沿江高铁上海至合肥段速度目标值研究

张 凌

(轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院),西安 710043)

本文结合沿江高速铁路上海至合肥段，从项目的功能定位、路网及通道协调性、客流特征、时间目标值、工程投资及效益等方面对速度目标值展开系统分析和深入研究。

1 项目概况

沿江高铁上海至合肥段是国家铁路“八纵八横”中横向通道沿江高铁的东段部分[4]，衔接上海、南京及合肥三大路网枢纽，是长三角核心地区西出、北上对外的高标准快速通道[5]，也是长三角城市群城际铁路网的骨干线路[6]。

本项目位于长江三角洲地区[7]，线路东起上海枢纽上海北站，沿长江北侧布线，西至合肥枢纽合肥南站，途经上海市、南通市、泰州市、扬州市、南京市和合肥市，新建线路长度444.88 km。其线路走向示意如图1所示。

图1 沿江高铁上海至合肥段线路走向示意

2 客流特征

本线是国家“八纵八横”高铁通道中沿江通道的主要组成部分，是以承担长途跨线客流为主，兼顾沿线大城市间城际客流的高速铁路骨干线路。长途区际客流所占比例58%～80%，以川渝沿江方向、西安郑州方向、长沙南昌方向、潍坊临沂方向至华东地区的客流为主。从路网功能及定位方面考虑，为提高旅客服务质量，应采用较高的速度目标值。远期客流构成如表1所示。

表1 远期客流构成

3 时间目标值的确定

3.1 相关规划对时间目标值的要求

《中长期铁路网规划(2016～2030》提出“实现相邻大中城市间1～4 h交通圈，城市群内0.5～2 h交通圈的时间目标[4]”；《长江三角洲城市群城际铁路网规划》提出主要城镇之间“1～3 h交通圈”，都市圈核心城市与周边城镇“0.5～1 h交通圈[8-9]”。《中国铁路总公司江苏省人民政府关于推进江苏省铁路建设会谈纪要》提出“共同推进江苏境内外铁路网优化，打造以南京为中心的1.5 h左右高铁交通圈[10]”。

综合考虑铁路网布局及交通圈时间目标，上海至南京、合肥的时间目标值宜控制在1.5 h和2 h以内。

3.2 客流对时间目标值的要求3.2.1 旅客交流期望

根据全国铁路客流分布特征，结合区域客运生成量预测分析，采用重力模型和Frator法综合生成研究年度客运交流OD[11-12]，其中远期客运交流期望图如图2所示。

五四时期，中国的各派军阀依靠不同的帝国主义列强不断混战，社会亟需一次彻底的革命，推翻腐朽倒退的军阀暴政，而不是进行渐进缓慢的社会改良，马克思主义主张采取革命斗争的方式对社会进行彻底的改造，重建一个全新的公平社会，因为自近代以来的屡次改良没能使既存政治系统焕发活力，反而贻误了一次又一次融入世界现代化潮流的历史机遇，马克思主义的出现，为中国社会指明了前行的道路，特别是苏俄十月革命的胜利，让探索中的仁人志士看到了中国革命的曙光，中国共产党在马克思主义指引下，开始了中国化的实践历程，成为中国革命的中流砥柱，马克思主义的影响也因此不断扩大，传播力不断增强。

图2 远期旅客交流期望

不同出行距离各交通方式占比如图3所示：在200 km以下的短途差旅线路中，汽车和铁路平分秋色；200～800 km线路中，铁路是大多数人的选择[13]；800～1 400 km区间，铁路和航空比例较为接近；1 400 km以上，航空的比重逐渐增高。

图3 不同出行距离各交通方式占比

3.2.2 中长途客流时间目标值

根据本线客流成分构成，途径本线的中长途客流中上海至合肥地区、上海至郑州及其以远、上海至武汉地区的客流约占总客流的比例分别为11%，15%，22%。经与航空对比分析部分城市间中长途客流的运输距离和旅行时间，为保持铁路的竞争优势和与航空合理分工，确定主要城市间的时间目标值如表2所示。

表2 主要城市间时间目标值

注：本表时间含航空附加旅行时间2.5 h，铁路1 h。

综上所述，为保证本线与航空的相对竞争优势，旅行时间不应大于通道内航空旅行时间，铁路附加时间按1 h考虑，上海至合肥、武汉、郑州铁路运行时间应分别控制在2.8，3，3.3 h以内。对速度目标值的要求应达到300 km/h以上。

3.2.3 城际客流时间目标值

城际客流出行距离相对较短[13]，从本线与其他交通方式竞争来看，主要是高速公路及沪通铁路、宁启铁路以及既有合宁铁路。沿线公路及铁路旅行时间如表3所示。

表3 沿线公路、既有铁路旅行时间及本线宜采用的时间目标值

根据既有公路与铁路出行时间和沿线城际客流出行需求，上海至扬州宜控制在1.5 h以内，南京至扬州、合肥在0.5 h以内。

因此，结合相关规划对城市间小时交通圈的要求，以及铁路与航空的合理分工，上海至南京、上海至合肥的时间目标值宜分别为1.5 h和2 h；因此本线速度目标值应采用300 km/h及以上标准。

