市域与城际共线运营车站设计关键技术与应用

赵赛龙

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

引言

随着轨道交通建设的不断深入，目前我国轨道交通已处于网络构筑的中期阶段。从宏观的“三网”功能定位来看，城市轨道交通构筑连接主城区内部生活圈和重要枢纽的地铁网；市域铁路构筑连接市域范围内主城区边缘组团和卫星城的市域网；城际铁路构筑连接区域相邻城市和通勤圈城市群的城际网。三网各司其职，构成快慢结合、全面覆盖的多层次网络。李岩辉等[1]通过研究市域、大运量、中低运量各类轨道交通制式的技术参数，提出将走廊客流量级与各制式量级进行匹配，进而确定各走廊适宜的制式。陈福贵等[2]对不等速快慢车模式系统能力计算方法进行深入研究，提出了不等速快慢车模式的系统能力计算公式和计算步骤。李军营等[3]通过对国内既有和拟建多线引入的高速铁路始发站全样本统计分析，提出分场布置、合场布置、分场与合场混合布置、尽端式布置、多层布置等5种始发站图型。为不同制式线网的快慢结合提供技术支撑。

依托通信科技的不断革新与运营管理的不断进步，三网融合迎来了新的契机，高效集约的共线运营模式应运而生。李松峰等[4]通过对东京、巴黎、纽约等城市群多层次轨道交通衔接实践进行分析，提出了换乘衔接与共线衔接两种衔接模式。高明等[5]通过引入模糊指标，以共线和换乘作为决策单元，提出普速城际线与城市轨道宜选择共线运营模式。杨梓奇等[6]通过建立轨道交通系统间衔接效率的评价指标模型，提出市域线、城际线与市区线衔接效率评价体系。李桂桂等[7]通过对线路、车站、车辆、调度等方面进行研究，提出共线运营模式实施构建应采取的一系列相关措施。罗秀清等[8]通过分析国家铁路参与城市市郊铁路建设所具有的优势，提出国家铁路参与城市轨道交通的建设和运营是合理可行的。杨健等[9]通过对共线运营地下车站几种典型站型及客流组织进行研究，提出共线运营车站客流组织宜采用“混进混出”的模式。宋永超等[10]通过对共线运营线路工程特点、防灾救援体系及其差异进行分析以及客流模拟，提出单洞双线设置中隔墙、区间采用低疏散平台、着火列车优先就近停靠车站进行疏散和救援的防灾救援设计标准。王学贵等[11]通过对成都市域快线13号线与衔接线路互联互通的必要性、运营组织模式等方面进行分析，论证了现代化都市圈发展理念下实现互联互通的必要性和方案的可行性。曾琼等[12]通过总结我国市域(郊)铁路发展现状，系统分析其功能定位、客流特征，得出市域(郊)铁路原则上不宜与城市轨道交通及城际铁路跨线运营，确有需求时可适当组织跨线运营的结论。赵旭等[13]通过从城际轨道交通的功能分类和互联互通的内涵出发，分析论证实现城际轨道交通互联互通的关键技术，提出城际轨道交通互联互通的实现受到需求和供给的双重制约。但到目前为止还没有真正意义上的市域与城际共线运营案例。

为加快市域(郊)铁路发展，优化城镇空间布局，促进新型城镇化建设，原中国铁路总公司在“铁总发改〔2018〕167号文”中明确，市域(郊)铁路应规范设置引导标识、标牌、标线，优化站内客运管理、客流组织及同站台乘车管理等方案，推进安检互信、中铁银通卡和城市公交卡共享等机制[14]，罗强等[15]通过总结我国机场线在规划设计、配套服务及运营模式等方面存在的问题，指出在设计规划时应加强机场线与枢纽的衔接，并预留越行条件，为共线运营机场线路的衔接换乘定下基调。上海轨道交通市域线机场联络线工程在市域与城际铁路共线运营、衔接换乘方面进行了有益探索。

1 工程概况

上海轨道交通市域线机场联络线工程是上海市东西主轴的市域快速干线，连接虹桥、浦东两大综合交通枢纽，设计速度目标值为160 km/h。线路全长68.6 km，设站9座，平均站间距8.6 km，与城市轨道交通2号线、9号线、10号线、15号线、19号线、21号线等线路换乘。

城际列车从上海南站引出，经南站支线在三林南站接轨，引入机场联络线，接至上海东站，三林南站至上海东站为机场联络线市域与城际共线运营区段，共线开行CRH6F市域列车与CRH多种城际列车。

2 工程特点

与传统的轨道交通、城际铁路相比较，本工程存在以下特点。

2.1 车辆编组跨度大

机场联络线共线运营段开行的城际列车有8节编组和16节编组两种，市域列车有4节编组和8节编组两种，车辆编组跨度大。

2.2 开行列车车型多

机场联络线市域车采用CRH6F，互联互通的城际线路有湖杭高铁、沪宁城际、京沪高铁、沪汉蓉快速客运通道、沪杭高铁及沿海高铁等，城际车型有CRH1、CRH2A统、CR300、CR400、CRH380B和CRH380D等，开行列车车型多。

