沿江高速鐵路速度目標(biāo)值方案研究

陶葉平

(中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司工程質(zhì)量監(jiān)督站，200040，上海//高級工程師)

沿江高速鐵路合肥至上海段(以下簡稱“沿江高鐵”)位于中國東部長江三角洲區(qū)域，線路西起安徽省合肥市，途經(jīng)江蘇省南京市、揚(yáng)州市、泰州市及南通市，終至上海市，正線全長595.3 km[1-5]。沿江高鐵是國家高速鐵路網(wǎng)“八縱八橫”中沿江通道的重要組成部分，揚(yáng)州至上海段是京滬第二通道的重要組成部分,是長三角城際鐵路網(wǎng)的骨干；南京至南通段是江蘇省“三縱四橫”鐵路網(wǎng)主骨架的重要組成部分；南通至上海段是沿海通道的靈活徑路。

速度目標(biāo)值決定線形設(shè)計、土建標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)及運營成本、運營效率及效益等各個方面，因此研究沿江高鐵速度目標(biāo)值具有重要意義。速度目標(biāo)值研究應(yīng)結(jié)合客流特點、功能定位、路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配、旅行時間適應(yīng)性、達(dá)速比、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程經(jīng)濟(jì)、客流影響及財務(wù)效益等多因素進(jìn)行綜合比選研究[6-9]。

1 沿江高鐵旅途時間目標(biāo)值的確定

1. 1 客流特點分析

在現(xiàn)狀數(shù)據(jù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用四階段法全面分析通道內(nèi)綜合交通方式出行預(yù)測結(jié)果，并通過不同交通方式的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行市場份額競爭分析后，預(yù)測得出沿江高鐵客運結(jié)果。沿江高鐵承擔(dān)客流主要分為長途跨線客流和長三角城際客流兩種，具體各區(qū)段客流占比如表1所示。

長途跨線客流主要為川渝、鄂中、皖中、京津冀、魯中南、山東沿海地區(qū)及沿江高鐵沿線地市的客流，以商務(wù)、探親、旅游為主；長三角城際客流主要為長三角內(nèi)部鹽城、淮安、蘇州等市，以及沿江高鐵行經(jīng)合肥、南京、揚(yáng)州、泰州、南通、上海等市的客流，以商務(wù)、公務(wù)、旅游度假、務(wù)工、探親、學(xué)生為主。長途跨線流占比較大，且城際客流中商務(wù)客流占有一定比重，對便捷性和直達(dá)性要求高。

表1 沿江高鐵承擔(dān)客流比例示意表

1. 2 相關(guān)規(guī)劃要求

國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》要求實現(xiàn)相鄰大中城市間1至4 h交通圈、城市群內(nèi)0.5至2.0 h交通圈；《長江三角洲地區(qū)城際客運鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2005—2020年)》指出，沿江地區(qū)地級城市間2 h互通；《江蘇省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》要求形成2 h快速交通圈；《江蘇省“十三五”鐵路發(fā)展規(guī)劃》要求著力建成“三縱四橫”高速鐵路網(wǎng)，實現(xiàn)滬、寧、杭之間1 h左右抵達(dá)，設(shè)區(qū)市與南京2 h左右抵達(dá)，與上海3 h左右抵達(dá)；《安徽省“十三五”及中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》要求實現(xiàn)合肥與周邊相鄰省會城市間1～2 h到達(dá),與各大經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城市(北京、上海、廣州、重慶、西安)間3～5 h通達(dá)交通圈。綜合上述規(guī)劃，沿江高鐵的時間目標(biāo)值宜為3 h，合肥至南京時間目標(biāo)宜為1 h，南京至上海時間目標(biāo)宜為2 h。

1. 3 運輸市場需求分析

合肥至上海現(xiàn)狀出行時間如表2所示。考慮到公路機(jī)動靈活，能提供“門到門”服務(wù)，參考既有鐵路運營效果，為確保沿江高鐵在運輸市場中的競爭力，扣除出行附加時間后合肥至上海時間目標(biāo)值不宜超過2.5 h，合肥至南京時間目標(biāo)值不宜超過1.0 h，南京至上海時間目標(biāo)值不宜超過1.5 h。

