高美潔

GAO Mei-jie

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

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.，Xi’an 710043， Shaanxi， China)

利用包頭鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車的研究

高美潔

GAO Mei-jie

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

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.，Xi’an 710043， Shaanxi， China)

在概述包頭鐵路樞紐環(huán)線資源及運(yùn)輸能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合包頭市城市總體規(guī)劃及城市軌道交通規(guī)劃，從客運(yùn)量預(yù)測(cè)、能力利用、運(yùn)輸組織等方面對(duì)利用包頭鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車進(jìn)行分析，對(duì)充分利用既有鐵路資源、完善并優(yōu)化城市軌道交通體系、緩解城市交通擁堵等具有重要意義，從牽引種類、機(jī)車車輛選型、車站改造方面提出研究建議。

包頭鐵路樞紐；環(huán)線；市郊列車

包頭市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部，是我國(guó)重要的重工業(yè)城市，是連接華北、西北的重要公路和鐵路交通樞紐，是環(huán)渤海地區(qū)向西部地區(qū)輻射、轉(zhuǎn)移的重要節(jié)點(diǎn)城市。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力和人民生活水平的提高，包頭市的機(jī)動(dòng)車保有量也在持續(xù)增長(zhǎng)，給城市交通系統(tǒng)帶來(lái)了巨大壓力，交通供需矛盾日益突出，交通擁堵問(wèn)題成為制約城市發(fā)展的一個(gè)重要因素。因此，利用包頭鐵路樞紐內(nèi)既有線富裕能力開行市郊列車，積極參與城市軌道交通，以緩解日益突出的交通問(wèn)題、節(jié)省投資、充分利用既有鐵路資源，是促進(jìn)市郊鐵路運(yùn)輸良性發(fā)展的有效途徑[1-4]。

1　概述

1.1既有鐵路概況

包頭鐵路樞紐位于京蘭通道與包西通道交匯處，銜接京包線 (北京北—包頭東)、包蘭線 (包頭東—蘭州)、集包第二雙線 (集寧南—包頭) 及包西線 (包頭—西安) 4 條干線及神華能源股份有限公司的包神鐵路 (萬(wàn)水泉—神東)，樞紐內(nèi)有包環(huán)線(包頭東—昆獨(dú)侖召) 及包白線 (包頭西—白云鄂博礦區(qū))、包石線 (二道沙河—石拐) 2 條支線。包環(huán)線及包白線、包石線為內(nèi)燃單線鐵路，其余均為雙線電氣化鐵路。目前，包頭鐵路樞紐內(nèi)以京包線、包蘭線、包西線為主骨架的鐵路網(wǎng)已經(jīng)形成。根據(jù)相關(guān)資料，包頭鐵路樞紐內(nèi)主要線路能力利用率在22.0%～68.4%，其中包環(huán)線、包白線現(xiàn)狀僅開行貨物列車及通勤列車，尚無(wú)為沿線居民出行服務(wù)的旅客列車。

包頭鐵路樞紐有車站 12 個(gè)，其中包頭西站為主要編組站，包頭站為客運(yùn)站，包頭東站為主要貨運(yùn)站兼輔助客運(yùn)站，包頭北站、新賢城站為主要工業(yè)站，其余均為中間站；樞紐內(nèi)包蘭線包頭東—包頭西段、包白線包頭西—昆獨(dú)侖召段、包環(huán)線昆獨(dú)侖召—包頭東段圍繞包頭市主要城市區(qū)域，形成樞紐環(huán)形線路[5]。包頭鐵路樞紐總平面布置如圖 1 所示。

圖1　包頭鐵路樞紐總平面布置示意圖

包環(huán)線、包白線為單線內(nèi)燃鐵路，線路允許速度低，曲線半徑小、運(yùn)輸條件差，目前僅運(yùn)行部分小運(yùn)轉(zhuǎn)及通勤旅客列車，旅行速度低，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。包頭鐵路樞紐環(huán)線包頭西—包頭北段牽引質(zhì)量 5 000 t，包頭北—二道沙河段牽引質(zhì)量 2 500 t，二道沙河—包頭東段牽引質(zhì)量 1 400/700 t，各區(qū)段牽引質(zhì)量不統(tǒng)一。包環(huán)線全線、包白線部分地段未封閉，由于只辦理小運(yùn)轉(zhuǎn)列車及通勤旅客列車作業(yè)，無(wú)相關(guān)客運(yùn)配套設(shè)施，無(wú)法滿足辦理客運(yùn)條件。

