市域（郊）鐵路兼顧貨運(yùn)和城市軌道交通的可行性初探

王建永，張 旗

（1.寧波市城際鐵路發(fā)展有限公司，浙江寧波 315042；2.上海金山鐵路有限責(zé)任公司，上海 200233）

1 引言

市域（郊）鐵路對(duì)都市圈的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。隨著城市群一體化交通網(wǎng)的建設(shè)，干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通融合發(fā)展的推進(jìn)，市域（郊）鐵路將成為城市群交通的公交主動(dòng)脈。中國(guó)國(guó)家鐵路局發(fā)布的《市域（郊）鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（征求意見(jiàn)稿）在法定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上禁止市域（郊）鐵路兼顧貨物運(yùn)輸，規(guī)定其以服務(wù)都市圈中心城市城區(qū)和周邊城鎮(zhèn)組團(tuán)間的通勤客流為主。國(guó)內(nèi)已建或在建項(xiàng)目，大都存在客流強(qiáng)度遠(yuǎn)低于線路運(yùn)力，富余運(yùn)力閑置，因此，針對(duì)利用富余運(yùn)力兼顧貨物運(yùn)輸和中小城市軌道交通的可行性開(kāi)展分析研究，拓展市域（郊）鐵路功能。

2 線路實(shí)際客運(yùn)能力與實(shí)際客流分析

2.1 實(shí)際客運(yùn)能力

線路客運(yùn)能力與運(yùn)營(yíng)時(shí)間、最小發(fā)車間隔及列車的最大載客能力有密切關(guān)系，參照鐵路部門通常控制的發(fā)車間隔5 min，扣除4 h天窗修時(shí)間，全天可開(kāi)行240 對(duì)列車，以上海金山鐵路、寧波—余姚市域鐵路為例，由于通勤客流集中于早晚高峰的特點(diǎn)，在車輛配置上，通常配置8 編組列車，在滿足客流需求的同時(shí)，降低運(yùn)營(yíng)成本，以8編組CRH6F動(dòng)車組的最大載客量1 950人計(jì)，全天斷面載客能力為93.6萬(wàn)人次，高峰小時(shí)的斷面載客能力為4.68萬(wàn)人次，若按《市域（郊）鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大設(shè)計(jì)能力24對(duì)列車每小時(shí)計(jì)，全天斷面載客能力和高峰小時(shí)能力都翻倍，其中高峰小時(shí)斷面客流能力達(dá)9.36 萬(wàn)人次。

2.2 實(shí)際客流

調(diào)研浙江省內(nèi)幾條新建市域（郊）鐵路前期研究報(bào)告的客流強(qiáng)度，都遠(yuǎn)小于上述可實(shí)際操作的4.68 萬(wàn)人次的高峰小時(shí)載客能力，如表1所示。

上海金山市域鐵路為國(guó)內(nèi)第一批市域（郊）鐵路示范項(xiàng)目之一，目前全天客流量為3萬(wàn)人次，高峰小時(shí)0.45萬(wàn)人次。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，按《國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家發(fā)展改革委等單位關(guān)于推動(dòng)都市圈市域（郊）鐵路加快發(fā)展意見(jiàn)的通知》（國(guó)辦函[2020] 116號(hào)）早晚高峰發(fā)車間隔10 min，即可滿足市域（郊）鐵路初、近期的客流需求，也滿足大部分項(xiàng)目的遠(yuǎn)期客流需求，即線路發(fā)揮25%的能力，就可滿足市域（郊）鐵路早晚高峰的旅客出行需求。結(jié)合平峰期的客流強(qiáng)度更低、在夜間基本不開(kāi)行市域（郊）列車的實(shí)際情況，線路的運(yùn)力存在著很大的富余。

表1 浙江省部分都市圈城際鐵路前期報(bào)告高峰小時(shí)最大斷面客流數(shù)據(jù) 萬(wàn)人次/ h

3 沿線城市的實(shí)際需求分析

除與中心城市實(shí)現(xiàn)1 h通勤需求外，一些沿線的縣（市、區(qū)）有著強(qiáng)烈的城市軌道交通需求和鐵路貨物運(yùn)輸需求。以寧波為例，列入建設(shè)規(guī)劃的寧波—慈溪、寧波—余慈2個(gè)市域鐵路項(xiàng)目，沿線除經(jīng)過(guò)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，都進(jìn)入余姚、慈溪主城區(qū)，同時(shí)進(jìn)入規(guī)劃的前灣新區(qū)。2018年余姚、慈溪兩市主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表 2所示。

表2 2018年余姚、慈溪兩市主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從人口、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）分析，兩地貨物需求和本區(qū)域客流需求旺盛，前灣新區(qū)是浙江省批準(zhǔn)的新區(qū)，肩負(fù)著作為長(zhǎng)三角一體化發(fā)展標(biāo)志性戰(zhàn)略大平臺(tái)、滬浙高水平合作引領(lǐng)區(qū)等重要使命，是寧波承接上海創(chuàng)新、服務(wù)和產(chǎn)業(yè)功能溢出的主要承載地，目前僅商品汽車的年產(chǎn)能就達(dá)180萬(wàn)輛，而該區(qū)域目前的物流僅靠公路支撐，對(duì)商品汽車及集裝箱的鐵路運(yùn)輸需求比較迫切。

