京张城际铁路速度目标值的选择

丁大朋

1 项目概况

1.1 项目的地理位置和径路

北京—张家口城际铁路位于北京市西北、河北省北部境内,东起北京市,途经北京市海淀、昌平两区和延庆县,穿西山隧道入河北省境内,跨官厅水库,经怀来、下花园、宣化区,西迄张家口市,呈东西向沟通两市。经北京枢纽沟通京沪高速、京广客专、京承沈客专、京哈客专及京津、京秦、京石城际,经张家口地区可联通张集、张唐、丰沙大等铁路,是京兰通道东段的重要组成部分,正线长度约168.646 km。

1.2 目的功能定位

京张城际铁路是首都经济圈城际铁路网的重要组成部分,同时也是国家路网京包兰通道、西北华北通道的组成部分,是以满足城际客流为主、兼顾部分长途跨线客流运输需要的铁路。

1.3 项目预测客运量

近期客车69对,远期客车93对;建议北京—张家口城际铁路远景年输送能力为客车110对/d。

2 研究思路

2.1 速度目标值选择的原则

线路的速度目标值选择要根据路网规划、城市间旅客出行时间要求、周边铁路技术标准合理确定。要从我国铁路的主要技术设备、客货列车速度匹配性、线路在路网中的功能等因素入手,以综合效益最大化为目标,合理确定速度目标值。

2.2 国外城际铁路速度目标值

国外一些发达国家的城际旅客运输主要分为两个层次:1)大城市至其郊区或近郊卫星城市的旅客运输,主要承担通勤、通学客流,速度一般在100km/h～140km/h;2)经济联系紧密的城市群、城市带的旅客运输,主要承担公务、商务和旅游客流,速度一般在200km/h～300km/h。

2.3 本项目可能的速度目标值分析

京张城际铁路位于首都经济圈,主要服务于沿线的城市带,与国外城际铁路相比,属于运距较远的城市间旅客运输。故本线速度目标值宜选择在200km/h以上。综合国内外城际铁路的速度目标值分析,本线的速度目标值宜为 200km/h～300km/h。

3 速度目标值研究

3.1 项目对时间目标值要求

北京—张家口高速公路运距188 km,自驾车总旅行时间约2.5 h,高速大巴总旅行时间约3.5 h。相应本线时间目标值宜控制在2.5 h以内。张家口—北京段铁路旅行时间应在1.3 h以内。相对于民航的5.0h～5.9 h,铁路难以在总旅行时间上超越民航,可通过开行“夕发朝至”客车,凭铁路安全、舒适、经济等优势吸引旅客。张家口市已纳入首都经济圈范围,为促进张家口市经济社会发展的需要,本线时间目标应控制在1.0h内。

经以上分析可知,如本线时间目标值控制在1.0h之内,则在与公路、航空竞争的细分市场中,铁路可保持一定的优势;可以进一步拉近北京与张家口的时间距离,促进沿线地方的经济社会发展。

3.2 速度目标值的选择

3.2.1 《铁路主要技术政策》对运行速度的要求

北京—张家口城际铁路是我国京包兰通道的重要组成部分,根据《铁路主要技术政策》要求,本线速度目标值都应在200km/h以上。

3.2.2 区域路网其他线路的速度目标值

研究年度与本线存在交流的主要相邻线速度目标值分别为:集张线160km/h,预留 200km/h;京津城际350km/h;京石城际350km/h;张大客专 250km/h～300km/h;京承城际200km/h;京哈客专300km/h;京广客专350km/h;京沪高速350km/h。为与相邻路网相协调,本线速度目标值宜在200km/h以上选择。

3.2.3 我国城际铁路的运输组织特点

我国地域辽阔,人口众多,铁路在客、货运市场均占有重要地位。目前旅客列车仍以机车牵引车辆方式为主,运行速度160km/h及其以下,仅在部分提速干线开行了200km/h,250km/h动车组,300km/h以上客运专线、城际铁路仅京津城际正式投入运营。城际铁路仅开行动车组不符合我国大部分客运专线的国情、路情,在一定时期内必然存在开行机车牵引的旅客列车。

表1 速度目标值方案主要工程内容比较表

3.2.4 速度目标值方案比选

北京—张家口城际铁路新线速度目标值重点研究200km/h,250km/h,300km/h三个方案。

1)不同速度目标值对客流影响分析。根据运量预测敏感性测试,在其他因素基本相同的情况下,客流将随速度目标值的提高而增加,但整体增加的幅度不大,250km/h和300km/h方案分别较200km/h增加客运量2.8%和1.3%。

2)不同速度目标值工程投资比较。其工程投资比较情况见表1。

3.2.5 速度目标值适应性分析

1)与时间目标值的适应性。通过牵引计算,京张城际铁路选用不同速度目标值200km/h,250km/h,300km/h按照一站直达组织,均能满足1.0h时间目标值。若按照大站直达组织,选用200km/h速度目标值不能满足 1.0h时间目标值要求;选用250km/h,300km/h速度目标值,可满足1.0h时间目标值要求,但时间优势不大。采用250km/h,300km/h速度目标值不仅在城际运输中与公路运输占有明显优势,而且能够适应通道中长途客流比重较大的特点,增强与航空的竞争力。

2)与我国铁路技术装备的适应性。对机车牵引车辆方式的旅客列车而言,目前可供选择的电力机车有SS9,SS7E等,客车有25 t,19 t等,旅客列车运行时速为160km,机车轴重21 t。我国生产的五种动车组基本情况见表2。

表2 国产动车组基本情况表

CRH五种动车组均满足时速200km。BSP公司技术平台速度提升可满足时速250km;四方股份技术平台可直接提升,满足时速300km及以上高速动车组开发要求;长客股份技术平台速度提升满足时速 250km。因此我国铁路技术装备均能适应200km/h,250km/h,300km/h速度目标值要求。

3)与相邻线路速度目标值的适应性。本线采用客运专线运输组织模式,相邻铁路集张线正在施工建设,其采用的曲线半径为3500m,速度目标值为160km/h,预留200km/h,预测研究年度集张铁路开行动车组和机车牵引的旅客列车(160km/h)组成,200km/h,250km/h速度目标值与相邻路网适应性更好。

4)与开行双层集装箱列车的适应性。本线为京包兰通道中的一部分,规划中的京包兰通道是双层集装箱的运输通道,考虑到铁路基础设施建成后改造困难,而本线作为铁路路网的重要组成部分,须适应未来运输需求的变化。从列车速度匹配来看,研究年度采用250km/h的速度目标值能够适应铁路技术装备的发展。

3.3 综合分析及推荐意见

综上所述,本线宜选用250km/h方案,从“着眼发展”思路考虑,为将来发展预留条件,可预留进一步提速条件。

4 速度目标值研究结论

综上分析可以看出,从影响速度目标值选择的路网规划、时间速度目标值、我国铁路主要技术设备、客货列车速度匹配性、线路在路网中的功能等因素入手,合理确定速度目标值,充分满足了项目的技术可行性和经济合理性。确定速度目标值后,依据现今比较成熟的各种技术规范,对与之匹配的站前工程技术标准、站后设备的选用都明确了方向。

[1]铁道第四勘察设计院.铁路工程设计技术手册(站场及枢纽)[M].北京:中国铁道出版社,2004.

[2]GB 50091-2006,铁路车站及枢纽设计规范[S].

[3]中铁工程设计咨询集团有限公司.新建铁路北京至张家口城际铁路预可行性研究[Z].2002.