郑州城郊铁路与综合交通枢纽衔接关系研究

王辉虎，张学军，张 曼

（1.郑州市综合交通规划研究中心综合交通规划处，河南郑州450006；2.北京城建设计发展集团股份有限公司郑州分院，北京100037；3.郑州市轨道交通设计研究院有限公司计划经营部，河南郑州450000）

郑州市是我国中部地区重要的国家中心城市,是中原经济区核心城市,具有独特而重要的区位条件。郑州为东西、南北方向交通衔接的重要节点。其中,郑州铁路枢纽是全路的旅客运输中心,是新亚欧大陆桥的中心环节,是“一带一路”重要的综合交通枢纽和商贸物流中心,是丝绸之路经济带承接东西的核心据点,作为河南米字型高速铁路的中心,郑州承担着连南通北,承东启西的重要作用；新郑机场作为国家首个航空港经济综合实验区的核心,在国际空运竞争中优势已经初显。随着郑州站、郑州东站、郑州南站、新郑机场等大型基础设施的建成落地,如何衔接高速铁路、城际铁路、城郊铁路、城市轨道交通与机场,充分发挥多层次交通的作用变得尤为重要[1],郑州南四环至郑州南站城郊铁路(以下简称“郑州城郊铁路”)的建设方案为如何衔接铁路、城市地铁网及航空枢纽等综合交通枢纽的建设做了有益的探索。

1 郑州综合交通枢纽交通衔接模式分析

1.1 郑州综合交通枢纽交通方式组成

郑州因枢纽而兴,京广铁路(北京—广州)和陇海铁路(兰州—连云港) 2大交通大动脉的交汇,奠定了郑州作为国家铁路和公路枢纽的地位。近年来,一系列重大枢纽设施的相继投放为郑州的新一轮发展奠定了基础。郑州东站的投入使用、“米”字型高速铁路网络的逐步实施、郑欧班列的常态化运行、我国目前唯一的航空港经济综合实验区、自贸区和内陆城市中最多的功能性口岸等为郑州构建了更加多元和开放的综合性枢纽格局,对郑州的国家地位产生深远影响。2017年1月《国家发展改革委关于支持郑州建设国家中心城市的指导意见》中提出郑州要“着力发展枢纽经济,着力提升科技创新能力,着力增强经济综合实力,努力建设具有创新活力、人文魅力、生态智慧、开放包容的国家中心城市”[2],突出了枢纽在郑州建设国家中心城市中的重要地位。

（1）铁路枢纽。郑州是河南省“米”字形高速铁路网的中心。根据郑州铁路枢纽规划,郑州未来将形成衔接北京、徐州、济南、阜阳(合肥)、重庆、广州(武汉)、兰州(西安)、太原(焦作)等8个方向,京广高速铁路、徐兰高速铁路(徐州—兰州)、郑渝高速铁路(郑州—重庆)、郑太高速铁路(郑州—太原)、郑阜高速铁路(郑州—阜阳)、郑济高速铁路(郑州—济南)、京广铁路、陇海铁路、郑开城际铁路(郑州东—开封)、郑机城际铁路(郑州东—新郑机场)、郑登洛城际铁路(郑州南—洛阳龙门)等引入郑州的环形放射状特大型铁路枢纽。客运系统将形成以郑州站、郑州东站、郑州南站、小李庄站为“四主”,郑州北(客)、大关庄、岗李站为“三辅”客运站布局。结合既有客站布局及新线引入,京港澳通道在郑州东站京广场贯通,并设联络线沟通郑州站；陆桥通道在郑州东站徐兰场贯通,并设联络线沟通郑州站；郑济高速铁路引入郑州东站徐兰场,贯通郑万高速铁路(郑州南—重庆北),并设联络线沟通京广场；郑太高速铁路(郑州—太原)引入郑州站,经郑州南站衔接郑阜高速铁路(郑州南—阜阳)[3]。

