深圳—惠州城際鐵路速度目標值方案研究

王曉棟

(1.軌道交通工程信息化國家重點實驗室(中鐵一院)，710043,西安；2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院)，710043，西安 ∥ 高級工程師)

速度目標值是城際鐵路項目最重要的技術指標之一[1]，其選擇既要著眼于長遠發展，又要經濟合理；既要考慮充分發揮城際鐵路的骨干作用，又要使其能與其它交通方式充分合作，形成相互匹配的綜合交通運輸體系。文獻[2]結合工程設置、運營效果以及車輛購置等因素對合肥地鐵6號線的速度目標值進行了研究。文獻[3]從線站條件、運行時分、環境影響等方面綜合分析確定了草堂線的速度目標值。文獻[4]通過對比250～350 km/h中的5個速度目標值方案的工程投資、旅行時間、路網協調和經濟效益，最終選擇了合理的速度目標值。由分析可知，速度目標值研究需綜合多方面的因素。在上述研究的基礎上，本文結合《珠江三角洲城際快速軌道交通線網規劃》，首先研究了深圳—惠州城際鐵路的客流特征，進而結合相關上位規劃和市場競爭力確定了項目的時間目標值；然后采用綜合分析法及指標對比法，分別從工程投資、達速效果、運營效果、運行能耗、運營成本、路網協調性及市場競爭力等方面對160 km/h、200 km/h、250 km/h這3個速度目標值方案展開系統分析和深入研究。

1 深圳—惠州城際鐵路項目概況

深圳—惠州城際鐵路起自深圳市前海保稅區東側聽海大道的前保站，沿聽海大道向北敷設，經前海灣后轉向東于規劃西麗樞紐北側的茶光路設西麗站；隨后轉向東北方向沿平南鐵路南側傍山以地下線形式走行至深圳北站(換乘站)；出深圳北站后，線路沿既有平南鐵路通道經五和、平湖至龍崗區，該段沿線設有大運站和龍崗站；然后線路轉向北，進入惠州境內，跨越京九線及莞惠城際鐵路后于瀝林北站西端引入該站；出瀝林北站后，與莞惠城際鐵路局部向東并行，隨后跨越京九線并沿仲愷城區南側向東走行至惠城南站(在建)；出惠城南站后，向東跨在建廣汕高鐵、下穿西枝江至惠州機場設站，其后預留向東延伸至惠東站條件。該線相關工程小金口至惠州北段，自既有莞惠小金口站引出，向北至在建贛深高鐵惠州北站，與贛深高鐵惠州北站同站換乘。前保站至惠州機場段正線長124.1 km，共設車站13座；該線相關工程莞惠城際延伸線小金口站至惠州北站正線長7.6 km，惠州北站為新建車站，小金口站為改建車站；預留惠州機場至惠東為正線全長19.2 km，設車站1座。

2 深圳—惠州城際鐵路客流特征

深圳—惠州城際鐵路是珠江三角洲城際軌道交通網的重要組成部分，主要承擔深圳市域內坪地國際低碳城、龍崗中心片區及大運新城、平湖樞紐區、坂雪崗科技城、深圳北站樞紐區、西麗樞紐區、前海合作區等重要城市組團間的市域客流和惠州至深圳城際客流，滿足沿線城市組團間的通勤、商務和公務等出行需要，并兼顧部分城際軌道交通線間的跨線客流。綜上分析可知，該線是連接深圳與惠州的快速客運通道，是引導惠州西部發展的重要交通基礎設施，是深惠通道綜合交通運輸體系的重要組成部分，是密集開行公交化列車的新型運輸系統。深圳至惠州城際鐵路不同規劃年份的客流特征如表1所示。

表1 深圳—惠州城際鐵路不同規劃年份的客流特征

3 深圳—惠州城際鐵路的旅行時間目標值

3.1 速度目標值選擇原則

1) 滿足并適度高于珠三角城市群發展、城鎮體系規劃對交通時間目標值的要求。既要技術先進、利于發展，又要適用可行、經濟合理，還應充分考慮城際鐵路未來的發展趨勢[7]。

2) 充分發揮城際鐵路在大交通系統中的優勢。既要體現方便、快捷、安全的運輸特點，又要滿足不同層次客流的需求，以實現減少工程投資最小化和經濟效益最大化[8]。

3) 作為珠三角城際軌道交通網的組成部分，該線的速度目標值應服從上位規劃及有關政策的相關要求。

4) 兼顧近遠期的綜合效益。

3.2 相關上位規劃

3.2.1 相關政策要求

廣東省發展和改革委的粵發改交通[2014]837號文《關于印發“廣東省珠江三角洲城際軌道交通建設管理辦法”的通知》中，有關城際軌道交通速度目標值的要求為：“項目一般按照160 km/h速度目標值進行設計，因線路銜接、運營里程等客觀原因需要進行調整的應在項目可行性研究中進行論證?！?/p>

