北京市域快线主要技术指标研究

李忍相 冯爱军 万学红

(北京市轨道交通设计研究院 北京 100089)

北京市域快线主要技术指标研究

李忍相 冯爱军 万学红

(北京市轨道交通设计研究院 北京 100089)

分析现阶段北京轨道交通发展现状，提出研究市域轨道交通主要技术指标的必要性。北京市域快线具有服务半径大、旅行时间长、运行速度快、服务水平高等特点，根据市域快线的特点把技术指标归纳为需求层、服务层、系统层3个层次，提出北京市域快线最高速度、旅行速度、行车间隔、车辆定员、车辆参数等指标。

市域快线;需求指标;服务指标;车辆指标;北京

随着经济的高速发展，城市化、区域化的进程加快，中心城区与周边地区的联系越来越密切。在这种发展形势下，迫切需要市域快线这样一种介于城市地铁和干线铁路之间的市域轨道交通系统来解决市域范围内中、长距离的出行需求。［1－3］

不同于传统地铁，市域快线最高运行速度将超过120 km/h，甚至达到160 km/h。在国内现行的规范中，尚未对此速度目标值的市域快速轨道交通系统相关技术条件、参数要求及系统方案有明确的规定。［4－6］

1 主要技术指标分类

相对于普通地铁制式，市域快线具有服务半径大、旅行时间长、运行速度快、服务水平高等特点;同时，相对于国铁线路，市域快线又具有站间距小、快速起停、市区多地下、故障救援快、高峰小时行车对数大等特点。［7］

市域快线的主要技术指标内容，应能够清晰地定位市域快线的特点，区分出与国铁、地铁制式的区别;同时还应该反映出市域快线城市性的特点，并在资源共享、互联互通、经济性等方面予以体现。市域快线主要技术指标分为3个层次。

1)需求层。从城市规划、交通规划、乘客出行特点对最高运行速度、旅行速度和运输能力指标进行分析，并提出相应的量化指标。

2)服务层。结合市域快线主要服务区域的特点，对最小行车间隔和车辆定员指标进行分析，并提出相应的量化指标。

3)系统层。根据市域快线的城市性特点，对车辆参数的指标提出要求。

2 北京市域快线线路、站位特点

2.1 市域快线概述

目前北京市规划有R1～R7、S1～S6、西黄线等市域快线，总长度达1 071.5 km，如图1所示。

图1 北京市域快线规划(2004—2020年)

2.2 市域快线线路、站位特点

北京规划市域快线线路长度及平均站间距如表1所示。已规划市域快线的线路长度较长，大部分都在40 km以上;站间距较大，一般都在3 km以上，有些甚至超过了20 km;敷设方式多以地面或高架为主。这些都与常规地铁存在着较大的区别。

表1 北京市域快线线路长度及平均站间距(规划)

3 需求指标

3.1 最高速度

最高运行速度是市域快线重要的技术核心指标之一，是确定工程规模和技术标准的重要依据。它的选择与线路长度、客流构成、站间距以及服务水平密切相关，过高或过低的速度标准都会给运营带来不利的影响。

在市域快线的设计中，应结合平均运距、站间距、列车开行方案进行模拟计算，以保证近远郊客流对时间的要求，实现市域快线作为联系市中心与郊区新城，以及郊区新城之间的快线功能。

3.1.1 国内外案例

国内外已运营市域快线的最高运行速度在100～160 km/h，高于一般城市轨道交通线路。国内外市域快线最高运行速度见表2。

3.1.2 最高速度与站间距

根据运营经验，列车能在区间50%的长度内保持最高运营速度较为合适。结合车辆动力性能，计算各最高速度与站间距之间的关系，结果见表3。

表2 国内外市域快线最高运行速度

表3 最高运行速度与适宜站间距关系

市域快线由于线路较长，根据客流需求的不同，有可能采用快慢车的运营模式。在此种运营模式下，由于快车跨站运行，线路的平均站间距可适当减小。［8－9］

3.1.3 最高速度与线路的竞争力

由于轨道交通不能够提供门到门服务，且舒适性相对于小汽车较差，因此应具备较强的时间竞争力。目前北京地区高速公路最高运行速度多为120 km/h，［7］因此从竞争力方面考虑，市域快线最高速度应不低于120 km/h。

