王天軍

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路運(yùn)輸處，西安 710043)

西安北客站至機(jī)場(chǎng)鐵路運(yùn)輸組織模式研究

王天軍

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路運(yùn)輸處，西安 710043)

西安北客站至機(jī)場(chǎng)鐵路承擔(dān)西安咸陽機(jī)場(chǎng)及沿線與西安市區(qū)的旅客交流，機(jī)場(chǎng)客流所占比重較高，主要研究直達(dá)列車與站站停列車混合開行的可行性。通過對(duì)運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)輸能力、服務(wù)水平和工程投資等因素的分析研究，混合開行對(duì)沿線客流服務(wù)水平較低，運(yùn)輸能力較小，運(yùn)輸組織復(fù)雜，工程投資增加，直達(dá)列車運(yùn)行時(shí)間僅節(jié)省約7min，確定本線運(yùn)輸組織模式為全部開行站站停列車，初、近期客流較小時(shí)可開行部分直達(dá)列車。

鐵路;客流;列車;運(yùn)輸組織

1 西安北客站至機(jī)場(chǎng)鐵路概況

1.1 線路綜述

線路起自西安北客站北廣場(chǎng)，與地鐵2號(hào)、4號(hào)線換乘，出站后沿明光路至尚稷路并設(shè)站，后跨渭河、機(jī)場(chǎng)高速公路后折向西并行北環(huán)線鐵路，經(jīng)西咸新區(qū)秦漢新城于長(zhǎng)陵車站東段跨北環(huán)線鐵路，沿規(guī)劃蘭池三路至渭柳家園西側(cè)轉(zhuǎn)向北穿秦咸陽城遺址，經(jīng)西咸新區(qū)空港新城至終點(diǎn)西安咸陽機(jī)場(chǎng)，全長(zhǎng)25.355 km［1］。詳見圖1。

圖1 西安北客站至機(jī)場(chǎng)鐵路平面示意

1.2 車站分布

線路全長(zhǎng)25.355 km，共設(shè)車站10座，其中地下站4座，高架站3座，其余均為地面站。配套設(shè)置藝術(shù)中心車輛段1處。車站分布詳見表1。

表1 車站分布概況

1.3 功能定位

本項(xiàng)目主要承擔(dān)西安咸陽機(jī)場(chǎng)、西咸新區(qū)空港新城、秦漢新城與西安市區(qū)的旅客交流，是關(guān)中城際鐵路的一部分，是連接西安市主城區(qū)與西咸新區(qū)、西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)的鐵路。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)客流快速疏散、方便旅客進(jìn)出港，加快西咸新區(qū)建設(shè)，促進(jìn)西咸經(jīng)濟(jì)一體化，提升西安國(guó)際化大都市的影響力。

2 運(yùn)量及客流特點(diǎn)分析

本線客流主要由機(jī)場(chǎng)集散客流、秦漢新城及空港新城與西安主城區(qū)間居民出行客流、沿線組團(tuán)間交流和旅游休閑客流構(gòu)成。預(yù)測(cè)的客流量［1］見表2。

表2 研究年度客流預(yù)測(cè)匯總［2］

客流由機(jī)場(chǎng)客流和沿線客流構(gòu)成，初期以機(jī)場(chǎng)客流為主，近期沿線客流逐步增長(zhǎng)。機(jī)場(chǎng)客流全日相對(duì)均衡，高峰系數(shù)約0.1，不與沿線客流高峰時(shí)段重合;沿線客流全日最高峰在 18:00～19:00，高峰系數(shù)0.117～0.128。高峰時(shí)段機(jī)場(chǎng)客流占最大斷面客流總量比例各期分別約為64%、48%、38%，各年度直達(dá)列車開行比例不宜高于此比例。

3 列車可能的開行種類及運(yùn)輸組織模式

部分車站設(shè)置越行線，實(shí)現(xiàn)快慢車混合運(yùn)營(yíng)，發(fā)達(dá)國(guó)家郊區(qū)線設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)中已有成熟的模式。如日本東京中央線全長(zhǎng)53 km，設(shè)站24處［3］，普通列車站站停，全程運(yùn)行71min，旅速44.9 km/h，快車停9站，運(yùn)行53min，旅速60.1 km/h。國(guó)內(nèi)尚無采用大站停和站站?；旌线\(yùn)營(yíng)的運(yùn)輸組織模式，在建的上海地鐵16號(hào)線設(shè)計(jì)采用直達(dá)、大站、站站停3種方式混合運(yùn)行模式，線路全長(zhǎng)59 km，設(shè)計(jì)速度120 km/h，直達(dá)列車僅30 min，站站停列車全程需1h。目前國(guó)內(nèi)各城市機(jī)場(chǎng)線均只開行站站停1種列車。

