大西安轨道交通多网融合发展策略研究

2021-07-12张浩

铁道标准设计 2021年7期

张浩

(1.轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院),西安 710043； 2.陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院),西安 710043)

1 项目背景

1.1 研究背景

2019年9月，中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》，提出发展目标：即到2020年，完成决胜全面建成小康社会交通建设任务和“十三五”现代综合交通运输体系发展规划各项任务，为交通强国建设奠定坚实基础。到2035年，基本建成交通强国[1]。

2020年4月，国家发展和改革委印发《2020年新型城镇化建设和城乡融合发展重点任务》的通知(发改规划〔2020〕532号)，支持西安都市圈编制实施发展规划。以轨道交通为重点，健全都市圈交通基础设施，有序规划建设城际铁路和市域(郊)铁路，推进中心城市轨道交通向周边城镇合理延伸。

西安作为国家中心城市及关中城市群的核心城市，《交通强国建设纲要》和532号文的发布，指明了轨道交通融合发展的目标和方向，支持西安编制多层次轨道交通规划，为开展大西安轨道交通多网融合研究工作提供强有力的支撑[2-4]。

1.2 大西安空间结构规划

为继续拉开城市骨架，防止城市摊大饼发展，规划采取“多轴线、多中心、多组团”的空间发展模式，形成“三轴三带多中心”的大西安空间结构[5-6](图1)。

图1 大西安空间结构规划

以关中城市群核心区为研究范围(图2)，包括西安市、西咸新区、杨凌农业高新技术产业示范区、咸阳市部分地区(秦都区、渭城区、泾阳县、三原县、兴平市、礼泉县、乾县、武功县)、渭南市部分地区(临渭区、富平县)，总面积约1.76万km2。

1.3 轨道交通网络研究

主要研究大西安范围内国家铁路网(高速铁路、普速铁路)、城际铁路网和都市区轨道交通线网(市域快线、地铁)多层次轨道交通的融合[7-9]。

1.4 大西安轨道交通发展存在的问题

目前，大西安已初步构建了轨道交通综合体系，具备进一步加快发展的基础，也同时存在一些亟须解决的问题。

(1)需适应城市新的发展定位，突破发展理念和体制机制，从规划上提升轨道交通多网融合，实现轨道交通“一张网”。

(2)需结合铁路供给侧改革的要求，进一步优化国铁网布局、深挖运输潜能，与城市轨道交通网相互衔接，共同构建市域线网。

(3)需转变系统间的衔接和融合理念，全面深化系统间的资源共享，实现立体衔接，安检互信、票务互通，互联互通、共轨运输[10-11]。

1.5 “多网融合”之内涵

西安是国家中心城市，是关中城市群的核心城市，为将西安打造成为国际性综合交通枢纽，提升枢纽战略定位，轨道交通作为支撑与引领西安交通发展的主体形态，应立足于大西安都市圈的整体发展，构筑“轨道上的大西安”和“轨道一张网”的融合发展理念。主城区以地铁、轻轨为交通骨干的广覆盖、高密度“轨道公交圈”，主城区与外围组团，以国家铁路及城际、市域铁路或市域快轨为核心的大运量快速化“通勤商务”，开发新区与旅游景区以有轨电车等低运量制式为接驳补充的“区域交通旅游圈”。实现城市内外综合交通的有效衔接与融合互补，加强与完善大西安轨道交通综合体系，促进城市规划、综合交通、产业布局、生态环境之间的深度融合，提升大西安高质量发展。

2 轨道交通网络规划优化研究

2.1 城市群空间结构与轨道交通制式关系

出行半径20～30 km：主要是中心城区、都市区范围，地铁1号线～8号线、地铁11号线覆盖范围。在该范围内，各个走廊出行量大，距离短，适合采用大运量、站间距小的城市轨道交通。

出行半径30～50 km：为都市区全部范围，城市轨道交通覆盖的最大范围，该范围内需要部分城市轨道交通承担市域线，包括地铁9号线、10号线、12号线～23号线。而由于城市轨道交通的模式、制式、平均旅行速度、站间距限制，部分区域及交通走廊仍需要通过市域快线进行加密补充，起到拓展城市骨架、提高轨道交通网络服务水平、强化中心城区与外围组团衔接的作用。

出行半径50～100 km：为核心区范围，该范围有高铁、普铁、城际铁路系统，且均为点到点服务，仅连接主要交通枢纽，与城市轨道交通未形成换乘关系，限制了该范围的出行服务水平。同时，在核心区范围，需要规划衔接中心城区内部与外围区域直接连接的市域快线、城际铁路，增强中心城区至外围区域的可达性、辐射范围，打造核心区范围1h通勤圈。

高速铁路市域范围内设站稀疏，且大多远离客流中心，暂按高速铁路不承担市域客流运输任务；普速铁路、城际铁路于大西安核心区内设站密集，车站与客流中心距离近，且与城市轨道交通换乘便捷。故在普速铁路、城际铁路能力允许时，其更适宜承担市域功能。因此，应重点研究利用普速铁路和城际铁路开行市域列车方案，优化市域线网[12-14]。城市群空间结构与轨道交通制式关系如图3所示。

