利用既有铁路发展市域(郊)铁路建设模式研究
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建设标准化/ C o n s t r u c t i o n S t a n d a r d i z a t i o n
利用既有铁路发展市域
张波1,余(郊)铁路建设模式研究攀1,宋唯维2
(1.中铁第四勘察设计院集团有限公司线站院,湖北武汉430063;
2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804)
摘要:当时我国城市化加速,都市圈发展迅速,对市域(郊)铁路需求突显,国家目前也在大力发展市域(郊)铁路。
从国内外市域(郊)铁路发展情况来看,利用既有铁路资源发展市域(郊)铁路是优先发展方向,总结市域(郊)铁路的建设模式分为新建市域(郊)铁路和利用既有铁路资源:,文章详细对利用既有铁路发展 市域(郊)铁路的三类模式,从线路情况、设备设施、运输组织模式等方面进行了总结和分析:
关键词:市域(郊)铁路;既有铁路;建设模式
1引言
随着国家新型城镇化的快速发展,市域(郊)铁 路必将在支撑我国中心城市城乡一体化中发挥重要作 用,既有铁路逐步被沿线城镇包围,部分城市圈内部 的既有铁路已位于市域(郊)客流廊道上,既有车站 位于主要客流集散点,利用既有铁路开行市域列车更 利于服务乘客。
充分利用既有铁路资源扩大城市交通 供给能力,是解决当前城市交通问题、城镇化布局问 题的有效途径。
2017年6月国家发改委联合多部门发布《关于 促进市域(郊)铁路发展的指导意见》,提出优先考 虑利用既有资源开行市域(郊)列车;2020年12月7曰,《国务院办公厅转发国家发展改革委等单位关 于推动都市圈市域(郊)铁路加快发展意见的通知》中要求全面放开改造既有铁路开行市域(郊)列车的 项目实施条件,城市政府和铁路企业协商决策后即可 组织实施。
范金南以余姚站至宁波站利用既有萧南铁路幵行 城际动车组为例,认为利用这些既有铁路资源参与城 市及市郊客运,工程投资省、建设周期短,同时还能 盘活既有铁路资源,使地方政府和铁路部门达到双嬴。
纪尚志、崔扬以天津市为例,认为铁路快速发展为天 津城市开行市郊列车创造了条件。
张磊,高昂分析了 上海、石家庄、巴黎对于既有铁路利用服务城市交通 的案例,对既有铁路参与城市交通的策略进行了研究,认为利用既有铁路开行通勤列车的成败在于地方政府 与铁路企业的合作机制。
唐怀海认为我国利用既有铁 路发展市郊铁路存在既有干线铁路开行市郊列车的能 力有限、既有铁路与城市功能空间协同发展不够、既有铁路设施布局难以适应都市圈通勤通学需求、路地 双方协同发展的体制机制不够完善的问题。
闫红通过 对北京已开通运营的利用既有线开行的市郊铁路城市 副中心线、S2线及S5线的分析,发现利用既有铁路 开行市郊列车存在枢纽内主客站能力紧张。
通过文献调研,当前国内对于利用既有铁路发展 市域铁路的建设模式的系统分析较少,因此,对于利 用既有铁路发展市域(郊)铁路的建设模式进行研究 很有必要。
2市域(郊)铁路的建设模式
市域(郊)铁路主要在经济发达、人口聚集的都 市圈内的中心城市,主要解决新城与中心城各组团之 间的旅客联系、都市区各组团间的旅客交流,以及为 沿途城市组团之间的客流提供快速、大容量、公交化 公共交通服务方式。
市域(郊)铁路的功能和服务水 平介于地铁和城际铁路之间,重点满足l h通勤圈快 速通达出行需求,与干线铁路、城际铁路、城市轨道 交通形成网络层次清晰、功能定位合理、衔接一体高 效的交通体系,是支撑和引导大城市由单中心向多中 心发展形态转变、促进新城发展的重要手段。