3.1.4 从经济合理性角度选择最高速度

最高运行速度的选择应考虑经济上的合理性。对于地面线及高架线，由于最高速度的增加引起的工程投资增加并不显著，而对于地下线而言，工程投资将有较大增加。

北京市规划的市域快线多分布在中心城区以外，大部分为地面线或高架线。因此，采用较高的速度并不会造成工程投资的大幅增加。对于部分穿越城区的线路，可根据实际情况对地下段进行限速。

3.1.5 从固定设备难以改造的角度选择最高速度

对于固定设施来说，寿命周期较长，一般要考虑100年左右。基础设施如桥梁、路基、隧道等一经建成就难以改造，即初期建设的最高运行速度一经确定，就很难改变。因此，世界各国在建设轨道交通过程中，在新线一次性建设中适当提高固定设施的最高运行速度，对今后的长远发展是极为有利的。

3.1.6 最高速度的选择

北京市域快线规划总里程达1 071.5 km，在借鉴国外市域快线实际案例的基础上，从缩短旅行时间、吸引客流、提高轨道交通竞争力等方面分析，市域快线R线(共7条线)平均站间距在2.0～8.0 km(主线)，最高运行速度的合理范围是120～160 km/h。而市域快线S线(共6条线)平均站间距在9.0～20.0 km(新机场线除外)，最高运行速度的合理范围是140～160 km/h。在设计时，可结合工程实际情况及线路的功能定位，选择合适的最高运行速度。

3.2 旅行速度

市域快线线路较长，一般在30 km以上。城市轨道交通工程项目建设标准规定：对超长线路应以最长交路运行1 h为目标，旅行速度达到最高运行速度的45%～50%为宜。由于市域快线的站间距较长，线路条件相对于城市轨道交通有利，限制区段较少，最高运行速度可达到160 km/h。因此建议市域快线平均旅行速度取最高速度的上限，即不低于最高运行速度的50%。

3.3 运输能力

3.3.1 需求分析

目前，国内轨道交通的系统规模及运输能力，是根据客流预测的高峰小时和高峰断面来确定的。客流预测需要一定的前提、边界条件，并假定部分参数;但由于大部分的城市处于急速发展中，这些前提、边界条件和参数变化较大，所以导致近年来客流预测与实际客流出入较大。因此，笔者针对北京近、远郊人口及出行比例进行分析，同时参考世界其他城市的案例，对市域快线的运输能力进行量级的匡算。北京市及其周边新城人口特征见表4(依据北京各区县规划计算)。

根据近、远郊新城与中心城之间的出行量占总出行比例，按照2020年人口规模计算，估算连接远郊新城的市域快线高峰单向最大断面客流量在1万～2万人次/h，连接近郊新城的最大断面客流量在2万～5万人次/h。

3.3.2 线路运输能力

线路运输能力受最小追踪间隔时间、折返站折返能力、列车编组数量等影响，其中最小间隔及折返能力变化幅度不大，列车编组对运输能力影响最大。国内外市域快线编组分析见表5。

目前，国外大部分市域快线列车编组为6～10辆，特别是人口密集的城市，编组多为8～10辆。考虑到市域快线的通勤性特点，参考东京等大都市的客流特点，建议北京市域快线车辆采用6～10辆的编组。

表4 北京市及其周边新城人口特征

表5 国内外市域快线编组

3.3.3 能力富裕比例

大多数城市轨道交通线路采用1.1～1.15的客流波动系数，乘坐市域快线的旅客主要是通勤客流，早晚高峰客流量较为集中，因此建议市域快线能力富裕按满足客流波动系数1.15～1.2考虑。

综合上述因素，对市域快线运输能力指标进行分析得出：市域快线最大运输能力根据列车编组不同，运输能力也不同，为3.6万 ～7.5万人次/h。

4 服务指标

4.1 行车间隔

市域快线的城市性是市域快线区别于国铁线路的一个主要因素。城市性要求高峰小时开行公交化班次列车，从而给予乘客心理安全感，具备与公交或小汽车的竞争力。目前，在城市轨道交通工程项目建设标准中规定：在开通初期，高峰小时行车间隔不大于5 min，以吸引培育客流，与普通公交基本一致。［5］国内外市域快线高峰小时最小行车间隔统计见表6。建议北京市域快线高峰小时行车间隔不大于5 min，系统能力预留至最小行车间隔为2 min。

