新乡市铁路枢纽规划研究

杨晓露

(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院,郑州 450001)

新乡枢纽位于京广线、侯新兖通道(新焦线、新兖线)及京广高铁的交汇处,枢纽衔接四个方向—北京、日照、广州和侯马。其近期规划年度为2030年,远期规划年度为2040年,根据《新乡市综合交通发展战略规划(2018-2035)》,到2023年,初步建成“两枢纽一中心”,即中原城市群铁路北枢纽、国家公路运输枢纽和豫北现代物流中心,图1为近远期规划年度内中原城市群规划示意。近远期规划年度枢纽内客货运量均有较大幅度增长,其中远期规划年度内客运量预测2425万人,货运总量预测5.29亿t。现阶段,京广线以及新兖线通过能力利用率分别为100%、 83.7%,铁路客货运输能力不能满足远期经济发展需求,故有必要对新乡铁路枢纽进行重新规划[1-3]。

图1 中原城市群规划示意

针对铁路枢纽规划,许多学者对其进行相关研究,涂跃彬提出郑济高铁引入濮阳站的3个方案[4];牛好振根据新乡地区铁路现状以及车场作业分工等,分析新乡地区铁路存在的若干问题,并提出新建联络线的建设方案[5]。在前人研究的基础上,调查分析枢纽内既有铁路网客货运现状,指出既有铁路枢纽存在的主要问题,并结合客货流量主要特点,对客货运量预测并对相邻枢纽进行分配,最后对新乡地区铁路客货运系统分别进行规划,使铁路运输在规划年度内满足经济发展需求[6]。

1 新乡地区交通运输现状

目前,新乡市的交通运输体系主要以公路、铁路运输为主,其中铁路运输份额相对公路运输份额较低,但是随着高速铁路网逐渐发挥效能,公路客流部分逐渐向铁路转移[7]。

1.1 公路

新乡是豫北地区唯一的国家公路运输枢纽城市,其高速公路网主要由京港澳、大广、长济、原焦高速组成[1]。目前,新乡市公路通车里程13483km,其中高速公路通车里程242km,农村公路总里程11674km。

1.2 铁路网现状及其技术标准

新乡枢纽衔接既有铁路主要有京广铁路、京广高铁、东西干线新兖铁路和新焦铁路。表1为新乡枢纽既有铁路网主要技术标准。

表1 既有路网现状及主要技术标准

根据2018年郑州铁路局列车运行图技术资料,京 广线新乡汤阴段长80km,图定开行客车61对、摘挂2对、货车42对,通过能力利用率100%;新乡郑州段长80km,图定客车60对、摘挂2对、货车53对,通过能力亦已饱和;新焦线运行图图定客车11对、摘挂2对、货车124对,能力利用率83.7%;新兖线图定客车1对、摘挂2对、货车91对,通过能力利用率52.5%。

1.3 在建及拟建铁路项目

(1)郑济高铁

2016年11月初,郑济高铁河南境内的濮阳段和新乡段开建。郑济高铁郑州至濮阳段新建线路长196.871km,设计速度为350km/h,线路引入既有新乡东站,在车站东侧新设郑济高速车场,到发线8条(含正线2条)。

(2)河南心连心化工集团铁路专用线

既有心连心铁路专用线在龙泉村站接轨,2010年投入运营,年运量200万t;目前正在进行扩能改造,改造后运量增至400万t,计划2020年7月建成投产。

(3)城际铁路

近期拟建新乡至焦作城际铁路,新乡至安阳城际铁路;远期规划新乡至开封城际铁路。

2 枢纽内现阶段存在的问题

2.1 正线未实现贯通

新焦线、新兖线上行线在新乡南场未实现正线贯通,大量上行东西向直达列车在新乡南场穿过,影响到发线能力和直达列车的开行。

2.2 新乡站南运转场通过能力受限

根据新乡站南运转场承担的工作量,下行到发场共接发152列货物列车,扣除不停车通过的23列直货列车,共有129列在下行场到发,按照TB 10099—2017《铁路车站及枢纽设计规范》(下简称“《站规》”)[8],编组站到发线应为12条,而现状为8条(缺少4条)。南运转场下行场查定能力为接车107列,发车106列。下行到发场能力利用率为121.7%,处于超饱和状态。

上行到发场共接发115列货物列车,扣除正线通过的25列直通列车,有90列在上行场到发;根据《站规》,编组站到发线应为9条,而现状为8条,缺少1条到发线。南运转场上行场查定能力为接车108列,发车109列,主要是到发线能力受限制。下行到发场能力利用率为83.3%(接近饱和状态)。

