市域(郊)鐵路跨線運(yùn)營組織模式研究

市域(郊)鐵路跨線運(yùn)營組織模式研究

1對策三:城市副中心和街區(qū)之間的公共交通要有良好的需求隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和新型城市化的發(fā)展，中心城市與周邊新城、城市等地區(qū)的聯(lián)系越來越密切。隨著城市中心和副中心之間以及郊區(qū)之間的快速、安全、舒適和及時(shí)公共交通，我們必須以滿足需求。市域(郊)鐵路(以下簡稱市域鐵路)作為市域范圍內(nèi)連接中心城市與外圍組團(tuán)、衛(wèi)星城鎮(zhèn)間長距離、高速度、公交化的軌道交通系統(tǒng)，被越來越多的城市所青睞，發(fā)展前景廣闊2市域鐵路運(yùn)營模式比較由于市域鐵路是伴隨我國城鎮(zhèn)化和區(qū)域一體化發(fā)展而產(chǎn)生的新型交通系統(tǒng)，相對于近十年來國家高速鐵路和城際鐵路的蓬勃發(fā)展我國市域鐵路主要功能是服務(wù)于中心城區(qū)、新城及沿線其他主要城鎮(zhèn)間的快速軌道交通模式，是城市空間結(jié)構(gòu)的重要支撐。目前我國市域鐵路運(yùn)營服務(wù)水平與建設(shè)模式有極大的關(guān)系，利用既有線開行市域列車的線路，由于各種原因，其開行對數(shù)較少，服務(wù)水平低，而新建市域鐵路基本上采用城市軌道交通的運(yùn)營模式，服務(wù)水平較高。利用既有鐵路開行市域列車線路一般與國鐵列車共線運(yùn)營，新建市域鐵路運(yùn)輸組織模式則種類多樣，例如：市域線間組織跨線運(yùn)營(金義東市域軌道交通、成彭線與成灌線)、市域(郊)列車與城際列車組織跨線運(yùn)營(上海機(jī)場聯(lián)絡(luò)線)、快慢車運(yùn)營、大小交路運(yùn)營等。3區(qū)域鐵路運(yùn)輸網(wǎng)的組織需求3.1市域鐵路是城市綜合交通體系的組成部分根據(jù)我國市域鐵路客流特征、軌道交通體系構(gòu)建及服務(wù)對象分析，結(jié)合我國城市市域發(fā)展特征，市域鐵路功能定位如下。首先，市域鐵路對加快城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型，伸展城市發(fā)展空間，協(xié)調(diào)市域各城鎮(zhèn)發(fā)展、促進(jìn)城市對外開放，提高城市競爭力等具有重要作用。其次，市域鐵路銜接高速鐵路網(wǎng)、城際鐵路網(wǎng)與城市軌道交通，構(gòu)筑完善的市域軌道交通一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是市域通勤圈范圍內(nèi)便捷、快速、高密度公交化客運(yùn)軌道交通系統(tǒng)，是城市綜合交通體系的重要組成部分。再次，市域鐵路主要承擔(dān)市域范圍中心城市與次中心城市、重要城鎮(zhèn)、城市組團(tuán)之間城鎮(zhèn)、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)高度融合發(fā)展走廊內(nèi)日常通勤通學(xué)以及商務(wù)、休閑、探親、娛樂和購物出行，較快的運(yùn)營速度，可以縮短市域核心區(qū)至周邊主要區(qū)域的時(shí)空距離，形成“1小時(shí)交通圈”,增強(qiáng)中心城區(qū)的輻射作用，加強(qiáng)各區(qū)域、城鎮(zhèn)之間的分工與協(xié)作。最后，市域鐵路是優(yōu)化提升市域范圍協(xié)調(diào)發(fā)展、同城化發(fā)展、一體化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是支撐與引導(dǎo)大城市由單中心向多中心發(fā)展形態(tài)轉(zhuǎn)變、促進(jìn)新城發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，促進(jìn)城鎮(zhèn)體系的形成和完善。