新建龍巖至龍川高速鐵路速度目標值選擇研究

徐文浩

(中鐵設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

速度目標值是高速鐵路主要技術標準的核心，是確定項目規模、設備配置、工程投資的重要基礎，直接控制著線路設計參數、列車總體技術條件、列車運行控制及通信信號系統、關系著鐵路在旅客運輸市場中的競爭能力，因此合理確定速度目標值對鐵路項目至關重要[1-3]。選擇合適的速度目標值應綜合分析項目在鐵路網中的作用、客流特點、運輸需求、工程投資及財務效益等，并符合旅行時間目標值的要求[4,5]。本文結合新建龍巖經梅州至龍川鐵路(以下簡稱“雙龍高鐵”)，從項目的功能定位、客流特征、時間目標值、工程投資與效益、與相鄰高速鐵路的協調等方面對速度目標值選擇進行系統分析和研究。

1 雙龍高鐵概況

雙龍高鐵是杭州—廣州快速客運通道的組成部分，它連接杭長客專、合福客專、南三龍鐵路、贛瑞龍鐵路、龍漳(廈)鐵路、梅汕客專、贛深客專等線路，是長三角與珠三角、閩粵間高速客運通道的組成部分，同時也是我國高速客運網的重要組成部分[6]。

該項目位于福建省和廣東省境內，東起福建省龍巖市，途經上杭縣、武平縣進入廣東省境內，經蕉嶺縣、梅州市、興寧市、五華縣，西訖龍川縣，線路大致呈東北至西南走向，新建正線全長約265 km(其中福建省境內約78 km，廣東省境內約187 km)。項目東與南三龍鐵路、浦梅鐵路、贛瑞龍鐵路、龍漳(廈)鐵路相聯，西與在建的贛深客專相通，中與在建梅汕客專互通。

2 客流特點

雙龍高鐵是長三角經海峽西岸經濟區聯系珠三角地區重要的輔助通道，也是聯系閩粵兩省內陸高速鐵路通道的重要組成部分，全線以承擔長途跨線客流為主，兼顧沿線大城市間城際客流。根據雙龍高速鐵路客流預測，對旅客運距按照0～500 km(短途)， 500～1 000 km(中途)， 1 000 km 及以上(長途)進行劃分。從客流構成看，雙龍高鐵客流大部分以長途客流為主，約占 71%，其次為短途客流約占17%，中途客流約占12%。龍川～梅州段主要承擔粵東、梅州地區與南昌、長沙、武漢、重慶、成都等西北方向間的長途客流和部分梅州地區與廣州、深圳方向間的城際客流。梅州～龍巖段主要承擔滬寧杭及福州、廈門～梅州，廣深～龍巖、三明、南平等方向間的城際客流。從長途客流和城際中短途客流分布方向和比例看，速度目標值適宜按照龍川～梅州、梅州～龍巖段分段研究。

3 時間目標值的選擇

3.1 運輸市場對時間目標值的要求

龍巖至龍川間的主要交通方式為高速公路和鐵路，高速公路運距約280 km(由廈蓉、上蛟、長深、梅河、汕昆等高速公路相關路段組成)，旅行時間約3.5 h。鐵路出行經本線的運營長度約295 km，考慮到公路機動靈活，能提供“門到門”服務，為確保雙龍高鐵在運輸市場中的競爭力，扣除鐵路出行附加時間后，龍巖至龍川時間目標值宜控制在2.0 h以內。由于龍巖至古田會址站(位于龍巖市)利用既有贛瑞龍鐵路，出行時間最短需要15 min，則本線古田會址～龍川西間的時間目標值分配為1 h 45 min。

3.2 區域都市圈發展對時間目標值的要求

雙龍高鐵跨越廣東省和福建省，從區域都市圈發展分析，本線可拉近梅州市及沿線縣市與廣東省廣州、深圳等珠三角主要城市之間的距離，可拉近上杭、武平等縣市與龍巖、廈門、福州等福建省主要城市之間的距離。梅州地區有大量始發終到列車，主要去往廣州、深圳、汕頭方向。龍川西接軌的贛深高鐵為350 km/h，本線梅州西經龍川西至深圳北的運營長度約320 km，至廣州東的運營距離約333 km，本線速度目標值采用250 km/h就可以在運輸市場上取得明顯的優勢，但如提高到350 km/h，則更有利于將梅州市納入廣(深)梅“1 h城市圈”，滿足梅州百姓對縮短時空距離、加快經濟發展的迫切愿望。

根據目前部分恢復350 km/h的京滬高鐵列車旅行速度的分析，沿線停站2～3次的列車旅行速度在290～300 km/h左右，可見，若梅州～龍川段采用350 km/h，則有望將梅州與廣州、深圳間的旅行時間控制在70 min以內，基本實現廣(深)梅“1 h城市圈”目標(廣梅間一站直達67 min、深梅間一站直達65 min)，按照70 min以內的目標，分配到梅州～龍川段的旅行時間在25 min以內。