機(jī)場(chǎng)客流占全線總客流的50%左右，沿途無需上下車，客觀上有直達(dá)需求;沿線客流主要是去西安市主城區(qū)及各站間交流，需開行站站停列車。為滿足客流多樣化需求，運(yùn)輸組織模式有只開站站停列車和站站停與直達(dá)列車混合運(yùn)行2種。

方案1:只開行站站停列車，所有客流均由站站停列車承擔(dān)。

方案2:開行站站停和直達(dá)2種列車。機(jī)場(chǎng)客流由直達(dá)列車承擔(dān)，只考慮在西安北客站、機(jī)場(chǎng)東和機(jī)場(chǎng)站停車;部分市區(qū)至機(jī)場(chǎng)的客流和沿線客流由站站停列車承擔(dān)。

4 運(yùn)輸組織模式比選

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

列車編組:B型車4輛編組，2動(dòng)2拖;追蹤間隔:按照3min行車間隔控制;速度目標(biāo)值:站站停和直達(dá)列車均為100 km/h。

4.2 運(yùn)輸能力分析

對(duì)運(yùn)輸能力影響最大的是不同停站方式列車由于旅時(shí)差異產(chǎn)生的能力扣除［4］，運(yùn)輸能力分析中直達(dá)列車與站站停列車按照越行和不越行2種方式研究。

4.2.1 直達(dá)列車不越行站站停列車

方案2由于站站停列車在各站起停車和停站需要，運(yùn)行時(shí)間較直達(dá)列車長(zhǎng)，直達(dá)列車相對(duì)站站停列車產(chǎn)生一定的能力扣除。若不考慮直達(dá)列車越行站站停列車，則本線通過能力較小［5］。不同情況下每小時(shí)最大通過能力見圖2、圖3。

圖2 不越行相同發(fā)車間隔最大能力示意

圖3 不越行不同追蹤間隔最大能力示意(4對(duì)/h直達(dá)列車)

由運(yùn)行圖鋪畫結(jié)果分析，不越行時(shí)采用相同的發(fā)車間隔，2種列車交替發(fā)車最大能力為6.0對(duì)/h，發(fā)車間隔10min，服務(wù)頻率較低;采用不均衡發(fā)車，開行直達(dá)列車4對(duì)/h時(shí)，最大能力為12.0對(duì)/h;開行直達(dá)列車5對(duì)/h時(shí)，最大能力為10.0對(duì)/h。本線初、近、遠(yuǎn)期高峰小時(shí)開行總對(duì)數(shù)分別為7對(duì)(3對(duì)直達(dá))、12對(duì)(4對(duì)直達(dá))、16對(duì)(5對(duì)直達(dá))。因此，直達(dá)列車不越行站站停列車并考慮不均衡發(fā)車情況下，初、近期運(yùn)輸能力可以滿足運(yùn)輸需求，遠(yuǎn)期則不滿足。

4.2.2 直達(dá)列車越行站站停列車

直達(dá)列車越行站站停列車對(duì)站站停列車運(yùn)行時(shí)間影響較大，研究按每列站站停列車只允許被越行一次考慮。經(jīng)列車運(yùn)行圖鋪畫，不同情況總通行能力見表3。

表3 不同情況運(yùn)輸能力

直達(dá)列車開行3對(duì)/h時(shí)可滿足遠(yuǎn)期高峰小時(shí)16對(duì)(直達(dá)3對(duì))運(yùn)輸需求。但部分車站需設(shè)置越行線［6］，本次考慮在馬坊和藝術(shù)中心站增加越行線。

綜合分析，混合開行模式采用不越行方式僅能滿足初、近期能力需要，采用越行方式可以滿足遠(yuǎn)期能力需要，但2個(gè)車站需增加越行線，增加工程投資。

4.3 運(yùn)行時(shí)間分析［7］

直達(dá)列車較站站停列車純運(yùn)行時(shí)間節(jié)省3.8min;直達(dá)列車僅在北客站、機(jī)場(chǎng)東及機(jī)場(chǎng)站?？?，較站站停列車停站時(shí)間節(jié)省3.5 min;同時(shí)由于發(fā)車間隔的差異，乘坐不同類型列車的候車時(shí)間有一定差異。各方案總旅行時(shí)間見表4。

由表4可見，機(jī)場(chǎng)客流若不考慮候車時(shí)間，則方案2直達(dá)列車較方案1站站停列車節(jié)省7.3min，考慮候車時(shí)間后，方案2直達(dá)列車總旅行時(shí)間初、近期高峰時(shí)段節(jié)省1.6～2.3min，遠(yuǎn)期由于候車時(shí)間較長(zhǎng)，需增加時(shí)間0.8min。沿線客流方案2高峰時(shí)段總旅行時(shí)間多0.4～3.2min，遠(yuǎn)期高峰時(shí)段由于直達(dá)列車越行站站停列車，每越行1次，站站停列車旅行時(shí)間增加5.5 min，增加較多。

