利用包头铁路枢纽环线开行市郊列车的研究

高美洁

GAO Mei-jie

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输处，陕西 西安 710043）

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.，Xi’an 710043， Shaanxi， China)

利用包头铁路枢纽环线开行市郊列车的研究

高美洁

GAO Mei-jie

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输处，陕西 西安 710043）

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.，Xi’an 710043， Shaanxi， China)

在概述包头铁路枢纽环线资源及运输能力的基础上，结合包头市城市总体规划及城市轨道交通规划，从客运量预测、能力利用、运输组织等方面对利用包头铁路枢纽环线开行市郊列车进行分析，对充分利用既有铁路资源、完善并优化城市轨道交通体系、缓解城市交通拥堵等具有重要意义，从牵引种类、机车车辆选型、车站改造方面提出研究建议。

包头铁路枢纽；环线；市郊列车

包头市位于内蒙古自治区中西部，是我国重要的重工业城市，是连接华北、西北的重要公路和铁路交通枢纽，是环渤海地区向西部地区辐射、转移的重要节点城市。进入 21 世纪以来，随着经济的迅猛发展，城市经济实力和人民生活水平的提高，包头市的机动车保有量也在持续增长，给城市交通系统带来了巨大压力，交通供需矛盾日益突出，交通拥堵问题成为制约城市发展的一个重要因素。因此，利用包头铁路枢纽内既有线富裕能力开行市郊列车，积极参与城市轨道交通，以缓解日益突出的交通问题、节省投资、充分利用既有铁路资源，是促进市郊铁路运输良性发展的有效途径[1-4]。

1　概述

1.1既有铁路概况

包头铁路枢纽位于京兰通道与包西通道交汇处，衔接京包线 (北京北—包头东)、包兰线 (包头东—兰州)、集包第二双线 (集宁南—包头) 及包西线 (包头—西安) 4 条干线及神华能源股份有限公司的包神铁路 (万水泉—神东)，枢纽内有包环线(包头东—昆独仑召) 及包白线 (包头西—白云鄂博矿区)、包石线 (二道沙河—石拐) 2 条支线。包环线及包白线、包石线为内燃单线铁路，其余均为双线电气化铁路。目前，包头铁路枢纽内以京包线、包兰线、包西线为主骨架的铁路网已经形成。根据相关资料，包头铁路枢纽内主要线路能力利用率在22.0%～68.4%，其中包环线、包白线现状仅开行货物列车及通勤列车，尚无为沿线居民出行服务的旅客列车。

包头铁路枢纽有车站 12 个，其中包头西站为主要编组站，包头站为客运站，包头东站为主要货运站兼辅助客运站，包头北站、新贤城站为主要工业站，其余均为中间站；枢纽内包兰线包头东—包头西段、包白线包头西—昆独仑召段、包环线昆独仑召—包头东段围绕包头市主要城市区域，形成枢纽环形线路[5]。包头铁路枢纽总平面布置如图 1 所示。

图1　包头铁路枢纽总平面布置示意图

包环线、包白线为单线内燃铁路，线路允许速度低，曲线半径小、运输条件差，目前仅运行部分小运转及通勤旅客列车，旅行速度低，运行时间长。包头铁路枢纽环线包头西—包头北段牵引质量 5 000 t，包头北—二道沙河段牵引质量 2 500 t，二道沙河—包头东段牵引质量 1 400/700 t，各区段牵引质量不统一。包环线全线、包白线部分地段未封闭，由于只办理小运转列车及通勤旅客列车作业，无相关客运配套设施，无法满足办理客运条件。