因此，考慮廣(深)梅“1 h城市圈”發展需求，龍巖～梅州段分配時間目標值在1 h左右，梅州～龍川段時間目標值宜控制在30 min以內。

3.3 路網通道對時間目標值的需求分析

雙龍高鐵是長三角與珠三角、閩粵間高速客運通道的組成部分，從路網要求出發，粵東、梅州～西北方向間長途客流尚應考慮與民航的競爭。杭州、廈門節點至廣州節點間航空的飛行時間約為2 h、1 h，而其鐵路運距分別約為 1 496 km、731 km。由于合福高鐵速度目標值為350 km/h，南三龍鐵路為200 km/h，福廈、廈深鐵路為200 km/h(設計速度250 km/h)，梅汕客專采用250 km/h，因此，廈門節點～廣州節點間高速客車主要選擇350 km/h標準的沿海高鐵，如這部分高鐵列車轉入本線運行，則很難與航空競爭，這些客車主要是為沿線客流服務，也可開行“夕發朝至”客車吸引長途客流，其全程旅行時間一般為8～10 h，則本段時間不受控制。汕頭～武漢的鐵路運程達1 200 km，而汕頭～北京的鐵路運程達2 300 km，根據目前高鐵與航空的競爭經驗，為保證本線與航空的相對競爭優勢，旅行時間不應大于通道內航空旅行時間，鐵路附加時間按1 h考慮，汕頭至武漢鐵路運行時間應分別控制在4.5 h，速度目標值應達到350 km/h，分配到梅州～龍川段(約110 km)時間目標值約30 min，汕頭、梅州～北京適宜開行“夕發朝至”客車。

3.4 時間目標值選擇

綜上所述，雙龍高鐵各種客流對時間目標值的要求是不一樣的，在效益最大化的原則下，建議龍巖至梅州段時間目標值采用1.0 h左右，梅州至龍川段時間目標值采用30 min左右。

4 速度目標值的選擇

根據國家《中長期鐵路網規劃(2016～2030)》，高速鐵路主通道規劃新增項目原則采用時速250 km及以上標準(地形地質及氣候條件復雜困難地區可以適當降低)，其中沿線人口城鎮稠密、經濟比較發達、貫通特大城市的鐵路可采用時速 350 km標準。雙龍高鐵地處東部人口稠密地區，是一條以長途客流以及長三角、珠三角區域城際客流為主的高速鐵路，其速度目標值宜選擇 250 km /h及以上，且宜高不宜低。因此結合本線客流特點、工程投資、經濟效益、路網協調等因素，本次速度目標值分段研究了 250 km /h、350 km /h兩個方案。

4.1 對工程投資的影響分析

4.1.1 龍巖至梅州段

針對250 km /h、350 km /h兩個不同速度目標值的方案進行工程經濟比較。比較范圍為古田會址(不含)至梅州西(不含)即CK0+000～CK166+394。其中古田會址出站端受既有贛瑞龍鐵路隧道的間距控制，采用18號道岔引出，CK0+600～CK4+200段線路分左、右線采用R=1 400 m半徑，該段線路限速至160 km/h；CK156+800～CK166+394線路引入梅州站和梅州西站，限速至160 km/h，將以上兩限速段也一起納入進行工程經濟比較。250 km/h速度目標值方案：線路長度164.442 km，橋隧總長136.620 km，主要工程投資2 282 209.96萬元，旅行時間42 min；350 km/h速度目標值方案：線路長度164.887 km，橋隧總長142.242 km，主要工程投資2 502 737.76萬元，旅行時間33 min。350 km/h方案較250 km/h方案增加投資22.05億元(節省旅行時間9 min)，增加投資均較多，節時比為24 503萬元/min，節時比較高，可見該段選擇250 km/h方案更經濟合理。

4.1.2 梅州至龍川段

梅州至龍川段，同樣針對250 km/h、350 km/h兩個不同速度目標值的方案進行工程經濟比較。250 km/h速度目標值方案：線路長度98.256 km，橋隧總長82.318 km，主要工程投資1 197 049.24萬元，旅行時間29 min；350 km/h速度目標值方案：線路長度97.880 km，橋隧總長82.703 km，主要工程投資1 299 732.80萬元，旅行時間22 min。350 km/h方案較250 km/h方案增加投資10.27億元(節省旅行時間7 min)，節時比為14 669.08萬元/ min，可見250 km/h方案較350 km/h方案增加的旅行時間較多，節時比在可接受范圍內，該段選擇350 km/h方案更適宜。