4 兼顧貨運(yùn)在技術(shù)上的可行性

根據(jù)《市域（郊）鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（征求意見(jiàn)稿）載明的技術(shù)指標(biāo)，除貨場(chǎng)外，與客貨鐵路的技術(shù)指標(biāo)差異在于縱坡、荷載及限界，其余列控、通信、信號(hào)、供電等都能與客貨鐵路保持兼容，結(jié)合本區(qū)域商品汽車及集裝箱的物流需求，市域（郊）鐵路富余運(yùn)力兼顧貨運(yùn)在技術(shù)上可行：①市域（郊）鐵路的最大縱坡為2%，客貨鐵路最大縱坡為1.5%，相差0.5%，這在大部分地區(qū)，在技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的，在余姚、慈溪的平原地區(qū)，采用客貨鐵路指標(biāo)，在工程造價(jià)上基本無(wú)差異；②荷載引起的差異主要在于橋梁，若采用大箱梁，則控制荷載在于施工荷載，不在于行車荷載，即使采用T梁或小箱梁，由于設(shè)計(jì)荷載差異引起的投資差異也很小，以寧波—余慈項(xiàng)目新建的余姚—慈溪—前灣新區(qū)段為例，因兼顧貨物運(yùn)輸功能增加的線路建安造價(jià)不到總投資的1%；③比較市域（郊）鐵路和客貨鐵路的界限，路基和橋梁寬度基本一致，對(duì)地面線和橋梁的造價(jià)影響不大，限界斷面差異在站臺(tái)面以上，如隧道、地下線占比大，則會(huì)對(duì)工程投資產(chǎn)生較大影響，根據(jù)《國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家發(fā)展改革委等單位關(guān)于推動(dòng)都市圈市域（郊）鐵路加快發(fā)展意見(jiàn)的通知》（國(guó)辦函[2020] 116 號(hào)）“原則上以地面建設(shè)為主，困難路段可考慮采用高架方式，進(jìn)出樞紐的個(gè)別路段可研究采用地下方式”的規(guī)定，市域（郊）鐵路的地下線比例一般不高。綜上分析，市域（郊）鐵路兼顧貨運(yùn)，在技術(shù)上可行，在投資上增加有限，特別是余姚、慈溪等平原地區(qū)。

5 兼顧城市軌道交通的設(shè)站方案

以上述2個(gè)項(xiàng)目為例，余姚、慈溪兩地已建直達(dá)寧波的高速公路，為實(shí)現(xiàn)比較優(yōu)勢(shì)，市域（郊）鐵路需至少保持5 km以上的平均站間距，以確保市域（郊）列車的旅行時(shí)間與公路轎車持平。但為實(shí)現(xiàn)慈溪、余姚城區(qū)段的城市軌道交通功能，需要站間距小、旅行速度在40 km/h左右。為同時(shí)滿足這2種需求，宜按快慢線開(kāi)行方案的要求設(shè)站，即慈溪與寧波、余姚與寧波、余姚與慈溪城區(qū)間的郊區(qū)段，在確保5萬(wàn)人及以上的城鎮(zhèn)組團(tuán)和重要工業(yè)園區(qū)、旅游景點(diǎn)設(shè)站外，站間距盡可能大，在余姚、慈溪城區(qū)段，宜按平均2 km設(shè)站，并區(qū)分市域站和城市軌道交通站，市域站經(jīng)停市域快速列車和城市軌道交通列車，城市軌道交通站依運(yùn)行圖設(shè)越行線。

6 兼顧 3 種需求的開(kāi)行模式初探

以正在編制可行性研究的余姚—慈溪—前灣新區(qū)鐵路項(xiàng)目的1個(gè)比選方案為例，初步闡述同時(shí)滿足3種需要的開(kāi)行模式，該比選方案起自蕭甬鐵路余姚西貨站，經(jīng)高鐵余姚北站、慈溪站，終于前灣新區(qū)，全長(zhǎng)約45 km，終點(diǎn)設(shè)存車場(chǎng)并預(yù)留貨場(chǎng)條件。該項(xiàng)目的最大特點(diǎn)是與蕭甬鐵路接軌并實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)行，蕭甬鐵路是客貨線，已有百年歷史，能方便地直達(dá)寧波舟山港碼頭及內(nèi)陸。

本項(xiàng)目與蕭甬鐵路和寧波—慈溪市域鐵路可實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)行，開(kāi)行交路豐富，有寧波—余姚—慈溪—前灣、寧波—余姚—慈溪—鎮(zhèn)海、前灣—慈溪—鎮(zhèn)海、余姚—慈溪—前灣、余姚—慈溪—鎮(zhèn)海5個(gè)市域快速列車交路，開(kāi)行方案分高峰期、平峰期2種。為方便闡述，以余姚—慈溪—前灣交路為例闡述兼顧市域快速交通、城市軌道交通及貨物列車的開(kāi)行方案。因本項(xiàng)目尚在可行性研究階段，有關(guān)線站位及中間站名不在文章中列明。對(duì)于城市軌道交通站，為分析方便，在考慮到市域站間距及線路所經(jīng)區(qū)域的情況下，確定需設(shè)城市軌道交通站的區(qū)域，按約2 km的站間距假定設(shè)站。

