基于既有线改造的重庆市城市铁路建设方案设计

2015-03-10杨廷宇李昌峰

交通科技与经济 2015年5期

薛锋，杨廷宇，李昌峰

（1.西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都 610031；2.西南交通大学综合运输四川省重点实验室，四川成都610031）

重庆市城市铁路，又称重庆市郊铁路、重庆通勤铁路，是结合重庆市城市规划要求提出的连接市区到合川、璧山、江津等卫星城的铁路，用于满足市域范围内居民的通勤、通学、旅游、赶集等社会经济需求，属城市公共交通范畴。从修建模式看，规划提出的重庆市城市铁路分为3种:新建铁路线，改造既有线，新建与改造相结合的铁路线。本文研究的是基于既有线改造的城市铁路，选取了其中最有代表性的区间——成渝线的黄（磏）重（庆）区间，外加西铝专用线，本文称为“江津线”。

基于既有线改造的城市铁路江津线是对该区间铁路既有技术标准优化后，利用富余运力开行的市郊通勤列车，实现“一小时通勤圈”的构想。从定位上分析，它是解决当下需求矛盾的最快捷方法，且成本较低，具有直接性、绿色性。它的改造与运营既要满足重庆铁路枢纽总体布局要求，又要符合市郊居民出行特征。客流、技术条件、城市布局等各方面因素共同决定了其运营所必须具有的灵活性和独特性。

1 现状分析

1.1 重庆市城市规划

产业布局上，目前重庆市主城区向“一城五片，多中心组团”发展。江津线途经重庆西部和南部区域，人口共276万，规划升级与改造旧工业基地，发展科研、教育、服务业，建设生产、生态相协调的大型聚居地；交通方面，重庆市从2011年起正式进入“二环时代”，江津线起点的西彭、江津是二环上的主要控制点，积聚了大量人口与产业优势。因此，配合“二环八射”公路网建设，打造一条市中心至西南卫星城的城市铁路通道，具有重要的战略意义。

1.2 重庆市铁路枢纽

重庆市铁路枢纽受长江、嘉陵江和中梁山分割，呈伸长型放射状布局，设36座车站，如图1所示。目前，重庆枢纽共衔接成渝、川黔、襄渝、渝怀、遂渝5条电气化铁路干线，其中，除襄渝线为双线，其余均为单线。线路方面，成渝线黄（磏）重（庆）区间（江津线所要经行的绝大部分线路）现主要承担成渝本线及襄渝、川黔转线的运输任务。由于该线路年代久远、等级较低，加之地理条件约束导致其不易大规模改造，客、货运输重心已向北转移，造成其利用率逐年下降，运力呈现出富余状态。重庆站与重庆北站是重庆市现已建成的两大客运站，重庆站位于渝中区两路口，为尽头式车站，4台7线，重庆北站位于渝北区龙头寺，南北共26台29线。重庆北站启用之后，经由渝怀铁路和遂渝铁路行驶的列车逐渐移到重庆北站始发。沿线其它车站也由于任务量的减轻，呈现出“小站（如洛中子、黄沙溪）废除，大站集中（如重庆南站、黄磏站货运升级）”的现象。

图1 重庆铁路枢纽

1.3 沿线公共交通覆盖的不足

截至2015年9月，重庆轨道交通（CRT）共经营线路4条，里程202.2km，车站117座，主要服务中心城区与半径不超过30km的近郊地区，但在距中心城区超过30km的远郊区域（如西彭、江津）其服务面仍为空白。虽然《重庆市城市轨道交通规划2050版》中规划5号线经双福、西彭，最终延伸至江津区，但建设周期较长，并且受重庆“向北”城市战略（指重点开发两江新区，打造北部新城）影响，西南方向的轨道交通在近期也不会被优先发展。目前，公共巴士是服务沿线客流的主力军，但公共巴士在运营过程中，也暴露出许多不足。西彭、铜罐驿公交站每日开出的公交车需全程拥挤运行两小时，才能到达九龙坡区的杨家坪汽车站，江津巴士更存在跨区运行的“壁垒”现象。

2 线路改造与运营方案

2.1 线路概述

江津线西起西彭站，经改造后的西铝专用线（闲置但保存较为完好）接入成渝线黄磏站，然后沿成渝线既有线一直延伸至重庆站，共计70.4km，途径九龙坡区、大渡口区、渝中区，设西彭、新江津（黄磏）、铜罐驿、小南海、茄子溪、重庆南、重庆7座车站（见图2），除西彭外均为既有车站。最小站间距为西彭－新江津，共6km，最大站间距为茄子溪－重庆南，共14.5km，平均站间距为11.7km。

图2 江津线线路走向

2.2 线路改造方案

2.2.1 现有标准

既有成渝铁路建成通车运营已62年，具有“修建时间早、技术标准低、地质病害多”的特点。成渝铁路经1987年电气化改造后，采用的技术标准为

1）铁路等级:II级；

2）正线数目:单线；

3）限制坡度:10‰；

4）最小曲线半径:300m，个别283m；

5）牵引种类:电力；

6）机车类型:SS3；

7）到发线有效长度:750m；

8）牵引质量:2 720t；

9）闭塞类型:半自动闭塞。

2.2.2 建议改造标准

1）铁路等级:II级；

2）正线数目:单线；

3）限制坡度:10‰；

4）最小曲线半径:600m，困难500m；

5）牵引种类:电力；

6）机车类型:SS3、电动车组；

7）到发线有效长:750m；

8）牵引质量:2 720t；

9）闭塞类型:自动闭塞。

2.2.3 改造目标

提高列车区间运行速度、实现列车追踪运行以增强通过能力；改造信联设备，使机辆模式列车与通勤型电力动车组可共线匹配运行；改造既有车站，使其具有接发通勤铁路列车的能力。