4.2 時間目標值的適應性

雙龍高鐵梅州西～龍川西段運營距離約100 km，根據牽引計算結果，350 km/h方案的運行時間為22 min，較250 km/h方案縮短7 min。相較于20～25 min的時間目標，對應速度目標值應宜采用350 km/h。

龍巖～梅州段經贛瑞龍既有線28 km，經本線156 km，合計184 km，其中經贛瑞龍線的龍巖～古田會址段運行時間為15 min。本線在采用250 km/h、350 km/h速度方案時，運行時間分別為42、33 min，龍巖～梅州全段運行時間分別為57 min、48 min，可見，該段采用250 km/h以上均可滿足1 h時間目標，并可留下停站方案調整余地。

4.3 經濟效益比較

根據客流、工程投資、運價與運營成本、列車購置費等，測算了全線 250 km/h，全線 350 km/h，龍巖～梅州250 km/h、梅州～龍川350 km/h三個方案的經濟效益，各方案的國民經濟內部收益率依次為 9.1%、10.01%、 9.39%，項目全投資財務內部收益率依次為 0.06%、 1.56%、0.94%。結果表明，各方案的經濟效益基本相當，全線350 km /h方案的社會效益與財務效益略微占優，但是考慮現行高鐵綜合運價率為250 km/h等級動車0.29元/(人·km)、350 km/h等級動車0.52元/(人·km)，后者提高了79%；設計時速200 km以上的高鐵動車組列車一、二等座旅客票價，由鐵路運輸企業依據價格法律法規自主制定，即未來的高鐵運價完全取決于其市場競爭能力。目前市場反映200～250 km/h動車票價偏低，有較大的上升空間，如東南沿海的杭深通道動車組列車綜合運價率已提高至0.37元/(人·km)，時速160 km的廣深線二等座運價率早已達0.572元/(人·km)，因此，250 km/h方案將來的財務效益也會有所改善。綜合考慮，建議采用龍巖～梅州250 km/h、梅州～龍川350 km/h方案，不同速度目標值方案財務效益如表1所示。

4.4 與相鄰高速鐵路的協調

表1 不同速度目標值方案財務效益表

從功能定位上看，本線將與杭長客專、合福客專、南三龍鐵路、廣梅汕客專、贛深客專共同構成杭州至廣州的快速客運通道。此外還承擔廈門、汕頭、梅州與深圳、廣州間的中短途客流。相關線路有南三龍鐵路(200 km/h)、龍漳(廈)鐵路(200 km/h)、贛瑞龍鐵路(200 km/h)、梅汕客專(250 km/h)、贛深客專(350 km/h)、合福客專(350 km/h)、杭長客專(350 km/h)。

龍巖～梅州段采用250 km/h方案可與梅汕客專、南三龍鐵路、贛瑞龍鐵路、龍漳(廈)線相匹配。同時普速列車具備上線運行條件，利于充分利用新線實現客貨分線運輸，既有線能力緊張局勢可以得到緩解。缺點是：不利于提高梅州至龍川段速度等級，與贛深、廣汕等350 km/h等級相鄰路網不能形成同一標準，到達本線的350 km/h G字頭動車在龍川即下線，不利于延長和擴大350 km/h動車的開行范圍；本線開行的250 km/h等級D字頭動車在贛深、廣汕客專上運行，與G字頭動車混合開行，影響相鄰線運輸效率，不利于相鄰線提高通過能力。因此，從與相鄰線路標準匹配的角度分析，本段速度目標值宜為250 km/h，并預留進一步提速條件。

梅州～龍川段采用350 km/h方案可與銜接贛深客專相一致，利于延長和擴大350 km/h動車的開行范圍，提高服務品質，本線開行的350 km/h等級G字頭動車在贛深、廣汕客專上運行不影響相鄰線運輸組織模式，有利于相鄰線提高運輸效率和通過能力。同時，350 km/h等級G字頭動車在梅州至龍巖、梅州至汕頭段可按下線至250 km/h客專運行的模式開行，運輸組織順暢。

綜上分析，雙龍鐵路宜采用龍巖～梅州段 250 km/h、梅州～龍川段 350 km/h的速度目標值方案。

5 結束語

在對雙龍高鐵的區域位置、功能定位、客流特點分析的基礎上，分段研究確定了雙龍高鐵龍巖～梅州段的時間目標值為1 h內、梅州～龍川段的時間目標值為 30 min內。進而通過對工程投資的影響、時間目標值的適應性、經濟效益分析和與相鄰高鐵的協調配合分析，研究推薦采用龍巖～梅州段 250 km/h、梅州～龍川段 350 km/h的速度目標值方案。該方案總體上不僅與相鄰高鐵線路協調統一、符合項目功能定位、適應時間目標值需求、經濟效益較好，且與通道標準一致、運輸質量會較高。