市域铁路速度目标值研究

张学斌，彭 朋

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

市域铁路速度目标值研究

张学斌，彭 朋

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

市域铁路是一种新型运输模式，其线路长度、站间距、速度目标值等均介于城市轨道交通和快速铁路之间。在某些城市、某些地段，市域铁路与城市轨道交通、快速铁路之间的区别变得模糊。市域铁路本身就可能是快速铁路的一段，同时又具有城市轨道交通功能，所以其速度目标值的研究尤为重要。鉴于目前还没有专门的适用市域铁路的设计规范，以在建的东胜至鄂尔多斯机场铁路为例，具体分析适宜本项目的速度目标值。

市域铁路;车站分布;运输组织;速度目标值

1 概述

市域铁路，通常建于经济发达城市的市域范围内，可为中心城与周边新城或各组团之间的城市公共交通客流提供便捷快速、大容量、公交化的铁路运输服务，短途、通勤是其最大特点，一般不承担货物运输。其线路长度、站间距、速度目标值等均介于城市轨道交通和快速铁路之间，是一种新型的运输模式。

近年来，许多城市都在发展市域铁路，主要连接火车站、城市公交中心站、机场等城市客流集散中心，将集中的客流进行快速疏散，大大提高市民出行效率，缩短旅途时间，减缓城市交通压力。参照目前已经开通和在建的项目，市域铁路大多时速在120～250 km。目前，还没有专门的适用市域铁路的设计规范，主要技术标准只能具体项目具体分析。下面以在建的东胜至鄂尔多斯机场铁路为例，根据项目功能定位，结合线路长度、车站分布、运输组织模式，研究确定适宜本项目的速度目标值。

2 项目概况

新建东胜至鄂尔多斯机场铁路是呼包鄂城际铁路的组成部分，主要承担鄂尔多斯城区各组团与包头、呼和浩特之间的城际客流，以及鄂尔多斯城区内东胜核心组团与康阿组团之间、居民聚居区与各主要交通枢纽之间的集疏散客流。本线既具有城市群城际铁路功能，又是符合鄂尔多斯市带状城市特点的快速公交化轨道交通功能要求的客运铁路，是鄂尔多斯市南北向空间引导的便捷通道，对带动沿线地区(康巴什、伊旗)经济、吸引人才、优化土地利用、加快城镇化建设、促进城市各组团均衡发展发挥重要作用的基础设施。

本线在既有包神铁路东胜站对侧新设城际铁路东胜站，自北向南经东胜区、装备基地、康巴什新区、伊金霍洛旗(阿镇)、鄂尔多斯火车站、阿康物流园区，终于鄂尔多斯机场。新建双线长度 52.8 km，桥隧比65.39%。新建布日都动车运用所，其中左线长0.93 km，右线长0.91 km。目前已经开工建设。如图1所示。

图1 东胜至鄂尔多斯机场线方案示意

3 呼包鄂城际铁路项目情况

2012年8月，国家发展改革委批准了内蒙古呼包鄂地区城际铁路规划。规划期内，在充分利用该区域三城市间既有铁路开行城际列车的基础上，新建包头—鄂尔多斯城际铁路，线路长约162 km。先行开工建设包头—鄂尔多斯线东胜至鄂尔多斯机场段，线路长约52 km。拟采用速度目标值200 km/h。直达、大站停列车最高行车速度200 km/h，站站停列车行车速度160 km/h及以下。

4 车站分布

本线运营长度52.214 km，全线共分布车站12处。其中初、近期共开放车站7个，最大站间距(东胜—装备基地)16.290 km，最小站间距(康巴什北—康巴什)3.232 km，平均站间距8.704 km;远期增开5个预留站后，最大站间距(布日都—装备基地)10.578 km，最小站间距(伊旗—伊旗东)2.910 km，平均站间距4.747 km。设计年度本线车站性质及开关站情况见表1。

