长三角快运铁路网可达性格局与优化研究

嵇昊威，金正祥，周守镇

JI Hao-wei1, JIN Zheng-xiang2, ZHOU Shou-zhen2

（1.南京铁道职业技术学院 轨道交通实训中心，江苏 南京 210031；2.南京铁道职业技术学院 电力工程学院，江苏 南京 210031）

(1.Rail Transit Training Center， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China； 2.School of Power Engineering， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China)

长三角快运铁路网可达性格局与优化研究

嵇昊威1，金正祥2，周守镇2

JI Hao-wei1, JIN Zheng-xiang2, ZHOU Shou-zhen2

（1.南京铁道职业技术学院 轨道交通实训中心，江苏 南京 210031；2.南京铁道职业技术学院 电力工程学院，江苏 南京 210031）

(1.Rail Transit Training Center， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China； 2.School of Power Engineering， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China)

以上海铁路局开行的长三角快运铁路网为研究对象，选择 2014 年 9 月和12 月为时间节点，以受理车站为空间节点，选取最短空间距离、最短时间距离和连接性3个指标研究长三角快运铁路网可达性状况。结果表明：长三角的铁路快运网络在南京、镇江一带空间可达性最好；从时间距离上看，长三角铁路快运时间可达性格局和空间可达性大致相同；从连接性来看，2014 年 9 月长三角地区的连接性相对持平，而 2014 年 12 月在京沪、沪昆等线路的连接性则发生变化。在此基础上，提出进一步优化路网的建议。

铁路快运网络；长三角；可达性；格局；优化

1　概述

1959年，美国学者 Hansen W G 首次提出可达性概念，将其定义为交通网络中各节点相互作用的机会大小，并利用重力方法研究可达性与城市土地利用间的关系[1]。目前，可达性研究对象包括各种交通方式，从水路、铁路、公路、航空乃至综合交通网络，研究尺度涵盖县域、市域及洲际[2-8]，研究方法涵盖距离法、拓扑法等一系列定量方法及理论模型[9-12]。近年来，铁路可达性的研究主要集中在客运专线的可达性研究，主要针对“人”的位移，而对于“物”的位移则研究较少。为了进一步提高长三角地区运输能力，结合铁路运营管理与地理学，选取交通地理学中发展较为成熟、应用较为广泛的可达性研究方法，针对快运列车的特点，选取合适的可达性算法，探讨长三角快运铁路网可达性格局，为该网络的进一步优化提供决策依据。

随着我国铁路网络的不断完善和客货分线的逐步实施，各铁路局于 2014 年 7 月起陆续开行货物快运列车[13]。上海铁路局于 2014 年 9 月起开行长三角快运列车，并于 2014 年 12 月优化列车开行方案。目前长三角快运铁路网络已经覆盖上海铁路局管内江苏、浙江、安徽、上海 3 省 1 市的普速铁路，其特点如下。

（1）列车等级高，长三角快运列车按照 120 km/h的速度铺画列车运行图，列车等级仅次于动车组列车、直达特快列车和特快列车。

（2）快运列车在每一个业务办理车站均可办理作业，运输的方向性不明显。相反，传统的煤炭、石油、钢材等大批量物资运输，具有明显的方向性。

（3）长三角快运列车为固定编组，不摘挂。为了节约主体列车的运行时间，个别需要折角运行的线路，如金千线 (金华—千岛湖)、金温线 (金华东—温州东)、宁铜线 (南京—铜陵西) 等，相应地开行配套的摘挂列车，在特定车站进行中转。

2　长三角快运铁路网络可达性分析

空间节点选择长三角铁路快运网络中的业务办理站，线路选择长三角快运列车运行的普速铁路线路，时间节点则定为长三角快运列车的开始开行时间——2014 年 9 月，以及长三角快运列车开行方案的优化时间——2014 年 12 月。

2.1研究方法

根据长三角快运列车的开行特点及现有数据，选择传统的距离法，采用最短空间距离、最短时间距离和连接性评价长三角快运铁路网络可达性。

最短空间距离 (Di) 是某一节点与其他节点之间快运列车运行的最短空间距离之和，其计算方法为

式中：Dij为 i 节点、j 节点间物体位移的最短空间距离，km。Di值越低，可达性越好，其数据来源于测绘部门提供的长三角快运铁路网络。

最短时间距离 (Ti) 指节点与网络中其他节点间快运列车运行的最短时间距离之和，其计算方法为

式中：Tij为 i 节点、j 节点间物体位移所需的最短时间，h。Ti值越低，时间可达性越高，其数据来源于上海铁路局 2014 年 9 月快运列车时刻表，以及2014 年 12 月上海铁路局运行图调整文件。