1.2包頭市城市總體規(guī)劃及城市軌道交通規(guī)劃

1.2.1包頭市城市總體規(guī)劃

《包頭市城市總體規(guī)劃 (2012—2020 年)》[6]中確定，包頭市為我國(guó)重要的工業(yè)基地，京津呼包銀經(jīng)濟(jì)帶重要的中心城市，內(nèi)蒙古自治區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心；國(guó)家重要的鋼鐵冶金基地、稀土研發(fā)生產(chǎn)基地、機(jī)械裝備制造基地和以草原風(fēng)情旅游為特色的旅游基地，承接京津輻射西北地區(qū)的綜合性交通樞紐和區(qū)域性服務(wù)中心。到 2020 年，市域總?cè)丝诳刂圃?340 萬(wàn)人以內(nèi)，中心城區(qū)人口規(guī)模控制在 270 萬(wàn)人左右，城市建設(shè)用地總規(guī)模控制在 322 km2左右。隨著中心城區(qū)城市建設(shè)快速發(fā)展，構(gòu)筑“一市、兩城、多片區(qū)”的城市結(jié)構(gòu)?！耙皇小奔粗赴^市；“兩城”即指以行政辦公、商業(yè)金融等市級(jí)公共服務(wù)設(shè)施為核心的昆青城區(qū)和以區(qū)域性公共設(shè)施為核心的九東城區(qū)；“多片區(qū)”即指昆青城區(qū)包括的昆都侖片區(qū)、青山片區(qū)、稀土高新區(qū)、希望鋁業(yè)工業(yè)區(qū)、包鋼工業(yè)區(qū)、哈業(yè)腦包片區(qū)、新型工業(yè)區(qū)，九東城區(qū)包括的九原片區(qū)、東河片區(qū)、濱河新區(qū)、東興工業(yè)區(qū)。中心城區(qū)形成“兩主四副”多中心結(jié)構(gòu)，即以阿爾丁廣場(chǎng)區(qū)域?yàn)楹诵牡男姓?、商業(yè)、商務(wù)、金融中心，以及在建華路東側(cè)區(qū)域?yàn)楹诵牡膮^(qū)域性服務(wù)中心 2 個(gè)主中心；東河、青山、萬(wàn)水泉、黃河大街 4 個(gè)副中心。同時(shí)，進(jìn)一步調(diào)整城市的工業(yè)用地布局結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)狀工業(yè)分布，工礦集中布置在東西兩翼，南部工業(yè)區(qū)嚴(yán)格控制，取消部分規(guī)模較小、效益較差的企業(yè)。

1.2.2包頭市城市軌道交通規(guī)劃

城市軌道交通建設(shè)發(fā)展是緩解供需矛盾、實(shí)現(xiàn)城市交通可持續(xù)發(fā)展的途徑。為此，包頭市政府組織開展《包頭市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》編制工作。在《包頭市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃成果報(bào)告》[7]中確定，規(guī)劃包頭市軌道交通網(wǎng)絡(luò)由 6 條線路組成，其中遠(yuǎn)期 (2020 年) 線路 4 條 (城市軌道交通 1 號(hào)線至 4 號(hào)線)。遠(yuǎn)景年 (2050 年) 軌道交通線網(wǎng)在遠(yuǎn)期 4 條骨架線方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸和加密，形成由 6 條線構(gòu)成的遠(yuǎn)景方案，線網(wǎng)總長(zhǎng) 181.5 km，車站總數(shù) 137 座，其中換乘車站 19 座，線網(wǎng)密度 0.33 km/km2。