根据我国铁路建设运营现状,并积极响应国家发 改委关于市域(郊)铁路发展的指导意见,总结出市 域(郊)铁路的建设模式主要分为两类:新建市域(郊)铁路和利用既有铁路资源,通过既有铁路补强、局部 线路改扩建、站房站台改造等方式开行市域(郊)列车。
2.1新建市域(郊)铁路
新建市域(郊)铁路线路包括直接新建和利用铁 路既有通道新建。
新建市域(郊)铁路的规划与建设
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流程接近城市轨道交通的模式,在建设标准上,要避 免出现“两头化”现象,避免把城际铁路建成高铁或 地铁。
市域(郊)铁路新建线路单程通行时间宜不超 过l h,设计速度宜为100~160km/h,平均站间距原 则上不小于3km,早晚高峰发车间隔不超过lOmin,
具体标准应根据客流需求、服务范围、工程条件、用 地标准等合理确定。
利用铁路既有通道的新建模式相对于直接新建而 言,减少了征地拆迁的成本,但新建铁路工程较为复 杂,且建设耗资巨大,建设周期长,对国家及地方政 府造成较大的财政压力。
2.2利用既有铁路资源幵行市域(郊)列车
利用既有铁路资源幵行市域(郊)列车主要包括 两种建设模式:直接利用铁路富余能力幵行市域(郊)列车和利用既有线路改建幵行市域(郊)列车。
随着 客运专线大规模建设,既有线能力得到充分释放,部 分铁路枢纽内的干线、支线、专用线逐步弱化,通过 适当的设备改造开行市域列车,从而实现铁路闲置资 源再利用。
局部线路改扩建、站房站台改造等工程相 对于新建线路来说,建设成本也大大降低,可以有效 提高铁路部门在运输市场中的竞争力,实现经济效益 新的增长。
因此在推动市域(郊)铁路发展时可优先考虑利 用既有铁路资源,一方面通过既有铁路补强、局部线 路改扩建、改建或增设车站等方式,扩大铁路服务城 市交通的供给能力;另一方面通过客运设施改建,如 站房、站厅、乘降设施改扩建、票务系统升级等方式,适应市域(郊)客流快速进出车站的要求,提升服务质量。
3利用既有铁路发展市域(郊)铁路建设模式结合国内外市域(郊)铁路发展情况,利用既有 铁路资源开行市域(郊)列车的模式引用已十分普遍。
在市域(郊)铁路发展落后于城镇化进程的整体条件 下,利用既有铁路资源开行市域(郊)列车是缓和交 通基础设施长建设周期与城市群间出行需求间矛盾的 有效办法。
同时,市域(郊)铁路发展利用既有铁路 资源是基于传统铁路资源存在富余运力的基础之上 的,不仅不会对既有铁路服务形成挤压,反而通过发 展市域(郊)铁路盘活既有铁路资产,提高系统运行 整体效率和综合效益,实现对于国土空间的优化开 发。
利用既有铁路资源发展市域(郊)铁路是市域(郊)铁路的优先发展方向,各方在利用既有铁路资源发展 市域(郊)铁路方面具有积极性,但如何选择适合的 建设模式仍需进一步探究。
以下将对利用既有铁路发 展市域(郊)铁路的各类模式进行分析,从线路情况、设备设施、运输组织模式等方面总结各类模式的特点及局限性。
3.1直接利用既有铁路富余能力幵行市域(郊)列车
直接利用既有铁路富余能力开行市域(郊)列车 是指在具备较大富余能力的国铁线路上,共用线路基 础设施,无需进行设备改造直接幵行市域(郊)列车。
3.1.1线路情况
国内大力发展的城际铁路设施先进、行车通过能 力大,在市区设站较多,且部分新幵通的城际铁路线 路客流量不大,符合市域(郊)列车的开行技术标准,因此可以利用该类铁路的富余能力直接幵行市域(郊)列车。
此外,此前已完成改造的客货共线铁路还存在 较大富余能力,在设备升级后具备幵行市域(郊)列 车的条件,也可作为直接幵行市域(郊)列车的线路。
3.1.2设备设施
在既有铁路线路上开行的市域(郊)列车一般选 用国铁制式车型。