4.4 客流需求分析

目前市區(qū)前往機(jī)場(chǎng)的客流主要交通方式為機(jī)場(chǎng)大巴、出租車以及私家車等，其運(yùn)行時(shí)間均在1 h左右;經(jīng)地鐵2號(hào)、4號(hào)線以及本線去往機(jī)場(chǎng)的旅行時(shí)間也近1 h，本線直達(dá)列車旅行時(shí)間節(jié)省7min左右，對(duì)全程旅行時(shí)間影響較小。沿線客流總出行時(shí)間較短，對(duì)本線運(yùn)行時(shí)間及服務(wù)頻率要求較高。因此，機(jī)場(chǎng)客流對(duì)旅行時(shí)間敏感性相對(duì)較低、對(duì)服務(wù)頻率敏感性較高，沿線客流對(duì)旅行時(shí)間和服務(wù)頻率敏感性相對(duì)較高。方案2可在早晚高峰時(shí)段以開行站站停列車為主，其余時(shí)段可根據(jù)需求多開行直達(dá)列車。

表4 不同時(shí)段各方案總旅行時(shí)間比較 min

4.5 服務(wù)水平分析

由表4可見，對(duì)機(jī)場(chǎng)客流而言，兩方案平均服務(wù)頻率相同。初期高峰小時(shí)方案1服務(wù)頻率為8.6min;方案2沿線客流平均服務(wù)頻率為15min，間隔時(shí)間較長(zhǎng)，平峰時(shí)段間隔則更長(zhǎng)。近期高峰小時(shí)方案1服務(wù)頻率為5min;方案2沿線客流平均服務(wù)頻率為7.5min，平峰時(shí)段間隔15min。遠(yuǎn)期高峰小時(shí)方案1服務(wù)頻率為3.8min;方案2沿線客流平均服務(wù)頻率為4.6min，平峰時(shí)段為10min。

因此，方案2初近期對(duì)本線機(jī)場(chǎng)客流服務(wù)水平較好，沿線客流服務(wù)水平不高，近期隨著沿線客流的增長(zhǎng)，站站停列車開行數(shù)量的增加，沿線客流服務(wù)水平尚可。

4.6 運(yùn)輸組織分析

4.6.1 運(yùn)輸組織

方案1只開行站站停列車，運(yùn)輸組織簡(jiǎn)單、靈活。

方案2兩種列車混合運(yùn)行，直達(dá)列車需越行站站停列車，運(yùn)輸組織復(fù)雜、靈活性差。2種列車若互不考慮代用，對(duì)列車在折返站周轉(zhuǎn)接續(xù)要求較高，折返站需加設(shè)存車線以便列車周轉(zhuǎn)或越行［8］，增加列車運(yùn)用數(shù)量。若考慮代用，采用ATO模式運(yùn)行時(shí)需對(duì)運(yùn)行模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換［9］;為避免旅客乘錯(cuò)車，車站及列車外表必須設(shè)置方便識(shí)別的電子及廣播信息;同時(shí)司機(jī)需適應(yīng)直達(dá)和站站停2種運(yùn)行模式。

4.6.2 對(duì)AFC系統(tǒng)及工程的影響分析

方案2開行直達(dá)和站站停2種列車，2種列車的票價(jià)對(duì)AFC系統(tǒng)及工程有影響。

若采用同一票價(jià)對(duì)AFC系統(tǒng)影響不大，無需增加AFC設(shè)備，若采用不同票價(jià)，AFC系統(tǒng)可在售票機(jī)上增加打印乘坐直達(dá)列車的憑證，對(duì)憑證進(jìn)行二次上車檢票，或采用手持便攜式驗(yàn)/檢票機(jī)對(duì)通過自動(dòng)檢票進(jìn)入付費(fèi)區(qū)的乘客進(jìn)行二次檢票［10］。運(yùn)輸和客流組織較為復(fù)雜，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本較高。本次研究按采用同一票價(jià)。

4.6.3 列車套用的可行性及可實(shí)施性

列車根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)移動(dòng)授權(quán)或信號(hào)機(jī)顯示信息運(yùn)行，但直達(dá)列車與站站停列車套用運(yùn)行模式在國(guó)內(nèi)還沒有開通運(yùn)營(yíng)的實(shí)例。

綜上所述，方案2存在列車越行、不同種類列車在折返站接續(xù)難度大或需要互相代用等問題，總體組織難度較大;方案1只開行站站停一種列車，運(yùn)輸組織簡(jiǎn)單。

4.7 工程投資及運(yùn)營(yíng)安全性分析

方案2由于越行需要，馬坊、藝術(shù)中心站設(shè)置越行線，站臺(tái)限界線路中心線距站臺(tái)邊緣距離1 500mm，距安全門最突出點(diǎn)1 530mm［11］，對(duì)車站工程投資及運(yùn)營(yíng)安全略有影響，增加投資約7 000萬元。方案1僅開行站站停列車，工程簡(jiǎn)單、安全性好。

