巴黎RER線現狀分析及對我國市域軌道交通發展的啟示

李得偉， 李若怡， 蘭 貞

(北京交通大學交通運輸學院， 北京 100044)

巴黎RER線現狀分析及對我國市域軌道交通發展的啟示

李得偉， 李若怡， 蘭 貞

(北京交通大學交通運輸學院， 北京 100044)

從巴黎區域快速線(RER線)的發展背景、目前的發展運營狀況、所采用的關鍵技術及其特點等方面對RER線進行較為系統的介紹，其中著重介紹RER線目前所采用的線路形式和相關技術特征，詳細分析RER線在基礎設施系統、牽引供電系統、車輛系統、運營調度系統、通信信號系統以及維修布局與維修制度等的關鍵系統構成，并介紹RER線在提高能力、互聯互通方面的做法。最后結合我國現狀，提出RER線對我國市域軌道交通規劃、建設與運營等方面的借鑒意義。

巴黎區域快速線(RER線)； 發展現狀； 關鍵系統構成； 市域軌道交通

1 研究背景

筆者參加了中國鐵道學會組織的《市域鐵路設計規范》編制工作。2016年底，在武漢召開了規范編寫組研討會，會議邀請了多位法鐵技術和管理專家就巴黎RER線的具體細節進行了深入討論，本文系此次研討會交流匯總所成，許多細節問題都是以往其他同類論文未報道的。目前正值我國市域軌道交通快速發展時期，希望本文能對國內市域軌道交通發展有所啟示。法國由13個大區構成，大巴黎區作為其中最重要的區域，總面積約為12 012 km2。大巴黎區由8個省組成，包括巴黎核心區以及外圍的3個近郊省和4個遠郊省，其中80%的區域都是鄉村。大巴黎區聚集人口約1 200萬，主要集中區域為中心都市區域，即巴黎及其近郊省區域。

大巴黎區RER線的產生有其特定的背景和原因。首先，法國的國家鐵路曾經主要由6家鐵路公司經營(后來合并為SNCF公司)，每個公司以巴黎為中心向外發展自己的放射線路，盡管這些鐵路都用3.15 m寬的車體，但由于經營主體不同，在巴黎市區形成了6個主要的火車站，并且相互之間沒有聯系；其次，巴黎地鐵由巴黎交通總公司(RATP)經營，且車寬2.4 m，因此，無論從管理上還是從技術上都限制了其與國鐵的連接。導致大巴黎區地鐵和國鐵“兩張皮”的現象，如圖1所示。

圖1 沒有RER前大巴黎區的軌道交通示意Fig.1 Sketch map of rail transit in Greater Paris before RER was built

為了緩解城區壓力，巴黎大區1965年《城市規劃和地區整治戰略規劃》提出在巴黎周圍25～30 km的郊區建設5座新城，每座新城規劃遠期20萬～30萬人口，這5座新城大約在1970年前后開始建設。上述軌道交通網絡對大巴黎區內巴黎中心區和規劃的周邊新城的交通帶來極大不便。為了配合這一城市規劃，1965年規劃中提出以郊區鐵路客運線網構筑巴黎地區城市發展的骨架，修建巴黎區域快速線(réseau express régional，RER)。這些線路的特點是：貫通巴黎，連接巴黎市區和周邊郊縣，RER線由RATP和SNCF共同負責運營。

為了進一步連通周邊郊縣，避免周邊郊縣連接時必須進入巴黎城區的情況，大巴黎區還規劃建設了環線，環線總長205 km，全線共69座車站，其中包括17座換乘站，投資226億歐元，于2016年10月開工建設，預計2030年完工。

未來，大巴黎區將形成地鐵、RER線、國鐵及有軌電車4種軌道交通模式，它們互相配合服務大巴黎區的居民出行，各自特征如表1所示。

表1 巴黎4種線路對比

2 巴黎RER線發展現狀

2.1線路形式

巴黎RER包括RER-A、RER-B、RER-C、RER-D、RER-E線共5條線路，線網結構如圖2所示，均采用穿越城市中心而過的形式，除了RER-E線在Saint-Lazare截止外，其余RER線都貫穿巴黎至遠郊，E線目前也在外延。