1.2包头市城市总体规划及城市轨道交通规划

1.2.1包头市城市总体规划

《包头市城市总体规划 (2012—2020 年)》[6]中确定，包头市为我国重要的工业基地，京津呼包银经济带重要的中心城市，内蒙古自治区的经济中心；国家重要的钢铁冶金基地、稀土研发生产基地、机械装备制造基地和以草原风情旅游为特色的旅游基地，承接京津辐射西北地区的综合性交通枢纽和区域性服务中心。到 2020 年，市域总人口控制在 340 万人以内，中心城区人口规模控制在 270 万人左右，城市建设用地总规模控制在 322 km2左右。随着中心城区城市建设快速发展，构筑“一市、两城、多片区”的城市结构。“一市”即指包头市；“两城”即指以行政办公、商业金融等市级公共服务设施为核心的昆青城区和以区域性公共设施为核心的九东城区；“多片区”即指昆青城区包括的昆都仑片区、青山片区、稀土高新区、希望铝业工业区、包钢工业区、哈业脑包片区、新型工业区，九东城区包括的九原片区、东河片区、滨河新区、东兴工业区。中心城区形成“两主四副”多中心结构，即以阿尔丁广场区域为核心的行政、商业、商务、金融中心，以及在建华路东侧区域为核心的区域性服务中心 2 个主中心；东河、青山、万水泉、黄河大街 4 个副中心。同时，进一步调整城市的工业用地布局结构，结合现状工业分布，工矿集中布置在东西两翼，南部工业区严格控制，取消部分规模较小、效益较差的企业。

1.2.2包头市城市轨道交通规划

城市轨道交通建设发展是缓解供需矛盾、实现城市交通可持续发展的途径。为此，包头市政府组织开展《包头市城市轨道交通线网规划》编制工作。在《包头市城市轨道交通线网规划成果报告》[7]中确定，规划包头市轨道交通网络由 6 条线路组成，其中远期 (2020 年) 线路 4 条 (城市轨道交通 1 号线至 4 号线)。远景年 (2050 年) 轨道交通线网在远期 4 条骨架线方案的基础上进行延伸和加密，形成由 6 条线构成的远景方案，线网总长 181.5 km，车站总数 137 座，其中换乘车站 19 座，线网密度 0.33 km/km2。

2　利用铁路枢纽环线开行市郊列车的研究

2.1利用铁路枢纽环线开行市郊列车分析

根据包头市城市规划与功能区划分，包头铁路枢纽环线贯通包头市昆青城区和九东城区 2 大片区，沿线覆盖昆区北片区、青山北片区、包钢产区、九原北片区、东河老城区、铝业－麻池片区等人口聚集区和就业核心区，利用铁路枢纽环线开行市郊列车可以成为昆区北片区、九原北片区、青山北片区、东河老城区居民就业出行，以及包钢产区、铝业麻池片区和沿线主要就业片区员工通勤的重要交通选择。

包头铁路枢纽环线在轨道交通线网中与包头市规划建设的城市轨道交通 1 号线、2 号线、3 号线、5 号线和 6 号线均有所衔接，利用枢纽既有环线开行市郊列车后，枢纽环线可以成为包头市轨道交通体系的组成部分，承担部分城市轨道交通功能，通过与市区内部轨道交通线路的衔接，实现包头市中心城区与外围区域，以及外围区域间的有效沟通，在方便沿线居民通勤出行的同时，推动城市外围地区经济和产业的健康发展。同时，配合城市发展方向，引导和支撑居民及低端产业向城市中心外迁移，引导城市由单中心向多中心发展。

包头铁路枢纽环线开行市郊旅客列车后，在满足沿线各企业生产原料和产品调入运出的同时，可以有效提高铁路枢纽内环线的运输能力和服务水平，进一步强化铁路运输在区域工业发展中的推动力，带动周边主要企业的健康发展，缓解城市外围货物调入调出的运输压力。同时，现状包头市中心城区交通较为拥堵，城市各主要片区间交通走廊通行能力不足，项目实施后，可以将枢纽环线铁路改造成为包头市轨道交通外绕线，为区域居民城市外围出行提供更为高效的方式选择，优化包头市，特别是沿线居民通勤出行的交通结构和服务水平，对缓解市内道路拥堵、改善地区交通条件具有重要的意义和作用。