图3 空间结构与轨道交通制式关系

2.2 客流走廊划分及客流预测

(1)客流走廊划分

客流走廊主要划分为6条，即：沿陇海通道西安—渭南、西安—杨凌客流走廊；沿京昆发展带方向西安—周至走廊；沿包海通道西安—富平阎良走廊及沿福银发展带西安—蓝田、西安—乾县走廊。如图4所示。

图4 客流走廊划分

(2)走廊内客流预测分析

各条走廊内客流预测分析见表1。根据客流走廊当前开行客车对数、预测客流密度及各条线路能力利用情况，分析开行市域列车的条件。

表1 走廊内当前开行客车对数及客流预测分析

2.3 普速铁路、城际铁路开行市域列车能力分析

(1)西安—渭南客流走廊

陇海铁路灞桥至渭南段能力已达饱和，开行市域列车受限。西安至灞桥三、四线有能力富余，可开行西安至灞桥经高铁联络线至渭南北的市域列车。

西安东至潼关城际西安东至渭南西段近、远期能力利用率分别为49%、57%，能力有较大富余，可开行新西安南、西安东至渭南西的市域列车50对/d左右，承担西安主城至周边城镇及旅游景点的市郊客流。

(2)西安—杨凌客流走廊

陇海铁路西安至茂陵段货车经枢纽外绕线运行，能力得到释放，可开行西安至茂陵经高铁联络线至杨凌南市域列车。

西安至杨凌城际近、远期能力利用率分别为23%、27%，能力有较大富余，可开行新西安南、阿房宫至杨凌市域列车，承担杨凌、兴平等城镇至大西安的向心性客流。

(3)西安—周至客流走廊

西户铁路三民村至户县段能力富余较大，陇海铁路西段有一定能力富余，可开行西安至三民村至户县市域列车。

西安至法门寺城际近、远期能力利用率分别为38%、45%，能力有较大富余，可开行西安东、新西安南至周至市域列车，承担西安主城至沿线城镇的市郊客流以及城区至景区的旅游客流。

(4)西安—富平阎良客流走廊

咸铜铁路近、远期能力利用率分别为66%、80%，陇海铁路西段也有一定能力富余，可开行西安至咸阳至阎良市域列车，承担城区中西部与东北部的市郊客流出行。

西安至韩城城际近、远期能力利用率分别为24%、27%，能力有较大富余，可开行新西安南至富平阎良的市域列车，承担主城与南北两端城市组团的市郊客流。

(5)西安—乾县客流走廊

西平铁路茂陵至乾县段将增建第二线，近、远期能力利用率分别为42%、43%，有较大富余，陇海铁路西段有一定能力富余，可开行西安至茂陵至乾县市域列车，承担主城区与西北部的市郊客流。

(6)西安—蓝田客流走廊

西安—蓝田通道仅有高铁通过，暂不考虑高铁开行市域列车。可考虑适时择机新建地铁21号线，满足轨道交通网络的市域功能。

(7)市域列车开行能力汇总

将普速铁路、城际铁路开行市域列车能力进行汇总，见表2。

表2 通道普速铁路、城际铁路开行市域列车能力汇总

2.4 城市轨道交通市域功能分析

对关中城市群都市区轨道交通线网层次结构(图5)进一步研究，挑选具备市域线功能的线路，如地铁10、地铁11、地铁15、地铁17、地铁19、地铁21号线。

图5 都市区轨道交通线网层次结构

2.5 构建市域线网

根据线网优化原则、城市空间结构、轨道交通模式制式确定方法，对城市轨道交通、城际铁路、国铁进行组合优化，对各类交通方式的出行特征、运量、空间距离进行分析，将城市轨道交通层级与国家铁路层级进行衔接，规划8条市域快线。如图6、表3所示。

图6 大西安市域线网规划示意

表3 市域快线方案汇总

利用既有线：S1、S7、S8，共计222.2 km。

新建线：S3、S4、S5、S6，共计387.3 km。

兼有市域功能的铁路线：S1、S2、S3、S7、S8，共计358.6 km。

本次优化通过挖潜利用国铁、城际网中部分线路的富裕或闲置能力开行市域列车，优化铁路资源配置；利用城市轨道交通线网中的部分线路通道，优化或调整组合为市域快线；最终构建承担城市近郊通勤运输功能的市域线网。以此为基础“上承下达”，实现网络层面的融合。

3 轨道交通互联互通技术分析

3.1 互联互通的模式

互联互通网络化运营的模式较多，主要有换乘运营、共线运营、分线运营、跨线运营4种方式[15-17]。

针对大西安，考虑到城区普线服务水平高，客流量级大，实现互连互通难度大，主要采用换乘模式，若条件允许可预留跨线共轨条件。重点研究市域线路之间及城际线路与市域线路间的互连互通，各种互联互通模式优缺点见表4。

