西安北客站至机场铁路运输组织模式研究

王天军

(中铁第一勘察设计院集团有限公司线路运输处，西安 710043)

西安北客站至机场铁路运输组织模式研究

王天军

(中铁第一勘察设计院集团有限公司线路运输处，西安 710043)

西安北客站至机场铁路承担西安咸阳机场及沿线与西安市区的旅客交流，机场客流所占比重较高，主要研究直达列车与站站停列车混合开行的可行性。通过对运行时间、运输能力、服务水平和工程投资等因素的分析研究，混合开行对沿线客流服务水平较低，运输能力较小，运输组织复杂，工程投资增加，直达列车运行时间仅节省约7min，确定本线运输组织模式为全部开行站站停列车，初、近期客流较小时可开行部分直达列车。

铁路;客流;列车;运输组织

1 西安北客站至机场铁路概况

1.1 线路综述

线路起自西安北客站北广场，与地铁2号、4号线换乘，出站后沿明光路至尚稷路并设站，后跨渭河、机场高速公路后折向西并行北环线铁路，经西咸新区秦汉新城于长陵车站东段跨北环线铁路，沿规划兰池三路至渭柳家园西侧转向北穿秦咸阳城遗址，经西咸新区空港新城至终点西安咸阳机场，全长25.355 km［1］。详见图1。

图1 西安北客站至机场铁路平面示意

1.2 车站分布

线路全长25.355 km，共设车站10座，其中地下站4座，高架站3座，其余均为地面站。配套设置艺术中心车辆段1处。车站分布详见表1。

表1 车站分布概况

1.3 功能定位

本项目主要承担西安咸阳机场、西咸新区空港新城、秦汉新城与西安市区的旅客交流，是关中城际铁路的一部分，是连接西安市主城区与西咸新区、西安咸阳国际机场的铁路。项目实现机场客流快速疏散、方便旅客进出港，加快西咸新区建设，促进西咸经济一体化，提升西安国际化大都市的影响力。

2 运量及客流特点分析

本线客流主要由机场集散客流、秦汉新城及空港新城与西安主城区间居民出行客流、沿线组团间交流和旅游休闲客流构成。预测的客流量［1］见表2。

表2 研究年度客流预测汇总［2］

客流由机场客流和沿线客流构成，初期以机场客流为主，近期沿线客流逐步增长。机场客流全日相对均衡，高峰系数约0.1，不与沿线客流高峰时段重合;沿线客流全日最高峰在 18:00～19:00，高峰系数0.117～0.128。高峰时段机场客流占最大断面客流总量比例各期分别约为64%、48%、38%，各年度直达列车开行比例不宜高于此比例。

3 列车可能的开行种类及运输组织模式

部分车站设置越行线，实现快慢车混合运营，发达国家郊区线设计和运营中已有成熟的模式。如日本东京中央线全长53 km，设站24处［3］，普通列车站站停，全程运行71min，旅速44.9 km/h，快车停9站，运行53min，旅速60.1 km/h。国内尚无采用大站停和站站停混合运营的运输组织模式，在建的上海地铁16号线设计采用直达、大站、站站停3种方式混合运行模式，线路全长59 km，设计速度120 km/h，直达列车仅30 min，站站停列车全程需1h。目前国内各城市机场线均只开行站站停1种列车。

机场客流占全线总客流的50%左右，沿途无需上下车，客观上有直达需求;沿线客流主要是去西安市主城区及各站间交流，需开行站站停列车。为满足客流多样化需求，运输组织模式有只开站站停列车和站站停与直达列车混合运行2种。

方案1:只开行站站停列车，所有客流均由站站停列车承担。

方案2:开行站站停和直达2种列车。机场客流由直达列车承担，只考虑在西安北客站、机场东和机场站停车;部分市区至机场的客流和沿线客流由站站停列车承担。

4 运输组织模式比选

4.1 基础数据

列车编组:B型车4辆编组，2动2拖;追踪间隔:按照3min行车间隔控制;速度目标值:站站停和直达列车均为100 km/h。

4.2 运输能力分析

对运输能力影响最大的是不同停站方式列车由于旅时差异产生的能力扣除［4］，运输能力分析中直达列车与站站停列车按照越行和不越行2种方式研究。

4.2.1 直达列车不越行站站停列车

方案2由于站站停列车在各站起停车和停站需要，运行时间较直达列车长，直达列车相对站站停列车产生一定的能力扣除。若不考虑直达列车越行站站停列车，则本线通过能力较小［5］。不同情况下每小时最大通过能力见图2、图3。