表1 车站性质及开关站

5 运输组织

根据客流预测，呼和浩特、包头、鄂尔多斯各城市间应组织开行城际客车，充分利用城际通道的快速性、便捷性吸引客流，加强城市间联系;鄂尔多斯市内各组团间的客流应开行市域列车，尽量满足客车开行的“高频化”和“公交化”。

本线推荐采用“站站停”与“大站停”组合开行的模式，本线与呼包鄂间开行部分跨线列车，最远至伊旗站折返，仅考虑在东胜、康巴什北、伊旗站停站，停站3次;东胜—机场间开行小交路列车，站站停。

6 列车速度目标值分析

6.1 影响速度目标值的因素

速度目标值的选择应结合本线的功能定位、旅客出行时间要求等因素综合考虑。

6.2 时间目标

本线连接东胜站和鄂尔多斯机场，其速度目标值应参照该区域内其他交通方式的速度。目前，该区域内仅有公路这一种交通方式，其速度详见表2。

表2 公路客运旅行速度

根据有关研究，决定旅客出行方式的主要因素为“速度性”、“可达性”、“经济性”和“安全性”等指标，铁路客运交通的“可达性”与公路客运相比灵活性不足，但“安全性”占据绝对优势，因此本线的速度与票价应与公路运输方式相当或有一定优势。

据现场调查，在交通较为顺畅的情况下，东胜火车站与伊金霍洛机场间的机场大巴旅行时间约60min，自驾车或乘坐出租车的旅行时间约50min，因此本线的旅行时间不应低于公路交通。本线康巴什—机场段线路走行于乌兰木伦河南岸绿化区及建筑群间，由于受地形限制，车站的进出站段及跨河地段曲线半径较小，该段不同速度目标值的“站站停”、“一站直达”列车的旅行时间相差无几，因此，本线不同速度目标值下旅行时间的差异主要体现在东胜—康巴什段。全线不同速度目标下各种交通方式的旅行时间详见表3。

表3 各种交通方式竞争优势分析

从表3中可以看出，本线只有采用100 km/h以上的速度，全线旅行时间在50 min以内，比较公路交通才有一定优势。

6.3 速度目标及列车起停性能与车站间距的关系分析

列车最高速度、列车起停性能及车站站间距三者间有着密切的关系。在起停性能相同的条件下，列车最高运行速度越高，其起停所耗时分越多，起停距离相应延长;在列车最高运行速度相同的条件下，起停性能越好，起停距离就越短。因此，车站最小间距应首先满足列车起停条件。

目前国内外常用的动车组主要有3种，即:干线城际间的高速动车组High-speed EMU(≥200 km/h)，如CRH;用于城市内的城轨动车组Urban-transit EMU(≤120 km/h)，如地铁的A、B型车;用于区域城市群的通勤动车组Commuter EMU(130～180 km/h)，如株洲为马来西亚生产的动车组。

本次对各种动车组不同速度下的车站间距进行了分析计算，不同运行速度下列车起停性能见表4。

表4 不同速度下列车起停性能

列车起停性能决定在不同站间距下速度优势的发挥，当速度目标值为120 km/h时，CRH动车组列车在1 244m可达到最高速度，在 200 km/h时则需要7 925m。因此，从速度角度分析，站间距应至少保证列车可达到最高速度并维持一定时间。

本线除承担部分呼包鄂城际的中长途客流外，主要为区域内工作、商务通勤、上学、旅游等日常出行客流服务，根据鄂尔多斯市“一环四横六纵，四连六辐射”的城市交通主骨架，本线近期办理客运的车站主要设置了东胜、装备基地、康巴什北、康巴什、伊旗、鄂尔多斯、机场7个，其平均站间距8.702 km;远期增开兴蒙、布日都、康巴什西、伊旗东、阿康物流园5个预留站后，其平均站间距4.747 km，站间距较短。因此本线在满足时间目标值的同时，还应保证列车速度优势的发挥。结合速度与车站分布，当要求“站站停”列车达速比大于等于50%时，对应的最小站间距离分别为160 km/h方案11.4 km、120 km/h方案4.8 km。不同速度目标值对应的车站间距详见表5。