4.2 车辆定员

表6 国内外市域快线高峰小时最小行车间隔统计

市域快线不同于城市轨道交通，乘客乘坐的距离较长，对车厢内舒适度的要求较高，因此站席标准应适当提高，建议市域快线站席标准采用4～5人/m2。

对站席定员与座席定员进行综合分析得出：市域快线车辆按不同的座椅排布形式，不同的车门数量，车辆定员均有不同。主要排布标准见表7。

表7 不同的座椅排布形式下的车辆定员

5 车辆指标

从北京目前规划的市域快线来看，其站间距多为3～10 km;从将来的运营模式来看，也存在快慢车及站站停模式的可能性，站间距将更大，对速度要求更高(3 km适宜最高速度为120 km/h)。因此，需要的车型既不同于A、B型地铁车辆，也不同于国铁CRH6车辆。从前期与国内各大车辆厂的讨论来看，一致认为市域快线车辆是一种新的车型(暂命名为S型车)，主要性能应具备以下特点：

1)车辆尺寸与地铁车辆基本一致，以适应互联互通的可能性及地下段的经济性;

2)最高速度为120～160 km/h，以适应服务范围大、运营组织灵活、站间距大的特点;

3)车辆动力性能与地铁车辆基本一致，以适应快速起停的城市性特点;

4)供电制式应不限于DC 1500V，也可考虑AC 25kV或DC 1 500 V/AC 25 kV双受流模式，以适应站间距大、市郊布设变电站过多的情况。［10］

6 结语

市域快线系统是一个多专业、综合性的系统，笔者根据北京市域快线的特点，从需求、服务、系统三个层次提出北京市域快线的主要技术指标，以指导后续规划设计、提高建设水平、减少投资浪费、提升轨道交通服务水平及竞争力。

［1］边晓春，刘志义，王晓东，等.南京市轨道交通市域快线功能定位研究［J］.现代城市轨道交通，2011(1)：10－14.

［2］王兆成.中长期铁路网规划研究［M］.北京：中国铁道出版社，2004.

［3］杨东援，韩皓.世界四大都市轨道交通与交通结构剖析［J］.城市轨道交通研究，2006，3(4)：10 －15.

［4］GB 50157—2003地铁设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2003.

［5］建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准［S］.北京：中国计划出版社，2008.

［6］GB 50490—2009城市轨道交通技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2009.

［7］JTGB 01—2003公路工程技术标准［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［8］施毓凤.市域轨道交通线路设计与评价方法研究［D］.上海：同济大学，2009.

［9］王少楠.市域轨道交通技术指标及合理经济长度研究［D］.北京：北京交通大学，2011.

［10］冯黎，顾保南.国外典型大城市市郊轨道交通的发展及其启示［J］.城市轨道交通研究，2008，11(12)：49 －53.

Main Technical Indicators of Beijing Regional Express Railway

Li Renxiang Feng Aijun Wan Xuehong
(Beijing Rail and Transit Design ＆ Research Institute Co.，Ltd.，Beijing 100089)

This paper analyzes present development status of Beijing rail transit, and proposes the necessity to study the maintechnical indicators of regional rail transit. Beijing rail transit features larger radius, long travel time, fast running speeds and goodquality service; the technical indicators of the regional rail are divided into three levels, which are demand layer, service layer andsystem layer. The paper analyzes and defines the indicators of the highest speed, the average speed, the running interval, and thepassenger number of vehicles as well as the parameter of vehicles.

regional express; demand indicators; service indicators; line selection indicators; vehicle indicators

U239.3

A

1672－6073(2014)03－0027－04

10.3969/j.issn.1672 －6073.2014.03.007

2013－11－22

李忍相，男，工程师，从事城市轨道交通线路规划设计研究，lidaxiang@126.com

北京市科委课题(Z131108001613068)

(

王艳菊)