北黑鐵路升級改造速度目標值研究

張旭

中鐵第六勘察設計院集團有限公司 線路站場設計院 天津 300308

1. 北黑鐵路升級改造工程概況

1.1 既有線概況

北（安）黑（河）鐵路是全國最長的地方鐵路，位于黑龍江省北部，呈南北走向，南起北安市，北抵中俄邊境口岸黑河市。既有北黑鐵路全長302.689km，其中北安至龍鎮段62.789km，隸屬于中國鐵路哈爾濱局集團有限公司管轄，龍鎮至黑河段239.9km，隸屬于黑河地方鐵路公司管轄，是黑龍江西北部地區對外客貨交流的主要通道。既有北黑線開行旅客列車5對/日，北安至黑河段列車運行距離約300km，耗時約5小時30分鐘，旅客列車運行速度僅為70km/h，平均旅行速度約54km/h。

1.2 線路在路網中的功能及作用

北黑鐵路在北安與濱北線（哈爾濱-綏化-北安）、齊北線（齊齊哈爾-富裕-北安）銜接，融入國家鐵路網，是黑河至哈爾濱鐵路通道的關鍵環節[1]。根據《中長期鐵路網規劃（2016年調整）》，擬對濱北線進行擴能改造，擬對齊北線富裕-北安段進行電化改造；根據《黑龍江省鐵路“十三五”規劃》，擬開工哈爾濱至佳木斯鐵路電化改造項目，規劃研究綏化至黑河鐵路擴能改造項目。因此，北黑鐵路改造后，將成為黑河-綏化-哈爾濱-長春快速鐵路的重要組成部分。

1.3 項目建設必要性及功能定位

北黑鐵路是中俄口岸貿易往來的重要交通方式，是邊境城市與內地客貨交流的主要干線，是黑龍江省“五縱兩橫一邊”綜合運輸大通道的重要組成部分。北黑鐵路升級改造對構筑中俄經濟走廊、推動東北全面振興、提高鐵路運輸質量、提升鐵路運輸能力、消除鐵路安全隱患及鞏固國防等意義重大。

1.4 升級改造方案

北黑鐵路現狀為單線內燃鐵路，由于修建年代早、線路標準低、坡度大、曲線半徑小，運營條件差，嚴重影響本線旅客列車的行車速度。為改善鐵路運營條件，滿足客運快速需求，提高運輸市場競爭力，亟需對其進行提速改造。根據北黑鐵路近、遠期客貨運量及經濟預測分析，確定采用既有單線提速的形式。

2. 速度目標值研究

速度目標值的選擇是既有線提速改造工程研究的重點，本次根據線路的功能定位、運量預測，并對比區域內公路運輸時間，確定時間目標值并選擇不同速度目標值方案，進而通過工程投資、旅行時間及節時比、路網協調性方面綜合分析比較確定提速方案[2]。

2.1 時間目標值

根據區域路網相關規劃和項目建設方案研究結果，本線研究年度與沿邊鐵路通道相連，主要承擔黑河地區及沿線居民出行客流和沿邊鐵路通道的通過客流?，F狀北安至黑河間的旅客運輸狀況為：既有北黑鐵路技術標準較低，速度目標值僅為60～80km/h，最快的旅客列車需要5小時2分鐘；北安～黑河的公路全程約270km，耗時約3.5小時。鐵路運輸具有準點率高、全天候運輸、運價低的優勢，從與公路競爭力分析，若在旅行時間上具備一定的優勢才能占有更多的市場份額。通過對比公路運輸時間，北安至黑河間列車旅行時間目標值應控制在3小時以內。

2.2 速度目標值方案選擇

本次研究以實現提速改造目標為前提，同時考慮充分利用既有線路，盡量減少廢棄工程，降低工程投資。根據項目運量預測結果和功能定位分析，本線運輸組織模式為客貨共線鐵路，由于在區域鐵路網中起著骨干所用，因此鐵路等級為Ⅰ級。根據《鐵路線路設計規范》（TB10098-2017），可選擇的速度目標值有80km/h、100km/h、120km/h、160km/h和200km/h五個方案[3]。

由于客貨共線鐵路的旅客列車設計速度為200km/h時，應一次修建雙線。本線若按雙線建設，運量無法有效支撐鐵路運營，運輸能力富余過大，且大幅度增加工程投資，使投資靡費。若按達速80km/h方案改建，改建后線路全長239.015km，其中利用既有線187.027km，工程靜態投資約24.2億元。該方案雖節省投資，但對列車運行速度提升較小，既有運輸條件沒有得到較好的改善，不符合本線功能定位，也無法達到本線改造預期目標。因此本次研究對80km/h和200km/h速度方案不再進行深入研究，重點研究提速至100km/h方案、120km/h方案和160km/h方案。

2.3 工程經濟比較分析

根據項目的功能定位，結合沿線地形及既有線平縱斷面情況，對既有單線分別提速至100km/h、120km/h、160km/h三個方案的主要工程內容和投資[4]進行分析比較如下表1。

表1 不同速度目標值方案主要工程數量及投資比較表

由上表1可知，提速160km/h方案對全線160km/h速度目標值不匹配的小半徑曲線（R＜1600m曲線）進行改造，既有線利用率為41.6%，工程靜態投資為84.52億元。該方案相對于100km/h方案，投資增加148407萬元。

2.4 旅行時間和節時比分析

本線采用100km/h、120km/h和160km/h速度目標值方案時，列車旅行時間與預期時間目標比較如下表2所示：

表2 各方案客車旅行時間與本線預期時間目標值對照表

由上表2可知，提速至160km/h方案旅行時間為2.5小時，相比現狀旅行時間縮短158分鐘，節時比為5349.37萬元/ min，節時比[5]效果好，且可以滿足本線對時間目標值的要求。

2.5 路網協調性分析

北黑鐵路在路網上東南方向連濱北線，西南方向銜接齊北線，向北與規劃的黑河口岸鐵路連通，是研究區域唯一的鐵路運輸通路。根據《黑龍江省鐵路“十三五”發展規劃》，明確利用既有線改造的通達邊境口岸地區通道等項目采用時速160公里及以上，重點推動哈爾濱與主要市（地）及出省骨干通道建設，同時綏化至黑河鐵路擴能改造工程已被納入“快速鐵路網”中重點推進。根據規劃，濱北線、北黑線是我國北部中俄客貨運輸的通道，該通道是通向黑河口岸的快速通道，速度目標值為160km/h。

3 研究結論

對不同速度目標值方案從工程經濟、提速時間和路網協調性方面綜合分析，提速至160km/h方案相比提速至100km/h方案和提速至120km/h方案，雖工程投資較大，但節時比效果好，列車旅行速度提升較多，可以滿足本線時間目標值的要求。提速160km/h方案符合黑龍江省北部快速鐵路網規劃，與規劃濱北線、齊北線等相關線路路網協調性好，運行時分遠低于高速公路，市場競爭力有所提高。推薦采用提速至160km/h方案。