北黑铁路升级改造速度目标值研究

张旭

中铁第六勘察设计院集团有限公司 线路站场设计院 天津 300308

1. 北黑铁路升级改造工程概况

1.1 既有线概况

北（安）黑（河）铁路是全国最长的地方铁路，位于黑龙江省北部，呈南北走向，南起北安市，北抵中俄边境口岸黑河市。既有北黑铁路全长302.689km，其中北安至龙镇段62.789km，隶属于中国铁路哈尔滨局集团有限公司管辖，龙镇至黑河段239.9km，隶属于黑河地方铁路公司管辖，是黑龙江西北部地区对外客货交流的主要通道。既有北黑线开行旅客列车5对/日，北安至黑河段列车运行距离约300km，耗时约5小时30分钟，旅客列车运行速度仅为70km/h，平均旅行速度约54km/h。

1.2 线路在路网中的功能及作用

北黑铁路在北安与滨北线（哈尔滨-绥化-北安）、齐北线（齐齐哈尔-富裕-北安）衔接，融入国家铁路网，是黑河至哈尔滨铁路通道的关键环节[1]。根据《中长期铁路网规划（2016年调整）》，拟对滨北线进行扩能改造，拟对齐北线富裕-北安段进行电化改造；根据《黑龙江省铁路“十三五”规划》，拟开工哈尔滨至佳木斯铁路电化改造项目，规划研究绥化至黑河铁路扩能改造项目。因此，北黑铁路改造后，将成为黑河-绥化-哈尔滨-长春快速铁路的重要组成部分。

1.3 项目建设必要性及功能定位

北黑铁路是中俄口岸贸易往来的重要交通方式，是边境城市与内地客货交流的主要干线，是黑龙江省“五纵两横一边”综合运输大通道的重要组成部分。北黑铁路升级改造对构筑中俄经济走廊、推动东北全面振兴、提高铁路运输质量、提升铁路运输能力、消除铁路安全隐患及巩固国防等意义重大。

1.4 升级改造方案

北黑铁路现状为单线内燃铁路，由于修建年代早、线路标准低、坡度大、曲线半径小，运营条件差，严重影响本线旅客列车的行车速度。为改善铁路运营条件，满足客运快速需求，提高运输市场竞争力，亟需对其进行提速改造。根据北黑铁路近、远期客货运量及经济预测分析，确定采用既有单线提速的形式。

2. 速度目标值研究

速度目标值的选择是既有线提速改造工程研究的重点，本次根据线路的功能定位、运量预测，并对比区域内公路运输时间，确定时间目标值并选择不同速度目标值方案，进而通过工程投资、旅行时间及节时比、路网协调性方面综合分析比较确定提速方案[2]。

2.1 时间目标值

根据区域路网相关规划和项目建设方案研究结果，本线研究年度与沿边铁路通道相连，主要承担黑河地区及沿线居民出行客流和沿边铁路通道的通过客流。现状北安至黑河间的旅客运输状况为：既有北黑铁路技术标准较低，速度目标值仅为60～80km/h，最快的旅客列车需要5小时2分钟；北安～黑河的公路全程约270km，耗时约3.5小时。铁路运输具有准点率高、全天候运输、运价低的优势，从与公路竞争力分析，若在旅行时间上具备一定的优势才能占有更多的市场份额。通过对比公路运输时间，北安至黑河间列车旅行时间目标值应控制在3小时以内。

2.2 速度目标值方案选择

本次研究以实现提速改造目标为前提，同时考虑充分利用既有线路，尽量减少废弃工程，降低工程投资。根据项目运量预测结果和功能定位分析，本线运输组织模式为客货共线铁路，由于在区域铁路网中起着骨干所用，因此铁路等级为Ⅰ级。根据《铁路线路设计规范》（TB10098-2017），可选择的速度目标值有80km/h、100km/h、120km/h、160km/h和200km/h五个方案[3]。

由于客货共线铁路的旅客列车设计速度为200km/h时，应一次修建双线。本线若按双线建设，运量无法有效支撑铁路运营，运输能力富余过大，且大幅度增加工程投资，使投资靡费。若按达速80km/h方案改建，改建后线路全长239.015km，其中利用既有线187.027km，工程静态投资约24.2亿元。该方案虽节省投资，但对列车运行速度提升较小，既有运输条件没有得到较好的改善，不符合本线功能定位，也无法达到本线改造预期目标。因此本次研究对80km/h和200km/h速度方案不再进行深入研究，重点研究提速至100km/h方案、120km/h方案和160km/h方案。

2.3 工程经济比较分析

根据项目的功能定位，结合沿线地形及既有线平纵断面情况，对既有单线分别提速至100km/h、120km/h、160km/h三个方案的主要工程内容和投资[4]进行分析比较如下表1。

表1 不同速度目标值方案主要工程数量及投资比较表

由上表1可知，提速160km/h方案对全线160km/h速度目标值不匹配的小半径曲线（R＜1600m曲线）进行改造，既有线利用率为41.6%，工程静态投资为84.52亿元。该方案相对于100km/h方案，投资增加148407万元。

2.4 旅行时间和节时比分析

本线采用100km/h、120km/h和160km/h速度目标值方案时，列车旅行时间与预期时间目标比较如下表2所示：

表2 各方案客车旅行时间与本线预期时间目标值对照表

由上表2可知，提速至160km/h方案旅行时间为2.5小时，相比现状旅行时间缩短158分钟，节时比为5349.37万元/ min，节时比[5]效果好，且可以满足本线对时间目标值的要求。

2.5 路网协调性分析

北黑铁路在路网上东南方向连滨北线，西南方向衔接齐北线，向北与规划的黑河口岸铁路连通，是研究区域唯一的铁路运输通路。根据《黑龙江省铁路“十三五”发展规划》，明确利用既有线改造的通达边境口岸地区通道等项目采用时速160公里及以上，重点推动哈尔滨与主要市（地）及出省骨干通道建设，同时绥化至黑河铁路扩能改造工程已被纳入“快速铁路网”中重点推进。根据规划，滨北线、北黑线是我国北部中俄客货运输的通道，该通道是通向黑河口岸的快速通道，速度目标值为160km/h。

3 研究结论

对不同速度目标值方案从工程经济、提速时间和路网协调性方面综合分析，提速至160km/h方案相比提速至100km/h方案和提速至120km/h方案，虽工程投资较大，但节时比效果好，列车旅行速度提升较多，可以满足本线时间目标值的要求。提速160km/h方案符合黑龙江省北部快速铁路网规划，与规划滨北线、齐北线等相关线路路网协调性好，运行时分远低于高速公路，市场竞争力有所提高。推荐采用提速至160km/h方案。