3.2.2 珠江三角洲城際軌道交通網規劃

深圳—惠州城際鐵路是珠三角城際軌道交通網的重要組成部分，根據《珠江三角洲城際快速軌道交通線網規劃》文件精神，珠三角地區將形成“三環八射”的城際鐵路網絡，形成以廣州為中心、區域九城市之間“1 小時”交通圈，實現地區之間的同城化，形成密集開行公交化列車的新型公交化運輸系統。

3.2.3 粵港澳大灣區城際鐵路網規劃

《粵港澳大灣區城際鐵路建設規劃》中提出，在廣佛、深港、珠澳(江中珠澳)三大發展極之間構建“極軸”，在大灣區城際網基礎上增加“放射”線路，構建中心城市與周邊城市快速通達的放射性區域城際網絡，并優化深圳至惠州城際鐵路建設[8]。

3.3 市場與競爭力分析

本項目承擔深圳、東莞(鳳崗)、惠州及沿線城鎮間客流，因此，需分析研究主要客流集散地間其他交通方式的時速、票價等?；葜荨钲凇⒒葜荨獜V州間鐵路線路及相關技術指標現狀統計如表2所示。

由表2可見，惠州與深圳、廣州間的客流單位票價均較國內其他區域偏高。研究年度隨著贛深高鐵的建成，惠州與深圳間高鐵的旅行時間將縮短至0.5 h左右，點對點客流將以高速鐵路為主。深圳—惠州城際鐵路主要吸引沿線到深圳、廣州間的客流，以及深圳市、惠州市域內客流。惠州—深圳其他交通方式及相關技術指標現狀統計如表3所示。

表2 惠州—深圳、惠州—廣州間鐵路線路及相關技術指標現狀統計表

表3 惠州—深圳其他交通方式及相關技術指標現狀統計表

3.4 旅行時間目標值的確定

深圳—惠州城際鐵路建成后，深圳—惠州間將形成鐵路、公路等多種交通運輸方式并存的綜合交通運輸體系。公路方面，深圳至惠州間高速公路最快旅行時間約1.3 h左右。為保證該線具備與公路競爭的優勢，深圳—惠州間大站列車旅行時間宜控制在1 h內；站站停列車因其具有安全、正點、服務頻率高等優勢，旅行時間可與公路的基本持平。

4 深圳—惠州城際鐵路的速度目標值

4.1 方案構成

根據《珠江三角洲城際快速軌道交通線網規劃》，其線網速度目標值為140～200 km/h，按速度等級分為快速線路和普速線路?？焖倬€路的速度目標值為160～200 km/h，普速線路的速度目標值為140～160 km/h?！冻请H鐵路設計規范》規定的速度等級為120 km/h、160 km/h、200 km/h。該線為珠江三角洲城際軌道交通網的重要組成部分，規劃為城際鐵路。但考慮該線運輸距離較長、遠景擬與深圳至珠海城際鐵路貫通運營，珠?！氨！葜菥嚯x長達185 km，因此其速度目標值不宜過低。本文對160 km/h、200 km/h、250 km/h速度目標值方案進行研究。

4.2 不同速度目標值方案比選

4.2.1 定量比較

1) 工程投資：深圳—惠州城際鐵路沿線多為建成城區，受拆遷影響，前海灣至西麗段及瀝林北站兩端均為限速路段，其余路段速度對線路影響較小。影響工程及投資的主要因素是：線路平縱斷面設計標準引起的橋隧工程差異，與設計速度相匹配的線間距、隧道斷面，不同結構沉降控制要求引起的橋隧工程設置、工程措施。160 km/h、200 km/h、250 km/h三種速度目標值方案工程特征及投資如表4所示。

表4 深圳—惠州城際鐵路不同速度目標值方案技術經濟比較表

由表4可見， 200 km/h速度目標值方案比160 km/h速度目標值方案的靜態投資增加約3.99億元，比250 km/h速度目標值方案靜態投資節省約30.52億元。

2) 達速效果：深圳至惠州城際鐵路采用開行大站停列車和站站停列車的運輸組織模式。初近期工程前保站至惠州機場段平均站間距離為10.225 km/h，大站間平均距離為15.338 km。按平均站間距離計算，列車達速比如表5所示。

表5 深圳—惠州城際鐵路不同速度目標值列車運行特性表

由表5可見：從充分發揮動車組性能方面分析，250 km/h速度目標值方案的大站停和站站停列車均不能達速；160 km/h速度目標值方案的大站停和站站停列車達速效果均較好，達速比分別為75.6%和63.3%；200 km/h速度目標值方案的大站停和站站停列車達速比分別為51.1%和26.7%。