若采取铁路局代为运营的模式时,车辆维修工作由铁路局动车段代管,动车组日常检修 可利用既有铁路车辆段,受设备设施条件限制无法在 车辆段实施的作业内容,由代管动车段将动车组空送 至具备条件的动车所组织实施。
由于设计速度160 k m/h的客货共线铁路采用C T C S-0级或C T C S-1级列控系统,设计速度 200 k m/h客货共线铁路和城际铁路采用C T C S-2级 列控系统,因此在该类铁路上直接幵行的市域(郊〉列车列控系统需与其保持一致。
3.1.3运输组织模式
利用既有铁路直接幵行市域(郊)列车的情况多 发生在新幵通、客流量不大的城际铁路,或前期已完 成过电气化改造的客货共线上。
这类客货共线的铁路 多其是以货运为主、客运为辅,运营客运量较小,因 此其运营组织模式可根据市域(郊)铁路的客流特点,利用早晚高峰幵行市域(郊)铁路,平峰时期组织货 运列车或普通旅客列车开行。
对于新幵通的客运量不大的城际铁路而言,需结 合城际客流和市域客流的特点决定幵行时间与幵行对 数。
为便于市域(郊)铁路客运组织,可在对应时段 内采用固定到发线与固定站台,便于旅客实现迅速乘 降与换乘。
3.1.4局限性
由于部分城际铁路站间距远大于市域(郊)铁路 站间距的要求,因此客流的吸引范围大大减少,而市 域(郊)列车幵行的重要条件就是存在大量的客流,且客流特征以通勤特性为主,具备明显的方向性。
若 市域(郊)铁路失去了客流支撑,意味着其运营会产 生较大亏损,其幵行的必要性会大打折扣。
对于客货 共线的铁路而言,由于该类车站同时办理客运或货运,车站位置相比客运站会更为偏僻,若没有完善的配套
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交通接驳设施,会造成乘客出行不便,进而影响客流。
3.2利用既有铁路改建幵行市域(郊)列车
3.2.1线路情况
随着高速铁路的建设,铁路货运组织方式转变,枢纽内行车量不大的既有干线或枢纽联络线、支线、专用线等线路的运能得到了释放,开行市域(郊)列 车可以有效填补既有铁路这部分富余运能,提高线路 能力利用率。
但这些线路技术标准较低,沿线车站设 备设施陈旧,需要进行适应性改造才能满足市域(郊)列车的开行。
3.2.2设备设施改造
既有铁路包括客货共线和客运专线,线路间的技 术标准存在较大差异,因此在设备设施改建时应因线 制宜。
目前的改建形式主要分为如下三种:
(1 )既有铁路局部改建开行市域(郊)列车。
对于客运专线而言,其建设标准较高,符合市域(郊)铁路建设标准,因此线路能力提升空间较少,主要集 中在运营组织层面的优化调整,其中包括车辆编组、票务系统、列车幵行方案和乘客进出站流线等方面。
在车辆编组方案上,市域(郊)列车不必一味采 用固定编组方式,可根据客流情况灵活编组,在早晚 高峰时期可增加编组辆数来提高运能,平峰时期可减 少车辆编组以减少运营成本。
在列车开行方案上,也 可根据客流情况决定早晚高峰的开行频率。
在乘客进出站流线设计方面,为适应市域(郊)旅客快进快出的出行需求,可通过站房改造划分出专 用候车区域和进出站通道。
在票务系统层面,一方面 要考虑到通勤旅客的可接受出行成本,另一方面需要 考虑到运输企业的运营成本,两者存在着吸引客流量 与运营效益间的博弈,因此需要根据实际情况制定合 理的票价政策。
此外,市域(郊)铁路作为城市交通系统的组成 部分,其与城市轨道交通实现互联互通是城市交通发 展的必然趋势,因此在票务系统方面应考虑实现票务 系统一体化,即使用城市一卡通可乘坐市域(郊)列车。
(2 )既有铁路电气化改造幵行市域列车。
需进 行电气化改造的线路建设年代久远,多为单线铁路,主要采用内燃牵引,允许速度为70 km/h,旦既有车 站客运设备少,信号装备整体落后,该类铁路线路车 站需要进行电气化改造,配套增设客运站和客运设施 才能够达到开行市域(郊)列车要求。
