市域（郊）铁路与城市轨道交通贯通运营适应性分析.pdf

为加强都市圈内各城市之间及城市中心城区与周边组团之间的联系，提高市域（郊）铁路与城市轨道交通衔接的便捷性并尽可能实现二者贯通运营十分必要。但二者在功能、客流特性、技术标准、运输组织等方面存在差异，因此在决策前判定二者是否有必要贯通运营，以及是否具备贯通运营条件，成为当务之急。为此，文章在分析国内外市域（郊）铁路发展状况及其与城市轨道交通贯通运营现状的基础上，结合合肥都市圈市域（郊）铁路与城市轨道交通衔接的案例，从客流需求、通过能力、技术3方面对市域（郊）铁路与城市轨道交通贯通运营的适应性进行分析，以期为此类问题的解决提供思路和参考。关键词：市域（郊）铁路；城市轨道交通；贯通运营；适应性分析；衔接中图分类号：U239.5市域（郊）铁路是在都市圈范围内或市域行政管辖范围内，连接市区与外围组团，串联沿线主要城镇及客流集散点，采用大站距、全封闭方式的快速轨道交通系统，最高运行速度通常为1 2 0 1 6 0 km/h。其为城市轨道交通（以下简称“城轨”）发展到一定阶段而产生的、用于支撑市域空间结构拓展的交通系统。因此，做好与既有或规划城轨线路的衔接，实现与其贯通运营，对于市域（郊）铁路最大限度吸引客流、保障服务水平至关重要。1国内外发展及贯通运营现状1.1国外典型都市圈国外不同层次轨道交通系统的贯通运营起步较早，并且形成了一定的规模。下面将对东京、巴黎、纽约三大典型都市圈中市域（郊）铁路与城轨的贯通运营现状进行分析。（1）东京都市圈。东京都市圈轨道交通网络由外围的市郊铁路线（JR线+私铁）与中心城区的地铁线构成，整体呈现“环+放射”状网络结构。其中，已运营市郊铁路线共计9 7 条，运营里程达2 7 0 4km；已运营地铁线仅1 3条，运营里程约30 4km。为满足高峰期客流从外围直达中心城区的需求，开通的1 3条地铁线中有1 0 条已实现与私铁或JR线的贯通运营。东京都市圈轨道交通贯通运营模式如图1 所示。地铁线CBD列车直通服务市郊铁路线换乘站注：CBD为中央商务区。图1 东京都市圈轨道交通贯通运营模式（2）巴黎都市圈。巴黎都市圈轨道交通网络包括16条地铁线（总长2 41 km）、5条区域快铁RER线（含市郊铁路线接轨站换乘站山手线环线第一作者：蒋春生，男，高级工程师现代城市轨道交通9/2 0 2 3MODERNURBANTRANSIT1规划设计市域（郊）铁路与城市轨道交通贯通运营适应性分析支线，总长58 7 km）、8 条市郊铁路Transilien线（总长1296km）。其中，地铁线服务于距巴黎市中心半径约68km范围内的客流出行；RER线主要服务于距巴黎市区半径约40 50 km范围内的通勤通学客流出行；Transilien线主要服务于巴黎都市圈外围远郊区。RER线从郊区进入中心城区，贯穿市区，并在市区内与地铁线路以站点换乘的方式实现衔接，在城市外围则与多条Transilien线贯通运营。巴黎都市圈轨道交通贯通运营模式如图2 所示。地面Transilien地铁地下RER郊区与Transilien共通道市区与Transilien独立图2 巴黎都市圈轨道交通贯通运营模式（3）纽约都市圈。纽约都市圈轨道交通网络由25条城轨线、2 7 条市郊铁路线（含支线，总长度约3197km）组成。其中，市郊铁路呈“主线+支线”布局，主要包括长岛铁路、大都会北方铁路、新泽西铁路及其支线，如长岛铁路含1 条主线+1 0 条支线，覆盖长岛全岛。市郊铁路线均深入中心城区内部，止于市区主要铁路车站，通过在铁路车站换乘的方式衔接城轨。纽约都市圈轨道交通布局及贯通运营状况如图3所示。综上所述，东京、巴黎、纽约三大都市圈市域(郊)铁路发展及运营组织情况如表1 所示。可以看出，国外都市圈市域（郊）铁路的建设规模远超过中心城区地铁，其线路长度在都市圈轨道交通线路总长度中的占比多在7 0%以上，其客流量在公交客流总量中的占比通常超过30%。其一般采用大小交路结合、快慢车混跑的运营模式，运营组织灵活，可适应不同客都市圈运营线路及规模JR线共31 条，运营里程1 49 1 km；东京私铁共6 6 条，运营里程1 2 1 3kmTransilien线共8 条，运营里程巴黎1296km长岛铁路、大都会北方铁路、新泽西纽约铁路等，共2 7 条，运营里程31 9 7 km大都市区纽约市区曼哈顿区/中心城区核心区/CBD市郊铁路市郊铁路车站纽约城轨图3纽约都市圈轨道交通布局及贯通运营状况流需求，并通过深入中心城区及与城轨贯通运营的方式满足中心城区与外围郊区之间客流直达运输的需求。Transilien地面1.2国内相比之下，国内市域（郊）铁路起步较晚，发展相郊区与Transilien共通道对滞后，有效供给能力不足，成为大城市公共交通的短板。国内的市域（郊）铁路是在大城市城轨发展到一定阶段后，需要更加快速、高效、灵活的交通系统以实现区域内更大范围联系的情况下着手发展的。