在城市中心區，以地下線形式穿過，并與巴黎地鐵網通過換乘站連接為一個整體，互相補充構成了城市軌道交通網絡的主骨架。

圖2 RER線路示意Fig.2 RER lines

在郊區，RER利用鐵路既有線降低了成本，采用地面線路，根據需要延伸和連接了部分支線，連接了城市的主要衛星城，最大限度地滿足了乘客的出行需求。

2.2線路技術特征

巴黎RER各線路的基本情況如表2所示。

表2 RER線路

與巴黎地鐵相比，RER線具有以下幾個特征：

1) 運行速度快。巴黎RER線列車運行速度遠比地鐵快，達到120～140km/h，位于地鐵和區域鐵路之間。

巴黎已經形成了地鐵80km/h，RER120～140km/h，區域鐵路160km/h，城際鐵路200km/h，高速鐵路300km/h的多層次軌道交通速度標準。但是同時，RER列車的實際運行速度與列車所處線路位置有關，不同線路位置由于供電制式不同，線路條件不同，速度會有所不同，例如在市中心隧道中，RER-D線列車運行速度甚至降到30～90km/h。

2) 站間距離大。巴黎RER線站間距大于常規地鐵的站間距，各線平均站間距為1.7～3.3km，而地鐵線網的平均站間距離僅為0.579km。

3) 存在支線。巴黎RER線的一個較為明顯的特征就是在線路較遠處和接近末端時往往通過少量分支線路來實現更大的服務范圍，其線路呈現放射狀分布，RER-A、RER-B等線就是通過少量支線將郊區新城、主要城鎮和重要活動場所與市中心直接相連。

4) 與多種類型線路銜接。為了方便旅客的換乘，巴黎RER線通過地下通道將幾個相鄰換乘站(包括鐵路車站)連接起來從而構成大型換乘樞紐，這樣乘客就可以直接進行地鐵、RER和國有鐵路三者之間的換乘。

3 巴黎RER線關鍵系統構成

3.1基礎設施系統

RER線采用的機車車輛限界與法國國鐵的一樣，寬度為3150mm，車站站臺長度230m。

RER線路采用最小曲線半徑為650m、最大坡度為30‰，最大豎曲線半徑為5km；在郊區，RER線路可以實現與國鐵的跨線運行。在城市中心區由于城市基本建成，因此以隧道為主。

市區車站主要為地下站，埋深均超過15m(法國法律規定，地下施工深度超過15m，可不通知業主知情)，維勒瑞夫車站埋深甚至達到地下51m。

RER線的車站規模一般都比較大，遠大于運輸需求，這主要是由于房地產開發導致的。

3.2牽引供電系統

RER在牽引供電系統上的最大特點是實現了不同供電制式互聯互通。

巴黎RER線采用標準制式和架空線電力牽引，但有兩種制式，其中RATP經營路段為DC1500V，SNCF經營路段為AC25000V。這主要是由于在城市核心區，采用1.5kV的直流電可以有效減少隧道斷面面積，從而降低工程造價。

不同的制式帶來了線路互聯互通的問題。為了解決這一問題，RER線的每列運營列車都包含2套牽引傳動系統，以兼容這2種電源。以RER-A線為例，如圖3所示，RATP在Nanterre-Prefecture站連接SNCF，通過2個受電弓之間的切換，2個供電制式之間可以實現自動切換。

圖3 Nanterre-Prefecture站電源自動切換Fig.3 Power supply automatic switch at Nanterre-Prefecture

3.3車輛系統

運營車輛的選擇不僅要考慮線路的運輸條件，還要充分考慮運輸需求的特點。RER線在車輛選擇方面主要有幾個考慮因素：

1) 牽引傳動系統是否能夠適應運行條件。牽引傳動系統是車輛的核心部件之一，由于RER線路有直流1.5kV和交流25kV兩種制式，如果只采用1個牽引傳動系統，則列車的運行范圍受限。如巴黎RER線最初選用的運營車輛型號為MS61，只適用于1500V單電源電壓，功率為1350kW。每組有3輛車，長73m，可運載630名乘客；一列車共3組，可運載1890名乘客，最多有36個車門，該型號車輛在2016年退役。

2) 平衡車門和座位的數量。增加車門數量可以有效壓縮停站時間從而提高通過能力，但同時減少了座位數量。巴黎RER線曾經選用過型號為MI84的運營車輛，其適用于1.5kV和25kV的雙極電壓電源，功率為3000kW。每組有4輛車，長104m，可運載880名乘客；1列車共2組，可運載1760名乘客，但只有32個門。

為了平衡這一矛盾，RER線路通過準確統計長短途旅客的數量，確定合理的車門和座位比例。例如：RER-A線采用車門多(每邊4個)、座位少的布局；而RER-B和RER-C線采用車門少、座位多的布局。