2　利用鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車的研究

2.1利用鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車分析

根據(jù)包頭市城市規(guī)劃與功能區(qū)劃分，包頭鐵路樞紐環(huán)線貫通包頭市昆青城區(qū)和九東城區(qū) 2 大片區(qū)，沿線覆蓋昆區(qū)北片區(qū)、青山北片區(qū)、包鋼產(chǎn)區(qū)、九原北片區(qū)、東河老城區(qū)、鋁業(yè)－麻池片區(qū)等人口聚集區(qū)和就業(yè)核心區(qū)，利用鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車可以成為昆區(qū)北片區(qū)、九原北片區(qū)、青山北片區(qū)、東河老城區(qū)居民就業(yè)出行，以及包鋼產(chǎn)區(qū)、鋁業(yè)麻池片區(qū)和沿線主要就業(yè)片區(qū)員工通勤的重要交通選擇。

包頭鐵路樞紐環(huán)線在軌道交通線網(wǎng)中與包頭市規(guī)劃建設(shè)的城市軌道交通 1 號(hào)線、2 號(hào)線、3 號(hào)線、5 號(hào)線和 6 號(hào)線均有所銜接，利用樞紐既有環(huán)線開行市郊列車后，樞紐環(huán)線可以成為包頭市軌道交通體系的組成部分，承擔(dān)部分城市軌道交通功能，通過(guò)與市區(qū)內(nèi)部軌道交通線路的銜接，實(shí)現(xiàn)包頭市中心城區(qū)與外圍區(qū)域，以及外圍區(qū)域間的有效溝通，在方便沿線居民通勤出行的同時(shí)，推動(dòng)城市外圍地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。同時(shí)，配合城市發(fā)展方向，引導(dǎo)和支撐居民及低端產(chǎn)業(yè)向城市中心外遷移，引導(dǎo)城市由單中心向多中心發(fā)展。

包頭鐵路樞紐環(huán)線開行市郊旅客列車后，在滿足沿線各企業(yè)生產(chǎn)原料和產(chǎn)品調(diào)入運(yùn)出的同時(shí)，可以有效提高鐵路樞紐內(nèi)環(huán)線的運(yùn)輸能力和服務(wù)水平，進(jìn)一步強(qiáng)化鐵路運(yùn)輸在區(qū)域工業(yè)發(fā)展中的推動(dòng)力，帶動(dòng)周邊主要企業(yè)的健康發(fā)展，緩解城市外圍貨物調(diào)入調(diào)出的運(yùn)輸壓力。同時(shí)，現(xiàn)狀包頭市中心城區(qū)交通較為擁堵，城市各主要片區(qū)間交通走廊通行能力不足，項(xiàng)目實(shí)施后，可以將樞紐環(huán)線鐵路改造成為包頭市軌道交通外繞線，為區(qū)域居民城市外圍出行提供更為高效的方式選擇，優(yōu)化包頭市，特別是沿線居民通勤出行的交通結(jié)構(gòu)和服務(wù)水平，對(duì)緩解市內(nèi)道路擁堵、改善地區(qū)交通條件具有重要的意義和作用。

2.2客運(yùn)量及能力分析

2.2.1客運(yùn)量分析

通過(guò)對(duì)歷年包頭市綜合運(yùn)輸量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系及未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的分析，對(duì)研究年度 (近期 (2025 年)、遠(yuǎn)期 (2035 年)) 市域居民出行量進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)合包頭市經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，確定未來(lái)各種運(yùn)輸方式所承擔(dān)的比例，在確定包頭市軌道交通出行分擔(dān)率基礎(chǔ)上，根據(jù)路網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)量分配，進(jìn)而得到客運(yùn)量。根據(jù)客運(yùn)量預(yù)測(cè)，包頭鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車主要承擔(dān)沿線居民的日常通勤及出行，其中大部分為中短途客流，結(jié)合包頭市居民出行交通調(diào)查可知，所承擔(dān)客運(yùn)量運(yùn)距較短且每日分時(shí)段波動(dòng)性較明顯。研究考慮旅客對(duì)交通出行的舒適性要求和沿線重點(diǎn)企業(yè)通勤職工出行需求，結(jié)合現(xiàn)狀鐵路樞紐內(nèi)通勤旅客列車構(gòu)成，考慮全線旅客列車編組為 8 輛，旅客列車平均定員為 700～900 人，非高峰小時(shí)客座利用率按 0.7～0.8 取值，客流波動(dòng)系數(shù)取 1.2，測(cè)算得到近期旅客列車年輸送能力約為16.2 萬(wàn)人、遠(yuǎn)期旅客列車年輸送能力約為 18.5 萬(wàn)人。