由于规划之初，中心城区主要通道已经被城轨、城市快速路占据，因此我国的市域（郊）铁路极少有独立贯穿城区的线路，多为外围射线。此外，城轨的最高运行速度通常不超过1 0 0 km/h，而市域（郊）铁路的最高运行速度普遍为120km/h及以上，加之二者在功能及制式等方面存在明显差异，因此市域（郊）铁路通常是在城市外围通过站点换乘的方式实现与城轨的衔接，暂无贯通运营实例。虽然如此，但关于不同层次轨道交通网络融合、不同轨道交通系统互联互通（其中包括市域（郊）铁路与城轨贯通运营）的研究却在广泛开展，并获得了丰硕的成果。例如，重庆市郊铁路跳碴至江津线根据重庆市“三铁融合”的发展战略，为实现与地铁5号线（采用DC1500V接触网供电制式，速度目标值1 0 0 km/h）单向贯通运营，首次选用山地城市As双流制车（采用DC1500V与AC25kV接触网供电制式，速度目标值1 2 0 km/h)，应用表1 三大都市圈市域（郊）铁路发展及运营组织情况汇总覆盖范围运营模式大小交路、多通过在山手环线各枢纽东京都及东京近郊环+放射快慢车混跑大小交路、外围远郊区贯穿+放射快慢车混跑大小交路、纽约都市圈主线+支线快慢车混跑总体布局特征进人中心城区方式站换乘，与地铁衔接通过在外围郊区与RER线贯通运营，进人中心城区深入中心城内部，通过在主要铁路车站换乘的方式衔接城轨2MODERNURBANTRANSIT9/2023现代城市轨道交通市域（郊）铁路与城市轨道交通贯通运营适应性分析规划设计不停车全自动交直流切换技术，如图4所示。准备切换完成切换25kV无电区T图4DC1500V/AC25kV供电不停车全自动切换示意图2市域（郊）铁路与城轨贯通运营适应性分析市域（郊）铁路与城轨贯通运营可以分为单向贯通和双向贯通2 种模式。考虑到城轨的服务范围主要为中心城区，而市域（郊）铁路又有深人中心城区的需求，本文重点针对市域（郊）铁路跨线运营至城轨线路的单向贯通模式进行研究，并以合肥至庐江市域铁路（以下简称“合庐线”）与合肥市轨道交通8 号线贯通运营为例，具体分析其适应性。2.1客流需求分析合肥市轨道交通8 号线为中心城区的南北方向快线，全长47 km，采用6 辆编组B型车；合庐线为长江三角洲地区多层次轨道交通规划中远期布局的一条市域（郊）铁路线，主线长约6 5km，拟与8 号线衔接，主要承担合肥与庐江之间的跨组团客流，其客流整体呈现向合肥市区聚集的特征。因线路定位不同，合庐线与8 号线客流水平存在着较大差距，两线衔接后的远期高峰小时最大断面客流量如图5所示。贯通运营的目的是满足跨线客流直达运输的需求，合肥市轨道交通8 号线400003603735000300002500020000150001000050000以减小换乘压力。因此，只有当跨线客流达到一定数量，才有必要实施贯通运营，跨线客流量越大，贯通开始切换运营的必要性越强。据预测，合庐线本线远期客流将达1 4.8 万人次日，其中庐江（含合庐产业新城、庐1500V江北部城镇、庐江县城）与合肥市区之间的交换客流达9.6万人次日，在全线总客流中占比达6 4.8%，跨线客流量大，占比高，如图6 所示。此外，根据分析，合庐线与8 号线贯通运营后的全程旅行时间较同台及通道换乘分别节省约3min、5mi n，可有效提升庐江至合肥主城区客流出行的便捷性。因此，合庐线与8 号线有较强的贯通运营客流需求。10.560/7.12%34.560/23.32%合肥市区组团合庐产业新城15716/10.6%788/0.53%注：图中文字下方数据为组团内部客流量及其在总客流量中的占比；箭头上方数据为组团间客流交换量及其在总客流量中的占比。图6合庐线各组团间客流交换特征示意图（单位：人次日）2.2通过能力适应性分析市域（郊）铁路与城轨贯通运营会对贯通区段的通过能力产生影响，因此需要对此进行计算，分析贯通运营的适应性，并综合考虑服务水平、运营组织及工程经济性等因素，确立合理的运营组织方案。合庐线与8 号线贯通运营，拟采用与8 号线一致的合庐线8595国不工回国不转金翼50.880/34.32%9557/6.44%1.968/1.23%7.866/5.3%庐江北部城镇庐江县城组团531/0.36%15.830/10.68%下行上行工3图5合庐线与8 号线衔接后远期高峰小时最大断面客流量示意图现代城市轨道交通9/2023MODERNURBANTRANSIT3规划设计市域（郊）铁路与城市轨道交通贯通运营适应性分析B型车。8 号线为合肥市中心城区南北向城轨快线，客流量大、行车密度高。合庐线在贯通区段采用不同编组，会对8 号线运能产生不同影响，具体如表2 所示。由表2 可知，8 号线自身运能余量已经比较吃紧，因此合庐线应在与8 号线贯通运营区段尽量采用与其一致的6 辆编组列车，以减少对8 号线运能的影响。