2.3 票制体系不统一

目前国内城际铁路采用实名制运营模式，而城市轨道交通采用公交化运营模式，且城际铁路安检等级高于城市轨道交通安检等级，市域与城际两者票制系统不统一。

3 针对车辆编组跨度大带来的客流组织研究与应用

结合车辆停靠位置、客流组织模式，对站厅层公共区进行合理分区，处理4节、8节编组列车以及16节编组列车乘客乘降点跨度大的问题，是车站公共区设计面临的一大难题。

3.1 市域与城际列车停车方式

目前国内城际列车均采用左侧行车、站台端部对齐的停车方式，装备C2或C3车载设备，未装备ATO，停车时由司机人工控制列车停于站台端的停车标处，停车存在一定的误差；机场联络线市域列车运行控制系统采用CTCS2+ATO，装备C2+ATO车载设备，通过ATO自动控制列车停车并停准，站台停靠位置相对灵活。

3.2 公共区分区布置对比

车站有效站台长度需满足最大编组列车旅客乘降，为兼容开行城际列车，机场联络线工程有效站台长450 m，因此需结合短编组列车站台停靠位置对站厅层公共区进行合理的分区，采用非付费区与付费区间隔布置，使两者面积得到合适的比例关系，从而提高单位面积的使用效率。主要有以下3种方案。

(1)方案1：城际、市域列车均采用车头与有效站台端部对齐停车，公共区分区示意见图1，采用2个非付费区将付费区分隔为3个厅，其中两端为市域厅，中间为城际厅。

图1 方案1公共区分区示意

方案1所有列车停靠均采用端部与有效站台端部对齐，与城际列车常规停靠方式一致，信号不需要进行特殊设计，市域厅规模较大，分散布置，适合于市域客流为主、城际客流量小的车站布置，但对于初近期仅运营4节编组，远期4节、8节编组列车混行的运行线路，运营成本较高。

(2)方案2：城际列车均采用车头与有效站台端部对齐停车，市域列车采用与有效站台中心里程对齐停车，公共区分区示意见图2，采用两个非付费区将付费区分隔为3个厅，其中两端为城际厅，中间为市域厅。

图2 方案2公共区分区示意

方案2市域列车停靠采用与有效站台中心里程对齐，该方案市域厅规模较小，布置紧凑，运营管理方便，适合于城际客流为主，市域客流量小的车站布置，尤其适用于近期仅开行市域列车，城际列车远期接入的运行线路。但市域列车停车控制方式与城际列车常规停车方式不一致，信号需进行一系列突破现有规范及设备能力的特殊设计。

(3)方案3：16节编组城际列车、上行8节编组城际列车和下行8节编组市域列车采用车头与有效站台端部对齐停车，下行8节编组城际列车和上行8节编组市域列车采用车头与有效站台中部对齐停车，4节编组市域列车与8节编组市域列车停靠位置中部对齐停车，公共区分区示意见图3，采用一个非付费区将付费区分隔为2个厅，其中一端为城际厅，另一端为市域厅。

图3 方案3公共区分区示意

方案3相当于8节编组市域站台与8节编组城际站台串联布置，各厅体量适中，分区管理便捷，行车组织灵活，导向设计简洁，适用于不同编组、初近远分期接入等多种混行模式，但除16节编组城际列车外，市域列车与8节编组城际列车停靠方式与城际列车常规停靠方式均不一致，信号仍需进行一系列突破现有规范及设备能力的特殊设计，带来其他如股道有效长需加长等一系列问题

3.3 公共区分区布置应用

以机场联络线度假区站为例，度假区站为城际列车(8辆、16辆编组)与市域列车(4辆、8辆编组)共同停靠站，市域列车采用初近期开行4辆编组，远期开行4辆、8辆编组混跑的运行方式。受线路特征、周边环境及相邻区间施工工法等影响，设计为地下二层侧式站。根据机场联络线《客流预测专题报告》，度假区站客流控制期高峰小时市域客流集散量为5 500人/h，占总客流量的83.3%，客流控制期高峰小时城际客流集散量为1 100人/h，占总客流量的16.7%，客流集散以市域客流为主，又由于采用方案2、方案3时，信号系统难以进行配套设计以满足其停车需求，故本站公共区布置采用方案1(两端为市域厅，中间为城际厅)的布置方式，度假区站站厅层公共区分区布置见图4。

图4 度假区站站厅层公共区分区布置

4 针对开行列车车型多带来的站台门系统研究与应用

由于不同车型车门数量、车门位置及车门开度大小皆不相同，多种车型客室门位置示意见图5，如何确保站台门系统能够兼容多种车型，是本线站台门系统设计面临的一大难题。

图5 多种车型客室门位置示意

4.1 提升式站台门系统

与传统推拉式站台门系统相比，提升式站台门系统通过增大站台门的开度，吸收位置误差，来满足兼容不同车型及停车误差的要求。目前，国外相关技术主要应用于地面车站，采用半高式站台门系统无法满足国内地下工况的需求。国内全高提升式站台门系统正处于产品研发阶段，需攻克快速启动、安全防护、可靠密封、高抗风压等诸多方面技术难关。