2.2客运量及能力分析

2.2.1客运量分析

通过对历年包头市综合运输量与国民经济发展关系及未来经济发展趋势的分析，对研究年度 (近期 (2025 年)、远期 (2035 年)) 市域居民出行量进行预测。结合包头市经济发展趋势，确定未来各种运输方式所承担的比例，在确定包头市轨道交通出行分担率基础上，根据路网进行运量分配，进而得到客运量。根据客运量预测，包头铁路枢纽环线开行市郊列车主要承担沿线居民的日常通勤及出行，其中大部分为中短途客流，结合包头市居民出行交通调查可知，所承担客运量运距较短且每日分时段波动性较明显。研究考虑旅客对交通出行的舒适性要求和沿线重点企业通勤职工出行需求，结合现状铁路枢纽内通勤旅客列车构成，考虑全线旅客列车编组为 8 辆，旅客列车平均定员为 700～900 人，非高峰小时客座利用率按 0.7～0.8 取值，客流波动系数取 1.2，测算得到近期旅客列车年输送能力约为16.2 万人、远期旅客列车年输送能力约为 18.5 万人。

2.2.2能力分析

包头铁路枢纽环线为以客为主的客货共线铁路，环线承担的货运主要为包环线内运行的小运转列车，以及京包线、包兰线开往临河方向，包西线、包神线及包头铁路枢纽各站在古城湾集结的万吨煤炭通过列车。由于包环线货物列车数量较少，建议白天开行旅客列车，晚上或平峰时段开行货物列车。通过能力按照有关规定计算，能力计算参数选取如下：单线旅客列车扣除系数取 1.3，双线旅客列车扣除系数取 2.3；综合维修天窗时分为 90 min。研究年度能力利用如表 1 所示。

表1　通过能力计算表

从表 1 可以看出，包头铁路枢纽环线经电气化改造后设计能力有一定富余量，而且环线货运量较小，在旅游旺季和节假日等客流高峰时段，可以采取增开旅客列车或提高列车编组数量的措施提高旅客输送能力。

2.3运输组织研究

（1）车站分布。包头铁路枢纽环线包头东—包头东 68.8 km，有包头东、二道沙河、新贤城、昆都仑召、包头北、包头西、包头、万水泉 8 个车站，平均站间距 8.6 km，最大站间距离 14.526 km (二道沙河—新贤城)，最小站间距 6.152 km (新贤城—昆都仑召)。通过对包头铁路枢纽环线线路平纵断面分析，昆都仑召—包头西、包头西—包头东站间距和线路坡度等满足开行旅客列车的条件，二道沙河—新贤城站间距为 14.526 km，距离过大。结合包头市城市轨道交通规划情况及现场调查，考虑与城市轨道交通 5 号线、6 号线的衔接，方便旅客乘降，在二道沙河—新贤城区间增设四道沙河站、三道沙河站，其中三道沙河站与规划城市轨道交通 6 号线衔接，四道沙河站与规划城市轨道交通 5 号线衔接。

（2）列车开行方案。环线市郊列车开行主要解决城区外围组团间的交流，开行包头东—包头东环线普速旅客列车，主要为 HXD系列机车牵引，运行速度 120 km/h 及以下，编组辆数 8 辆。设计列车运行时间为 6 : 30—22 : 00，各站停站时间均为 2 min。结合包头铁路枢纽内现状通勤旅客列车开行方案，为解决早高峰 (7 : 30—8 : 30) 包头东—包头西的通勤客流，开行包头东—包头—包头西—昆都仑召—包头东方向 (顺时针) 旅客列车 2 列，包头东始发环线对开旅客列车 1 对；晚高峰 (17 : 30—18 : 30) 开行包头东—昆独仑召—包头西—包头东方向 (逆时针) 旅客列车 2 列，包头东始发环线对开旅客列车 1 对。平峰时段近期每 2 h 环线对开旅客列车 1 对；远期午间高峰 (11 : 30—12 : 30) 增开环线对开旅客列车 1 对，其余时间约 1.5 h 开行环线对开旅客列车 1 对。

