市域（郊）鐵路兼顧貨運和城市軌道交通的可行性初探

王建永，張 旗

（1.寧波市城際鐵路發(fā)展有限公司，浙江寧波 315042；2.上海金山鐵路有限責(zé)任公司，上海 200233）

1 引言

市域（郊）鐵路對都市圈的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。隨著城市群一體化交通網(wǎng)的建設(shè)，干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通融合發(fā)展的推進(jìn)，市域（郊）鐵路將成為城市群交通的公交主動脈。中國國家鐵路局發(fā)布的《市域（郊）鐵路設(shè)計規(guī)范》（征求意見稿）在法定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上禁止市域（郊）鐵路兼顧貨物運輸，規(guī)定其以服務(wù)都市圈中心城市城區(qū)和周邊城鎮(zhèn)組團(tuán)間的通勤客流為主。國內(nèi)已建或在建項目，大都存在客流強(qiáng)度遠(yuǎn)低于線路運力，富余運力閑置，因此，針對利用富余運力兼顧貨物運輸和中小城市軌道交通的可行性開展分析研究，拓展市域（郊）鐵路功能。

2 線路實際客運能力與實際客流分析

2.1 實際客運能力

線路客運能力與運營時間、最小發(fā)車間隔及列車的最大載客能力有密切關(guān)系，參照鐵路部門通常控制的發(fā)車間隔5 min，扣除4 h天窗修時間，全天可開行240 對列車，以上海金山鐵路、寧波—余姚市域鐵路為例，由于通勤客流集中于早晚高峰的特點，在車輛配置上，通常配置8 編組列車，在滿足客流需求的同時，降低運營成本，以8編組CRH6F動車組的最大載客量1 950人計，全天斷面載客能力為93.6萬人次，高峰小時的斷面載客能力為4.68萬人次，若按《市域（郊）鐵路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的最大設(shè)計能力24對列車每小時計，全天斷面載客能力和高峰小時能力都翻倍，其中高峰小時斷面客流能力達(dá)9.36 萬人次。

2.2 實際客流

調(diào)研浙江省內(nèi)幾條新建市域（郊）鐵路前期研究報告的客流強(qiáng)度，都遠(yuǎn)小于上述可實際操作的4.68 萬人次的高峰小時載客能力，如表1所示。

上海金山市域鐵路為國內(nèi)第一批市域（郊）鐵路示范項目之一，目前全天客流量為3萬人次，高峰小時0.45萬人次。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，按《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委等單位關(guān)于推動都市圈市域（郊）鐵路加快發(fā)展意見的通知》（國辦函[2020] 116號）早晚高峰發(fā)車間隔10 min，即可滿足市域（郊）鐵路初、近期的客流需求，也滿足大部分項目的遠(yuǎn)期客流需求，即線路發(fā)揮25%的能力，就可滿足市域（郊）鐵路早晚高峰的旅客出行需求。結(jié)合平峰期的客流強(qiáng)度更低、在夜間基本不開行市域（郊）列車的實際情況，線路的運力存在著很大的富余。

表1 浙江省部分都市圈城際鐵路前期報告高峰小時最大斷面客流數(shù)據(jù) 萬人次/ h

3 沿線城市的實際需求分析

除與中心城市實現(xiàn)1 h通勤需求外，一些沿線的縣（市、區(qū)）有著強(qiáng)烈的城市軌道交通需求和鐵路貨物運輸需求。以寧波為例，列入建設(shè)規(guī)劃的寧波—慈溪、寧波—余慈2個市域鐵路項目，沿線除經(jīng)過人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，都進(jìn)入余姚、慈溪主城區(qū)，同時進(jìn)入規(guī)劃的前灣新區(qū)。2018年余姚、慈溪兩市主要社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表 2所示。

表2 2018年余姚、慈溪兩市主要社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）分析，兩地貨物需求和本區(qū)域客流需求旺盛，前灣新區(qū)是浙江省批準(zhǔn)的新區(qū)，肩負(fù)著作為長三角一體化發(fā)展標(biāo)志性戰(zhàn)略大平臺、滬浙高水平合作引領(lǐng)區(qū)等重要使命，是寧波承接上海創(chuàng)新、服務(wù)和產(chǎn)業(yè)功能溢出的主要承載地，目前僅商品汽車的年產(chǎn)能就達(dá)180萬輛，而該區(qū)域目前的物流僅靠公路支撐，對商品汽車及集裝箱的鐵路運輸需求比較迫切。