4.2 站台门系统退距安装

鉴于传统全封闭式站台门系统在空气品质、噪声控制和降低能耗等方面的优势，在国内外新建轨道交通项目中得到广泛认可和应用，但受开度与藏门限制，无法满足站台门的滑动门与所有车型列车客室门在位置、数量上均对应，需退站台边缘一定距离安装，来满足兼容不同车型及停车误差的要求。

全封闭站台门退距取值尚未有明确的规范依据，为实现乘客的顺利、快捷通行，退距应兼顾以下几方面需求：第一，通道净宽应不小于城际列车车门净宽，且车门开启后侵入有效站台宽度应计入通道宽度；第二，通道净宽应按每股人流宽度为0.55 m+(0～0.15)m的人流股数确定，并不应小于两股人流；第三，通道净宽应能确保在列车停靠时间内，客流控制期乘客正常上、下车。

4.3 兼容性站台门系统应用

由于提升式站台门系统技术尚未成熟，结合客流仿真模拟结果，机场联络线市域与城际共同停靠站站台门系统退距有效站台边1.2 m安装，并预留提升式站台门改造升级条件。为了防止列车门及站台门关闭后退距通道内滞留乘客存在的安全隐患，机场联络线工程在站台门与列车之间通长区域内设置站台门激光防护探测装置，与站台门及列车运行信号联动，确保通道内无乘客滞留后启动列车。

5 针对票制体系不统一带来的换乘设计研究与应用

城际铁路与城市轨道交通之间换乘形式的选择与两者票制体系及安检等级等方面息息相关，如何解决票务处理与安检互信是本线换乘设计面临的一大难题。

5.1 城际列车与市域列车共同停靠站换乘设计

传统的城际铁路车站日客流量大，与市域及城市轨道交通换乘采用“出站-进站”的中转模式，两种体系相对独立。新型的共线运营线路，城际列车开行对数少，日客流量小，优化传统换乘需“出站-进站”的原始中转模式，换乘形式采用同站台换乘，站台不进行物理分隔，设置中转区域，配置票务设备，实现两种票制票务结束和发起等处理功能。

5.2 共线运营线路与城市轨道交通线路换乘设计

既有城市轨道交通车站闸机仅满足公交卡票制进出站要求，且安检等级低于城际铁路安检等级，因此，铁路与城市轨道交通之间的换乘，若采用付费区换乘形式，需对既有城市轨道交通车站闸机、清分系统进行改造更新，安检等级进行升级匹配；若采用非付费区换乘形式，势必带来市域与城市轨道交通换乘的不便，与本线市域客流为主，城际客流量少的客流特征相左。

综合来看，随着科学技术的不断革新，运营管理的不断进步，本着高效、便捷、人性化的发展理念，着眼长远，建议城际和市域共线运营线路与城市轨道交通之间采用非付费区换乘形式，预留付费区换乘改造条件。

5.3 换乘设计应用

以上海市域轨道交通机场联络线三林南站为例，三林南站为南站支线接轨站，受区间下穿黄浦江和城市轨道交通8号线区间的影响，设计为地下四层双岛四线车站，与规划城市轨道交通19号线换乘。地下一层为19号线站厅层，地下二层为19号线站台层，地下三层为机场联络线站厅层，地下四层为机场联络线站台层。机场联络线与19号线采用非付费区节点换乘形式，换乘路径示意见图6，机场联络线换乘客流通过地下三层换乘通道和检票闸机，以及上行扶梯直达19号线站台，19号线换乘客流通过地下一层换乘通道和检票闸机，以及下行扶梯到达机场联络线站厅，且均预留付费区换乘改造条件。

图6 三林南站换乘路径示意

6 结语

上海机场联络线是上海落实国家长三角区域一体化战略的重要项目，是国内第一条市域与城际共线运营的市域铁路，本文探讨的公共区布置的分区方式、站台门退距安装及提升式站台门系统的兼容方案、非付费区换乘兼预留付费区换乘改造条件的换乘设计原则，解决车辆编组跨度大、开行列车车型多、票制系统不统一等关键问题的技术与应用，还需要实践检验，建议在本工程建设运营基础上对以下内容进一步研究，形成标准体系，指导类似工程的建设。

(1)城际列车停靠位置受限，影响车站公共区布置的灵活性，列车停车控制信号系统特殊设计方案需深入研究，确保停车位置能适应于多种公共区布置。

(2)兼容性站台门系统能有效解决多种车型混跑带来的问题，大开度提升式站台门系统研发参数需精细研究，以制定相关检测标准，加快研发进程。

(3)共线运营线路系统能力远低于城市轨道交通线路系统能力，换乘线路发车对数不匹配带来的客流冲击需量化研究，以提供换乘设施、规模的设计依据。