新建龙岩至龙川高速铁路速度目标值选择研究

徐文浩

(中铁设计咨询集团有限公司，北京 100055)

速度目标值是高速铁路主要技术标准的核心，是确定项目规模、设备配置、工程投资的重要基础，直接控制着线路设计参数、列车总体技术条件、列车运行控制及通信信号系统、关系着铁路在旅客运输市场中的竞争能力，因此合理确定速度目标值对铁路项目至关重要[1-3]。选择合适的速度目标值应综合分析项目在铁路网中的作用、客流特点、运输需求、工程投资及财务效益等，并符合旅行时间目标值的要求[4,5]。本文结合新建龙岩经梅州至龙川铁路(以下简称“双龙高铁”)，从项目的功能定位、客流特征、时间目标值、工程投资与效益、与相邻高速铁路的协调等方面对速度目标值选择进行系统分析和研究。

1 双龙高铁概况

双龙高铁是杭州—广州快速客运通道的组成部分，它连接杭长客专、合福客专、南三龙铁路、赣瑞龙铁路、龙漳(厦)铁路、梅汕客专、赣深客专等线路，是长三角与珠三角、闽粤间高速客运通道的组成部分，同时也是我国高速客运网的重要组成部分[6]。

该项目位于福建省和广东省境内，东起福建省龙岩市，途经上杭县、武平县进入广东省境内，经蕉岭县、梅州市、兴宁市、五华县，西讫龙川县，线路大致呈东北至西南走向，新建正线全长约265 km(其中福建省境内约78 km，广东省境内约187 km)。项目东与南三龙铁路、浦梅铁路、赣瑞龙铁路、龙漳(厦)铁路相联，西与在建的赣深客专相通，中与在建梅汕客专互通。

2 客流特点

双龙高铁是长三角经海峡西岸经济区联系珠三角地区重要的辅助通道，也是联系闽粤两省内陆高速铁路通道的重要组成部分，全线以承担长途跨线客流为主，兼顾沿线大城市间城际客流。根据双龙高速铁路客流预测，对旅客运距按照0～500 km(短途)， 500～1 000 km(中途)， 1 000 km 及以上(长途)进行划分。从客流构成看，双龙高铁客流大部分以长途客流为主，约占 71%，其次为短途客流约占17%，中途客流约占12%。龙川～梅州段主要承担粤东、梅州地区与南昌、长沙、武汉、重庆、成都等西北方向间的长途客流和部分梅州地区与广州、深圳方向间的城际客流。梅州～龙岩段主要承担沪宁杭及福州、厦门～梅州，广深～龙岩、三明、南平等方向间的城际客流。从长途客流和城际中短途客流分布方向和比例看，速度目标值适宜按照龙川～梅州、梅州～龙岩段分段研究。

3 时间目标值的选择

3.1 运输市场对时间目标值的要求

龙岩至龙川间的主要交通方式为高速公路和铁路，高速公路运距约280 km(由厦蓉、上蛟、长深、梅河、汕昆等高速公路相关路段组成)，旅行时间约3.5 h。铁路出行经本线的运营长度约295 km，考虑到公路机动灵活，能提供“门到门”服务，为确保双龙高铁在运输市场中的竞争力，扣除铁路出行附加时间后，龙岩至龙川时间目标值宜控制在2.0 h以内。由于龙岩至古田会址站(位于龙岩市)利用既有赣瑞龙铁路，出行时间最短需要15 min，则本线古田会址～龙川西间的时间目标值分配为1 h 45 min。

3.2 区域都市圈发展对时间目标值的要求

双龙高铁跨越广东省和福建省，从区域都市圈发展分析，本线可拉近梅州市及沿线县市与广东省广州、深圳等珠三角主要城市之间的距离，可拉近上杭、武平等县市与龙岩、厦门、福州等福建省主要城市之间的距离。梅州地区有大量始发终到列车，主要去往广州、深圳、汕头方向。龙川西接轨的赣深高铁为350 km/h，本线梅州西经龙川西至深圳北的运营长度约320 km，至广州东的运营距离约333 km，本线速度目标值采用250 km/h就可以在运输市场上取得明显的优势，但如提高到350 km/h，则更有利于将梅州市纳入广(深)梅“1 h城市圈”，满足梅州百姓对缩短时空距离、加快经济发展的迫切愿望。

根据目前部分恢复350 km/h的京沪高铁列车旅行速度的分析，沿线停站2～3次的列车旅行速度在290～300 km/h左右，可见，若梅州～龙川段采用350 km/h，则有望将梅州与广州、深圳间的旅行时间控制在70 min以内，基本实现广(深)梅“1 h城市圈”目标(广梅间一站直达67 min、深梅间一站直达65 min)，按照70 min以内的目标，分配到梅州～龙川段的旅行时间在25 min以内。