5 綜合分析及研究結(jié)論

運(yùn)營(yíng)初、近期以機(jī)場(chǎng)客流為主，開行直達(dá)列車不需越行站站停列車，能力即可滿足運(yùn)輸需求，可考慮開行部分直達(dá)列車提高機(jī)場(chǎng)客流的送達(dá)速度，沿線客流可通過開行的站站停列車定點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行輸送，列車不需要越行;遠(yuǎn)期隨著西咸新區(qū)的發(fā)展和人口的增加，沿線客流所占比例增長(zhǎng)為60%以上，可全部開行站站停列車，兼顧機(jī)場(chǎng)和沿線兩種客流，避免列車的越行等待［12］。各方案優(yōu)缺點(diǎn)比較見表5。

表5 各方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

綜合分析，方案2縮短了大部分機(jī)場(chǎng)客流的送達(dá)時(shí)間，提高了運(yùn)輸質(zhì)量，但沿線客流服務(wù)水平較低，越行對(duì)運(yùn)輸能力有一定影響，站站停列車運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，運(yùn)輸組織較為復(fù)雜，工程投資增加。且直達(dá)列車在本線節(jié)省6min左右對(duì)于機(jī)場(chǎng)客流全程1h左右旅行時(shí)間節(jié)省相對(duì)有限。方案1整體服務(wù)水平高、運(yùn)輸組織簡(jiǎn)單、工程投資省、旅客乘車方便。因此研究推薦采用方案1，即本線運(yùn)輸組織模式為只開行站站停列車。在初、近期可視運(yùn)輸能力和運(yùn)輸需求開行直達(dá)列車，直達(dá)列車不考慮越行站站停列車。

［1］中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司．西安北客站至機(jī)場(chǎng)鐵路可行性研究報(bào)告［R］．西安:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2012．

［2］中華人民共和國(guó)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)．城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2008．

［3］顏穎，羅春曉．日本東京城市鐵路運(yùn)營(yíng)發(fā)展理念分析［J］．綜合運(yùn)輸，2012(8):76－81．

［4］鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院，鐵道部第三勘測(cè)設(shè)計(jì)院．鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)·鐵路運(yùn)量運(yùn)行車組織［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，1992．

［5］龍永芳．天津地鐵5、6號(hào)線共線運(yùn)營(yíng)段能力分析［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011(3):47－48．

［6］北京城建設(shè)計(jì)研究總院．GB50157—2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2003．

［7］丁超，森和?。罔F列車節(jié)能運(yùn)營(yíng)速度的探討［J］．鐵道機(jī)車車輛，2009(3):48－50．

［8］程雯．北京地鐵6號(hào)線五路居站道岔型號(hào)及折返能力分析［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(1):17－20．

［9］呂永宏，劉紅燕．一種基于移動(dòng)閉塞技術(shù)的列車自動(dòng)駕駛(ATO)系統(tǒng)［J］．甘肅科技，2008(19):19－21．

［10］鄧先平，陳鳳敏．我國(guó)城市軌道交通AFC系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展［J］．都市快軌交通，2005(6):18－21．

［11］中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003．

［12］房霄虹．城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織協(xié)調(diào)理論及方法研究［D］．北京:北京交通大學(xué)，2011．

Research on Transport Organization M ode of Xian North Station to Airport Railway

WANG Tian-jun

(Railway Route and Transportation Department，China Railway First Survey and Design Institute Group Co．，Ltd．，Xi'an 710043，China)

The railway from Xian north station to airport supports the passenger traffic flows from and along the Xian Xianyang Airport to the city center，in which the proportion of passenger flow from the airport is higher．This papermainly researched the technical feasibility of amixed transportmode in which the through trains，aswell as the trains which stops at all stations，runs at the same railway line．After analytical study on relevant issues such as the running time，transport capacity，service level，project cost and so on，the paper came to the conclusions that:(a)If using the mixed transportmode，the service level to the passenger flow along this railway line will be lower，accompanied with a smaller transport capacity，complicated transportorganization，and an increasing of project cost．(b)If using the through train mode，the running time will be shortened only by 7minutes．(c)It is recommended to use themode of train stopping at all stations as the only transportmode in this railway line，and a part of through trainsmay be employed when the passenger flow is smaller in the initial term and in the near term．

railway;passengers flow;trains;transport organization

U29

A

10．13238/j．issn．1004－2954．2014．03．008

1004－2954(2014)03－0033－05

2013－07－11;

2013－07－27

王天軍(1978—)，男，工程師，2003年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)交通運(yùn)輸專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail:wtj_xc@sina．com。