表4 各种互联互通模式优缺点

3.2 互联互通的理念与构想

(1)市域线可采用类似城际铁路标准，也可采用城轨标准。

(2)应适当提高技术标准、增加系统预留，为多种类型列车的开行预留运能余量。

(3)城区线路应做好换乘方案，如有条件可预留跨线条件。

(4)市域线路应接入中心城区，具备组织快慢车的功能，主要客流通道有条件可预留两线规模。

(5)快线应采用兼容制式，实现不同线路跨线运营，具备组织主、支线及多交路运营条件。

3.3 机场城际线与地铁14号线贯通运营

机场城际线由陕西城际铁路有限公司负责建设，目前已运营，地铁14号线由西安市轨道交通集团有限公司负责建设。两家公司提前签订了贯通运营统一技术标准，使得2条线在技术标准方面实现了贯通运营条件。机场城际线与地铁14号线贯通运营配线如图7所示。

图7 机场城际线与地铁14号线贯通运营配线

地铁14号线与机场城际线贯通运营初期由西安市轨道交通集团有限公司与陕西省铁路投资集团有限公司共同成立股份有限公司，后期运营将由西安市轨道交通集团有限公司负责。

4 轨道交通枢纽站立体衔接概念方案

西安作为国家中心城市，城区范围逐渐拓展，轨道交通网络规模随之扩大，线路规划日趋完善，轨道交通与各种交通方式间的便捷换乘问题变得越来越重要，综合枢纽站的整体性设计成为影响乘客出行的首要问题。需要转变系统间的衔接和融合理念，全面深化系统间资源共享，优化站点功能融合，实现立体衔接[18-20]。

目前，“四主一辅”客运系统格局为：西安北站、西安站、新西安南站、西安东站，阿房宫站。针对不同枢纽站研究与其对应的立体衔接方案。

(1)对于已建成的枢纽站，为避免工程实施对交通的干扰，受技术条件限制已无法实现铁路与城市轨道交通间的直接衔接，可通过打造一体化综合交通体，采用立体换乘方式。

西安站：在站场下方市政通道与地铁4号线站厅之间设国铁快速进站厅，使地铁到达换乘国铁的旅客能够在地下平层直接检票进站，上至国铁站台(图8)。避免了传统枢纽站客流进出站的迂回流线，实现地铁与国铁之间的无缝衔接，体现了枢纽一体化立体换乘带来的流线便捷性。

图8 西安站旅客地下快速进站流线

(2)对于还未建设的枢纽站，在规划轨道交通之间的换乘形式时，可采用同台换乘等效率更高的方式。

新西安南站：地铁6号线、规划地铁12号线、地铁16号线引入(图9)，其中地铁12号线与车站交叉立体布置，在车场下方设地铁站，地铁6号线、地铁16号线与车站并列式布置设站衔接，车站设置换乘厅与地铁站厅层结合设置，形成共享空间。

图9 新西安南站与地铁6号线、12号线、16号线关系

站房、枢纽功能流线更为灵活，充分利用了站台上方的地下一层空间，设置东、西两个枢纽配套设施，可有效服务于南北东西4个方向的客流，有利于城市道路引入枢纽，且有利于南北两个广场衔接及广场用地的高效利用。

地下轨道交通地铁车站主体移出站台区域(图10)，集中设置在北广场，便于地铁之间的换乘，也使国铁换乘地铁的导向流线更为集中明晰，同时简化了地铁与国铁站房工程干扰。

图10 新西安南站与地铁关系剖面

咸阳国际机场：规划为“一主一辅”南北2个航站区、4座航站楼、3个卫星厅。机场总体规划布置如图11所示，机场航站楼与地铁关系如图12所示。

图11 咸阳机场总体规划布置

图12 咸阳机场航站楼与地铁关系

14号线(机场线)、阎良—机场城际线、规划地铁12号线、机场捷运线，均在T5航站楼东侧的GTC下部设换乘站。

14号线 (机场线)机场站位于T3航站楼空港路下方。

机场融合多种轨道交通，提前规划使其之间有机串联在一起，形成“十”字形布局，由东航站楼和集公路、地铁、城际等多种交通方式为一体的交通换乘中心，共同构成机场综合交通枢纽。

5 结论

通过分析大西安空间结构规划、轨道交通发展现状及规划以及旅客出行需求等方面，提出构筑“轨道上的大西安”和“轨道一张网”的融合发展理念。研究大西安多网融合的发展策略。从城市结构、圈层、客流走廊入手，分析需求特征，并结合国铁、城际铁路、城市轨道多个线网层次，对网络融合、通道优化、互联互通、节点衔接几个方面进行论述，并构建了承担城市近郊通勤运输功能的市域线网，支撑了大西安的发展，对西安市线网优化具有一定的指导意义。主要结论如下。

(1)利用国铁、城际网中部分线路的富裕或闲置能力开行市域列车，优化铁路资源配置；同时利用城市轨道交通线网中的部分线路通道，优化或调整组合为市域快线；最终构建承担城市近郊通勤运输功能的市域线网。以此为基础“上承下达”，实现网络层面的融合。

(2)比较了互联互通4种运营模式，提出互联互通的理念与构想。

(3)以西安火车站、新西安南站、咸阳机场综合枢纽为例，提出多层次轨道交通枢纽站应采用立体衔接，实现“零距离”换乘。