连接性为某一节点到其他节点间物资中转的最少次数，其计算方法为

式中：Cij为 i 节点与 j 节点间物体位移所需的中转次数。Ci值越低，连接性越高，其数据来源于快运列车开行方案。

2.2可达性分析

2.2.1最短空间距离

根据公式 ⑴ 计算出各节点的最短空间距离，并且用地理信息系统软件 Arc GIS 绘制等值线图，如图 1 所示。

总体上，最短空间距离呈现双“中心—外围”的形式，以南京—镇江一带为核心圈层，由该圈层向外呈环状外推，由中心向外逐渐降低，这说明南京、镇江地处于长三角中心区域，最短空间距离最小，因而长三角快运列车中心作业站选址于南京西站。

最短空间距离等值线向京沪线 (北京—上海)、沪昆线 (上海—昆明) 和华东二通道 (该线路从阜阳到杭州，由阜淮线 (阜阳—淮南)、水张线 (水家湖—张楼) 水家湖—淮南段、淮南线 (蚌埠—芜湖) 水家湖—芜湖段、皖赣线 (芜湖—贵溪) 芜湖—宣城段、宣杭线(宣城—杭州) 等线路组成，在上海铁路局内简称为“华东二通道”) 等干线铁路方向伸展，说明这些干线铁路有效地缩短了运输距离。但是，最短空间距离等值线在苏中、苏北地区凹进，尤其是新长线 (新沂—长兴)沿线。这是由于苏中、苏北地区的铁路网络不完善，现有宁启线 (林场—南通)、新长线走向不佳，导致苏中、苏北地区与其他地区，尤其是枢纽之间的空间距离偏大，如淮安—南京的直线距离约 180 km，而经铁路从淮安到南京则需要绕道徐州市或海安县再到南京，绕道徐州需要 550 km，绕道海安县需要 450 km。类似地，最短空间距离在阜淮线沿线出现极大值，阜阳—蚌埠直线距离约 150 km，但经铁路需要绕道淮南、水家湖，使运输距离增加至 210 km。

图1　长三角快运铁路网络最短空间距离

2.2.2最短时间距离

根据公式⑵分别计算出各节点在 2014 年 9 月和 12 月的时间距离，并且用 Arc GIS 分别绘制等值线图，得到 2014 年 9 月、12 月长三角快运铁路网络最短时间距离如图 2、图 3 所示。

图2　2014年9月长三角快运铁路网络最短时间距离

图3　2014 年12月长三角快运铁路网络最短时间距离

根据图 2 和图 3，最短时间距离最小的地区位于南京、镇江一带的京沪线上，原因是这一地区的铁路最短空间距离最小，属于长三角区位优势最佳的区域，加上这一带线路级别高，线路状况较好，列车运行速度较快。金温线、金千线和新长线的最短时间距离相对较长，这是由于这几条线路处于外围地带，区位优势不佳，最短空间距离大，外加技术等级较低、线路状况较差，列车通过时限速低，导致列车运行时间进一步加长。但是，相比最短空间距离，最短时间距离在阜阳地区较优，这是因为华东二通道的高等级旅客列车较少，沿途会让待避少，因而缩短列车运行时间。

从图 2 和图 3 可以看出，总体上 2014 年 12 月最短时间距离比 2014 年 9 月小，这说明长三角地区铁路快运网络得到整体优化。在京沪线、沪昆线等繁忙双线上的最短时间距离缩短主要是由于调整了长三角快运列车的运行时段，避开特快以上的高等级旅客列车集中运行时段，当无法避开高等级旅客列车时则利用待避时间安排作业。在宁铜线等单线区段，快运列车和其他同一方向的列车在同一时段集中追踪运行，减少会车的次数和时间，从而缩短列车运行时间。

2.2.3连接性分析

根据公式 ⑶ 分别计算 2014 年 9 月、12 月各节点的连接性，并且用 Arc GIS 分别绘制等值线图，2014 年 9 月、12 月长三角快运铁路网络连接性如图4、图 5 所示。

图4　2014年9月长三角快运铁路网络连接性

图5　2014年12月长三角快运铁路网络连接性

从图 4 和图 5 可以看出，金温线、金千线附近等值线内凹，这是由于金温线、金千线尚未开行直通快运列车，经这 2 条线运输的物品需要在金华站或附近的东孝站中转。类似的还有宁铜线的铜陵西站，也是因为铜陵没有开通直通列车，需要在芜湖中转。而皖北的符夹线 (符离集—夹河寨)、青阜线(青龙山—阜阳)，苏北的陇海线 (连云—兰州) 连云港东—徐州段、新长线新沂—海安县段等最短空间距离较长的线路，其连接性数值反而较低，这是因为这些地区开行直通列车，减少了中转次数。在图 4 和图 5 中，南京市都出现了较小值，在南京—芜湖—宣城—常州—镇江—南京圈层则出现极大值，这是由于区位因素的影响使南京成为中心站所在地，以中心站出发大多数物资不需要中转，而从南京—芜湖—宣城—常州—镇江—南京圈层其他业务受理站出发的大多数物资需要在南京中转。