3) 運營效果：160 km/h、200 km/h、250 km/h三種速度目標值方案運行時間對比如表6所示。

表6 深圳—惠州城際鐵路不同速度目標值方案列車運行時間對比表

由表6可見：250 km/h速度目標值方案運營效果較其他兩個方案提升不明顯，比200 km/h速度目標值方案大站停及站站停列車運行時分僅節省1.8 min和1.0 min；200 km/h速度目標值方案比160 km/h的節時效果明顯，大站停及站站停列車分別節省6.3 min和3.2 min。結合研究年度客流量，2030年、2035年、2045年分別節省旅客總旅行時間6 058.6 h、8 576 h、11 962.4 h。從滿足時間目標值方面來看，200 km/h和250 km/h速度目標值方案均滿足大站停列車旅行時間1.0 h、站站停列車旅行時間1.3 h的時間目標值需求。160 km/h速度目標值方案時間適應性略差。

4) 運行能耗：速度目標值越高，列車旅行時間越短，牽引能耗越大。通過模擬列車牽引計算，得到160 km/h、200 km/h、250 km/h三種速度目標值方案的列車運行能耗如表7所示。

表7 深圳—惠州城際鐵路不同速度目標值方案列車運行能耗對比表

由表7可見：250 km/h速度目標值方案比200 km/h速度目標值方案大站停及站站停列車運行能耗增加478.23 kWh、896.54 kWh；200 km/h速度目標值方案比160 km/h速度目標值方案大站停及站站停列車運行能耗僅增加197.5 kWh、484.29 kWh。

5) 運營成本：主要由生產人員工資及福利、能耗費、固定設備維修費、營運維持費、客服費、管理費等構成。通過測算得到160 km/h、200 km/h、250 km/h三種速度目標值方案研究年度的運營成本如表8所示。

表8 深圳—惠州城際鐵路不同速度目標值方案研究年度的運營成本對比表

由表8可見，200 km/h速度目標值方案比160 km/h速度目標值方案研究年度運營成本增加不大，250 km/h速度目標值方案比200 km/h速度目標值方案研究年度運營成本增加較大。

4.2.2 定性分析

1) 路網協調性：深圳—惠州城際鐵路為珠三角城際軌道交通網的重要組成部分。珠三角城際軌道交通網規劃速度目標值為140～200 km/h，該線若采用160 km/h或200 km/h的速度目標值，則與線網規劃一致；該線若采用250 km/h的速度目標值，則與珠三角城際軌道交通線網協調匹配性差。根據運輸組織方案，該線開行與莞惠城際鐵路的跨線列車，莞惠城際鐵路的速度目標值為200 km/h，因此，該線若采用200 km/h的速度目標值，則與莞惠城際鐵路的相統一，二者匹配性更優。綜上所述，該線宜采用200 km/h的速度目標值。

2) 市場競爭力：在研究年度，同一通道內的贛深高鐵建成，當采用250 km/h速度目標值方案時，票價與贛深高鐵相當。對于長途客流而言，更愿意選擇速度更高的贛深高鐵。而采用200 km/h或160 km/h速度目標值方案時，該線在票價上將具備一定的市場競爭力。

4.3 速度目標值研究結論

綜合上述分析可知：250 km/h速度目標值方案，其工程投資比其他兩個方案增加較多，但運營效果提升不明顯；與200 km/h速度目標值方案大站停及站站停列車相比，其運行時間僅節省1.8 min和1.0 min，投資節時比分別為17.0億元/min和30.5億元/min；其運營成本增加也較大；其與路網相關線路速度目標值協調匹配性差；其能耗大、市場競爭力弱。因此不予考慮。200 km/h速度目標值方案，其比160 km/h速度目標值方案的工程投資僅增加3.99億元，約占總投資的0.7%；其比160 km/h速度目標值方案的大站停及站站停列車的運行時間分別節省6.3 min和3.2 min，投資節時比分別為0.6億元/min和1.2億元/min；運行能耗、運營成本適中。因此，從工程投資、運營效果、運行能耗、運營成本、運行能耗、路網協調匹配、市場競爭力等方面綜合考慮，推薦該線采用200 km/h速度目標值方案。

5 結語

從《珠江三角洲城際快速軌道交通線網規劃》入手，在分析深圳—惠州城際鐵路客流特征的基礎上，結合相關上位規劃、市場運輸現狀等確定了該線路應采用的旅行時間目標值為1 h；進而從定量比較和定性分析兩方面對160 km/h、200 km/h、250 km/h三個速度目標值方案進行綜合比選，最終推薦投資較為經濟合理、達速比及運營效果較優、路網協調匹配性良好、市場競爭力較強的200 km/h速度目標值方案。