城市群城際軌道交通功能定位及速度目標值分析

薛新功 饒雪平

（中鐵上海設計院集團有限公司，200070，上海∥第一作者，教授級高級工程師）

城市群是在一定地域范圍內具有相當數量的城市，并以幾個大城市為地區核心共同構成的社會經濟緊密聯系的城市集合體。法國地理學者戈德認為，城市群是城市發展到成熟階段的最高空間組織形式。當前，我國正在形成或規劃形成長三角、珠三角、京津冀等23個城市群。快速發達的綜合交通交通體系為城市群經濟發展的壯大起到了巨大的支撐作用。城市群城際軌道交通作為綜合交通系統的重要組成部分也正在積極開展建設。本文試圖通過分析城市群城際軌道交通的功能定位與特征，提出城市群城際軌道交通交通的層次劃分、速度目標值及系統制式選擇等方面的建議。

1 城市群城際客流特征

城市群是一個經濟緊密聯系的特定地域范圍，區域性、群聚性和中心性是城市群三個比較明顯的特征。城市群城際客流在出行目的、客流分布、出行時間及距離等方面也具有一定的特征。

1）客流出行目的：城市群城際客流主要以商務、旅游、探親等為出行目的，其中以商務為目的客流比例比較高。

2）客流出行分布：城市群城際客流主要是城市之間的客流、城市與所轄城鎮之間的客流及城鎮之間的客流。由于城鎮之間的經濟聯系較少，因此城市之間的客流及城市與所轄城鎮之間的客流比例比較高，并且具有一定的向心性和直達性特點。

3）客流出行時間：城市群城際旅客出行時間的隨機性比較強，在日客流量上雖然有一定的高峰和平峰時段，但沒有象城市內的客流非常明顯的潮汐特征。同時，節假日旅客流量相比平時客流有大幅度增長，主要為旅游探親客流。

4）客流出行距離：城市群城際客流出行距離與城市群城市、城鎮分布和密集程度有關系；城際客流出行距離相對于城市內客流出行距離較長，一般在20km以上、300km以內。

2 城市群城際軌道交通與國家鐵路和城市軌道交通的區別

我國國家客運鐵路從速度等級上可分為普速鐵路和高速鐵路兩個等級。速度目標值在160km／h以下稱為普速鐵路；速度目標值在200km／h及以上稱為高速鐵路。國家客運鐵路主要是從國家鐵路運輸網絡層次上為旅客運輸服務，是跨省域、跨區域、跨城市群之間的旅客運輸服務體系，在總體功能、服務范圍及對象、技術標準等都有明確的界定。

城市軌道交通作為城市交通的骨干運輸體系，最高運營速度一般不超過120km／h，其主要是為城市居民提供乘客上下班及日常事務的交通工具，同時參與疏解鐵路、航空進入城市的客流。

國家鐵路與城市軌道交通作為軌道交通的兩種基本類別，國內相應的技術標準和規范都有了非常明確的定義。而城市群城際軌道交通作為一種新型的軌道交通類別，在總體功能、客流特征與鐵路和城市軌道交通并不完全相同，因此采用的技術標準及運營方式并不完全等同于鐵路和城市軌道交通。城市群城際軌道交通與國家鐵路和城市軌道交通的區別見表1。

表1 城市群城際軌道交通與國家鐵路和城市軌道交通的區別

3 城市群城際軌道交通功能層次劃分及系統制式的選擇

3.1 城市群城際軌道交通功能層次劃分

城市群城際軌道交通作為城市群內的骨干交通系統，其網絡應根據城市群組成形態、客流集聚走廊等方面形成不同的形態及網絡層次。如長三角形成以滬寧、滬杭、寧杭城際為骨干線的城市群發展主軸，以輔線及聯絡線形成三角形狀的城市群軌道交通網絡；珠三角城市群形成以廣州為中心、廣珠和廣深城際為主軸的放射與環狀相結合的城市群軌道交通網絡；中原城市群以鄭州為中心，以洛陽－鄭州－開封和新鄉－鄭州－漯河為主軸十字加半環形的城市群軌道交通網絡。從這些規劃的城市群軌道交通網絡案例來看，城市群軌道交通線路在網絡中的定位基本可以劃分為三個層次：一是以城市客流主通道形成城市群城際軌道交通的主軸線；二是在客流次通道上形成城市群城際軌道交通次軸線；三是以完善線網的功能、區域覆蓋等形成城市群城際軌道交通輔助線。

主軸線路、次軸線路及輔助線路應根據時間目標的要求，線路長度及設站情況選擇合適的速度目標值。如果從線路采用的速度目標值這一重要指標來看，城市群城際軌道交通可分為城市群內高速城際軌道交通線和快速城際軌道交通線。高速城際軌道交通線是指速度目標值為200km／h及以上的線路，快速城際軌道交通線是指速度目標值為200 km／h以下的軌道交通線路。

3.2 城市群城際軌道交通系統制式的選擇

目前軌道交通根據選用的車輛、供電方式、信號控制系統及運營組織形式的不同主要分為國家鐵路制式和城市軌道交通制式（地鐵系統、輕軌系統、單軌系統等）。城市群城際軌道交通是一類服務于中短距離的旅客服務系統。它有自己的特點，從功能定位上并不完全與國家鐵路及城市軌道交通一致，但在制式的選擇上可以根據線路特點和客流特點選擇國家鐵路制式或城市軌道交通制式。