2017年共完成铁路客运量5 418.2万人,货运量3 034.2万t。2017年,郑欧班列开行501班/a,比上年增长99.6%,进出口货值27.4亿美元,增长112.4%。依托补贴扶持政策,郑欧班列的开行班次、往返均衡度、货值、货重、满载率在所有中欧班列中均名列前茅。

郑州南站位于郑州市航空港区东南,车站距离市中心约40 km,距离新郑机场约10 km。郑州南站按照自东向西郑万场、郑阜场、城际场横列式布置,郑阜上下行联络线引入城际场,同时应满足郑万高速铁路与城际场的连通条件。车场总规模30座站台(面)、32条到发线(含正线)。该项目已于2017年12月底开工建设,预计2022年建成运营,未来将打造成集航空、高速铁路、城际铁路、城市轨道交通为一体的超级枢纽。郑州铁路枢纽布置示意图如图1所示。

（2）轨道交通(含郑州城郊铁路)。郑州轨道交通线网规划由21条线路组成,总长970.9 km,车站503座。其中,中心城普线8条,325.5 km,车站211座；外围组团普线5条,179.3 km,车站95座；市域快线8条,466.1 km,车站197座。

目前,郑州轨道交通已通车运营4条线路,总里程长度约132 km。2019年6月6日,端午小长假节前一天,郑州地铁线网总客运量达158.82万人/d,再次刷新单日客运量纪录。其中,1号线发送客流65.61万人/d；2号线42.99万人/d；郑州城郊铁路14.09万人/d；5号线36.13万人/d。

（3）公路运输。河南省高速公路里程超过6 500 km,高速公路网密度达到3.9 km/km2,通车里程与路网密度居中部省份前列。郑州是京港澳和陆桥运输通道交汇点,是最为重要的国家公路运输枢纽之一,以郑州为中心的区域公路运输格局基本形成。2017年,郑州累计完成公路客运量1.0亿人次,货运量2.0亿t。公路运输占货运总量的近90%。

（4）航空枢纽。在国家首个航空港经济综合实验区政策激励下,郑州航空运输快速发展,国际货运竞争优势初步显现。2018年,郑州机场完成旅客吞吐量2 733万人/a,增速12.5%；完成货邮吞吐量51.5万t,增速2.4%,客货运规模坐实中部双第一。近年,郑州机场客、货运增速高于全国平均水平,国际货运保持高位增长。新郑机场是我国重要干线机场和国家一类航空口岸,也是整个郑州航空港区的核心,远期(2040年)规划旅客吞吐量达7 000万人/a,是区域的重要门户机场。作为区域干线机场,郑州机场承担了中原经济区7座机场超过80%的航空客运量,近98%的航空货运量。

2013年3月7日,国务院正式批复了《郑州航空港经济综合实验区发展规划》,提出将郑州航空港建设成全国航空港经济发展先行区,为中原经济区乃至中西部地区开放发展提供强有力支撑[4]。规划面积415 km2,规划人口远期260万人。为此,郑州市的城市空间结构由单中心(中心城区)向双中心(中心城区和航空港区)渡和发展[5]。航空港实验区是围绕着新郑国际机场逐渐发展起来的区域,位于郑州市的东南部,距离郑州中心城区约30 km。航空港区交通规划模式可以概括为“多式联运快达模式”,即“高速铁路+航空+高速公路+城际铁路+城市轨道交通(含郑州城郊铁路)+城市快速路”的综合交通发展方向。对外(境外、长距离)交通以“高速铁路+航空+高速公路”为主,周边城市对内以“高速公路+城际铁路”为主,与市中心区以“轨道交通(含郑州城郊铁路) +城市快速路”为主。在航空港区建设的起步阶段,对内要加强轨道交通(含郑州城郊铁路)和城市快速路的建设,对外要以高速铁路和城际铁路建设为主,同时积极拓展国家航线和国内长途航线。

