城轨快普线协同模式与多专业联动方案研究

刘 军，王 猛，周灿伟，张 杰，李 擎

（1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2.重庆市铁路（集团）有限公司，重庆 401121）

1 重庆市城市轨道交通线路现状及近远期规划

2019年，重庆市陆续发布《重庆市主城区轨道交通线网规划（2019-2035年）》、《重庆市城市轨道交通第四期建设规划（2020-2025年）》，提出构建主城区都圈“一张网、多模式、全覆盖”的轨道交通网络，加快建设城轨快线。到2035年，重庆市将建成6条轨道快线、17条轨道普线，主城区线路总长度1 252 km。重庆市轨道交通历年客运量、客流强度呈现稳步增长的趋势，就客流的时空分布特征来看，客流早高峰现象明显且线网客流出行距离主要集中于1～26 km，为中短途客流[1]。

重庆市城轨快线的快速发展促进了城轨快/普线复合网络的形成，推动了城市轨道交通快/普线协同运输的发展。城市轨道交通快/普线协同运输不仅权衡了线路运营方、旅客、政府等多方权益，还兼顾了快/普线轨道交通运输服务特征，是重庆市轨道交通发展的重要决策。协同运输组织模式的确定是开展城轨快/普线协同运输的基础，决定了城轨快线与普线协同组织的形式及要求。在城市轨道交通复合网络中，不同层级、不同制式的轨道交通系统具有各自的技术特征与功能定位，如何根据各轨道交通系统的发展程度、线网规模、技术水平、实施难度等因素，设计不同的协同运输组织模式来处理各轨道交通系统在空间和时间上的衔接关系、实现协同运营和互联互通至关重要。各轨道交通系统间的衔接形式直接决定了城市轨道交通的服务水平及居民出行便捷程度。

2 重庆市城轨快线与普线协同运输组织模式分析

2.1 3种协同运输组织模式

基于对重庆市城轨快线与普线间系统制式、技术标准的分析，重庆市城轨快线/普线协同运输组织模式可以分为同制式跨线、跨制式贯通和跨制式换乘[2-3]3种。

2.1.1 同制式跨线

同制式跨线线路在系统制式、技术标准上均一致，但可能因运营主体的不同，存在运营管理差异问题，需对列车运行计划及调度指挥管理进行协调[4]。

1）列车运行计划

城轨快线与普线网络化的列车开行方案制定，首先按照单线路列车开行计划的编制步骤，满足本线客流的基本出行要求和出行规律。其次，在具有跨线开行能力的线路之间，综合考虑跨线客流大小以及线路能力的约束，制定跨线列车开行方案，对线路各自的列车开行方案进行适当的调整。

2）调度指挥管理

跨线运营模式下，涉及不同调度指挥部门架构、功能的协调，以及跨线列车的运行调整。调度指挥部门根据互通结点的衔接情况，形成合理的职能划分与协调机制，并根据不同运营情况产生相应的协作流程。为满足列车运行指标，消减列车晚点等负面影响，跨线列车需合理利用互通结点预定的缓冲时间或备用运行线。此外，互通衔接点相关车站需预留一定技术作业调整能力，按具体情况进行调整作业。

2.1.2 跨制式贯通

跨制式贯通线路在系统制式、技术标准上存在

一定差异性，需要各专业各系统协同配合，并且因运营主体的不同，运营管理界面、安检机制及票制票务等方面需要建立一体化的协同运输组织体制[5]。

跨制式贯通运输模式的可实施性分析主要包括以下8个方面。

1）城市布局结构

一般在两种情况下可采用跨线贯通运输模式：一种是当城市既有铁路延伸线上已建设城市轨道交通，在城市轨道交通不繁忙和技术上可通过改造满足跨线贯通运输条件时采用；另一种是在已建城市轨道交通线路方向上新建铁路，且在城市轨道交通不繁忙和技术上可通过改造满足跨线贯通运输条件时采用。

2）轨道标准

城市轨道交通、市域铁路和国家铁路/城际铁路的轨距（1 435 mm）与线间距（不少于5 m）设计标准相同，在轨道结构等要求方面也高度相似[6]，在均为60 kg/m的轨道线路区域符合贯通运营的技术要求。但速度标准有所差异，在贯通运行时列车需变更速度[7]。

3）牵引供电

由于采用相似的机车车辆，市域/郊铁路和国家铁路采用相同的供电制式，均为单相工频25 kV交流供电制，且一般采用架空接触网的供电方式[8]，而城市轨道牵引供电系统采用的是直流供电制式。

城轨快线在与普线进行跨制式贯通协同运输时，需采用双制式供电方式，对现有供电系统进行改造，在不同供电制式的供电系统之间设置实现转换的过渡段或系统分离区。

4）列控系统

列车运行控制系统由以地面信号为主的机车信号、列车运行监控记录装置发展为以车载信号为主的具有超速防护功能的CTCS-2级和CTCS-3级列控系统。

城市轨道交通主要采取了基于通信的列车自动控制（CBTC）系统。因此在采用互联互通时应充分考虑到两种运输模式之间的列控系统差异[9]。

5）移动设备类型

若采用跨制式贯通运输模式，当城轨快线列车跨上普线运行后，需要频繁进行起停，因此，传统的机车牵引类型列车不适合用于此模式，而需要开行动力分散、起停性能较好的动车组列车。同时，车辆界限、载重等参数需满足贯通运营的线路条件。

6）运行计划与调度指挥

在跨制式的管理模式中，运行计划编制与实施计划的编制考虑不同制式的列车，包括跨线列车在内的开行方案与日班计划层次的各项运行计划与作业计划。在调度指挥阶段，日班计划分别由相应调度员执行与调整。城轨快线与普线调度指挥体系间的协同关系可通过架构上职责的分工，运行调整的配合以及信息的传递与共享建立协同关系。