3) 利用雙層車輛，提高每列車的席位數，例如RER-D和RER-E線上均同時運行著單層車和雙層車。

2011年12月，第一列MI09電車投入RER-A運行，2014年1月，首批60單元的電車完成交付，宣告正式取代MI84型電車。MI09型雙層電車，其適用于1.5kV和25kV的雙極電壓電源，功率為4500kW。每組有5輛車，長112m，可運載1291名乘客；1列列車共2組，可運載2582名乘客。MI09相比MI84和MS61型電車要分別增容50%和40%(見圖4)，這將有助于緩解RER-A線的運輸壓力；每輛車每側有3個2m寬的雙扇門，以便迅速上下車，同時每輛車還增設了顯示屏、探頭、34個殘障位置等；人均耗能比MI84和MS61型電車分別節能31%和55%。

圖4 巴黎RER-A線MI 09型車Fig.4 Paris RER-A Line’s MI 09

4) 滿足歐洲互聯互通標準。歐洲鐵路為各國的機車車輛提供了互聯互通標準 (technical specifications for interoperability)TSI，這個標準從功能、結構、設備、能耗等方面對運行在歐盟境內的機車車輛進行統一要求。RER的車輛也受到這一標準的約束。

3.4運營調度系統(OCC)

RER線設置一個OCC (運營調度系統)，主要包括道岔和操縱管理、法規和事件管理、協調與信息管理三大職責。

由于巴黎RER線的客流主要為通勤客流，沿線客流分布不均衡，因此巴黎RER線采用了非常靈活的運營組織，開行多種交路形式的列車，在高峰時段和非高峰時段列車的行車間隔不同，同一線路分別開行直達列車和站站停列車。典型案例如下：

RER-A線有6個折返站，行車組織采用了5個交路，如圖5(a)所示，早高峰期10min內由東向西共有5列車，分別采用不同的交路。在高峰期，主線行車間隔2min，支線行車間隔分別為3min30s、5min、10min；平峰期，主線行車間隔為4min，支線行車間隔分別為8min、10min、20min。

RER-B線北延伸段的行車組織目前采用的方式如圖5(b)所示，高峰小時運行的列車采用了4個交路，其組織形式包括嵌套交路和銜接交路，在非高峰時段則采用了3個交路。高峰時段列車開行數量為20對/h，非高峰時段的列車開行數量為12對/h。

圖5 巴黎RER-A、B線列車交路組織Fig.5 Routing modes of Line A and Line B trains for Paris RER

由于RER線的建設較晚，市區地下空間有限，因此，部分RER線路在市區只能共軌運行(RER-B和RER-D線)，這極大地限制了運輸能力，為了提高運能，RER線采取了2種措施：1)高峰開行長編組列車，平峰開行短編組列車；2)改造信號系統，壓縮行車間隔。將老的KBB系統改為CBTC系統，使行車間隔縮短到2min以內。

3.5通信信號系統

巴黎RER線信號系統采用的是SACEM系統，其主要完成的功能有：在進站區域或站內，充分利用信號閉塞的子區段；連續式速度控制，使兩列車間隔時間最短；列車接近地面信號機時將其顯示取消；機車信號取代地面信號；列車運行在裝備與未裝備SACEM設備之間，設備使用由列車自動轉換，不需司機介入；故障響應功能，當SACEM設備發生故障，列車運行能自動降到以地面信號機顯示為依據，避免列車在未收到SACEM信息區段內停車；需要時能提供ATO(列車自動運行)功能，并能與ATS(列車自動監督)接口；自動提供維修信息。

SACEM系統的基本原理是連續的速度控制，盡量縮短兩列車間的運行距離使其小于自動閉塞色燈信號機防護下的閉塞距離[4]。該系統可減少兩列車運行間距，進而將行車最小間隔時間從2.5min縮短至2min。SACEM給司機的指示包括6種，如圖6所示。

圖6 6種可能的指示Fig.6 6 possible indications

該系統的另一特點是，在一些重要車站，如停站時間為50s的車站，為提高車進、出站的通過能力，將進站區域或站內軌道電路進一步分割，以克服長時間停站對線路通過能力造成的影響。

行車最小間隔時間的縮短，必須有可靠的ATP(列車自動防護)設備作保障。SACEM系統的車載安全型計算機采用了新型高速處理器，具有連續式速度監督功能，使列車在任意點的速度都能受到監督，并盡可能快地做出制動操作反應，最大限度地保障行車安全。同時，安全型車載計算機可與地面區段計算機雙向傳輸信息，這就意味著帶有列車運營特性的數據可被地面計算機直接處理再送回給車載計算機，不僅能加大監督列車運行的信息量，同時能將綜合維修信息報送給維修中心。

巴黎RER線即將實施的SACEM系統升級的目標是：1)將商業運轉速率提高10%；2)使巴黎中心的車程時間縮短到2min；3)在巴黎中心高峰期增加一次列車；4)增強運輸適應性(與大巴黎區L15和L16連接)和規律性。