2.2.2能力分析

包頭鐵路樞紐環(huán)線為以客為主的客貨共線鐵路，環(huán)線承擔(dān)的貨運(yùn)主要為包環(huán)線內(nèi)運(yùn)行的小運(yùn)轉(zhuǎn)列車，以及京包線、包蘭線開往臨河方向，包西線、包神線及包頭鐵路樞紐各站在古城灣集結(jié)的萬(wàn)噸煤炭通過(guò)列車。由于包環(huán)線貨物列車數(shù)量較少，建議白天開行旅客列車，晚上或平峰時(shí)段開行貨物列車。通過(guò)能力按照有關(guān)規(guī)定計(jì)算，能力計(jì)算參數(shù)選取如下：?jiǎn)尉€旅客列車扣除系數(shù)取 1.3，雙線旅客列車扣除系數(shù)取 2.3；綜合維修天窗時(shí)分為 90 min。研究年度能力利用如表 1 所示。

表1　通過(guò)能力計(jì)算表

從表 1 可以看出，包頭鐵路樞紐環(huán)線經(jīng)電氣化改造后設(shè)計(jì)能力有一定富余量，而且環(huán)線貨運(yùn)量較小，在旅游旺季和節(jié)假日等客流高峰時(shí)段，可以采取增開旅客列車或提高列車編組數(shù)量的措施提高旅客輸送能力。

2.3運(yùn)輸組織研究

（1）車站分布。包頭鐵路樞紐環(huán)線包頭東—包頭東 68.8 km，有包頭東、二道沙河、新賢城、昆都侖召、包頭北、包頭西、包頭、萬(wàn)水泉 8 個(gè)車站，平均站間距 8.6 km，最大站間距離 14.526 km (二道沙河—新賢城)，最小站間距 6.152 km (新賢城—昆都侖召)。通過(guò)對(duì)包頭鐵路樞紐環(huán)線線路平縱斷面分析，昆都侖召—包頭西、包頭西—包頭東站間距和線路坡度等滿足開行旅客列車的條件，二道沙河—新賢城站間距為 14.526 km，距離過(guò)大。結(jié)合包頭市城市軌道交通規(guī)劃情況及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，考慮與城市軌道交通 5 號(hào)線、6 號(hào)線的銜接，方便旅客乘降，在二道沙河—新賢城區(qū)間增設(shè)四道沙河站、三道沙河站，其中三道沙河站與規(guī)劃城市軌道交通 6 號(hào)線銜接，四道沙河站與規(guī)劃城市軌道交通 5 號(hào)線銜接。

（2）列車開行方案。環(huán)線市郊列車開行主要解決城區(qū)外圍組團(tuán)間的交流，開行包頭東—包頭東環(huán)線普速旅客列車，主要為 HXD系列機(jī)車牽引，運(yùn)行速度 120 km/h 及以下，編組輛數(shù) 8 輛。設(shè)計(jì)列車運(yùn)行時(shí)間為 6 : 30—22 : 00，各站停站時(shí)間均為 2 min。結(jié)合包頭鐵路樞紐內(nèi)現(xiàn)狀通勤旅客列車開行方案，為解決早高峰 (7 : 30—8 : 30) 包頭東—包頭西的通勤客流，開行包頭東—包頭—包頭西—昆都侖召—包頭東方向 (順時(shí)針) 旅客列車 2 列，包頭東始發(fā)環(huán)線對(duì)開旅客列車 1 對(duì)；晚高峰 (17 : 30—18 : 30) 開行包頭東—昆獨(dú)侖召—包頭西—包頭東方向 (逆時(shí)針) 旅客列車 2 列，包頭東始發(fā)環(huán)線對(duì)開旅客列車 1 對(duì)。平峰時(shí)段近期每 2 h 環(huán)線對(duì)開旅客列車 1 對(duì)；遠(yuǎn)期午間高峰 (11 : 30—12 : 30) 增開環(huán)線對(duì)開旅客列車 1 對(duì)，其余時(shí)間約 1.5 h 開行環(huán)線對(duì)開旅客列車 1 對(duì)。