图1 郑州铁路枢纽布置示意图Fig.1 Schematic layout of Zhengzhou railway hub

1.2 郑州综合交通枢纽交通方式的相互衔接

郑州南站与新郑机场作为郑州市对外交流的重要交通枢纽,需要高速铁路、城际铁路、城(市)郊铁路、城市轨道交通与地面其他交通方式相互配合,互为补充,统一规划、分步实施,高效衔接、便捷换乘,才能发挥枢纽的价值和作用。

郑机城际铁路,起于郑州东站,止于新郑机场,全长约28.1 km,平均站间距7.1 km,开行列车21对/d,发车间隔30 min,设计时速200 km/h,采用铁路日常客运组织模式[6],全程票价12元。由于发车间隔较大,目前郑机城际客流量约为0.6 ～ 0.8万人/d[7]。主要承担高速铁路换乘机场的客流,并且辅助市区乘客乘坐机场城际到达机场和航空港区,仅仅服务于新郑机场和郑州东站,未承担对沿线城市发展的带动作用,同时与城市轨道网衔接效率低,降低了乘车便捷性。

根据郑州铁路枢纽规划分工,郑州南站远期旅客发送量达1 160万人/a,日均旅客发送量为3.17万人/d。其中郑州城郊铁路作为连接港区、新郑机场和郑州南站的主要交通方式之一,远期郑州城郊铁路郑州南站客流量约为0.86万人/d,占郑州南站日输送客流量的27%,将为郑州南站客流的集散起到重要的作用。

新郑机场远期规划吞吐量为7 000万t/a,客流量19.2万人/d,考虑轨道交通50%的分担率,机场站轨道交通客流量为9.6万人/d,机场有郑机城际、郑州城郊铁路、郑许市域铁路3条线路服务,远期(2040年)郑机城际铁路机场站客流为1.76万人/d,郑州城郊铁路机场站客流为4.8万人/d,郑许市域铁路机场客流为3.04万人/d,分别占比分别为18.3%,50%,31.7%,由此可见郑州城郊铁路在机场站轨道交通出行占比较高,具有重要建设意义。

郑州城郊铁路与轨道交通2号线贯通后,能与1号线、3号线、5号线等9条城市轨道交通线路形成换乘关系,远期全线客运量将达到172.25万人/d,换乘客流达150万人/d。其中,郑州城郊铁路换乘客流将占全线换乘客流的40%,换乘量大,与城市轨道网衔接换乘效率高。

综上所述,规划建设一条连接市中心区和航空港区之间的郑州城郊铁路,能有效的加强市中心区与航空港区之间的联系,缩短两者的时空距离,促进航空港区的建设。郑州城郊铁路北起轨道交通2号线一期工程的终点南四环站,止于郑州南站。全长约41.1 km,其中高架线长约15.7 km,地下线长约23.5 km,过渡段长约1.9 km,共设车站18座,平均站间距为2.31 km[8]。郑州城郊铁路联通一座机场(新郑国际机场)、连接1座高铁站(郑州南站),横跨3条铁路(京广高速铁路、京广铁路、郑机城际铁路),经过2条高速公路(京港澳高速公路、郑州绕城高速公路),连接了2个城区(航空港区、新郑龙湖镇)。在郑州综合交通运输体系中,起到对上承接高速铁路站和机场等对外综合交通枢纽,对下衔接了城市轨道交通和地面公路交通的作用,和铁路、航空、公路、城市轨道、公路等各种交通方式相互衔接、相互支撑、相互补充,充分发挥了综合交通枢纽的“外联内聚”枢纽效应作用。

2 郑州城郊铁路与综合交通枢纽衔接方案分析

2.1 郑州南站衔接方案

郑州南站定位为中原城市群城际铁路枢纽站和高速铁路辅助站,主要办理济南、太原方向始发终到列车；太原合肥方向、西安合肥方向通过列车；重庆与北京、徐州、济南方向部分通过列车；以及各方向始发终到通过城际铁路列车。

