既有站的對(duì)比研究較少。 以下采用綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選方法,對(duì)引入樞紐方案及跨線車解決方案進(jìn)行深入研究。

1 概述

目前,濰坊樞紐銜接濟(jì)青高鐵等9 條鐵路,規(guī)劃年度將逐步形成以濰宿、濟(jì)青高鐵等12 條鐵路為主,銜接濟(jì)南、青島、煙臺(tái)、東營(yíng)、臨沂等多個(gè)方向的放射形地區(qū)樞紐,形成濰坊北、濰坊站為主要客運(yùn)站的客運(yùn)布局[17]。 樞紐內(nèi)有在建濰坊至煙臺(tái)鐵路,設(shè)計(jì)速度350 km/h,線路起自濰萊高鐵昌邑南站,經(jīng)萊州、招遠(yuǎn)、龍口、蓬萊,終至煙臺(tái)。 樞紐現(xiàn)狀為“兩橫兩主”客運(yùn)格局,樞紐北部路網(wǎng)覆蓋不足,缺少南北向貫通的客運(yùn)通道。 濰坊鐵路樞紐示意見圖1。

圖1 濰坊鐵路樞紐總平面布置示意

1.1 濰宿高鐵線路方案

新建濰坊至宿遷高速鐵路位于山東省中南部與江蘇省北部境內(nèi),大致呈南北走向。 線路起自濟(jì)青高鐵濰坊北站,向東出站后并行濰萊鐵路,沿著城市規(guī)劃邊界向南跨越濰萊鐵路、濟(jì)青高鐵,沿途經(jīng)日照等多個(gè)城市,最后接至徐宿淮鹽鐵路預(yù)留的洋河北站,新建線路長(zhǎng)度為399.247 km。

1.2 濰坊站現(xiàn)狀

濰坊站為膠濟(jì)高鐵中間站,膠濟(jì)高鐵正線由東至西橫穿濰坊市城區(qū)。 車站由南向北分別為貨運(yùn)車場(chǎng)與客運(yùn)車場(chǎng),貨運(yùn)車場(chǎng)設(shè)5 條到發(fā)線(含正線2 條),到發(fā)線有效長(zhǎng)度為1 050 m;客運(yùn)車場(chǎng)設(shè)3 臺(tái)7 線(含正線2條),到發(fā)線有效長(zhǎng)度787~1 131 m,設(shè)有存車線4 條。

1.3 濰坊北站現(xiàn)狀

濰坊北站為濟(jì)青高鐵客運(yùn)站,車站位于濰坊市寒亭區(qū)北柴埠營(yíng)村與邢家東莊村之間。 車站于2018 年12 月建成通車,車站既有規(guī)模為4 臺(tái)12 線(含正線4 條),于北側(cè)預(yù)留津?yàn)H—濰宿車場(chǎng),規(guī)模為3 臺(tái)8 線,濰萊高鐵方向別引入濟(jì)青—濰萊車場(chǎng)。 站房為高架式,建筑面積6 萬m2,已按設(shè)計(jì)總規(guī)模實(shí)施并投入使用。

1.4 樞紐總圖規(guī)劃概況

規(guī)劃年度內(nèi),濰坊樞紐將銜接濟(jì)南、青島、東營(yíng)、煙臺(tái)、萊西、新沂6 個(gè)方向,連接膠濟(jì)鐵路、膠濟(jì)高鐵、德大鐵路、大萊龍鐵路、益羊鐵路、青臨鐵路、壽平鐵路、坊子鐵路、濟(jì)青高鐵、津?yàn)H高鐵、濰宿高鐵、濰煙鐵路、濰萊高鐵、黃大鐵路、濰坊機(jī)場(chǎng)專用線、中港區(qū)疏港鐵路等16 條鐵路線。 其中濰萊高鐵、黃大鐵路、中港區(qū)疏港鐵路為在建鐵路;津?yàn)H高鐵、濰宿高鐵、濰煙鐵路、濰坊機(jī)場(chǎng)專用線為新線引入。

隨著新線引入,德大、大萊龍鐵路和濰煙鐵路組成客運(yùn)“北橫”通道;濟(jì)青高鐵、濰萊高鐵組成客運(yùn)“中橫”通道;膠濟(jì)線、膠濟(jì)高鐵組成樞紐客運(yùn)“南橫”通道;津?yàn)H高鐵、濰宿高鐵組成樞紐“一縱”客運(yùn)通道;最終樞紐系統(tǒng)將形成以“三橫一縱”通道為主要骨架的總圖格局。

2 濰坊樞紐客運(yùn)作業(yè)量及車流特點(diǎn)

規(guī)劃年度濰坊樞紐形成以濰坊和濰坊北為主要客運(yùn)站的兩站格局。 其中濰坊北站主要辦理濟(jì)青高鐵、津?yàn)H、濰宿、濰萊、濰煙鐵路通過作業(yè)以及濟(jì)青高鐵、津?yàn)H和本線始發(fā)終到作業(yè);濰坊站辦理膠濟(jì)高鐵通過作業(yè)及部分始發(fā)終到作業(yè)。