根據(jù)以上對市域鐵路的功能定位分析可知，市域鐵路是多元化綜合交通體系的組成部分，向上與重要交通樞紐的聯(lián)系對接，包括接入機(jī)場航站樓、引入高鐵樞紐等，通過無縫換乘等措施實(shí)現(xiàn)市域鐵路與樞紐設(shè)施的整合。面向城市，市域鐵路線路深入城市的核心內(nèi)部，提高門到門的出行效率。市域鐵路還與道路系統(tǒng)、公共交通系統(tǒng)、步行與自行車系統(tǒng)、停車系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)的相協(xié)調(diào)，通過銜接提高城市交通資源的配置效率和城市交通系統(tǒng)的服務(wù)水平，與其他不同層次的軌道交通構(gòu)成一體化網(wǎng)絡(luò)。3.2輕軌列車的特點(diǎn)(1)市域鐵路出行特點(diǎn)市域鐵路作為衛(wèi)星城或外圍郊區(qū)進(jìn)入市區(qū)中心的主要交通出行方式，服務(wù)于中心城市近遠(yuǎn)郊區(qū)或輻射同城化區(qū)域，具有同城化、通勤化特征，客流以通勤、通學(xué)為主如上海金山市域鐵路，起于上海南站，途徑徐匯區(qū)、閔行區(qū)、松江區(qū)和金山區(qū)等，主要以通勤、通學(xué)出行為主，占總客流量63.32%,自2012年開通至今，日均客流量從1.3萬人增加至3萬人，成為市郊至城區(qū)工作的上班族的首選出行工具。出行目的構(gòu)成如圖1所示。另外，市郊鐵路沿線串聯(lián)區(qū)域性質(zhì)不同，客流的出行目的也不同。如北京S2線，主要目的是服務(wù)八達(dá)嶺的旅游以及延慶區(qū)的通勤出行，圖2為北京S2線客流出行目的構(gòu)成，70%～80%為旅游出行。(2)工作、麻黃人群一般距城區(qū)距離不同，客流出行目的、出行特征也不相同。在近郊地區(qū)通常以居住在郊區(qū)到中心區(qū)工作、上學(xué)的人群為主，這部分客流產(chǎn)生基本呈現(xiàn)片狀，范圍廣、數(shù)量大，具有明顯的高峰期，對出行的便捷性要求較高；遠(yuǎn)郊區(qū)城鎮(zhèn)與中心城更多的呈現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)交通，平均出行距離較長，以商務(wù)、公務(wù)、探親、旅游、通勤、通學(xué)居多，對出行的快捷程度、舒適程度要求較高(3)客流總量相對較低，平均乘距較高。在市域和較遠(yuǎn)市域鐵路連接中心城區(qū)與新城、外圍組團(tuán)等，由于沿線人口和崗位數(shù)量較低，客流強(qiáng)度明顯低于市中心區(qū)線路，但長距離出行客流比例較高，旅客平均乘距長，一般為10～20km甚至更長，遠(yuǎn)大于市中心區(qū)線路，是市域范圍或都市區(qū)短途交通的骨干。(4)中心城市的特性市域鐵路承擔(dān)的旅客以實(shí)現(xiàn)通勤、通學(xué)為主，因此客流具有潮汐現(xiàn)象，早晚高峰更加明顯，還具有中心城市、主要組團(tuán)為中心的明顯向心特點(diǎn)。從現(xiàn)狀上海金山支線的客流特點(diǎn)來看(圖3)。工作日以上班族為主，具有明顯的潮汐現(xiàn)象；對具有旅游特征線路，游客乘坐市域鐵路至沿線進(jìn)行旅游，選擇在當(dāng)天返回的較多，進(jìn)一步增大了潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的趨勢。(5)客流中心城區(qū)銜接市域鐵路從不同方向?qū)⒅苓呅鲁?