新建市域（郊）鐵路經(jīng)濟性現(xiàn)狀分析及對策研究

顏燕舞

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

1 引言

市域（郊）鐵路是伴隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展而興起的新型軌道交通系統(tǒng)。近年來，隨著“軌道上的都市圈”的建設(shè)、“四網(wǎng)融合”的大力推進以及若干都市圈、城市群多層級交通規(guī)劃政策的出臺，我國市域（郊）鐵路發(fā)展迅猛，運營里程穩(wěn)步增長。截至2022 年底，我國內(nèi)地已運營市域快軌（即市域（郊）鐵路）線路長度達1 223.35 km，在城市軌道交通（以下簡稱“城軌”）運營線路總長度中占比11.89%，2022 年新增市域快軌線路212.39 km，占比19.57%。市域（郊）鐵路雖然發(fā)展較快，但相較于高鐵、城際鐵路及地鐵等，仍處于起步階段，面臨技術(shù)標準不完善、工程投資大、運營成本高等突出問題。

中華人民共和國國務(wù)院辦公廳于2020 年發(fā)布的《關(guān)于推動都市圈市域（郊）鐵路加快發(fā)展的意見》（國辦函[2020]116 號）指出：按照功能適應、標準適宜、經(jīng)濟適用的原則，嚴格落實項目建設(shè)條件，深化項目前期工作，加強技術(shù)方案比選，合理降低工程投資和運營成本。為落實國內(nèi)相關(guān)政策要求，亟需通過開展技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化設(shè)計標準、采用靈活的運輸組織模式等方式，降低市域（郊）鐵路工程投資和運營成本，提高經(jīng)營效益，實現(xiàn)其健康、可持續(xù)發(fā)展。

為此，本文在對國內(nèi)新建市域（郊）鐵路經(jīng)濟性現(xiàn)狀進行調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，明確當前新建市域（郊）鐵路存在的問題，并結(jié)合相關(guān)政策要求，從系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計建設(shè)、運營管理等方面，提出降本增效的對策及建議，以期為國內(nèi)新建市域（郊）鐵路規(guī)劃、設(shè)計、運營管理提供參考和借鑒。

2 新建市域（郊）鐵路經(jīng)濟性現(xiàn)狀分析

2.1 主要技術(shù)指標及工程投資

國內(nèi)新建市域（郊）鐵路設(shè)計速度通常為100～160 km/h，采用市域A 型、B 型、D 型、雙流制等車型，列車以6 輛編組為主，部分穿城快線列車為8 輛編組。供電制式為DC 1500V 或AC25kV，主要采用接觸網(wǎng)和接觸軌2 種授流方式。大部分線路的地下線占比為30%～50%，穿城快線的地下線占比在70%以上。平均站間距通常為3～4 km，部分線路平均站間距小于3 km。國內(nèi)新建市域（郊）鐵路直接工程投資為2～6億元/正線公里。國內(nèi)部分新建市域（郊）鐵路項目主要技術(shù)指標及工程投資如表1所示。

表1 國內(nèi)部分新建市域（郊）鐵路項目主要技術(shù)指標及工程投資統(tǒng)計表

2.2 運營管理現(xiàn)狀

國內(nèi)新建市域（郊）鐵路主要采用6輛編組的運營方案，部分線路開行大小交路；整體客流量較小，2021 年的客運強度僅為0.067 萬人次/（km·天）。新建市域（郊）鐵路的主要能耗為電能消耗（以下簡稱“電耗”），其中，列車牽引電耗和設(shè)備設(shè)施電耗占比高，據(jù)不完全統(tǒng)計，牽引電耗在市域（郊）鐵路總能耗中的占比約為60%。雖然其總體電耗比地鐵低，但是每人公里的電耗比地鐵高。市域（郊）鐵路具有較強的公益屬性，運營收入以票務(wù)收入為主，平均收支比為19.7%，處于虧損狀態(tài)。