在机车类型选择方面,电力普速列车运行速度低,运行噪声和振动较大,旅客舒适性不高,电气化改造 后通常选用电力动车组。
在信号制式方面,城市轨道 交通系列的CBTC系统和铁路的CTCS系统均可满 足市域(郊)铁路的要求,但考虑到对货物列车的兼容,在信号制式上采用CTCS系统。
总体而言,既有铁路
电气化改造较为复杂,除此之外还需要进行车站改造、动车组购置、信号系统升级,投入成本较大。
(3 )既有铁路增建复线开行市域列车。
既有铁 路增建复线的线路主要为铁路支线,由于既有铁路线 路运输能力受限,且通过增设车站等改造措施对提高 线路能力的效果欠佳,因而选择通过增建复线以提高 线路通过能力。
增建复线后的铁路等级多为I级,线路建设要求服从市域(郊)铁路设计标准。
在增建 复线时考虑到与其他轨道交通方式的换乘通道建设问 题,因此多伴随着站房改扩建措施。
(4)运输组织模式。
市域(郊)列车的运营组 织模式视线路而定。
若既有铁路线路以国铁功能为主,兼顾市域功能,那么在满足既有客货运输的前提下,市域(郊)列车的运输方案(开行对数和开行时间)受到既有铁路的影响,实现高频次公交化的运输难度 较大。
若既有铁路以市域(郊)功能为主,兼顾国铁 功能,那么可以充分考虑市域(郊)铁路公交化的运 营特征以及旅客快进快出的要求,在此基础上再考虑 兼顾货运的运输要求,一般这类线路以运量较低的单 线货运铁路的支线居多。
(5 )局限性。
利用既有铁路幵行市域(郊)列车,其与原有列车共线运营,两种列车在高峰时段相互冲 突。
大城市间的“夕发朝至”列车和“朝发夕归”列 车,其“朝”与“夕”两个高峰时段,恰好也是市域 列车幵行的黄金时段。
在我国,大城市国铁主干线的 能力通常较为紧张,并且满足全路统一的列车运行图 的要求,因而客货列车幵行对数、到发时间较为固定。
而作为通勤铁路,市域(郊)铁路要求上下班高峰期 发车间隔一定要小,以符合通勤铁路客流的时间分布 特征,但实际情况是市域(郊)列车开行时间受制于 城市间旅客列车到发时刻的影响,因此市域(郊)列 车想形成公交化运营模式存在较大困难。
市域(郊)铁路的票制与城市轨道交通的票制一 体化的发展是必然趋势,利用城市一卡通即可乘坐市 域(郊)铁路。
但由于市域(郊)铁路与国铁共线幵行,旦在同一个车站办理客运业务,如何在站内快速便捷 地区分市域(郊)客流与国铁客流是车站改造需要关 注的重点,由于利用既有铁路开行市域(郊)带来的 票务清分问题较为复杂,需要进行进一步研究。
3.3利用既有铁路通道新建市域(郊)铁路
3.3.1线路情况
随着铁路路网的逐渐完善,部分铁路通道的功能 逐步弱化,甚至部分既有线在功能替换完成后具有废 弃的条件。
在这种情况下,利用废弃铁路的既有通道 新建市域(郊)铁路,有利于市域(郊)列车独立运行,运输组织灵活方便,实现了废弃资源再利用的可持续 发展。
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3.3.2设备设施
利用铁路通道新建市域(郊)铁路的方式使得市 域(郊)列车的开行不受共线列车的影响,因此在设 备设施配置时应转变设计思路,充分发挥市域(郊)铁路引导城市向多中心形态转变、推动新城发展的功能。
在车站选址与设计中,应当以城市总体规划为 依据,结合沿线用地性质及客流条件、周边土地综 合利用情况,以及与其他交通方式的衔接,合理确定 车站站位和线路敷设方式,既要保障市域(郊)铁路 的客流量,又要为旅客出行提供舒适便捷的乘车与换 乘体验。