2.3 货运布局不合理

新乡枢纽内货运业务主要集中在新乡站,随着经济的不断发展,新乡站逐渐被城市建筑包围,受交通拥堵及城区货车限行政策的限制,货运作业变得十分困难,在近年社会货物运输总量大幅增长的情况下,铁路货运办理量停滞不前,占比逐年降低。图2为2016～2018年内新乡市公路运量与铁路运量变化曲线,公路运量3年内不断增长,2019年最大运量为22116.4万t。铁路最大运量为1764.4万t,3年内铁路运量最大占比出现在2019年,仅占比7.98%。

图2 近3年新乡地区公路和铁路运量变化

2.4 新焦线影响运输能力

新焦线下行方向旅客列车(经新西联络线)在新乡北运转场南咽喉与京广上行线平面交叉,影响运输能力。

3 铁路客货运量预测及分配

客运量预测基于“四阶段法”[9],通过分析区域全社会铁路客运量需求走势,预测区域全社会客运量,并对区域旅客OD进行网上分配[10]。结合新乡市城市发展规划以及国家经济发展新常态环境,采用数学模拟方法对新乡市物流总量进行预测[11],并结合枢纽内铁路货运布局和相邻通道构成对货运量进行分配。

3.1 铁路客货运量现状分析

新乡市是豫北地区重要的交通枢纽,物流总量逐年上升。2016～2019年,新乡市全社会货物运输总量由1.3亿t增至2.21亿t,年均增长率为19.4%。2019年,新乡地区各站合计到发货物1120.9万t,其中发送320.5万t,到达800.4万t。发送货物以钢铁、粮食、化肥及集装箱为主,到达货物以煤炭、矿建及非金属矿石为主。表2为新乡地区2016～2019年3年内货运量统计,4年内公路运输占比分别为92.89%、94.42%、93.75%、92.02%,由此可见,新乡枢纽内货物运输主要以公路运输为主。

表2 新乡地区2016～2019年内货运量统计

新乡市于京广线、新焦线、新兖线以及京广高速等线路交汇处,根据线路走向,到达和发送旅客方向主要为北京、广州、月山及菏泽。近三年来铁路与公路客运量统计见表3。

表3 新乡地区2016～2019年内客运量统计

由表3可知,无论是客运还是货运,枢纽内铁路占比均较低,但是铁路客运占比逐年上升。

3.2 新乡枢纽货运量预测及分配

近年来,新乡市全社会货运总量呈逐年上升趋势,年均增长率为17.4%。货运量预测有增长率法、指数平滑法、回归分析法等多种预测方法,以下采用平均增长率法对货运总量进行预测,增长率取近4年的年均增长率(17.4%)。表4为近远期内的货运量预测结果。由表4可知,近期新乡市货物到发总量将达4.05亿t,其中铁路0.43亿t,占全社会物流总量的10.5%;远期货物到发总量5.29亿t,其中铁路0.61亿t,占全社会物流总量的11.5%,铁路货运量占比逐年上升。

表4 新乡市货运总量预测情况

根据规划年度枢纽货运格局及货运站分工,以及各站吸引范围、产业集聚及工矿企业运输需求,对新乡市预测铁路物流量进行分配,分配情况见表5。由预测数据分析可知,近远期内铁路货运总量逐年上升,其中狮子营站主要以到达货物为主,2030年到达量为1069万t,合计到发量为1254万t;新乡北站主要以发送为主,近远期发送量分别为450万t、930万t,发送量增加480万t。

表5 新乡市铁路货运量分配情况 万t

3.3 新乡枢纽客运量预测及分配

(1)枢纽内近远期客运量预测

新乡市2018年公铁客运总量4705.8万,其中铁路旅客发送量705.8万,占15%,按新乡市常驻人口579.41万计算,铁路人均出行率为1.22次/a,远低于全国2.02次/a的平均水平。铁路客运量预测主要有人均出行率、弹性系数法及多元回归等方法[12],以下采用人均出行率法对铁路客运量进行预测,人均出行率按照全国2.02次/a进行计算。预测2030和2040年新乡市铁路客运量分别为1704万、2425万。

(2)新乡枢纽相邻通道运量分配

目前新乡市已形成京广、侯新兖铁路运输通道,郑济高铁在2020年底引入新乡枢纽,7条城际铁路将在2040年前建成通车。结合各线功能定位、线路途经区域人口密度,对区域旅客OD进行网上分配[13],表6为相邻通道预测分配客车对数。