3　结论与建议

包头铁路枢纽环线经包头市主要人口聚集区和重要的铁路客货运站，在路网中线位条件优越，利用潜力巨大，但现状包环线所承担客货运量均较低，造成线路运输能力闲置，既有交通运输资源未得以充分利用。利用铁路枢纽环线开行市郊列车可以缓解包头市城市中心城区交通拥堵，克服城市交通走廊运输瓶颈，提高区域公共交通服务水平。同时，可以有效整合既有轨道交通运输资源，实现对既有交通资源的最大化利用，进一步发挥其在区域经济发展中的重要意义和作用。在具体实施过程中，还应对以下问题进一步研究。

（1）牵引种类。包头铁路枢纽环线除京包、包兰线及部分包白线为电气化铁路，其余均为内燃铁路。从与相邻铁路协调性、提高运输质量和线路运输能力，以及符合国家能源和环保政策等方面考虑，电气化铁路较内燃铁路有较大优势。因此，从长远考虑，包头铁路枢纽环线应改造为电气化铁路。

（2）机车车辆选型。包头铁路枢纽环线开行市郊列车可以选择地铁车辆或国铁车辆，但由于受供电方式、限界、信号系统等因素的影响，地铁车辆无法在枢纽环线运行，建议选用国铁车型[8]。在国铁车辆选型方面，有动力集中式 (机车+车底) 和动力分散式 (动车组列车) 2 种方式可供选择，动力分散式在加减速性能、乘降性能、节能方面较动力集中式有一定优势，动力集中式在与既有检修维护设施配套、购置费用等方面具有优势。此外，考虑市郊客流有一个逐步增长的过程，从减少初期投资等角度考虑，可以暂时采用动力集中式，今后结合客流的增长情况及包头铁路枢纽动车设施的配套情况，适时采用动力分散式。

（3）车站改造。由于包头铁路枢纽包环线不办理客运作业，缺少站房、售检票系统、候车室等相应的客运设施，需要针对市郊列车的运输组织特点配套相应的客运设施。

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[2] 白宝英，杨卫盛. 利用铁路枢纽线路开行市郊列车的有关探讨[J]. 铁道工程学报，2014，31(1)：10-14. BAI Bao-ying，YANG Wei-sheng. Exploration on the Issue Related to Operate Suburban Passenger Train by Using Railway Terminal Lines[J]. Journal of Railway Engineering Society，2014，31(1)：10-14.

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[5] 中铁第一勘察设计院集团有限公司. 改建铁路包头枢纽环线开行市郊列车可行性研究[R]. 西安：中铁第一勘察设计院集团有限公司，2015.

[6] 包头市规划管理局. 包头市城市总体规划 (2012－2020 年) [R]. 包头：包头市规划管理局，2012.

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责任编辑：何 莹

Study on Operating Suburb Trains by Using the Loop Line in Baotou Railway Hub

Based on summarizing the resource and transport capacity of the loop line in Baotao railway hub, combining with the city general plan and urban rail transit plan in Baotou, from the aspects of forecast of passenger traffic volume, capacity utilization and transport organization, this paper analyzes the suburb train operation by using the loop line in Baotou railway hub, which has significant meaning on fully utilizing existing railway resource, improving and optimizing urban rail transit system as well as releasing congestion of urban transit, and then, puts forward study suggestions from the aspects including traction categories, model selection of locomotive and rolling stock and station reconstruction.

Baotou Railway Hub; Loop Line; Suburb Train

1003-1421(2016)01-0038-05+1

B

U291.7

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.01.09

2015-12-09