由图 4 和图 5 还可以看出，京沪线南京—上海段在 2014 年 12 月的连接性值较 2014 年 9 月增加，而南京—徐州段则降低。华东二通道在合肥—杭州段的连接性值增加。这是由于长三角快运列车在2014 年 12 月调整了列车开行方案，徐州—杭州间开行直通快运列车，京沪线南京以北方向去京沪线沪宁段和沪昆沿线可以不必在南京中转，而南环快运列车由原来的宁铜线—华东二通道—合肥折返—华东二通道—沪昆线—萧甬线 (杭州南—宁波)—沪昆线—京沪线，缩短至宁芜铁路—华东二通道—沪昆线—萧甬线—华东二通道—宁芜铁路运行，使京沪线沪宁段及沪昆线沪杭段去往杭州以南方向的车流需要在杭州中转。同样，由于南环列车不再经合肥折返，华东二通道的快运列车在芜湖断开，继续向南去的物资需要在芜湖中转，导致芜湖市的连接性数值降低，但使得华东二通道其他区域连接性数值增加。

3　结论与建议

3.1结论

（1）从最短空间距离看，长三角铁路快运网络在南京、镇江一带空间可达性最好，在江苏省北部、中部及皖北阜阳地区的空间可达性则较差，说明上述地区铁路快运网络不够完善。

（2）从最短时间距离看，长三角铁路快运列车的时间可达性格局与空间可达性格局大致相同。经过 2014 年 12 月对长三角快运列车开行方案进行优化调整，运输时间明显缩短。

（3）从连接性看，2014 年 9 月长三角地区的连接性相对均衡。在 2014 年 12 月，在京沪线、沪昆线、华东二通道等线路的连接性发生变化，说明在2014 年 12 月长三角地区铁路快运网络列车开行方案优化后具有明显的侧重方向。

3.2建议

（1）进一步完善长三角铁路网络，如完善苏中、苏北地区的铁路网络，修建连云港—淮安—南京一线的普速铁路，缩短苏北地区的运输距离。金千线向北延长至黄山、铜陵、庐江以完善浙皖 2 省南部铁路网络。

（2）将部分已经开通客货运输业务的线路纳入铁路快运网络，如新长线海安县—长兴南区段、海洋线 (海安县—如东)、宿淮线 (符离集—袁北)，以及部分客运专线如宁蓉线 (南京南—成都) 永宁镇—三十里铺段、杭深线 (杭州东—深圳北) 宁波—苍南段。这 2 条线虽然定位于客运专线，但行车设备可以与货物快运列车兼容，利用夜间天窗时间前后安排快运列车运行，增开经由宁蓉线—华东二通道—阜淮线—青阜线—符夹线—宿淮线—新长线—华东二通道—宁蓉线的环线列车。

（3）针对既有技术条件较差的铁路进行提速改造，如新长线、金千线、宁铜线及皖北地区铁路，以缩短货物快运列车的运行时间。

（4）优化运输组织，新金温铁路 (金华南—温州南) 即将开通运营，南环快运列车的运输径路可以改经宁铜线—华东二通道—沪昆线—新金温线—杭深线 (杭州东—深圳北) 温州南—宁波段—萧甬线，既可以满足浙东南地区金温线、杭深线沿线经济发达、小件物流需求旺盛地区的运输需求，也可以避免南环快运列车在沪昆线、萧甬线等线路折角运行，提高长三角快运列车运行效率。

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责任编辑：冯姗姗

Study on Accessibility Pattern and Optimization of Express Railway Network in Yangtze River Delta

Taking the express railway network in Yangtze River Delta which operating by Shanghai Railway Administration as a research object, selecting September—December 2014 as time node and acceptance station as the space node, this paper studies the accessibility status of express railway network in Yangtze River Delta through selecting 3 indices, including shortest spatial distance, shortest time distance and connectivity. The study result shows the express railway network has the best space accessibility in the areas of Nanjing and Zhenjiang; From the view of time distance, the time accessibility pattern and the spatial accessibility of railway express network in Yangtze River Delta are in essence the same; from the view of connectivity, Yangtze River Delta area has relative stable connectivity in September 2014, while in December 2014, the connectivity on Beijing-Shanghai line, Shanghai-Kunming line, etc. were changed. Based on above, the paper puts forward suggestions on further optimizing railway network.

Railway Express Network; Yangtze River Delta; Accessibility; Pattern; Optimization

1003-1421(2016)03-0051-06

U294.1

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.03.10

2015-11-10

2015-11-12

2015 年江苏省高等学校大学生创新创业计划(201513106004Y)