表2 合肥至上海現(xiàn)狀出行情況及旅途時間目標(biāo)值表

2 沿江鐵路速度目標(biāo)值的選擇

2. 1 速度目標(biāo)值方案構(gòu)成

考慮到沿江鐵路是我國 “八縱八橫” 高速鐵路網(wǎng)中沿江鐵路通道和京滬第二通道的重要組成部分，也是長三角城際鐵路網(wǎng)的骨干和江蘇省“三縱四橫”高速鐵路網(wǎng)主骨架的重要組成部分，是一條以長途客流及長三角區(qū)域城際客流為主的高速鐵路，為凸顯其在國家和長三角高速鐵路網(wǎng)中的骨干定位，其速度目標(biāo)值宜選擇250 km/h及以上，且宜高不宜低。因此結(jié)合本線客流特點、功能定位，本次速度目標(biāo)值研究了250 km/h、300 km/h及350 km/h等三個方案。

2. 2 速度目標(biāo)值方案比選

2. 2. 1 路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配性分析

沿江高鐵作為國家和長三角高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，應(yīng)與相鄰路網(wǎng)內(nèi)互通的高速及快速鐵路相匹配。相鄰路網(wǎng)內(nèi)，與本項目有跨線交流的高速及快速鐵路主要有京滬高鐵、鄭徐客專、合武高鐵、合九客專、京九高鐵、寧安客專、寧杭客專、鹽泰錫常宜鐵路、杭甬客專、臨淮鐵路、連鎮(zhèn)鐵路、徐宿淮鹽鐵路、鹽通鐵路、通蘇嘉鐵路、蘇南沿江鐵路、連鹽鐵路、滬通鐵路、青連鐵路等。其中，除沿海快速鐵路速度目標(biāo)值為200 km/h，寧安客專、連鎮(zhèn)鐵路、徐宿淮鹽鐵路速度目標(biāo)值為250 km/h外，其余既有、擬建和規(guī)劃線路的速度目標(biāo)值均為350 km/h。考慮與通道其他線路的銜接匹配，本項目速度目標(biāo)值選擇350 km/h方案。與其他速度目標(biāo)值方案相比，該方案的路網(wǎng)適應(yīng)性更好。

2. 2. 2 旅行時間適應(yīng)性分析

表3為大站直達(dá)列車運行時間表。由表3可見，無論是長距離出行還是區(qū)域內(nèi)出行，只有350 km/h速度目標(biāo)值方案可以滿足各區(qū)段客流時間目標(biāo)值要求。與既有交通方式相比，該速度目標(biāo)值方案均可較大幅度縮短旅客的出行時間；與其他速度目標(biāo)值方案相比，該速度目標(biāo)值方案節(jié)省旅行時間較為明顯。合肥—上海段大站直達(dá)列車350 km/h方案較250 km/h方案節(jié)省39 min，節(jié)時比為28%；合肥—南京段大站直達(dá)列車350 km/h方案較250 km/h方案節(jié)省7 min，節(jié)時比為26%；南京—上海段大站直達(dá)列車350 km/h方案較250 km/h方案節(jié)省5 min，節(jié)時比為16%。

2. 2. 3 達(dá)速比分析

固定速度目標(biāo)值在不同站間距下的達(dá)速比指標(biāo)尤為重要，在滿足時間要求的前提下，主要站達(dá)速比應(yīng)在50%以上。全線來講，合肥至上海段大站直達(dá)列車可分為合肥—南京—上海及合肥—南京—揚(yáng)州—泰州—南通—上海兩種停站模式，根據(jù)列車模擬牽引

表3 不同速度目標(biāo)值方案大站直達(dá)列車運行時間比較表

計算，250 km/h、300 km/h及350 km/h方案大站直達(dá)列車平均達(dá)速比分別如表4所示。三種速度目標(biāo)值方案達(dá)速比均能滿足達(dá)速比要求。