、外圍組團(tuán)的客流引入中心城區(qū)，旅客需通過中心城區(qū)其他公共交通進(jìn)行疏散，中心城區(qū)換乘壓力較大，因此需要在中心城區(qū)形成便捷的接駁條件。3.3運(yùn)營功能對運(yùn)輸組織的需求(1)系統(tǒng)的可靠性原則目前市域鐵路承擔(dān)著大量的通勤客流，旅客期望候車時(shí)間短、即到即走，對系統(tǒng)的準(zhǔn)點(diǎn)性與可靠性要求較高，同時(shí)還應(yīng)保證有一定的發(fā)車頻率，這樣才能吸引一部分長期穩(wěn)定的客流。這就要求運(yùn)營組織上簡化進(jìn)出站方式、提高列車開行頻率，在早晚高峰時(shí)段能為通勤客流提供高密度的公交化服務(wù)。(2)通圈的目標(biāo)及目標(biāo)市域鐵路一般以實(shí)現(xiàn)區(qū)域中心城市與重要城鎮(zhèn)、組團(tuán)之間1小時(shí)交通圈為基本目標(biāo)，如圖4所示。由于市域郊鐵路線路較長，為吸引更多的郊區(qū)居民乘坐市域鐵路，在運(yùn)營組織上應(yīng)合理選擇速度目標(biāo)值和運(yùn)營組織模式，盡可能提高旅行速度，滿足旅客快速化要求。(3)靈活的運(yùn)營組織由于市域鐵路線路相對較長，沿線客流出行特征呈現(xiàn)多樣化，為滿足不同客流出行需求，需要采取靈活的運(yùn)營組織，通過快慢車結(jié)合、大小交路套跑、開行越行列車、針對中心城區(qū)和郊區(qū)段實(shí)行不同的行車間隔等方式，提高全線線路的運(yùn)營效率(4)列車內(nèi)舒適性定員標(biāo)準(zhǔn)市域鐵路一般線路較長，平均運(yùn)距較長，旅客在途時(shí)間較長，相對城市軌道交通，市域客流對車廂內(nèi)舒適性要求較高，需適當(dāng)提高定員標(biāo)準(zhǔn)，主要是提高座位率、降低列車內(nèi)乘車站立密度。(5)市域鐵路與相鄰城際鐵路或城市軌道交通互聯(lián)互通城市軌道交通線路多采用獨(dú)立運(yùn)營的運(yùn)輸組織模式，但市域鐵路多與城際鐵路、城市軌道交通相銜接，在運(yùn)輸組織上除市域鐵路網(wǎng)內(nèi)部存在互聯(lián)互通外，市域鐵路與相鄰的城際鐵路或城市軌道交通也存在互聯(lián)互通可能。為方便旅客出行，應(yīng)結(jié)合客流需求、工程技術(shù)條件合理選擇運(yùn)營組織，盡可能為旅客提供便捷快速的運(yùn)營組織方式。4市域鐵路運(yùn)行方式市域鐵路運(yùn)輸組織模式靈活多樣，相對城市軌道交通運(yùn)營組織模式較復(fù)雜。雖然各城市的市域鐵路產(chǎn)生背景、發(fā)展方式、客流特征、線路條件等有所不同，但為滿足客流以及線路功能要求，所采用的運(yùn)行方式均結(jié)合自身特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。本次市域鐵路運(yùn)輸組織模式分析主要分為與相鄰線間的運(yùn)輸組織模式以及單條市域鐵路線的模式進(jìn)行討論。4.1市域鐵路與城市軌道交通、城際鐵路之間的銜接隨著當(dāng)前軌道交通區(qū)域化、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的要求日益明顯，線路間互聯(lián)互通呼聲越來越高。但由于我國城市軌道交通缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是信號系統(tǒng)各供貨商獨(dú)立開發(fā)和設(shè)計(jì)，相互之間兼容性差，線路之間的互通難度很大。市域鐵路功能定位介于城市軌道交通和城際鐵路之間，向上可以與城際鐵路銜接，向下可與城市軌道交通相銜接，市域鐵路網(wǎng)內(nèi)部線路之間也可相互銜接。