2.3 存在問題

綜上所述，國內(nèi)新建市域（郊）鐵路在經(jīng)濟性方面存在以下問題。

（1）工程投資大。國內(nèi)大多數(shù)新建市域（郊）鐵路項目的直接工程投資大于3 億元/正線公里。其主要原因在于：①市域（郊）鐵路速度較高，若采用地上敷設(shè)方式，其噪聲振動對環(huán)境影響較大，因此在城區(qū)、組團中心常采用地下敷設(shè)方式，地下線占比高；②列車通常采用長編組（多為6 輛編組），導致車站整體規(guī)模偏大，而且部分線路站點設(shè)置較密，站間距小；③部分線路車站裝修、設(shè)備配置標準參照地鐵建設(shè)標準，配置高，投資大。

（2）運營成本高，經(jīng)營效益差。究其原因，主要有以下方面：①運營列車大多采用6 輛固定編組，平峰時段空載率高，能耗大；②列車發(fā)車間隔較長，客流吸引力不強，票務(wù)收入不理想；③車站規(guī)模為與列車編組相匹配普遍偏大，通風、空調(diào)、供暖、電扶梯、照明等日常設(shè)備數(shù)量多，運維費用高；④管理人員多，人工成本高，經(jīng)營效益差。

3 對策及建議

針對上述問題，本章提出降低新建市域（郊）鐵路工程投資和運營成本的對策及建議如下。

3.1 規(guī)劃引領(lǐng)方面

應統(tǒng)籌做好前期規(guī)劃，綜合考慮運輸需求、線路功能定位等因素，對線路設(shè)計標準進行充分驗證，合理選擇系統(tǒng)制式。

（1）同一城市或區(qū)域宜統(tǒng)一制式標準，對車輛基地、控制中心、主變電所等進行統(tǒng)籌規(guī)劃，以實現(xiàn)資源共享的目的。

（2）因地制宜確定線路敷設(shè)方式，優(yōu)先采用地面或高架敷設(shè)，集約利用通道資源，以節(jié)省工程投資。

（3）站點設(shè)置應統(tǒng)籌考慮線路功能定位、速度目標值及客流需求等，平均站間距原則上應不小于3 km。

3.2 設(shè)計建設(shè)方面

3.2.1 列車編組

應根據(jù)客流需求，充分考慮不同運輸組織模式對土建工程、運營成本的影響，合理確定初/近/遠期列車編組及行車組織方案。在滿足運營需求的前提下，盡量采用小編組、高密度列車運行方案，原因在于小編組不僅可以有效減小車站及段場規(guī)模，節(jié)省土建工程投資，而且可通過縮減車站及段場規(guī)模，同步縮小配套設(shè)備的設(shè)計規(guī)模，從而使設(shè)備投資及運營費用得到有效控制，最終有效降低市域（郊）鐵路建設(shè)及運營成本。

3.2.2 土建工程

（1）車站。根據(jù)服務(wù)區(qū)域的主導客流特征、客流量大小，設(shè)置與客流特征相匹配的車站出入口數(shù)量、公共區(qū)規(guī)模、站臺寬度、電扶梯數(shù)量、公共衛(wèi)生間設(shè)施標準等，統(tǒng)籌全線車站資源分配。結(jié)合車站建設(shè)條件，分析采用地面外掛站廳的可行性，以縮減車站土建規(guī)模。合理確定車站裝修標準和原則，提倡簡約裝修，控制車站裝修成本。

（2）區(qū)間。在隧道方面，由于市域（郊）鐵路與地鐵相比速度更高，隧道斷面更大，造價更高，而且目前國內(nèi)各地盾構(gòu)隧道斷面標準并不統(tǒng)一，因此工程設(shè)計時，宜在現(xiàn)行規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合車輛類型、速度目標值、隧道阻塞比等，進一步優(yōu)化盾構(gòu)隧道斷面尺寸，以降低隧道工程投資。在橋梁方面，應統(tǒng)籌考慮聲屏障、遮板、疏散通道、接觸網(wǎng)立柱等橋面設(shè)施及其布置形式，優(yōu)化橋梁上部結(jié)構(gòu)斷面尺寸及下部結(jié)構(gòu)受力，合理確定其上部結(jié)構(gòu)荷載，優(yōu)化不同樁基類型在特定地質(zhì)下的樁基布置及樁長，并充分開展技術(shù)經(jīng)濟比較，控制橋梁建設(shè)成本。在路基方面，應根據(jù)不同路基填料特點，分析不同速度條件下各類路基填料的匹配性及再生填料的適用性，優(yōu)化路基填料技術(shù)標準和基床厚度，控制路基填料工程造價；具體設(shè)計時，宜結(jié)合項目所在地填料類型，按照經(jīng)濟適用原則，系統(tǒng)分析不同類型路基填料性能、運距、攤鋪及壓實成本等，選擇適宜的路基填料，并根據(jù)具體的填料選型，確定路基基床厚度。