郑州南站综合交通枢纽总层数为5层,地下三层为郑州城郊铁路和13号线的车站。其中,地下一层为站厅层；地下二层为郑州城郊铁路的站台层；地下三层为13号线的站台层；地面层为城市广场；高架层为跨越国铁站场范围的候车厅。郑州城郊铁路和13号线在郑州南站西广场十字交叉,采用T型换乘。郑州城郊铁路与国铁站房紧密结合,位于站房正下方,部分安全出口设置在站房架空层出站通道内,出站通道为半敞开空间。通过在郑州城郊铁路车站站厅层付费区内设置3个出入口通道分别连接城际场地面出站厅、进站厅,形成单向循环换乘,可以实现郑州城郊铁路和城际之间的免安检、一票制换乘；通过在郑州城郊铁路车站站厅层公共区内设置4个出入口通道分别连接郑合场及郑万场地面层出站厅,可实现高速铁路与郑州城郊铁路快速换乘。郑州南站竖向换乘关系图如图2所示。

2.2 新郑机场衔接方案

机场核心区是以新郑机场为核心,主要布局航空枢纽、保税物流、自贸园区、临港服务、产业园区等主要功能,规划面积54.08 km2。其中,新郑机场定位为国际航空货运枢纽和国内航空综合枢纽,规划2040年的货运吞吐量达到500万t/a,旅客运输达到7 000万人/a。新郑机场规划有2个航站楼(南、北航站楼),中间还有卫星厅。郑州城郊铁路机场站设在北航站楼的综合交通枢纽下方,机场东站设在南航站楼的综合交通枢纽下方,方便乘客使用。郑州城郊铁路与新郑机场、郑州南站衔接关系示意图如图3所示。

图2 郑州南站竖向换乘关系图Fig.2 Vertical transfer diagram of Zhengzhou south railway station

图3 郑州城郊铁路与新郑机场、郑州南站衔接关系示意图Fig.3 Diagram of connection relations with Xinzheng airport and Zhengzhou south railway station

机场站随着机场工程的建设一体化实施,与T2航站楼、郑机城际站、综合换乘中心GTC等交通设施同步规划、同步设计、同步实施。车站位于机场GTC (综合换乘中心)的正下方,T2航站楼的西侧,郑机城际铁路车站的北侧。机场站进、出站口与T2航站楼之间的距离约为150 m,乘客步行仅需2 min。真正实现了郑州城郊铁路与机场的无缝衔接。机场站无缝衔接总布置图如图4所示。

机场东站位于机场T4航站楼东侧,平行于匝道桥设置,位于停车楼与规划高架匝道桥之间。车站西端预留通道,与后续建设的T4航站楼换乘。通过出入口预留的换乘通道与T4航站楼的地下一层相连,同时预留与南侧停车楼的换乘条件。机场东站无缝衔接总布置图如图5所示。

2.3 城市轨道网衔接方案

2.3.1 方案分析

结合郑州港区及城郊组团沿线发展规划,城市枢纽和铁路网的现状规划情况及交通需求,重点研究如何衔接中心城市轨道交通网,解决客流快速进城问题[9]。因此,郑州城郊铁路综合比选了以下衔接方案：衔接2号线方案(方案I)、衔接3号线方案(方案II)、衔接5号线方案(方案III)。郑州城郊铁路与城市轨道交通线网衔接方案示意图如图6所示。

（1）方案I。线路衔接中心城区轨道交通骨干线2号线。线路从2号线南四环站起,向南沿107辅道,然后转向泰山路向东,过京港澳高速后沿郑港三路、郑港四街、迎宾大道敷设,串联龙湖镇、华南城、孟庄、港区北部等区域,将郑州城郊铁路引入郑州南站和机场,目前2号线以及建成通车,建设时序先于郑州城郊铁路[10]。