因此，考虑广(深)梅“1 h城市圈”发展需求，龙岩～梅州段分配时间目标值在1 h左右，梅州～龙川段时间目标值宜控制在30 min以内。

3.3 路网通道对时间目标值的需求分析

双龙高铁是长三角与珠三角、闽粤间高速客运通道的组成部分，从路网要求出发，粤东、梅州～西北方向间长途客流尚应考虑与民航的竞争。杭州、厦门节点至广州节点间航空的飞行时间约为2 h、1 h，而其铁路运距分别约为 1 496 km、731 km。由于合福高铁速度目标值为350 km/h，南三龙铁路为200 km/h，福厦、厦深铁路为200 km/h(设计速度250 km/h)，梅汕客专采用250 km/h，因此，厦门节点～广州节点间高速客车主要选择350 km/h标准的沿海高铁，如这部分高铁列车转入本线运行，则很难与航空竞争，这些客车主要是为沿线客流服务，也可开行“夕发朝至”客车吸引长途客流，其全程旅行时间一般为8～10 h，则本段时间不受控制。汕头～武汉的铁路运程达1 200 km，而汕头～北京的铁路运程达2 300 km，根据目前高铁与航空的竞争经验，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，汕头至武汉铁路运行时间应分别控制在4.5 h，速度目标值应达到350 km/h，分配到梅州～龙川段(约110 km)时间目标值约30 min，汕头、梅州～北京适宜开行“夕发朝至”客车。

3.4 时间目标值选择

综上所述，双龙高铁各种客流对时间目标值的要求是不一样的，在效益最大化的原则下，建议龙岩至梅州段时间目标值采用1.0 h左右，梅州至龙川段时间目标值采用30 min左右。

4 速度目标值的选择

根据国家《中长期铁路网规划(2016～2030)》，高速铁路主通道规划新增项目原则采用时速250 km及以上标准(地形地质及气候条件复杂困难地区可以适当降低)，其中沿线人口城镇稠密、经济比较发达、贯通特大城市的铁路可采用时速 350 km标准。双龙高铁地处东部人口稠密地区，是一条以长途客流以及长三角、珠三角区域城际客流为主的高速铁路，其速度目标值宜选择 250 km /h及以上，且宜高不宜低。因此结合本线客流特点、工程投资、经济效益、路网协调等因素，本次速度目标值分段研究了 250 km /h、350 km /h两个方案。

4.1 对工程投资的影响分析

4.1.1 龙岩至梅州段

针对250 km /h、350 km /h两个不同速度目标值的方案进行工程经济比较。比较范围为古田会址(不含)至梅州西(不含)即CK0+000～CK166+394。其中古田会址出站端受既有赣瑞龙铁路隧道的间距控制，采用18号道岔引出，CK0+600～CK4+200段线路分左、右线采用R=1 400 m半径，该段线路限速至160 km/h；CK156+800～CK166+394线路引入梅州站和梅州西站，限速至160 km/h，将以上两限速段也一起纳入进行工程经济比较。250 km/h速度目标值方案：线路长度164.442 km，桥隧总长136.620 km，主要工程投资2 282 209.96万元，旅行时间42 min；350 km/h速度目标值方案：线路长度164.887 km，桥隧总长142.242 km，主要工程投资2 502 737.76万元，旅行时间33 min。350 km/h方案较250 km/h方案增加投资22.05亿元(节省旅行时间9 min)，增加投资均较多，节时比为24 503万元/min，节时比较高，可见该段选择250 km/h方案更经济合理。

4.1.2 梅州至龙川段

梅州至龙川段，同样针对250 km/h、350 km/h两个不同速度目标值的方案进行工程经济比较。250 km/h速度目标值方案：线路长度98.256 km，桥隧总长82.318 km，主要工程投资1 197 049.24万元，旅行时间29 min；350 km/h速度目标值方案：线路长度97.880 km，桥隧总长82.703 km，主要工程投资1 299 732.80万元，旅行时间22 min。350 km/h方案较250 km/h方案增加投资10.27亿元(节省旅行时间7 min)，节时比为14 669.08万元/ min，可见250 km/h方案较350 km/h方案增加的旅行时间较多，节时比在可接受范围内，该段选择350 km/h方案更适宜。