因此，與之對應(yīng)的互聯(lián)互通運(yùn)輸組織模式可分為市域鐵路網(wǎng)內(nèi)部線路間的互聯(lián)互通、市域鐵路與城市軌道交通的互聯(lián)互通、市域鐵路與城際(或干線鐵路)鐵路的互聯(lián)互通3種模式。(1)跨線運(yùn)營模式下，需充分發(fā)揮通道資源市域鐵路網(wǎng)運(yùn)營主體相同，客流特征相近，系統(tǒng)制式及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相同，組織跨線運(yùn)營可以擴(kuò)大服務(wù)范圍，實(shí)現(xiàn)資源共享，相較后兩種跨線運(yùn)營模式中技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)。尤其是多條郊區(qū)線通過同一通道引入城市中心，組織跨線列車，可充分利用通道資源。因此，市域鐵路網(wǎng)內(nèi)部根據(jù)客流需求及線路條件，對具有較強(qiáng)客流交換量的線路通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，可適當(dāng)組織跨線運(yùn)營。(2)市域鐵路跨線運(yùn)營的市域線路比較市域鐵路與城市軌道交通直通運(yùn)營可以減少旅客出行換乘總次數(shù)和時(shí)間花費(fèi)，提高交通系統(tǒng)服務(wù)水平。但也存在以下問題，一是城市軌道交通線路速度目標(biāo)值為80～100km/h,一般采用直流制式，若二者實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)營，對市域線路的速度目標(biāo)值及系統(tǒng)制式的選擇都有較大的影響。二是城市軌道交通線路往往客流量級高，一般線路的富余能力較小，無法滿足市域鐵路跨線運(yùn)營需要。因此，市域鐵路與城市軌道交通一般不宜組織跨線列車。近年來，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各大城市中線網(wǎng)規(guī)劃中進(jìn)一步豐富了城市軌道交通線網(wǎng)層次，新增了城市快線網(wǎng)這一結(jié)構(gòu)層次，以滿足城市外圍區(qū)到中心區(qū)快速通達(dá)的服務(wù)。從線路客流特征和技術(shù)特征來看，市域鐵路網(wǎng)與城市快線網(wǎng)有一定的共性，二者在功能上有部分重疊，可考慮二者進(jìn)行無縫銜接，有機(jī)統(tǒng)一綜上所述，市域鐵路不宜與城市軌道交通跨線運(yùn)營，確有需求時(shí)，可考慮與城市軌道交通線網(wǎng)中城市快線組織跨線運(yùn)營。(3)市域鐵路與城際鐵路互聯(lián)互通城際鐵路主要服務(wù)于城市群各城市之間的城際客流，但在沿線經(jīng)過的城、鎮(zhèn)或衛(wèi)星組團(tuán)等地均設(shè)有車站，往往與市域鐵路的功能有所重疊綜上所述，原則上不建議市域鐵路與城際鐵路跨線運(yùn)營，只有當(dāng)市域鐵路在同一通道內(nèi)必須承擔(dān)對外城際功能等特殊需求時(shí)，考慮兼顧城際列車。4.2大站停和站站?？土鲝哪壳把芯康膰鴥?nèi)外市域鐵路來看，絕大多數(shù)市域鐵路承擔(dān)的客流主要由兩部分構(gòu)成，一部分是主城與新城中心、組團(tuán)中心的交流，即大站客流；二是沿線重要城鎮(zhèn)之間以及與主要城市間的交流，即站站停客流。相應(yīng)地，為滿足不同層次客流出行需要，在運(yùn)輸組織上一般開行大站停和站站停兩種列車，如圖5所示。下面對站站停、快慢車以及多交路3種運(yùn)營組織模式進(jìn)行討論。