根據(jù)余姚、慈溪、前灣三地上下班時(shí)間，早晚高峰時(shí)段為6 : 30～8 : 30、16 : 30～18 : 30，其余為平峰時(shí)間，全天運(yùn)營(yíng)時(shí)間為6 : 30～22 : 30。從本文2.2分析可知，本項(xiàng)目早晚高峰采用10 min發(fā)車間隔，就可滿足近、初、遠(yuǎn)期的市域客流需求，因此市域快速列車按高峰期間隔10 min、平峰期間隔20 min運(yùn)行。在此條件下，初步分析兼顧3種需求的開(kāi)行方案。

6.1 客車運(yùn)營(yíng)時(shí)分

僅以CHR6F車的加減速性能及停站40 s計(jì)算運(yùn)行速度，暫時(shí)不考慮道岔等因素對(duì)速度的影響，模擬市域快速列車運(yùn)行時(shí)分如表3所示。

只運(yùn)行城市軌道交通列車的情況，模擬城市軌道交通列車運(yùn)行時(shí)分如表4所示。

6.2 貨車運(yùn)營(yíng)時(shí)分

貨物列車從前灣新城至余姚西貨站直達(dá)，旅行速度參考蕭甬鐵路上的貨物列車取63 km/h。

6.3 列車運(yùn)行圖

以不影響市域快速列車的運(yùn)行為前提，編制城市軌道交通列車和鐵路貨物列車運(yùn)行圖，以3 min追蹤為限，確定市域列車越行城市軌道交通列車站，越行時(shí)城市軌道交通列車停車6 min，不越行貨物列車。

表3 市域快速列車運(yùn)行時(shí)分表

表4 城市軌道交通列車運(yùn)行時(shí)分表

高峰期發(fā)車方式為市域快速列車發(fā)車后3 min發(fā)城市軌道交通列車，7 min后再發(fā)市域快速列車，依次循環(huán)，依上述越行原則，全程越行2次，城市軌道交通列車全程52 min，全程旅行速度52 km/h。

平峰期發(fā)車方式為市域快速列車發(fā)車后7 min發(fā)貨物列車，再3 min后發(fā)城市軌道交通列車，依次循環(huán)，依上述越行原則，全程越行1次，城市軌道交通列車全程46.5 min，全程旅行速度58 km/h。

7 建設(shè)投資及運(yùn)營(yíng)效益評(píng)價(jià)

富余運(yùn)力兼顧貨運(yùn)和城市軌道交通所增加的投資不大。以前述的余姚—慈溪—前灣交路為例，在不辦理超限貨物運(yùn)輸情況下，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)功能的增加投資主要在貨場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通功能增加投資主要在于城市軌道交通車站，相比新建1條鐵路貨運(yùn)專線或1 條城市軌道交通線，增加投資比例很低。

兼顧貨運(yùn)和城市軌道交通帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益巨大，除有效降低物流、客流的社會(huì)成本外，更是項(xiàng)目純收益的重要來(lái)源。在運(yùn)營(yíng)期，貨運(yùn)和城市軌道交通功能的實(shí)現(xiàn)，大部分可利用市域鐵路功能配備的人、材、機(jī)資源，額外增加成本不多，收益率較高，特別是長(zhǎng)途的鐵路貨運(yùn)，是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目減虧、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)運(yùn)營(yíng)的重要收入來(lái)源。

8 研究的初步結(jié)論

按照上述開(kāi)行方案，余姚—慈溪—前灣新區(qū)鐵路全天從早晨6 : 30至晚上22 : 30，可開(kāi)行市域快速列車57對(duì)，城市軌道交通列車57對(duì)，貨物列車30對(duì)。8編組列車擔(dān)當(dāng)市域快速列車，最大載客能力為1 950人/列，4編組列車擔(dān)當(dāng)城市軌道交通列車，最大載客能力為868人/列，則全天市域列車和城市軌道交通的斷面客運(yùn)能力為22.2萬(wàn)人次和9.9 萬(wàn)人次，合計(jì)32.1萬(wàn)人次。結(jié)合國(guó)內(nèi)已開(kāi)通運(yùn)行的市域（郊）鐵路的客流分析，此開(kāi)行方案將在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)滿足線路所經(jīng)區(qū)域的旅客出行需求。與本項(xiàng)目接軌的百年客貨共線蕭甬鐵路，目前開(kāi)行貨物列車僅42對(duì)，依此判斷，30對(duì)的貨物列車也會(huì)在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)滿足前灣新區(qū)的物流需求，即市域（郊）鐵路兼顧貨運(yùn)和城市軌道交通在運(yùn)力和運(yùn)輸組織上是可行的，社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀，特別是不具備單獨(dú)建設(shè)城市軌道交通的中小城市，對(duì)解決城市擁堵、促進(jìn)城市發(fā)展更具現(xiàn)實(shí)意義。