（3）道岔及軌道結(jié)構(gòu)。應結(jié)合市域（郊）鐵路速度目標要求，創(chuàng)新現(xiàn)有技術(shù)，研發(fā)新型道岔（如直向速度120～160 km/h 的9 號道岔），減少岔區(qū)土建工程量，以節(jié)省工程投資。開展無砟軌道輕量化設(shè)計，優(yōu)化高等減振地段無砟軌道結(jié)構(gòu)高度，減小橋梁的二期恒載，以降低軌道及橋梁工程造價。

3.2.3 機電工程

（1）通風、排煙系統(tǒng)。應根據(jù)市域（郊）鐵路不同速度目標要求，在滿足區(qū)間正常通風換氣、壓力波控制、阻塞通風組織、災后排煙控制的條件下，優(yōu)化通風設(shè)計標準，精簡系統(tǒng)設(shè)計；本著經(jīng)濟、安全原則，優(yōu)化區(qū)間隧道通風、排煙控制模式，減少隧道區(qū)間風井及配套設(shè)備設(shè)置；結(jié)合市域（郊）鐵路的行車組織、車站空間特點、列車停站的防災救援要求，優(yōu)化、精簡車站軌行區(qū)排熱系統(tǒng)，降低車站層高，節(jié)省土建工程投資。

（2）車輛基地及綜合維修中心。應結(jié)合市域（郊）鐵路潮汐客流特點，優(yōu)化車輛運用檢修計劃，可考慮利用平峰時段完成下線車輛的檢修工作，減少扣車檢修的車輛數(shù)量，提高車輛利用率，從而減少配屬車輛數(shù)量；充分利用運營空檔期完成車輛的維修工作，提升維修設(shè)施設(shè)備的利用率，優(yōu)化車輛基地及綜合維修設(shè)備配置標準，減小車輛基地及綜合維修中心規(guī)模。

（3）通信系統(tǒng)。應結(jié)合通信和售檢票系統(tǒng)實際需求，簡化系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)通信和售檢票系統(tǒng)架構(gòu)的集約化、扁平化，以減少工程投資；采用智能判圖、集中判圖等智慧手段，減少車站安檢判圖人員，以節(jié)約人力資源。

（4）信號系統(tǒng)。由于信號系統(tǒng)點式后備模式的設(shè)備配置多，建設(shè)及運維成本高，利用率低，因此在工程設(shè)計中，應充分考慮成本效益和功能需求，科學地選用性價比高的后備模式，并適當降低后備模式系統(tǒng)的復雜程度，優(yōu)化接口設(shè)計，精簡軌旁設(shè)備，以節(jié)約項目建設(shè)及運維成本。

（5）供電系統(tǒng)。應根據(jù)市域（郊）鐵路運輸組織方案，分析市域（郊）鐵路牽引負荷特點，精準計算整流機組、環(huán)網(wǎng)電纜等重要設(shè)備及材料容量，在滿足運量需求的前提下，核減系統(tǒng)容量，實現(xiàn)供電系統(tǒng)設(shè)備的輕量化；合理確定牽引變壓器容量，根據(jù)市域（郊）鐵路車站及區(qū)間負荷特性、容量需求、需要系數(shù)、同時系數(shù)，確定經(jīng)濟合理的標準化配電方案，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的輕量化、簡約化，以控制工程造價。

（6）設(shè)備用房集約化。可通過對變電所房間、通信信號等弱電房間、通風空調(diào)房間等設(shè)備用房進行集約化設(shè)計，控制土建規(guī)模，以減少土建工程投資。