图2 不越行相同发车间隔最大能力示意

图3 不越行不同追踪间隔最大能力示意(4对/h直达列车)

由运行图铺画结果分析，不越行时采用相同的发车间隔，2种列车交替发车最大能力为6.0对/h，发车间隔10min，服务频率较低;采用不均衡发车，开行直达列车4对/h时，最大能力为12.0对/h;开行直达列车5对/h时，最大能力为10.0对/h。本线初、近、远期高峰小时开行总对数分别为7对(3对直达)、12对(4对直达)、16对(5对直达)。因此，直达列车不越行站站停列车并考虑不均衡发车情况下，初、近期运输能力可以满足运输需求，远期则不满足。

4.2.2 直达列车越行站站停列车

直达列车越行站站停列车对站站停列车运行时间影响较大，研究按每列站站停列车只允许被越行一次考虑。经列车运行图铺画，不同情况总通行能力见表3。

表3 不同情况运输能力

直达列车开行3对/h时可满足远期高峰小时16对(直达3对)运输需求。但部分车站需设置越行线［6］，本次考虑在马坊和艺术中心站增加越行线。

综合分析，混合开行模式采用不越行方式仅能满足初、近期能力需要，采用越行方式可以满足远期能力需要，但2个车站需增加越行线，增加工程投资。

4.3 运行时间分析［7］

直达列车较站站停列车纯运行时间节省3.8min;直达列车仅在北客站、机场东及机场站停靠，较站站停列车停站时间节省3.5 min;同时由于发车间隔的差异，乘坐不同类型列车的候车时间有一定差异。各方案总旅行时间见表4。

由表4可见，机场客流若不考虑候车时间，则方案2直达列车较方案1站站停列车节省7.3min，考虑候车时间后，方案2直达列车总旅行时间初、近期高峰时段节省1.6～2.3min，远期由于候车时间较长，需增加时间0.8min。沿线客流方案2高峰时段总旅行时间多0.4～3.2min，远期高峰时段由于直达列车越行站站停列车，每越行1次，站站停列车旅行时间增加5.5 min，增加较多。

4.4 客流需求分析

目前市区前往机场的客流主要交通方式为机场大巴、出租车以及私家车等，其运行时间均在1 h左右;经地铁2号、4号线以及本线去往机场的旅行时间也近1 h，本线直达列车旅行时间节省7min左右，对全程旅行时间影响较小。沿线客流总出行时间较短，对本线运行时间及服务频率要求较高。因此，机场客流对旅行时间敏感性相对较低、对服务频率敏感性较高，沿线客流对旅行时间和服务频率敏感性相对较高。方案2可在早晚高峰时段以开行站站停列车为主，其余时段可根据需求多开行直达列车。

表4 不同时段各方案总旅行时间比较 min

4.5 服务水平分析

由表4可见，对机场客流而言，两方案平均服务频率相同。初期高峰小时方案1服务频率为8.6min;方案2沿线客流平均服务频率为15min，间隔时间较长，平峰时段间隔则更长。近期高峰小时方案1服务频率为5min;方案2沿线客流平均服务频率为7.5min，平峰时段间隔15min。远期高峰小时方案1服务频率为3.8min;方案2沿线客流平均服务频率为4.6min，平峰时段为10min。

因此，方案2初近期对本线机场客流服务水平较好，沿线客流服务水平不高，近期随着沿线客流的增长，站站停列车开行数量的增加，沿线客流服务水平尚可。

4.6 运输组织分析

4.6.1 运输组织

方案1只开行站站停列车，运输组织简单、灵活。

方案2两种列车混合运行，直达列车需越行站站停列车，运输组织复杂、灵活性差。2种列车若互不考虑代用，对列车在折返站周转接续要求较高，折返站需加设存车线以便列车周转或越行［8］，增加列车运用数量。若考虑代用，采用ATO模式运行时需对运行模式进行转换［9］;为避免旅客乘错车，车站及列车外表必须设置方便识别的电子及广播信息;同时司机需适应直达和站站停2种运行模式。