3　結(jié)論與建議

包頭鐵路樞紐環(huán)線經(jīng)包頭市主要人口聚集區(qū)和重要的鐵路客貨運(yùn)站，在路網(wǎng)中線位條件優(yōu)越，利用潛力巨大，但現(xiàn)狀包環(huán)線所承擔(dān)客貨運(yùn)量均較低，造成線路運(yùn)輸能力閑置，既有交通運(yùn)輸資源未得以充分利用。利用鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車可以緩解包頭市城市中心城區(qū)交通擁堵，克服城市交通走廊運(yùn)輸瓶頸，提高區(qū)域公共交通服務(wù)水平。同時(shí)，可以有效整合既有軌道交通運(yùn)輸資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)既有交通資源的最大化利用，進(jìn)一步發(fā)揮其在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要意義和作用。在具體實(shí)施過(guò)程中，還應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)一步研究。

（1）牽引種類。包頭鐵路樞紐環(huán)線除京包、包蘭線及部分包白線為電氣化鐵路，其余均為內(nèi)燃鐵路。從與相鄰鐵路協(xié)調(diào)性、提高運(yùn)輸質(zhì)量和線路運(yùn)輸能力，以及符合國(guó)家能源和環(huán)保政策等方面考慮，電氣化鐵路較內(nèi)燃鐵路有較大優(yōu)勢(shì)。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，包頭鐵路樞紐環(huán)線應(yīng)改造為電氣化鐵路。

（2）機(jī)車車輛選型。包頭鐵路樞紐環(huán)線開行市郊列車可以選擇地鐵車輛或國(guó)鐵車輛，但由于受供電方式、限界、信號(hào)系統(tǒng)等因素的影響，地鐵車輛無(wú)法在樞紐環(huán)線運(yùn)行，建議選用國(guó)鐵車型[8]。在國(guó)鐵車輛選型方面，有動(dòng)力集中式 (機(jī)車+車底) 和動(dòng)力分散式 (動(dòng)車組列車) 2 種方式可供選擇，動(dòng)力分散式在加減速性能、乘降性能、節(jié)能方面較動(dòng)力集中式有一定優(yōu)勢(shì)，動(dòng)力集中式在與既有檢修維護(hù)設(shè)施配套、購(gòu)置費(fèi)用等方面具有優(yōu)勢(shì)。此外，考慮市郊客流有一個(gè)逐步增長(zhǎng)的過(guò)程，從減少初期投資等角度考慮，可以暫時(shí)采用動(dòng)力集中式，今后結(jié)合客流的增長(zhǎng)情況及包頭鐵路樞紐動(dòng)車設(shè)施的配套情況，適時(shí)采用動(dòng)力分散式。

（3）車站改造。由于包頭鐵路樞紐包環(huán)線不辦理客運(yùn)作業(yè)，缺少站房、售檢票系統(tǒng)、候車室等相應(yīng)的客運(yùn)設(shè)施，需要針對(duì)市郊列車的運(yùn)輸組織特點(diǎn)配套相應(yīng)的客運(yùn)設(shè)施。

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責(zé)任編輯：何 瑩

Study on Operating Suburb Trains by Using the Loop Line in Baotou Railway Hub

Based on summarizing the resource and transport capacity of the loop line in Baotao railway hub, combining with the city general plan and urban rail transit plan in Baotou, from the aspects of forecast of passenger traffic volume, capacity utilization and transport organization, this paper analyzes the suburb train operation by using the loop line in Baotou railway hub, which has significant meaning on fully utilizing existing railway resource, improving and optimizing urban rail transit system as well as releasing congestion of urban transit, and then, puts forward study suggestions from the aspects including traction categories, model selection of locomotive and rolling stock and station reconstruction.

Baotou Railway Hub; Loop Line; Suburb Train

1003-1421(2016)01-0038-05+1

B

U291.7

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.01.09

2015-12-09