市域鐵路制式選擇對車輛基地影響分析

嚴(yán) 飛

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

1 概述

近年來，隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，國內(nèi)諸多特大城市和超大城市為滿足城市客運交通發(fā)展的需要和提升公共交通服務(wù)水平，均在中心城區(qū)范圍已建成或在建多條城市軌道交通線路。城市軌道交通的發(fā)展為中心城區(qū)居民出行提供了便利，能夠在一定程度上緩解城市公共交通擁堵的現(xiàn)狀。同時，為實現(xiàn)中心城市及周邊城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)能夠起到疏解中心城區(qū)職能、聯(lián)接中心城區(qū)與市郊城鎮(zhèn)的市域間公共交通也顯得尤為重要。

市域鐵路主要用于服務(wù)中心城區(qū)、市郊新城、城鎮(zhèn)組團(tuán)以及衛(wèi)星城等不同區(qū)域之間的通勤、通學(xué)、通商等短途旅客，具有速度快、運量大、通勤化等特點，是一種兼具地鐵公交化和高速動車組快速舒適的軌道交通模式，能夠有效拓展城市發(fā)展空間、縮短市域核心區(qū)至周邊主要區(qū)域的時空距離，引導(dǎo)城鎮(zhèn)化建設(shè)促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展。在國外的大中城市中，如東京、巴黎、莫斯科、倫敦、紐約等，均已形成了發(fā)達(dá)的市域鐵路網(wǎng)[1]。日本東京首都圈內(nèi)參與公共交通的市郊鐵路總長2 013 km，占軌道交通的87.3%[2]；巴黎從20世紀(jì)70年代發(fā)展至今，已形成了5條RER線路組成的市域鐵路線網(wǎng)[3，4]；莫斯科地區(qū)市郊鐵路正線運營里程2390.2 km，其中市內(nèi)390.2 km，郊區(qū)2 000 km，莫斯科市郊旅客運量占俄羅斯全國市郊鐵路客運量的50%；倫敦近郊區(qū)(50 km交通圈)市域鐵路總長達(dá)923 km[5]。紐約通勤鐵路總長1632 km，其中心城167 km，郊區(qū)1 465 km，其主要為郊區(qū)提供上下班的通勤服務(wù)。國內(nèi)方面，市域鐵路還處于發(fā)展階段，其規(guī)模體量與城市軌道交通相比存在巨大差別。國內(nèi)具有代表性的市域鐵路有：北京S2線、上海金山支線、成灌快速鐵路、溫州市域S1線等[6]。

2 工程概況

銀川市軌道交通線網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃由6條放射線路組成，線網(wǎng)總長227.8 km，其中市區(qū)線4條，分別為1、2、3、4號線，服務(wù)于中心城區(qū)；市域線2條，分別為濱寧線和永賀線，用于聯(lián)接中心城區(qū)與銀川市周邊組團(tuán)城鎮(zhèn)[7]。銀川市軌道交通線網(wǎng)共規(guī)劃2座大架修車輛基地，分別為1號線銀川東車輛基地和3號線習(xí)崗車輛基地。其中銀川東車輛基地承擔(dān)1號線、2號線及濱寧線車輛的大架修任務(wù)；習(xí)崗車輛基地承擔(dān)3號線、4號線及永賀線車輛的大架修任務(wù)。

濱寧線規(guī)劃為“一主兩支”：主線全長約51 km，共設(shè)車站12座，平均站間距4.25 km，最小站間距為0.81 km；最大站間距7.92 km；換乘站共5座；濱河支線全長8.2 km，設(shè)車站3座；機(jī)場支線全長17.6 km，設(shè)站4座。銀川市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃如圖1所示。

圖1 銀川市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃

濱寧線主線由西北向東南布設(shè)，西起規(guī)劃軌道交通2號線銀盛路站，止于寧東新城站，將銀川市中心城區(qū)與濱河新區(qū)、寧東組團(tuán)之間進(jìn)行了聯(lián)接，對濱河新區(qū)的發(fā)展起到積極引導(dǎo)作用，同時也能夠滿足寧東工業(yè)園區(qū)內(nèi)人員的日常通勤需求。2條支線分別服務(wù)于河?xùn)|機(jī)場和濱河新區(qū)，對濱河新區(qū)、保稅區(qū)、機(jī)場的開發(fā)具有帶動作用。作為市域快線，濱寧線能夠有效支持城市向東部地圖拓展的需求。

3 不同制式下車輛基地規(guī)模差異及工程投資分析

目前國內(nèi)已建成的市域鐵路的制式?jīng)]有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，既有采用國鐵制式的，也有采用城市軌道交通制式的(后簡稱城軌制式)。本文以濱寧線主線為列，分別研究了國鐵制式和城軌制式下的車輛基地方案。濱寧線全線共規(guī)劃一段兩場，其中主線含一段一場，車輛段承擔(dān)全線配屬車輛的定臨修任務(wù)。