4.2.1只有車站停止運(yùn)營的組織模式當(dāng)線路不長，沿線客流以短距離出行為主時(shí)，市域鐵路宜組織站站停列車。僅組織站站停列車運(yùn)營組織簡單4.2.2旅客復(fù)合使用前后運(yùn)營成本的弊端快慢車組合運(yùn)營在促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高市域鐵路服務(wù)水平和技術(shù)水平、滿足不同旅客復(fù)合需求、減少運(yùn)營成本的同時(shí)，也會(huì)有一定的弊端。因此，在確定某條線路是否適合開行快慢車時(shí)，應(yīng)以實(shí)現(xiàn)1小時(shí)通勤圈為目標(biāo)(1)選擇車站停車站快車?？寇囌镜倪x擇是確定市域鐵路快慢車組合運(yùn)營開行方案時(shí)需解決的主要問題(2)國內(nèi)車單工況列車行駛能力分析快慢車的開行比例是快慢車停站方案最主要的影響因素，快車開行數(shù)量應(yīng)從以下幾方面考慮。首先，根據(jù)客流量確定快車開行量?？燔囬_行數(shù)量應(yīng)根據(jù)快車停靠站點(diǎn)間的OD交流量確定，快車的比例越高表明乘坐快車的乘客數(shù)量越多。其次，快慢車開行總量要滿足系統(tǒng)能力要求。由于大站快車和站站停列車停站方案不同，二者之間存在一定的速差，若開行大站快車，則其必定要多占用站站停列車的平圖能力。大站快車對通過能力的影響，應(yīng)根據(jù)快車開行對數(shù)、越行站的設(shè)置情況，需通過鋪畫列車運(yùn)行圖來確定。第三，快車開行數(shù)量應(yīng)滿足一定服務(wù)頻率。若根據(jù)客流需求，快車開行數(shù)量較少，服務(wù)頻率較低，旅客等待時(shí)間較長，總旅行時(shí)間得不到節(jié)省，快車的開行起不到節(jié)約時(shí)間的效果。快車數(shù)量開行過多，又會(huì)使慢車在越行站的等待時(shí)間過長。因此，開行快慢車時(shí)要綜合考慮各站服務(wù)水平對客流的影響，宜選擇所有旅客總旅行時(shí)間節(jié)省的方案。(3)．合理設(shè)置越行站越行站的選擇主要受快車停靠站的位置及高峰時(shí)段行車對數(shù)等因素制約，需考慮以下因素。①符合快車在車站超越慢車，盡量避免快車在區(qū)間與慢車相距太近導(dǎo)致快車降速的情況②越行線不與快車?？空竞显O(shè)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上下客流比較小的站越行，這樣可以將對乘客的候車時(shí)間延長的影響降到最低。③越行站盡量設(shè)置為地面或高架站，以節(jié)省造價(jià)。④盡量與出入段線接軌站、故障車停留線設(shè)置站等合并設(shè)置，并考慮能力均衡性和一定的冗余度。⑤越行線設(shè)置應(yīng)工程可實(shí)施性強(qiáng)，工程造價(jià)低?；谝陨嫌绊懸蛩胤治觯叫姓镜倪x擇應(yīng)該結(jié)合運(yùn)行模式選擇，進(jìn)行全面經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比選。越行站示意如圖7所示。4.2.3市圈市域鐵路運(yùn)輸組織模式市域鐵路具有線路長、客流斷面分布不均衡、銜接支線較多等特點(diǎn)，從國內(nèi)外典型都市圈市域鐵路運(yùn)輸組織模式來看，市域鐵路一般都采用多交路的運(yùn)營模式，以適應(yīng)不同區(qū)段客流需求，提高列車的滿載率，降低用電、設(shè)備磨損等運(yùn)營成本的支出。從形式上看，單一線路的運(yùn)行交路一般有單一交路、長短交路、嵌套交路和組合交路4種。(1)單一交通路圖8在線路起、終點(diǎn)站間按最大需要開行貫通運(yùn)行的列車，適用于全程客流均衡，無明顯客流斷點(diǎn)的情況，運(yùn)輸組織較為簡單。