然而，由于合庐线自身客流量较小，如果合庐线全线采用6 辆编组列车，虽可满足客流需求，但会降低自身服务水平并造成土建工程的浪费，因此其与8 号线贯通运营时，应综合考虑其自身服务水平、运营组织条件及工程经济性，采取4/6 辆编组混跑、快慢车结合的运营组织方案，即大站快车采用6 辆编组与8 号线跨线贯通运营，在贯通区段内站站停，在本线仅停靠大站快车停靠站，站站停慢车采用4辆编组，停靠本线所有车站，如图7 所示。2.3技术适应性分析市域（郊）铁路与城轨贯通运营的前提是二者的车辆限界、牵引供电制式和信号系统具备统一性或兼容性。（1）车辆限界。车辆限界直接影响车站、区间相关设施的适配性。例如，贯通区段站台长度及高度、站台与车辆的间隙、隧道尺寸等是否满足市域（郊）铁路及城轨车辆限界要求，以及屏蔽门与二者车门位置能否对应等问题均是制约二者贯通运营的因素。因此，市域（郊）铁路应尽量采用与城轨一致的车型及编组，以保证限界条件的统一。（2）牵引供电制式。目前，城轨普遍采用以DC1500V或DC750V为代表的直流供电制式。市域（郊）铁路若要与城轨贯通运营，则需采用与城轨相同的直流供电制式，或者采用同时搭载交流、直流2 种供电系统，能在交流、直流2 种供电线路上全自动切换运行的双流制列车，从而解决贯通运营的牵引供电制式切换问题。表2 合庐线在与8 号线贯通运营区段采用不同编组方案的通过能力对比编组方案合庐线与8 号线均对比项6B编组方案列车定员/人列-1合庐线8 2 8，8 号线1 2 6 0高峰小时单向最大断面量客流/万人次h3.6列车开行对数/对h-1合庐线3，8 号线2 7，共30 合庐线5，8 号线2 5，共30行车间隔/min2设计运输能力/万人次h-3.65设计运能余量/%1.48号线范围内站站停大站快车站站停慢车金梅路站车站注：图中标红的车站为合庐线本线中的大站快车停靠站；红线为大站快车运行线路，其中金梅路站一深圳路站区段为与8 号线贯通运营区段；蓝线为站站停慢车运行线路。（3）信号系统。为实现市域（郊）铁路与城轨贯通运营，二者需要采用相同或兼容的信号系统，以确保列车车载信号设备与其经过线路的地面信号设备间可以正常交换、识别并处理信号。8号线采用6 辆编组B型车、DC1500V牵引供电制式及基于通信的列车运行控制（CBTC）系统。合庐线设计人员根据合庐线的速度目标值（1 40 km/h)，结合国内多个厂家对于市域（郊）铁路在该速度目标值下采用DC1500V供电制式B型车的可行性研究结果，确定合庐线采用DC1500V供电制式B型车，这可使合庐线在保证自身速度目标的前提下，具备与8 号线贯通运营的技术条件。此外，本文还将对合庐线在采用不同速度、不同供电制式车辆时的相关工程、车辆、设备等费用进行对比，对比结果如表3所示。由表3可知，采用最高运行速度1 2 0 km/h或1 40 km/h、D C 1 50 0 V 供电制式的B型车，虽然供电系统投资相较采用交流供电制式的车辆略高，但其土建工程费用相对较低，具有一定的经济性。3结论市域（郊）铁路与城轨便利衔接是市域（郊）铁路发展需重点考虑的问题。本文结合合庐线与合肥市轨道合庐线4B、8 号线九联巧站深圳路站刘河站三河工业园站图7 合庐线运营组织方案示意图6B编组方案12603.623.78511拆同大工业园站台创园站石头站冶父山站城东大道站庐白路站黄山路站五里路站城西大道站固江西站树4MODERNURBANTRANSIT912023现代城市轨道交通市域（郊）铁路与城市轨道交通贯通运营适应性分析规划设计表3合庐线采用不同速度、不同供电制式车辆时的相关费用对比表车辆类型1 2 0 km/h、D C1 50 0 V 1 40 k m/h、D C1 50 0 V对比项车站高架区间地下隧道区间车辆购置费供电系统合计注：1.本表仅将主要指标项费用进行对比，并非项目全部投资的比较；2.本表以1 2 0 km/h、D C 1 50 0 V B型车数据为参考，其他车型数据的增加和减少值均以此为基础。交通8 号线贯通运营实例，对市域（郊）铁路与城轨贯通运营的条件及适应性进行了较为详尽的分析，并得出以下结论，以期为类似工程提供参考和借鉴。（1）市域（郊）铁路与城轨贯通运营建立在有较大跨线客流需求的基础上，并应尽量减少对贯通区段通过能力的影响。（2）市域（郊）铁路与城轨在车辆限界、牵引供电制式和信号系统方面需具备统一性或兼容性。（3）二者贯通运营还应考虑工程经济效益、运营综合效益等因素，切忌为贯通而贯通，从而影响二者自身的功能。（4）对于市域（郊）铁路不适宜与城轨贯通运营的情况，可以研究通过增加与城轨换乘站点数量、采用同台换乘等方式提高二者衔接的便捷性。参考文献1】中国共产党中央委员会，中华人民共和国国务院.交通强国建设纲要 M.北京：人民出版社，2 0 1 9.2中华人民共和国国家发展和改革委员会.发改基础2021811号关于印发长江三角洲地区多层次轨道交通规划的通知 Z.2021.3中华人民共和国国家发展和改革委员会.