3.3 区域经济发展对时间目标值的要求

根据《长江三角洲城市群城际铁路网规划研究报告(2016修编)》意见，打造南京都市圈、合肥都市圈，中心城市与周边大、中、小城市之间的0.5～1 h通勤圈。《江苏省铁路“十三五”规划》省会南京与其他地市之间形成1～2 h交通圈，南京与周边省会城市上海、合肥实现1～2 h交通圈。从满足区域经济发展方面考虑，上海至南京的旅行时间宜控制在1.5 h内，南京至合肥的旅行时间宜控制在1 h内[14]。

综合以上考虑，本线上海至合肥段的时间目标值宜为2 h内，上海至南京段的时间目标值宜为1.5 h内。

4 速度目标值研究

本线为沿江高铁通道的重要组成部分，从工程投资、运营效果、路网协调性、经济性等方面对250，250 km/h预留350，300 km/h(有砟)，300 km/h(无砟)，350 km/h速度目标值等5个方案进行综合比选。

4.1 对工程投资的影响

从地形适应性分析：本线地形平坦、起伏小，大半径曲线完全适应地形，对工程投资影响不明显；小曲线半径仅在提高站位设置的灵活性、减少拆迁等方面具有优势。全线除个别车站采用路基，其余基本为桥遂工程，各方案工程设置差异不大。

结合铁路总公司组织《优化高铁建设标准工程验证》的结论中，无砟轨道沉降控制等级的提高，工程投资比有砟轨道增幅较大。而同为无砟轨道，350 km/h与300 km/h投资基本相当，增幅较小。故在速度目标值的选择上，无砟轨道项目350 km/h的速度目标值具有优势；有砟轨道项目300 km/h的速度目标值具有优势。不同速度目标值方案工程经济比较如表4所示。

表4 速度目标值方案工程经济比较

由表4可见，本项目全线350，300 km/h(无砟)、300 km/h(有砟)、250 km/h预留350，250 km/h五个方案均能很好地适应地形，仅在拆迁工程方面略有差异。经验证，350，300 km/h(无砟)两方案工程投资相当。有砟轨道方案路基段落较少，沿线取土困难，投资节省有限。

4.2 时间目标值的适应性

不同速度目标值方案旅行时间比较如表5所示。

表5 不同速度目标值方案旅行时间比较 min

由表5可见，上海至合肥350，300，250 km/h三个方案的旅行时间分别为1.6，1.8，2.2 h。时间目标值适应性方面，250 km/h方案略差，350，300 km/h方案均能满足要求。350 km/h方案节时效果明显，较250 km /h方案节省32 min[15]。

4.3 路网协调性

本项目为沿江高铁通道的组成部分，既有成渝、在建郑万、西武及规划的成遂达万高铁速度目标值为350 km/h，从构建沿江高铁通道方面考虑，本线的速度目标值宜为350 km/h。区域相关的既有京沪、合蚌、沪昆、宁杭、京广高铁，在建的商合杭、合安九、沪苏湖、盐通高铁，规划的京九、南沿江、通苏嘉甬等高铁绝大多数线路的设计速度为350 km/h，城际性质的盐泰锡常宜、宁淮、镇宣、宁滁蚌等高铁设计速度也都在250 km/h及以上。综合考虑，从构建高标准沿江通道，与路网协调匹配性方面考虑，本线速度目标值宜采用350 km/h。

4.4 经济效益分析

不同速度目标值方案下影响项目财务效益的主要因素有建设投资、客流规模、运营成本、运输收入等[16]。本次对本项目整体财务指标进行详细测算，测算结果如表6所示。

表6 沿江通道不同速度方案投资及效益比较

财务效益分析表明，350 km/h方案的经济性最优，其次为300，250 km/h方案经济性相对较差。

4.5 速度目标值研究结论

本线采用350 km/h的速度目标值，上海至南京、合肥旅行时间约1.1，1.6 h，满足时间目标值要求；与构建沿江高铁通道的功能定位相吻合，有利于通道整体效益的发挥，经济效益最优；与沿江高铁通道的成遂达万、郑万、西武等高铁及区域密切相关的京沪、合蚌、沪昆、宁杭、京广、商合杭、合安九、沪苏湖、盐通等高铁速度目标值一致，有利于与区域高铁路网协调匹配、提升整体运输质量[17-18]；且与本项目上海至扬州段作为京沪辅助通道之一、上海至南通段作为沿海通道组成部分的功能定位相符。

5 结语

从沿江高铁通道整体入手，在进行客流特征分析的基础上，确定了本线上海至合肥段的时间目标值宜为2 h内，上海至南京段的时间目标值宜为1.5 h内。进而从对工程投资的影响、时间目标值的适应性、路网协调性以及经济效益分析4个部分对250，250 km/h预留350，300 km/h(有砟)、300 km/h(无砟)、350 km/h五个速度目标值方案进行综合比选。最终推荐采用350 km/h的速度目标值方案，不仅可以满足本项目时间目标值的要求，而且与区域路网协调匹配性良好，有利于提高运输质量和效率[19-20]，充分发挥本项目在沿江通道、京沪辅助通道和沿海通道中的重要作用。研究结论有力的支撑了本项目选择合理的速度目标值方案，同时为整个高标准沿江通道的速度目标值的选择提供一定的决策依据。