铁路技术标准中，正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度属固定设备标准，建成后很难改变；其它项目则属技术装备标准，可以随着需求的变化而逐步变化。对于江津线而言，固定设备只改最小曲线半径（以提高通过速度），不考虑增建复线。

2.3 规划布站方案

按照车站在线路上的地位，将车站分为以下3个等级，如表1所示。

表1 车站等级划分

沿线7大车站定位（见表2）:根据客流、交通设施等综合因素，从成渝线上既有的9个车站筛选出6个，如表2所示。

2.4 运营方案

2.4.1 车辆选型

根据市郊铁路站距较大、停车次数较少、行车密度不大以及客流分布不均的特征，结合成渝线的实际线路状况，建议采用优化曲线通过能力较好的通勤型电力动车组（如CRH6S），最高运行速度为90km／h。

表2 沿线七大车站介绍

2.4.2 时间指标

运营时间方面，根据乘客出行特征，建议运营时段为6:00～22:30。考虑到客流主要集中在东（重庆）西（西彭、江津）两极，建议只采用单一交路，即全线运行。根据线上不同性质的列车运行优先原则，采用灵活的匹配方法——高峰时期通勤列车优先，其他时段的其它列车优先。

列车中间站停站时间建议在地铁参考停站时间上多加一些时间，起停附加时间计为2min。另外，要考虑到平峰时段待避其它列车的时间。

根据平均站间距与规定运行速度，列车区间平均运行时间为468s，全程（计起停附加、计停站时分）64.3min。

2.4.3 开行方案的编制

客流预测是编制开行方案的核心，运用四阶段法、灰色预测法等多种数学建模方法可以合理预测客流量。当数据收集存在困难时，要结合实际情况进行客流假设，根据不同假设进行不同的方案编制。

3 沿线经济与客流分析

从区位上分析，江津线分为近郊段与远郊段。远郊段包括西彭、新江津、铜罐驿、小南海，是重庆市较为独立的卫星城镇（见图3）。近郊段包括茄子溪、重庆南、重庆（见图4），沿线城市公共交通的覆盖已较为广泛，此时江津线的主要功能体现在换乘，以及更为快速地到达目的地（市域快线）。

江津线西起九龙坡区西彭镇中心，该镇为传统工业镇，人口15万，2014年GDP为127亿元。随后向南接入成渝线黄磏站，该站实际属九龙坡区的西彭镇，与江津中心城区隔江相望，鼎山长江大桥的竣工直接方便了江津的通勤人口。铜罐驿、小南海是沿线的普通城镇，公共交通状况一般，预计江津线的通车会吸引与转移大部分进入主城的客流。

江津线经过小南海站向东约6km（越过鱼洞长江大桥）引入重庆主城。此时，CRT2号线、江津线、CRT3号线自西向东平行排列，形成重庆城南三大通道。茄子溪、重庆南可以分别通过其它交通工具实现与CRT2号线白居寺站、杨家坪站的换乘。终点站重庆站位于重庆中心城区菜园坝－两路口，是大型综合换乘枢纽，如图5所示。

图3 江津线“远郊段”

图4 江津线“近郊段”

4 定位与思考

对比国内外现有的其它市域铁路，本文提出的重庆市城市铁路具有以下异同点:

图5 江津线总体轮廓

4.1 市域铁路与城市铁路的相同点

市域铁路与城市铁路的相同之处在于两者本质都为市郊铁路，主要目的是满足通勤、通学的要求，同时在一定程度上满足商务、公务、探亲等出行要求，属公共交通范畴。

4.2 市域铁路与城市铁路的不同点

4.2.1 线路不同

两者采用的线路不同。我国其它市域铁路一般都采用新线或将较高标准的既有线进行改造；而本文所研究的重庆市城市铁路则不同，它是使用年代较久、等级较低而趋于闲置的单线铁路进行改造。

4.2.2 定位不同

提到定位，就不得不提及本文研究的背景——以地铁、轻轨为代表的重庆市城市轨道交通系统的网络骨架在主城与近郊间基本建立，但因为自身性质的约束，它无法通达远郊地区，所以就无法实现真正意义上的“大通勤圈”。另外，如果立即建设一条高标准的市域铁路，无论是在时间还是资金上，都让人难以接受。而且由于铁路方案设计与运营周期的不确定性及城市发展的不确定性，远郊地区在近期专门新建一条市域铁路也是不经济和科学的。因此，本文所要表达的就是在两个极端中找到一个平衡点，既要成功地实现城铁通勤化运营，也要满足建设周期与资金的要求，在两者的权衡与计算中达到最优化的结果。在这里，需要说明的是，虽然客流量预计是列车开行方案的基础，但因为江津线是将等级较低的既有线进行改造，所以客流量预计只能起指导性作用而不是决定性作用。实际开行方案的编制不仅与客流量有关系，还受线路实际运输能力的制约。

4.2.3 目标不同

本文提出的既有线改造与运营方案，其追求目标是用低于其它市域铁路建设的成本，实现通勤化，最大限度地满足客流需求。这样不仅可以建设一条富有个性、特色鲜明的“有重庆特色的个性化市域铁路”，探索出将既有线改造为市域铁路的具体方法，还可为其它背景相似的城市提供一个有典型代表意义的范本。