发改基础20171173号关于促进市域（郊）铁路发展的指导意见 Z.2017.4中华人民共和国国家发展和改革委员会，中华人民共和国交通运输部，国家铁路局，中国国家铁路集团有限公司：关于推动都市圈市域（郊）铁路加快发展的意见 Z.2020.5汤莲花，徐行方.国外典型都市圈市域铁路发展及启示 .中国铁路，2 0 1 8（9)：1 0 7-1 1 3.亿元6 李得伟，李若140km/h、A C2 5k V160km/h、A C2 5k VB型车B型车17.7817.7851.851.815.915.98.18.64,增加0.5418.8418.88,增加 0.0 4112.42113,增加0.58怡，兰贞.巴A型车D型车18.58，增加0.8 018.58,增加0.8 053.67,增加 1.8 756.46,增加 4.6 620.67,增加4.7 721.33，增加5.439.1,增加110.28,增加2.1 812.91，减少5.9 312.91,减少5.9 3114.93,增加2.51119.56，增加7.1 47】何麟辉，龙红宇，曹世超.市域（郊）铁路发展现状分析与高质量发展对策 .现代城市轨道交通，2023(4):1-5.8】顾保南，寇俊.特大城市多层次轨道交通网络整合问题思考 .城市交通，2 0 1 5（5：59-6 3.9李雅雯，彭其渊.市域铁路与城市轨道交通贯通运营开行方案研究 .综合运输，2 0 2 0（8)：1 2-1 8.收稿日期2 0 2 3-0 4-0 6责任编辑苏靖棋Analysis on the adaptability of through operation betweenurban region(suburban)railway and urban rail transitAbstract:In order to strengthen the connection betweenthe cities in the metropolitan area and between the centralurban area and the peripheral groups,it is necessary toimprove the convenience of the connections between urbanregion(suburban)railways and urban rail transit and tooptimize and realize the through operations of them as soonas possible.However,there are differences between them infunction,passenger flow characteristics,technical standards,transportation organization and so on,so it is urgent todetermine whether it is necessary and whether they have theconditions for through operation before making decisions.For this reason,based on the analysis of the development ofurban region(suburban)railway at home and abroad and theirconnections with urban rail transit,and combined with the caseof the connection between an urban region(suburban)railwayline and an urban rail transit line in Hefei,this paper analyzesthe adaptability of through operation between urban region(suburban)railway and urban rail transit from three aspects of passenger flow demand,carrying capacity and technology,inorder to provide ideas and references for solving such issues.Keywords:urban region(suburban)railway,urban rail transit,through operation,adaptability analysis,connection现代城市轨道交通9/2 0 2 3MODERNURBANTRANSIT黎RER线现状分析及对我国市域轨道交通发展的启示 .都市快轨交通，2017（5):134-139.Jiang ChunshengIT5