4.2 时间目标值的适应性

双龙高铁梅州西～龙川西段运营距离约100 km，根据牵引计算结果，350 km/h方案的运行时间为22 min，较250 km/h方案缩短7 min。相较于20～25 min的时间目标，对应速度目标值应宜采用350 km/h。

龙岩～梅州段经赣瑞龙既有线28 km，经本线156 km，合计184 km，其中经赣瑞龙线的龙岩～古田会址段运行时间为15 min。本线在采用250 km/h、350 km/h速度方案时，运行时间分别为42、33 min，龙岩～梅州全段运行时间分别为57 min、48 min，可见，该段采用250 km/h以上均可满足1 h时间目标，并可留下停站方案调整余地。

4.3 经济效益比较

根据客流、工程投资、运价与运营成本、列车购置费等，测算了全线 250 km/h，全线 350 km/h，龙岩～梅州250 km/h、梅州～龙川350 km/h三个方案的经济效益，各方案的国民经济内部收益率依次为 9.1%、10.01%、 9.39%，项目全投资财务内部收益率依次为 0.06%、 1.56%、0.94%。结果表明，各方案的经济效益基本相当，全线350 km /h方案的社会效益与财务效益略微占优，但是考虑现行高铁综合运价率为250 km/h等级动车0.29元/(人·km)、350 km/h等级动车0.52元/(人·km)，后者提高了79%；设计时速200 km以上的高铁动车组列车一、二等座旅客票价，由铁路运输企业依据价格法律法规自主制定，即未来的高铁运价完全取决于其市场竞争能力。目前市场反映200～250 km/h动车票价偏低，有较大的上升空间，如东南沿海的杭深通道动车组列车综合运价率已提高至0.37元/(人·km)，时速160 km的广深线二等座运价率早已达0.572元/(人·km)，因此，250 km/h方案将来的财务效益也会有所改善。综合考虑，建议采用龙岩～梅州250 km/h、梅州～龙川350 km/h方案，不同速度目标值方案财务效益如表1所示。

4.4 与相邻高速铁路的协调

表1 不同速度目标值方案财务效益表

从功能定位上看，本线将与杭长客专、合福客专、南三龙铁路、广梅汕客专、赣深客专共同构成杭州至广州的快速客运通道。此外还承担厦门、汕头、梅州与深圳、广州间的中短途客流。相关线路有南三龙铁路(200 km/h)、龙漳(厦)铁路(200 km/h)、赣瑞龙铁路(200 km/h)、梅汕客专(250 km/h)、赣深客专(350 km/h)、合福客专(350 km/h)、杭长客专(350 km/h)。

龙岩～梅州段采用250 km/h方案可与梅汕客专、南三龙铁路、赣瑞龙铁路、龙漳(厦)线相匹配。同时普速列车具备上线运行条件，利于充分利用新线实现客货分线运输，既有线能力紧张局势可以得到缓解。缺点是：不利于提高梅州至龙川段速度等级，与赣深、广汕等350 km/h等级相邻路网不能形成同一标准，到达本线的350 km/h G字头动车在龙川即下线，不利于延长和扩大350 km/h动车的开行范围；本线开行的250 km/h等级D字头动车在赣深、广汕客专上运行，与G字头动车混合开行，影响相邻线运输效率，不利于相邻线提高通过能力。因此，从与相邻线路标准匹配的角度分析，本段速度目标值宜为250 km/h，并预留进一步提速条件。

梅州～龙川段采用350 km/h方案可与衔接赣深客专相一致，利于延长和扩大350 km/h动车的开行范围，提高服务品质，本线开行的350 km/h等级G字头动车在赣深、广汕客专上运行不影响相邻线运输组织模式，有利于相邻线提高运输效率和通过能力。同时，350 km/h等级G字头动车在梅州至龙岩、梅州至汕头段可按下线至250 km/h客专运行的模式开行，运输组织顺畅。

综上分析，双龙铁路宜采用龙岩～梅州段 250 km/h、梅州～龙川段 350 km/h的速度目标值方案。

5 结束语

在对双龙高铁的区域位置、功能定位、客流特点分析的基础上，分段研究确定了双龙高铁龙岩～梅州段的时间目标值为1 h内、梅州～龙川段的时间目标值为 30 min内。进而通过对工程投资的影响、时间目标值的适应性、经济效益分析和与相邻高铁的协调配合分析，研究推荐采用龙岩～梅州段 250 km/h、梅州～龙川段 350 km/h的速度目标值方案。该方案总体上不仅与相邻高铁线路协调统一、符合项目功能定位、适应时间目标值需求、经济效益较好，且与通道标准一致、运输质量会较高。