4 兼顧貨運在技術(shù)上的可行性

根據(jù)《市域（郊）鐵路設(shè)計規(guī)范》（征求意見稿）載明的技術(shù)指標(biāo)，除貨場外，與客貨鐵路的技術(shù)指標(biāo)差異在于縱坡、荷載及限界，其余列控、通信、信號、供電等都能與客貨鐵路保持兼容，結(jié)合本區(qū)域商品汽車及集裝箱的物流需求，市域（郊）鐵路富余運力兼顧貨運在技術(shù)上可行：①市域（郊）鐵路的最大縱坡為2%，客貨鐵路最大縱坡為1.5%，相差0.5%，這在大部分地區(qū)，在技術(shù)上是可以實現(xiàn)的，在余姚、慈溪的平原地區(qū)，采用客貨鐵路指標(biāo)，在工程造價上基本無差異；②荷載引起的差異主要在于橋梁，若采用大箱梁，則控制荷載在于施工荷載，不在于行車荷載，即使采用T梁或小箱梁，由于設(shè)計荷載差異引起的投資差異也很小，以寧波—余慈項目新建的余姚—慈溪—前灣新區(qū)段為例，因兼顧貨物運輸功能增加的線路建安造價不到總投資的1%；③比較市域（郊）鐵路和客貨鐵路的界限，路基和橋梁寬度基本一致，對地面線和橋梁的造價影響不大，限界斷面差異在站臺面以上，如隧道、地下線占比大，則會對工程投資產(chǎn)生較大影響，根據(jù)《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委等單位關(guān)于推動都市圈市域（郊）鐵路加快發(fā)展意見的通知》（國辦函[2020] 116 號）“原則上以地面建設(shè)為主，困難路段可考慮采用高架方式，進(jìn)出樞紐的個別路段可研究采用地下方式”的規(guī)定，市域（郊）鐵路的地下線比例一般不高。綜上分析，市域（郊）鐵路兼顧貨運，在技術(shù)上可行，在投資上增加有限，特別是余姚、慈溪等平原地區(qū)。

5 兼顧城市軌道交通的設(shè)站方案

以上述2個項目為例，余姚、慈溪兩地已建直達(dá)寧波的高速公路，為實現(xiàn)比較優(yōu)勢，市域（郊）鐵路需至少保持5 km以上的平均站間距，以確保市域（郊）列車的旅行時間與公路轎車持平。但為實現(xiàn)慈溪、余姚城區(qū)段的城市軌道交通功能，需要站間距小、旅行速度在40 km/h左右。為同時滿足這2種需求，宜按快慢線開行方案的要求設(shè)站，即慈溪與寧波、余姚與寧波、余姚與慈溪城區(qū)間的郊區(qū)段，在確保5萬人及以上的城鎮(zhèn)組團(tuán)和重要工業(yè)園區(qū)、旅游景點設(shè)站外，站間距盡可能大，在余姚、慈溪城區(qū)段，宜按平均2 km設(shè)站，并區(qū)分市域站和城市軌道交通站，市域站經(jīng)停市域快速列車和城市軌道交通列車，城市軌道交通站依運行圖設(shè)越行線。

6 兼顧 3 種需求的開行模式初探

以正在編制可行性研究的余姚—慈溪—前灣新區(qū)鐵路項目的1個比選方案為例，初步闡述同時滿足3種需要的開行模式，該比選方案起自蕭甬鐵路余姚西貨站，經(jīng)高鐵余姚北站、慈溪站，終于前灣新區(qū)，全長約45 km，終點設(shè)存車場并預(yù)留貨場條件。該項目的最大特點是與蕭甬鐵路接軌并實現(xiàn)跨線運行，蕭甬鐵路是客貨線，已有百年歷史，能方便地直達(dá)寧波舟山港碼頭及內(nèi)陸。

本項目與蕭甬鐵路和寧波—慈溪市域鐵路可實現(xiàn)跨線運行，開行交路豐富，有寧波—余姚—慈溪—前灣、寧波—余姚—慈溪—鎮(zhèn)海、前灣—慈溪—鎮(zhèn)海、余姚—慈溪—前灣、余姚—慈溪—鎮(zhèn)海5個市域快速列車交路，開行方案分高峰期、平峰期2種。為方便闡述，以余姚—慈溪—前灣交路為例闡述兼顧市域快速交通、城市軌道交通及貨物列車的開行方案。因本項目尚在可行性研究階段，有關(guān)線站位及中間站名不在文章中列明。對于城市軌道交通站，為分析方便，在考慮到市域站間距及線路所經(jīng)區(qū)域的情況下，確定需設(shè)城市軌道交通站的區(qū)域，按約2 km的站間距假定設(shè)站。