根据对车辆性能分析，200 km/h车辆在10.3 km范围内刚刚满足起停要求，若本线采用200 km/h的速度目标值，“大站停”列车在本线的达速比较低，“站站停”列车无法达到200 km/h速度目标值的要求，速度性能浪费严重，故不宜选择;从速度与车站分布角度分析，本线远期预留站全开后，“站站停”列车速度不可能太高，采用120 km/h的速度目标值较为合适，而呼包鄂城际的“大停站”列车和本线近期的“站站停”列车，由于停站距离较长，可采用160 km/h或200 km/h等较高速度，以便发挥速度优势。

表5 速度与车站间距对应

7 速度目标值与工程投资关系

200 km/h速度方案由于采用曲线半径大，地块切割非常严重，拆迁多，不满足城市现状及规划要求，投资大并难以实施，不再深入研究。下面结合本线地形特点，以康巴什为界，分段比较160 km/h和120 km/h两个速度方案。

7.1 东胜至康巴什段

DK0+000～DK2+900段由于线路并行包神铁路通道前进，尽量远离锦厦国际商务广场等高层建筑物，且要在大桥路中预留高架站，需要足够的夹直线设置变坡点，此段线路平面条件仅能满足120 km/h速度目标值。此后，线路大部分沿东康快速路前行，地形条件较好。160 km/h和120 km/h方案线位并没有太大差别，仅有两段(DK2+900～DK6+000及 DK24+400～DK28+500)采用120 km/h速度目标值方案能更好地适应地形，减少土石方量及部分夹心地带，大约节省投资979.5万元。

7.2 康巴什至机场段

本段经过康巴什新区和伊旗旗府阿镇城区，高层建筑群及城市道路密集。受地形限制，车站的进出站段、沿城市道路及跨河地段曲线半径较小。如采用140 km/h及以上速度方案，则线路走向及车站设置均发生较大变化，且不能兼顾鄂尔多斯站换乘，不宜采用。所以，本段速度目标值不宜超过120 km/h，并局部限速。限速地段主要体现在康巴什西至阿松路段(DK35+000～DK50+500)，如伊旗站出站、伊旗东站进站、鄂尔多斯站进站端(2处)及跨越阿松公路等区段。为合理确定方案，比选研究了Rmin－600m、Rmin－700m及Rmin－800m方案。

7.2.1 R min－600m 方案

线路在伊旗站出站端、伊旗东进站端、鄂尔多斯站进站端(2处)及跨越阿松公路等5处均采用R－600m半径，能较好地与规划地块及城市道路相适应，能有效减少线路对城市环境及景观的影响。

7.2.2 R min－700m 方案

线路在伊旗站出站端、伊旗东进站端、鄂尔多斯站进站端(2处)及跨越阿松公路等5处均采用R－700m半径。

(1)伊旗站出站端:小里程端曲线向车站方向延伸，影响车站布置，需要将伊旗站扭动角度，并向北推移，才能满足设站要求。但由于北面靠近乌兰木伦河，地势较低，所以伊旗站填方增大，投资增加;大里程端曲线向南延长，需要改建纵四路才能满足桥梁设置条件;伊旗东进站端:线路跨越东乌铁路与规划横十一路角度变小，桥梁孔跨增大。

(2)鄂尔多斯站进站端:由于鄂尔多斯站为地下站，隧道进口存在一定程度偏压。站台边缘至线路中心距离需局部加宽，增加站台与列车间空隙，不利于旅客乘降安全。

(3)跨越阿松公路处:由于阿松公路及其周边管线等控制因素较多，正线小角度跨越成陵支线，需要加大桥梁孔跨或采用框架墩等特殊结构，在一定程度上影响城市景观且增大投资。