7）安检过程

为实现多种交通方式快捷、便利的换乘，城轨快线与普线可采取相同或相近的安全检查标准，实现旅客在两种运输方式之间无需二次安检，保证运输效率及运营组织安全。

8）票务票制

根据重庆市城轨快线与普线衔接的需求，体现以人为本的运输组织核心，建立重庆市多制式共享的清分中心。鼓励城轨快线与普线站场互设自动售（取）票设备，积极探索一体化协同运输电子客票，为实现“一站购票、一票出行”创造条件。

2.1.3 跨制式换乘

跨制式换乘模式下，不同线路间通过交通枢纽进行客流交换，各线土建、运营均不受影响，但票制票务方面受限于运营主体差异，存在无法互通、难以衔接等问题。与跨制式贯通情况类似，在安检方面可采取跨方式安检标准互认机制，有必要对城轨快线与普线的票务系统进行整合，推行“一票出行”，并共同设置清分中心对票务系统进行统一管理。

2.2 多专业联动保障方案

城轨快线/普线的协同运输组织与供电、车辆、行车、信号、通信、综合监控、FAS/BAS等各专业紧密相关，在不同运输组织模式下均需要各专业共同提供技术支撑和安全保障。

2.2.1 同制式跨线

为顺利实现同制式跨线模式下的协同运输组织，需要各线路、设备以及多专业进行联动保障，具体如图1所示。

图1 同制式跨线模式的多专业联动保障方案Fig.1 Multi-discipline coordinated guarantee scheme for crossing operation between the same technology

2.2.2 跨制式贯通

为顺利实现跨制式贯通模式下的协同运输组织，需要各线路、设备以及多专业进行联动保障，具体如图2所示。

图2 跨制式贯通模式的多专业联动保障方案Fig.2 Multi-discipline coordinated guarantee scheme for connecting operation between different technologies

2.2.3 跨制式换乘

在快/普线复合路网中，在快线与普线相交或衔接的站点，乘客通过换乘的方式完成不同线路的跨越，其中换乘方式一般包括结点换乘、共站厅换乘、长通道换乘等。跨制式换乘模式下，不同线路间通过交通枢纽进行客流交换，各线土建、车辆、供电制式和信号系统一般不受影响，但对于通信、综合监控、AFC等专业，需要结合不同形式的换乘车站、各车站建筑方案、机电系统设置方案及运营管理模式综合确定系统方案。

3 重庆市江跳线与5号线协同运输案例分析

3.1 工程概况

重庆市市郊铁路江跳线一期工程线路长28.22 km， 共设7座车站，采用As双流制型车，初、近、远期为6-6-7辆编组，采用交流25 kV及直流1 500 V接触网供电制式，交流牵引供电系统采用110/27.5 kV两级电压供电方式，最高设计速度120 km/h。重庆轨道交通5号线一期工程起于两江新区园博中心，止于大渡口区跳磴，设车站25座，线路长39.75 km；采用山地城市As型（直流）车，初、近、远期为6-6-7辆编组；1 500 V架空接触网供电工程；最高设计速度100 km/h，如图3所示。

图3 江跳线与五号线示意Fig.3 Illustration of Jiang-Tiao Line and Line 5

3.2 协同运输组织模式分析

从功能定位上看，5号线是城市南部南北向轨道交通线，串联城市外围城市副中心，江跳线与5号线在跳磴站衔接、走向一致，两线在功能定位上相辅相成，能够进一步发挥出两线联系主城区与江津区的作用，应考虑贯通运营。

从客流需求上看，江跳线主要承担江津区至重庆主城区的客流。江跳线高峰小时经5号线换乘进出主城区的客流量较大，早高峰大客流涌入主城，晚高峰大客流涌入江津沿线，因此江跳线与5号线满足贯通运营的客流需求。从技术标准上看，江跳线采用双流制As车型，与5号线在软硬件设备设施上具有兼容性。

综上所述，江跳线与5号线宜采用跨制式贯通运输组织模式,以减少跨线客流换乘次数、缩短乘客出行时间及减缓换乘站客流拥堵。

3.3 行车组织方案

基于对江跳线与5号线各年度客流量及客流分布的预测，江跳线与5号线本线开行单一交路的收益更大。对于贯通交路，江跳线较5号线短，且客流分布较为均衡，故选取江跳线的南端终点站作为贯通交路南端折返站。而贯通交路北端折返站的选取应尽量避免跨线运营对5号线的建设、整体服务水平等方面的影响。经多方综合研究及商讨，选用5号线一期终点站— 园博中心站作为江跳线跨线运营列车的北端折返站。

综合分析线路客流特征、功能定位、运营管理、工程条件等因素，江跳线与5号线初、近、远期列车交路方案如图4所示。

图4 江跳线与5号线列车交路方案Fig.4 Train routing schemes of Jiang-Tiao Line and Line 5

4 结论

基于对城轨快线与普线间系统制式、技术标准的分析，本文提出了3种城轨快线/普线协同运输组织模式，依次为同制式跨线、跨制式贯通和跨制式换乘模式。从工程可实施性及多专业联动保障的角度对所提出的3种协同模式的可行性及具体保障方案进行分析与设计。在此基础上，针对重庆市域铁路江跳线与普线5号线工程概况及客流特征，提出江跳线与5号线可实行跨制式贯通运营。为开展重庆市城轨快/普线协同运输提供理论基础与协同模式建设，也可为其他城市开展城轨快线与普线协同运输研究提供参考。