樞紐內(nèi)以通過車流為主,僅有少部分始發(fā)終到列車,近/遠(yuǎn)期辦理始發(fā)終到動(dòng)車組列車21/39 對(duì),辦理通過動(dòng)車組列車206/278 對(duì)(不含膠濟(jì)高鐵通過車),其中通過動(dòng)車組列車除濟(jì)青高鐵和本線車流外,主要還有本線津?yàn)H段至煙臺(tái)、青島方向車流和濟(jì)南至萊西方向車流[17],濰坊樞紐分方向客車對(duì)數(shù)示意(不含膠濟(jì)高鐵)見圖2。

圖2 濰坊樞紐分方向客車對(duì)數(shù)示意

3 濰宿高鐵引入濰坊樞紐方案研究

本線引入后將和津?yàn)H高鐵貫通,形成貫通濰坊樞紐南北的客運(yùn)通道,打造濰坊樞紐“三橫一縱”總圖格局中的“一縱”。

考慮濰坊北站已預(yù)留津?yàn)H—濰宿高鐵西進(jìn)東出引入條件,并提前實(shí)施了部分線下工程,結(jié)合樞紐總圖規(guī)劃和城市規(guī)劃及配套工程建設(shè)情況,首先研究津?yàn)H—濰宿高鐵引入濰坊北站方案;從通道順直角度考慮,研究新建濰坊西站方案。

3.1 濰坊北站現(xiàn)狀說明

津?yàn)H高鐵自西北側(cè)引入樞紐,在壽光市區(qū)東北側(cè)設(shè)置壽光北站,出站后南下再折向東,線路引入濰坊北站,在北側(cè)新建車場(chǎng);本線自津?yàn)H車場(chǎng)東端引出并折向南,沿城市規(guī)劃范圍東側(cè)向南出樞紐。 受拆遷和已建工程等因素影響,進(jìn)出津?yàn)H車場(chǎng)的兩端正線限速300 km/h和250 km/h。 濰宿高鐵引入濰坊北站示意見圖3。

圖3 引入濰坊北站方案示意

3.2 新建濰坊西站方案說明

津?yàn)H高鐵自西北側(cè)引入樞紐,在壽光市區(qū)東北側(cè)設(shè)置壽光北站,出站后南下跨越濟(jì)青高鐵后在于河鎮(zhèn)西北側(cè)新建濰坊西站;濰宿高鐵自車站引出,向南出樞紐。 設(shè)天津至青島方向聯(lián)絡(luò)線。 濰宿高鐵引入新建濰坊西站示意見圖4。

圖4 新建濰坊西站方案示意

3.3 方案比選及推薦意見

考慮到經(jīng)濟(jì)[18]、便捷、符合規(guī)劃、既有工程利用[19]的原則,從線路長(zhǎng)度及工程投資、運(yùn)營(yíng)管理、工程銜接[20]、旅客出行、規(guī)劃符合性等角度對(duì)兩個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,見表1。

表1 引入樞紐方案綜合比較

由表1 可知,引入濰坊北站方案樞紐內(nèi)高鐵集中設(shè)站,客運(yùn)設(shè)施集中,有利于運(yùn)營(yíng)管理,旅客出行方便,與預(yù)留及已實(shí)施工程契合,符合城市規(guī)劃,因此推薦引入濰坊北站方案。

3.4 跨線車解決方案

根據(jù)客流預(yù)測(cè),研究年度煙臺(tái)、萊西至臨沂方向跨線車分別為5,10 對(duì)/d。

為解決跨線客流,可以采用煙臺(tái)、萊西至臨沂方向客車經(jīng)濰坊北折角作業(yè)方案,或設(shè)置濰宿濰萊聯(lián)絡(luò)線方案。

3.4.1 煙臺(tái)、萊西至臨沂方向客車經(jīng)濰坊北折角作業(yè)方案

(1)濰坊北站濟(jì)青場(chǎng)作業(yè)量分析

濰坊北濟(jì)青場(chǎng)現(xiàn)有4 臺(tái)12 線,其中正線4 條,到發(fā)線8 條,車場(chǎng)無擴(kuò)建條件。 不含本線折角車流,目前該場(chǎng)作業(yè)對(duì)數(shù)見表2。

表2 濰坊北站濟(jì)青場(chǎng)作業(yè)量 對(duì)/d

(2)本線引入濰坊北站濟(jì)青場(chǎng)折角作業(yè)方案

濰萊高鐵立折線設(shè)在濟(jì)青下行場(chǎng),煙臺(tái)、萊西至臨沂方向的跨線車可以通過立折線進(jìn)濟(jì)青下行場(chǎng),通過濟(jì)青濰宿下行聯(lián)絡(luò)線折到臨沂方向;但是臨沂至煙臺(tái)、萊西方向的車,如果進(jìn)到濟(jì)青上行場(chǎng),則無法連通煙臺(tái)、萊西方向,為此在濟(jì)青下行場(chǎng)與津?yàn)H上行場(chǎng)設(shè)置場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線。 引入濰坊北站濟(jì)青場(chǎng)折角作業(yè)方案示意見圖5。