SACEM的通信方式在車地間采用GSM-R，在調度集中控制中心與各車站之間由傳輸線連接，距離較遠時設置中繼器。

3.6養護維修系統

RER線最先使用傳統的維修模式，列車每4年要進行一次返廠檢修，在這種模式下，檢修列車在2～3個月內無法使用，導致較高的車底備用。為解決這一問題，RER線目前采用“基于元件的檢修理念”，即只把元件送到維修廠，不把整車送到維修廠。新的模式大大縮短了維修時間，以更換轉向架為例時間只需3h。

RER的檢修分為緊急檢修(CDT)、日常檢修(AMT)和大修(AMP)。緊急檢修車間靠近主要運營線路、晝夜連續工作，主要進行列車清洗、小修。日常檢修車間檢修轉向架等主要零件，大修車間不設置在線上。RER-A線有1個緊急檢修車間，3個日常檢修車間(也能進行小修)；RER-B線有1個日常檢修車間；RER-A線與RER-B線共享2個大修車間，維修分布如圖7所示。

圖7 巴黎RER-A線與RER-B線維修點布局Fig.7 Repair point layout of Paris RER-A Line and RER-B Line

4 RER線對我國市域軌道交通發展的啟示

基于RER線的發展歷史及發展現狀，結合我國市域軌道交通發展的實際情況，提出以下幾點建議：

1) RER的形成有其歷史原因，我國在規劃和設計時不能完全照搬，要分析其設計參數的理由及優劣后，謹慎確定。吸取RER發展歷史中的經驗教訓，結合我國的實際情況進行合理的規劃設計。

2) 在規劃市域軌道交通時，不僅要關注城市中心區的軌道交通，注意其與現有市區內的地鐵線路以及城市間鐵路線路之間的銜接，還要關注城市中心區與周邊市郊城鎮，以及周邊衛星城之間的軌道交通，必要時適當規劃分叉放射線、環線。

避免發生刻意遵循預定大站間距進行站點布設的情況，建議從既有線路的充分利用、適當的支線設計、更加合理的服務輻射范圍以及較低的建設成本等角度對市域軌道交通制式的線路進行統一規劃設計。

3) 在規劃建設階段充分考慮建成后采用的運營模式，千方百計提高運能及其利用率、增加乘客乘車的便捷度，同時避免過高的施工難度。根據RER線的發展運營經驗，采用先進的信號制式，在高峰期采用長編組，采用雙層客車、平衡車門和座位的數量，都是效果較為明顯的措施，可以根據我國市域軌道交通建設的實際情況酌情采用。

4) 為實現互聯互通，借鑒RER線的發展經驗，首先需要建立統一的軌道交通互聯互通標準(可參考歐洲TSI)，這是實現整體互聯互通的前提保障。其次，在現有線路條件存在供電制式等差異而無法實現互聯互通時，可以通過改用兼容的設備實現。

5) 考慮成本的維修制度與布局，在RER線“基于元件的檢修理念”已被證實具有更好的維修效率與更低的車底備用，在制定市域軌道交通維修制度和維修布局時也可以考慮應用這一檢修理念提高效率、降低成本。

6) RATP和SNCF合營RER，RATP同時運營公交和地鐵，這種多主體共同運營的方式有效地保證了幾種公共交通之間的接駁。據此經驗，應在我國研究如何突破體制障礙，促使各交通方式之間擁有共同的運營主體或從管理上實現市域軌道交通及其與其他交通方式的良好連接。

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Introduction of RER Line in Paris and Enlightenment to the Development of Regional Rail Transit in China

LI Dewei, LI Ruoyi, LAN Zhen

(School of Traffic and Transportation, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)

This paper makes a systematic introduction to Réseau Express Régional (RER) in Paris from the development background, the current development and operation status, the key technologies and their characteristics. The current condition of RER lines is introduced, and its line form and technical characteristics are given. In addition, the characteristics of its key systems such as infrastructure, traction power supply system, vehicle system, operation dispatching system, communication signal system, maintenance layout and maintenance system are presented. The measures used by RER lines to improve the transport capacity and achieve interoperability are put forward. Finally, based on the construction history of RER lines and their operation status, some conclusions are drawn on the planning and the design of suburban railway in China.

Réseau Express Régional (RER); development status; key systems; regional rail transit

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.05.025

2017-03-22

2017-04-17

李得偉，男，副教授，博士，交通運輸規劃與管理專業，運輸組織現代化方向，lidw@bjtu.edu.cn

中國鐵路總公司科技研究開發計劃(2016B001-H)

U231

A

1672-6073(2017)05-0134-06

(編輯：郝京紅)