城市群城际轨道交通功能定位及速度目标值分析

薛新功 饶雪平

（中铁上海设计院集团有限公司，200070，上海∥第一作者，教授级高级工程师）

城市群是在一定地域范围内具有相当数量的城市，并以几个大城市为地区核心共同构成的社会经济紧密联系的城市集合体。法国地理学者戈德认为，城市群是城市发展到成熟阶段的最高空间组织形式。当前，我国正在形成或规划形成长三角、珠三角、京津冀等23个城市群。快速发达的综合交通交通体系为城市群经济发展的壮大起到了巨大的支撑作用。城市群城际轨道交通作为综合交通系统的重要组成部分也正在积极开展建设。本文试图通过分析城市群城际轨道交通的功能定位与特征，提出城市群城际轨道交通交通的层次划分、速度目标值及系统制式选择等方面的建议。

1 城市群城际客流特征

城市群是一个经济紧密联系的特定地域范围，区域性、群聚性和中心性是城市群三个比较明显的特征。城市群城际客流在出行目的、客流分布、出行时间及距离等方面也具有一定的特征。

1）客流出行目的：城市群城际客流主要以商务、旅游、探亲等为出行目的，其中以商务为目的客流比例比较高。

2）客流出行分布：城市群城际客流主要是城市之间的客流、城市与所辖城镇之间的客流及城镇之间的客流。由于城镇之间的经济联系较少，因此城市之间的客流及城市与所辖城镇之间的客流比例比较高，并且具有一定的向心性和直达性特点。

3）客流出行时间：城市群城际旅客出行时间的随机性比较强，在日客流量上虽然有一定的高峰和平峰时段，但没有象城市内的客流非常明显的潮汐特征。同时，节假日旅客流量相比平时客流有大幅度增长，主要为旅游探亲客流。

4）客流出行距离：城市群城际客流出行距离与城市群城市、城镇分布和密集程度有关系；城际客流出行距离相对于城市内客流出行距离较长，一般在20km以上、300km以内。

2 城市群城际轨道交通与国家铁路和城市轨道交通的区别

我国国家客运铁路从速度等级上可分为普速铁路和高速铁路两个等级。速度目标值在160km／h以下称为普速铁路；速度目标值在200km／h及以上称为高速铁路。国家客运铁路主要是从国家铁路运输网络层次上为旅客运输服务，是跨省域、跨区域、跨城市群之间的旅客运输服务体系，在总体功能、服务范围及对象、技术标准等都有明确的界定。

城市轨道交通作为城市交通的骨干运输体系，最高运营速度一般不超过120km／h，其主要是为城市居民提供乘客上下班及日常事务的交通工具，同时参与疏解铁路、航空进入城市的客流。

国家铁路与城市轨道交通作为轨道交通的两种基本类别，国内相应的技术标准和规范都有了非常明确的定义。而城市群城际轨道交通作为一种新型的轨道交通类别，在总体功能、客流特征与铁路和城市轨道交通并不完全相同，因此采用的技术标准及运营方式并不完全等同于铁路和城市轨道交通。城市群城际轨道交通与国家铁路和城市轨道交通的区别见表1。

表1 城市群城际轨道交通与国家铁路和城市轨道交通的区别

3 城市群城际轨道交通功能层次划分及系统制式的选择

3.1 城市群城际轨道交通功能层次划分

城市群城际轨道交通作为城市群内的骨干交通系统，其网络应根据城市群组成形态、客流集聚走廊等方面形成不同的形态及网络层次。如长三角形成以沪宁、沪杭、宁杭城际为骨干线的城市群发展主轴，以辅线及联络线形成三角形状的城市群轨道交通网络；珠三角城市群形成以广州为中心、广珠和广深城际为主轴的放射与环状相结合的城市群轨道交通网络；中原城市群以郑州为中心，以洛阳－郑州－开封和新乡－郑州－漯河为主轴十字加半环形的城市群轨道交通网络。从这些规划的城市群轨道交通网络案例来看，城市群轨道交通线路在网络中的定位基本可以划分为三个层次：一是以城市客流主通道形成城市群城际轨道交通的主轴线；二是在客流次通道上形成城市群城际轨道交通次轴线；三是以完善线网的功能、区域覆盖等形成城市群城际轨道交通辅助线。

主轴线路、次轴线路及辅助线路应根据时间目标的要求，线路长度及设站情况选择合适的速度目标值。如果从线路采用的速度目标值这一重要指标来看，城市群城际轨道交通可分为城市群内高速城际轨道交通线和快速城际轨道交通线。高速城际轨道交通线是指速度目标值为200km／h及以上的线路，快速城际轨道交通线是指速度目标值为200 km／h以下的轨道交通线路。

3.2 城市群城际轨道交通系统制式的选择

目前轨道交通根据选用的车辆、供电方式、信号控制系统及运营组织形式的不同主要分为国家铁路制式和城市轨道交通制式（地铁系统、轻轨系统、单轨系统等）。城市群城际轨道交通是一类服务于中短距离的旅客服务系统。它有自己的特点，从功能定位上并不完全与国家铁路及城市轨道交通一致，但在制式的选择上可以根据线路特点和客流特点选择国家铁路制式或城市轨道交通制式。