目前，B型車已被廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)各個城市軌道交通系統(tǒng)，技術(shù)和產(chǎn)品較為成熟；溫州市域車是中車青島四方依托高速動車組研發(fā)體系，基于CRH6型城際動車組平臺，針對市域鐵路而研制的國內(nèi)首款新型軌道交通車輛。根據(jù)客流需求，本線車輛選型方案分別有：B型車以及溫州市域車，對采用不同車型不同制式時車輛基地方案進(jìn)行了對比。不同方案車輛選型參數(shù)見表1。從表1可以得出，B型車和溫州市域車具有部分相似的參數(shù)，但兩種車型采用的站立標(biāo)準(zhǔn)不同：B型車定員6人/m2，超員9人/m2；溫州市域車定員5人/m2，超員8人/m2。不同站立標(biāo)準(zhǔn)下，B型車載客量略大于溫州市域車；但在相同編組規(guī)模下，溫州市域車車體長度更長，且車廂內(nèi)座席也更多。

表1 不同制式方案下車輛選型參數(shù)

3.1 車輛檢修工作量計算

圖2 車輛段總平面布置方案(城軌制式)

根據(jù)不同方案下濱寧線全日行車計劃、列車對數(shù)、運營交路，同時依據(jù)現(xiàn)行《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157—2013)[8]、《城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(建標(biāo)104—2008)[9]以及《市域鐵路設(shè)計規(guī)范》(T/CRS C0101—2017)[10]推薦的車輛檢修周期、停修時間等資料確定車輛檢修任務(wù)量，計算結(jié)果分別見表2、表3。車輛基地的停車能力按系統(tǒng)最大能力設(shè)計，檢修、運用設(shè)施按近期規(guī)模建設(shè)，遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模預(yù)留。

表2 城軌制式方案計算結(jié)果 列位/d

表3 國鐵制式方案計算結(jié)果 列位/d

通過以上計算結(jié)果可以得出：與城軌制式方案相比，國鐵制式下檢修車數(shù)相對較少，其根本原因在于兩種車型的檢修周期不同，B型車檢修周期短，計算得到的檢修車數(shù)相對較多，而溫州市域車檢修周期長，因此得到的檢修車數(shù)少。

3.2 車輛基地總平面布置

車輛基地的總平面應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，并結(jié)合目前國內(nèi)已建成車輛基地的經(jīng)驗和成熟理念以及線路自身特點進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃布置[11-14]。根據(jù)工作量計算結(jié)果，分別研究了不同制式下車輛段和停車場的總平面布置方案。

(1)城軌制式方案

城軌制式方案車輛段占地20.8 hm2，設(shè)出入段線2條，對外出入口2處，運用庫與檢修組合庫成橫列式布置。運用庫設(shè)停車列檢線20條共40列位(預(yù)留5線10列位)，每線滿足停放2列4編組車輛的要求；檢修組合庫設(shè)周月檢線2條、靜調(diào)吹掃線各1條、定臨修線3條，車輛段北側(cè)設(shè)945 m長試車線1條；工程車庫位于檢修組合庫西側(cè)，物資總庫位于運用庫南側(cè)，鏇輪庫設(shè)于運用庫南側(cè)；洗車庫位于咽喉區(qū)，輪對動態(tài)檢測棚設(shè)于入段線上；其余生產(chǎn)生活設(shè)施分別位于咽喉區(qū)兩側(cè)集中布置，便于管理和有利于節(jié)省工程投資。車輛段總平面布置方案如圖2所示。

城軌制式方案停車場占地10.5 hm2，設(shè)出入段線2條，對外出入口2處，洗車庫和運用庫各1座。洗車庫位于咽喉區(qū)，運用庫設(shè)停車列檢線12條共24列位(預(yù)留4線8列位)，每線滿足停放2列4編組車輛的需求，設(shè)周月檢線1條，綜合樓等生產(chǎn)生活設(shè)施緊鄰規(guī)劃道路布置。停車場總平面布置方案如圖3所示。

(2)國鐵制式方案

國鐵制式方案車輛段占地22.7 hm2，設(shè)出入段線2條，對外出入口2處。根據(jù)本線列車到發(fā)次數(shù)并結(jié)合列車編組特點，到發(fā)存車線與檢查庫線采用橫列式布置。設(shè)到發(fā)存車線19條共38列位(預(yù)留4線8列位)，每條存車線滿足停放2列4編組車輛的需求；設(shè)4線檢查庫1座。臨修及不落輪鏇庫設(shè)于存車線北側(cè)，綜合樓、雜品庫等設(shè)于檢查庫南側(cè)，工程車庫設(shè)于檢查庫西側(cè)；洗車庫設(shè)于咽喉區(qū)，輪對動態(tài)檢測棚設(shè)于入段線上；其余生產(chǎn)生活設(shè)施分別位于咽喉區(qū)兩側(cè)。車輛段總平面布置方案如圖4所示。