在车辆选择方面,新建市域(郊)铁路线路 不必受到铁路的影响,可结合市域(郊)列车自身载 客量大、舒适性高、快速乘降、快起快停、速度值在 100~ 160 km/h的特点及线路情况与客流需求,选择 适合自己的车型,除采用高铁动车组或地铁车型外,还可选用市域A型、B型、C型、D型车等多种车 型。
在信号制式方面,城轨系列的CBTC系统和铁 路的CTCS系统均可满足市域(郊)铁路的速度要求,这两种信号制式均具备高安全性、高可靠性和高可用 性的特点,完全可满足市域列车的曰常运营,因此,选用信号制式时可因线制宜,根据线路情况灵活选用 CBTC系统或CTCS系统。
3.3.3运输组织模式
在列车幵行方案上,在新建线路上开行的市域 (郊)列车的开行方案设计原则应与城市轨道交通相 一致,在早晚高峰时期发车间隔较小,以满足客流通 勤的需求,当能力不足时首先考虑缩短发车间隔,增 加发车频率,也可考虑增加列车编组辆数来提高运能。
在平峰时期可适当扩宽发车间隔,满足平峰时期的客 流需求。
在票务系统中,市域(郊)铁路应突破传统铁路 的“提前候车、核对车次、检票上车、对号入座”的 模式,应以旅客“快进快出”为目标。
市域(郊)铁 路应借鉴地铁车站和列车乘降管理经验和做法,规范 设置指示牌、电子显示屏等导向标识和安检设施,采 用自动检票闸机进出站,车内不对号,不限定具体车 次与座席,旅客可以选择最近车次,随到随走。
此外,应考虑在市域(郊)铁路和城市轨道交通间实现票务 系统一体化,即使用城市交通卡可乘坐市域列车。
3.3.4局限性
利用铁路既有通道的新建模式相对于直接新建而言,减少了征地拆迀的成本,但总体而言,新建工程
仍较为复杂,旦建设耗资巨大,建设周期长。
根据目
前的市域(郊)列车运营情况来看,国内市域(郊)
铁路普遍处于入不敷出的状态,而新建市域(郊)相
比于既有铁路改造投资成本巨大,会对国家及地方政
府造成较大的财政压力。
因此在选择通过既有铁路通
道新建市域(郊)铁路时应慎重考虑、因地制宜。
4结语
文章结合国内外市域(郊)铁路发展情况来看,
认为利用既有铁路资源发展市域(郊)铁路是市域(郊)
铁路的优先发展方向,各方在利用既有铁路资源发展
市域(郊)铁路方面具有积极性。
对利用既有铁路发
展市域(郊)铁路的三类模式,从线路情况、设备设施、
运输组织模式等方面进行了总结和分析。
作者简介:张波(1973-),男,籍贯:江苏泰兴,学历:
本科,职称:高级工程师,研究方向:市域铁路规划
与设计。
基金项目:铁四院科技研究开发项目立项课题:“既
有铁路开行市域列车建设条件及主要技术标准研究”
阶段性成果。
课题编号:2020K029。
参考文献:
[1]范金南.既有铁路改造建设运营管理模式探讨
D].科技创业月刊,2017,30(12):105—106.
|;2]纪尚志.崔扬.利用既有铁路发展市郊铁路的
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交通运输部、中国工程院.2018世界交通运输大会论文
集[C].中国科学技术协会、交通运输部、中国工程院:
中国公路学会,2018:12.
[3] 张磊,高昂.缝合城市,利用既有铁路参与城
市交通的研究---以绍兴市上虞区为例[A].中国城市
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中国城市规划学会、重庆市人民政府:中国城市规划学
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[4] 唐怀海.利用既有铁路发展市郊铁路的思考与 建议D].中国铁路,2020(05):1—4.
[5] 闫红.利用既有线开行市郊列车发展建设探讨 U].高速铁路技术,2020(S1):35-38.
25。