(2)客流斷點(diǎn)明顯為適應(yīng)客流斷面不均衡性，在高客流斷面所在區(qū)段采用大小交路套跑的運(yùn)營組織模式，這種運(yùn)輸組織適用于各區(qū)段客流量不均衡、客流斷點(diǎn)明顯的情況。采用大小交路運(yùn)輸組織模式，可很好地與沿線客流斷面相適應(yīng)，加速車輛周轉(zhuǎn)、節(jié)約運(yùn)營成本。此類運(yùn)行交路，在行車間隔上要保證大交路的行車間隔是小交路的整數(shù)倍，這樣才能使大小交路列車運(yùn)行相互匹配，保證各區(qū)段列車開行的均衡，如果不能滿足，將會(huì)在運(yùn)行上產(chǎn)生空費(fèi)時(shí)間，影響線路的通過能力。此外，大小交路要求小交路折返點(diǎn)的車站具有折返功能。(3)組織運(yùn)行列車列車全線不貫通，列車在中間站折返，可根據(jù)客流需要組織不同編組、不同開行對數(shù)的列車在各區(qū)段運(yùn)行。適用于兩端組團(tuán)客流交換量不大，主要客流均為兩端組團(tuán)與中心組團(tuán)的交流，采用此種運(yùn)輸組織模式較為合理。(4)運(yùn)輸組織的適應(yīng)性在線路上既有銜接交路又有嵌套交路，這種交路形式復(fù)雜，對運(yùn)輸組織的要求更高，但是對客流的適應(yīng)性強(qiáng)于一般交路。單一線路的運(yùn)行交路選擇主要以客流分布為基礎(chǔ)，其選擇方法與城市軌道交通類似，交路設(shè)置方法已很成熟，不再贅述。(5)主線+線索的運(yùn)行由國內(nèi)外市域鐵路布局形式來看，市域鐵路由中心城區(qū)延伸至郊區(qū)后，為了擴(kuò)大覆蓋范圍，在郊區(qū)向不同方向延伸，形成主線+支線的型式，如圖12所示。在運(yùn)輸組織上主支線運(yùn)營主要體現(xiàn)為支線與主線獨(dú)立運(yùn)營和貫通運(yùn)營。主支線的運(yùn)營方式的選擇，應(yīng)以客流出行特征為基礎(chǔ)，綜合考慮功能定位、土建工程投資、車輛購置費(fèi)用、運(yùn)營費(fèi)用、線路能力、服務(wù)水平、運(yùn)營管理等因素影響，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。4.3運(yùn)營組織模式方面，按流開車是基本原則綜上所述，市域鐵路運(yùn)輸組織模式種類較多，采用何種運(yùn)輸組織模式要以客流需求為基礎(chǔ)，綜合考慮線路的功能定位、服務(wù)水平、工程投資、系統(tǒng)能力等對運(yùn)輸組織模式的影響，最后選擇合理的運(yùn)輸組織模式。選擇運(yùn)營組織模式時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。(1)“按流開車”原則，無論何種運(yùn)營組織方式均應(yīng)以預(yù)測客流數(shù)據(jù)為依據(jù)，需要滿足客流的時(shí)空分布特性。按流開車是組織列車運(yùn)營的基本原則。(2)高服務(wù)水平。開行快慢車和多交路運(yùn)營組織模式時(shí)，在部分乘客出行時(shí)間得到節(jié)省的同時(shí)，也會(huì)造成小部分乘客出行時(shí)間增加。應(yīng)分析乘客的出行要求，平衡兩部分乘客的得失，選擇最優(yōu)方案。(3)能力協(xié)調(diào)原則?？炻嚭投嘟宦愤\(yùn)營組織方法受線路通過能力和折返站折返能力制約較大，快慢車的開行應(yīng)使線路通過能力降低不宜太大，同時(shí)小交路折返能力應(yīng)避免成為線路通過能力的瓶頸，使折返能力與線路通過能力相協(xié)調(diào)，保證客流需求和運(yùn)營流暢、安全