國鐵制式方案停車場占地10.1 hm2，設(shè)出入段線2條，對外出入口2處。設(shè)洗車庫1座，位于咽喉區(qū)；設(shè)到發(fā)存車線10條共20列位(預(yù)留6線12列位)，每條存車線滿足停放2列4編組車輛的需求。綜合樓等生產(chǎn)生活設(shè)施緊鄰規(guī)劃道路布置。停車場總平面布置方案如圖5所示。

圖3 停車場總平面布置方案(城軌制式)

圖4 車輛段總平面布置方案(國鐵制式)

圖5 停車場總平面布置方案(國鐵制式)

3.3 車輛基地工程投資對比

采用不同制式方案下車輛基地規(guī)模及工藝設(shè)備投資對比見表4。

由表4可以得出：不同制式方案下車輛基地占地面積基本相當(dāng)，國鐵制式方案車輛基地占地較城軌制式方案多1.5 hm2，差別不大；由于城軌制式下車輛的停車和列檢需在庫內(nèi)進(jìn)行，而國鐵制式下車輛采用露天停放，由此造成城軌制式方案較國鐵制式方案車輛基地建筑面積增加約4.95萬m2，需增加投資約1.48億元；兩種制式下車輛工藝設(shè)備投資基本相當(dāng)，差別不大；對比國鐵車輛和地鐵車輛的檢修修程以及檢修周期可以得出：與地鐵車輛相比較，國鐵車輛檢修周期長，平均到車輛的全壽命周期中，國鐵車輛具有檢修成本相對較低、修停時間相對較短的特點。因此，從以上各方面因素對比可以得出：本線采用國鐵制式時，車輛基地的工程投資略小。

表4 車輛基地規(guī)模及工藝設(shè)備投資對比

4 不同制式下線網(wǎng)資源共享適應(yīng)性分析

線網(wǎng)資源共享使得能夠充分利用車輛的各種資源，最大限度地發(fā)揮車輛的整體效益[15]。目前已得到了城市軌道交通領(lǐng)域各方面的重視并進(jìn)行了大量研究[16-18]。根據(jù)銀川市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，全線網(wǎng)共規(guī)劃2處軌道交通大架修車輛基地，分別為1號線銀川東車輛基地和3號線習(xí)崗車輛基地，其中銀川東車輛基地承擔(dān)線網(wǎng)中1、2號線以及濱寧線的車輛大架修作業(yè)，習(xí)崗車輛基地承擔(dān)3、4號線以及永賀線的車輛大架修作業(yè)。

4.1 城軌制式方案線網(wǎng)資源共享適應(yīng)性分析

采用城軌制式方案時，根據(jù)銀川市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃研究成果，從全網(wǎng)大架修資源共享角度出發(fā)，根據(jù)線網(wǎng)功能定位，濱寧線設(shè)1段1場。由于與市區(qū)軌道交通線路采用相同車型和相同制式，濱寧線可與市區(qū)軌道交通線路實現(xiàn)互聯(lián)互通，其配屬車輛的大架修任務(wù)可由1號線銀川東車輛基地承擔(dān)，與線網(wǎng)規(guī)劃基本一致。

4.2 國鐵制式方案線網(wǎng)資源共享適應(yīng)性分析

采用國鐵制式方案時，由于與其他市區(qū)軌道交通線路的車型、供電制式、限界要求等參數(shù)的不同，濱寧線所配屬車輛的檢修作業(yè)無法與其他線路資源共享。濱寧線設(shè)1段1場，其配屬車輛的一、二級修作業(yè)由車輛段承擔(dān)，由于本線配屬車輛的規(guī)模小，專門為配屬的車輛修建1座車輛檢修基地工程投資高、代價大，因此，濱寧線配屬車輛的高級修(三、四、五級修)需要外委專業(yè)維修公司或車輛制造廠家承擔(dān)。

5 結(jié)語

以銀川市市域濱寧線為列，研究了不同制式下車輛基地規(guī)模差異、總平面布局特點、工程投資對比以及線網(wǎng)資源共享的適應(yīng)性。研究得出：對于本線而言，不同制式方案下車輛基地占地以及車輛工藝設(shè)備投資基本相當(dāng)，差別不大；由于城軌制式下車輛停車列檢在庫內(nèi)進(jìn)行，而國鐵制式下車輛采用露天停放，由此造成城軌制式下車輛基地內(nèi)建筑面積增加而引起的工程投資增加較大；城軌制式方案下本線車輛的大架修作業(yè)可由線網(wǎng)中大架修車輛基地承擔(dān)；國鐵制式下本線車輛的大架修作業(yè)需外委其他單位承擔(dān)。綜合分析表明：本線采用城軌制式時，車輛基地投資略高，但有利于車輛基地資源共享。在不同城市對市域鐵路制式選擇時，需根據(jù)具體條件、線路特點以及線網(wǎng)資源共享等各方面因素進(jìn)行分析比選研究，不同制式下對車輛基地的影響可借鑒上文進(jìn)行分析比較。

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