3.2.4 減振降噪

振動噪聲大是軌道交通高架敷設(shè)方式推廣難的根本原因。可通過采取綜合治理、分級減振、多重降噪等措施，從車輛、橋梁梁型及支座、軌道結(jié)構(gòu)及扣件、聲屏障、吸聲板等多方面降低市域（郊）鐵路高架線路振動噪聲對沿線環(huán)境的影響；開展技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)更為經(jīng)濟適用、低碳環(huán)保的工程材料，助力高架敷設(shè)方式的推廣，降低項目建設(shè)成本。

3.3 運營管理方面

3.3.1 運輸組織

市域（郊）鐵路線路較長，平均乘距較長。若采用大編組、低密度的運輸組織模式，空載率高、運營能耗大、車輛維護成本高，而采用“站站停”運輸組織模式，則旅行時間長，不利于吸引客流。因此，應采取靈活運輸模式，推進多元化、公交化運輸組織，以提升市域（郊）鐵路的運營服務(wù)水平。例如，采用與市域（郊）鐵路潮汐客流特征相匹配的運輸組織方式，如靈活編組、虛擬編組等運輸組織模式，在保證各時段/區(qū)段均提供較優(yōu)服務(wù)質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)運量與運力的最佳協(xié)同，在滿足運營需求的同時，提高列車滿載率，節(jié)省運營成本；結(jié)合線路客流需求，推行“站站停”與“大站停”相結(jié)合的運輸組織模式，通過多交路運營、大小編組混跑等方式，滿足乘客多樣化、便捷化的出行需求，提高市域（郊）鐵路的運輸經(jīng)濟性及客流吸引力。

3.3.2 運營管理

（1）運營節(jié)能。市域（郊）鐵路設(shè)施設(shè)備多，運營時間長，總能耗較高。在運營管理過程中，可從以下方面采取相關(guān)措施，降低線路能耗：①列車牽引節(jié)能方面，可根據(jù)線路車站間距、縱斷面條件，在給定運行時間的前提下，優(yōu)化駕駛策略，達到節(jié)能的目的，并根據(jù)車內(nèi)乘客數(shù)量，通過列車空調(diào)系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，控制列車運營能耗；②車站設(shè)備節(jié)能方面，可建立通風空調(diào)、供暖系統(tǒng)與氣溫、客流量變化的耦合模型以實現(xiàn)對車站公共區(qū)通風空調(diào)、供暖系統(tǒng)的動態(tài)節(jié)能調(diào)節(jié)，建立電扶梯運行狀態(tài)與客流密度、疏散效率的關(guān)聯(lián)模型以實現(xiàn)電扶梯設(shè)備運行參數(shù)與客流密度之間的節(jié)能聯(lián)動，在高架車站結(jié)合站內(nèi)自然采光亮度對燈具的開關(guān)進行智能調(diào)整，結(jié)合線路運營時間定時開啟和關(guān)閉廣告照明等，從而降低設(shè)備能耗，提升設(shè)備運營的經(jīng)濟性。

（2）效益創(chuàng)收。在運營管理過程中，可從以下方面采取相關(guān)措施，提高市域（郊）鐵路的運營效益：①結(jié)合不同旅客的經(jīng)濟承受能力和消費需求特點，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量、運輸距離等差異，在堅持公共交通屬性的基礎(chǔ)上，形成多層次、差別化的票價體系，從而有效引導交通需求，改善市域（郊）鐵路經(jīng)營狀況；②充分利用市域（郊）鐵路富余運能兼顧物流運輸，拓展市域（郊）鐵路功能，降低物流、客流運輸?shù)纳鐣杀荆瑢崿F(xiàn)項目減虧和可持續(xù)運營。

4 結(jié)語

市域（郊）鐵路是“十四五”時期城軌發(fā)展的重要方向。應統(tǒng)籌規(guī)劃控制，做好頂層設(shè)計；大力開展技術(shù)創(chuàng)新，完善規(guī)范標準，控制工程投資；優(yōu)化運輸組織模式、運營管理方式，提升服務(wù)水平，降低運營成本，從而實現(xiàn)市域（郊）鐵路低碳、綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展。本文從系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計建設(shè)、運營管理等方面提出了有效控制市域（郊）鐵路建設(shè)及運營成本的對策及措施，拋磚引玉，以期為市域（郊）鐵路規(guī)劃、設(shè)計及運營管理提供參考和借鑒。