城市群高速城际轨道交通线路由于设计最高运营速度均在200km／h及以上，而城市轨道交通采用车辆的速度均比较低，因此城市群高速城际轨道交通均采用国家铁路制式；而城市群快速城际轨道交通的速度相对较低，因此可根据客流条件、线路条件、与国家铁路的关系等方面选择国家铁路制式或城市轨道交通制式。例如，珠三角城市群广佛城际轨道交通线路的长度约为37km，采用了城市轨道交通制式，设计最高运营速度为120km／h。当前，国内城市轨道交通所采用的最高运营速度为120km／h，有些城市正在研究最高运营速度为140km／h和160km／h的城市轨道交通制式的轨道交通。

4 城市群城际轨道交通速度目标值选择

速度目标值是城市群城际轨道交通技术标准的重要指标。速度目标值的选择除了要满足城市群的可达性要求外，还会受线路条件、投资、能耗、环保及噪声等多方面的影响。

影响城市群城际轨道交通速度目标值的因素很多，总体上有三类因素比较重要：一是城市群的可达性因素，城市群城际轨道交通速度目标值的选择首先要满足城市群可达性的总体规划要求；二是建设投资和运营成本因素，不同速度目标值的城市群城际轨道交通的运营成本是不一样的，速度越高，投资及运营成本及环境保护要求也越大，应选择合理的速度目标值使投资和运营成本适度，使城市群城际轨道交通发挥最大的经济效益和社会效益；三是线路条件特别是列车停站站间距条件，速度目标值越高，为充分发挥列车性能，需要更大的站间距，站间距不仅要满足列车起停的加减速距离的要求，同时还要保证列车有一定的惰行距离（以接近最高运行速度运行的距离）以充分发挥列车性能，故速度目标值需要与列车停站站间距离能较好地匹配。

4.1 影响城市群高速城际轨道交通速度目标值的因素

城市群高速城际轨道交通通常采用的速度目标值有200km／h、250km／h、300km／h和350km／h 4个级别。从主要技术标准上分析，这4种速度的轨道交通在采用的技术标准上相差较大。当速度目标值在300km／h以上时，从土建到设备的技术标准都非常严格，特别是在路基沉降、轨道结构、桥梁结构、电气化及信号等方面的技术要求差别较大，因此在工程投资方面差别也较大（见表2）。

表2 城市群高速城际轨道交通不同速度目标值相应的技术标准及工程投资分析表

从能耗上分析，300km／h及以上的速度目标值比250km／h速度目标值的能耗增加40%以上，比200km／h的速度目标值的能耗增加一倍以上。从运营安全及环境影响方面分析，随着速度目标值的提升，对运营安全及环境的影响呈非线性的提升。以宁安城际轨道交通为例：若速度目标值采用350 km／h，声屏障的设置长度较250km／h情况下增加24%；若速度目标值采用300km／h，声屏障的设置长度较250km／h仅增加5%。

因此，对城市群高速城际轨道交通速度目标值的选择需要从工程投资、运营安全、能耗、环境保护等方面做充分的比选，在满足客流需求的前提下，不要过分地追求高速度。由于城市群城际轨道交通的线路比较短，不同于国家高速铁路干线，因此在速度上采用250km／h相对比较合适，同时在技术、经济、安全、环保等方面经综合比较，可适当提升至300km／h或降低至200km／h的速度目标值。

4.2 影响城市群快速城际轨道交通速度目标值的因素

城市群快速城际轨道交通通常采用的速度目标值有120km／h、140km／h和160km／h三个级别。从工程投资和主要技术标准上分析，这三种速度的轨道交通在采用的技术标准上实际相差并不大，其各分项工程投资相差也不多（见表3）。同时，这三种速度在环境影响、噪声以及动车购置费等方面也没有很大的差别，因此在城市群快速城际轨道交通速度目标值的选择方面主要应考虑客流对时间目标值的需求及列车停站站间距的大小。如果线路条件以及列车停站站间距满足160km／h的速度目标值要求，城市群快速城际轨道交通的速度目标值应以160km／h为宜；如果线路长度较短，沿线客流集聚点较多，列车停站站间距较小，也可适当降低速度目标值。

表3 城市群快速城际轨道交通不同速度目标值相应技术标准及工程投资分析表

5 结语

随着我国城市群经济的快速发展，城市群内的交通需求将日益增加，城市群城际轨道交通将成为各城市群内综合交通的重要组成部分。本文分析了城市群城际轨道交通的功能定位及客流特征，初步划分城市群城际轨道交通的分类及采用的系统制式，并提出城市群高速城际轨道交通以采用250 km／h及快速城际轨道交通以采用160km／h的速度目标值为宜的基本结论。未来随着城市群内部交通需求的多样化，城市群城际轨道交通的系统制式和速度目标值也将呈多样化的发展。

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