城市群高速城際軌道交通線路由于設計最高運營速度均在200km／h及以上，而城市軌道交通采用車輛的速度均比較低，因此城市群高速城際軌道交通均采用國家鐵路制式；而城市群快速城際軌道交通的速度相對較低，因此可根據客流條件、線路條件、與國家鐵路的關系等方面選擇國家鐵路制式或城市軌道交通制式。例如，珠三角城市群廣佛城際軌道交通線路的長度約為37km，采用了城市軌道交通制式，設計最高運營速度為120km／h。當前，國內城市軌道交通所采用的最高運營速度為120km／h，有些城市正在研究最高運營速度為140km／h和160km／h的城市軌道交通制式的軌道交通。

4 城市群城際軌道交通速度目標值選擇

速度目標值是城市群城際軌道交通技術標準的重要指標。速度目標值的選擇除了要滿足城市群的可達性要求外，還會受線路條件、投資、能耗、環保及噪聲等多方面的影響。

影響城市群城際軌道交通速度目標值的因素很多，總體上有三類因素比較重要：一是城市群的可達性因素，城市群城際軌道交通速度目標值的選擇首先要滿足城市群可達性的總體規劃要求；二是建設投資和運營成本因素，不同速度目標值的城市群城際軌道交通的運營成本是不一樣的，速度越高，投資及運營成本及環境保護要求也越大，應選擇合理的速度目標值使投資和運營成本適度，使城市群城際軌道交通發揮最大的經濟效益和社會效益；三是線路條件特別是列車停站站間距條件，速度目標值越高，為充分發揮列車性能，需要更大的站間距，站間距不僅要滿足列車起停的加減速距離的要求，同時還要保證列車有一定的惰行距離（以接近最高運行速度運行的距離）以充分發揮列車性能，故速度目標值需要與列車停站站間距離能較好地匹配。

4.1 影響城市群高速城際軌道交通速度目標值的因素

城市群高速城際軌道交通通常采用的速度目標值有200km／h、250km／h、300km／h和350km／h 4個級別。從主要技術標準上分析，這4種速度的軌道交通在采用的技術標準上相差較大。當速度目標值在300km／h以上時，從土建到設備的技術標準都非常嚴格，特別是在路基沉降、軌道結構、橋梁結構、電氣化及信號等方面的技術要求差別較大，因此在工程投資方面差別也較大（見表2）。

表2 城市群高速城際軌道交通不同速度目標值相應的技術標準及工程投資分析表

從能耗上分析，300km／h及以上的速度目標值比250km／h速度目標值的能耗增加40%以上，比200km／h的速度目標值的能耗增加一倍以上。從運營安全及環境影響方面分析，隨著速度目標值的提升，對運營安全及環境的影響呈非線性的提升。以寧安城際軌道交通為例：若速度目標值采用350 km／h，聲屏障的設置長度較250km／h情況下增加24%；若速度目標值采用300km／h，聲屏障的設置長度較250km／h僅增加5%。

因此，對城市群高速城際軌道交通速度目標值的選擇需要從工程投資、運營安全、能耗、環境保護等方面做充分的比選，在滿足客流需求的前提下，不要過分地追求高速度。由于城市群城際軌道交通的線路比較短，不同于國家高速鐵路干線，因此在速度上采用250km／h相對比較合適，同時在技術、經濟、安全、環保等方面經綜合比較，可適當提升至300km／h或降低至200km／h的速度目標值。

4.2 影響城市群快速城際軌道交通速度目標值的因素

城市群快速城際軌道交通通常采用的速度目標值有120km／h、140km／h和160km／h三個級別。從工程投資和主要技術標準上分析，這三種速度的軌道交通在采用的技術標準上實際相差并不大，其各分項工程投資相差也不多（見表3）。同時，這三種速度在環境影響、噪聲以及動車購置費等方面也沒有很大的差別，因此在城市群快速城際軌道交通速度目標值的選擇方面主要應考慮客流對時間目標值的需求及列車停站站間距的大小。如果線路條件以及列車停站站間距滿足160km／h的速度目標值要求，城市群快速城際軌道交通的速度目標值應以160km／h為宜；如果線路長度較短，沿線客流集聚點較多，列車停站站間距較小，也可適當降低速度目標值。

表3 城市群快速城際軌道交通不同速度目標值相應技術標準及工程投資分析表

5 結語

隨著我國城市群經濟的快速發展，城市群內的交通需求將日益增加，城市群城際軌道交通將成為各城市群內綜合交通的重要組成部分。本文分析了城市群城際軌道交通的功能定位及客流特征，初步劃分城市群城際軌道交通的分類及采用的系統制式，并提出城市群高速城際軌道交通以采用250 km／h及快速城際軌道交通以采用160km／h的速度目標值為宜的基本結論。未來隨著城市群內部交通需求的多樣化，城市群城際軌道交通的系統制式和速度目標值也將呈多樣化的發展。

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