青岛市轨道交通12号线速度目标值的选择研究

潘奇（中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安　710043）



青岛市轨道交通12号线速度目标值的选择研究

潘奇
（中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安710043）

【摘 要】速度目标值是工程技术标准的重要指标，它的选择与线路长度、站间距离、客流特征等技术指标密切相关。本文结合青岛市轨道交通12号线的项目功能定位、客流特征、时间目标、车站分布情况、运营指标及工程投资影响，分析80、100、120km/h速度目标值与本工程的适应性，选取120km/h作为本工程的合理速度目标值，为相似工程速度目标值的选择提供参考。

【关键词】青岛城市轨道交通速度目标值

1　引言

速度目标值是工程技术标准的重要指标，它的选择与线路长度、站间距离、客流特征等技术指标密切相关。选择合适的速度目标值具有重大的意义。过高的速度目标值，受限于站间距离，行车效率的提升并不明显，但会造成工程投资的大幅增加；而过低的速度目标值，不利用吸引客流，同时造成运用车数的增加。因此，合理确定线路的速度目标值，对运营组织意义重大。

青岛市轨道交通12号线是连接黄岛经济技术开发区和红岛经济区的轨道交通快线，是环湾轨道交通的重要组成部分，为西岸城区和北岸城区的客流交换提供了快捷的轨道交通，有利于西岸城区内部客流向外围的快速疏散，也为西海岸机场客流提供了快速、准点的交通方式。线路全长57.1km，设车站21座，线路长度长于普通的城市轨道交通线路，选择合理的速度目标值可以快速输送乘客，缩短乘客出行时间，提高轨道交通的整体服务水平。

2　速度目标值选择宏观分析

2.1本线功能定位分析

本线为西岸城区与北岸城区之间设置轨道交通快线，实现西岸城区与红岛新区的快速联系。线路运营长度达56.6km，客流平均运距长，对速度要求较高。从本线功能定位分析，属市域快线，平均站间距离2.82km，采用较高速度目标值，车辆性能也能得到较好发挥。

2.2时间目标值

“建设标准”规定：“对超长线路应以最长交路运行1h为目标，旅行速度达到最高运行速度的45%～50%为宜。”青岛市域轨道交通线网规划是为了引导青岛城市空间拓展，促进“1小时交通圈”的形成。结合青岛未来“依托主城、拥湾发展、组团布局、轴向辐射”的城市空间发展战略，满足轴线上的“中心城市—次中心城市—重点镇”形式的轨道交通需求成为市域轨道线网的最基本需求。青岛市的中心城市包括市南区、市北区、李沧区、城阳区、崂山区、黄岛区六区。中心城区范围内部为居民日常出行集中区域，即东岸城区、西岸城区、北岸城区之间，依托轨道交通快线和市区轨道交通线路，实现1小时可达；城区内部45分钟可达。

“建设标准”对于超长线路的界定是根据国际城市轨道交通建设经验和我国城市规划规模的分析后提出的，地铁为高密度行车、人口出行集中的公共交通系统，安全是对运营提出的最根本也是最重要的要求。考虑本线线路长度、车站分布等实际情况，时间目标值应尽量压缩。

3　本线速度目标值方案研究

3.1本线速度目标值方案构成

根据目前国内地铁实际运营情况，结合本线线路特征及车站分布情况，本线速度目标值研究了80km/h、100km/h、120km/h三个方案。

3.2不同速度目标值对时间目标的适应性分析

根据列车牵引模拟计算，采用3M1T编组，不同速度目标值方案旅行时间见表1。

由表1可见，120km/h较80km/h速度方案运行时间平均节省约12.9min，约占总运行时间的19%；120km/h较100km/h速度方案运行时间平均节省约4.2min，节省时间7.2%。

表1　运行时分比较表

表2　站间距离分布表

120km/h方案列车全线总旅行时间在60min以内，与100km/h、80km/h方案相比有一定优势。结合不同乘距的客流出行比例分析，采用120km/h速度目标方案能够较好的适应本线时间目标的需求。