表4 沿江高鐵大站直達(dá)列車達(dá)速比分析表

2. 2. 4 工程影響分析

本線行經(jīng)地區(qū)地形平坦，線路走向主要受沿線城鎮(zhèn)分布、城市規(guī)劃及現(xiàn)有建筑物影響。因線路最小曲線半徑不同引起的線路長度差異很小。不同速度目標(biāo)值方案的差異主要體現(xiàn)在軌道、路基、橋梁等結(jié)構(gòu)形式方面的不同，如表5所示。

250 km/h、300 km/h、350 km/h三個方案投資差異主要體現(xiàn)在靜態(tài)投資方面，機(jī)車車輛購置費及流動資金等部分變化微小。其中：靜態(tài)投資350 km/h方案較250 km/h方案增加約為12.5%，較 300 km/h方案增加4.3%。不同速度目標(biāo)值方案主要工程量對比如表6所示。

2. 2. 5 客流影響分析

沿江高鐵是沿江通道、京滬高鐵第二通道及沿海鐵路通道的組成部分，銜接江蘇、安徽、上海兩省一市，直接吸引區(qū)人口達(dá)16 614萬人。沿江高鐵沿線是長三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為活躍的地區(qū)之一，研究年度通道客運需求將有較快增長。如選取250 km/h標(biāo)準(zhǔn)，相對350 km/h具有票價優(yōu)勢，利于吸引沿線地區(qū)城際客流，但不利于吸引時間價值要求較高的跨線通過客流及本線對外客流。不同速度目標(biāo)值方案近遠(yuǎn)期客流如表7所示。

經(jīng)濟(jì)效益影響分析：根據(jù)中國鐵路總公司《關(guān)于深化鐵路建設(shè)項目經(jīng)濟(jì)評價工作的通知》，250 km/h客專運價率采用0.29元/(人·km)，300～350 km/h客專運價率采用0.52元/(人·km)；運營成本方面，250 km/h客專有關(guān)成本取1 400元/(萬人·km)，250 km/h客專無關(guān)成本正線每公里取180萬元，300～350 km/h客專有關(guān)成本取1 800元/(萬人·km)，300～350 km/h客專無關(guān)成本正線每公里取230萬元。根據(jù)財務(wù)評價結(jié)果，全部投資稅后財務(wù)內(nèi)部收益率，350 km/h方案最優(yōu)為3.37%，300 km/h方案次之為3.28%，250 km/h方案最差為-0.27%。

表5 不同速度目標(biāo)值方案主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對照表

表6 不同速度目標(biāo)值方案主要工程量及靜態(tài)投資對照表

表7 不同速度目標(biāo)值方案近遠(yuǎn)期客流 萬人

2. 3 比選結(jié)果

綜上分析，350 km/h速度目標(biāo)值方案更貼合沿江高鐵的滬漢蓉及京滬高鐵二通道重要組成部分的功能定位，與長三角和江蘇省城際鐵路主骨架的地位更相符合，與相關(guān)跨線鐵路銜接協(xié)調(diào)性更好；大站直達(dá)列車全線仍較250 km/h方案節(jié)省39 min，節(jié)時比28%，且全線主要車站達(dá)速比為59%，滿足要求；從工程投資來看，350 km/h速度目標(biāo)值方案雖較250 km/h和300 km/h速度目標(biāo)值方案分別增加投資10.7%和2.9%，但對客流吸引強(qiáng)度較大，且350 km/h方案票價較高，故綜合效益最好。綜上所述，考慮功能定位和客流特點，從滿足沿線快速出行的需求和相鄰路網(wǎng)的銜接角度考慮，按照綜合效益最大化的原則，沿江高鐵推薦采用350 km/h速度目標(biāo)值方案。

3 結(jié)語

速度目標(biāo)值選擇需結(jié)合客流特點、功能定位、路網(wǎng)協(xié)調(diào)匹配、旅行時間適應(yīng)性、達(dá)速比、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程經(jīng)濟(jì)、客流影響及財務(wù)效益選擇合理的方案。筆者認(rèn)為沿江高速鐵路合肥至上海段采用350 km/h速度目標(biāo)值方案，路網(wǎng)的協(xié)調(diào)匹配高、達(dá)速比合理、綜合效益佳。