4.6.2 对AFC系统及工程的影响分析

方案2开行直达和站站停2种列车，2种列车的票价对AFC系统及工程有影响。

若采用同一票价对AFC系统影响不大，无需增加AFC设备，若采用不同票价，AFC系统可在售票机上增加打印乘坐直达列车的凭证，对凭证进行二次上车检票，或采用手持便携式验/检票机对通过自动检票进入付费区的乘客进行二次检票［10］。运输和客流组织较为复杂，建设和运营成本较高。本次研究按采用同一票价。

4.6.3 列车套用的可行性及可实施性

列车根据信号系统移动授权或信号机显示信息运行，但直达列车与站站停列车套用运行模式在国内还没有开通运营的实例。

综上所述，方案2存在列车越行、不同种类列车在折返站接续难度大或需要互相代用等问题，总体组织难度较大;方案1只开行站站停一种列车，运输组织简单。

4.7 工程投资及运营安全性分析

方案2由于越行需要，马坊、艺术中心站设置越行线，站台限界线路中心线距站台边缘距离1 500mm，距安全门最突出点1 530mm［11］，对车站工程投资及运营安全略有影响，增加投资约7 000万元。方案1仅开行站站停列车，工程简单、安全性好。

5 综合分析及研究结论

运营初、近期以机场客流为主，开行直达列车不需越行站站停列车，能力即可满足运输需求，可考虑开行部分直达列车提高机场客流的送达速度，沿线客流可通过开行的站站停列车定点定时进行输送，列车不需要越行;远期随着西咸新区的发展和人口的增加，沿线客流所占比例增长为60%以上，可全部开行站站停列车，兼顾机场和沿线两种客流，避免列车的越行等待［12］。各方案优缺点比较见表5。

表5 各方案优缺点比较

综合分析，方案2缩短了大部分机场客流的送达时间，提高了运输质量，但沿线客流服务水平较低，越行对运输能力有一定影响，站站停列车运行时间较长，运输组织较为复杂，工程投资增加。且直达列车在本线节省6min左右对于机场客流全程1h左右旅行时间节省相对有限。方案1整体服务水平高、运输组织简单、工程投资省、旅客乘车方便。因此研究推荐采用方案1，即本线运输组织模式为只开行站站停列车。在初、近期可视运输能力和运输需求开行直达列车，直达列车不考虑越行站站停列车。

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Research on Transport Organization M ode of Xian North Station to Airport Railway

WANG Tian-jun

(Railway Route and Transportation Department，China Railway First Survey and Design Institute Group Co．，Ltd．，Xi'an 710043，China)

The railway from Xian north station to airport supports the passenger traffic flows from and along the Xian Xianyang Airport to the city center，in which the proportion of passenger flow from the airport is higher．This papermainly researched the technical feasibility of amixed transportmode in which the through trains，aswell as the trains which stops at all stations，runs at the same railway line．After analytical study on relevant issues such as the running time，transport capacity，service level，project cost and so on，the paper came to the conclusions that:(a)If using the mixed transportmode，the service level to the passenger flow along this railway line will be lower，accompanied with a smaller transport capacity，complicated transportorganization，and an increasing of project cost．(b)If using the through train mode，the running time will be shortened only by 7minutes．(c)It is recommended to use themode of train stopping at all stations as the only transportmode in this railway line，and a part of through trainsmay be employed when the passenger flow is smaller in the initial term and in the near term．

railway;passengers flow;trains;transport organization

U29

A

10．13238/j．issn．1004－2954．2014．03．008

1004－2954(2014)03－0033－05

2013－07－11;

2013－07－27

王天军(1978—)，男，工程师，2003年毕业于兰州交通大学交通运输专业，工学学士，E-mail:wtj_xc@sina．com。