图4 机场站无缝衔接总布置图Fig.4 Layout of seamless connection of Airport Station

图5 机场东站无缝衔接总布置图Fig.5 Layout of seamless connection with East Airport Station

图6 郑州城郊铁路与城市轨道网衔接方案示意图Fig.6 Schematic Diagram of connection scheme between suburban railway and urban railway network in Zhengzhou

（2）方案II。线路衔接中心城区骨干线路3号线。线路沿四港联动大道、迎宾大道敷设,经过经开区、南曹、孟庄片区,港区北部(与17号线中段共路由)引入郑州南站和机场,3号线为郑州城市轨道二期建设规划线路,建设时序后于郑州城郊铁路[10]。

（3）方案III。线路整体位于郑机城际东侧,由经开区中部5号线经开中心广场站向东引出,线路沿航海东路至规划13号线线位,随后向南利用规划13号线通道,串联经开区、港区接入新郑机场和郑州南站,13号线为规划线路[11]。

2.3.2 方案比选

（1）方案I。优点：衔接轨道交通2号线,从衔接处到中心城区仅为10 km,与中心城区距离短,可直达中心区城紫荆山、花园路沿线,仅通过一次换乘便可快速到达二七广场、郑州站、金水路沿线及东站片区,与中心城区重点区域直达性好；远期线路可继续向西与轨道交通9号线衔接,方便客流直达中心城大学路、嵩山路沿线,同时能有效分担2号线的客流,减轻2号线的客流压力,远期客流适应性好；从城市近期建设规划角度[10],2号线建设时序优先于郑州城郊铁路,且在2015年已经建成通车,鉴于港区、龙湖镇和华南城均为城市近期重点建设区域,方案I与城市近期建设规划符合性更优。缺点：由于9号线建设时序靠后[11],近期无法分担2号线客流压力。

（2）方案II。优点：衔接轨道交通3号线,从衔接处到中心城区为14 km,与中心城区距离适中,可直达经开区、二七广场、火车站片区及南阳路片区,与城市重点区域直达性好。缺点：部分线路与轨道交通17号线共路由,线路运能会受到一定的影响,而且随着港区的发展,后期客流规模增大后,对3号线客流冲击较大,远期客流适应性差；由于3号线建设时序的滞后,郑州城郊铁路建成后,近期无法与城市轨道交通线网形成有效衔接,起不到快速联系中心城区和港区的目的。

（3）方案III。优点：线路由东侧衔接轨道交通5号线,沿线区域大多为未建成区域,线路建设条件较好,能够带动城市东部片区的发展。缺点：从衔接处到达中心城区为21 km,需经过两次以上的换乘才能到达中心城主要重点功能区,与中心城区联系较为不便,线路部分与轨道交通13号线共路由,远期线路运能将受到影响,同时轨道交通5号线为城市环线,远期随着港区客流的增加,将对环线造成巨大的客流压力,远期客流适应性较差,同样5号线的建设时序也相对滞后,郑州城郊铁路建成后,近期无法将港区和中心城区有效联系,对港区发展支撑作用有限。

综上分析,方案I在城市主要功能区直达性、远期客流适应性、与城市近期建设规划符合性等方面优于方案II和方案III,考虑到近期港区与中心城区联系的迫切性和远期对客流和城市发展的适应性,推荐方案I,即衔接2号线方案。

3 结束语

随着航空港区和郑州南站的建设,郑州国家枢纽地位将进一步加强,郑州城郊铁路的建设极大的促进了港区的发展和对中原城市群城际铁路枢纽—郑州南站的服务。郑州城郊铁路与城市轨道交通2号线衔接贯通,既服务于沿线组团的通勤出行,也服务枢纽客流的出行,极大带动了航空港区经济的发展和沿线组团土地的开发利用。同时线路预留了继续向西进入中心城区,与城市轨道交通线网形成多线多点换乘的条件。郑州城郊铁路功能较为完善合理,建成后客流效益良好,对促进城际铁路、郑州城郊铁路、城市轨道交通有机融合、网络化发展具有重要意义。