表6 新乡枢纽相邻通道客车对数汇总 对/d

其中京广高铁承担客运任务较大,近远期内客车对数分别为135对/d、148对/d,郑济高铁通车后近远期承担客车对数分别为92对/d、116对/d。

4 新乡铁路枢纽总图规划

针对新乡地区铁路枢纽存在的问题,从客运系统、货运系统、解编系统以及枢纽内联络线共4个方面分别进行规划。

4.1 客运系统

目前新乡市已形成新乡东、新乡站(客场)“两主”格局,新乡站主要办理新焦、新兖、京广线等普速旅客列车的到发作业,新乡东站办理高速列车、城际列车的到发及通过作业。

(1)新乡东站

郑济高铁引入新乡东站,在京广场东侧并场设置郑济高铁场;近期新焦城际引入新乡东站,在郑济高铁场东侧新建城际车场,城际车场南端与郑济高铁的跨线联络线,北端预留新开、新安城际引入条件(见图3)。

图3 新乡东站规划示意

(2)新乡站

新乡站目前办理通过客车68对/d,始发终到客车4对,随着郑济高铁接入以及城际铁路的开通,新乡站既有客运功能将逐渐向高速铁路网分流,预测办理客车对数近期为43对/d,远期为36对/d。因此规划年度新乡站维持现状(见图4)。

图4 既有新乡站示意

4.2 货运系统

目前,新乡地区货运以新乡站、新乡北站及狮子营站为主要货运站,规划年度新乡铁路货运系统将调整为 “一个中心,三个支点”三角星形架构。

(1)一个中心

以新乡站为中心,规划年度整合周边既有铁路货场及专用线,提高新乡站货运能力。新乡站近、远期规划货运能力分别达到400万t/a和700万t/a。

(2)三个支点

三个支点分别为新乡北站、狮子营以及塔铺站。规划年度内,新乡北站近、远期货运能力分别达到400万t/a和700万t/a以上;狮子营站近、远期货运能力达到1000万t/a和1750万t/a;塔铺站近、远期规划货运能力分别达到400万t/a和700万t/a。

4.3 解编系统

既有解编系统由新乡南运转场、北运转场组成。

北运转场担当京广线上、下行直通货物列车的到发,无调中转作业,京广下行区段、摘挂列车的解体和编组作业,以及新乡货场和北端新乡市下河线群、南端煤建、石油公司等地方专用线的车辆集结和取送作业。南运转场担当郑州北—月山、菏泽南—月山间直达货物列车的到发和无调中转作业,京广上行新焦、新兖线上下行区段和摘挂列车的到发和解编作业,南、北运转场间交换车的取送作业。规划年度维持新乡站既有分工不变。

4.4 枢纽内联络线

目前,南运转场下行到发场能力利用率为121.7%,处于超饱和状态,上行到发场能力利用率为83.3%,接近饱和状态,南运转场能力将不能满足规划需求。为缓解南运转场运输压力,在既有联络线维持现状基础上,新建2条联络线[14-15]。图5为新建联络线方案示意。

图5 新建联络线方案示意

(1)新建获嘉站至龙泉村站联络线

自龙泉村站至获嘉站新建双线,两端分别分方向引入龙泉村和获嘉站,新焦线、新兖线直通车流不再经由新乡南,经新建双线通过新乡地区。

新建双线自龙泉村站引出后,沿既有线向西,右线上跨新兖线,与左线分线上跨京广线后两线并行,下穿规划新焦城际铁路,然后右线上跨新焦线,与左线分方向引入,线路全长19.61km。

(2)新建西南铁路联络线

新建西南联络线自获嘉站至龙泉村站联络线上行线引出,左转至京广线东侧并行向南,下穿新兖线引入京广线七里营车站,线路全长5.88km。

通过新建联络线可以实现新焦线、新兖线直通车流经新建双线直接通过新乡地区,不再绕行新乡南运转场,同时减少货车途经城区带来的污染。

5 结论

(1)客运系统新乡东站和新乡站东西并立,形成新乡东、新乡站(客场)“两主”格局;货运系统形成以新乡站、新乡北站、狮子营站和塔铺站组成的“一个中心,三个支点”三角星形架构。

(2)解编系统维持新乡南、北运转场分工。

(3)新乡枢纽内新乡站南运转场上下到发场通过能力均已饱和,通过新建获嘉站至龙泉村站联络线可以实现新焦线、新兖线直线贯通,避免绕行南运转场,减少南运转场接发列车压力。

(4)新建西南联络线将获嘉站至龙泉村站联络线引入京广线七里营车站,实现新焦线、新兖线与京广线贯通。