3.3不同速度目标值站间距适应性分析

本线研究的全线站间距离情况见表2。

由表2可见，本线站间距离大于3km的区间较多，占线路全长的比例高达62.3%，平均站间距为2.82km，对采用较高速度目标值的适应性较好。

3.4不同速度目标值方案经济性分析

不同速度目标值方案的经济型分析主要有以下几个方面：土建工程（建筑限界）、车辆购置费、牵引供电系统及其他设备。

3.4.1土建工程（建筑限界）

速度目标值的选择对土建工程的影响较大，速度目标值越高，则要求的限界也越大。对于地下线来说，则应根据乘客的舒适度标准，依据列车车辆密封性指标和区间隧道断面的阻塞比校核隧道断面的净空面积，并适当增加断面尺寸；对于高架线来说，本工程采用单线U梁并置方案，其线间距变化不大，其相应梁宽度也变化不大，所以下部结构桥墩、基础承重等变化不大。经研究，因本工程以高架桥梁工程为主，120km/h方案较100km/h方案土建工程投资增加约6.4亿元。

3.4.2车辆购置费

由于不同速度目标值方案运行时间和运行速度的不同，运用车数和车辆购置费均有所不同。比较见表3。

由表3可知，远期120km/h方案较100km/h方案减少运用车24辆、较80km/h方案减少运用车60辆；车辆购置费采用120km/h方案远期较100km/h方案节省车辆购置费4400万元、较80km/h方案节省车辆购置费14800万元。

3.4.3供电系统

不同速度目标值方案在主变电所分布、中压环网构成、牵引网配置基本相同，随着速度目标值的提高，牵引变电所设置数量及设备容量必须增加，经研究，120km/h方案较100km/h方案和80km/ h方案供电系统投资增加约0.5亿元。

3.4.4其他相关设备系统

对于轨道系统，地下线和高架线均采用整体道床，对于不同速度目标值轨道设备差别不大。

对于信号系统，根据目前国内外信号系统工程实际的应用情况和对信号系统供货商不同制式系统设备的调查，80、100、120km/h方案本身并无实质性的变化，但80、100km/h速度目标值方案有成熟的应用经验，120km/h速度目标值方案相关设备还需进一步研发、试验。

综合分析，考虑远期车辆购置费的前提下，120km/h方案工程投资增加并不明显。

3.5不同速度目标值对环境的影响

城市轨道交通项目对沿线声环境的影响主要来自于高架段和地面段。轨道交通噪声大小不仅与列车对数有关，还受运行速度的影响。本线较大部分区段采用高架及地面敷设方式，周边用地多为工业用地及山区，对沿线环境影响有限，因此，不同速度目标值方案对环境的影响差别较小。

4　研究结论

通过以上分析，在80、100、120km/h速度目标值方案中，采用120km/h的速度目标值，其对时间目标值、站间距的适应性较好，具有达速距离较长、全线运行时间省的优势，也能满足规划的时间目标值要求，且运营技术指标有明显优势，土建及设备系统投资均有所增加，但考虑远期车辆购置费的前提下，120km/h方案工程投资增加并不明显。综上，推荐青岛市轨道交通12号线采用120km/h速度目标值。

参考文献

［1］GB50157-2013，地铁设计规范［S］.

［2］GB50490-2009，城市轨道交通技术规范［S］.

［3］建标104-2008，城市轨道交通工程项目建设标准［S］.

［4］沈景炎.关于城市轨道交通线路长度的研究和讨论［J］.都市快轨交通，2008（4）:5-9.

［5］强士盎.城市轨道交通超长线路速度目标值选择浅析［J］.铁道标准设计，2013（5）:20-24.

［6］叶佩文.青岛城市轨道交通R3线速度目标值的选择［J］.城市轨道交通研究，2015（6）:71-74.

［7］中铁第一勘察设计院集团有限公司.青岛市轨道交通12号线项目建议书、可行性研究及专题报告项目文件［Z］.西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司，2016.

［8］北京城建设计发展集团股份有限公司.青岛市城市轨道交通线网规划调整（2014年）［Z］.北京:北京城建设计发展集团股份有限公司，2014.