圖5 引入濰坊北站濟(jì)青場(chǎng)折角作業(yè)方案平面布置

濟(jì)青—濰萊下行場(chǎng)設(shè)到發(fā)線4 條,暫按通過車停站率100%考慮,濟(jì)青—濰萊下行場(chǎng)近、遠(yuǎn)期辦理量為166,224 列/d。 濟(jì)青下行場(chǎng)近期到發(fā)線能力滿足運(yùn)輸組織需求,遠(yuǎn)期到發(fā)線能力緊張,需適當(dāng)降低通過列車停站率來滿足運(yùn)輸組織需求。

根據(jù)客運(yùn)量預(yù)測(cè),煙臺(tái)、萊西至臨沂方向近遠(yuǎn)期客車對(duì)數(shù)分別為5,10 對(duì)/d,且該跨線車只能在濟(jì)青—濰萊下行場(chǎng)最外側(cè)兩條到發(fā)線辦理,到發(fā)線運(yùn)用不均衡,進(jìn)一步加劇了濟(jì)青下行場(chǎng)到發(fā)線能力緊張的局面。

按折角作業(yè)占用21 min 計(jì),濰萊高鐵昌邑南至新沂東站運(yùn)行時(shí)間為95 min。

3.4.2 設(shè)置濰新濰萊聯(lián)絡(luò)線方案

濰萊高鐵已為濰宿濰萊聯(lián)絡(luò)線預(yù)留接軌條件,目前濰宿濰萊聯(lián)絡(luò)線自濰萊高鐵王伯村線路所出岔點(diǎn)至可分期修建起點(diǎn)范圍的線下工程和岔后100 m 范圍內(nèi)的軌道工程已實(shí)施。 設(shè)置濰宿濰萊聯(lián)絡(luò)線方案示意見圖6。

圖6 設(shè)置濰宿濰萊聯(lián)絡(luò)線方案平面布置

3.4.3 方案分析及建議

盡管遠(yuǎn)期濰坊北站到發(fā)線能力趨于飽和,需降低通過車停站率以滿足煙臺(tái)、萊西至臨沂方向跨線車折角開行的需求,但如果煙臺(tái)、萊西至臨沂方向跨線車通過濰宿濰萊聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濰坊北站直接南下,該跨線車無法服務(wù)濰坊市,不利于客流吸引,運(yùn)輸收益也有所降低。 跨線車解決方案綜合比較見表3。

表3 煙臺(tái)、萊西至臨沂方向跨線車解決方案綜合比較

鑒于以上分析,本次研究推薦煙臺(tái)、萊西至臨沂方向跨線車引入濰坊北站濟(jì)青場(chǎng)折角作業(yè)方案,需配套實(shí)施的濰宿濟(jì)青場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線納入津維高鐵工程實(shí)施。

根據(jù)津?yàn)H高鐵研究結(jié)論,津?yàn)H高鐵線路別引入濰坊北站,在濟(jì)青車場(chǎng)北側(cè)橫列布置車場(chǎng)(投資納入津?yàn)H高鐵工程),規(guī)模為3 臺(tái)8 線。 本線自津?yàn)H車場(chǎng)東端引出向東后折向南出濰坊樞紐,同時(shí)在樞紐內(nèi)新建濟(jì)青高鐵濟(jì)南方向至濰宿高鐵宿遷方向聯(lián)絡(luò)線。

4 結(jié)論

基于既有研究?jī)?nèi)容及方法,結(jié)合樞紐現(xiàn)狀、總圖規(guī)劃及運(yùn)量,研究濰宿高鐵引入濰坊樞紐方案及跨線車流解決方案,得到以下結(jié)論。

(1)高鐵引入樞紐方案應(yīng)充分利用既有、在建、近遠(yuǎn)期預(yù)留鐵路。 鑒于引入新建車站方案在線路順直性及工程投資等方面占優(yōu),將引入新建站及既有站方案從路網(wǎng)通達(dá)性、行車組織協(xié)調(diào)性、工程投資經(jīng)濟(jì)性、施工難易程度等方面進(jìn)行綜合研究比選。

(2)濰宿高鐵引入樞紐后,應(yīng)充分考慮煙臺(tái)、萊西至臨沂方向跨線車流的解決方案。 基于列車折角作業(yè)方案與新建聯(lián)絡(luò)線方案,通過經(jīng)濟(jì)、列車運(yùn)行時(shí)分、對(duì)城市的服務(wù)水平3 方面的比選,采用列車折角作業(yè)方案,配套新建濟(jì)青高鐵濟(jì)南方向至濰宿高鐵宿遷方向場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線,以提高鐵路對(duì)城市服務(wù)水平,節(jié)省工程投資。