根據(jù)余姚、慈溪、前灣三地上下班時間，早晚高峰時段為6 : 30～8 : 30、16 : 30～18 : 30，其余為平峰時間，全天運營時間為6 : 30～22 : 30。從本文2.2分析可知，本項目早晚高峰采用10 min發(fā)車間隔，就可滿足近、初、遠(yuǎn)期的市域客流需求，因此市域快速列車按高峰期間隔10 min、平峰期間隔20 min運行。在此條件下，初步分析兼顧3種需求的開行方案。

6.1 客車運營時分

僅以CHR6F車的加減速性能及停站40 s計算運行速度，暫時不考慮道岔等因素對速度的影響，模擬市域快速列車運行時分如表3所示。

只運行城市軌道交通列車的情況，模擬城市軌道交通列車運行時分如表4所示。

6.2 貨車運營時分

貨物列車從前灣新城至余姚西貨站直達(dá)，旅行速度參考蕭甬鐵路上的貨物列車取63 km/h。

6.3 列車運行圖

以不影響市域快速列車的運行為前提，編制城市軌道交通列車和鐵路貨物列車運行圖，以3 min追蹤為限，確定市域列車越行城市軌道交通列車站，越行時城市軌道交通列車停車6 min，不越行貨物列車。

表3 市域快速列車運行時分表

表4 城市軌道交通列車運行時分表

高峰期發(fā)車方式為市域快速列車發(fā)車后3 min發(fā)城市軌道交通列車，7 min后再發(fā)市域快速列車，依次循環(huán)，依上述越行原則，全程越行2次，城市軌道交通列車全程52 min，全程旅行速度52 km/h。

平峰期發(fā)車方式為市域快速列車發(fā)車后7 min發(fā)貨物列車，再3 min后發(fā)城市軌道交通列車，依次循環(huán)，依上述越行原則，全程越行1次，城市軌道交通列車全程46.5 min，全程旅行速度58 km/h。

7 建設(shè)投資及運營效益評價

富余運力兼顧貨運和城市軌道交通所增加的投資不大。以前述的余姚—慈溪—前灣交路為例，在不辦理超限貨物運輸情況下，實現(xiàn)貨運功能的增加投資主要在貨場，實現(xiàn)城市軌道交通功能增加投資主要在于城市軌道交通車站，相比新建1條鐵路貨運專線或1 條城市軌道交通線，增加投資比例很低。

兼顧貨運和城市軌道交通帶來的經(jīng)濟(jì)效益巨大，除有效降低物流、客流的社會成本外，更是項目純收益的重要來源。在運營期，貨運和城市軌道交通功能的實現(xiàn)，大部分可利用市域鐵路功能配備的人、材、機(jī)資源，額外增加成本不多，收益率較高，特別是長途的鐵路貨運，是實現(xiàn)項目減虧、實現(xiàn)可持續(xù)運營的重要收入來源。

8 研究的初步結(jié)論

按照上述開行方案，余姚—慈溪—前灣新區(qū)鐵路全天從早晨6 : 30至晚上22 : 30，可開行市域快速列車57對，城市軌道交通列車57對，貨物列車30對。8編組列車擔(dān)當(dāng)市域快速列車，最大載客能力為1 950人/列，4編組列車擔(dān)當(dāng)城市軌道交通列車，最大載客能力為868人/列，則全天市域列車和城市軌道交通的斷面客運能力為22.2萬人次和9.9 萬人次，合計32.1萬人次。結(jié)合國內(nèi)已開通運行的市域（郊）鐵路的客流分析，此開行方案將在很長時期內(nèi)滿足線路所經(jīng)區(qū)域的旅客出行需求。與本項目接軌的百年客貨共線蕭甬鐵路，目前開行貨物列車僅42對，依此判斷，30對的貨物列車也會在很長的時期內(nèi)滿足前灣新區(qū)的物流需求，即市域（郊）鐵路兼顧貨運和城市軌道交通在運力和運輸組織上是可行的，社會經(jīng)濟(jì)價值可觀，特別是不具備單獨建設(shè)城市軌道交通的中小城市，對解決城市擁堵、促進(jìn)城市發(fā)展更具現(xiàn)實意義。