7.2.3 R min－800m 方案

线路在伊旗站出站端、伊旗东进站端、鄂尔多斯站进站端(2处)及跨越阿松公路等5处以及跨越乌兰木伦河地段均采用R－800m半径。

(1)跨越乌兰木伦河处:由于需要满足正线与既有公路1号桥桥台的距离要求，线位不仅占压乌兰木伦水库泵房，而且与乌兰木伦水库副坝距离更近。

(2)伊旗站出站端及伊旗东进站端:为满足伊旗设站条件，需将站位向北移动，导致伊旗站采用高架方式或者高填方，投资增加很大，且跨越乌兰木伦街、纵四路及规划横十一路角度更小，跨度更大，并需改建城市道路。

(3)鄂尔多斯站进站端:需要将鄂尔多斯站往南移220m左右，导致既有站通道无法与本线新设鄂尔多斯地下站通道对齐，换乘距离增大，旅客换乘十分不便。

(4)跨越阿松公路处:桥梁需采用框架墩等特殊结构，影响城市景观;需要跨越经三路连接互通，机场站进口还要加设曲线，线形差。

显然，Rmin－800m方案不适合本段地形条件，不仅投资大，关键是无法满足鄂尔多斯站便捷换乘要求。与Rmin－600m方案相比，Rmin－700m方案投资多3 394万元，仅节省0.3min。所以，本段限速地段最小曲线半径推荐采用Rmin－600m方案。

8 推荐意见

从运输组织模式、动车组选型等角度分析比较，本线速度目标值介于120～200 km/h。为发挥呼包鄂城际大停站列车速度优势，速度目标值应采用上限。但是，200 km/h速度方案不适应本线地形条件，不满足城市现状及规划要求。受车站分布影响，大站停列车在本线的达速比较低，站站停列车无法达到200 km/h速度目标值的要求，速度性能浪费严重，故不应作为选择。

本线全长不足53 km，受城市现状及规划条件所限，康巴什—机场大约25 km区段仅能采用120 km/h速度目标值方案，且需要局部限速;东胜—康巴什28 km区段如采用140 km/h及以上速度方案，投资增加大约1 000万元，仅节省1min左右。代价较大，不宜选择。

综合分析，本线全段采用120 km/h速度目标值，个别困难区段，局部限速;最小曲线半径:一般1 200m，困难800m。特殊困难区段，结合运行速度，采用相应较小曲线半径。

9 结语

市域铁路一般采用国铁制式，速度不低于120 km/h，个别困难区段可局部限速。其速度上限则应根据项目功能定位，结合线路长度、车站分布、运输组织模式、工程条件，经综合技术经济比选确定，并应满足旅行时间目标值的要求。但不应一味追求节省时间，应针对项目作具体分析，注意适可而止。

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Research on Speed Target Value of Urban Regional Railway

ZHANG Xue-bin，PENG Peng

(China Railway Engineering Consulting Group Co．，Ltd．，Beijing 100055，China)

Urban regional railway is a new transportation mode，and some of its features，including the line's length，the distance between stations，and the speed target value，usually fall in between urban rail transit and intercity express railway．Moreover，in some cities or regions，the differences among urban regional railway，urban rail transit and intercity express railway have become blurred more and more．Especially，an urban regional railway itselfmay be a partof an intercity express railway，at the same time maintaining the function of an urban rail transit．So the research on the speed target value is particularly important．Because there is no special design code for the design of urban regional railway，this paper，taking the under-construction railway from Dongsheng to Erdos Airportas an example，analyzed the speed target value suitable for this project in detail．

urban regional railway;distribution of stations;transportation organization;speed target value

U239.5

A

10．13238/j．issn．1004－2954．2014．03．003

1004－2954(2014)03－0010－05

2013－11－22

张学斌(1972—)，男，高级工程师，1992年毕业于西南交通大学铁道工程专业，E-mail:13693391770@139．com。